2017_2018学年高中生物第四章遗传的分子基础课件学案（打包18套）教版必修2

第四章 遗传的分子基础
章末培优攻略
攻略(一)　破解热考图形
　　　
(1)两图中a～f依次为______、______、______、______、______、________。
(2)图1显示了________基因表达的特点：转录发生在______中，翻译发生在________上，二者不能同时进行。
(3)图2显示了________基因及______基因表达的特点：转录和翻译是同时进行的。
答案　(1)mRNA　核糖体　多肽链　DNA　mRNA　RNA聚合酶　(2)真核生物核　细胞核　细胞质中的核糖体　(3)原核生物　真核生物质
攻略(二)　突破热点题型
题型一　噬菌体侵染细菌标记问题
攻略秘籍　破题关键一是弄清噬菌体的增殖过程，DNA复制、蛋白质合成所需原料均由细菌提供，噬菌体仅仅提供DNA模板链；二是弄清DNA半保留复制的特点，不论复制多少次，亲代DNA链始终完整存在；同时注意审题，弄清标记的生物、标记的元素及标记的物质。
【例1】 用32P、3H标记的噬菌体侵染用35S标记的大肠杆菌，繁殖多代所得子代噬菌体中含有的放射性情况为(　　)
A．全部含有35S和3H，部分含有32P
B．全部含有35S、32P和3H
C．全部含有35S、大部分含有32P和3H
D．全部含有35S，小部分含有32P和3H
解析　3H标记的是噬菌体的DNA和蛋白质，32P标记的是噬菌体的DNA，但噬菌体侵染细菌时蛋白质留在外面，侵入的只是DNA，通过DNA的多次半保留复制，子代DNA小部分含有32P、3H；35S标记的是大肠杆菌的氨基酸，噬菌体增殖时用于合成子代噬菌体的蛋白质外壳，子代噬菌体应全部含有35S。
答案　D
题型二　DNA复制与细胞分裂中染色体
标记问题
攻略秘籍　破题关键一是弄清复制前1条染色体含有1个双链DNA，复制后1条染色体含有2条染色单体，每条染色单体含有1个双链DNA；二是弄清DNA进行的是半保留复制；三是弄清着丝点分裂形成的2条子染色体分开后移向细胞的哪一极是随机的；同时注意审题和绘制过程示意图即可解答。
【例2】 用32P标记玉米体细胞(含有20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为(　　)
A．20、40、20　　　　 B．20、20、20
C．20、20、0～20 D．20、40、0～20
解析　玉米体细胞两次有丝分裂过程中染色体和DNA的标记情况可用下图进行分析。
由此可见在第二次分裂中期，玉米细胞的20条染色体全含32P，第二次分裂后期40条染色体中有20条含32P，第二次分裂产生的子细胞所含20条染色体中，带32P的为0～20条。
答案　C
题型三　三种可遗传变异的区分
攻略秘籍　一是区分两个“互换”：同源染色体间的互换属于基因重组，非同源染色体间的互换属于染色体结构变异中的易位。二是区分两个“缺失”：DNA分子上基因的缺失属于染色体结构变异，基因中碱基对的缺失属于基因突变。三是区分变异的本质：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质和量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。
【例3】 如图①②③④分别表示不同的变异类型，a、a′基因仅有图③所示片段的差异。下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④
B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复
D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期
解析　①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发生在减数第一次分裂的前期)，导致基因重组；②表示非同源染色体互换片段，发生的是染色体结构变异；③表示基因突变，是由碱基对的增添引起的；④表示染色体结构变异中的某一片段缺失或重复。
答案　C
题型四　“患病男孩”与“男孩患病”
攻略秘籍　“患病男孩”是在孩子中求患病男孩的概率，“男孩患病”是在男孩中求患病男孩的概率。
【例4】 人的正常色觉(B)对红绿色盲(b)是显性，为伴性遗传；褐眼(A)对蓝眼(a)是显性，为常染色体遗传。有一个蓝眼色觉正常的女子与一个褐眼色觉正常的男子婚配，生了一个蓝眼红绿色盲的男孩。这对夫妇生出蓝眼红绿色盲男孩的概率和再生出的男孩为红绿色盲蓝眼的概率分别是(　　)
A．1/8、1/4　　　　 B．1/16、1/4
C．1/4、1/4 D．1/4、1/8
解析　根据题意推知双亲的基因型为aaXBXb、AaXBY，因此，他们生出蓝眼孩子的概率是1/2，生出色盲男孩的概率是1/4，故他们生出蓝眼红绿色盲男孩的概率是1/2×1/4＝1/8；该夫妇再生出的男孩中红绿色盲的概率是1/2，所以再生出的男孩为红绿色盲蓝眼的概率是1/2×1/2＝1/4。
答案　A
课件14张PPT。章末培优攻略攻略(一)　破解热考图形(1)两图中a～f依次为______、______、______、______、______、________。
(2)图1显示了________基因表达的特点：转录发生在______中，翻译发生在________上，二者不能同时进行。
(3)图2显示了________基因及______基因表达的特点：转录和翻译是同时进行的。
答案　(1)mRNA　核糖体　多肽链　DNA　mRNA　RNA聚合酶　(2)真核生物核　细胞核　细胞质中的核糖体　(3)原核生物　真核生物质攻略秘籍　破题关键一是弄清噬菌体的增殖过程，DNA复制、蛋白质合成所需原料均由细菌提供，噬菌体仅仅提供DNA模板链；二是弄清DNA半保留复制的特点，不论复制多少次，亲代DNA链始终完整存在；同时注意审题，弄清标记的生物、标记的元素及标记的物质。攻略(二)　突破热点题型题型一　噬菌体侵染细菌标记问题【例1】 用32P、3H标记的噬菌体侵染用35S标记的大肠杆菌，繁殖多代所得子代噬菌体中含有的放射性情况为(　　)
A．全部含有35S和3H，部分含有32P
B．全部含有35S、32P和3H
C．全部含有35S、大部分含有32P和3H
D．全部含有35S，小部分含有32P和3H解析　3H标记的是噬菌体的DNA和蛋白质，32P标记的是噬菌体的DNA，但噬菌体侵染细菌时蛋白质留在外面，侵入的只是DNA，通过DNA的多次半保留复制，子代DNA小部分含有32P、3H；35S标记的是大肠杆菌的氨基酸，噬菌体增殖时用于合成子代噬菌体的蛋白质外壳，子代噬菌体应全部含有35S。
答案　D攻略秘籍　破题关键一是弄清复制前1条染色体含有1个双链DNA，复制后1条染色体含有2条染色单体，每条染色单体含有1个双链DNA；二是弄清DNA进行的是半保留复制；三是弄清着丝点分裂形成的2条子染色体分开后移向细胞的哪一极是随机的；同时注意审题和绘制过程示意图即可解答。题型二　DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题【例2】 用32P标记玉米体细胞(含有20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为(　　)
A．20、40、20　　　　 B．20、20、20
C．20、20、0～20 D．20、40、0～20
解析　玉米体细胞两次有丝分裂过程中染色体和DNA的标记情况可用下图进行分析。由此可见在第二次分裂中期，玉米细胞的20条染色体全含32P，第二次分裂后期40条染色体中有20条含32P，第二次分裂产生的子细胞所含20条染色体中，带32P的为0～20条。
答案　C攻略秘籍　一是区分两个“互换”：同源染色体间的互换属于基因重组，非同源染色体间的互换属于染色体结构变异中的易位。二是区分两个“缺失”：DNA分子上基因的缺失属于染色体结构变异，基因中碱基对的缺失属于基因突变。三是区分变异的本质：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质和量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。题型三　三种可遗传变异的区分【例3】 如图①②③④分别表示不同的变异类型，a、a′基因仅有图③所示片段的差异。下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④
B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复
D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期解析　①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发生在减数第一次分裂的前期)，导致基因重组；②表示非同源染色体互换片段，发生的是染色体结构变异；③表示基因突变，是由碱基对的增添引起的；④表示染色体结构变异中的某一片段缺失或重复。
答案　C攻略秘籍　“患病男孩”是在孩子中求患病男孩的概率，“男孩患病”是在男孩中求患病男孩的概率。
【例4】 人的正常色觉(B)对红绿色盲(b)是显性，为伴性遗 传；褐眼(A)对蓝眼(a)是显性，为常染色体遗传。有一个蓝 眼色觉正常的女子与一个褐眼色觉正常的男子婚配，生了 一个蓝眼红绿色盲的男孩。这对夫妇生出蓝眼红绿色盲男 孩的概率和再生出的男孩为红绿色盲蓝眼的概率分别是 (　　)
A．1/8、1/4　　　　 B．1/16、1/4
C．1/4、1/4 D．1/4、1/8题型四　“患病男孩”与“男孩患病”解析　根据题意推知双亲的基因型为aaXBXb、AaXBY，因此，他们生出蓝眼孩子的概率是1/2，生出色盲男孩的概率是1/4，故他们生出蓝眼红绿色盲男孩的概率是1/2×1/4＝1/8；该夫妇再生出的男孩中红绿色盲的概率是1/2，所以再生出的男孩为红绿色盲蓝眼的概率是1/2×1/2＝1/4。
答案　A第11课时　探索遗传物质的过程
学习目标
1．总结人类对遗传物质的探索过程。2.认同并理解DNA是主要遗传物质的含义。3.实验：提取和鉴定DNA。
|基础知识|
一、DNA是主要的遗传物质
1．肺炎双球菌转化实验
(1)肺炎双球菌
种类
菌落特征
菌体特征
毒性
S型菌
光滑
有荚膜
有毒性
R型菌
粗糙
无荚膜
无毒性
(2)格里菲思的实验
①实验过程
②实验结论：加热杀死的S型菌中含有某种物质，能将部分无毒性的R型菌转化为有毒性的S型菌，且这种性状的转化是可以遗传的。
(3)艾弗里的实验
①实验过程
提示　R型菌　S型菌
②实验结论：使R型菌发生转化的是S型菌的DNA，而不是S型菌的多糖、蛋白质。即DNA是遗传物质，多糖、蛋白质不是遗传物质。
2．噬菌体侵染大肠杆菌实验
(1)T2噬菌体
(2)实验方法：同位素标记法。
用放射性同位素35S标记一组噬菌体的蛋白质，32P标记另一组噬菌体的DNA。
(3)实验过程
提示　含35S的噬菌体　普通大肠杆菌
(4)实验分析
①噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。
②子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。
(5)实验结论：DNA是遗传物质。
3．烟草花叶病毒感染烟草实验
(1)实验过程
(2)实验结论：RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
4．DNA是主要的遗传物质
绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有RNA病毒的遗传物质是RNA，因此，DNA是主要的遗传物质。
二、DNA的粗提取与鉴定
1．提取DNA
(1)DNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的变化而改变。当NaCl的物质的量浓度为0.14_mol/L时，DNA的溶解度最低。通过改变NaCl溶液的浓度，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。
(2)DNA不溶于乙醇溶液，细胞中的某些物质可以溶于乙醇溶液，据此可进一步提取出含杂质较少的DNA。
2．DNA的鉴定
DNA遇二苯胺在沸水浴加热条件下溶液呈蓝色。
|自查自纠|
(1)S型肺炎双球菌有毒性，R型肺炎双球菌无毒性(　　)
(2)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质(　　)
(3)将S型菌的DNA加入R型菌的培养基中，培养基中只会出现S型菌落 (　　)
(4)32P标记的噬菌体是接种在含有32P的培养基中获得的(　　)
(5)合成子代噬菌体的DNA和蛋白质所需的原料全部来自大肠杆菌(　　)
(6)肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA(　　)
(7)DNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的增大而增大(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×
|图解图说|
★肺炎双球菌转化实验
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★噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌，DNA进入细菌，并利用宿主细胞内的物质合成自身物质，因此子代噬菌体放射性的分析要看被放射性标记的对象是噬菌体的DNA、蛋白质还是细菌。
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先培养含32P的细菌，再用这些细菌培养噬菌体，获得32P标记的噬菌体。
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噬菌体侵染细菌实验的过程
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肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验是否都能证明DNA是主要的遗传物质？
提示：不能，这两个实验都只证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。
探究点一　肺炎双球菌转化实验
1．格里菲思的实验能否证明DNA是遗传物质？
提示　不能，只能证明S型菌内含有某种能够促使R型菌转化成S型菌的“遗传物质”，而没有证明这种“遗传物质”是DNA。
2．为探究使R型菌转化成S型菌的“遗传物质”是什么，艾弗里的实验设计思路是什么？
提示　分离提纯出S型菌内可能是“遗传物质”的DNA、蛋白质、多糖等，分别加入R型菌的培养基中，单独地观察它们对R型菌能否产生转化作用。
3．格里菲思的实验与艾弗里的实验有什么关系？
提示　前者是后者的基础，后者是对前者的延伸和递进。
两个转化实验的2个不同
(1)方法不同：格里菲思是利用肺炎双球菌进行体内转化实验，艾弗里是利用肺炎双球菌进行体外转化实验。
(2)结论不同：格里菲思的实验只是证明了S型菌内存在某种“遗传物质”，艾弗里的实验则在格里菲思的实验的基础上，进一步证明了“遗传物质”是DNA。
【典例1】 格里菲思的实验不能够说明(　　)
A．R型菌是无毒性的
B．加热杀死的S型菌是无毒性的
C．R型菌转化与S型菌内的某种物质有关
D．肺炎双球菌的遗传物质是DNA
尝试解答________
解析　格里菲思的实验证明了加热杀死的S型菌能促进R型菌转化成S型菌，没有证明DNA是遗传物质。
答案　D
【跟踪训练】
1．艾弗里向接种有R型菌的培养基中加入S型菌的提纯物，实验结果如下表。据表可知错误的是(　　)
实验
加入S型菌物质
培养皿长菌情况
①
蛋白质
R型
②
多糖
R型
③
DNA
R型、S型
④
DNA＋DNA酶
R型
A．①②说明S型菌的蛋白质、多糖不是遗传物质
B．③说明发生转化的仅仅是部分R型菌
C．③和④说明S型菌的DNA是遗传物质
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
解析　表中信息说明DNA就是S型菌的遗传物质。
答案　D
探究点二　噬菌体侵染细菌实验
1．实验方法分析
(1)能否直接用32P标记噬菌体？如果不能，如何用32P标记噬菌体？
提示　噬菌体营寄生生活，不能直接用32P标记噬菌体。应先用含32P的培养基培养细菌，获得32P标记的细菌；然后用32P标记的细菌培养噬菌体，从而获得32P标记的噬菌体。
(2)该实验能否用35S和32P同时标记噬菌体？
提示　不能，若用35S和32P同时标记噬菌体，则无法区分侵入细菌内的物质是噬菌体的蛋白质还是DNA。
(3)该实验能不能用14C和3H标记噬菌体？
提示　蛋白质和DNA均含有C元素和H元素，若用14C和3H标记噬菌体，则不能区分噬菌体的蛋白质和DNA。
2．实验操作分析
(1)搅拌目的：使吸附在细菌上的噬菌体及外壳与细菌分离。
(2)离心目的：使较轻的噬菌体及外壳进入上清液，较重的被感染的细菌形成沉淀物。
3．实验结果分析
标记元素
放射性存在部位
结果分析
35S
上清液
噬菌体的蛋白质没侵入细菌
32P
沉淀物
噬菌体的DNA侵入了细菌
4.实验误差分析
(1)标记35S时沉淀物出现放射性：搅拌不充分，部分噬菌体及外壳未脱离细菌。
(2)标记32P时上清液出现放射性：保温时间过短，部分噬菌体未侵入细菌；保温时间过长，细菌裂解，子代噬菌体释放出来。
噬菌体侵染细菌实验与艾弗里实验的比较
艾弗里实验
噬菌体实验
思路相同
将DNA、蛋白质等分开，单独地研究它们各自的作用
方法不同
将DNA与蛋白质等直接分离开
利用同位素标记法将DNA与蛋白质区分开
结论不同
证明DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质(因蛋白质未进入细菌)
【典例2】 关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
尝试解答________
解析　培养噬菌体需用含细菌的培养基；被标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经短时间培养后，搅拌离心处理；该实验中，若搅拌不充分，噬菌体的外壳没有与细菌完全分离，沉淀物中存在少量放射性35S；噬菌体侵染细菌的实验仅能说明DNA是遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质。
答案　C
噬菌体侵染细菌的过程
【跟踪训练】
2．若用3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则对于子代噬菌体的叙述，正确的是(　　)
A．外壳可能含有3H
B．DNA可能含有3H
C．外壳和DNA都可能含有3H
D．外壳和DNA都不可能含有3H
解析　用3H标记噬菌体标记的是噬菌体的DNA和蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，DNA注入细菌，而外壳留在外面；然后利用细菌的脱氧核苷酸合成DNA，细菌的氨基酸合成蛋白质，所以子代噬菌体外壳一定不含有3H，DNA可能含有3H。
答案　B
探究点三　DNA是主要的遗传物质
1．通过本节三个经典实验能否充分证明DNA是主要的遗传物质？
提示　不能，“DNA是主要的遗传物质”的结论是通过大量遗传实验总结得出的。
2．“人的遗传物质主要是DNA”，这种说法对吗？
提示　不对，人的遗传物质就是DNA。
生物含有的核酸和遗传物质
生物种类
含有的核酸
遗传物质
细胞生物
真核生物
DNA和RNA
DNA
原核生物
DNA和RNA
DNA
病毒
DNA病毒
DNA
DNA
RNA病毒
RNA
RNA
【典例3】 下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，错误的是(　　)
