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1、专题九遗传的分子基础专题九遗传的分子基础考点一人类对遗传物质的探索历程考点一人类对遗传物质的探索历程1.肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验（1）格里菲思的体内转化实验）格里菲思的体内转化实验不死亡不死亡S型型转化因子转化因子（2）艾弗里的体外转化实验）艾弗里的体外转化实验DNA2.噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验（1）标记噬菌体）标记噬菌体噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌（2）侵染细菌：）侵染细菌：3.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验（1）实验过程及现象）实验过程及现象蛋白质外壳蛋白质外壳RNA不出现病斑不出现病斑（2）结论）结论_是烟草花叶病毒的遗传物质
2、，是烟草花叶病毒的遗传物质，_不是烟草花不是烟草花叶病毒的遗传物质。叶病毒的遗传物质。RNA蛋白质蛋白质4.人类的探索结论：人类的探索结论：是是主主要要的的遗遗传传物物质质，即即_生生物物的的遗遗传传物物质质是是DNA，只只有有少少部部分分生生物物（无无DNA的的生生物物）的遗传物质是的遗传物质是RNA。DNA绝大多数绝大多数1.判断正误判断正误（1）浓缩培养的噬菌体能用血细胞计数板直接计数）浓缩培养的噬菌体能用血细胞计数板直接计数（2016江江苏，苏，10C）（）（2）赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素）赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与示踪技
3、术区分蛋白质与DNA，证明了，证明了DNA是遗传物质是遗传物质(2015江江苏卷）苏卷）（）（3）T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖（2013海南，海南，13D）（）（4）T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质是遗传物质（2013新课标新课标，5改编）改编）（）（5）RNA和和DNA都是都是T2噬菌体的遗传物质噬菌体的遗传物质（2013海南，海南，13C）（）（6）噬菌体的蛋白质可用）噬菌体的蛋白质可用32P放射性同位素标记放射性同位素标记（2012上海，上海，11D）（）（7）噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等）
4、噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等（2012山东，山东，5B）（）（8）烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是）烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA（2012江苏，江苏，2D）（）2.生物的遗传物质（连线）生物的遗传物质（连线）格格里里菲菲思思实实验验（实实验验一一）与与艾艾弗弗里里实实验验（实实验验二二）3个个“不同不同”艾艾弗弗里里肺肺炎炎双双球球菌菌转转化化实实验验和和噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌实实验设计思路的比较验设计思路的比较实验实验名称名称艾弗里肺炎双球菌艾弗里肺炎双球菌转转化化实验实验噬菌体侵染噬菌体侵染细细菌菌实验实验实验实验思路思路设设法将法
5、将DNA与其他物与其他物质质分开，分开，单单独地、直接地研究它独地、直接地研究它们们各自各自不同的作用不同的作用设计设计原原则则对对照原照原则则和和单单一一变变量原量原则则处处理方式理方式的的区区别别直接分离法：分离直接分离法：分离S型型细细菌的菌的DNA、多糖、蛋白、多糖、蛋白质质等，分等，分别别与与R型活型活细细菌混合培养菌混合培养同位素同位素标记标记法：分法：分别标记别标记DNA和蛋白和蛋白质质的特征元素的特征元素（32P和和35S）实验结论实验结论DNA是是遗传遗传物物质质，蛋白，蛋白质质不是不是遗传遗传物物质质DNA是是遗传遗传物物质质，不能，不能证证明蛋白明蛋白质质不是不是遗传遗传
6、物物质质探索遗传物质的经典实验总结探索遗传物质的经典实验总结（1）误认为格里菲思实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是）误认为格里菲思实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA或误认为艾弗里实验运用了或误认为艾弗里实验运用了“同位素标记同位素标记”技术，甚至认为技术，甚至认为DNA使小鼠致死使小鼠致死点拨点拨格里菲思实验仅能证明格里菲思实验仅能证明S型菌中含有某种型菌中含有某种“转化因子转化因子”，但并未具体证明但并未具体证明“转化因子转化因子”是何种物质。是何种物质。艾弗里实验所用方法为艾弗里实验所用方法为“化学分离提取法化学分离提取法”而不是放射性同位而不是放射性同位素标记法，噬菌体侵染细菌实验所利
