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核酸1 DNA
3.基因的概念♦基因的脱氧核昔酸扫E列顺序代表遗传信息。

高考综合复习一遗传的物质基础与基因工程
［内容概述］
遗传的物质基础包括：DNA是遗传物质的证拥、DNA的结构和复制、基因对性状的控制和中心法则。

基因工程的操作工具、步骤和应用。

［重点难点］
一、遗传的物质基础
1. DNA是遗传物质
fRNA：不含DNA时起遗传物质的作用。

如烟草花叶病青。

'是遗传物质。

证据：肺炎双球菌转化试验、噬菌体侵染细菌的实验
I是主要遗传物质。

证据：多数生物l^DNA作遗传物质。

［DNA大部分在染色体上。

遗传物质的主要鼓体是染色体厂“人小=十牡，抉口耳抉知工扪十
I DN至少量在线粒体、叶绿体和质粒中。

证明DNA是遗传物质的实验设计关键是设法使蛋白质和核酸(DNA)分开，然后分别单独地观察其影响。

2. DNA与RNA的主要区别：
「基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。

是有遗传效应的DNA片段。

基因在染色体上呈线性扫E列。

真核生物与原核生物基因结构对比:
「相同点：均有编码区和起调控作用的非编码区。

t不同点：原核细胞的基因中编码区是连续的，无外显子和內含子之分；真核细胞的基因中编码区是不连续的，分为能编码蛋白质的外显子和不能编码蛋白质的內含子。

竝亠爱白质(性状) DNA (基因)代表遗传信息、信使RNA±三个相邻碱基叫做“密码子”。

DNA的复制
「时间：有丝分裂、减数分裂第一次分裂间期。

V场所：细胞核(主要)，线粒体、叶绿体
和细胞质
条件：模板、原料、能量、酶。

I特点：边解旋、辺复制；半保留复制。

基因控制蛋白质合
成步
骤
场所模板原则结果
转
录
细胞核
DNA的一条
琏
碱基互补配对信使RNA
翻
译
细胞质信使RNA碱基互补配对蛋白质
▼
在后代个体发育
中，使遗传信息得
以表达。

4.基因对性状的控制
(1)通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。

(2)通过控制蛋白质分子结构来宜接影响性状。

5.DNA的功能与中心法则
6.碱基互补配对原则、基因表达有关的计算：
(1)一个双链DNA分子中，A=T、C = G、A + G=C+T,即嚓吟碱基总数等于席I定碱基总数，各占50%o
DNA分子一条链中的(A+G)/(C+T)比值的倒数等于其互补链中该种碱基的比值。

如图：(Ai+Gi)/ (Ci+TJ = (C2+T2)/ (A2+G2)
N «NA
A •… U …
Q ・・・ c
•八
(2) DNA 分子一条链中的(A+T) / (G+C)比值等于其互补链和整个DNA 分子中该种 比例的比值。

如图：(Ai+T]) / (G]+G )= (A2+T2)/(G2+C2)=(A1 + A2+T1+T2)/( G ) +G2+G + C2)= (A " +U) /
(G " +C ')
(3) 在真核生物中，DNA 、mRNA 的碱基数及蛋口质的氨基酸数Z 间6：3 ： 1的数量关系 中，DNA 片段的碱基数是该基因片段中外显子所含碱基数目。

二、细胞质遗传特点：母系遗传、后代无一定分离比。

三、基因工程
基因工程(基因拼接技术或DNA 巫纽技术)。

在体外，将基因经“剪切”和“拼接”巫组后， 导入受体细胞内进行无性生殖，是巫组基因在受体细胞内表达，产生岀人类所需要的基因产物。

目的基因与运戟体结合
口 口
药个娶性末
(«am )
(1)
基因的操作工具
基因的剪刀••限制性内切酶 基因的针线“DNA 连接酶
苹因的运输工具-运载体(如质粒、噬菌体、动植物病毒等)
（2）基因操作的基木步骤
提取S 的基因-H 的基因与运载体结合一＞ 将目的基因导人受体细胞一＞ S 的基因的检
DMA
测与表达
【知识链接］
1.基因表达与个体发育
（1）个体发育是从受精卵的有丝分裂开始到性成熟个体形成的过程，在这一过程中，生物个体的各种性状（或表现型）得以逐渐表现。

