2023届高三生物二轮复习课件第6讲遗传的分子基础
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思考1：在噬菌体侵染细菌实验中，搅拌和离心的目的分别是？
提示：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌脱离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
思考2：在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌实验的操作过程？请说明理由
提示：不能，因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用。
一、遗传物质的探索过程
2．辨析DNA结构的两种关系和两种化学键
一、遗传物质的探索过程
3．“遗传物质”探索的4种方法
盲点错混查清
(1)T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解(2018·全国卷Ⅱ，T5B) ( )
(2)证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验是由美国科学家艾弗里等完成的( )
转化因子
DNA是遗传物质
DNA是遗传物质
遗传物质的探索及遗传密码的破译
格里菲思
肺炎双球菌、小鼠
体内转化
S型细菌中存在转化因子
艾弗里及其同事
肺炎双球菌
体外转化
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
赫尔希与蔡斯
T2噬菌体、大肠杆菌
放射性同位素标记、离心
DNA是T2噬菌体的遗传物质
C
感谢您的聆听
(6)一个tRNA分子中只有一个反密码子对 ( )
(7)沃森和克里克以DNA大分子为研究材料采用X射线衍射的方法破译了全部密码子 ( )
(8)真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，但原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译 ( )
√
×
√
√
√
×
×
√
例4：P40-2． 将一个不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，碱基数目为n)放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养一段时间后，检测到a、b两种类型的DNA如图所示(注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。预测该实验的结果为 ( )A．第一次复制产生的DNA全为b类型B．第二次复制产生的DNA中两种类型都有，且a、b比例为1∶3C．若DNA含有x个胸腺嘧啶，则复制m次需要的胞嘧啶的数目为(2m－1)(x－a)/2D．复制m次产生放射性的脱氧核苷酸链数为2m＋1－2
第6讲遗传的分子基础
一、遗传物质的探索过程
1．明确遗传物质遗传物质的探索过程的“两次标记”和“三个结论”
(1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同：①第一次标记：分别用含35S和32P的培养基培养 ，目的是获得带有标记的大肠杆菌。②第二次标记：分别用含35S和32P的大肠杆菌培养 ，目的是使噬菌体带上放射性标记。
D
例6：(2019·贵阳五校联考)研究发现胰腺癌患者血液中含有一种名为HSATⅡ的非编码RNA(即不编码蛋白质的RNA)，这一特殊RNA可作为胰腺癌的生物标记，用于胰腺癌的早期诊断。下列有关叙述正确的是 ( )A．HSATⅡ非编码RNA与蛋白质可自由通过核孔B．HSATⅡ非编码RNA彻底水解后可得到5种终产物C．HSATⅡ非编码RNA与rRNA都是由DNA转录而来的D．患者血液中检测到HSATⅡ说明癌细胞已经严重扩散
基因
线性
环境
一、遗传物质的探索过程
思考1：在核糖体上翻译出来的胰岛素是否具有降低血糖的生理作用？请分析原因
提示：在核糖体上翻译出来的只是多肽链，还需要被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质，才能承担细胞的生命活动。
思考2：某种致癌的RNA病毒是逆转录病毒，其体内是否含有逆转录酶？逆转录酶怎么产生的？
提示：逆转录病毒体内含有逆转录酶，逆转录酶是在宿主体内合成的。
思考3：真核细胞的线粒体和叶绿体内能否进行基因的表达？它们控制的性状遗传具有什么特点？
提示：线粒体和叶绿体内都含有DNA和核糖体，能进行DNA复制和基因表达，控制性状。由于受精卵中的细胞质几乎全部来自于母方，因此线粒体和叶绿体控制的性状只能通过母方遗传给后代。
D
T2噬菌体
细菌
DNA
32P标记
31P标记
蛋白质
32S
35S
例2：P39-1．(2019·江苏卷)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是( )A．实验中可用15N代替32P标记DNAB．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
D
例5：(2019·浙江4月选考)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是( )A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光C.全部DNA分子被BrdU标记 D.3/4的DNA单链被BrdU标记
