2018版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第六單元 遺傳的分子基礎(chǔ) 微講座 遺傳的分子基礎(chǔ)學(xué)案 新人教版

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1、 遺傳的分子基礎(chǔ) 授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第133頁 1．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程相關(guān)易錯(cuò)總結(jié) (1)場(chǎng)所：①細(xì)胞中有DNA的場(chǎng)所就會(huì)有復(fù)制、轉(zhuǎn)錄的發(fā)生，如線粒體和葉綠體中也會(huì)發(fā)生；②翻譯發(fā)生在核糖體上(核糖體主要存在于細(xì)胞質(zhì)中線粒體、葉綠體中也含有)。 注意：哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和細(xì)胞器，不能進(jìn)行DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。 (2)范圍及時(shí)期：①DNA的復(fù)制主要發(fā)生于能進(jìn)行分裂的細(xì)胞中，主要發(fā)生于分裂間期；②轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生于所有含DNA的細(xì)胞中，僅在細(xì)胞周期的分裂期不能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄；③就個(gè)體而言，轉(zhuǎn)錄可發(fā)生在個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的任何時(shí)期。 (3)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不僅有mRNA分子，還有t

2、RNA、rRNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息。3種RNA分子都參與翻譯過程，只是作用不同。tRNA上有很多個(gè)堿基，并非只有3個(gè)，只是構(gòu)成反密碼子的是3個(gè)。 (4)真核生物與原核生物中轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較：真核生物核基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯是在不同的場(chǎng)所進(jìn)行的，DNA先在細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄形成mRNA，mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后才能進(jìn)行翻譯；原核生物由于沒有成形的細(xì)胞核，沒有核膜的阻隔，所以可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。 (5)轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中的堿基配對(duì)方式：轉(zhuǎn)錄中DNA和RNA互補(bǔ)配對(duì)，因此堿基配對(duì)類型有T—A、A—U、G—C三種；翻譯過程中是mRNA和tRNA互補(bǔ)配對(duì)，因此堿基配對(duì)類型有A—U、G—C兩種。 2．

3、遺傳物質(zhì)功能的歸納總結(jié) (1)復(fù)制功能：親代通過復(fù)制將遺傳物質(zhì)傳給子代。 (2)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成：通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制生物性狀，一條途徑是通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物性狀；另一條途徑是通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物性狀。 (3)基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。“遺傳效應(yīng)”指的是對(duì)蛋白質(zhì)的合成有直接或間接影響的能力。轉(zhuǎn)錄得到的RNA不一定是翻譯的模板，可能被加工成tRNA或rRNA(參與核糖體的構(gòu)成)。 3．中心法則相關(guān)易錯(cuò)分析 (1)上述五個(gè)生理過程不會(huì)同時(shí)發(fā)生在同一個(gè)細(xì)胞中。如高度分化細(xì)胞的細(xì)胞核中，一般不會(huì)進(jìn)行①過程，因?yàn)榧?xì)胞已經(jīng)不再進(jìn)行分裂，但是可進(jìn)

4、行②⑤兩個(gè)過程。 (2)正常細(xì)胞中不會(huì)發(fā)生③④兩個(gè)過程，這兩個(gè)過程也不會(huì)發(fā)生在病毒體內(nèi)。只有被病毒侵入的細(xì)胞中才能進(jìn)行其中的一個(gè)過程：逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳信息流動(dòng)過程有③①②⑤；RNA自我復(fù)制病毒的遺傳信息流動(dòng)過程有④⑤。 [題組突破演練] 1．如果把人的精原細(xì)胞中的46個(gè)DNA分子用15N標(biāo)記，此細(xì)胞在不含標(biāo)記的環(huán)境中依次經(jīng)過一次有絲分裂和一次減數(shù)分裂，則相關(guān)描述正確的是(　　) A．在有絲分裂后期，含有15N的染色體有46條 B．在減數(shù)第一次分裂后期，一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞中含有15N的DNA有46個(gè) C．在減數(shù)第二次分裂后期，每對(duì)同源染色體中有1條染色體含有15N D．形成的8個(gè)精細(xì)

