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1、专题四 遗传、变异和生物进化,第1讲遗传的物质基础,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.基因的概念。4.DNA分子的复制。5.遗传信息的转录和翻译。,核心要点突破,1.肺炎双球菌转化实验中的相互对照,S型细菌,DNA,糖类,蛋白质,脂质,DNA分解物,+,R型细菌,DNA是遗传物质,其他物质不是遗传物质,2.噬菌体侵染细菌实验中的自身对照,3.实验结论（或目的）比较（1）肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。（2）噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。,1.碱基互补配对归类
2、（1）DNA分子自我复制的碱基配对：A-T，G-C，T-A，C-G。（2）“转录”中的碱基互补配对：A-U，G-C，C-G，T-A。（3）“翻译”时的碱基互补配对：A-U，G-C，U-A，C-G。（4）“逆转录”时的碱基互补配对：A-T，U-A，G-C，C-G。,2.DNA单链、DNA分子及转录生成mRNA中碱基比例关系,3碱基比例的运用由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类。（1）若有U无T，则该核酸为RNA。（2）若有T无U，且A=T，G=C，则该核酸一般为双链DNA。（3）若有T无U，且AT，GC，则该核酸为单链DNA。,1.中心法则中遗传信息的流动过程为,（1）在生物生长繁殖过
3、程中遗传信息的传递方向为（2）在细胞内蛋白质合成过程中，遗传信息的传递方向（如胰岛细胞中胰岛素的合成）为,DNA（含胰岛素基因）,转录,mRNA,翻译,蛋白质,（3）含逆转录酶的RNA病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为,RNA,逆转录,DNA,转录,mRNA,翻译,胰岛素,（4）DNA病毒（如噬菌体）在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为,（5）RNA病毒（如烟草花叶病毒）在宿主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为,2.中心法则体现了DNA的两大基本功能（1）图中体现了对遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。（2）图中
4、共同体现了对遗传信息的表达功能，它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。,3.中心法则中几个生理过程准确进行的原因（1）前者为后者的产生提供了一个精确的模板。（2）严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。精确的模板和严格有序的碱基互补配对关系，保证了遗传信息的正常传递和表达，从而保证了物种的相对稳定性。,高考热点提示,(2010年高考上海卷)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体浸染，裂解后释放的所有噬菌体()A一定有35S，可能有32PB只有35SC一定有32P，可能有35S D只有32P,【解析】被32P标记的噬菌体侵入大肠杆菌后，利用大肠杆菌中
5、的脱氧核苷酸来复制形成子代噬菌体的DNA，根据半保留复制原则，新合成的全部DNA分子中将有两个DNA分子含有被32P标记的母链，而新合成的蛋白质全部由大肠杆菌中被35S标记的氨基酸合成，因此一定含有35S。【答案】A,(1)上题中若释放100个噬菌体，那么含31P的噬菌体有多少个？(2)若该大肠杆菌被1个15N标记的噬菌体浸染，释放的所有噬菌体结果又如何？【提示】(1)100个。(2)一定含35S和15N。,（2010年北京丰台模拟）关于DNA分子的说法正确的是（）A脱氧核苷酸的排列，构成了DNA分子的基本骨架BDNA分子的特异性表现在四种脱氧核苷酸的比例C若DNA分子中A有P个，占全部碱基的
6、n/m，则G的个数为P（m/2n-1）个D把DNA分子放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA分子占3/4,【解析】脱氧核苷酸的排列顺序代表的是遗传信息，而DNA分子的基本骨架是磷酸和脱氧核糖。DNA分子的特异性表现在不同生物有特定的脱氧核苷酸的排列顺序。把DNA分子放在含15N的培养液中复制两代，子代DNA分子全部含15N。【答案】C,【探究导线】DNA复制过程中相关计算规律(1)1个DNA分子复制n次，可形成2n个子代DNA分子，其中含最初母链的DNA分子占DNA分子总数的2/2n，即1/2n1；含有的最初母链占DNA单链总数的2/(2n2)。(2)在DNA分子复制过程中，若
7、DNA分子含有某碱基a个，则此DNA分子复制n次需要含有该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n2)个；第n次复制需要含有该碱基的脱氧核苷酸数为a2n1个。,(2010年高考江苏卷)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：,(1)图中甘氨酸的密码子是_，铁蛋白基因决定“”的
8、模板链碱基序列为_。,(2)Fe3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_，从而抑制了翻译的起始；Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免_对细胞的毒性影响，又可以减少_。(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是_。(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由_。,【解析】从图中可以看出：甘氨酸在核糖体读取天冬氨酸密码子之前，其密码子应该为mRNA上的GGU：“”
9、在mRNA上的碱基序列为：GGUGACUGG，所以对应模板链的DNA碱基序列应为CCACTGACC；Fe3浓度较低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，阻止了核糖体在mRNA上的结合与移动，抑制了翻译的正常进行；当Fe3浓度高时翻译能够正常进行，既能有效减小Fe3对细胞的毒性，又不致造成细胞内物质和能量的浪费；,图中显示：mRNA的碱基数量远远大于3n(n为氨基酸数)，是因为mRNA两端存在不翻译氨基酸的碱基序列；要使色氨酸(密码子为UGG)变为亮氨酸(密码子为UUG)，只要模板链上的ACCAAC，即中间的碱基CA。,【答案】(1)GGUCCACTGACC(CCAGTCACC)(2)核糖体在mRNA上的结合移动Fe3细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端存在不翻译的序列(4)CA,【探规寻律】“遗传信息”、“密码子”和“反密码子”三者所在位置的对应关系是：遗传信息DNA、密码子mRNA、反密码子tRNA。其关系如图：,随堂即时巩固,课后活页训练,