A．含有DNA的生物，DNA就是遗传物质
B．含有RNA的生物，RNA就是遗传物质
C．只含有DNA的生物，DNA是遗传物质
D．只含有RNA的生物，RNA是遗传物质
尝试解答________
解析　只要生物含有DNA，DNA就是遗传物质，只有不含有DNA的RNA病毒，遗传物质才是RNA。
答案　B
【跟踪训练】
3．细胞核和细胞质中的遗传物质分别是(　　)
A．DNA、DNA　　　　 B．RNA、RNA
C．DNA、RNA D．RNA、DNA
解析　无论是细胞核，还是细胞质，遗传物质都是DNA。
答案　A
探究点四　DNA的粗提取和鉴定
1．制备鸡血细胞液时要在新鲜鸡血中加入柠檬酸钠溶液，目的是____________。
提示　防止血液凝固
2．能否用猪血替代鸡血？
提示　不能。猪属于哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞不含有DNA。
3．两次用到蒸馏水的目的分别是什么？
提示　第一次使用是为了使血细胞吸水涨破而释放核物质；第二次使用是为了稀释NaCl溶液，析出DNA。
【典例4】 (多选)DNA的粗提取过程中，向2 mol/L的NaCl溶液中加入蒸馏水的作用是(　　)
A．提高蛋白质的溶解度 B．提高DNA的溶解度
C．降低蛋白质的溶解度 D．降低DNA的溶解度
尝试解答________
解析　向2 mol/L的NaCl溶液中加入蒸馏水可以降低NaCl溶液的浓度，使得DNA的溶解度降低，蛋白质的溶解度升高，从而实现二者的分离，并析出丝状DNA。
答案　AD
【跟踪训练】
4．下列有关DNA的粗提取和鉴定的说法，正确的是(　　)
A．NaCl溶液的浓度越小，DNA的溶解度越低
B．DNA不溶于冷乙醇，细胞中的某些物质能溶于乙醇
C．用玻璃棒挑起的丝状物就是一个DNA分子
D．向DNA中加入二苯胺，溶液即可变为蓝色
解析　DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，低于该值后，NaCl溶液的浓度越小，DNA的溶解度越高；用玻璃棒挑起的丝状物是许多DNA分子集合体；向DNA中加入二苯胺，沸水浴加热后溶液变为蓝色。
答案　B
知识脉络
要点晨背
1.肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的DNA使R型细菌产生稳定的遗传变化。
2.T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S元素存在于蛋白质中，P元素几乎全存在于DNA中。
3.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。
4.DNA是主要的遗传物质的原因是绝大多数生物的遗传物质是DNA。
5.细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。
6.DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。
1．下列有关格里菲思肺炎双球菌转化实验的评价，正确的是(　　)
A．该实验有力地证明了DNA是遗传物质
B．该实验不能证明DNA是遗传物质，无实际意义
C．该实验能证明R型菌中有遗传物质存在
D．该实验能证明S型菌中的某种物质进入到R型菌中
解析　格里菲思的实验能证明S型菌中的某种物质能够遗传，进入到R型菌中后能促使R型菌转化为S型菌。
答案　D
2．在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是(　　)
A．3和4　　　　 B．1、3和4
C．2、3和4 D．1、2、3和4
解析　2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。
答案　D
3.关于噬菌体侵染细菌的实验，下列叙述错误的是(　　)
A．用含35S的培养基培养噬菌体，可让壳体蛋白被标记
B．含35S的噬菌体在感染细菌时，放射性蛋白质附着在宿主细胞外面
C．含32P的噬菌体在感染细菌时，放射性同位素进入宿主细胞内
D．含32P的噬菌体侵染细菌实验中，悬浮液中的放射性会受实验时间影响
解析　病毒没有独立代谢能力，不能用培养基直接培养噬菌体。
答案　A
4．下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．烟草花叶病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
解析　A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。
答案　B
5．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是(　　)
A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料
B．DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水
C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物
D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝
解析　酵母和菜花细胞中均含有DNA，可作为提取DNA的材料，A正确；DNA在2 mol/L NaCl溶液和蒸馏水中都能溶解，只不过溶解度不同，B正确；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会破裂，DNA在蒸馏水中溶解度较大，不会析出，C错误；DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝，D正确。
答案　C
课后跟踪分层训练
(时间：35分钟)
1．1928年，格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验，成功的表明了(　　)
A．已加热杀死的S型细菌中，DNA已经失去活性而蛋白质仍具有活性
B．DNA是遗传物质
C．已加热杀死的S型细菌中，含有促使R型细菌发生转化的活性物质
D．DNA是主要的遗传物质
解析　格里菲思并没有证明遗传物质的本质。
答案　C
2．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验与赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验是关于探究遗传物质的两个经典实验，下列叙述正确的是(　　)
A．两个实验均采用了对照实验和同位素标记的方法
B．两者的关键设计思路都是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
C．赫尔希与蔡斯对同一组噬菌体的蛋白质和DNA分别采用35S和32P标记
D．两个实验证明了DNA是细菌的遗传物质
解析　肺炎双球菌转化实验未采用同位素标记法，A错误；两实验的设计思路一致，即将DNA和其他物质分开，单独地、直接地观察它们各自的遗传效应，B正确；噬菌体侵染细菌的实验分两组，一组是32P标记的噬菌体，另一组是35S标记的噬菌体，C错误；肺炎双球菌的体外转化实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA，噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
答案　B
3．噬菌体在细菌细胞内合成自己的蛋白质需要(　　)
A．噬菌体的DNA和氨基酸
B．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
C．细菌的DNA和氨基酸
D．细菌的DNA和噬菌体的氨基酸
解析　噬菌体在细菌细胞内合成自己的蛋白质需要噬菌体的DNA和细菌的氨基酸。
答案　B
4．在“噬菌体侵染细菌”的实验中，若放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，则获得侵染细菌的噬菌体的方法是(　　)
A．用含35S的培养基直接培养噬菌体
B．用含32P的培养基直接培养噬菌体
C．先用含35S的培养基培养细菌，再用该细菌培养噬菌体
D．先用含32P的培养基培养细菌，再用该细菌培养噬菌体
解析　S仅存在于蛋白质分子中，99%的P存在于DNA分子中；在“噬菌体侵染细菌”的实验中，离心管的沉淀物主要是被感染的细菌，所以应用的是含32P标记的噬菌体。由于病毒是活细胞寄生生物，所以应先用含32P的培养基培养细菌，再用该细菌培养噬菌体以获得含32P标记的噬菌体。
答案　D
5．下图甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是(　　)
　
解析　图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵染植物细胞中的是乙病毒核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。
答案　D
6．下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，错误的是(　　)
A．DNA是绝大多数生物的遗传物质
B．有些生物的遗传物质是RNA
C．在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
D．核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
解析　具有细胞结构的生物含有 DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质；病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。
答案　C
7．下图中能反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是(　　)
解析　依据DNA粗提取的原理，在NaCl的浓度为0.14 mol/L时DNA分子溶解度最小，利于DNA分子的析出，浓度过大或过小，DNA分子的溶解度都会增大。
答案　C
8．在遗传物质发现过程中的几个重要实验中，应用了放射性同位素示踪技术的是(　　)
A．噬菌体侵染细菌的实验
B．肺炎双球菌的体内转化实验
C．烟草花叶病毒的感染烟草实验
D．肺炎双球菌的体外转化实验
解析　噬菌体侵染细菌的实验应用了放射性同位素示踪技术。
答案　A
9．下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　　)
A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型都转化为S型
B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
解析　格里菲思实验中肺炎双球菌R型部分转化为S型，A选项错误；格里菲思实验只能说明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，而不能说明该“转化因子”是DNA，B选项错误；噬菌体是病毒，在宿主细胞内才能完成DNA复制等生命活动，不能用32P直接标记噬菌体，而应先用32P标记噬菌体的宿主细胞，再用被标记的宿主细胞培养噬菌体，C选项错误；赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D选项正确。
答案　D
10．如果用32P、35S、15N标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体组成结构中，能够找到的放射性元素为(　　)
A．可在外壳中找到35S、15N
B．可在DNA中找到32P、15N
C．可在外壳中找到32P、15N
D．可在DNA中找到32P、35S、15N
解析　用32P、35S、15N标记后，亲代噬菌体的DNA中含有32P、15N，蛋白质外壳中含有35S、15N。噬菌体侵染细菌过程中，噬菌体外壳留在外面，DNA进入细菌中。子代噬菌体的蛋白质外壳完全由细菌体内的氨基酸为原料合成，无放射性，A、C错误；子代噬菌体的DNA只有一部分含有亲代链(含32P、15N)，B正确；DNA中不含有S元素，D错误。
答案　B
11．下列操作中对DNA提取量影响较小的是(　　)
A．使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出DNA等物质
B．搅拌时，要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动
C．在析出DNA黏稠物时，要缓缓加蒸馏水，直至溶液中黏稠物不再增多
D．在酒精沉淀DNA时，要使用冷酒精，甚至再将混合液放入冰箱中冷却
解析　搅拌时沿一个方向是为了防止DNA被破坏。
答案　B
12．某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关分析错误的是(　　)
A．仅通过图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质
B．沉淀物b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关
C．离心前混合时间过长会导致上清液放射性升高
D．①过程中与35S标记的噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌
解析　题图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质，A正确；沉淀物b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关，搅拌充分，几乎没有放射性，搅拌不充分，具有放射性，B正确；离心前混合时间过长会导致大肠杆菌分解，释放噬菌体，但新形成的噬菌体没有放射性，上清液放射性没有变化，C错误；为了观察35S标记的噬菌体的蛋白质的行为，需要将噬菌体与没有标记的大肠杆菌混合培养，D正确。
答案　C
13．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠
②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠
③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠
④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(　　)
A．存活，存活，存活，死亡
B．存活，死亡，存活，死亡
C．死亡，死亡，存活，存活
D．存活，死亡，存活，存活
解析　①中S型细菌DNA已被DNA酶分解，小鼠存活；②中R型细菌的DNA已被DNA酶降解，但加入S型细菌，小鼠死亡；③④高温加热后，细菌被杀灭，小鼠存活。
答案　D
14．下图中，烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如A、B，侵染作物叶片的症状如C、D。请回答下列问题。
(1)用E去侵染叶片F时，在叶片F上所患病的症状与____相同。
(2)F上的病毒，蛋白质外壳是以__________为模板，以________________(细胞器)为场所合成的。所需的氨基酸、酶和ATP均来自__________。
(3)子代病毒的各项特性都是由____________决定的。
(4)本实验证明__________________________________。
解析　(1)病毒的遗传物质是核酸，不是蛋白质，因此用重组病毒E去侵染叶片F时，叶片F所患病的症状取决于病毒的核酸(来自HRV)，即与D相同。(2)病毒增殖时，模板是自己的，原料、酶、合成蛋白质的场所——核糖体等都是宿主细胞的。
答案　(1)D
(2)E的RNA　F细胞的核糖体　F的细胞
(3)亲代的RNA
(4)RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
15．下图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：
(1)根据上述实验对下列问题进行分析：锥形瓶中的培养液用来培养________，其内的营养成分中是否含有32P？________。
(2)对下列可能出现的实验误差进行分析：
①测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体____________，仍存在于________。
②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体_____________________________________。
(3)请你设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验：
①配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入____________，作为合成DNA的原料；
②______________________________________________________________；
③在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的________被标记上32P。
解析　(1)大肠杆菌应培养在适宜的培养基中。用32P标记的噬菌体侵染没有标记的大肠杆菌，经搅拌离心后，放射性物质存在于沉淀物中，说明被32P标记的DNA进入了大肠杆菌细胞内。
(2)若培养时间较短，可能有部分噬菌体没有侵入大肠杆菌，而存在于培养液中；若培养时间过长，大肠杆菌可能会裂解，释放出增殖的噬菌体。
(3)要给T2噬菌体标记上32P，首先要用含32P的培养基培养大肠杆菌，然后让噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌，从而得到被32P标记的噬菌体。
答案　(1)大肠杆菌　不含有
(2)①没有侵入大肠杆菌　培养液中　②从大肠杆菌体内释放出来
(3)①用32P标记的脱氧核苷酸　②在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养　③DNA
16．(实验探究)下图是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤，请据图分析回答：
(1)鸡血细胞是进行该实验较好的实验材料，这是因为鸡血细胞核中________，材料易得，以及鸡血细胞极易________。从鸡血细胞中释放出核物质的处理方法是_________。
(2)图a表示释放该物质后进行过滤的过程，过滤后取________进行下一步实验。
(3)图b表示的相关操作过程中，加入2 mol/L NaCl溶液的作用是_________________。
(4)图c表示在滤液中加入冷却的95%的乙醇溶液，其目的是_____________________。
解析　(1)鸡血细胞中DNA含量高，让鸡血细胞在蒸馏水中吸水涨破可释放出核物质。(2)a过程的过滤滤出鸡血红细胞膜等，核物质含在滤液中。(3)在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解，蛋白质析出。(4)冷却的95%乙醇溶液可让DNA析出。
答案　(1)DNA含量丰富　吸水涨破　向鸡血细胞液中加入蒸馏水，并搅拌
(2)滤液
(3)溶解DNA分子
(4)提取杂质更少的DNA(或去除脂溶性杂质)
课件42张PPT。第11课时　探索遗传物质的过程学习目标
1．总结人类对遗传物质的探索过程。2.认同并理解DNA是主要遗传物质的含义。3.实验：提取和鉴定DNA。一、DNA是主要的遗传物质
1．肺炎双球菌转化实验
(1)肺炎双球菌|基础知识|光滑 有荚膜 有毒性 粗糙 无荚膜 无毒性 (2)格里菲思的实验
