高三生物一轮专题复习专题4.pdf
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1、付兑市石事阳光实验学校专题付兑市石事阳光实验学校专题 4 4遗传的细胞基础遗传的细胞基础和分子基础和分子基础中学中学孙健孙健一、高考要求一、高考要求内容级 要 求ABC细胞的减数分裂及配子的形成过程受精过程人类对遗传物质的探索过程DNA 分子结构的主要特点基因和遗传信息的关系DNA 分子的复制遗传信息的转录和翻译二、知识构建二、知识构建减数分裂的概念减数分裂减数分裂的精子的形成卵细胞的形成人和类受肺炎双球菌转化受精作用DNA 是遗传物质遗传对遗基因噬菌体侵染细菌基因与染色体的关系的细传物DNADNA是主要的遗传物质片段中的遗传信息胞基基本组成单位转录DNA基因指导蛋白质的合成DNA 分子的结构
2、DNA 的双螺旋结构中心法则及其补充分子翻译基因对性状的控制结构特点三、考点分析三、考点分析的结DNA 分子的复制时间、条件、过程、特点、意义(一)细胞的减数分裂及配子的形成过程(一)细胞的减数分裂及配子的形成过程基因的本质1、减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式,因此两者有些方面相同,但由于基因对性是特殊的有丝分裂,所以必须搞清楚两者的异同,并能够正确识图和绘图。比较项目比较项目有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂分裂细胞类型体细胞原始的生殖细胞有联会,出现四分体,相互分离,同源染色体行为无联会不姐妹染色单体互换片段同细胞分裂次数1 次2 次点子细胞数目2 个雄为 4 个,雌为(1+3)个子细胞染色
3、体数与亲代细胞相同是亲代细胞的一半子细胞类型体细胞精子细胞或卵细胞相同点染色体复制一次,都出现纺锤体使生物个体发育中,亲子代细胞减数分裂和受精作用使生物在系意义间维持了遗传性状的稳性统发育中,亲子代之间维持了遗传的稳性2、减数分裂过程中,生物可发生多种可遗传的变异。如分裂间期,DNA 复制时可发生基因突变;减数第一次分裂过程中,可通过基因的自由组合和交叉互换发生基因重组;减数分裂和受精作用中还可发生染色体变异。3、通常情况下,受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,这样,经过受精作用,受精卵中的染色体又恢复到体细胞中染色体的数目,具有两个亲本的遗传性。可见,对于进行有性生殖的生物来说,减
4、数分裂和受精作用,对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒性,对于生物的遗传变异都是十分重要的。所以说,有性生殖产生的后代具备两个亲本的遗传性,具有更大的生活力和变异性,对于生物的进化有重要意义。(二)人类对遗传物质的探索过程(二)人类对遗传物质的探索过程1、证明 DNA 是遗传物质的思路:把 DNA 和蛋白质分开,单独直接地去观察 DNA 的效。肺炎双球菌转化2、证明遗传物质噬菌体浸染细菌(同位素标记法)烟草花叶病毒的重建3、RNA 病毒:HIV、SARS 冠状病毒、烟草花叶病毒、车前草病毒绝大多数生物的遗传物质是 DNA DNA 是主要的遗传物质(三)(三)DNADNA 分子的结构和功
5、能分子的结构和功能两条反向平行脱氧核苷酸链原料场所 A1%+A2%=2A%3、DNA 功能遗传信息的传递复制遗传信息的表达指导蛋白质的合成(转录和翻译)4、DNA 复制、转录、翻译比较复制有丝分裂间期和减数分裂前初转录翻译时间级性母细胞的形成过程中主要在细胞核,少在线粒体和叶绿体4 种脱氧核苷酸(A、T、C、G)模板条件DNA 的两条链生长发育的连续过程中主要在细胞核,少在核糖体线粒体和叶绿体4 种核糖核苷酸(A、20 种氨基酸U、C、G)DNA 中的一条链mRNA外侧基本骨架:磷酸和脱氧核糖交替连结1、DNA 结构特点内侧碱基碱基对(氢键连接):碱基互补配对原则(A-T,G-C)A=T C=