沃森和克里克
物理模型构建
DNA是双螺旋结构
大肠杆菌
同位素示踪技术与密度梯度离心技术
DNA复制方式为半保留复制
克里克Leabharlann 中心法则伽莫夫提出设想：3个碱基编码1个氨基酸
克里克
实验证明了3个碱基编码1个氨基酸
尼伦伯格和马太
破译了第一个遗传密码，UUU编码苯丙氨酸
一、遗传物质的探索过程
1．明确遗传物质遗传物质的探索过程的“两次标记”和“三个结论”
(7)在真核细胞中，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补 ( )
(8)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的 ( )
×
√
×
×
√
×
√
×
例1：P39-4．科学家在进行T2噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表)，产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。下列关于此实验的叙述，正确的是( )A．每个子代噬菌体的DNA均含31P和32PB．每个子代噬菌体蛋白质均含35S和32SC．HIV与T2噬菌体在细胞中的增殖过程相同D．子代噬菌体DNA可在细菌中合成相关的mRNA
大肠杆菌
噬菌体
(2)遗传物质发现的三个实验结论：①格里菲思实验的结论：加热杀死的S型细菌中存在“ ”。②艾弗里实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即 。③噬菌体侵染细菌实验的结论： ，但不能证明蛋白质不是遗传物质。
逆转录病毒
艾滋病病毒
细胞生物
动物、植物、细菌、真菌等
二、遗传信息的传递与表达
4.各类生物遗传信息的传递过程：
二、遗传信息的传递与表达
5.基因、蛋白质与性状的关系
（1）间接控制
酶的合成
（2）直接控制
蛋白质的结构
（3） 基因与性状的关系
①一般来说，________决定生物体的性状。②基因与性状的关系并不都是简单的________关系。③性状的形成是基因与 ________共同作用的结果。
C
二、遗传信息的传递与表达
1．DNA复制
2．DNA转录
RNA引物Ⅰ
RNA引物Ⅱ
DNA聚合酶的特点：不能从头合成DNA，而只能从3’端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物，为DNA聚合酶提供3’。
DNA的合成方向：总是从子链的5‘端向3’端延伸。
二、遗传信息的传递与表达
3．翻译
模型1
模型2
遗传信息的传递
遗传信息的表达
DNA复制
转录
翻译
场所
模板
原料
模板去向
产物
碱基配对
信息传递
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
20种氨基酸
子代DNA分子中
DNA链重新聚合
降解成核糖核苷酸
完全相同的两个DNA分子
RNA
蛋白质(多肽)
A—T、T—A、C—G、G—C
A—U、T—A、C—G、G—C
A—U、U—A、C—G、G—C
(3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA ( )
(4)艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡 ( )
(5)某复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶( )
(6)T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质(2017·全国卷Ⅱ，T2B) ( )
C
例7：如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是( )A．可在培养基中加入3H尿嘧啶用以标记RNAB．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录D．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活
C
例3：(2018·全国卷Ⅰ)某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断，下列说法不合理的是( )A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
盲点错混查清
(1)DNA复制需要消耗能量 ( )
(2)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期( )
(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶 ( )
(4)人轮状病毒是一种双链RNA病毒，病毒RNA在小肠上皮细胞内复制的过程中会有氢键的断裂和形成 ( )
(5)转录的起点和终点分别是DNA分子上基因的启动子和终止子，其中启动子是DNA连接酶识别和结合的部位( )
主要是细胞核
主要是细胞核
细胞质的核糖体
亲代DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
逆转录
宿主细胞胞质
病毒RNA
4种游离的脱氧核苷酸
亲代病毒中
DNA
U—A、A—T、C—G、G—C
RNA→DNA
生物种类
举例
遗传信息的传递过程
