高考生物二輪復(fù)習(xí) 第三單元 遺傳、變異與進(jìn)化 專題一 遺傳的分子基礎(chǔ)課件

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1、第三單元第三單元 遺傳、變異與進(jìn)化遺傳、變異與進(jìn)化專題一專題一 遺傳的分子基礎(chǔ)遺傳的分子基礎(chǔ)u知識主線自主檢索u再悟高考重點提煉考點一考點一 遺傳物質(zhì)探索的經(jīng)典實驗遺傳物質(zhì)探索的經(jīng)典實驗要點再回扣 1.兩個經(jīng)典實驗遵循相同的實驗設(shè)計原則對照原則 (1)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中的相互對照(2)噬菌體侵染細(xì)菌實驗中的相互對照 (注：用32P標(biāo)記1個噬菌體侵染31P大腸桿菌，釋放的m個噬菌體中只有2個噬菌體含32P，有m個含31P，有0個DNA雙鏈均含32P)【特別提醒】 必須明確的四個問題(1)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的實質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA整合到了R型細(xì)菌的DNA中，從變異類型看屬于基因重組。(2

2、)噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，兩次用到大腸桿菌，第一次是對噬菌體進(jìn)行同位素標(biāo)記，第二次是將帶標(biāo)記元素的噬菌體與大腸桿菌進(jìn)行混合培養(yǎng)，觀察同位素的去向。(3)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因：保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性。保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后子代釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。(4)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。2.RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)煙草花葉病毒(

3、TMV)對煙草的感染與重建實驗(1)實驗1(2)實驗2考情考向掃描 考向1 借助實驗，考查生物科學(xué)史 【典例1】 下列敘述與生物學(xué)史實相符的是 ( ) A.孟德爾用山柳菊為實驗材料，驗證了基因的分離及自由組合規(guī)律 B.范海爾蒙特基于柳枝扦插實驗，認(rèn)為植物生長的養(yǎng)料來自土壤、水和空氣 C.富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立也作出了巨大的貢獻(xiàn) D.赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，證明了DNA的半保留復(fù)制 【解析】 孟德爾以豌豆為實驗材料，驗證了基因的分離和自由組合規(guī)律；范海爾蒙特基于柳枝扦插實驗，認(rèn)為植物生長的養(yǎng)料來自水；富蘭克林和威爾金斯提供了DNA的

4、X射線衍射圖譜，對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立做出了巨大貢獻(xiàn)；赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，并未證明DNA的半保留復(fù)制。 【答案】 C 考向2 考查肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗的過程 【典例2】 (2017陜縣校級期中)下列關(guān)于肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗的敘述，錯誤的是 ( ) A.兩個實驗均不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì) B.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中的轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌中的DNA C.在用32P標(biāo)記的噬菌體侵染實驗中，保溫時間太長或太短均可導(dǎo)致上清液放射性升高 D.兩個實驗的設(shè)計思路都是設(shè)法將DNA與RNA分開后單獨研

5、究各自的效應(yīng) 【解析】 這兩個實驗不能證明絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)是RNA，A項正確；只有加入了S型細(xì)菌中的DNA，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌中的DNA，B項正確；在用32P標(biāo)記的噬菌體侵染實驗中，保溫時間太長細(xì)菌細(xì)胞裂解，保溫時間太短噬菌體未完全侵入均可導(dǎo)致上清液放射性升高，C項正確；兩個實驗的設(shè)計思路都是設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)分開后單獨研究各自的效應(yīng)，D項錯誤。 【答案】 D 【解題技法】 兩看法確認(rèn)子代噬菌體中標(biāo)記元素狀況考點題組集訓(xùn)1.在生命科學(xué)發(fā)展過程中，證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗是 ( )孟德爾的豌豆雜交實驗 摩爾根的果蠅雜交實驗肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 T

6、2噬菌體侵染大腸桿菌實驗DNA的X光衍射實驗A. B.C. D.答案 C解析 孟德爾通過豌豆雜交實驗發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和自由組合定律。摩爾根通過果蠅雜交實驗說明了基因位于染色體上。DNA的X光衍射實驗為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)提供了重要依據(jù)。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗均證明了DNA是遺傳物質(zhì)。2.(2017安徽六校教育研究會第一次聯(lián)考)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實驗是關(guān)于探究遺傳物質(zhì)的兩個經(jīng)典實驗，下列敘述正確的是 ( )A.兩個實驗均采用了對照實驗和同位素標(biāo)記的方法B.兩者的關(guān)鍵設(shè)計思路都是把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)C.赫爾希