5、胞中，含有15N的細(xì)胞最少占25% 解析：含15N標(biāo)記的DNA分子的精原細(xì)胞在不含標(biāo)記的環(huán)境中先經(jīng)過一次有絲分裂，在有絲分裂間期，DNA分子復(fù)制一次，復(fù)制后每條染色單體中的DNA都是一條鏈含15N，另一條鏈不含15N。由于體細(xì)胞中有46條染色體，所以有絲分裂后期著絲點(diǎn)分裂后，染色體變?yōu)?2條，每條染色體的DNA中都有一條鏈含15N，所以有絲分裂后期含有15N的染色體有92條，A錯(cuò)誤。有絲分裂后再進(jìn)行減數(shù)分裂，在減數(shù)第一次分裂間期，DNA再?gòu)?fù)制一次，復(fù)制后的每條染色體的兩條染色單體中只有一條染色單體中的DNA的一條鏈含有15N，減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體分開，但還未分到兩個(gè)子細(xì)胞中，此時(shí)一

6、個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞中有46條染色體含有15N，含有15N的DNA也有46個(gè)，B正確。減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中無同源染色體存在，C錯(cuò)誤。處于減數(shù)第二次分裂后期的次級(jí)精母細(xì)胞中的46條染色體中有23條含有15N，這些具有15N的染色體隨機(jī)進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中，因此，形成的8個(gè)精細(xì)胞中，至少有一半含有15N標(biāo)記，最多可以達(dá)到100%，D錯(cuò)誤。 答案：B 2．圖1表示細(xì)胞內(nèi)合成RNA的過程；圖2表示a、b、c三個(gè)核糖體相繼結(jié)合到一個(gè)mRNA分子上，并沿著mRNA移動(dòng)合成肽鏈的過程。下列相關(guān)敘述中正確的是(　　) A．圖1所示過程不會(huì)發(fā)生在原核細(xì)胞中，該DNA片段至少含有2個(gè)基因 B．圖1中兩

7、個(gè)RNA聚合酶反向移動(dòng)，該DNA片段的兩條鏈均可作為模板鏈 C．圖2中最早與mRNA結(jié)合的核糖體是a，核糖體沿箭頭①方向移動(dòng) D．圖1堿基的配對(duì)方式為A—U、G—C、T—A，圖2為A—U、G—C 解析：分析可知，圖1所示過程為轉(zhuǎn)錄過程，真、原核細(xì)胞中都會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)錄，A錯(cuò)誤；圖1中有兩個(gè)基因正在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，因?yàn)镈NA兩條鏈的方向分別是3′→5′和5′→3′，圖1中左邊基因轉(zhuǎn)錄的方向?yàn)閺淖笸?即RNA合成方向是5′→3′)，右邊基因轉(zhuǎn)錄的方向?yàn)閺挠彝?實(shí)際上RNA的合成方向也是5′→3′)，所以RNA聚合酶都是沿著模板鏈的3′→5′方向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；圖2中，c核糖體上的肽鏈最長(zhǎng)，a核糖體上的

8、肽鏈最短，說明c核糖體最先和mRNA結(jié)合，核糖體沿箭頭①方向移動(dòng)，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)錄過程中的堿基互補(bǔ) 配對(duì)方式為A—U、G—C、T—A，而翻譯過程中的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式為A—U、G—C，D正確。 答案：D 3．圖1表示具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物遺傳信息傳遞的某過程，圖2表示DNA結(jié)構(gòu)片段。請(qǐng)回答下列問題： (1)圖1所示的遺傳信息傳遞過程中不同于圖2的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式是________________________________________________________________________。 (2)若把圖2所示DNA片段放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制3代，子代中含14N的DNA所占