7、用的才是放射性同位素标素标记法，噬菌体侵染细菌实验所利用的才是放射性同位素标记法（记法（32P、35S）。）。（2）误认为原核生物或真核生物细胞质中的遗传物质为）误认为原核生物或真核生物细胞质中的遗传物质为RNA或认为某一生物遗传物质主要是或认为某一生物遗传物质主要是DNA点拨点拨真核生物（包括细胞质、细胞核中）和原核生物的遗真核生物（包括细胞质、细胞核中）和原核生物的遗传物质一定是传物质一定是DNA。病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是DNA或或RNA。绝大多数生物的遗传物质是绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此，因此DNA是主要的遗传物是主要的遗传物质。质。不能正确分析噬菌体侵染细菌实验的实验
8、误差成因不能正确分析噬菌体侵染细菌实验的实验误差成因点拨点拨（1）32P噬菌体侵染大肠杆菌噬菌体侵染大肠杆菌（2）35S噬菌体侵染大肠杆菌噬菌体侵染大肠杆菌考点二考点二DNADNA的结构与复制的结构与复制1.DNA分子的结构分子的结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链23巧记巧记DNA分子结构的分子结构的“五五四四三三二二一一”2.DNA的复制的复制细胞核细胞核半保留复制半保留复制3.染色体、染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系、基因和脱氧核苷酸的关系主要载体主要载体DNA分子分子主要主要基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸遗传信息遗传信息判断正误判断正误（1）双链
9、）双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的的（2014课标课标，5C）（）（2）DNA有氢键，有氢键，RNA没有氢键没有氢键（2013全国卷全国卷，1A）（）关于碱基互补配对的四大规律总结关于碱基互补配对的四大规律总结DNA复制及相关计算复制及相关计算1.DNA复制的准确性与影响条件复制的准确性与影响条件（1）影响）影响DNA复制的外界条件复制的外界条件（2）DNA复制的准确性复制的准确性一般情况下，一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因：分子能准确地进行复制。原因：DNA具有具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补独
10、特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。配对，保证了复制能够准确地进行。在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可以在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可以造成碱基配对发生差错，引发基因突变。造成碱基配对发生差错，引发基因突变。2.DNA复制中的有关计算复制中的有关计算（2）DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数复制中消耗的脱氧核苷酸数若一亲代若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过个，经过n次复制次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为需要消耗该种脱氧核苷酸数为m（2n1）。）。第第n次复制所需该种脱氧核苷酸数为次复
11、制所需该种脱氧核苷酸数为m2n1。1.误认为误认为DNA分子都是双链的或认为分子都是双链的或认为DNA分子中分子中“嘌呤一定等嘌呤一定等于嘧啶于嘧啶”或认为嘌呤嘧啶时一定为双链或认为嘌呤嘧啶时一定为双链DNA分子。分子。点拨点拨DNA分子一般为分子一般为“双螺旋结构双螺旋结构”，但也有些，但也有些DNA分子呈分子呈“单链单链”结构，在此类结构，在此类DNA分子中嘌呤与嘧啶可能相等也可能不分子中嘌呤与嘧啶可能相等也可能不相等。由此可见，双链相等。由此可见，双链DNA分子中嘌呤分子中嘌呤“AG”固然等于固然等于“TC”或（或（AC）/（TG）1，但存在该等量或比例关系时，但存在该等量或比例关系时，