DNA病毒
T2噬菌体
RNA病毒
烟草花叶病毒
提示：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌脱离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
思考2：在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌实验的操作过程？请说明理由
提示：不能，因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用。
一、遗传物质的探索过程
2．辨析DNA结构的两种关系和两种化学键
一、遗传物质的探索过程
3．“遗传物质”探索的4种方法
盲点错混查清
(1)T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解(2018·全国卷Ⅱ，T5B) ( )
(2)证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验是由美国科学家艾弗里等完成的( )
转化因子
DNA是遗传物质
DNA是遗传物质
遗传物质的探索及遗传密码的破译
格里菲思
肺炎双球菌、小鼠
体内转化
S型细菌中存在转化因子
艾弗里及其同事
肺炎双球菌
体外转化
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
赫尔希与蔡斯
T2噬菌体、大肠杆菌
放射性同位素标记、离心
DNA是T2噬菌体的遗传物质
C
感谢您的聆听
(6)一个tRNA分子中只有一个反密码子对 ( )
(7)沃森和克里克以DNA大分子为研究材料采用X射线衍射的方法破译了全部密码子 ( )
(8)真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，但原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译 ( )
√
×
√
√
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×
×
√
例4：P40-2． 将一个不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，碱基数目为n)放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养一段时间后，检测到a、b两种类型的DNA如图所示(注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。预测该实验的结果为 ( )A．第一次复制产生的DNA全为b类型B．第二次复制产生的DNA中两种类型都有，且a、b比例为1∶3C．若DNA含有x个胸腺嘧啶，则复制m次需要的胞嘧啶的数目为(2m－1)(x－a)/2D．复制m次产生放射性的脱氧核苷酸链数为2m＋1－2
第6讲遗传的分子基础
一、遗传物质的探索过程
1．明确遗传物质遗传物质的探索过程的“两次标记”和“三个结论”
(1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同：①第一次标记：分别用含35S和32P的培养基培养 ，目的是获得带有标记的大肠杆菌。②第二次标记：分别用含35S和32P的大肠杆菌培养 ，目的是使噬菌体带上放射性标记。
D
例6：(2019·贵阳五校联考)研究发现胰腺癌患者血液中含有一种名为HSATⅡ的非编码RNA(即不编码蛋白质的RNA)，这一特殊RNA可作为胰腺癌的生物标记，用于胰腺癌的早期诊断。下列有关叙述正确的是 ( )A．HSATⅡ非编码RNA与蛋白质可自由通过核孔B．HSATⅡ非编码RNA彻底水解后可得到5种终产物C．HSATⅡ非编码RNA与rRNA都是由DNA转录而来的D．患者血液中检测到HSATⅡ说明癌细胞已经严重扩散
基因
线性
环境
一、遗传物质的探索过程
思考1：在核糖体上翻译出来的胰岛素是否具有降低血糖的生理作用？请分析原因
提示：在核糖体上翻译出来的只是多肽链，还需要被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质，才能承担细胞的生命活动。
思考2：某种致癌的RNA病毒是逆转录病毒，其体内是否含有逆转录酶？逆转录酶怎么产生的？
提示：逆转录病毒体内含有逆转录酶，逆转录酶是在宿主体内合成的。
思考3：真核细胞的线粒体和叶绿体内能否进行基因的表达？它们控制的性状遗传具有什么特点？
提示：线粒体和叶绿体内都含有DNA和核糖体，能进行DNA复制和基因表达，控制性状。由于受精卵中的细胞质几乎全部来自于母方，因此线粒体和叶绿体控制的性状只能通过母方遗传给后代。
D
T2噬菌体
细菌
DNA
32P标记
31P标记
蛋白质
32S
35S
例2：P39-1．(2019·江苏卷)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是( )A．实验中可用15N代替32P标记DNAB．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
D
例5：(2019·浙江4月选考)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是( )A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光C.全部DNA分子被BrdU标记 D.3/4的DNA单链被BrdU标记