6、G A+G=C+T=50%嘌呤=嘧啶(A1+T1)/(G1+C1)=M(互补碱基和的比恒)则(A2+T2)/(G2+C2)=M (A+T)/(G+C)=M2、碱基互补 (A1+G1)/(C1+T1)=N(不互补碱基和的比在两单链上互为倒数)配对原则 (A2+G2)/(C2+T2)=1/N (A+G)/(C+T)DNA=1(在双链上为 1)(A1+T1)=(A2+T2)=(A+U)mRNA=1/2(A+T)(A1+T1)%=(A2+T2)%=(A+U)mRNA%=(A+T)%特的酶和 ATP、适的温度、PHDNA 解旋,以一条链为模DNA 解旋以两条链为模板,板,按碱基互补配对原tRNA 一端的
7、碱基与mRNA 上密码子配过程按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对链螺旋化则,形成mRNA(单链),对,另一端携带相氨进入细胞质与核糖体结合基酸合成有一氨基酸序列的蛋白质碱基配对A-T,G-C,T-A,C-G方式信息传递DNADNADNAmRNARNA蛋白质一个mRNA上可连续特点边解旋边复制,半保留复制边解旋边转录,单链转录结合多个核糖体,依次合成多肽链产物两个双链 DNA 分子蛋白质(多肽)和水A-U,T-A,G-C,C-GA-U,G-C,U-A,C-G核糖核酸复制遗传信息,使遗传信息由意义表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状亲代传给子代5、中心法则及其补充转录翻译DNA RNA
8、蛋白质(中心法则及其补充)逆转录 (逆转录及 RNA 复制只少数 RNA 病毒有)密码子(在 mRNA 上)64 种,决蛋白质的 61 种(3 种终止密码子);tRNA 61种;反密码子(在 tRNA 上)可以与密码子互补配对;tRNA 有特异性。6、基因是具有遗传效的DNA 片段,染色体是DNA 的主要载体。因此,染色体、DNA、基因之间有直接联系。因为蛋白质是生命活动的体现者,也是生物性状的表达者,基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。基因控制蛋白质的合成,实质上是把基因中的脱氧核苷酸的排列顺序变为氨基酸序列的过程。7、基因对性状的控制:间接控制:控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制
9、性状。直接控制:控制蛋白质的分子结构直接影响性状。四、典例解析四、典例解析例 1、(06)右图为高动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是()A.发生了基因突变 B.发生了染色体互换C.该细胞为次级卵母细胞 D.该细胞为次级精母细胞解析:解析:既要熟悉减数分裂与有丝分裂图像的判断,同时要与基因在染色体上的分布、基因突变相结合。根据图中细胞无同源染色体和着丝点已分开这一特点,我们可以断该细胞处于减数分裂第二次分裂的后期。从染色体上的基因分析:正常情况下,较大一条染色体上的基因该是相同的(来自同一个 DNA 分子的复制,即基因要么是BB,要么是bb),但事实是一个B 基因,一个b 基因,A、B 两
10、个选项都可以产生这一结果;同时由于细胞质的均分开,所以该细胞不可能是次级卵母细胞(次级卵母细胞分裂形成一个极体和一个卵细胞,细胞质分配不均)。答案:答案:C例 2、(06)用一个32P 标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体,则其中含有32P 的噬菌体有()A.0 个 B.2 个 C.30 个 D.32 个解析:解析:掌握 DNA 复制的特点是半保留复制,亲代的 DNA 分子双链分开分别作为模板,参与组成子代 DNA 分子。用放射性元素标记亲代的 DNA 分子后,不管复制多少次,总是有 2 个子代 DNA 分子被标记。答案:答案:B例 3、(07)格里菲思(F.
