2021版浙江新高考选考生物一轮复习教师用书:第18讲 遗传信息的传递和表达 .doc
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1、第18讲遗传信息的传递和表达知识内容考试要求知识内容考试要求1DNA分子的复制b5.转录、翻译的概念和过程b2活动:探究DNA的复制过程c6.遗传密码、中心法则b3DNA的功能a7.基因的概念b4DNA与RNA的异同b8.复制、转录和翻译的异同b遗传信息的传递1活动:探究DNA的复制过程(1)实验方法及原理实验方法:同位素示踪技术和密度梯度离心技术。实验原理:若DNA的两条链都用15N标记,那么DNA分子密度较大,离心后应该在试管的下部;若两条链中都含有14N,那么DNA分子密度较小,离心后应该在试管的上部;若DNA的两条链中一条含有15N,一条含有14N,那么DNA分子密度居中,离心后应该在
2、试管的中部。(2)实验过程(3)实验分析预期结果a:若第二代DNA分子中15N15N占1/2,14N14N占1/2;第三代DNA分子中15N15N占1/4,14N14N占3/4,说明DNA复制方式是全保留复制。预期结果b:若第二代DNA分子全部是15N14N;第三代DNA分子中15N14N占1/2,14N14N占1/2,说明DNA复制方式是半保留复制。(4)实验结论实验结果与预期b一致,表明DNA的复制方式为半保留复制。2DNA的复制(1)概念:以DNA的两条链为模板,合成子代DNA的过程。(2)时间:上述过程发生在有丝分裂间期和减数分裂前的间期。(3)过程及条件A过程是解旋,需要解旋酶,消耗
3、能量。B过程是合成子链,需要DNA聚合酶,以四种游离的脱氧核苷酸为原料,解旋的DNA双链为模板,消耗能量。C过程是形成子代DNA。(4)特点由图示C过程形成的子代DNA两条链组成可看出,DNA复制具有半保留复制的特点。边解旋边复制。(5)意义:使遗传信息从亲代传给子代,保持了遗传信息的连续性。(1)在人体内成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制()(2)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期()(3)在一个细胞周期中,DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间()(4)DNA复制时,严格遵循AU、CG的碱基互补配对原则()(5)DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制()(6)脱氧
4、核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链()(7)复制后产生的两个子代DNA分子中共含4个游离的磷酸基团()(必修2 P64图312改编)5BrU(5溴尿嘧啶)既可以与A配对,又可以与C配对。将一个正常的有分裂能力的细胞,接种到含有A、G、C、T、5BrU五种核苷酸的适宜培养基上,至少需要经过几次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从TA到GC的替换()A2次B3次C4次 D5次解析:选B。替换过程如图所示,B代表5BrU,由图可知至少经过3次复制后,可以实现碱基对从TA到GC的替换。 考法1DNA复制的过程分析(1)误以为DNA复制“只发生于”细胞核中。细胞生物中凡存在DNA
5、分子的场所均可进行DNA分子的复制,其场所除细胞核外,还包括叶绿体、线粒体。原核细胞的拟核及质粒也进行DNA复制。(2)误以为DNA复制时氢键不能同时产生和断裂。DNA复制是边解旋边复制,氢键可同时产生和断裂。(3)误以为一个细胞的细胞核可进行多次DNA复制。一个细胞的细胞核DNA复制一般只能进行一次。 题组冲关1(2020浙江省名校考前押宝)DNA分子片段复制的情况如图所示,图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异,下列说法错误的是()Ab和c的碱基序列可以互补Ba和c的碱基序列可以互补Ca中(AT)/(GC)的比值与b中(AT)/(GC)的比值相同Da中(AG)/(TC)
6、的比值与d中(AG)/(TC)的比值一般不相同答案:B2(2020杭州月考)下列关于DNA复制的叙述,错误的是()A通过分子的复制,储存在DNA中的遗传信息实现稳定表达BDNA复制形成子链时先形成氢键,后形成磷酸二酯键CDNA复制过程中有氢键的断裂和重新形成D神经细胞和衰老的细胞一般都不会出现DNA分子的复制解析:选A。通过DNA分子的复制,储存在DNA中的遗传信息实现稳定的传递;DNA复制形成子链时先形成氢键,后形成磷酸二酯键;DNA复制过程中有氢键的断裂和重新形成;神经细胞和衰老的细胞一般都不会出现DNA分子的复制。 考法2同位素示踪法和离心技术证明DNA的半保留复制已知某一DNA分子用1
7、5N标记(0代),将含有该标记DNA分子的细胞(或某种细菌)转移到只含14N的培养基中培养(进行DNA复制),若干代后,其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如表:世代DNA分子的特点DNA中脱氧核苷酸链的特点分子总数细胞中DNA分子离心后在离心管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子的比例脱氧核苷酸链总数不同脱氧核苷酸链占全部链的比例只含15N分子含14N、15N杂合分子只含14N分子含15N的链含14N的链01全在下部10021012全在中部01041/21/2241/2中部1/2上部01/21/281/43/4381/4中部3/4上部01/43/4161/87/8n2n2/2n中部12