9、比例為________。 (3)某研究性學(xué)習(xí)小組以細(xì)菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心法對(duì)有關(guān)DNA復(fù)制的方式是全保留還是半保留進(jìn)行了探究(已知實(shí)驗(yàn)所用細(xì)菌中只有一條DNA分子，全保留復(fù)制中子代DNA均由兩條子鏈結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)用的細(xì)菌大約每20 min分裂一次，產(chǎn)生子代)。請(qǐng)據(jù)圖3回答下列問題： 圖3 實(shí)驗(yàn)三的離心結(jié)果：如果DNA位于1/2重帶和1/2輕帶位置，則是全保留復(fù)制；如果DNA全位于中帶位置，則是________復(fù)制。為了進(jìn)一步得出結(jié)論，該小組設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)四，請(qǐng)分析，如果DNA位于________(位置及比例)帶位置，則是全保留復(fù)制；如果DNA位于________

10、(位置及比例)帶位置，則是半保留復(fù)制。 (4)某卵原細(xì)胞(2N＝4)中每對(duì)同源染色體僅有一條染色體上的DNA分子兩條鏈均被15N標(biāo)記，該卵原細(xì)胞在14N的環(huán)境中進(jìn)行減數(shù)分裂，那么減數(shù)第一次分裂后期的初級(jí)卵母細(xì)胞中含有15N標(biāo)記的染色單體有________條；減數(shù)第二次分裂后期的次級(jí)卵母細(xì)胞中含有15N標(biāo)記的染色體有________條，其產(chǎn)生含有15N標(biāo)記的卵細(xì)胞的概率為________。 解析：(1)圖1表示轉(zhuǎn)錄過程，圖2表示DNA結(jié)構(gòu)片段，因此，圖1所示的遺傳信息傳遞過程中不同于圖2的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式是A—U。(2)圖2所示的DNA中一條鏈含15N，另一條鏈含14N，若把此DNA片段放在

11、含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制3代，凡是新形成的子鏈都含有15N，子代DNA分子總數(shù)是8，根據(jù)半保留復(fù)制，其中含14N的DNA分子數(shù)為1，因此子代中含14N的DNA所占比例為1/8。(3)據(jù)圖3可知：研究DNA復(fù)制的方式可用同位素示蹤技術(shù)和密度梯度離心法。①若實(shí)驗(yàn)三的離心結(jié)果為DNA位于1/2重帶和1/2輕帶位置，說明復(fù)制產(chǎn)生的子代是兩條含14N的鏈構(gòu)成的DNA，分布在輕帶位置，而親代兩條含15N的鏈重新構(gòu)成一個(gè)DNA分子，位于重帶位置，應(yīng)為全保留復(fù)制；如果DNA全位于中帶位置，表明子代DNA都是一條鏈含14N，一條鏈含15N，所以是半保留復(fù)制。實(shí)驗(yàn)四是把14N細(xì)菌放在含有15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)40 m

12、in，該細(xì)菌分裂2次，共形成4個(gè)子代DNA分子。若是全保留復(fù)制，則有3個(gè)DNA分子的2條鏈均含15N,1個(gè)DNA分子的2條鏈均含14N，經(jīng)密度梯度離心后位于1/4輕帶和3/4重帶位置；若是半保留復(fù)制，則有2個(gè)DNA分子的一條鏈含15N，另一條鏈含14N，另2個(gè)DNA分子的2條鏈均含15N，經(jīng)密度梯度離心后位于1/2中帶和1/2重帶位置。(4)由題意可知，該卵原細(xì)胞含有4條即2對(duì)同源染色體，其中有2條即每對(duì)同源染色體僅有一條染色體上的DNA分子兩條鏈均被15N標(biāo)記，該卵原細(xì)胞在14N的環(huán)境中進(jìn)行減數(shù)分裂，依據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的原理，當(dāng)DNA復(fù)制結(jié)束時(shí)，2條被15N標(biāo)記的染色體所含有的4條染色