11、Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化,此结果()A证明了 DNA 是遗传物质 B证明了 RNA 是遗传物质 C证明了蛋白质是遗传物质 D没有具体证明哪一种物质是遗传物质解析:该题考查学生对“遗传物质的探索过程”掌握。肺炎双球菌的转化,包括格里菲思的和艾弗里的,“格里菲思的肺炎双球菌转化”指出加热杀死的 S 型菌存在“转化因子”,将无毒的 R 菌转化为有毒性的 S 菌,但该转化因子是什么没有证明。“艾弗里的肺炎双球菌转化”从 S 型活细菌中提取 DNA,将 S 型 DNA 与 R 型混合培养,R 型活细菌繁殖的后代中有少量 S 型菌体,这些 S 型菌体的后代为 S 型菌体。R
12、 菌的 DNA 在 S 菌 DNA 的作用下发生变异,而且这些 S 型菌体的后代为 S 型菌体,进一步证明这种变异是可遗传的。这个表明 DNA 是遗传物质,而蛋白质、RNA、多糖不是遗传物质。但肺炎双球菌的转化,不能证明 DNA 是主要遗传物质。答案:答案:D例 4、(07)下列关于 DNA 复制的叙述,正确的是()A在细胞有丝分裂间期,发生 DNA 复制BDNA 通过一次复制后产生四个 DNA 分子CDNA 双螺旋结构解链后,开始 DNA 复制D单个脱氧核苷酸在 DNA 酶作用下连接合成的子链解析:该题考查了 DNA 复制的时间、过程、特点、原料、结果知识。在细胞增殖的间期进行 DNA 复制
13、,通过一次复制后产生 2 个 DNA 分子;DNA 的复制是半保留复制、多起点复制、双向复制、边解旋边复制;单个脱氧核苷酸在 DNA 聚合酶的作用下连接合成的子链。注意 DNA 聚合酶和 DNA 酶的作用差别,前者催化 DNA 复制,后者催化 DNA 水解为单个脱氧核苷酸。答案:答案:A例 5、(07 改编)人类基因组计划测的 24 条染色体上的 DNA 分子大约有 31.6亿个碱基对,其中构成基因的碱基占碱基总数的比例不超过2%,其余碱基构成调控序列。下面是某 DNA 分子的碱基序列,序列 I 为调控序列,序列 II 为构成基因的一。上列片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“甲硫氨酸精氨酸谷氨酸丙
14、氨酸天冬氨酸缬氨酸”(甲硫氨酸的密码子是 AUG)。该基因表达过程中,RNA 的合成在中完成,此过程称为。请写出编码上述氨基酸序列的 mRNA 序列:。如果序列 I 中箭头所指碱基对被替换为,该基因上列片段编码的氨基酸序列为:如果序列 II 中箭头所指碱基对缺失,该基因下列片段编码的氨基酸序列为:解析:内容为分子生物学的有关知识,基因的表达包括转录和翻译。RNA的合成细胞核中完成,称为转录。基因序列编码氨基酸,从甲硫氨酸的密码子是 AUG 可推知 DNA 的一条链的相序列为GTTAC,它不能位于序列 1 中,只能位于序列 2 中,根据TACGCCC TCCGCC TACAG就可写出对的密码子。
15、序列中箭头所指碱基对被替换为,由于是调控序列,不编码氨基酸,所以氨基酸序列不变。G序列中箭头所指碱基对缺失,由于位于基因中,编码氨基酸,氨基酸的序列要发生变化。答案:细胞核转录AUG CGG GAG GCG GAU GUC甲硫氨酸精氨酸谷氨酸丙氨酸天冬氨酸缬氨酸甲硫氨酸精氨酸谷氨酸精氨酸甲硫氨酸例 6、(06)与无性生殖相比,有性生殖的后代具有较强的适性,下列说法不正确的是()A.后代继承了双亲的遗传物质 B.减数分裂过程中,DNA 复制更容易发生差错C.减数分裂过程中,由于基因重组产生了不同类型的配子 D.更容易产生的基因型解析:解析:在减数分裂的基础上比较无性生殖与有性生殖的区别,以及对生
