专题八遗传的分子基础.doc

专题八 遗传的分子基础【专题概述】本专题内容包括：人类对遗传物质的探索过程、基本的概念、DNA分子的结构复制遗传物质 的经典实验是各地考试中经常考查的内容，应该理解和掌握实验的思路、方法及其拓展应用DNA 分子的结构与功能及DNA复制也是考查的热点备考策略】学习本专题内各时，要深刻理解科学家探宂DNA是遗传物质的思路及科学方法与历程；理解 DNA的分子结构，总结DNA分子中的碱基计算的规律；理解DNA的复制过程及科学证椐学生通过 构建DNA的物理模型，或绘制模式图，阅读教材，课堂积极参与讨论，思考，交流形成本专题的知 识网络木专题多以选择题的形式出现知识主线，命题地图】1. 人类对遗传物质的探索过程,DNA是主要遗传物质的实验：方法、思路、结论2. DNA分子结构的主要特点3. DNA分子的复制：时间、场所、过程、条件、原料、结果、意义4. 基因的概念【高考体验，提前热身】1. （2014 •江苏卷）下列叙述与生物学史实相符的是（）A. 孟徳尔川山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合定律B. 范•海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料來自土壤、水和空气C. 富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也做出了巨大的贡献D. 赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记丁2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了 DNA的半保留复制 【答案】C【解析】孟德尔用豌豆进行杂交实验后得出基因的分离及自由组合定律，A项错误。

海尔蒙特研究 柳树的生长时发现植物生长的养料来自土壤及水，他并没有发现空气参与植物生长，B项错误沃 森和克里克用构建物理模型的方法推算出了 DNA分子的双螺旋结构，威尔金斯和富兰克林为他们提 供了 DNA晶体的X射线衍射图谱，G项正确妳尔希和蔡斯的实验证明了 DNA是遗传物质而非证明 DNA的半保留复制，D项错误2. （2014 •四川卷）将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合 有单个目的基因的某个细胞进行体外培养下列叙述错误的是（）A. 小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸B. 该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNAC. 连续分裂A2次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2M+1D. 该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等 【答案】C【解析】本题理解基因及其与染色体的关系是解题的关键动物细胞中有DNA和RNA，DNA由四种脱 氧核苷酸形成，有四种碱基：A、T、C、G, RNA由四种核糖核苷酸形成，有四种碱基：A、U、C、G， 两种核酸共有5种碱基和8种核苷酸，A项正确基因是有遗传效应的DNA片段，DNA中的四种碱基 的排列顺序包含了遗传信息，当转录形成mRNA时，遗传信息也就传递给mRNA，B项正确。

DNA为双 链结构，DNA复制为半保留复制，染色体（没复制时一条染色体含一个DNA分子）是DNA的载体，体 细胞中的染色体复制一次，细胞分裂一次，染色体数保持不变，细胞分裂n次，形成2"个细胞，其 中有32P的细胞是2个，所以子细胞中32P标记的细胞占1/2"_1, C项错误由于密码子的简并性， 一种氨基酸可能对应几个密码子，所以tRNA与氦基酸种类数不一定相等，D项正确3. （2014 -山东卷）某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了 DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正 确的是（）0+15W1+V5O.005-条“中锆 05 —条1链中错 0.5 1-条甲链中00.5 1 . T一条单链中設ABCD【答案】C【解析】由碱基互补配对原则可知，不同双链DNA分子中一条单链中的值与DNA分子双链中A+G A+G的值总是相等；一条单链中的值是不确定的，而DNA分子双链中的值都为1,故C项正确,4. （2014 •江苏卷改编）羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致DNA复制时发生错配（如图乂 若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是（）A. 该片段S制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变 h-oB. 该片段复制后的子代DNA分子中G—C碱基对与总碱基对的比H N 下降C. 这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变D. 在细胞质中不会可发生如图所示的错配【答案】BhhHn-hdRII羟化胞嘧啶腺嘌呤【解析】该DNA胞嘧啶转变为羟化胞嘧啶，复制时只有以含羟化胞嘧啶的DNA链为模板合成的DNA 子链碱基序列才会发生改变，A项错误。

G—C对复制时，错配导致羟化胞嘧啶与腺嘌呤互补配对， 所以子代DNA分子中G_C碱基对所占比值会下降，B项正确碱基对的变化若发生在基因的非编码区或者编码区的内含子序列内都不能转录为mRNA,在编码区即使转录出mRNA,由于密码子的简并性 也不一定引起氨基酸序列的变化，C项错误核DNA与质DNA都能复制遗传，所以均可能发生如图 所示的错配，D项在细胞核和细胞质中均可发生如图所示的错配5. （2014 •上海卷）某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制山的DNA子链， 以黑色表示第二次复制山的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是limn mm innv linnA. B. C. D.【答案】D【解析】DNA的复制方式为半保留式复制，复制第一次是，由一个DNA复成的2个DNA都是一条链 白色，一条链灰色；第2次复制时，2个DNA复成4个DNA,有8条链，新产生4条链为黑色，分别 与原来的链结合热点题型，问题突破】(一) 艾弗里、赫尔希-蔡斯实验的比较1. 两个经典实验的思路基本相同，都是的把DNA和蛋白质分开，单独地、直接去观察DNA的作用 只是运用方法不同，肺炎双球菌转化实验利用了从S型菌直接提取分离各种物质的方法。

