2022年高考生物复习专题遗传的分子基础 .pdf

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1、学习好资料欢迎下载专题六 遗传的分子基础一、考点解读1. 考点盘点2、考点解读本部分内容市近几年高考考查的重点,有关 DNA 的问题是社会关注的热点,基因工程、 基因污染、基因产物等都是高考考察的着手点。从近几年的高考来看，本部分内容的考查题型主要以选择题的形式出现的比较多，主要的是考查考生的能力。同时也包括阅读信息获取信息的能力，并能够运用所学的知识解答相关的问题。在复习过程中，严禁采取死记硬背的方式，要在理解的基础上进行升华。二、知识网络三、本单元分课时复习方案内容说明（1） DNA 是主要的遗传物质（2） DNA 的结构和复制（3）基因是有遗传效应的DNA 片断(4)基因指导蛋白质的合成

2、(5)基因对性状的控制（1）（ 2）（ 3）(4 )是授课的重点和难点. DNA 基 因存在部位证明实验肺 炎 双 球菌转化噬 菌 体 侵染细菌功能传递表达储存复制特点结构化 学组成空 间结 构遗 传 效应的DNA片段基础过关精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页学习好资料欢迎下载第一节 DNA 是主要的遗传物质肺炎双球菌的转化实验1、 体内转化实验研究人1928英格里菲思过程结果无毒 R 型活菌小鼠不死亡有毒 S型活菌小鼠死亡有毒 S型活菌有毒S型死菌小鼠不死亡无毒 R活菌 +加热杀死的S菌小鼠死亡(从体内分离出S型活

3、细菌 ) 分析a 组结果说明：R 型细菌无毒性b 组结果说明：S型细菌有毒性c 组结果说明：加热杀死的S型细菌已失活d 组结果证明：有R 型无毒细菌已转化为S型有毒细菌，说明S型细菌内含有使 R 型细菌转化为S型细菌的物质结论d 组实验中，已加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使 R型细菌转化为 S型细菌(主要通过d 组证明 ) 2、 体外转化实验研究人1944美艾弗里过程结果S型活细菌多糖脂质蛋白质RNA DNA DNA 水解物所得活菌： R R R R S+R R 分析S型细菌的DNA 使 R型细菌发生转化S型细菌的其他物质不能使R 型细菌发生转化结论S型细菌体内只有DNA 才是 转

4、化因子 ，即 DNA 是遗传物质噬菌体侵染细菌的实验实验材料T2 噬菌体、大肠杆菌过程、结果标记细菌细菌 +含35S的培养基含35S的细菌细菌 +含32P的培养基含32P的细菌标记噬菌体分别与 R 型活菌混合培养精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页学习好资料欢迎下载噬菌体 +含35S的细菌含35S的噬菌体噬菌体 +含32P的细菌含32P的噬菌体噬茵体侵染细菌含35S的噬菌体细菌宿主细胞内没有35S ，35S分布在宿主细胞外含32P的噬菌体 +细菌宿主细胞外几乎没有32P，32P主要分布在宿主细胞内实验分析过程 3 表明

5、，噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，噬菌体的DNA进入了细菌的内部实验结论DNA 是遗传物质烟草花叶病毒感染烟草的实验1、 实验过程（1）完整的烟草花叶病毒烟草叶出现病斑蛋白质烟草叶不出现病斑（2）RNA烟草叶出现病斑2实验结果分析与结论：烟草花叶病毒的RNA 能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。【画龙点睛】病毒中的核酸只有一种或者是DNA，或者是RNA，噬菌体以DNA 作为遗传物质烟草花叶病毒以RNA 作为遗传物质。第二节、第三节 DNA 分子的结构和复制DNA 分子结构1、元素组成：C、H、O、N、 P(不含 S) 2 基本单位脱氧核苷酸如图所示：其中，表示一分子磷

6、酸；表示一分子脱氧核糖；表示含氮碱基构成DNA分子的含氮碱基共有4 种，即 A(腺嘌呤 )、T(胸腺嘧啶 )、G(鸟嘌呤 )、C(胞嘧啶 )。脱氧核糖的结构简式如右图：在脱氧核苷酸分子中，特别要注意三个小分子之间的连接，其中，脱氧核糖的l 号碳原子与含氮碱基相连，5 号碳原子与磷酸分了相连。烟草花叶病毒感染烟草感染烟草感染烟草精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页学习好资料欢迎下载3、一条脱氧核苷酸单链中，相邻脱氧核苷酸之间的连接如图所示。一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖的3 号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成新的化