①实验过程
②实验结论：加热杀死的S型菌中含有某种物质，能将部分_____________菌转化为_____________菌，且这种性状的转化是可以______的。无毒性的R型 有毒性的S型 遗传 (3)艾弗里的实验
①实验过程
提示　R型菌　S型菌 ②实验结论：使R型菌发生转化的是S型菌的______，而不是S型菌的______________。即______是遗传物质，______________不是遗传物质。
2．噬菌体侵染大肠杆菌实验
(1)T2噬菌体DNA 多糖、蛋白质 DNA 多糖、蛋白质 (2)实验方法：____________法。
用放射性同位素35S标记一组噬菌体的________，32P标记另一组噬菌体的______。
(3)实验过程
提示　含35S的噬菌体　普通大肠杆菌同位素标记 蛋白质 DNA (4)实验分析
①噬菌体侵染细菌时，______进入到细菌的细胞中，而____________留在外面。
②子代噬菌体的各种性状是通过____________来遗传的。
(5)实验结论：______是遗传物质。DNA 蛋白质外壳 亲代的DNA DNA 3．烟草花叶病毒感染烟草实验
(1)实验过程
(2)实验结论：______是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
4．DNA是主要的遗传物质
绝大多数生物的遗传物质是______，只有__________的遗传物质是RNA，因此，______是主要的遗传物质。RNARNA DNA RNA病毒 DNA 二、DNA的粗提取与鉴定
1．提取DNA
(1)DNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的变化而改变。当NaCl的物质的量浓度为____________时，DNA的溶解度最低。通过改变NaCl溶液的浓度，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。
(2)DNA不溶于__________，细胞中的某些物质可以溶于__________，据此可进一步提取出含杂质较少的DNA。
2．DNA的鉴定
DNA遇________在____________条件下溶液呈______。0.14 mol/L 乙醇溶液 乙醇溶液二苯胺 沸水浴加热 蓝色 (1)S型肺炎双球菌有毒性，R型肺炎双球菌无毒性(　　)
(2)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质(　　)
(3)将S型菌的DNA加入R型菌的培养基中，培养基中只会出现S型菌落 (　　)
(4)32P标记的噬菌体是接种在含有32P的培养基中获得的(　　)|自查自纠|(5)合成子代噬菌体的DNA和蛋白质所需的原料全部来自大肠杆菌(　　)
(6)肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA(　　)
(7)DNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的增大而增大(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×★肺炎双球菌转化实验
______________________________________________________
______________________________________________________|图解图说|★噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌，DNA进入细菌，并利用宿主细胞内的物质合成自身物质，因此子代噬菌体放射性的分析要看被放射性标记的对象是噬菌体的DNA、蛋白质还是细菌。
______________________________________________________
______________________________________________________噬菌体侵染细菌实验的过程
______________________________________________________
______________________________________________________肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验是否都能证明DNA是主要的遗传物质？
提示：不能，这两个实验都只证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。1．格里菲思的实验能否证明DNA是遗传物质？
提示　不能，只能证明S型菌内含有某种能够促使R型菌转化成S型菌的“遗传物质”，而没有证明这种“遗传物质”是DNA。探究点一　肺炎双球菌转化实验2．为探究使R型菌转化成S型菌的“遗传物质”是什么，艾弗里的实验设计思路是什么？
提示　分离提纯出S型菌内可能是“遗传物质”的DNA、蛋白质、多糖等，分别加入R型菌的培养基中，单独地观察它们对R型菌能否产生转化作用。
3．格里菲思的实验与艾弗里的实验有什么关系？
提示　前者是后者的基础，后者是对前者的延伸和递进。两个转化实验的2个不同
(1)方法不同：格里菲思是利用肺炎双球菌进行体内转化实验，艾弗里是利用肺炎双球菌进行体外转化实验。
(2)结论不同：格里菲思的实验只是证明了S型菌内存在某种“遗传物质”，艾弗里的实验则在格里菲思的实验的基础上，进一步证明了“遗传物质”是DNA。【典例1】 格里菲思的实验不能够说明(　　)
A．R型菌是无毒性的
B．加热杀死的S型菌是无毒性的
C．R型菌转化与S型菌内的某种物质有关
D．肺炎双球菌的遗传物质是DNA
尝试解答________
解析　格里菲思的实验证明了加热杀死的S型菌能促进R型菌转化成S型菌，没有证明DNA是遗传物质。
答案　D【跟踪训练】
1．艾弗里向接种有R型菌的培养基中加入S型菌的提纯物，实验结果如下表。据表可知错误的是(　　)A．①②说明S型菌的蛋白质、多糖不是遗传物质
B．③说明发生转化的仅仅是部分R型菌
C．③和④说明S型菌的DNA是遗传物质
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
解析　表中信息说明DNA就是S型菌的遗传物质。
答案　D1．实验方法分析
(1)能否直接用32P标记噬菌体？如果不能，如何用32P标记噬菌体？
提示　噬菌体营寄生生活，不能直接用32P标记噬菌体。应先用含32P的培养基培养细菌，获得32P标记的细菌；然后用32P标记的细菌培养噬菌体，从而获得32P标记的噬菌体。探究点二　噬菌体侵染细菌实验(2)该实验能否用35S和32P同时标记噬菌体？
提示　不能，若用35S和32P同时标记噬菌体，则无法区分侵入细菌内的物质是噬菌体的蛋白质还是DNA。
(3)该实验能不能用14C和3H标记噬菌体？
提示　蛋白质和DNA均含有C元素和H元素，若用14C和3H标记噬菌体，则不能区分噬菌体的蛋白质和DNA。2．实验操作分析
(1)搅拌目的：____________________________________。
(2)离心目的：______________________________________ _______________________。
3．实验结果分析使吸附在细菌上的噬菌体及外壳与细菌分离 使较轻的噬菌体及外壳进入上清液，较重的 被感染的细菌形成沉淀物 4．实验误差分析
(1)标记35S时沉淀物出现放射性：________________________________________。
(2)标记32P时上清液出现放射性：_________________________________________________________________________________。搅拌不充分，部分噬菌体及外壳未脱离细菌 保温时间过短，部分噬菌体未侵入细菌；保温时间过长， 细菌裂解，子代噬菌体释放出来 噬菌体侵染细菌实验与艾弗里实验的比较【典例2】 关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
尝试解答________解析　培养噬菌体需用含细菌的培养基；被标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经短时间培养后，搅拌离心处理；该实验中，若搅拌不充分，噬菌体的外壳没有与细菌完全分离，沉淀物中存在少量放射性35S；噬菌体侵染细菌的实验仅能说明DNA是遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质。
答案　C噬菌体侵染细菌的过程【跟踪训练】
2．若用3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则对于子代噬菌体的叙述，正确的是(　　)
A．外壳可能含有3H
B．DNA可能含有3H
C．外壳和DNA都可能含有3H
D．外壳和DNA都不可能含有3H解析　用3H标记噬菌体标记的是噬菌体的DNA和蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，DNA注入细菌，而外壳留在外面；然后利用细菌的脱氧核苷酸合成DNA，细菌的氨基酸合成蛋白质，所以子代噬菌体外壳一定不含有3H，DNA可能含有3H。
答案　B1．通过本节三个经典实验能否充分证明DNA是主要的遗传物质？
提示　不能，“DNA是主要的遗传物质”的结论是通过大量遗传实验总结得出的。
2．“人的遗传物质主要是DNA”，这种说法对吗？
提示　不对，人的遗传物质就是DNA。探究点三　DNA是主要的遗传物质生物含有的核酸和遗传物质【典例3】 下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，错误的是(　　)
A．含有DNA的生物，DNA就是遗传物质
B．含有RNA的生物，RNA就是遗传物质
C．只含有DNA的生物，DNA是遗传物质
D．只含有RNA的生物，RNA是遗传物质
尝试解答________
解析　只要生物含有DNA，DNA就是遗传物质，只有不含有DNA的RNA病毒，遗传物质才是RNA。
答案　B【跟踪训练】
3．细胞核和细胞质中的遗传物质分别是(　　)
A．DNA、DNA　　　　 B．RNA、RNA
C．DNA、RNA D．RNA、DNA
解析　无论是细胞核，还是细胞质，遗传物质都是DNA。
答案　A1．制备鸡血细胞液时要在新鲜鸡血中加入柠檬酸钠溶液，目的是____________。
提示　防止血液凝固
2．能否用猪血替代鸡血？
提示　不能。猪属于哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞不含有DNA。
3．两次用到蒸馏水的目的分别是什么？
提示　第一次使用是为了使血细胞吸水涨破而释放核物质；第二次使用是为了稀释NaCl溶液，析出DNA。探究点四　DNA的粗提取和鉴定【典例4】 (多选)DNA的粗提取过程中，向2 mol/L的NaCl溶液中加入蒸馏水的作用是(　　)
A．提高蛋白质的溶解度 B．提高DNA的溶解度
C．降低蛋白质的溶解度 D．降低DNA的溶解度
尝试解答________
解析　向2 mol/L的NaCl溶液中加入蒸馏水可以降低NaCl溶液的浓度，使得DNA的溶解度降低，蛋白质的溶解度升高，从而实现二者的分离，并析出丝状DNA。
答案　AD【跟踪训练】
4．下列有关DNA的粗提取和鉴定的说法，正确的是(　　)
A．NaCl溶液的浓度越小，DNA的溶解度越低
B．DNA不溶于冷乙醇，细胞中的某些物质能溶于乙醇
C．用玻璃棒挑起的丝状物就是一个DNA分子
D．向DNA中加入二苯胺，溶液即可变为蓝色
解析　DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，低于该值后，NaCl溶液的浓度越小，DNA的溶解度越高；用玻璃棒挑起的丝状物是许多DNA分子集合体；向DNA中加入二苯胺，沸水浴加热后溶液变为蓝色。
答案　B第12课时　DNA分子的结构
学习目标
1．概述DNA分子结构的主要特点。2.掌握DNA分子中碱基有关计算。
|基础知识|
一、对DNA分子结构的认识过程[连线]
二、DNA分子的结构
|自查自纠|
(1)DNA彻底水解产物是四种脱氧核苷酸(　　)
(2)DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过氢键相连(　　)
(3)DNA分子中G、C碱基的比例越高，分子结构的稳定性越高(　　)
(4)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成(　　)
(5)DNA分子中的嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数(　　)
(6)双链DNA分子中(A＋G)/(T＋C)存在特异性(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×
|图解图说|
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
A、T之间通过2个氢键连接，C、G之间通过3个氢键连接，C、G的比例越高，双螺旋结构越稳定。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
每个DNA片段中，游离的磷酸基团数是多少？
提示：2个
探究点一　DNA分子的结构
1．DNA分子彻底水解得到的产物：______________。
2．DNA分子一条链上相邻的两碱基通过________________连接，两条链间相邻的两碱基通过______相连。DNA分子中A、T、G、C四种碱基形成的碱基对种类有______________。含有5 000个碱基的DNA分子，碱基对的排列方式有__________种可能。
3．DNA分子结构的两个特性：DNA分子__________千变万化，构成了DNA分子的________；每一个DNA分子都具有特定的__________，构成了DNA分子的______。
提示　1.1种磷酸、1种脱氧核糖、4种碱基　2.－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－　氢键　A－T、T－A、G－C、C－G　42 500　3.碱基对排列顺序　多样性　碱基对排列顺序　特异性
DNA结构的“五四三二一”
五种元素：C、H、O、N、P。
四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸。
三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。
两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。
一种螺旋：规则的双螺旋结构。
【典例1】 如图是DNA分子的部分平面结构示意图，有关叙述不正确的是(　　)
A．图中4的名称是腺嘌呤脱氧核苷酸
B．构成DNA的核苷酸种类的不同与2有关
C．N元素存在于图中的碱基中
D．从主链上看，两条脱氧核苷酸链反向平行
尝试解答________
解析　构成DNA的核苷酸是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸种类的不同与碱基有关，与脱氧核糖和磷酸无关，图中2为脱氧核糖，3为碱基。
答案　B
【跟踪训练】
1．如图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有(　　)
A．3处　　　　　 B．5处
C．7处 D．8处
解析　图中的核糖应改为脱氧核糖；DNA中不存在尿嘧啶；胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键；腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键。
答案　C
探究点二　DNA分子中碱基的相关计算
下图为双链DNA分子中碱基的配对情况，分析回答：
1．1链上的四种碱基与2链上的四种碱基存在着怎样的数量关系？
提示　A1＝T2、T1＝A2、G1＝C2、C1＝G2；A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2。
2．双链DNA分子中，互补的两个碱基有怎样的数量关系？不互补的两个碱基的数量和与分子中碱基总数有什么关系？
提示　DNA分子中，互补的两个碱基数量相等，即A＝T、G＝C；不互补的两个碱基的数量和是分子中碱基总数的一半，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝。
3．若1链中(A1＋C1)/(T1＋G1)＝m，则2链中(A2＋C2)/(T2＋G2)＝____________，DNA分子中(A＋C)/(T＋G)＝____。
提示　1/m　1
4．若1链中(A1＋T1)/(G1＋C1)＝m，则2链中(A2＋T2)/(G2＋C2)＝____________，DNA分子中(A＋T)/(G＋C)＝________。
提示　m　m
5．若1链中碱基A占该链碱基总数的20%,2链中碱基A占该链碱基总数的30%，则整个DNA分子中碱基A占该分子碱基总数的________。
提示　25%
【典例2】 已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．34%和16%　　　 B．34%和18%
C．16%和34% D．32%和18%
尝试解答________
解析　根据双链DNA分子的特点，双链中，G＝C＝17%，A＝T＝33%，因其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T＝66%－32%＝34%，C＝34%－18%＝16%。
答案　A
三步解决DNA分子中有关碱基比例计算
第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。
第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。
第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
【跟踪训练】
2．假设一个DNA分子片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是(　　)
A．26%,312个　　　 B．24%,288个
C．24%,298个 D．12%,144个
解析　DNA分子的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原则，即DNA分子中有一个A，必定有一个和其互补的T；有一个C，必有一个G。根据这个原理可知G＝＝24%；又知T共312个，占26%，则可知该DNA分子片段中共有碱基312÷26%＝1 200个；前面已计算出G占24%，则G的数目是1 200×24%＝288个。
答案　B
知识脉络
要点晨背
1.DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。
2.DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。
3.DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。
4.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
5.DNA中，A一定与T配对，G一定与C配对，这叫做碱基互补配对原则。
1．在解开DNA分子结构之谜的历史进程中，有关说法错误的是(　　)
A．瑞典科学家证明了DNA分子的对称性
B．查哥夫发现了数量上A＝T，G＝C
C．富兰克琳确认了DNA分子是螺旋结构
D．沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型
