第四章《遗传分子的基础》(教学课件)-高中生物人教版(2019)必修2

例9 2017年诺贝尔生理学或医学奖获得者迈克尔·杨等人克隆出调控生物昼夜节律的
“周期基因”并揭示其作用机制，这种“周期基因”是具有遗传效应的（ A ）。
A.DNA片段 B.RNA片段 C.多肽片段 D.多糖片段
例10“基因敲除”是将细胞基因组中某基因去除或使某基因失去活性的技术，被去除
的基因属于（ D ）。
基因的表达
2．遗传信息的表达
（1）基因的表达: 基因指导蛋白质的合成，包括_转__录____和__翻__译___。 基因控制性状的途径 ①直接途径： 机理：基因通过控制蛋白质结构来控制生物体性状。 实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。 ②间接途径： 机理：基因通过控制酶的合成来控制细胞代谢进而控制生物体的性状。 实例：白化病、豌豆的粒形。 （2）与转录、翻译有关的四个易错点 ①转录的产物有三种RNA，但只有mRNA携带遗传信息，并且三种RNA都参与翻译 过程，只是分工不同。 ②密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。 ③翻译过程中核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。
B. 搅拌的目的是使吸附的噬菌体脱离 D. 该实验能证明DNA是遗传物质
考点巩固
例3 赫尔希和蔡斯完成的噬菌体侵染细菌实验，结果证明遗传物质是( B )。
A.蛋白质
B. DNA
C.糖类
D.脂质
例4 蔡斯用P（P的同位素）标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验采用的主要方法是（ A )。
A.同位素标记法
B.五点取样法
mRNA、tRNA、rRNA DNA→mRNA 表达遗传信息
翻译 细胞质（核糖体）
mRNA
21种氨基酸
A-U、G-C —— 蛋白质
mRNA→蛋白质
二、遗传信息的翻译
密码子和反密码子
密码子
概念：_m___R_N__A__上三个_相__邻__碱___基__决定一个氨基酸。
位置：__m__R_N__A__
C.目测估计法
D.逐个计数法
DNA的结构
1．基本单位
DNA的基本单位为脱氧核苷酸，由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成。
2．空间结构
DNA的双螺旋结构模型： （1）由两条脱氧核苷酸链组成，以反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 （2）外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。内侧：由氢键相连的碱基对组成。 （3）碱基配对规律：A=T,G=C(“-”表示氢键）。
（2）过程③ mRNA翻译成多肽的场所是 ___核__糖__体___ 。
（3）用RNA聚合酶抑制剂处理细胞后，
细胞质中RNA含量显著减少，原因是过程 ____②_____被阻断（填图中序号）。
图1 图2
表观遗传现象
3. 表观遗传
（1）表观遗传概念：生物体基因的_碱___基__序__列__保持不变，但_基__因__表__达___和__表__型__ 发生可遗传变化的现象。
图2
4. Lamin A基因中某位点碱基缺失可引发早衰，目前科学家开发的碱基编辑系统可修复 该基因缺失的碱基，修复后基因复制方式为如图3所示中的一种。据图回答问题。
（1）Lamin A基因中与T配对的碱基是____A_____。
（2）修复后的Lamin A基因仍以半保留方式进行复制。图中能正
确体现该复制方式的是____甲_____（填“甲”或“乙”或“丙”），
复制过程需要____解__旋______酶和DNA聚合酶参与。
（3）若将1个卵原细胞的Lamin A基因进行修复，修复后的卵原细
胞基因型为Bb，该卵原细胞经减数分裂（不考虑交叉互换），形成 的次级卵母细胞基因型是__B__B__或__b_b____。
甲
乙
丙
基因的表达
1．遗传信息的转录