7、学键(磷酸二酯键 )相连接。4两条单链之间形成的碱基对表示如下(1)碱基之间的配对方式有两种，即上图所示的A 一定与 T配对， G 一定与 C 配对。配对的碱基之间以氢键相连，A 与 T 之间形成两条氢键G 与 C 之间形成三条氢键。配对的两个脱氧核苷酸方向相反，尤其要注意脱氧核糖的位置。5、DNA 分子形成规则的双螺旋结构(1)两条链反向平行，外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列；内部为碱基互补配对。【画龙点睛】DNA 的分子结构可用数学模型“点线面体”表示即“脱氧核苷酸脱氧核苷酸链二条链连接成的平面规则的双螺旋结构”。DNA 分子结构的主要特点1953 年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出

8、DNA 分子双螺旋结构模型，其主要特点是：1、DNA分子是由两条链组成的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。2 、DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成骨架；碱基排列在内侧。3、两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对A(腺嘌呤 )与 T(胸腺嘧啶 )配对； G(鸟嘌呤 )与C(胞嘧啶 )配对。碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原则。【画龙点睛】DNA 分子的双螺旋结构：DNA 分子含有两条脱氧核苷酸链，两条链按照反向平行方式向右盘绕成双螺旋螺旋直径2.0nm,螺距为 3. 4nm，每个螺距有10 对碱基两个相邻碱基对平面的垂直距离为0. 34nm。双螺旋结构的外侧是

9、脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交互连接而成的长链构成DNA 分子的骨架。腺嘌呤 (A)与胸腺嘧啶 (T)之间通过2 个氢键相连 鸟嘌呤 (G)与胞嘧啶 (C)之间通过3 个氢键相连。DNA 分子的复制过程1 复制的时间：体细胞的DNA 分子复制发生在有丝分裂的间期。生殖细胞的DNA 复制发生在减数第一次分裂的间期。2 复制的场所： DNA 主要分布在细胞核内，细胞核是DNA 复制的主要场所。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页学习好资料欢迎下载3 复制的过程 (下图 ) (1)解 旋：亲代DNA 在解旋酶的作用下，把两条

10、螺旋的双链解开，形成两条单链(母链 )。解旋是使两条链之间的氢键断裂，需ATP提供能量。(2)子链合成：以解开的两条母链为模板，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料各自合成与母链互补的一条子链。(3)子代 DNA 分子的形成两条母链分别与各自决定的子链组成两个完全相同的DNA 分子。4复制的基本条件：模板、原料、能量以及酶等。5复制的方式：一是边解旋边复制二是半保留复制。6复制结果：一个亲代DNA 分子形成了两个完全相同的子代DNA 分子。7复制的意义保持了遗传信息的连续性。第四节基因是有遗传效应的DNA 片段基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体和生物性状之间的关系关系内容基因与脱氧核苷酸基因的基本

11、组成单位是脱氧核苷酸，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息基因与 DNA 基因是有遗传效应的DNA 片段每个DNA 分子上有很多个基因基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体基因与生物性状基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可“使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。遗传学上把这过程叫做基因的表达第四章第一节基因指导蛋白质的合成1.RNA与 DNA 的区别 (如下表 ) 项目DNA RNA 全称脱氧核糖核酸核糖核酸分布主要存在于细胞核中，少量存在于线粒体和叶绿体中主要存在于细胞质中，少量存在于细胞

12、核核仁中基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸碱基嘌呤腺嘌呤（ A）腺嘌呤（ A）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页学习好资料欢迎下载鸟嘌呤（ G）鸟嘌呤（ G）嘧啶胞嘧啶（ C）胸腺嘧啶（ T）胞嘧啶（ C）尿嘧啶（ U）五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构2.基因控制蛋白质合成的过程转录翻译概念DNA 分子首先解开双链以DNA 的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RNA的过程以 mRNA 为模板，以tRNA 为运载工具合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核、线粒体、叶绿体

13、细胞质（核糖体）原料4 种核糖核苷酸20 种氨基酸模板DNA 中的一条链mRNA 酶解旋酶、聚合酶等聚合酶等能量ATP ATP 过程DNA 解旋以一条链为模板，按碱基互补配对原则，游离的核糖核苷酸与脱氧核苷酸配对，核糖核苷酸间通过化学键连接成 mRNA，tRNA，rRNA mRNA从核孔进入细胞质，与核糖体结合，从起始密码子（AUG）开始翻译。tRNA 一端携带氨基酸进入核糖体另一端的反密码子与mRNA 上的密码子配对，两氨基酸间形成肽键。核糖体继续沿 mRNA 移动，每次移动一个密码子，至终止密码结束，肽链形成模板去向转录后与非模板链重新形成双螺旋结构分解成核糖核苷酸特点边解旋边转录一条mR

14、NA 可与多个核糖体结合翻译成多条相同的多肽链产物三种单链RNA 蛋白质 (多肽链 ) 第四章第二节基因对性状的控制碱基互补配对原则的应用核心考点整合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页学习好资料欢迎下载1 在整个 DNA 分子中DNA 双链中的两种互补的碱基相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50%。A T G C；A+G = T+ C ； A+C = T+ G： (A 十 G)/(T 十 C)=1。2在 DNA 两条互补链之间（ 1）在 DNA 双链中的一条单链的(A 十 G)/(T 十 C)的值与另一