12、未必一定是双链未必一定是双链DNA分子。分子。2.误认为误认为DNA复制复制“只发生于只发生于”细胞核中细胞核中点拨点拨细胞生物中凡存在细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行分子的场所均可进行DNA分子的分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。的拟核及质粒。需特别注意的是需特别注意的是DNA病毒虽有病毒虽有DNA分子，但其不能独立完成分子，但其不能独立完成DNA分子的复制分子的复制病毒的病毒的DNA复制必须借助寄主细胞完成，复制必须借助寄主细胞完成，在其在其DNA复制时，病毒只提供复制时，病毒只提供“模板
13、链模板链”，其他一切条件（包括，其他一切条件（包括场所、原料、酶、能量）均由寄主细胞提供。场所、原料、酶、能量）均由寄主细胞提供。3.误认为误认为DNA复制只能从头开始复制只能从头开始点拨点拨如图为真核生物染色体上如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。分子复制过程示意图。（1）图中显示）图中显示DNA分子复制是从多个起点开始的，但多起点分子复制是从多个起点开始的，但多起点并非同时进行；并非同时进行；（2）图中显示）图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的；分子复制是边解旋边双向复制的；（3）真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率。）真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制
14、速率。【案例】【案例】回答与图回答与图1、图、图2相关的问题：相关的问题：（1）由图）由图1得知，得知，1个个DNA分子复制出分子复制出A、B2个个DNA分子，分子，其方式是其方式是边解旋边复制边解旋边复制（2）图）图1中的酶中的酶1可使可使氢键氢键断裂，酶断裂，酶2可催化可催化氢键氢键的形成。的形成。脱氧核苷酸必须在脱氧核苷酸必须在DNA连接连接酶的作用下才能形成与模板链酶的作用下才能形成与模板链互补互补的链。的链。（3）图）图2中限制性核酸内切酶作用于中限制性核酸内切酶作用于e（填字母）部位，（填字母）部位，DNA解旋酶作用于解旋酶作用于f（填字母）部位，（填字母）部位，DNA连接酶作用于
15、连接酶作用于f（填字母）部位。（填字母）部位。（4）细胞中）细胞中DNA复制的场所是复制的场所是细胞核细胞核；在复制完成后，；在复制完成后，A、B分开的时期为分开的时期为有丝分裂后期有丝分裂后期。（5）若该）若该DNA分子中，含有分子中，含有a个胸腺嘧啶，则第个胸腺嘧啶，则第n次复制需要次复制需要游离的胸腺嘧啶游离的胸腺嘧啶a（2n1）个。个。【剖析】【剖析】错错答答序号序号正确答案正确答案错错因分析因分析_混淆复制混淆复制“方式方式”与复制与复制“过过程程”_ _混淆解旋混淆解旋酶酶、DNA连连接接酶酶、DNA聚合聚合酶酶及限制及限制酶酶的作用部的作用部位位_半保留复制半保留复制3，5磷酸二
16、酯键磷酸二酯键DNA聚合酶聚合酶e_ _忽略忽略细细胞胞质质中中DNA复制复制_忽略减忽略减后期着后期着丝丝点分裂点分裂_错错将将“第第n次需次需”算作算作“n次共次共需需”细胞核、线粒体、叶绿体细胞核、线粒体、叶绿体有丝分裂后期，减数第二有丝分裂后期，减数第二次分裂后期次分裂后期a2n1考点三基因的表达考点三基因的表达1.RNA的结构和种类的结构和种类核糖核糖U单单蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸核糖体核糖体2.遗传信息的转录和翻译遗传信息的转录和翻译（1）转录的过程）转录的过程解旋酶解旋酶碱基互补配对碱基互补配对DNARNA（2）遗传信息的翻译）遗传信息的翻译概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以概
17、念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。场所或装配机器：场所或装配机器：。核糖体核糖体氨基酸氨基酸tRNA过程过程核糖体核糖体tRNAmRNA终止密码子终止密码子3.中心法则与基因对性状的控制中心法则与基因对性状的控制酶酶蛋白质蛋白质判断正误判断正误（1）rRNA能参与蛋白质的合成能参与蛋白质的合成（2015海南卷，海南卷，11A）（）（2）真核生物基因中每三个相邻的碱基组成一个反密码子）真核生物基因中每三个相邻的碱基组成一个反密码子（2014海南高考，海南高考，21）（）（3）基因）基因B1和由其突