7、與蔡斯對同一組噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分別采用35S和32P標(biāo)記D.噬菌體侵染細(xì)菌的實驗證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)答案 B解析 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗采用了對照實驗的方法，噬菌體侵染細(xì)菌的實驗采用了同位素標(biāo)記的方法，A項錯誤；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵是，設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨地、直接地觀察他們的作用，B項正確；赫爾希與蔡斯對不同噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分別采用35S和32P標(biāo)記，C項錯誤；噬菌體侵染細(xì)菌的實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明是主要的遺傳物質(zhì)，D項錯誤?？键c二考點二 DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及相關(guān)計算的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及相關(guān)計算要點再回扣 1.DNA

8、分子結(jié)構(gòu)的“五、四、三、二、一”(1)五種元素：C、H、O、N、P。(2)四種堿基：A、G、C、T，相應(yīng)的有四種脫氧核苷酸。(3)三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、堿基。(4)兩條鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈。(5)一種結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.DNA復(fù)制的場所、條件及特點(1)場所：主要是細(xì)胞核，但在擬核、葉綠體、線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中也進(jìn)行DNA的復(fù)制。(2)條件：模板：DNA兩條鏈分別作模板。原料：4種脫氧核苷酸。能量：細(xì)胞提供的能量(ATP)。酶：解旋酶、DNA聚合酶等。(3)特點：邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制。 【方法總結(jié)】 DNA復(fù)制的有關(guān)計算 DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，若將親代DNA分子復(fù)制

9、n代，其結(jié)果分析如下：(1)子代DNA分子數(shù)為2n個。含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個。不含親代鏈的DNA分子數(shù)為2n-2個。含子代鏈的DNA有2n個。(2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1條。親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1-2條。(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù):若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n-1) 個。第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n-1個。考情考向掃描 考向1 以DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為載體，考查DNA分子的結(jié)構(gòu) 【典例1】 在DNA分子模型搭建實驗中，如果用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和

10、T，那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型 ( ) A.粗細(xì)相同，因為嘌呤環(huán)必定與嘧啶環(huán)互補(bǔ) B.粗細(xì)相同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸相似 C.粗細(xì)不同，因為嘌呤環(huán)不一定與嘧啶環(huán)互補(bǔ) D.粗細(xì)不同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸不同 【解析】 A和G都是嘌呤堿基，C和T都是嘧啶堿基，在DNA分子中，總是AT，GC，依題意，用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，則DNA的粗細(xì)相同。 【答案】 A 考向2 DNA復(fù)制的過程、特點及相關(guān)計算 【典例2】 (2017山東臨沂二模)一個雙鏈均被32P標(biāo)記的DNA分子由5 000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的

11、環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是 ( ) A.該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3104(個) B.復(fù)制過程需要2.4104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1 7 D.子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1 3 【解析】 由題意可知，該DNA分子中，AT10 00020%2 000(個)，CG10 00030%3 000(個)，則含有的氫鍵數(shù)為2 00023 00031.3104(個)；DNA復(fù)制3次形成8個DNA分子，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為3 00072.1104(個)；子代DNA分子中含有32P的單鏈與含有31P的單

12、鏈之比為1 7；子代DNA分子中含有32P的分子數(shù)與只含有31P的分子數(shù)之比為2 61 3。 【答案】 B 【解題技法】 DNA分子中有關(guān)堿基比例的計算 (1)常用公式： AT，GC；AGTCACTG50%。 (2)“單鏈中互補(bǔ)堿基和”所占該鏈堿基數(shù)比例“雙鏈中互補(bǔ)堿基和”所占雙鏈總堿基數(shù)比例?？键c題組集訓(xùn)1.下圖甲為真核細(xì)胞中進(jìn)行的DNA復(fù)制過程示意圖，圖乙是該DNA片段的結(jié)構(gòu)示意圖。請判斷下列說法正確的是 ( )A.DNA復(fù)制是從多個起點同時開始的，真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制效率B.圖中DNA復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的，當(dāng)DNA復(fù)制時，DNA聚合酶催化的形成C.圖乙中和相間排列，構(gòu)成了

13、DNA分子的基本骨架D.DNA分子中依次代表A、G、C、T答案 D解析 圖甲是DNA復(fù)制過程，從圖中能看出DNA復(fù)制有多個復(fù)制起點，但復(fù)制環(huán)的大小不一樣，所以DNA復(fù)制起始的時間是不同的；多起點、邊解旋邊雙向復(fù)制的方式提高了復(fù)制的效率。是氫鍵，在DNA復(fù)制時，當(dāng)DNA聚合酶把脫氧核苷酸連接在一起后，堿基之間的氫鍵不需要酶的催化作用就可以形成。圖乙中分別表示磷酸、脫氧核糖、堿基，磷酸和脫氧核糖的相間排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，DNA分子中依次代表A、G、C、T。2.某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單