15、条互补单链的（A 十 G)/(T 十C)的值互为倒数关系。(A。+G。) / (T+C)=m，互补链上 (A+G)/ (T+C)1/m （ 2）DNA 双链中，一条单链（AT）/GC）的值，与另一条互补链（AT）/GC）的值是相等的，也与整个DNA 分子中（ AT）/GC）的值是相等的。3整个 DNA分子、 DNA包含的两条单链、转录的RNA之间：（1）在碱基数量上，在DNA 和 RNA的单链内，互补碱基的和相等，且等于双链DNA 的一半。即 a 链上的（ AT）=b 链上的（ AT）=RNA分子中（ A+U） =1/2DNA 双链中的（ AT） ；a 链上的（ GC）=b 链上的（ GC）=

16、RNA分子中（ G+C ）=1/2DNA 双链中的（ GC） ；（2）互补碱基的和占各自碱基的总数的比例在有意链、互补链中和DNA 双链中是相等的，且等于 RNA 中与之配对碱基的和所占RNA中的比例。即a 链中（ AT）占 a 链总数的百分数=b 链中（ A T）占 b 链总数的百分数=RNA 中（ A+U）占 RNA 总数的百分数 =DNA 双链中（ AT）占双链中碱基总数的百分比简式为（GC）a=（G C）b=（GC）RNA。（ 3） 在一个双链DNA 分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均百分数若在其中一条链中多占n%则在另一条链中廊少占n。4DNA 双链中，含某种碱基X个

17、，复制n 次，则需加入该碱基的脱氧核苷酸的分子数等于能与该碱基配对碱基的脱氧核苷酸的分子数，等于（2n-1）X个。关于 DNA 分子复制的有关计算1已知 DNA 分于中碱基数求复制n 次与第 n 次所需某碱基数量。若 DNA 分子复制n 次则可产生2n个子 DNA 分子，由于 DNA 复制为半保留复制， 则复制n次时，除第一代DNA(亲代 DNA 分子 )的两条模板链不需新原料构建外，其余所有链无一不是新原料构建的，故所需原料应为：总链数2 条模板链即相当于(2n 1)个 DNA 分子中的原料量当只需计算第n 次所需原料量时，可据第n 次产生 2n个 DNA 分子，本次应需新构建子链2n条(每

18、个子 DNA 均有一条新子链)， 这 2n条新子链应相当于2n/2 个子 DNA 故本次所需原料也应为 2n/2 个 DNA 乘以每个DNA 中该原料量。1、 关于半保留复制的有关计算问题已知某一条全部N 原子被15N 标记的 DNA 分子 （0 代） ， 转移到含有14N 的培养基中培养 （复精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页学习好资料欢迎下载制）若干代，其结果分析如下表：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 在 试 管中的位置不同 DNA 分子占全部DNA分子之比母链总

19、数不同脱氧核苷酸链占全部比含15N分子含14N 和15N 杂种分子含14N 分子含15N 的链含14N 的链0 1 全在下部1 2 1 0 1 2 全在中部1 4 1/2 1/2 2 4 1/2 中 1/2 上1/2 1/2 8 1/4 3/4 3 8 1/4 中 3 /4 上1/4 3/4 16 1/8 7/8 n 2n1/2n-1中1 1/2n-1上1/2n-111 /2n-12n+11/2n11/2n基因中碱基、RNA 中碱基和蛋白质中氨基酸数量关系（1）转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的l2。（2）翻译

20、过程中， 信使 RNA中每 3 个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA 碱基数目的1/3。总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基数(指双链 )、RNA 分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6 ：3：1。参考下面图解：DNA(基因 ) 信使 RNA 蛋白质G C A C G U精氨酸C G T 碱基数目碱基数目氨基酸数目6：3：1 中心法则及其含义1、图解2、含义(1)DNA DNA(或基因基因)；以 DNA 作为遗传物质的生物的DNA 自我复制，表示遗传信息的传递。例：绝大多数生物。(2)RNA RNA：以 RNA 作为遗传物质的生物的RNA自我复制。

21、例：以RNA 为遗传物质精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页学习好资料欢迎下载的生物烟草花叶病毒。(3)DNA RNA：细胞核中的转录过程。例：绝大多数生物(4)RNA蛋白质：细胞质的核糖体上的翻译过程。以上 (3)(4)共同完成遗传信息的表达。(5)RNA DNA：少数病毒在其宿主细胞 中的逆转录过程。例：某些致癌病毒、爱滋病病毒。3、 “中心法则”中的几种碱基互补配对（1）DNA 复制： ATGC（2）转录： AUTAGC （3）逆转录： ATUAGC（4）RNA 复制： AUGC （5）翻译： AUGC 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页