个体发育过程是受遗传物质控制的，发育过程是细胞内基因表达的结果。

（2）个体发育过程中产生的体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而含有相同的遗传物质或基因，但生物体不同部位细胞表现出的性状不同，而且不同性状是在个体发育的不同时期表现的，这是因为：
%1虽然不同的细胞倉有相同的基因，但不同的细胞表达不同的基因，即基因存在选择性表达。

如胰岛细胞能表达胰岛素基因，但不表达血红蛋白基因。

%1细胞内基因顺序表达的结果。

2.DNA的化学组成与必修木第一章中核酸、第三章中N、P矿质营养有关；DNA复制与第二章中染色体的知识、有丝分裂、第五章中减数分裂有关。

3.本部分内容是遗传基本规律和变异的基础。

［例题解析］
1.tRNA与mRNA碱基互补配对现彖可出现在真核细胞的（）
A.细胞核中
B.核糖体上
C.核膜上
D.核孔处
解析：
tRNA与mRNA碱基互补配对，发生在翻译过程中，出现在细胞质的核糖体上。

答案:B
2.下列有关遗传信息的叙述，错谋的是（）
A.遗传信息可以通过DNA复制传递给后代
B.遗传信息控制蛋白质的分子结构
C.遗传信息是指DNA分子的脱氧核廿酸的揶列顺序
D.遗传信息全部以密码子的方式体现出来
解析：
遗传信息是指DNA分子的脱氧核甘酸的排列顺序，遗传信息可以通过DNA复制传递给后代，并能通过转录和翻译控制蛋口质的合成。

ABC选项正确。

密码子是指mRNA中决定氨基酸的三个相邻碱基，幕因中非编码区不能转录，非编码区的遗传信息不能通过密码子的形式体现出来。

答案：D
3.细菌的某个基因发生了突变，导致该基因编码的蛋口质肽链中一个氨基酸替换成了另一个氨基酸。

该突变发生在基因的（）
A.外显子
B.编码区
C.RNA聚合酶结合的位点
D.非编码区
解析：
细菌是原核生物，基因结构包括编码区和非编码区，编码区是连续的、不间断的，没冇外显子和内含子Z分，非编码区上冇RNA聚合酶的结合位点，但非编码区不能编码蛋口质，只冇编码区能编码蛋门质，所以，基閃编码的蛋白质肽链中一个氨基酸替换成了另一个氨基酸。

该突变发生在基因的编码区。

答案：B
4.以卜有关基因工程的倾述，正确的是（）
A.基因工程是细胞水平上的生物工程
B.基因工程的产物对人类都是有益的
C.幕因工程产生的变异属于人工诱变
D.基因工程育种的优点之一是目的性强
解析：
基因工程乂叫基因拼接技术或DNA重组技术，是分子水平上的生物工程，产物并非都对人类有益，基因丁程产生的变异属于基因重组，没有新基因产生，不属于人工诱变，ABC选项错课。

答案：D
5.科学家通过基因工程的方法,能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。

以卜•有关该基因工程的叙述，错谋的是（）
A.采用反转录的方法得到的目的基因彳j内含子
B.基因非编码区对于日的基因在块茎中的表达是不可缺少的
C.马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D.用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA,可产生黏性末端而形成巫纽DNA 分
子
解析：
真核生物基因的编码区分为外显子和内含子，内含子部分不能编码蛋门质，人工合成基因时, 采用反转录的方法得到的目的基因没有内含子。

A选项错谋。

一个基因可以分为编码区和非编码区，非编码区虽不能编码蛋口质，但是存在基因表达的调控序列，最巫要的是RNA聚合酶的结合位点。

基因丁程常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。

用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA,可产生相同黏性末端而形成巫纽DNA 分子。

答案：A
6.人体中具有生长激索基因和血红蛋白基因，两者（）
A.分别存在于不同组织的细胞中
B.均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原则复制
C.均在细胞核内转录和翻译
D.转录的信使RNA上相同的密码子翻译成相同的氨基酸
解析：
人体正常的体细胞中存在发育成生物体的全套遗传基因，所以，生长激素基因和血红蛋门基因可以存在于同一组织中，在不同细胞中基因可以进行选择性表达；基因的复制发生在细胞分裂间期，转录发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中的核糖体上，所以ABC选项错谋。

