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第三单元 遗传和变异的分子基础
第一课时 遗传的物质基础
【考纲要求:】
1. 人类对遗传物质的探索过程
2. DNA分子结构的主要特点
3. 基因的表达
4. DNA分子的复制
5. 遗传信息的转录和翻译
【知识梳理:】
一 遗传物质在染色体上
1.1902年,萨顿对蝗虫精子发生的研究
(1)研究发现：
①染色体是各具 的实体。
②体细胞中的染色体一条来自 ，一条来自 ，且 存在。
③在细胞 时，配对的两条染色体相互分开，独立进入配子。
④ 进入配子时自由组合。
(2)发现问题:在减数分裂时， 的行为与遗传因子的行为具有完全平行的现象。
(3)提出假设： 位于 上。
2.摩尔根通过果蝇杂交实验得出 位于特定染色体的特定位置上的结论。
二.DNA是主要的遗传物质
1.肺炎双球菌的转化实验
(1)体内转化:无毒性R型细菌+ S型细菌混合注射结果 ：小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌.
结论: .
(2)体外转化
S型活细菌
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA DNA水解物
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
↓ ↓ ↓ ↓ ↙↘ ↓
R R R R R S→S R
结论:
2.噬菌体侵染细菌的实验
实验过程
①用放射性同位素35 S标记噬菌体的 ,然后让该种噬菌体侵染细菌,则35S主要分布在 ,宿主细胞内 。
②用放射性同位素32P标记噬菌体的 ,然后让该种噬菌体侵染细菌,则32P主要分布在 ,宿主细胞外几乎 。
结论:
3.烟草花叶病毒的侵染实验
(1)烟草花叶病毒的物质组成
烟草花叶病毒不含DNA,而是由 和 组成.
(2)实验过程
烟草花叶病毒的蛋白质+正常烟草→叶片正常→无烟草花叶病毒
烟草花叶病毒的RNA+正常烟草→ →分离得到
(3)实验结论:
4.关于遗传物质的结论
(1)绝大多数生物以 作为遗传物质,极少数生物以 作为遗传物质。因此, 是主要的遗传物质。
(2)凡是有细胞结构的生物都是以 作为遗传物质,病毒的遗传物质是 。
二.DNA分子的特点
1.DNA分子双螺旋结构的主要特点
(1)由两条链以 方式盘旋成双螺旋结构。
(2) 和 交替连接,排列在外侧, 排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过 连接成 。
2.DNA分子的特性
DNA分子具有 , , 。
三.DNA的功能─遗传信息的传递和表达
1.功能比较
DNA的功能 遗传信息的传递 遗传信息的表达
比较内容 复制 转录 翻译
时期 整个个体发育过程中
场所 细胞质,主要在核糖体
模板 DNA分子的一条链
原料
条件 酶 能量( 酶, 酶等) 酶 能量( 酶等) 酶 能量
产物 具有特定的 顺序的蛋白质
遗传信息传递方向
2.功能间的联系
DNA
序列 核糖核苷酸序列 序列
遗传信息
四.DNA与染色体、基因、脱氧核苷酸的关系
染色体是DNA 每条染色体上有一个
的主要载体 或两个DNA分子
基因是 每个DNA分子含有 基因
是遗传物质的 、 单位
基因中脱氧核苷酸 每个基因含有许多个脱氧核苷酸
的排列顺序代表着
DNA的基本组成单位
【典例剖析:】
考点一 DNA是主要的遗传物质
例1 1944年,美国科学家艾弗里和他的同事,从S型活细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质,然后将它们分别加入培养R型细菌的培养基中。结果发现加入了DNA的培养基中，R型细菌都转化成了S型细菌；而加入了蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种转化。这一现象不能说明 （ ）
A． S型细菌的性状是由其DNA决定的
B． 在转化过程中，S型细菌的DNA进入到了R型细菌的细胞中
C． RNA是遗传物质
D． 蛋白质和多糖在该转化实验中，正好起了对照作用
解析： 本题考查对肺炎双球菌体外转化实验的分析。对实验结果进行逻辑分析：只有加入了S型细菌DNA的培养基中，R型细菌才发生转化，表现了S型细菌的性状，这说明S型细菌的DNA肯定进入了R型细菌细胞中，实现对其性状的控制，也说明DNA是遗传物质。加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，不发生这种转化，正好与DNA是遗传物质的转化实验形成了对照，同时也说明蛋白质等不是遗传物质。
答案：C
考点二 DNA分子的复制
例2 DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶.该DNA分子连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U─A、A─T、G─C、C─G。推测“P”可能是 （ ）
A． 胸腺嘧啶
B． 腺嘌呤
C． 胸腺嘧啶或腺嘌呤
D． 胞嘧啶
解析:考查DNA分子复制时的碱基互补配对原则及推理能力.可用逆推法解答该问题,如下图:
U
A
A U
T A
U C
G G G G
C C
C
G
答案：C
考点三 遗传信息的转录和翻译