解析　瑞典科学家证明了DNA分子的不对称性。
答案　A
2．下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型，正确的是(　　)
解析　每1个脱氧核苷酸是由1个脱氧核糖、1个磷酸基团和1个碱基构成，碱基可能是A或C或G或T，不可能是U，A项错误；脱氧核糖是五碳糖，其中1号碳上连着碱基，5号碳上连着磷酸基团，B项、C项错误，D项正确。
答案　D
3．如图为某核苷酸长链片段的示意图，下列关于该长链的相关叙述中，错误的是(　　)
A．2和3构成核苷
B．嘌呤数目等于嘧啶数目
C．4为胞嘧啶脱氧核苷酸
D．磷酸基团的数目等于脱氧核糖的数目
解析　图示核苷酸长链为单链，嘌呤数不一定等于嘧啶数。
答案　B
4．关于DNA分子结构的叙述中，错误的是(　　)
A．由四种脱氧核苷酸组成
B．碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数
C．碱基A＝T，G＝C
D．每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基
解析　DNA分子中除两端外，每个脱氧核糖均连接两个磷酸和一个含氮碱基。
答案　D
5．细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中(　　)
A．G的含量为30% B．U的含量为30%
C．嘌呤含量为50% D．嘧啶含量为40%
解析　因在DNA分子双链间只有A－T和G－C碱基对，故A＝T＝30%，G＝C＝20%，A＋G＝50%，T＋C＝50%。
答案　C
课后跟踪分层训练
(时间：35分钟)
1．“”是组成核酸的一个基本单位，它的名称是(　　)
A．胸腺嘧啶脱氧核糖核酸
B．胸腺嘧啶脱氧核苷酸
C．腺嘌呤脱氧核苷酸
D．胸腺嘧啶核糖核苷酸
解析　分析题图可知，该核苷酸中含有胸腺嘧啶T，因此是脱氧核糖核苷酸，所以该核苷酸的全称是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。
答案　B
2．下面是4位同学拼制的DNA分子中一条多核苷酸链局部平面结构模型，正确的是(　　)
解析　圆圈表示磷酸基团，五边形表示五碳糖，长方形表示碱基，由于磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧，故A、B错误；两个磷酸连接五碳糖的部位不同，故D错误，C正确。
答案　C
3．下列能正确表示DNA片段的示意图是(　　)
解析　DNA通常为双链结构，由4种脱氧核苷酸组成，所含碱基为A、G、C、T。A与T配对，之间有两个氢键；G与C配对，之间有三个氢键。DNA分子的两条链反向平行。
答案　D
4．下列有关DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)
A．基本组成单位是核糖核苷酸
B．磷酸和五碳糖排列在内侧
C．具有规则的双螺旋结构
D．碱基对构成分子的基本骨架
解析　DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，结构中磷酸和五碳糖交错连接形成基本骨架排列在外侧，碱基排列在内侧，最后高度螺旋化形成规则的双螺旋结构。
答案　C
5．如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是(　　)
A．DNA是双螺旋结构
B．碱基严格互补配对
C．嘌呤数等于嘧啶数
D．两条脱氧核苷酸链反向平行
解析　由图示可以看出，DNA是双螺旋结构，且两条链之间碱基严格互补配对，即嘌呤数等于嘧啶数；从图中不能看出两条链的方向。
答案　D
6．DNA分子具有多样性和特异性是由于(　　)
A．DNA分子是高分子化合物，相对分子质量大
B．DNA分子中碱基数目很多，能形成很多氢键
C．DNA分子中两条链上的脱氧核糖和磷酸之间的排列顺序变化多端
D．DNA分子中碱基对的排列顺序千变万化，但在特定的DNA分子中碱基对排列顺序不变
解析　DNA分子中碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而特定的碱基对排列顺序又构成了特定的DNA分子。
答案　D
7．下列与DNA分子结构多样性有关的是(　　)
A．碱基间的连接方式
B．脱氧核苷酸的连接方式
C．脱氧核苷酸的排列顺序
D．DNA分子的立体结构
解析　DNA中碱基之间都由氢键连接，脱氧核苷酸分子之间都是由脱氧核糖与磷酸间的磷酸二酯键连接的，DNA分子的立体结构都是双螺旋结构。
答案　C
8．由一对氢键连接的两个脱氧核苷酸已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成成分应是(　　)
A．3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶
B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶
C．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶
D．1个磷酸、1个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶
解析　A与T之间由氢键连接，除了一个腺嘌呤外，还有一个胸腺嘧啶(T)、两个磷酸、两个脱氧核糖。
答案　C
9．一对同源染色体上的两个DNA分子之间最可能相同的是(　　)
A．碱基序列　　　 B．碱基数目
C．碱基种类 D．(A＋T)/(G＋C)的值
解析　一对同源染色体上的两个DNA分子其实是不同的两个DNA分子，碱基序列、碱基数目、(A＋T)/(G＋C)的值一般存在差异。
答案　C
10．若一个双链DNA分子的G占整个DNA分子碱基总数的27%，并测得DNA分子一条链上的A占这条链碱基总数的18%，则另一条链上的A占该链碱基总数的(　　)
A．9%　 B．27%　
C．28%　 D．46%
解析　由题意可知，G占整个DNA分子的27%，由碱基互补配对原则可知，G＝C＝27%，G＋C＝54%，那么A＋T＝1－54%＝46%，可推知DNA分子的任何一条链中A＋T＝46%，其中一条链上A＝18%，则此链中T＝46%－18%＝28%，另一条链中A＝28%。
答案　C
11．某DNA分子有400个碱基对，其中胸腺嘧啶120个，那么该DNA分子中含有的氢键和游离磷酸基团的个数分别是(　　)
A．400个、2个 B．400个、4个
C．920个、4个 D．1 080个、2个
解析　已知T＝120，可知A＝120，G＝C＝280，碱基对A—T中含2个氢键，碱基对G—C中含3个氢键，所以氢键总数是280×3＋120×2＝1 080。每条脱氧核苷酸链中含一个游离磷酸基团，DNA中含2条脱氧核苷酸链，所以总共有2个游离磷酸基团。
答案　D
12．关于下图DNA分子片段的说法不正确的是(　　)
A．①所指的碱基代表鸟嘌呤
B．②所指的碱基是DNA分子中特有的
C．③代表碱基互补配对形成的氢键
D．DNA分子片段中A－T碱基对含量越高，DNA分子结构越稳定
解析　图中①所指碱基为鸟嘌呤(G)；②所指碱基为胸腺嘧啶(T)，T是DNA特有的；③代表氢键；DNA分子中A－T碱基对有2个氢键，G－C碱基对有3个氢键，G－C碱基对含量越高，则DNA分子结构越稳定。
答案　D
13．某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子(　　)
A．含有4个游离的磷酸基团
B．含有腺嘌呤20个
C．4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．碱基排列方式4200种
解析　DNA分子每条链的其中一端含有一个游离的磷酸基团，一个DNA分子含2个游离的磷酸基团。一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，所以DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，其中腺嘌呤有200×3/20＝30个；因该双链DNA分子中4种碱基的比例一定，所以其碱基排列方式小于4200种。
答案　C
14．从某种生物中提取核酸分子，经分析A占a%，G占b%，且a＋b＝50，C占20%，腺嘌呤共150个，鸟嘌呤共225个。则该生物肯定不是(　　)
A．噬菌体　　　　　　 B．酵母菌
C．烟草花叶病毒 D．蓝藻
解析　依题意：A/G＝150/225＝a%/b%，得a/b＝2/3，又a＋b＝50，得a＝20，b＝30，即(G%＝30%)≠(C%＝20%)，故核酸分子或者为单链，或者既有单链又有双链，而噬菌体只含双链DNA。
答案　A
15．下面是双链DNA分子平面结构模式图，请据图回答下列问题。
(1)图中1、2分别表示____________、____________，1、2、3合称__________。
(2)如果5是腺嘌呤(A)，则6是____________________，3代表____________。
(3)DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是(用图中数字表示)____________。
解析　判断1、2、3、4、5、6所表示的基团名称是解题的关键。1是磷酸，2是脱氧核糖，3、4、5、6均表示碱基，DNA被彻底氧化分解后，碱基能产生含氮废物。
答案　(1)磷酸　脱氧核糖　脱氧核苷酸
(2)胸腺嘧啶(T)　鸟嘌呤或胞嘧啶
(3)3、4、5、6
16．如图为DNA分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。
(1)DNA的两条单链呈________平行排列；两条单链间相应碱基遵循________原则。
(2)________交替排列，构成了DNA分子的基本骨架。DNA和RNA在组成成分上的区别是后者有________成分。
(3)含有100个碱基对的DNA分子片段中有240个氢键，则该DNA片段中腺嘌呤有________个。
解析　(1)DNA的两条单链反向平行构成双螺旋结构；两条单链间相应碱基遵循碱基互补配对原则。(2)DNA和RNA在组成成分上的区别是前者有脱氧核糖和胸腺嘧啶，后者有核糖和尿嘧啶成分。(3)双链DNA分子中，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，设该DNA片段中有腺嘌呤X个，则A＝T＝X，C＝G＝100－X,2X＋3(100－X)＝240个，解得X＝60个。
答案　(1)反向　碱基互补配对
(2)磷酸与脱氧核糖　核糖和尿嘧啶
(3)60
课件24张PPT。第12课时　DNA分子的结构学习目标
1．概述DNA分子结构的主要特点。2.掌握DNA分子中碱基有关计算。一、对DNA分子结构的认识过程[连线]|基础知识|二、DNA分子的结构单体(1)DNA彻底水解产物是四种脱氧核苷酸(　　)
(2)DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过氢键相连(　　)
(3)DNA分子中G、C碱基的比例越高，分子结构的稳定性越高(　　)
(4)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成(　　)
(5)DNA分子中的嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数(　　)
(6)双链DNA分子中(A＋G)/(T＋C)存在特异性(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×|自查自纠|______________________________________________________
______________________________________________________|图解图说|每个DNA片段中，游离的磷酸基团数是多少？
提示：2个1．DNA分子彻底水解得到的产物：______________。
2．DNA分子一条链上相邻的两碱基通过________________连接，两条链间相邻的两碱基通过______相连。DNA分子中A、T、G、C四种碱基形成的碱基对种类有______________。含有5 000个碱基的DNA分子，碱基对的排列方式有__________种可能。探究点一　DNA分子的结构3．DNA分子结构的两个特性：DNA分子__________千变万化，构成了DNA分子的________；每一个DNA分子都具有特定的__________，构成了DNA分子的______。
提示　1.1种磷酸、1种脱氧核糖、4种碱基　2.－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－　氢键　A－T、T－A、G－C、C－G　42 500　3.碱基对排列顺序　多样性　碱基对排列顺序　特异性DNA结构的“五四三二一”
五种元素：C、H、O、N、P。
四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸。
三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。
两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。
一种螺旋：规则的双螺旋结构。【典例1】 如图是DNA分子的部分平面结构示意图，有关叙述不正确的是(　　)A．图中4的名称是腺嘌呤脱氧核苷酸
B．构成DNA的核苷酸种类的不同与2有关
C．N元素存在于图中的碱基中
D．从主链上看，两条脱氧核苷酸链反向平行
尝试解答________
解析　构成DNA的核苷酸是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸种类的不同与碱基有关，与脱氧核糖和磷酸无关，图中2为脱氧核糖，3为碱基。
答案　B【跟踪训练】
1．如图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有(　　)A．3处　　　　　 B．5处
C．7处 D．8处
解析　图中的核糖应改为脱氧核糖；DNA中不存在尿嘧啶；胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键；腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键。
答案　C下图为双链DNA分子中碱基的配对情况，分析回答：
1．1链上的四种碱基与2链上的四种碱基存在着怎样的数量关系？
提示　A1＝T2、T1＝A2、G1＝C2、C1＝G2；A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2。探究点二　DNA分子中碱基的相关计算2．双链DNA分子中，互补的两个碱基有怎样的数量关系？不互补的两个碱基的数量和与分子中碱基总数有什么关系？3．若1链中(A1＋C1)/(T1＋G1)＝m，则2链中(A2＋C2)/(T2＋G2)＝____________，DNA分子中(A＋C)/(T＋G)＝_______。
提示　1/m　1
4．若1链中(A1＋T1)/(G1＋C1)＝m，则2链中(A2＋T2)/(G2＋C2)＝__________，DNA分子中(A＋T)/(G＋C)＝________。
提示　m　m
5．若1链中碱基A占该链碱基总数的20%,2链中碱基A占该链碱基总数的30%，则整个DNA分子中碱基A占该分子碱基总数的________。
提示　25%【典例2】 已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．34%和16%　　　 B．34%和18%
C．16%和34% D．32%和18%
尝试解答________
解析　根据双链DNA分子的特点，双链中，G＝C＝17%，A＝T＝33%，因其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T＝66%－32%＝34%，C＝34%－18%＝16%。
答案　A三步解决DNA分子中有关碱基比例计算
第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。
第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。
第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。【跟踪训练】
2．假设一个DNA分子片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是(　　)
A．26%,312个　　　 B．24%,288个
C．24%,298个 D．12%,144个第13课时　DNA分子的复制
学习目标
1．概述DNA分子的复制过程。2.掌握DNA分子复制的有关计算。
|基础知识|
DNA分子的复制
1．概念　以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
2．时间　有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
3．过程
4．特点　边解旋边复制，半保留复制。
5．结果　1个DNA分子形成了2个完全相同的DNA分子。
6．意义　确保了遗传信息传递的连续性。
|自查自纠|
(1)DNA分子的复制只能发生在细胞核中(　　)
(2)DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均作为模板(　　)
(3)DNA分子完全解链为两条单链，才开始进行DNA分子的复制(　　)
(4)脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链(　　)
(5)复制后产生的两个子代DNA分子中共含4个游离的磷酸基团(　　)
(6)通过DNA复制，保持了遗传信息的连续性(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
|图解图说|
★无论复制多少次，始终含有2条母链。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
是不是所有的细胞都可以进行DNA复制？
提示：DNA复制发生在细胞分裂间期，高度分化的成熟细胞不可分裂，DNA不可复制。
探究点一　DNA分子复制的过程
分析下列DNA分子示意图，回答：
1．图中A、B、C分别表示什么过程？
提示　A是解旋、B是合成子链、C是螺旋化形成子代DNA。
2．DNA复制时，是不是先将DNA分子的双链完全解开，然后才开始合成子链？
提示　DNA的复制是边解旋边复制，不能说是先解旋再复制。
3．新合成的每个子代DNA分子中，都保留了__________中的一条链，这种复制方式称为________。
提示　亲代DNA分子　半保留复制
4．DNA分子准确复制的原因是什么？
提示　DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。通过碱基互补配对原则，保证了复制能够精确地进行。
DNA分子复制的“一二三四”
一时期：细胞分裂间期。
两特点：边解旋边复制、半保留复制。
三步骤：解旋、合成子链、螺旋化。
四条件：模板、原料、能量、酶。
【典例1】 下列关于DNA复制的叙述中，正确的是(　　)
A．需要解开DNA的双螺旋结构
B．以DNA分子的一条链作为模板
C．4种游离的核糖核苷酸作为原料
D．A与U互相配对、G与C互相配对
尝试解答________
解析　DNA复制的模板是两条链；DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料；DNA复制是A与T配对、G与C配对。
答案　A
【跟踪训练】
1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)