13、單體上的DNA分子均為一條鏈含15N，另一條鏈含14N，因此處于減數(shù)第一次分裂后期的初級(jí)卵母細(xì)胞中含有15N標(biāo)記的染色單體有4條。減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離，分別移向細(xì)胞兩極，因同源染色體移向細(xì)胞兩極的過程是隨機(jī)的，所以減數(shù)第一次分裂結(jié)束時(shí)所形成的次級(jí)卵母細(xì)胞中含有的被15N標(biāo)記的染色體數(shù)是0或1或2。減數(shù)第二次分裂后期由于著絲點(diǎn)分裂，1條染色體形成2條子染色體，因此處于減數(shù)第二次分裂后期的次級(jí)卵母細(xì)胞中含有15N標(biāo)記的染色體有0或2或4條，其產(chǎn)生含有15N標(biāo)記的卵細(xì)胞的概率為3/4。 答案：(1)A—U　(2)1/8　(3)半保留　1/4輕帶和3/4重　1/2中帶和1/2重　(4)4

14、　0或2或4　3/4 4．在正常人體細(xì)胞中，非受體型酪氨酸蛋白結(jié)合酶基因abl位于9號(hào)染色體上，表達(dá)量極低，不會(huì)誘發(fā)癌變。在慢性骨髓瘤病人細(xì)胞中，該基因卻被轉(zhuǎn)移到第22號(hào)染色體上，與bcr基因相融合。發(fā)生重排后基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受影響，但表達(dá)量大為提高，導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控，發(fā)生癌變。圖一表示這種細(xì)胞癌變的機(jī)理，圖二表示基因表達(dá)的某一環(huán)節(jié)。據(jù)圖回答下列問題： (1)細(xì)胞癌變是細(xì)胞畸形分化的結(jié)果，據(jù)圖一分析，細(xì)胞分化的根本原因是________________________________________________________________________ ___________

15、_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 其調(diào)控機(jī)制主要發(fā)生在[　]________過程。 (2)細(xì)胞癌變的病理很復(fù)雜，圖示癌變?cè)驈淖儺惖念愋涂磳儆赺_______。 (3)圖二表示圖一中________過程，其場(chǎng)所是[　]________。 (4)分析圖二可見，纈氨酸的密碼子是____________，連接甲硫氨酸和賴氨酸之間的化學(xué)鍵的結(jié)構(gòu)式是_____

16、_____________________________________。 (5)一種氨基酸可以由多個(gè)密碼子決定，這對(duì)生物生存和發(fā)展的重要意義是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：

17、(1)細(xì)胞分化的根本原因是基因的選擇性表達(dá)，即通過調(diào)控使特定基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。(2)該基因片段被移接到非同源染色體上，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。(3)圖二發(fā)生mRNA與tRNA互補(bǔ)配對(duì)的過程，故可判斷該過程為翻譯，其場(chǎng)所為核糖體。(4)根據(jù)運(yùn)輸纈氨酸t(yī)RNA上的反密碼子為CAG，可知其互補(bǔ)的密碼子為GUC。肽鏈中兩個(gè)氨基酸之間脫水縮合所形成的鍵為肽鍵，其結(jié)構(gòu)式為—NH—CO—。(5)由于多種密碼子可決定同一種氨基酸，故當(dāng)發(fā)生基因突變導(dǎo)致密碼子中某一堿基的種類發(fā)生改變時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的氨基酸的種類不一定改變，從而提高了生物性狀的穩(wěn)定性。 答案：(1)基因的選擇性表達(dá)?、邸∞D(zhuǎn)錄　(2)染色體(結(jié)構(gòu))變異　(3)翻譯?、摺『颂求w　(4)GUC　—NH—CO—　(5)在一定程度上防止由于堿基的改變而導(dǎo)致生物性狀的改變(或：當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種密碼子決定同一種氨基酸，可以保證翻譯速度) - 5 -