（1）解旋酶：RNA聚合酶结果：DNA双链解开，暴露碱基 （2）模板：解开的DNA双链中的一条链原料：游离的核糖核苷酸 （3）连接酶：RNA聚合酶 （4）产物：形成一个mRNA （5）释放合成的mRNA从DNA链上释放DNA双链恢复成双螺旋结构 （6）原则：碱基互补配对原则 （7）结果：通过转录，DNA携带的遗传信息传递到mRNA上，mRNA通过核孔进人细 胞质，指导蛋白质的合成，这样，遗传信息便由细胞核传递到细胞质。
①同卵双胞胎的微小差异
②蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为上的不同。
（2）基因与性状间的对应关系： ①在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的__一___一__对__应___的关系。 ②一个性状可以受到_____多_____个基因的影响。 ③一个基因也可以影响_____多____个性状。 ④生物体的性状也不完全是由基因决定的，__环__境____对性状也有着重要影响。
基因的表达
2．遗传信息的表达
（3）复制、转录、翻译的区别
复制
场所
主要在细胞核
模板
DNA的两条链
转录 主要在细胞核 DNA的一条链
原料 4种脱氧核糖核苷酸
4种核糖核苷酸
原则
A-T、G-C
酶 解旋酶、DNA聚合酶
结果 两个子代DNA分子
信息传递
DNA→DNA
意义
传递遗传信息
T-A、A-U、G-C RNA聚合酶
C. 表现型相同，基因型一定相同 D. 表现型不同，基因型可能相同
3、人的身高由多个基因决定，后天的养分和熬炼也很重要。这说明（ D ）。
A．身高完全由基因把握 B．决定身高的基因之间无相互作用
62
2
种类：_6_4__种_，其中氨基酸的密码子有__6_1__种，终止密码子有_3__种。
_简__并__性__：绝大多数氨基酸都有几个密码子。 特性： _普__遍__性__：几乎所有的生物体都共用一套密码子。
_专__一__性__：一个密码子决定一个特定的氨基酸。
反密码子
概念：每个tRNA上的三个碱基可以与相应_m__R__N__A_上的三个碱基 互补配对。
A.碱基排列顺序多样性
B.碱基互补配对的特点
C.四种碱基
D.规则的双螺旋结构
例6 某兴趣小组制作DNA双螺旋结构模型时，选择的碱基配对方式正确的是（ C ）。
A. T-T
B.A-A
C. A-T
D.G-G
例7 若一段双链DNA一条链的某位置碱基是A，则另一条链中与之互补配对的碱基是(C )。
A.A
B.C
3．特点 （1）多样性：主要取决于碱基排列顺序的多样性。 （2）特异性：取决于DNA分子中特定的碱基排列顺序。 （3）稳定性：主要取决于DNA分子的双螺旋结构。
考点巩固
例5 研究人员对数千种生物的DNA碱基序列进行测定发现，每个物种的基因组DNA序列
都不一样。DNA具有多样性的主要原因是其具有（ A ）。
3．RNA是遗传物质生物证据
考点巩固
例1 20世纪40年代，艾弗里等科学家通过肺炎链球菌体外转化实验表明肺炎链球菌的遗
传物质是（ D ）。
A. RNA
B.蛋白质
C.多糖
D.DNA
例2 利用大肠杆菌和32P标记的T2噬菌体进行如图1所示实验。下列分析错误的是( D )。
大肠杆菌 T2噬菌体
A. 大肠杆菌需在适宜条件下培养 C. 离心后沉淀物中可检测到32P
位置：__t_R__N__A__
考点巩固
1. 我国对肺结核患者实行免费治疗，使用的主要治疗药物-利福平可以抑制细菌RNA聚
合酶的活性，从而达到治疗目的。这种药物可直接影响肺结核杆菌的（ B ）。
A.DNA复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
2. 新冠疫情期间，我国陈薇院士领衔的团队率先利用基因工程技术将新冠病毒刺突蛋白
（2）艾弗里的体外转化实验。 ①实验过程及结果。
②结论：S型细菌的DNA是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。
DNA是主要遗传物质的证据及RNA是遗传物质的生物证据
2．噬菌体侵染细菌的实验 （1）实验过程
（2）实验结论：DNA是遗传物质。
DNA是主要遗传物质的证据及RNA是遗传物质的生物证据
C.T
D.G
考点巩固
例8 关于经典DNA双螺旋结构中碱基配对的平面模式图，下列图示正确的是（ B）
A.
B.C.D.例9 构建DNA双螺旋结构模型时，图5“部件”之间连接正确的是（ B ）。
A.
B.
C.
D.