A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B．在全部解旋之后才开始碱基配对
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．复制后，每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链
解析　DNA分子在解旋酶的作用下，只是破坏氢键，破坏了空间结构，没有水解成脱氧核苷酸；DNA分子的复制方式是边解旋边复制，并且是半保留复制。
答案　D
探究点二　DNA分子复制的相关计算
下图是DNA分子复制示意图，其中亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，据图回答：
1．关于DNA分子数
(1)子代DNA分子总数＝______个。
(2)含15N的DNA分子数＝______个。
(3)含14N的DNA分子数＝______个。
(4)只含15N的DNA分子数＝______个。
(5)只含14N的DNA分子数＝______个。
提示　(1)2n　(2)2　(3)2n　(4)0　(5)(2n－2)
2．关于脱氧核苷酸链数
(1)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝________条。
(2)含15N的脱氧核苷酸链数＝______条。
(3)含14N的脱氧核苷酸链数＝______条。
提示　(1)2n＋1　(2)2　(3)(2n＋1－2)
3．关于消耗的脱氧核苷酸数
(1)经过n次复制，共需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸__________个。
(2)在第n次复制时，共需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸________个。
提示　(1)m·(2n－1)　(2)m·2n－1
【典例2】 用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，下图中这三种DNA分子的比例正确的是(　　)
尝试解答________
解析　1个含15N的DNA分子在含14N培养基上复制四代，共产生16个DNA分子，其中有2个是15N－14N DNA分子，14个为14N－14N DNA分子，没有15N－15N DNA分子。
答案　D
DNA相关计算中的“四注意”
①注意是分子还是单链。
②注意是碱基对还是碱基。
③注意标记的是亲代还是原料。
④注意是n次还是第n次。
【跟踪训练】
2．某双链DNA分子中共有碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5。问该分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是(　　)
A．200个　　　　　　 B．400个
C．600个 D．1 200个
解析　考查DNA分子的结构和复制。一条单链上(A＋T) ∶(C＋G)＝2∶5，则整个DNA分子中(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5，从而求出T＝200个。一个DNA分子连续复制2次，实质上新合成3个DNA分子，故共需T：3×200＝600个。
答案　C
知识脉络
要点晨背
1.DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与。
2.新合成的每一个DNA分子都保留了亲代DNA分子的一条链。
3.DNA分子的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制能够精确地进行。
4.DNA分子复制时是边解旋边复制。
5.DNA分子通过复制，将遗传信息传递给子代，确保了遗传信息的连续性。
1．下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是(　　)
A．DNA通过一次复制后可得到3个DNA分子
B．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．DNA复制时需要DNA聚合酶
解析　DNA通过一次复制后得到2个DNA分子，原来的DNA分子已不复存在。DNA复制是边解旋边复制，不分先后。DNA复制时以解开的每一条单链为模板，按照碱基互补配对原则，各合成一条子链，最后每条新合成的子链与对应的模板链螺旋，形成两个一样的DNA分子。
答案　D
2．DNA分子复制不需经过的过程是(　　)
A．解旋　　　　　 B．碱基配对
C．螺旋 D．着丝点分开
解析　DNA复制过程：解旋→按碱基互补配对原则合成子链→母链与子链盘绕成双螺旋。而着丝点分开是在DNA复制完成后的有丝分裂后期或减数第二次分裂后期完成的。
答案　D
3．具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数(　　)
A．60个 B．80个
C．20个 D．180个
解析　一个DNA分子含有的胞嘧啶脱氧核苷酸数为100－40＝60，连续复制两次，DNA分子由1个变为4个，相当于增加了3个DNA分子，所以该过程需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数60×3＝180。　
答案　D
4．某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是(　　)
解析　DNA的复制方式为半保留复制，复制后不存在亲代的DNA分子(双链均为白色)，排除A、B项；第二次复制后得到的4个DNA分子中，每个DNA分子各有1条链是第二次复制形成的(黑色)，排除C项；进一步分析可知D项符合题意。
答案　D
5．细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，下图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)
A．第一次分裂的子代DNA应为⑤
B．第二次分裂的子代DNA应为①
C．第三次分裂的子代DNA应为③
D．亲代的DNA应为⑤
解析　第一次分裂的子代DNA应为②。
答案　A
课后跟踪分层训练
(时间：35分钟)
1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)
A．产物是RNA分子　 B．场所主要是细胞质基质
C．原料是氨基酸 D．方式是半保留复制
解析　DNA复制产物是DNA，场所主要是细胞核，原料是脱氧核苷酸。
答案　D
2．DNA分子的半保留复制是指(　　)
A．DNA分子中的一条链进行复制，另一条链不进行复制
B．DNA分子中的一半进行复制，另一半不进行复制
C．每一条子代DNA分子保留了其亲代DNA分子中的一条单链
D．DNA分子复制后，一个仍为亲代DNA分子，另一个为子代DNA分子
解析　半保留复制是指DNA复制时，亲代DNA分子的每一条链均可作为模板，按照碱基互补配对原则形成一条与之互补的子链，母链与对应子链结合，形成新的DNA分子。
答案　C
3．DNA分子复制时解旋酶作用的结构可以是(　　)
A． B．
C．A—U D．G—C
解析　DNA分子复制时，解旋酶的作用是使DNA碱基对间的氢键断开。DNA中碱基对有G—C、A—T两种。
答案　D
4．DNA一般能准确复制，其原因是(　　)
①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板　②DNA复制发生于细胞分裂的间期　
③碱基互补配对是严格的　④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A．②④ B．②③
C．①④ D．①③
解析　DNA规则的双螺旋结构经解旋后为DNA复制提供两条模板(即复制的标准)，严格的碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性，它保证子代DNA是以亲代DNA提供的两条模板为标准合成的。
答案　D
5．已知DNA分子的一条母链上的部分碱基排列顺序为－A－C－G－T－，那么，以另一条母链为模板，经复制后得到的对应子链的碱基排列顺序是(　　)
A．－T－G－C－A－ B．－A－C－G－T－
C．－U－G－C－A－ D．－A－C－G－U－
解析　注意题中的信息，模板为另一条母链，所以复制后得到的子链的碱基排列顺序应该和这条母链相同。
答案　B
6．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是(　　)
A．含有15N的DNA分子占1/8
B．含有14N的DNA分子占7/8
C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．复制结果共产生16个DNA分子
解析　用15N标记的DNA分子在含有14N的培养基中培养，连续复制4次得到16个DNA分子，其中含有15N标记的DNA分子有两个，占1/8，A、D项正确。16个DNA分子中每个DNA分子都含有14N，故B项错误。DNA分子中胞嘧啶有60个，则该DNA分子中含有腺嘌呤(200－60×2)/2＝40，则复制过程需要的腺嘌呤数为(24－1)×40＝600，故C项正确。
答案　B
7．一条染色单体含有一个DNA分子，那么复制后的一条染色体含有(　　)
A．4条双链DNA分子 B．2条双链DNA分子
C．1条双链DNA分子 D．1条单链DNA分子
解析　正常情况下，一条染色体上含有一个DNA分子，无染色单体。一条染色体经复制后形成2条染色单体，此两条染色单体由一个着丝点连接，所以仍为一条染色体。染色体复制主要是DNA的复制和有关蛋白质的合成，DNA经复制后，数目加倍，一个DNA分子复制形成2个DNA分子，此2个DNA分子分别位于2条染色单体上，一个DNA分子由2条脱氧核苷酸长链组成，故复制后的一条染色体上有2条双链DNA分子，4条脱氧核苷酸长链。
答案　B
8．一双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上的G变成C，则DNA经n次复制后，发生差错的DNA占(　　)
A．1/2 B．1/2n－1
C．1/2n D．1/2n＋1
解析　根据题意，DNA的两条模板链，一条正确，一条出现差错。由DNA的半保留复制特点可以推知，正确的模板复制得到的子代DNA正确，错误的模板复制得到的子代DNA错误，所以无论复制多少次，发生差错的DNA始终占一半。
答案　A
9．1个DNA复制成2个DNA，这两个携带完全相同遗传信息的DNA分子彼此分离发生在(　　)
A．细胞分裂间期
B．减数第一次分裂后期
C．减数第一次分裂后期和有丝分裂后期
D．减数第二次分裂后期和有丝分裂后期
解析　减数第二次分裂后期和有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，复制得到的两个相同DNA彼此分开。
答案　D
10．在噬菌体侵染细菌实验中，如果细菌体内的DNA和蛋白质分别含有31P和32S，噬菌体中的DNA和蛋白质分别含有32P和35S，噬菌体DNA在细菌体内复制了3次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含有35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的(　　)
A．1/4和1 B．3/4和0
C．1/4和0 D．3/4和1
解析　子代噬菌体的蛋白质是以细菌的氨基酸为原料重新合成的，因此所有子代噬菌体中都不含35S。含32P的噬菌体在细菌体内利用31P复制3次，在复制后的8个噬菌体中，只有2个含32P，占所有噬菌体的1/4。
答案　C
11．某生物的体细胞中有2n条染色体。该生物的体细胞在含15N的培养基中培养多代后，移到不含15N的培养基中培养，第一次分裂形成的1个子细胞中含15N的染色体数目是(　　)
A．0 B．n
C．2n D．4n
解析　DNA的复制方式是半保留复制，故所有子代DNA均含有15N，子细胞中的染色体全部含有15N。
答案　C
12．若将果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，正常情况下在该细胞形成的精细胞中，含15N的精细胞数占(　　)
A．1/8 B．1/4
C．1/2 D．1/16
解析　一个精原细胞减数分裂形成4个精细胞，整个过程中，DNA只复制1次，细胞连续分裂2次，而1个被15N标记过的DNA复制后形成的2个DNA分子中都含有15N。该细胞形成的4个精细胞中，有2个含有被标记的DNA分子，另外2个含有其同源染色体上的未被标记的DNA分子。
答案　C
13．下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是(　　)
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
解析　从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，所以A错误。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与。真核细胞的DNA分子具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率。
答案　A
14．下图甲、乙分别表示DNA分子的两条链，据图回答：
(1)该图表示的生理过程是______，该过程主要发生在细胞的______部位。
(2)图中的1、4分别是__________、______。
(3)假如经过科学家的测定，甲链上的A∶T∶C∶G＝2∶1∶4∶3，则乙链中的该比例为______。
(4)如果图中两条模板链共有碱基120个，其中A占20%，则图中过程进行3次，需要游离的胞嘧啶______个。
解析　(1)该图表示的是DNA复制，主要发生在细胞核内。(2)根据碱基互补配对原则，图中1、4所含碱基分别为A、C。(3)如果甲链上的A∶T∶C∶G＝2∶1∶4∶3，根据碱基互补配对原则，乙链中的该比例为A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4。(4)如果图中两条模板链共有碱基120个，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，则A＝T＝120×20%＝24，G＝C＝36个。图中过程进行3次，形成8个DNA分子片段，DNA分子增加片段了7个，因此参加到复制过程中的游离胞嘧啶脱氧核苷酸总数是36×7＝252个。
答案　(1)DNA复制　细胞核　(2)A　C　(3)1∶2∶3∶4　(4)252
15．将大肠杆菌置于含15N的培养基上培养，这样后代大肠杆菌细胞中的DNA均被15N标记，然后将被15N标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基，繁殖两代，亲代、子一代、子二代大肠杆菌的状况如图所示。
(1)后代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同的原因是______________________________________________________。
(2)如果将子二代大肠杆菌的DNA分子总量作为1，其中，带15N的子二代大肠杆菌DNA分子约占总量的________%。
(3)如果将子二代大肠杆菌的DNA含量作为1，其中，带15N的子二代大肠杆菌DNA含量(单链)约占总量的________%。
(4)本实验可以说明DNA的复制方式是____________。
(5)如用某种离心方法分离得到子二代大肠杆菌的DNA，请你将DNA分子可能出现在试管的位置在下图标出。
答案　(1)它们均是以亲代15N标记的DNA双链的每条链为模板按照碱基互补配对原则合成的　(2)50
(3)25　(4)半保留复制　(5)如图
16．(实验探究)蚕豆体细胞染色体数目2N＝12，科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方式。
实验的基本过程如下：
Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
Ⅱ.当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
请回答相关问题：
(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是________________；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是______________________________。
(2)Ⅰ中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有________条，每个DNA分子中，有________条链带有放射性。Ⅱ中，若观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表示该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制________次，该细胞含有________个染色体组。
(3)上述实验表明，DNA分子的复制方式是___________________________。
解析　(1)蚕豆根尖细胞为体细胞，其分裂方式为有丝分裂。秋水仙素使细胞内染色体加倍的原理是体细胞在有丝分裂过程中，染色体完成了复制，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，于是形成了染色体数目加倍的细胞。(2)由于DNA的复制为半保留复制，第一次分裂完成时，每个DNA分子中都有一条链被3H标记，每一条染色体上有2条染色单体被3H标记。当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制2次，该细胞含有4个染色体组。(3)上述实验证明DNA分子的复制方式是半保留复制。
答案　(1)有丝分裂　抑制纺锤体的形成　(2)2　1　2　4　(3)半保留复制
课件23张PPT。第13课时　DNA分子的复制学习目标
1．概述DNA分子的复制过程。2.掌握DNA分子复制的有关计算。DNA分子的复制
1．概念　以______________为模板合成子代DNA分子的过程。
2．时间　有丝分裂______和减数第一次分裂______。|基础知识|亲代DNA分子 间期 间期 3．过程4．特点　______________，____________。
5．结果　1个DNA分子形成了_____________的DNA分子。
6．意义　确保了______________________。边解旋边复制 半保留复制 2个完全相同 遗传信息传递的连续性 (1)DNA分子的复制只能发生在细胞核中(　　)
(2)DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均作为模板(　　)
(3)DNA分子完全解链为两条单链，才开始进行DNA分子的复制(　　)
(4)脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链(　　)
(5)复制后产生的两个子代DNA分子中共含4个游离的磷酸基团(　　)
(6)通过DNA复制，保持了遗传信息的连续性(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√|自查自纠|★无论复制多少次，始终含有2条母链。
______________________________________________________
______________________________________________________|图解图说|______________________________________________________
______________________________________________________是不是所有的细胞都可以进行DNA复制？
提示：DNA复制发生在细胞分裂间期，高度分化的成熟细胞不可分裂，DNA不可复制。分析下列DNA分子示意图，回答：探究点一　DNA分子复制的过程1．图中A、B、C分别表示什么过程？