答案：D
7.自然界中，…种生物某一基因及突变基内决定的蛋门质的部分氨基酸序列如卜:
正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸
突变基因1精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨
酸
突变基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨
酸
突变基因3精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨
酸
根拥上述氨基酸序列确定这3种突变基因DNA分子的改变是：（）
A.突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添
B.突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添
C.突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添
D.突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添
解析:
基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺火或改变。

当DNA分子的碱基对增添或缺失时，会使基因的碱基扌II：列顺序从增添或缺火处到最后都发生改变，进而使基因所决定的氨基酸顺序从此处开始都改变，突变基因3前两个氨基酸序列JE常，后三个氨基酸序列都发生了改变，
说明碱基的增添造成后面碱基的全部改变。

而当DNA分子的个别碱荃对替换时，只会影响一个氨基酸的种类（利啖可能变，也可能不变），其他的氨基酸则不会改变。

突变基因1的氨基酸序列与正常基因相同，说明只是一个碱基的替换,一个氨基酸可以对应儿个密码子,一个碱基特别是密码子中第三个碱基的替换,常常并不引起氨基酸序列的改变;突变基因2中苯丙氨酸变成亮氨酸，后面的氨基酸序列不变，说明没有碱基的增添或减少，只是碱基的替换。

答案:A
&下列技术依据DNA分子杂交原理的是（）
A.②③
B.①③
C.③④
D.①④
%1用DNA分子探针诊断疾病
%1B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的杂交
%1快速灵敏地检测饮用水中病毒的禽量
%1目的基因与运载体结合形成重组DNA分子
解析：
B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的杂交属于细胞工程；口的基因与运载体结合形成巫纽DNA分子, 是基因工程的步骤之一。

②④不依据DNA分子杂交原理。

DNA分子杂交是将DNA分子解旋后形成单链，再与被检测的DNA分子单链杂交形成双链, 能够完全配对的表明两个DNA分子的遗传信息相同。

基因诊断是用放射性同位索、荧光分子等标记的DNA做探针，利用DNA分了杂交原理，鉴定被检测的遗传信息，达到检测疾病的目的。

DNA探针还可以快速灵敏地检测饮用水中病毒的含量。

答案：B
9.能够使植物体表达动物蛋门的育种方法是（）
A.单倍体育种
B.杂交育种
C.基因工程育种
D.多倍体育种
解析：
杂交育种只能在同种生物Z问进行；单倍体育种是用某种植物的花药离体培养，再经染色体
加倍。

多倍体育种是同种或亲缘关系较近的植物杂交后，再经染色体加倍。

只冇基因丁程育种才能打破远缘杂交不亲和的障碍，将动物蛋白基因导入植物体内并得以表达。

答案：C
10.在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T—DNA片段中，再将重组的T—DNA插入植物细胞的染色体DNA中。

⑴科学家在进行上述基因操作时，要用同一种__________ 分别切割质粒和目的基因，质粒的
黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过__________ 而黏合。

(2)将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株仃抗除
草剂特性的转基因植株。

经分析，该植株含有一个携带目的幕因的T-DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。

理论上,在该转基因植株自交F"弋中,仍具有抗除草剂特性的植株占总数的，原因是_______ O
(3)种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。

如果把日的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是 _______ o
解析：
(1)基因丁程中，要用同一种限制性内切酶分别切割质粒和目的基因,产生相同的黏性末端就可通过碱基互补配对而黏合。

(2)杂合子有抗除草剂特性，说明抗除草剂基因是显性幕因，杂合子自交，根据基因分离定律，雌雄呪子Mi 1/2含抗除草剂基因;受精时•雌雄配子随机结合，F"弋中显性性状的个体占3/4。

(3)细胞质遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递。

答案：
(1)限制性内切酶碱基互补配对
(2)3/4雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因;受精时.雌雄配子随机结合
(3)叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在卜一代中显现出来。