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
基因的本质
1．对于所有具有细胞结构的生物、DNA病毒，基因是具有遗传效应的DNA片段。 2．对于RNA病毒，基因是具有遗传效应的RNA片段。
基因插入腺病毒载体，成功实现表达。重组后刺突蛋白基因表达的产物是（ A )。
A.新冠病毒刺突蛋白 B.腺病毒核心蛋白 C.腺病毒外壳蛋白 D.新冠病毒核心蛋白
3. 在真核细胞基因表达过程中，合成RNA的模板是（ C ）。
A.转运RNA
B.多肽链
C.DNA的一条链
D.核苷酸
基因的表达
3．中心法则 提出者：克里克
考点巩固
1. 将15N标记的大肠杆菌转移到氮源为14N的培养液中繁殖1代，将子代大肠杆菌
DNA离心。依据半保留复制的假说，能正确表示离心后试管中DNA位置的图示D为
( )。
A.
B.
C.
D.
2. 将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，增殖后子一代
大肠杆菌的DNA双链中（ C ）。
专题7 《遗传分子的基础》
DNA是主要遗传物质的证据及RNA是遗传物质的生物证据
1．肺炎链球菌的转化实验。
（1）格里菲思的体内转化实验。 ①实验过程及结果。
②结论：加热致死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒的R型活细菌转化为有毒 的S型细菌。
DNA是主要遗传物质的证据及RNA是遗传物质的生物证据
A.肽链片段
B.糖链片段
C.RNA片段
D.DNA片段
DNA的复制
1.DNA复制的时间、场所、条件、原则、过程、特点、结果和意义
时间 场所
有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 主要发生在细胞核中
条件
模板：①DNA的两条链 ②原料：游离的4种脱氧核苷酸 ③能量：ATP ④酶 ：解旋酶、DNA聚合酶等
原则 过程 特点 结果 意义
A.只含有15N B.只含有14N C.一条链含有15N，另一条链含有14N D.每条链同时含有14N和15N
考点巩固
3. DNA复制过程如图2所示，下列表述不合理的是（ B ）。
A.甲过程包括DNA双链的解旋
B.DNA复制只能在细胞核进行
C.①的正确配对可保证DNA准确复制
D.②的形成依赖DNA聚合酶
考点巩固
1、蜂群中的蜂王和工蜂均由受精卵发育而来，但两者在形态、行为等方面
存在差异，这是一种表观遗传现象，其内在原因是（ D ）。
A．染色体断裂 B．细胞质遗传 C．基因重组 D．DNA甲基化
2、有关基因型与表型的关系，正确的是（环境影响除外）（ A ）。
A. 基因型相同，表型一般相同 B. 基因型不同，表型一定不同
碱基互补配对原则 解旋→合成互补子链→形成子代DNA分子
①边解旋边复制 ②半保留复制 1个DNA分子→2个子代DNA分子 确保了亲子代之间遗传信息的连续性
DNA的复制
2. 与DNA复制有关的计算
如果将1个全部被15N标记的DNA分子转移到含14N的培养基中培养n代，根据DNA分 子半保留复制的特点，可以得到以下结论。 （1）DNA分子数 子代DNA分子总数=2n； 含15N的DNA分子数=2； 含14N的DNA分子数=2n； 只含15N的DNA分子数=0； 只含14N的DNA分子数=2n-2。 （2）脱氧核苷酸链数 子代DNA分子脱氧核苷酸链数=2n+1； 含15N的脱氧核苷酸链数=2； 含14N的脱氧核苷酸链数=2n+1-2。 （3）消耗的脱氧核苷酸数 假设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制，共需消耗游离的该种 脱氧核苷酸m(2n-1）个；在第n次复制时，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸 m·2n-1个。
复制
复制
转录
DNA
RNA 翻译 蛋白质
逆转录
考点巩固
1、 图 1 为中心法则的图解，过程③发生在真核细胞中的 A. 细胞质 B. 细胞核 C. 细胞膜 D. 细胞壁
2、图 2 为真核生物基因表达过程示意图。
请据图回答： （1）过程①代表的是_D__N__A_复___制__，需要 tRNA参与的是 ___③____（填图中序号）。
（3）要点 ①理论上，上清液中含有未侵染的T2噬菌体和侵染后T2噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中 含被感染的细菌（内部含有亲代噬菌体的DNA和子代噬菌体）。 ②35S在沉淀物中有较低的放射性的原因：沉淀物中有标记的噬菌体，噬菌体正吸附在细 菌表面还没有侵入。 ③32P在上清液中有较低的放射性的原因：有部分含32P的噬菌体没有侵染到大肠杆菌， 离心不彻底，或者培养时间过长使子代噬菌体从大肠杆菌中释放出来。