提示　A是解旋、B是合成子链、C是螺旋化形成子代DNA。
2．DNA复制时，是不是先将DNA分子的双链完全解开，然后才开始合成子链？
提示　DNA的复制是边解旋边复制，不能说是先解旋再复制。3．新合成的每个子代DNA分子中，都保留了__________中的一条链，这种复制方式称为________。
提示　亲代DNA分子　半保留复制
4．DNA分子准确复制的原因是什么？
提示　DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。通过碱基互补配对原则，保证了复制能够精确地进行。DNA分子复制的“一二三四”
一时期：细胞分裂间期。
两特点：边解旋边复制、半保留复制。
三步骤：解旋、合成子链、螺旋化。
四条件：模板、原料、能量、酶。【典例1】 下列关于DNA复制的叙述中，正确的是(　　)
A．需要解开DNA的双螺旋结构
B．以DNA分子的一条链作为模板
C．4种游离的核糖核苷酸作为原料
D．A与U互相配对、G与C互相配对
尝试解答________
解析　DNA复制的模板是两条链；DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料；DNA复制是A与T配对、G与C配对。
答案　A【跟踪训练】
1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)
A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B．在全部解旋之后才开始碱基配对
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．复制后，每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链
解析　DNA分子在解旋酶的作用下，只是破坏氢键，破坏了空间结构，没有水解成脱氧核苷酸；DNA分子的复制方式是边解旋边复制，并且是半保留复制。
答案　D下图是DNA分子复制示意图，其中亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，据图回答：探究点二　DNA分子复制的相关计算1．关于DNA分子数
(1)子代DNA分子总数＝______个。
(2)含15N的DNA分子数＝______个。
(3)含14N的DNA分子数＝______个。
(4)只含15N的DNA分子数＝______个。
(5)只含14N的DNA分子数＝______个。
提示　(1)2n　(2)2　(3)2n　(4)0　(5)(2n－2)2．关于脱氧核苷酸链数
(1)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝________条。
(2)含15N的脱氧核苷酸链数＝______条。
(3)含14N的脱氧核苷酸链数＝______条。
提示　(1)2n＋1　(2)2　(3)(2n＋1－2)
3．关于消耗的脱氧核苷酸数
(1)经过n次复制，共需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸__________个。
(2)在第n次复制时，共需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸________个。
提示　(1)m·(2n－1)　(2)m·2n－1【典例2】 用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，下图中这三种DNA分子的比例正确的是(　　)尝试解答________
解析　1个含15N的DNA分子在含14N培养基上复制四代，共产生16个DNA分子，其中有2个是15N－14N DNA分子，14个为14N－14N DNA分子，没有15N－15N DNA分子。
答案　DDNA相关计算中的“四注意”
①注意是分子还是单链。
②注意是碱基对还是碱基。
③注意标记的是亲代还是原料。
④注意是n次还是第n次。【跟踪训练】
2．某双链DNA分子中共有碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5。问该分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是(　　)
A．200个　　　　　　 B．400个
C．600个 D．1 200个
解析　考查DNA分子的结构和复制。一条单链上(A＋T)∶ (C＋G)＝2∶5，则整个DNA分子中(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5，从而求出T＝200个。一个DNA分子连续复制2次，实质上新合成3个DNA分子，故共需T：3×200＝600个。
答案　C第14课时　从基因到蛋白质
学习目标
1．说明基因和遗传信息的关系。2.概述遗传信息的转录过程。3.概述遗传信息的翻译过程。
|基础知识|
一、基因与遗传信息
1．基因　DNA分子上具有遗传效应的片段。
2．遗传信息　基因内的脱氧核苷酸的排列顺序。
二、DNA与RNA
1．RNA　包括mRNA、tRNA、rRNA多种，基本组成单位是核糖核苷酸。
2．RNA与DNA的区别
物质组成
结构特点
五碳糖
特有碱基
DNA
脱氧核糖
T(胸腺嘧啶)
一般是双链
RNA
核糖
U(尿嘧啶)
通常是单链
三、遗传信息的转录
1．概念解读
主要场所
模板
原料
产物
细胞核
DNA的一条链
四种核糖核苷酸
RNA
2.过程
四、遗传信息的翻译
1．概念解读
场所
模板
原料
产物
核糖体
mRNA
20种氨基酸
蛋白质
2.遗传密码子
(1)概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基(终止密码子除外)。
(2)种类：共64个。其中有3个终止密码子，2个起始密码子(真核细胞只有1个，同时可编码氨基酸)，59个普通的密码子。
3.tRNA　一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基能和mRNA上的密码子互补配对，叫做反密码子。
4．过程
　
　↓
　
　↓
　
|自查自纠|
(1)基因位于染色体上，是染色体DNA分子上的任一片段(　　)
(2)细胞核内的基因所携带的遗传信息传递到细胞质中必须以RNA作为媒介(　　)
(3)DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，RNA特有的碱基是U，DNA特有的碱基是T(　　)
(4)DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板(　　)
(5)氨基酸、密码子、反密码子三者之间是一一对应的关系(　　)
(6)通过翻译，在核糖体上形成具有一定空间结构的蛋白质(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
|图解图说|
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
★密码子的简并性，亮氨酸可由6种密码子决定。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
★一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，而不是多个核糖体共同完成一条肽链的合成。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
RNA聚合酶参与什么过程？具体的作用是什么？
提示：RNA聚合酶参与转录过程。RNA聚合酶与基因上的RNA聚合酶结合位点结合，启动转录，并把单个核糖核苷酸连接在正在合成的RNA片段上，同时还有解旋功能。
探究点一　遗传信息的转录
1．①过程表示________，②过程表示________，判断的理由是________________________。
2．神经细胞中可以发生上图中的________过程，发生的场所是________。
3．①过程发生于细胞分裂的______期，分裂期不能够发生________过程，原因是
______________________________________________________________________。
提示　1.DNA复制　转录　①过程DNA的两条链均作模板，②过程仅DNA的一条链作模板　2.②　细胞核或线粒体　3.间　①②　①②过程需要解旋，而分裂期的DNA存在于高度螺旋化的染色体上，无法解旋
4．②过程图中a、b、c三条核苷酸链的碱基序列有怎样的关系？
提示　a、c的碱基序列与b的互补，将c中的碱基U换为T，c的碱基序列就变的与a的相同。
5．归纳DNA复制与转录的主要不同点：
DNA复制
转录
时间
细胞分裂间期
生长发育的整个过程
模板
DNA的两条单链
DNA的一条单链
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
碱基配对
A－T，T－A
C－G，G－C
A－U，T－A
C－G，G－C
【典例1】 真核细胞内RNA的酶促合成过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该过程不会发生在细胞质中
B．该过程两个RNA聚合酶反向移动
C．该DNA片段至少含有2个基因
D．该DNA片段的两条链均可作为模板链
尝试解答________
解析　分析题图可知，该过程为转录，可发生在细胞核、线粒体或叶绿体中，A错误；转录需要RNA聚合酶催化，根据题图可知转录的方向相反，两个RNA聚合酶反向移动，B正确；不同的基因转录出不同的mRNA，图中2个mRNA的模板链不同，属于2个不同的基因，C正确；图中显示该DNA中2个不同的基因转录时所用的模板链不是同一条脱氧核苷酸链，D正确。
答案　A
【跟踪训练】
1．如图甲、乙为真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是(　　)
A．图甲所示过程主要发生于细胞核内，图乙所示过程主要发生于细胞质内
B．图中催化图甲、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的
C．图丙中a链为模板链，b链为转录出的子链RNA
D．图丙中含有两种五碳糖、五种碱基、五种核苷酸
解析　图甲表示DNA的复制过程，图乙表示转录过程，DNA的复制和转录主要发生在细胞核内，故A错误；酶1、酶2都是DNA聚合酶，酶3是RNA聚合酶，故B错误；DNA复制时配对方式有A－T，转录过程配对方式有A－U，图丙中上侧为DNA链，下侧为RNA链，又该过程发生于真核细胞内，应表示转录，故C正确；图丙中有2种五碳糖、5种碱基和8种核苷酸，故D错误。
答案　C
探究点二　遗传信息的翻译
1．密码子、反密码子、氨基酸的关系
(1)密码子和反密码子都是一一对应的关系吗？
提示　不是。密码子共有64种，其中3个终止密码子不决定氨基酸，没有反密码子与之相对应。
(2)密码子与氨基酸、反密码子与氨基酸的对应关系怎样？
提示　除终止密码子外，一种密码子对应一种氨基酸，一种氨基酸对应一种或几种密码子；一种反密码子对应一种氨基酸，一种氨基酸对应一种或几种反密码子。
(3)若基因中某一对碱基发生改变，该基因控制合成的多肽链的氨基酸序列是否一定改变？原因是什么？
提示　不一定改变。有的氨基酸对应几种密码子，基因中某一对碱基发生改变，转录得到的mRNA上的一个新密码子可能与原密码子对应同一种氨基酸。
2．翻译的特点图分析
翻译时，一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，如下图所示。分析回答：
(1)图中的c、d、e、f分别是mRNA、肽链、肽链、肽链。
(2)最终合成的d、e、f是否相同？相同。原因是模板是同一个mRNA。
(3)图示翻译过程中，是mRNA移动，还是核糖体移动？向哪个方向移动？
提示　核糖体沿mRNA移动，图中核糖体沿mRNA从左向右移动。
(4)翻译时，一个mRNA结合多个核糖体的意义是提高翻译的效率。
3．转录和翻译过程中的相关数量关系
假设蛋白质中氨基酸为n个，结合上图分析其对应的mRNA及基因中碱基至少各是多少个？
提示　mRNA中碱基至少为3n，基因中碱基至少为6n。
(1)DNA复制、转录、翻译的模板分别是DNA的两条链、DNA的一条链、mRNA。
(2)DNA复制发生在细胞分裂的间期，而转录和翻译可发生在生长发育的整个过程。
(3)凡是影响解旋的因素都会影响DNA复制和转录，如分裂期染色体的高度螺旋化、衰老细胞的染色质收缩等。
(4)能够转录的是DNA中的基因片段，而非基因片段不能够转录。
(5)终止密码子只是终止翻译，不能编码氨基酸。
【典例2】 如图①②③表示了真核细胞中遗传信息的传递方向，有关说法正确的是(　　)
A．③是翻译过程，方向是从b到a
B．每种氨基酸均可由不止一种tRNA来转运
C．①②③也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行
D．一条mRNA可与多个核糖体结合，多个核糖体共同合成一条多肽链，加快了翻译的效率
尝试解答________
解析　由图可知，③是翻译过程，随着翻译的进行，肽链由短到长，所以方向是从a到b，A错误；大多数氨基酸有多个密码子，可由不止一种tRNA来转运，但甲硫氨酸、色氨酸只有一种密码子，只由一种tRNA来转运，B错误；图中①为DNA的复制，②为转录，③为翻译，也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行，C正确；一条mRNA可与多个核糖体结合，能够同时合成多条多肽链，加快了翻译的效率，D错误。
答案　C
【跟踪训练】
2．关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是(　　)
A．一个含n个碱基的DNA分子，转录出的mRNA分子的碱基数是n/2个
B．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率
C．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
D．在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化
解析　DNA分子包括基因片段和非基因片段，1个DNA分子中的诸多基因并非全部转录，故基因转录出的mRNA分子的碱基数小于n/2个，A错误；基因转录时，一条链是模板链，另一条链是非模板链，B错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点均在DNA上，C错误；在细胞周期中，由于基因选择性表达，mRNA的种类和含量均不断发生变化，D正确。
答案　D
知识脉络
要点晨背
1.基因是DNA分子上具有遗传效应的片段。
2.基因分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息。
3.RNA中含有核糖和U，DNA中含有脱氧核糖和T。
4.转录是以DNA的一条链为模板，合成mRNA、rRNA、tRNA。
5.翻译是以mRNA为模板，合成蛋白质。
6.一种氨基酸对应一种或几种密码子。
7.蛋白质中氨基酸数为n，则mRNA、基因中碱基数至少为3n、6n。
1．下列有关基因与遗传信息的叙述，正确的是(　　)
A．基因就是任意一个DNA片段
B．DNA片段中的碱基排列顺序就代表遗传信息
C．基因通过转录和翻译表达遗传信息
D．基因的载体就是染色体
解析　基因是具有遗传效应的DNA片段，没有遗传效应的DNA片段不携带遗传信息，基因的载体不止染色体，还有线粒体、叶绿体等。
答案　C
2．有关下图的叙述，正确的是(　　)
A．①→②表示DNA转录
B．①②中共有8种碱基
C．①②中的A表示同一种核苷酸
D．②中的U表示一个遗传密码子
解析　①是DNA的一条链，②是RNA，A项正确。图中共有A、G、C、T、U五种碱基，B项错误。①中的A代表腺嘌呤脱氧核苷酸，②中的A代表腺嘌呤核糖核苷酸，C项错误。遗传密码子由3个碱基组成，D项错误。
答案　A
3．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA数目、转录此mRNA的基因中至少含有的碱基数目依次为(　　)
A．32,11,66　　　 B．36,12,72
C．12,36,24 D．11,36,72
解析　合成的这一条多肽含有11个肽键，因此含有氨基酸12个，所以mRNA上的密码子至少有12个，mRNA上的碱基至少为12×3＝36(个)。决定氨基酸的密码子是12个，所以最多需要的tRNA也是12个。因为mRNA 上的碱基至少有36个，所以转录它的基因中的碱基至少为36×2＝72(个)。
答案　B
4．下图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：
(1)图中①过程是转录，产物在________中合成，其基本组成单位是________，合成的mRNA通过________进入细胞质中与________结合。
(2)图中以④为模板合成⑤的过程称为________，进行的场所是[　　]________，所需要的原料是________。
(3)若该多肽合成到图中UCU决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码子是____。
解析　(1)图中所示为遗传信息的表达过程，①过程为转录，在细胞核中利用核糖核苷酸合成RNA，mRNA通过核孔出来与核糖体结合，进行翻译。(2)以④为模板合成⑤的过程称为翻译。以mRNA为模板，以氨基酸为原料，tRNA为工具合成蛋白质。(3)在mRNA上的UCU碱基后的密码子是UAA，为终止密码子。
答案　(1)细胞核　核糖核苷酸　核孔　核糖体　(2)翻译　[⑥]核糖体　氨基酸　(3)UAA
课后跟踪分层训练
(时间：35分钟)
1．下列关于DNA和RNA特点的比较，正确的是(　　)
A．在细胞内存在的主要部位相同
B．构成的五碳糖不同
C．核苷酸之间的连接方式不同
D．构成的碱基相同
解析　DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中；二者的核苷酸的连接方式相同，都是靠磷酸二酯键连接；构成DNA和RNA的碱基不完全相同。
答案　B
2．在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共有(　　)
A．两种　　　　　　 B．四种
C．五种 D．六种
解析　A、T、C能构成三种脱氧核苷酸，由于核糖核苷酸中没有T碱基，A、C能构成两种核糖核苷酸，因此A、C、T能构成五种核苷酸。
答案　C
3．下列有关遗传密码的叙述，不正确的是(　　)
A．遗传密码位于mRNA上
B．一种氨基酸只对应一种遗传密码
C．一种遗传密码只能编码一种氨基酸
D．生物界的遗传密码是统一的
解析　大多数氨基酸对应两个以上的遗传密码。
答案　B
4．下图代表的是某种tRNA，对此分析错误的是(　　)
A．tRNA含有五种化学元素
B．该tRNA只含有CUC三个碱基
C．决定谷氨酸的密码子之一为GAG
D．该结构参与蛋白质合成中的翻译过程
解析　tRNA是由一条单链RNA通过折叠形成的，含有多个碱基。
答案　B
5．下列对转运RNA的描述，正确的是(　　)
A．一种转运RNA能识别并转运多种氨基酸
B．一种氨基酸只有一种转运RNA能转运它
C．转运RNA能识别信使RNA上的密码子
D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内