噬菌体侵 染细菌的实验则利用了放射性同位素标记法间接地将蛋白质和DNA分离的方法2. 结论一样：两实验都证明了 DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬歯体侵染细飽实验还能证 明DNA控制蛋白质的合成例1】人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是A. 孟徳尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B. 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力C. 沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D. 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所存病毒的遗传物质是RNA 【答案】B【解析】遗传因子只是孟德尔通过实验现象推理出的理论产物，盂德尔并未证实遗传因子的化学本 质，A错；由于噬菌体转化实验将DNA和蛋白质的作用分别进行了研究，而肺炎双球转化实验中DNA 和蛋白质不能完全分离开，所以噬菌体转化实验更有说服力，B正确；沃森和克里克提出的DNA双 螺旋结构中，碱基互补配对，嘌呤数等于嘧啶数，C错；烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草 花叶病毒的遗传物质是RNA, D错【变式训练1】.在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是( )①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验 T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验A.①② B.②③ C.③④ D.⑤【答案】C【解析】①盂德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律，②摩尔根的果蝇杂交实验证明基因在染 色体上，③肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质，④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗 传物质，⑤DNA的X光衍射实验为DNA空间结构的构建提供依据。

试题点评】此题考查对经典实验 的识记能力，难度不大二) DNA的结构与复制(高频考点)1.DNA分子结构(1 )深刻理解碱基互补配对原则DNA复制成的子DNA是由一条母链和一条子链螺旋而成的(2)若某DNA分子中含某碱基a个，则复制n次耑要含该碱基的脱氧核苷酸数为(2n_ 1) Xa第n 次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(2n—2n_1) Xa【例2】（2014 ■上海卷）在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用 另一长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型A. 粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补b.粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺、r相似C. 粗细不同，因为喂呤环不一定与嗨陡环互补D. 粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同 【答案】A【解析】A和G都是嘌呤碱基，G和T都是嘧啶碱基，在DNA分子中，总是A=T, G=C,依题意，用 一种长度的塑料片代表A和G,用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同变式训练2】（2013 •上海卷）在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其 中4个C, 6个G，3个A，7个T,脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个， 磷酸塑料片100个，代表絚键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则A. 能搭建出20个脱氧核苷酸 B.所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对C.能搭建出410种不同的DNA分子模型D.能搭建山一个4碱基对的DNA分子片段 【答案】D【解析】因为构成DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，每一个脱氧核糖核苷酸分子有一个磷酸，每 个脱氧核糖核苷酸链相邻脱氧核糖核苷酸之间通过3, 5鱗酸二酷鍵连接，已知脱氧核糖和鱗酸之间 的连接物14个，最多搭建14个脱氧核糖核苷酸形成7个碱基对，但脱氧核糖核苷酸链相邻脱氧核 糖核苷酸之间还须连接物，所以A、B错误，C能搭建出不同的DNA分子模型小于47种，则C错误。

2.与碱基互补配对或DNA复制相关的计算（易错考点）① 据T或U可判断核酸种类，DNA中含T, RNA中含U,双链DNA分子中嘌呤之和二嘧啶之和，即A +G=T+Co② 在双链DNA分子中，己知某碱基的百分含量，求其他碱基的百分含量，可用A=T, G = C, A+G = T+C = 50% 求解③ 在双链DNA中，一条单链的^=仍，则另一条互补链的^L十1 L十i mA-UT④ 在双链DNA中，互补配对的碱基之和的比值与每一条单链中这一比值相等⑤ 不同生物的DNA分子巾，不同，代表了每种生物DNA分子的特异性⑥ 双链DNA分子中，如含某种碱基x个，复制n次，则需加入的含该碱基的脱氧核苷酸数为（2"—l）Xo【例3】（2012 ■山东卷）假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA rh 5 000个碱基对组成，其中腺 嘌呤占全部碱基的20%用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体下 列叙述正确的是（）A. 该过程至少需要3X105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B. 噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C. 含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1 : 49D. 该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变【答案】C【解析】本题主要考查DNA的结构、复制及应用，意在考查学生理解、分析问题的能力。

1个噬菌 体DNA分子中含有鸟嘌呤个数为5 OOOx 2x (50%-20%) =3 000个，产生100个子代噬菌体，至少需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为3x 10 一个DNA分子中有很多个碱基对，由多个碱基对组成一个基因，但DNA分子上的碱基对并非都参与 基因的组成 对于真核细胞来说,染色体是基因的主要载体;线粒体和叶绿体也是基因的载体位于线粒体和叶 绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给子代，是控制细胞质遗传的基因，其遗传不遵循孟德尔遗传规 。