例3 人体中具有生长激素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：考察两种基因的转录和翻译情况。人体的所有体细胞都含有这两种基因：其转录都是在细胞核内完成，翻译是在细胞质（核糖体）内完成；DNA的复制发生在细胞分裂间期；相同的密码子翻译成相同的氨基酸
答案：D
【自我测评】
1. 选择题
1.科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶，这一过程没有涉及
A.DNA按照碱基互补配对原则自我复制
B.DNA以其一条链为模板合成RNA
C.RNA以自身为模板自我复制
D.按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
2.下面关于转运RNA和氨基酸相互关系的说法正确的是
A.每种氨基酸都有它特定的一种转运RNA
B.每种氨基酸都可由几种转运RNA携带
C.一种转运RNA可以携带几种结构相似的氨基酸
D.一种氨基酸可由一种或几种特定的转运RNA来将它带到核糖体上
3.下列叙述不正确的是
A.只含有RNA的生物，遗传物质是RNA。
B.只含有DNA的生物，遗传物质是DNA
C.既有DNA又有RNA的生物，遗传物质是DNA和RNA。
D.既有DNA又有RNA的生物，遗传物质是DNA。
4.一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46%，又知在该DNA分子中的一条链中，A和C分别占碱基数的28%和22%，则该DNA分子的另一条链中，A和C分别占碱基数的
A.28%、22% B.22%、28%
C.23%、27% D.26%、24%
5.下列各项过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有
①DNA复制 ②RNA复制 ③转录 ④翻译 ⑤逆转录
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①②③⑤ D.①③④⑤
6.遗传信息是指
A.有遗传效应的脱氧核苷酸序列
B.脱氧核苷酸
C.氨基酸序列
D.核苷酸
7.大豆根毛细胞所含有的核酸中，分别含有碱基A、G、C、T的核苷酸共有
A.8种 B.7种 C.5种 D.4种
8.信使RNA在细胞核中合成，它从细胞核中出来与核糖体结合的过程中，要通过几层选择透过性膜
A.0层 B.1层 C.2层 D.3层
9.治疗艾滋病（其遗传物质为RNA）的药物AZT的分子构造与胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构很相似，试问AZY抑制病毒繁殖的机制是
A.抑制艾滋病RNA基因的转录
B.抑制艾滋病RNA基因的逆转录
C.抑制艾滋病毒蛋白质的翻译过程
D.抑制艾滋病毒RNA基因的自我复制
10.右图示转录过程，此图中涉及的碱基种类和核苷酸种类分别是
A.6、2 B.8、2
C.5、6 D.5、8
二、非选择题
11.下图为人体内蛋白质合成的一个过程。据图分析并回答问题：
（1）图中所合成多肽链的原料来自___________和___________。
（2）图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的___________步骤，该步骤发生在细胞的___________部分。
（3）图中（Ⅰ）是___________。按从左到右次序写出（Ⅱ）___________内mRNA区段所对应的DNA碱基的排列顺序___________________________。
（4）该过程不可能发生在___________。
A.神经细胞 B.肝细胞
C.成熟的红细胞 D.脂肪细胞
12.人类基因组计划的实施为人类了解自身的奥秘、增进健康具有无可估量的意义，而其基础是对DNA分子和基因结构和功能的认识。下图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题：
（1）细胞内的遗传物质是［ ］___________，基因和ｇ的关系是_______________。
（2）e和g的关系是___________，ｇ被彻底水解后的产物可用字母___________表示。
（3）遗传物质的主要载体是［ ］___________，基因和ｉ的关系是___________。
（4）基因和ｈ的关系是_____________________________________，ｈ合成时的模板来自___________过程，模板合成后进入ｈ合成场所___________穿过磷脂分子层，原因是______________________________________。
【自我测评答案】
1.C 2.D 3.C 4.D 5.C 6.A 7.B 8.A 9.B 10.C
11. （1）食物 自身蛋白质的分解 （2）翻译 核糖体 （3）tRNA 核糖体 TGATTCGAA （4）C
12. （1）g DNA 基因是DNA上有遗传效应的结构和功能单位 （2）e是g的基本单位 b、c、d （3）i 染色体 基因在染色体上呈线性排列 （4）基因指导h合成 转录 不 经核孔进入细胞质
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蛋白质
mRNAA
染色体
DNA
基因
第二次复制
第一次复制
突变
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