解析　转运RNA是将氨基酸转移到核糖体内的一种RNA，每种转运RNA只能识别并转运一种氨基酸；一种氨基酸可能对应1个或多个密码子，因此与密码子碱基互补的反密码子也可能有多个，即一种氨基酸可能有几种转运RNA来转运它。
答案　C
6．下列有关真核生物DNA转录的叙述。正确的是(　　)
A．只能发生在细胞分裂间期
B．只能发生在细胞核中
C．需要DNA聚合酶催化
D．转录完成后，DNA分子恢复双螺旋结构
解析　不分裂的细胞也发生转录；细胞核、线粒体和叶绿体中均可发生转录；转录需要RNA聚合酶催化。
答案　D
7．如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是(　　)
A．图中结构含有核糖体RNA
B．甲硫氨酸处于图中a的位置
C．密码子位于tRNA的环状结构上
D．mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类
解析　图示为翻译过程，核糖体是相邻氨基酸形成肽键的场所，核糖体由核糖体RNA(rRNA)和蛋白质构成，此外图中还含有mRNA和tRNA，A正确；甲硫氨酸的密码子是起始密码子，甲硫氨酸位于第一位，故甲硫氨酸不处于图中a的位置，应在a的左侧，B错误；密码子位于mRNA上，tRNA的环状结构上是反密码子，C错误；由于密码子的简并性，mRNA上的碱基改变，不一定改变肽链中氨基酸的种类，D错误。
答案　A
8．下列关于图中①、②两种分子的说法错误的是(　　)
A．遗传信息位于①上，反密码子位于②上
B．②为tRNA，一种氨基酸只能由一种tRNA识别
C．②可以①的一条链为模板转录而来
D．②中有的区域有碱基配对，有的区域没有
解析　①为DNA分子，遗传信息位于DNA分子上，反密码子位于tRNA上，A正确；②为tRNA，一种氨基酸可以由一种或几种tRNA转运，B错误；②是以①DNA的一条链为模板转录而来的，C正确；②呈三叶草型，有的区域有碱基配对，有的区域没有，D正确。
答案　B
9．如图为人体细胞中合成蛋白质的示意图，下列相关说法错误的是(　　)
A．一个mRNA结合多个核糖体可缩短每条肽链合成的时间
B．该过程的模板是①mRNA，原料是氨基酸
C．②③④⑤的最终结构均相同
D．⑥的合成与核仁有关
解析　一个mRNA结合多个核糖体并不改变每条肽链合成的时间；因为形成②③④⑤的模板相同，所以它们的最终结构相同。
答案　A
10．在基因控制蛋白质合成的过程中，不会发生的是(　　)
A．基因的空间结构改变
B．DNA聚合酶的催化
C．消耗四种核糖核苷酸
D．tRNA识别并转运氨基酸
解析　基因控制蛋白质合成过程包括转录、翻译两个阶段，转录过程中DNA会发生解旋，基因空间结构发生改变；转录所需的酶为RNA聚合酶；转录所需原料为四种核糖核苷酸；翻译过程需要tRNA识别并转运氨基酸。
答案　B
11．遗传信息的传递过程如图所示，其中①～④表示四种不同的物质。下列叙述错误的是(　　)
A．①复制时，2条链均可作为模板链
B．形成②时，需沿整条DNA长链进行
C．密码子CUU编码③所携带的氨基酸
D．②上可同时结合多个核糖体形成多条④
解析　图中①～④依次表示DNA、mRNA、tRNA和肽链。形成②即转录时，不需沿整条DNA长链进行，因为转录的单位是基因。
答案　B
12．若DNA分子的某个基因含240个脱氧核苷酸和80个鸟嘌呤，则该片段转录成的mRNA含有的尿嘧啶最多有(　　)
A．20个　　　　　　 B．40个
C．60个 D．80个
解析　在DNA分子中，因为G＝80个，所以G＋C＝160(个)，A＋T＝240－160＝80(个)，则A＝T＝40个，当A全部位于模板链中时，mRNA中含有的尿嘧啶最多，此时转录形成的mRNA中U＝40个。
答案　B
13．由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为(　　)
A． B．－18(－1)
C．na－18(n－1) D．－18(－1)
解析　基因中n个碱基控制合成的氨基酸最多n/6个，n/6个氨基酸形成一条链，脱去水分子(n/6－1)个，所以由该肽链组成的蛋白质最大相对分子质量为n/6×a－(n/6－1)×18。
答案　D
14．下图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题。
(1)在图中方框内用“→”或“←”标出转录的方向。
(2)b与c在结构组成上相同的化学基团为__________，不同的基团为____________。
(3)a为启动上述过程必需的有机物，其名称为____________，化学本质是__________。
(4)在根尖细胞中，上述过程发生在______和________中。
解析　(1)从图中可知d是已与模板链分离的RNA片段，因此转录方向应向左。(2)b是DNA上的胞嘧啶脱氧核苷酸，c是RNA上的胞嘧啶核糖核苷酸，两者相同的成分是磷酸基、碱基；不同的成分是五碳糖，前者为脱氧核糖，后者为核糖。(3)转录的启动需要RNA聚合酶，其化学本质是蛋白质。(4)根尖细胞中无叶绿体，只有细胞核与线粒体中能发生转录。
答案　(1)←
(2)磷酸基、碱基　五碳糖(b为脱氧核糖，c为核糖)
(3)RNA聚合酶　蛋白质
(4)细胞核　线粒体
15．下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答。
(1)在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为________，图中4的结构名称是________，该过程的模板是________。
(2)由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为________。
(3)根据图并参考下表分析：[1]________上携带的氨基酸是__________________。
氨基酸
丙氨酸
苏氨酸
精氨酸
色氨酸
密码子
GCA
ACU
CGU
UGG
GCG
ACC
CGC
GCC
ACA
CGA
GCU
ACG
CGG
解析　(1)图中所示过程为发生于核糖体中的“翻译”，4的名称为核糖体，翻译的模板是mRNA。(2)由mRNA上的UGGGCUAAAGCG碱基序列，据碱基互补配对原则可写出DNA模板链上的碱基序列为ACCCGATTTCGC。(3)由mRNA中密码子为GCU并查得密码子表，可推知[1]上携带的氨基酸为丙氨酸。
答案　(1)翻译　核糖体　3或mRNA
(2)ACCCGATTTCGC
(3)tRNA　丙氨酸
16．图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：
(1)细胞中过程②发生的主要场所是____________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是__________________。
(4)在人体内成熟红细胞、神经细胞、卵原细胞、卵细胞，能发生过程②③而不能发生过程①的细胞是________。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)，其原因是____________________________。
解析　本题主要考查生物大分子的合成过程，注意区分DNA分子复制和DNA分子转录过程所用模板链。(1)过程②以DNA分子的一条链为模板合成的α链为RNA链，该过程为转录，其发生的主要场所是细胞核。(2)α链及其模板链对应区段的碱基中G分别占29%、19%，则α链中G＋C占48%，则α链对应的DNA区段中G＋C占48%，A＋T占52%，A＝T＝26%。(3)根据题干中信息可以推知，mRNA上相应碱基的变化是U→C，则该基因的这个碱基对的替换情况是A//T替换成G//C。(4)过程①②③分别为DNA复制、转录和翻译。在人体内，成熟红细胞没有细胞核和任何细胞器，不能发生过程①②③。卵原细胞可分裂，因此可以进行过程①②③。神经细胞和卵细胞是高度分化的细胞，不能进行增殖，可以进行蛋白质合成，能发生过程②③而不能发生过程①。(5)转录是以基因为单位的，由于不同组织细胞中基因的选择性表达，不同细胞表达的基因不完全相同，因此人体不同组织细胞的相同DNA进行转录的起始点不完全相同。
答案　(1)细胞核　(2)26%　(3)T//A替换为C//G(A//T替换为G//C)　(4)神经细胞和卵细胞　 (5)不完全相同　不同组织细胞中基因进行选择性表达
课件33张PPT。第14课时　从基因到蛋白质学习目标
1．说明基因和遗传信息的关系。2.概述遗传信息的转录过程。3.概述遗传信息的翻译过程。一、基因与遗传信息
1．基因　DNA分子上具有____________的片段。
2．遗传信息　基因内的____________的排列顺序。
二、DNA与RNA
1．RNA　包括______________________多种，基本组成单位是____________。|基础知识|遗传效应 脱氧核苷酸 mRNA、tRNA、rRNA 核糖核苷酸 2．RNA与DNA的区别
三、遗传信息的转录
1．概念解读脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 双链 核糖 U(尿嘧啶) 单链 细胞核 DNA的一条链 四种核糖核苷酸 RNA 2.过程四、遗传信息的翻译
1．概念解读核糖体 mRNA 20种氨基酸 蛋白质 2．遗传密码子
(1)概念：________上决定一个氨基酸的______________ (______密码子除外)。
(2)种类：共64个。其中有______个终止密码子，______个起始密码子(真核细胞只有1个，同时可编码氨基酸)，______个普通的密码子。
3．tRNA　一端是携带________的部位，另一端有3个碱基能和mRNA上的密码子互补配对，叫做____________。mRNA 3个相邻碱基 终止 3259 氨基酸 反密码子 4．过程(1)基因位于染色体上，是染色体DNA分子上的任一片段(　　)
(2)细胞核内的基因所携带的遗传信息传递到细胞质中必须以RNA作为媒介(　　)
(3)DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，RNA特有的碱基是U，DNA特有的碱基是T(　　)|自查自纠|(4)DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板(　　)
(5)氨基酸、密码子、反密码子三者之间是一一对应的关系(　　)
(6)通过翻译，在核糖体上形成具有一定空间结构的蛋白质(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×______________________________________________________
______________________________________________________|图解图说|______________________________________________________
______________________________________________________★密码子的简并性，亮氨酸可由6种密码子决定。
______________________________________________________
______________________________________________________★一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，而不是多个核糖体共同完成一条肽链的合成。
______________________________________________________
______________________________________________________RNA聚合酶参与什么过程？具体的作用是什么？
提示：RNA聚合酶参与转录过程。RNA聚合酶与基因上的RNA聚合酶结合位点结合，启动转录，并把单个核糖核苷酸连接在正在合成的RNA片段上，同时还有解旋功能。1．①过程表示________，②过程表示________，判断的理由是________________________。
2．神经细胞中可以发生上图中的________过程，发生的场所是________。探究点一　遗传信息的转录3．①过程发生于细胞分裂的______期，分裂期不能够发生________过程，原因是_______________________。
提示　1.DNA复制　转录　①过程DNA的两条链均作模板，②过程仅DNA的一条链作模板　2.②　细胞核或线粒体　3.间　①②　①②过程需要解旋，而分裂期的DNA存在于高度螺旋化的染色体上，无法解旋
4．②过程图中a、b、c三条核苷酸链的碱基序列有怎样的关系？
提示　a、c的碱基序列与b的互补，将c中的碱基U换为T，c的碱基序列就变的与a的相同。5．归纳DNA复制与转录的主要不同点：细胞分裂间期 DNA的两条单链 DNA的一条单链 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 A－U，T－A C－G，G－C 【典例1】 真核细胞内RNA的酶促合成过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该过程不会发生在细胞质中
B．该过程两个RNA聚合酶反向移动
C．该DNA片段至少含有2个基因
D．该DNA片段的两条链均可作为模板链
尝试解答________解析　分析题图可知，该过程为转录，可发生在细胞核、线粒体或叶绿体中，A错误；转录需要RNA聚合酶催化，根据题图可知转录的方向相反，两个RNA聚合酶反向移动，B正确；不同的基因转录出不同的mRNA，图中2个mRNA的模板链不同，属于2个不同的基因，C正确；图中显示该DNA中2个不同的基因转录时所用的模板链不是同一条脱氧核苷酸链，D正确。
答案　A【跟踪训练】
1．如图甲、乙为真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是(　　)
A．图甲所示过程主要发生于细胞核内，图乙所示过程主要发生于细胞质内
B．图中催化图甲、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的C．图丙中a链为模板链，b链为转录出的子链RNA
D．图丙中含有两种五碳糖、五种碱基、五种核苷酸
解析　图甲表示DNA的复制过程，图乙表示转录过程，DNA的复制和转录主要发生在细胞核内，故A错误；酶1、酶2都是DNA聚合酶，酶3是RNA聚合酶，故B错误；DNA复制时配对方式有A－T，转录过程配对方式有A－U，图丙中上侧为DNA链，下侧为RNA链，又该过程发生于真核细胞内，应表示转录，故C正确；图丙中有2种五碳糖、5种碱基和8种核苷酸，故D错误。
答案　C1．密码子、反密码子、氨基酸的关系
(1)密码子和反密码子都是一一对应的关系吗？
提示　不是。密码子共有64种，其中3个终止密码子不决定氨基酸，没有反密码子与之相对应。
(2)密码子与氨基酸、反密码子与氨基酸的对应关系怎样？
提示　除终止密码子外，一种密码子对应一种氨基酸，一种氨基酸对应一种或几种密码子；一种反密码子对应一种氨基酸，一种氨基酸对应一种或几种反密码子。探究点二　遗传信息的翻译(3)若基因中某一对碱基发生改变，该基因控制合成的多肽链的氨基酸序列是否一定改变？原因是什么？
提示　不一定改变。有的氨基酸对应几种密码子，基因中某一对碱基发生改变，转录得到的mRNA上的一个新密码子可能与原密码子对应同一种氨基酸。2．翻译的特点图分析
翻译时，一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，如下图所示。分析回答：
(1)图中的c、d、e、f分别是_________________________。
(2)最终合成的d、e、f是否相同？______。原因是____________________。mRNA、肽链、肽链、肽链 相同 模板是同一个mRNA (3)图示翻译过程中，是mRNA移动，还是核糖体移动？向哪个方向移动？
提示　核糖体沿mRNA移动，图中核糖体沿mRNA从左向右移动。
(4)翻译时，一个mRNA结合多个核糖体的意义是________________。提高翻译的效率 3．转录和翻译过程中的相关数量关系
假设蛋白质中氨基酸为n个，结合上图分析其对应的mRNA及基因中碱基至少各是多少个？
提示　mRNA中碱基至少为3n，基因中碱基至少为6n。(1)DNA复制、转录、翻译的模板分别是DNA的两条链、DNA的一条链、mRNA。
(2)DNA复制发生在细胞分裂的间期，而转录和翻译可发生在生长发育的整个过程。
(3)凡是影响解旋的因素都会影响DNA复制和转录，如分裂期染色体的高度螺旋化、衰老细胞的染色质收缩等。
(4)能够转录的是DNA中的基因片段，而非基因片段不能够转录。
(5)终止密码子只是终止翻译，不能编码氨基酸。【典例2】 如图①②③表示了真核细胞中遗传信息的传递方向，有关说法正确的是(　　)
A．③是翻译过程，方向是从b到a
B．每种氨基酸均可由不止一种tRNA来转运
C．①②③也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行
D．一条mRNA可与多个核糖体结合，多个核糖体共同合成一条多肽链，加快了翻译的效率
尝试解答________解析　由图可知，③是翻译过程，随着翻译的进行，肽链由短到长，所以方向是从a到b，A错误；大多数氨基酸有多个密码子，可由不止一种tRNA来转运，但甲硫氨酸、色氨酸只有一种密码子，只由一种tRNA来转运，B错误；图中①为DNA的复制，②为转录，③为翻译，也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行，C正确；一条mRNA可与多个核糖体结合，能够同时合成多条多肽链，加快了翻译的效率，D错误。
答案　C【跟踪训练】
2．关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是(　　)
A．一个含n个碱基的DNA分子，转录出的mRNA分子的碱基数是n/2个
B．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率
C．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
D．在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化解析　DNA分子包括基因片段和非基因片段，1个DNA分子中的诸多基因并非全部转录，故基因转录出的mRNA分子的碱基数小于n/2个，A错误；基因转录时，一条链是模板链，另一条链是非模板链，B错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点均在DNA上，C错误；在细胞周期中，由于基因选择性表达，mRNA的种类和含量均不断发生变化，D正确。
答案　D第15课时　基因对性状的控制及人类基因组计划
学习目标
1．阐明中心法则的内容。2.了解基因对性状的控制方式。3.了解人类基因组计划。
|基础知识|
一、基因对性状的控制
1．性状
生物体表现出来的形态特征和生理生化特性。
2．基因的主要功能
通过转录和翻译过程，把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物体的性状。
3．中心法则的提出及其发展
(1)图示
(2)含义
过程
名称
遗传信息流向
基本内容
a
DNA复制
DNA→DNA
b
转录
DNA→RNA
c
翻译
_RNA→蛋白质
发展完善
d
逆转录
RNA→DNA
e
RNA复制
RNA→RNA
4.基因对性状的控制
(1)直接途径：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(2)间接途径：基因通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程，进而控制生物体的性状。
二、人类基因组计划