18、变而来的和由其突变而来的B2在指导蛋白质合成时使用同在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码一套遗传密码（2013海南高考，海南高考，22C）（）比较比较DNA复制、转录和翻译复制、转录和翻译复制复制转录转录翻翻译译过过程程图图示示场场所所主要是主要是细细胞核胞核主要是主要是细细胞核胞核只能只能发发生于核糖体生于核糖体模板模板亲亲代代DNA的两条的两条链链DNA的一条的一条链链mRNA原料原料4种游离的脱氧核糖种游离的脱氧核糖核苷酸核苷酸4种游离的核糖核种游离的核糖核苷酸苷酸20种氨基酸种氨基酸模板模板去向去向子代子代DNA分子中分子中DNA链链重新聚合重新聚合降解成核糖核降解成核糖核苷酸苷酸产产
19、物物完全相同的两个完全相同的两个DNA分子分子mRNA蛋白蛋白质质（多（多肽肽）碱基碱基配配对对AT、TA、CG、GCAU、TA、CG、GCAU、UA、CG、GC遗传信息、密码子与反密码子遗传信息、密码子与反密码子（1）界定遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子）界定遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子（2）辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系）辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系每种氨基酸对应一种或几种密码子（密码子简并性），可由每种氨基酸对应一种或几种密码子（密码子简并性），可由一种或几种一种或几种tRNA转运。转运。一种密码子只能决定一种氨基酸，一种一种密码子只能决定一种氨基酸，一
20、种tRNA只能转运一种只能转运一种氨基酸。氨基酸。密码子有密码子有64种（种（3种终止密码子；种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子）种决定氨基酸的密码子）；反密码子理论上有；反密码子理论上有61种。种。“三看法三看法”判断与中心法则有关的模拟实验判断与中心法则有关的模拟实验（1）“一看一看”模板模板如果模板是如果模板是DNA，生理过程可能是，生理过程可能是DNA复制或复制或DNA转录。转录。如果模板是如果模板是RNA，生理过程可能是，生理过程可能是RNA复制或复制或RNA逆转录逆转录或翻译。或翻译。（2）“二看二看”原料原料如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DN
21、A，生理过程可能是，生理过程可能是DNA复制或逆转录。复制或逆转录。如果原料为核糖核苷酸，产物一定是如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是，生理过程可能是DNA转录或转录或RNA复制。复制。如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质（或多肽），生理过如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质（或多肽），生理过程是翻译。程是翻译。（3）“三看三看”产物产物如果产物为如果产物为DNA，生理过程可能是，生理过程可能是DNA复制或复制或RNA逆转录。逆转录。如果产物为如果产物为RNA，生理过程可能是，生理过程可能是RNA复制或复制或DNA转录。转录。如果产物是蛋白质（或多肽），生理过程是翻译。如果产物
22、是蛋白质（或多肽），生理过程是翻译。基因与性状的关系辨析基因与性状的关系辨析图解如下：图解如下：（4）基因对性状控制的复杂性）基因对性状控制的复杂性基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。性状。注注：若述及的物质并非蛋白质（如植物激素），则基因对其控若述及的物质并非蛋白质（如植物激素），则基因对其控制往往是通
23、过制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状状”这一间接途径实现的。这一间接途径实现的。1.不能诠释基因表达计算中氨基酸不能诠释基因表达计算中氨基酸 RNA中碱基中碱基 DNA中碱基中中碱基中“至少至少”或或“最多最多”，并认为所有细胞中均能进行，并认为所有细胞中均能进行“复制、转录与复制、转录与翻译翻译”点拨点拨（1）基因表达过程中，蛋白质的氨基酸的数目）基因表达过程中，蛋白质的氨基酸的数目1/3mRNA的碱基数目的碱基数目1/6基因中的碱基数目。这个比例关系基因中的碱基数目。这个比例关系都是最大值，原因如下：都是最大值，原因如下：DNA
24、中有的片段无遗传效应，不能转录出中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。真核生物基因中存在不编码氨基酸的非编码序列或非转录真核生物基因中存在不编码氨基酸的非编码序列或非转录序列。序列。转录出的转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，并且合成的肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸，酸，并且合成的肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸，所以基因或所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的上碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍多。倍多。（2）并非所有细胞均可进行复制、转录与翻译：）并非所有细胞均可进行复制、转录与翻译：只有分生组织细胞才能进