16、物变异性的影响。无性生殖主要是通过有丝分裂产生后代的,由于有丝分裂能够保持前后代遗传物质的稳性和连续性,所以无性生殖能够保持亲本的性状。有性生殖是通过生殖细胞两两结合,由受精卵(合子)发育成后代的生殖过程。受精卵具有两个亲体遗传性;在生殖细胞形成过程中,出现基因重组和染色体变异,从而使后代具有较强的适性和变异力。答案:答案:B例 7、(07)一个 mRNA 分子有 m 个碱基,其中 G+C 有 n 个;由该 mRNA 合成的蛋白质有两条肽链。则其模板 DNA 分子的 A+T 数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是【解析】D mRNA 分子 A+U 为 mn,DNA 分子的 A+T 为 2(mn)
17、,氨基酸数 m/3,合成蛋白质时脱去的水分子数 m/32五、随堂练习五、随堂练习1某生物的体细胞染色体数为 2n。该生物减数第二次分裂与有丝分裂的相同之处是()A分裂开始前,都进行染色体的复制B分裂开始时,每个细胞中的染色体数都是 2nC分裂过程中,每条染色体的着丝点都分裂成两个D分裂结束后,每个子细胞的染色体数都是 n2.某动物(2N=10)的一滴精液里有 440 个核 DNA 分子,这滴精液中的精子来源于多少个初级精母细胞()A.11 个 B.22 个 C.44 个 D.88 个3青蛙的精卵受精过程可分为下列步骤,其中体现受精实质的是()A精子和卵细胞接触B精子头部进入卵细胞内C卵细胞形成
18、受精膜 D精核与卵细胞核结合4已知有荚膜的肺炎双球菌引起动物致死性肺炎,无荚膜的肺炎双球菌对动物无害。请据下列回答:从有荚膜的肺炎双球菌中提取出了 DNA、蛋白质、多糖物质,分别加入培养无荚膜细菌的培养基中,并将培养液注射到小鼠体内,其结果不正确的是()5噬菌体侵染细菌,除了证明了 DNA 是遗传物质外,还间接证明了 DNA 能产生可遗传的变异 能进行自我复制 能指导蛋白质的合成是生物的主要遗传物质()A.B.C.D.6人类的多指(A)对正常指(a)为显性。在一个男性多指患者(Aa)的下列10下列各项中,能证明基因与染色体具有平行关系的是()A摩尔根的果蝇杂交 B孟德尔的豌豆一对相对性状的杂交
19、细胞中,不含或可能不含显性基因 A 的是 C孟德尔的豌豆两对相对性状的杂交 D细胞的全能性()11遗传信息传递的最后阶段在细胞的哪个进行神经细胞成熟的红细胞初级精母细胞次级精母细胞精子A B C D 7右图示DNA 分子复制的片段,图中a、b、ac、d 表a复制示各条脱氧核苷酸链。一般地说,下列各项c错误的是()Ab 和 c 的碱基序列互补Ba 和 c 的碱基序列互补Ca 链中(A+T)/(G+C)的比值与 b 链中同项比值相同Da 链中(A+T)/(G+C)的比值与 c 链中同项比值相同8密码子存在于()ADNA BmRNA CtRNA D核糖体9DNA 分子中脱氧核苷酸的排列顺序,一般不影
20、响()A.DNA 的种类的 B蛋白质的种类C有关 RNA 的种类 D碱基对的配对方式A线粒体 B核糖体 C染色体 D细胞膜12下列有关染色体、DNA、基因三者关系的叙述中,错误的是()A每条染色体上含有一个或两个 DNA,DNA 分子上含有多个基因B都能复制、分离和传递,且三者行为一致 C三者都是生物细胞内的遗传物质D生物的传种接代中,染色体的行为决着 DNA 和基因的行为13已知某 DNA 分子共含有 1000 个碱基对,其中一条链上 A:G:T:C=l:3:4。该 DNA 分子连续复制 2 次,共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是()A600 个 B900 个 C1200 个 D1800 个14
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