14、鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是 ( )答案 C解析 A項，無論DNA分子的一條單鏈中(AC)/(TG)的值為多少，整個DNA分子中(AC)/(TG)都等于1。B項，由于雙鏈DNA分子中A與T配對、G與C配對，故一條單鏈中(AC)/(TG)的值與其互補(bǔ)鏈中的(AC)/(TG)的值互為倒數(shù)。C、D項，由于雙鏈DNA分子中A與T配對、G與C配對，故一條單鏈中(AT)/(GC)的值與整個DNA分子中(AT)/(GC)的值相等?？键c三考點三 遺傳信息的傳遞與表達(dá)遺傳信息的傳遞與表達(dá)要點再回扣 1.圖示DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的關(guān)鍵點 (1)DNA分子復(fù)制:(2)轉(zhuǎn)錄:(3)翻

15、譯：【特別提醒】 基因表達(dá)?？急赜浀膸讉€關(guān)鍵點(1)原核生物：轉(zhuǎn)錄和翻譯同時進(jìn)行，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。(2)真核生物：先轉(zhuǎn)錄，發(fā)生在細(xì)胞核(主要)中；后翻譯，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。(3)遺傳信息位于DNA上，密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上?！痉椒偨Y(jié)】 轉(zhuǎn)錄和翻譯的圖解判斷方法一：看場所。甲圖所示的過程發(fā)生在核糖體上，所以為翻譯過程；乙圖所示的過程發(fā)生在細(xì)胞核中，所以為轉(zhuǎn)錄過程。方法二：看模板。甲圖所示的模板有堿基U，所以為mRNA，所以甲圖表示的是翻譯過程；乙圖所示的過程模板為DNA，所以為轉(zhuǎn)錄過程。方法三：看產(chǎn)物。甲圖所示的過程形成的產(chǎn)物是多肽，所以為翻譯過程；乙圖所示的過程產(chǎn)物是RN

16、A，所以為轉(zhuǎn)錄過程。2.基因?qū)π誀畹目刂朴米帜副硎鞠铝猩锏倪z傳信息的傳遞過程細(xì)胞生物(如動、植物) a、b、c。DNA病毒(如噬菌體) a、b、c。復(fù)制型RNA病毒(如煙草花葉病毒) d、c。逆轉(zhuǎn)錄病毒(如艾滋病病毒) e、a、b、c?！疽族e提醒】 明確DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程的三個誤區(qū)(1)誤認(rèn)為復(fù)制、轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在細(xì)胞核中：DNA存在的部位都可發(fā)生，如細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、擬核和質(zhì)粒等都可發(fā)生。(2)誤認(rèn)為轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物只有mRNA：轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物有mRNA、tRNA和rRNA，但攜帶遺傳信息的只有mRNA。 (3)誤認(rèn)為所有密碼子都能決定氨基酸： 共有64種密碼子，有3種密碼子并不決定氨基酸，

17、屬于終止密碼子。考情考向掃描 考向1 以過程圖示為載體考查復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯 【典例1】 以下甲、乙兩圖表示某真核細(xì)胞中的遺傳信息傳遞的某些過程，下列敘述不正確的是 ( )A.乙圖中結(jié)構(gòu)的移動方向是從右到左B.從化學(xué)組成上看，甲圖中的1和6相同C.乙圖中最終形成的物質(zhì)結(jié)構(gòu)相同D.乙圖中的鏈與甲圖中的b鏈基本組成單位相同 【解析】 乙圖中從右到左肽鏈越來越長，故結(jié)構(gòu)核糖體的移動方向是從右到左，故A項正確。甲圖表示轉(zhuǎn)錄，b為信使RNA，1為腺嘌呤核糖核苷酸，6為腺嘌呤脫氧核苷酸，故B項錯誤。乙圖中肽鏈都是以同一條信使RNA為模板形成的，故C項正確。乙圖中的鏈與甲圖中的b鏈都是信使RNA，故D項正確。

18、 【答案】 B 【解題技法】 (1)分析此類問題要正確分清mRNA鏈和多肽鏈的關(guān)系。DNA模板鏈在RNA聚合酶的作用下產(chǎn)生的是mRNA，而在同一條mRNA鏈上結(jié)合的多個核糖體，同時合成的是若干條相同的多肽鏈。 (2)解答此類問題還要明確真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯不同時進(jìn)行，而原核細(xì)胞能邊轉(zhuǎn)錄、邊翻譯。 考向2 從遺傳信息傳遞的各個過程進(jìn)行考查 【典例2】 結(jié)合題圖分析，下列敘述錯誤的是 ( )A.生物的遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中B.核苷酸序列不同的基因可表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)C.遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)是表現(xiàn)型實現(xiàn)的基礎(chǔ)D.編碼蛋白質(zhì)的基因含遺傳信息相同的兩條單鏈 【解析】 生物的遺傳物質(zhì)是