25、行只有分生组织细胞才能进行“复制（当然也进行转录与翻译）复制（当然也进行转录与翻译）”。高度分化的细胞只进行转录、翻译、不进行复制。高度分化的细胞只进行转录、翻译、不进行复制。哺乳动物成熟红细胞哺乳动物成熟红细胞“复制、转录、翻译复制、转录、翻译”均不进行。均不进行。2.不能准确界定真核生物、原核生物基因表达或误认为真核细不能准确界定真核生物、原核生物基因表达或误认为真核细胞中转录、翻译均不能胞中转录、翻译均不能“同时同时”进行。进行。点拨点拨（1）凡转录、翻译有核膜隔开或具）凡转录、翻译有核膜隔开或具“时空差异时空差异”的应为的应为真核细胞真核细胞“核基因核基因”指导的转录、翻译。指导的转录
26、、翻译。（2）原核细胞基因的转录、翻译可）原核细胞基因的转录、翻译可“同时同时”进行。（边产生进行。（边产生mRNA边有核糖体与边有核糖体与mRNA结合）。结合）。（3）真核细胞的线粒体、叶绿体中也有）真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA及核糖体，其转及核糖体，其转录、翻译也存在录、翻译也存在“同时进行同时进行”的局面。的局面。综合研判模板综合研判模板DNA复制过程放射性追踪复制过程放射性追踪【典例】【典例】 蚕豆体细胞染色体数目蚕豆体细胞染色体数目2N12，科学家用，科学家用3H标记蚕豆标记蚕豆根尖细胞的根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上研究真核生物的，可以在染色体水平上研究真核生物的DN
27、A复制方法。复制方法。实验的基本过程如下：实验的基本过程如下：.将蚕豆幼苗培养在含有将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶核苷酸的培养基上，的胸腺嘧啶核苷酸的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。.当当DNA分子双链都被分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。色体的放射性情况。请回答相关问题：请回答相关问题：（1）蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是）蚕豆根尖细胞进行的分
28、裂方式是；秋水仙素能；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是_。（2）中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有有放射性的染色单体有条，每个条，每个DNA分子中，有分子中，有_条链带有放射性。条链带有放射性。中，若观察到一个细胞具有中，若观察到一个细胞具有24条染色单体，且二分之一的染条染色单体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制基上复制次，该细胞含有次，该细胞含有个染色
29、体组。个染色体组。（3）上述实验表明，）上述实验表明，DNA分子的复制方式是分子的复制方式是_。【解题流程】【解题流程】【模板构建】【模板构建】1.解答本类问题必严把四关解答本类问题必严把四关2.DNA分子复制特点及子代分子复制特点及子代DNA存在位置与去向分析存在位置与去向分析（1）复制时期：有丝分裂间期（）复制时期：有丝分裂间期（S期）或减数第一次分裂前的期）或减数第一次分裂前的间期。间期。（2）复制特点）复制特点半保留复制，即新半保留复制，即新DNA分子总有一条链来分子总有一条链来自亲代自亲代DNA（即模板链），另一条链（子链）由新链构建而成。（即模板链），另一条链（子链）由新链构建而成
30、。（3）2个子代个子代DNA位置：当一个位置：当一个DNA分子复制后形成两个新分子复制后形成两个新DNA分子后，此两子分子后，此两子DNA恰位于两条姐妹染色单体上，且由恰位于两条姐妹染色单体上，且由着丝点连在一起，即着丝点连在一起，即（4）2个个子子代代DNA去去向向：在在有有丝丝分分裂裂后后期期或或减减数数第第二二次次分分裂裂后后期期，当当着着丝丝点点分分裂裂时时，两两姐姐妹妹染染色色单单体体分分开开，分分别别移移向向细细胞两极，此时子代胞两极，此时子代DNA随染色单体分开而分开。随染色单体分开而分开。3.DNA分分子子连连续续复复制制两两次次（目目前前大大部部分分考考查查角角度度属属此此类类）图图像像及解读及解读