沃森和克里克
物理模型构建
DNA是双螺旋结构
大肠杆菌
同位素示踪技术与密度梯度离心技术
DNA复制方式为半保留复制
克里克Leabharlann 中心法则伽莫夫提出设想：3个碱基编码1个氨基酸
克里克
实验证明了3个碱基编码1个氨基酸
尼伦伯格和马太
破译了第一个遗传密码，UUU编码苯丙氨酸
一、遗传物质的探索过程
1．明确遗传物质遗传物质的探索过程的“两次标记”和“三个结论”
(7)在真核细胞中，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补 ( )
(8)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的 ( )
×
√
×
×
√
×
√
×
例1：P39-4．科学家在进行T2噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表)，产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。下列关于此实验的叙述，正确的是( )A．每个子代噬菌体的DNA均含31P和32PB．每个子代噬菌体蛋白质均含35S和32SC．HIV与T2噬菌体在细胞中的增殖过程相同D．子代噬菌体DNA可在细菌中合成相关的mRNA
大肠杆菌
噬菌体
(2)遗传物质发现的三个实验结论：①格里菲思实验的结论：加热杀死的S型细菌中存在“ ”。②艾弗里实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即 。③噬菌体侵染细菌实验的结论： ，但不能证明蛋白质不是遗传物质。
逆转录病毒
艾滋病病毒
细胞生物
动物、植物、细菌、真菌等
二、遗传信息的传递与表达
4.各类生物遗传信息的传递过程：
二、遗传信息的传递与表达
5.基因、蛋白质与性状的关系
（1）间接控制
酶的合成
（2）直接控制
蛋白质的结构
（3） 基因与性状的关系
①一般来说，________决定生物体的性状。②基因与性状的关系并不都是简单的________关系。③性状的形成是基因与 ________共同作用的结果。
C
二、遗传信息的传递与表达
1．DNA复制
2．DNA转录
RNA引物Ⅰ
RNA引物Ⅱ
DNA聚合酶的特点：不能从头合成DNA，而只能从3’端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物，为DNA聚合酶提供3’。
DNA的合成方向：总是从子链的5‘端向3’端延伸。
二、遗传信息的传递与表达
3．翻译
模型1
模型2
遗传信息的传递
遗传信息的表达
DNA复制
转录
翻译
场所
模板
原料
模板去向
产物
碱基配对
信息传递
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
20种氨基酸
子代DNA分子中
DNA链重新聚合
降解成核糖核苷酸
完全相同的两个DNA分子
RNA
蛋白质(多肽)
A—T、T—A、C—G、G—C
A—U、T—A、C—G、G—C
A—U、U—A、C—G、G—C
(3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA ( )
(4)艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡 ( )
(5)某复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶( )
(6)T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质(2017·全国卷Ⅱ，T2B) ( )
C
例7：如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是( )A．可在培养基中加入3H尿嘧啶用以标记RNAB．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录D．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活
C
例3：(2018·全国卷Ⅰ)某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断，下列说法不合理的是( )A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
盲点错混查清
(1)DNA复制需要消耗能量 ( )
(2)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期( )
(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶 ( )
(4)人轮状病毒是一种双链RNA病毒，病毒RNA在小肠上皮细胞内复制的过程中会有氢键的断裂和形成 ( )
(5)转录的起点和终点分别是DNA分子上基因的启动子和终止子，其中启动子是DNA连接酶识别和结合的部位( )
主要是细胞核
主要是细胞核
细胞质的核糖体
亲代DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
逆转录
宿主细胞胞质
病毒RNA
4种游离的脱氧核苷酸
亲代病毒中
DNA
U—A、A—T、C—G、G—C
RNA→DNA
生物种类
举例
遗传信息的传递过程
DNA病毒
T2噬菌体
RNA病毒
烟草花叶病毒