19、DNA或RNA，遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A項正確；由于密碼子的簡并性，核苷酸序列不同的基因可通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)，B項正確；DNA或RNA上的遺傳信息只有傳遞到蛋白質(zhì)，性狀才得以表現(xiàn)，C項正確；基因的兩條單鏈間的堿基互補(bǔ)配對，兩條單鏈所含遺傳信息不同，D項錯誤。 【答案】 D 【解題技法】 從模板及原料分析遺傳信息的傳遞方向和產(chǎn)物蛋白質(zhì)(或多肽)翻譯氨基酸RNARNA復(fù)制核糖核苷酸DNARNA逆轉(zhuǎn)錄脫氧核苷酸RNARNADNA轉(zhuǎn)錄核糖核苷酸DNADNA復(fù)制脫氧核苷酸DNA產(chǎn)物生理過程原料模板 考向3 綜合考查遺傳信息的傳遞與表達(dá) 【典例3】 (2017安徽合肥

20、質(zhì)檢)圖甲所示為基因表達(dá)過程，圖乙為中心法則；表示生理過程。下列敘述錯誤的是 ( )A.圖甲所示為染色體DNA上的基因表達(dá)過程，需要多種酶參與B.mRNA上某個密碼子的一個堿基發(fā)生替換，則識別該密碼子的tRNA一定改變C.紅霉素影響核糖體在mRNA上的移動，故影響翻譯過程D.圖乙中涉及堿基A與U配對的過程為【解析】 圖甲所示為邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯的示意圖，應(yīng)為原核生物，原核細(xì)胞中沒有染色體，A項錯誤；mRNA上某個密碼子的一個堿基發(fā)生替換，則識別該密碼子的tRNA一定改變，但氨基酸不一定改變，B項正確；紅霉素影響核糖體在mRNA上的移動，則導(dǎo)致翻譯過程受阻，C項正確；圖乙中為DNA復(fù)制，無AU配對，為

21、轉(zhuǎn)錄，為RNA復(fù)制，為翻譯，為逆轉(zhuǎn)錄，均涉及堿基A與U配對，D項正確?！敬鸢浮?A考點題組集訓(xùn)1.(2017江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研改編)下圖是大腸桿菌體內(nèi)某代謝過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是 ( )A.物質(zhì)a、b、c的合成過程伴隨著水和ATP的生成B.物質(zhì)a、b、c和mRNA的合成過程都發(fā)生在大腸桿菌的擬核中C.合成的物質(zhì)a、b、c的分子結(jié)構(gòu)相同D.物質(zhì)a、b、c能同時合成，體現(xiàn)了大腸桿菌物質(zhì)合成效率高答案 D解析 由圖可知，物質(zhì)a、b、c均為肽鏈，合成過程中均有水的生成和ATP的消耗，A項錯誤；物質(zhì)a、b、c和mRNA可以在同一時間、同一地點合成，均發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，B項錯誤；由于對合成肽鏈的加工

22、，物質(zhì)a、b、c的結(jié)構(gòu)不同；物質(zhì)a、b、c能同時合成，體現(xiàn)了大腸桿菌物質(zhì)合成效率高，D項正確。2.關(guān)于基因控制蛋白質(zhì)合成的過程，下列敘述正確的是 ( )A.一個含n個堿基的DNA分子，轉(zhuǎn)錄的mRNA分子的堿基數(shù)是n/2個B.細(xì)菌的一個基因轉(zhuǎn)錄時兩條DNA鏈可同時作為模板，提高轉(zhuǎn)錄效率C.DNA聚合酶和RNA聚合酶的結(jié)合位點分別在DNA和RNA上D.在細(xì)胞周期中，mRNA的種類和含量均不斷發(fā)生變化答案 D解析 DNA上可能有不具遺傳效應(yīng)的片段，且基因會選擇性表達(dá)，所以轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子的堿基數(shù)少于n/2個；轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則合成RNA的過程；DNA聚合酶和RNA聚合酶的結(jié)合位點都在DNA上；在細(xì)胞周期中，由于各個時期表達(dá)的基因不同，因此轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA的種類和含量均不斷發(fā)生變化，如分裂間期的G1期和G2期中，mRNA的種類和含量有所不同。