8、/2n上部02/2n(或1/2n1)12/2n2n11/2n11/2n题组冲关3(2019浙江4月选考)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是()A1/2的染色体荧光被抑制B1/4的染色单体发出明亮荧光C全部DNA分子被BrdU标记D3/4的DNA单链被BrdU标记答案:D
9、4(2020杭州模拟)将大肠杆菌放在含有15N的培养基中培育若干代后,细菌DNA所有氮均为15N,它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N 培养基中培养,每隔4 h(相当于分裂繁殖一代的时间)取样一次,测定其不同世代细菌DNA分子的密度。DNA分子的密度梯度离心实验结果如图所示。(1)中带含有的氮元素是_。(2)如果测定第4代DNA分子密度,含15N的DNA分子所占比例为_。(3)如果将第1代(全中)DNA链的氢键断裂后再测定密度,它的四条DNA单链在试管中的分布位置应为_。(4)上述实验表明,DNA分子复制的方式是_。解析:两条DNA单链均被15N标记的DNA分子
10、为全重DNA分子,在离心管的最下边;含全重DNA分子的大肠杆菌转入含14N的培养基中培养后,第1代全部为一条链含15N、另一条链含14N的DNA分子,在离心管的中间;第2代为1/2中带DNA分子,1/2轻带DNA分子;第4代为2/24中带DNA分子,(242)/24轻带DNA分子。根据这一实验结果可以证明:DNA分子复制的方式是半保留复制。答案:(1)14N、15N(2)1/8(3)1/2重带、1/2轻带(4)半保留复制 考法3DNA分子复制中的相关计算DNA分子的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,则有:(1)DNA分子数子代DNA分子数2n个;含有亲代DNA链的子代DNA分子数2个;
11、不含亲代DNA链的子代DNA分子数(2n2)个。(2)脱氧核苷酸链数子代DNA分子中脱氧核苷酸链数2n1条;亲代脱氧核苷酸链数2条;新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。(3)消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数m(2n1)个;第n次复制需该脱氧核苷酸数m(2n2n1)m2n1个。与DNA复制相关的计算的四个易错点(1)复制次数:“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别:前者包括所有的复制,后者只指最后一次复制。(2)碱基数目:碱基的数目单位是“对”还是“个”。(3)复制模板:在DNA复制过程中,无论复制几次,含有亲代脱氧核苷酸单链的
12、DNA分子都只有两个。(4)关键词:看清是“DNA分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”等关键词。 题组冲关5(2020衢州模拟)7乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%,其中的鸟嘌呤(G)全部被7乙基化,该DNA分子正常复制产生两个DNA分子,其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%,另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为()A10%B20% C30%D45%解析:选B。据DNA分子中的A占30%,可知T占30%,C占20%,G占20%,当其中的G全部被7乙基化后,新复制的两个DNA分子中如果一个DNA分子中的T占总
13、数的45%,则另一个DNA分子中的T占35%,但G的比例不变。6(2020嘉兴校级期中)一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成,其中腺嘌呤占20%,将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是()A该DNA分子中含有的氢键的数目为1.3104B复制过程需要2.4104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为17D子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为13解析:选B。根据分析可知,DNA中AT2 000,CG3 000,A、T碱基对之间的氢键是2个,G、C碱基对之间的氢键是3个,因此该DNA分子中含有氢键的数目为2 000
14、23 00031.3104,A正确;复制过程需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3 000(231)2.1104个,B错误;由分析可知被32P标记的DNA单链是2条,含有31P的单链是28214条,因此子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为17,C正确;根据半保留复制可知被32P标记的DNA分子是2个,含有31P的DNA分子是8个,只含有31P的DNA分子是826个,因此子代DNA分子中含32P的分子数与只含31P的分子数之比为13,D正确。RNA和蛋白质的合成1DNA的功能(1)携带遗传信息:以自身为模板,半保留复制,保持遗传信息的稳定性。(2)根据它所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构
15、。2转录和翻译(1)RNA的结构基本单位及组成A磷酸;B核糖;C含氮碱基;D核糖核苷酸。结构特点:一般是单链。种类及功能amRNA:将遗传信息从DNA传递到细胞质中。btRNA:转运氨基酸,识别密码子。crRNA:核糖体的组成成分。(2)遗传信息的转录场所:主要在细胞核中,少数发生在线粒体、叶绿体中。条件:需要酶(RNA聚合酶)、ATP、核糖核苷酸、DNA模板。转录的产物是RNA,不仅仅有mRNA,还包含tRNA和rRNA。(3)翻译场所:细胞质中的核糖体。条件:需要酶、mRNA、ATP、tRNA、核糖体和氨基酸。翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸;翻译终点:识别到终止密码子(不决定
16、氨基酸)翻译停止。过程a起始:核糖体沿mRNA运行。b延伸:在运行中核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码,选择相应的氨基酸,由对应的tRNA转运,加到延伸中的肽链上。c终止:当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽合成结束。(4)遗传密码位置:mRNA。含义:决定一种氨基酸的3个相邻的核苷酸排列而成的三联体。 种类:64种,其中终止密码子3种,不编码氨基酸,是翻译终止的信号。特点a除少数密码子外,生物界的遗传密码是统一的。b除少数氨基酸只有1种遗传密码外,大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。 (1)一个tRNA分子中只有三个碱基,可以携带多种氨基酸()(2)rRNA是核糖体的组成成分,原核细
17、胞中可由核仁参与合成()(3)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键()(4)在翻译过程中,tRNA分子的OH端与相应的氨基酸结合()(5)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对()(6)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子()(7)细胞中的mRNA在核糖体上移动,指导蛋白质的合成()(8)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率()(必修2 P66P68图313、图314改编)下图表示基因表达遗传信息的某些过程示意图,已知tRNA内部也存在碱基互补配对的一些区域,如图中的。下列叙述正确的是()A参与甲图所示过程的酶有解旋酶和RN
18、A聚合酶B虚线区域均有“嘌呤数等于嘧啶数”的关系C甲图中虚线区域的碱基配对方式完全相同D乙图中虚线区域的核苷酸配对方式不完全相同解析:选B。据图分析,甲图表示转录过程,需要RNA聚合酶的催化,A错误;图中虚线区域内的碱基都遵循碱基互补配对原则,因此均有“嘌呤数等于嘧啶数”的关系,B正确;甲图中虚线区域的碱基配对方式不完全相同,如前者有A与T配对,后者有A与U配对,C错误;乙图中虚线区域都是RNA链与RNA链之间的碱基配对,因此两者的核苷酸配对方式完全相同,D错误。 考法1DNA和RNA的区分技巧(1)DNA和RNA的判断含有碱基T或脱氧核糖DNA;含有碱基U或核糖RNA。(2)单链DNA和双链
19、DNA的判断若双链DNA(最可能);若嘌呤嘧啶单链DNA。(3)DNA和RNA合成的判断用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T,可推断正发生DNA的合成;若大量利用U,可推断正进行RNA的合成。题组冲关1(2017浙江4月选考)与DNA分子相比,RNA分子特有的碱基是()A鸟嘌呤(G)B胞嘧啶(C)C尿嘧啶(U) D腺嘌呤(A)解析:选C。DNA分子含有的碱基是A、C、G、T,RNA分子含有的碱基是A、C、G、U。因此,与DNA分子相比,RNA分子特有的碱基是U。2(2020杭州五校联考)下列关于DNA和RNA的结构与功能的说法,错误的是()A区分单双链DNA、单双链
20、RNA四种核酸可以通过碱基比率和种类来判定B双链DNA分子中碱基G、C含量越高,其结构稳定性相对越大C含有DNA的生物,其遗传物质是DNA不是RNAD含有RNA的生物,其遗传物质是RNA不是DNA解析:选D。构成DNA和RNA的碱基种类不同,双链DNA中发生碱基互补配对,且AT,GC,因此区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以通过碱基比率和种类来判定,A正确;双链DNA分子中A与T间形成两条氢键,G与C间形成三条氢键,因此碱基G、C含量越高,其结构稳定性相对越大,B正确;同时含有DNA和RNA的生物,DNA为其遗传物质,C正确,D错误。 考法2DNA复制、转录和翻译的比较项目复制转录翻译场
21、所主要发生在细胞核中,也可在线粒体、叶绿体内进行主要发生在细胞核中,也可在线粒体、叶绿体内进行核糖体时间有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期生物的生长发育过程中条件模板亲代 DNA分子的两条链DNA分子的一条链mRNA续表项目复制转录翻译条件原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸其他解旋酶、DNA聚合酶和能量RNA聚合酶、能量酶、能量、tRNA碱基配对方式AT、TACG、GCAU、TACG、GCAU、UACG、GC过程DNA边解旋边以两条链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对应母链螺旋形成子代DNADNA解旋,以其中一条链为模板,按碱基互补配对原则形成mRNA(单链),mR
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