1．内容　完成人体24条染色体上的全部基因的遗传图、物理图和全部碱基的序列测定。
2．意义　是人类认识自身遗传组成的重大事件。
|自查自纠|
(1)中心法则没有体现遗传信息的表达功能(　　)
(2)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则(　　)
(3)逆转录和RNA复制普遍存在(　　)
(4)基因可以通过控制蛋白质的结构间接控制生物体的性状(　　)
(5)基因与性状的关系是一对一的线性关系(　　)
(6)生物的表现型受基因型与环境条件共同作用(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
|图解图说|
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
上图体现了基因控制性状的哪些途径？
提示：左部分体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状；右部分体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。
探究点一　中心法则
根据中心法则示意图，回答下列问题：
1．人体内存在图中的a、b、c过程，其中神经细胞中存在b、c过程，精原细胞中存在a、b、c过程。
2．T2噬菌体在大肠杆菌内增殖时，会发生图中的a、b、c过程。
3．劳氏肉瘤病毒在寄主细胞中增殖时，会发生图中的a、b、c、d过程。
4．为什么中心法则中的遗传信息可以准确地流动？
提示　因为有精确的模板并严格遵守碱基互补配对原则。
(1)不同生物体的信息流
生物种类
信息流
细胞生物
DNA病毒
逆转录型RNA病毒
复制型RNA病毒
(2)中心法则体现了DNA的两大功能
①遗传信息的传递功能：通过DNA复制完成遗传信息的传递，发生在细胞增殖的过程中。
②遗传信息的表达功能：通过转录和翻译完成遗传信息的表达，发生在个体发育的过程中。
【典例1】 遗传信息从RNA→RNA途径是对中心法则的补充，下列能够发生该传递途径的生物是(　　)
A．烟草　　　　　 B．烟草花叶病毒
C．噬菌体 D．大肠杆菌
尝试解答________
解析　由RNA→RNA说明发生了RNA的复制，该过程只发生在RNA病毒中。烟草、噬菌体以及大肠杆菌都是以DNA为遗传物质的生物，不存在RNA→RNA途径。
答案　B
不同的生物信息流可能不同，同一生物的不同细胞信息流也可能不同。做题时注意生物的种类和细胞的类型，同时注意个别细胞的特殊性。
【跟踪训练】
1．下图所示，能在造血干细胞和唾液腺细胞内发生的过程是(　　)
A．前者有①②③，后者有②③
B．两者都有①
C．两者都有①②③
D．两者都有②③
解析　造血干细胞可分裂，其内可发生DNA复制和基因的表达；而唾液腺细胞不能分裂，只能进行基因表达。
答案　A
探究点二　基因与性状的关系
牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下图是花青素的合成与颜色变化途径示意图，图中反映了基因与性状具有怎样的关系？
提示　一种性状可能由几个基因决定；生物的性状受基因决定，还受环境影响；基因可通过控制酶的合成来控制细胞代谢过程，进而控制生物的性状。
基因与性状的关系
(1)基因对性状控制的两种途径
(2)基因与性状的三种对应关系
一个基因决定一种性状，一个基因决定多种性状，多个基因决定一种性状。
(3)性状是基因与环境共同作用的结果。性状由基因决定，同时受环境的影响。
【典例2】 如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不可得出的是(　　)
A．精氨酸的合成是由多个基因决定
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程
C．若基因a不表达，则基因b和c也不表达
D．基因表达的产物是蛋白质
尝试解答________
解析　基因是相对独立的遗传物质的结构和功能单位，基因a不表达，不影响基因b和c的表达；基因表达的产物是蛋白质。
答案　C
【跟踪训练】
2．豌豆的红花基因不只与一种性状有关，这个基因还控制叶腋的红色斑点，以及种皮的褐色或灰色。该事实说明(　　)
A．基因与性状是一一对应关系
B．一个基因可决定多种性状
C．一种性状可由多个基因决定
D．环境决定性状
解析　由题意可知该红花基因可以决定多个性状。
答案　B
知识脉络
要点晨背
1.逆转录和RNA的自我复制是RNA病毒所特有的信息流。
2.性状与基因不是简单的一一对应的线性关系。
3.性状是基因与环境共同作用的结果。
4.基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
5.基因可通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程，进而控制生物体的性状。
6.人类基因组的DNA序列主要分布在22条常染色体和X、Y 2条性染色体上。
1．下图为中心法则的示意图。下列叙述错误的是(　　)
A．①表示DNA复制，需要解旋酶、DNA聚合酶参与
B．②表示转录，需要RNA聚合酶参与
C．③表示翻译，需要蛋白酶参与
D．④表示逆转录，需要逆转录酶参与
解析　③表示翻译，需要蛋白质合成酶参与。
答案　C
2．如下图所示，正常情况下在细胞中都不可能发生的是(　　)
A．①②　　　　 B．③④⑥
C．⑤⑥ D．②④
解析　正常情况下，细胞内的信息流是DNA复制、转录和翻译。
答案　B
3．人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图不能得出的结论是(　　)
A．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B．基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C．一个基因可以控制多种性状
D．一个性状可以由多个基因控制
解析　苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的异常与酶的合成有密切的关系，而酶的合成是由基因控制的；若基因1发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成也都受多个基因的控制。
答案　A
4．如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则能生成DNA的试管是(　　)
A．a和d B．b和c
C．只有b D．只有c
解析　根据试管中所提供的模板和原料，可以推知a、b、c、d、e试管中分别可发生DNA复制、转录、RNA复制、逆转录、翻译，其产物分别为DNA、RNA、RNA、DNA、多肽。
答案　A
课后跟踪分层训练
(时间：35分钟)
1．揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是(　　)
A．基因的遗传定律 B．碱基互补配对原则
C．中心法则 D．自然选择学说
解析　中心法则揭示了生物体内遗传信息传递的一般规律，在遗传信息传递过程中严格遵循碱基互补配对原则，基因的遗传定律则揭示了基因的传递规律。
答案　C
2．遗传信息从RNA→DNA途径是对中心法则的补充，下列能够发生该传递途径的生物是(　　)
A．噬菌体 B．烟草花叶病毒
C．劳氏肉瘤病毒 D．肺炎双球菌
解析　由RNA→DNA说明发生了逆转录，劳氏肉瘤病毒是逆转录病毒。
答案　C
3．在烟草和烟草花叶病毒中，遗传信息的传递情况分别是(　　)
A．①②③和④⑤⑥⑦ B．①②⑤和④⑤
C．②④⑤和③④⑤⑥ D．②⑥⑦和②④⑤⑥
解析　烟草属于高等植物，遗传信息的传递情况是通过DNA的复制在上下代之间传递；通过转录把遗传信息先传递给RNA，然后通过翻译再传递给具有一定氨基酸顺序的蛋白质。烟草花叶病毒是遗传物质为RNA的病毒，通过RNA的复制实现遗传物质的复制，通过翻译控制蛋白质的合成。
答案　B
4．某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是(　　)
A．抑制该病毒RNA的转录过程
B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程
C．抑制该RNA病毒的反转录过程
D．抑制该病毒RNA的自我复制过程
解析　RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。
答案　C
5．转录和逆转录是生物遗传信息传递过程中的两个步骤，相关叙述错误的是(　　)
A．都需要模板
B．都需要能量
C．所有生物都可以进行转录和逆转录
D．都需要核苷酸作为原料
解析　逆转录是某些RNA病毒特有的，细胞生物不能进行逆转录。
答案　C
6．植物的根尖分生区能进行DNA的复制及蛋白质的合成从而进行细胞的增殖。有关说法正确的是(　　)
A．植物分生区细胞DNA的复制发生在有丝分裂间期及减数分裂的间期
B．蛋白质的合成只发生在细胞分裂期
C．根尖的成熟区遗传信息只能从DNA到RNA再到蛋白质
D．植物细胞遗传信息也能从RNA到RNA
解析　植物分生区细胞进行有丝分裂；蛋白质的合成发生在生长发育的整个过程中；遗传信息从RNA到RNA是某些RNA病毒特有的。
答案　C
7．对下图中心法则相关叙述错误的是(　　)
A．②过程需要RNA聚合酶
B．能进行④或⑤过程的生物不含DNA
C．①和④过程均具有半保留复制的特点
D．③过程需要mRNA、tRNA和rRNA的直接参与
解析　①表示DNA分子的复制，②过程表示转录需要RNA聚合酶；RNA的复制不是半保留复制。
答案　C
8．下列关于基因、性状、环境的表述，最准确的是(　　)
A．性状表现相同，则基因型一定相同
B．基因与性状之间是一一对应关系
C．基因型相同，则性状表现一定相同
D．性状由基因决定，同时受环境影响
解析　生物性状表现相同，基因型不一定相同，如AA、Aa都控制显性性状；一个基因可决定一个性状，一个性状也可由多个基因决定；基因型相同，性状表现不一定相同，因为生物体的性状还受环境影响。
答案　D
9．下列关于人类基因组计划的叙述，合理的是(　　)
A．该计划的实施将有助于人类对自身疾病的诊治和预防
B．该计划是人类从细胞水平研究自身遗传物质的系统工程
C．该计划的目的是测定人类一个染色体组中全部DNA序列
D．该计划的实施不可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响
解析　A项是人类基因组计划的正面意义；人类基因组计划是从DNA分子水平上研究自身遗传物质；该计划的目的是测定人类基因组(22条常染色体和X、Y染色体)的全部DNA序列，而人类一个染色体组只含23条染色体；该计划的实施也可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响。
答案　A
10．人类基因组序列图绘制完成后，我国生物科学工作者又完成了水稻等生物的基因组测定。已知水稻有24条染色体，那么一个基因组包含的染色体条数是(　　)
A．24 B．12
C．13 D．48
解析　水稻没有性染色体且为二倍体，所以水稻一个基因组包含的染色体为12条，即一个染色体组的染色体。
答案　B
11．研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图)，下列相关叙述错误的是(　　)
A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节
B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞
C．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上
D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病
解析　宿主细胞无逆转录酶，因此HIV侵染过程中遗传物质RNA和逆转录酶一同进入宿主细胞，B错误。
答案　B
12．下列有关遗传信息传递的叙述，错误的是(　　)
A．乳酸菌的遗传信息传递都发生在生物大分子之间
B．HIV的遗传信息传递中只有A—U的配对，不存在A—T的配对
C．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则
D．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译
解析　乳酸菌的遗传信息传递过程为，DNA、mRNA和蛋白质都是生物大分子，A正确；HIV的遗传信息传递中存在逆转录过程，故存在A—T的配对，B错误；核基因转录生成的mRNA是大分子，从核孔进入细胞质，D正确。
答案　B
13．人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPBc(朊粒)，就具有了致病性。PrPBc可以诱导更多的PrPc转变为PrPBc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是(　　)
A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D．PrPc转变为PrPBc的过程属于遗传信息的翻译过程
解析　朊粒本质是一种蛋白质，不可能整合到宿主的基因组中；肺炎双球菌通过二分裂来增殖，朊粒无细胞结构；PrPc转变为PrPBc是蛋白质空间结构的改变，信息流是从蛋白质到蛋白质，而翻译信息流是从RNA到蛋白质。
答案　C
14．中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请据图回答下列问题：
(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是________、________、________和_________。
(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是_______________(用图中的字母回答)。
(3)a过程发生在真核细胞分裂的__________期。
(4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是______________。
(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是________，后者所携带的分子是_______。
(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述)：
①___________________________________________；
②___________________________________________。
解析　在中心法则中，a、b、c、d分别代表DNA复制、转录、翻译和逆转录四个过程。需要tRNA和核糖体同时参与的是翻译过程c；真核细胞中a过程发生在分裂的间期；a和b过程主要发生在细胞核中；在翻译过程中，能特异性地与信使RNA分子上的密码子相结合的物质是转运RNA，其识别结构是反密码子，转运RNA上携带的分子是氨基酸。RNA病毒的遗传信息的传递方式有直接控制蛋白质的合成和自我复制过程以及逆转录出DNA再通过DNA控制蛋白质的合成两种过程。
答案　(1)DNA复制　转录　翻译　逆转录
(2)c　(3)间　(4)细胞核　(5)tRNA(转运RNA)　氨基酸　(6)如下
①
②RNA→→mRNA→蛋白质
15．如图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，据图回答：
(1)若图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板A为单链，其部分碱基序列为－GAACACGUC－，加入的原料B为脱氧核苷酸，则该过程所需的酶B为______________，模拟的过程为______________。
(2)若图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的模板A为双链，其部分碱基序列为－GAACATGTT－，加入的原料B为________________，则该过程所需的酶B为RNA聚合酶，模拟的过程为________，该生理过程主要发生在该细胞的________中。
解析　(1)由模板的部分碱基序列“－GAACACGUC－”中含有U且为单链可知，该病毒为RNA病毒，且加入的原料B为脱氧核苷酸，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，模拟的过程为逆转录过程。(2)由“模板A为双链”和碱基序列为“－GAACATGTT－”中含T等信息可知，模板A为双链DNA分子，在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA，利用的原料为核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核中。
答案　(1)逆转录酶　逆转录　(2)核糖核苷酸　转录　细胞核
16．乙肝被称为“中国第一病”。人们对乙肝病的机理研究较多。乙肝病毒的DNA有一条环状链和一条较短的半环链，侵染时先形成完整的环状，再把其中一条作为原始模板复制形成新的病毒。如图：
(1)发生在宿主细胞核的过程有_______，发生在宿主细胞质内的过程有__________。
(2)发生了碱基互补配对现象的有__________过程。
(3)物质a的作用是_____________。同类的物质还具有的作用有___________。
(4)过程⑤⑦的原料种类数可能分别为_______________种，都存在____________现象。
(5)过程③和过程⑤的产物都具有多样性特点，其原因分别是_______________和________________。
解析　(1)由题意和图形信息分析可知③是DNA复制，④是转录，⑤是翻译，⑥是将mRNA和蛋白质外壳组装，⑦是组装好的进行逆转录，其中③④发生在宿主细胞核，⑤⑥⑦发生在宿主细胞细胞质中。
(2)在上述过程中③④⑤⑦都遵循碱基互补配对原则。
(3)物质a是mRNA，携带DNA上的遗传信息作为模板进行翻译，将遗传信息传递给蛋白质表达出来。同类物质有转运RNA，可以转运氨基酸，核糖体RNA组成核糖体，还有可以作为病毒的遗传物质。
(4)翻译需要的原料是20种游离的氨基酸，逆转录的原料是4种脱氧核糖核苷酸，在此过程中都存在碱基互补配对原则。
(5)过程③的产物是DNA，其多样性原因是碱基对的排列顺序多种多样，过程⑤的产物是蛋白质，多样性的原因是氨基酸种类、数目、排列顺序不同和肽链的空间结构千差万别。
答案　(1)③④　 ⑤⑥⑦　 (2)③④⑤⑦
(3)携带DNA遗传信息，作为翻译的模板　 转运氨基酸，组成核糖体，作为RNA病毒的遗传物质　(4)20、4　碱基互补配对
(5)碱基对的排列顺序多种多样　氨基酸的种类、数目、排列顺序不同和肽链的空间结构千差万别
课件21张PPT。第15课时　
基因对性状的控制及人类基因组计划学习目标
1．阐明中心法则的内容。2.了解基因对性状的控制方式。3.了解人类基因组计划。一、基因对性状的控制
1．性状
生物体表现出来的___________和__________特性。
2．基因的主要功能
通过____________过程，把遗传信息转变为由______________按一定的顺序构成的______________，从而决定生物体的性状。|基础知识|形态特征 生理生化 转录和翻译 特定的氨基酸 多肽和蛋白质 3．中心法则的提出及其发展
(1)图示

(2)含义DNA复制 DNA→DNA 转录 DNA→RNA 翻译 RNA→蛋白质 逆转录 RNA→DNA RNA复制 RNA→RNA 4．基因对性状的控制
(1)直接途径：基因通过控制_____________直接控制生物体的性状。
(2)间接途径：基因通过控制___________来控制细胞中的______过程，进而控制生物体的性状。
二、人类基因组计划
1．内容　完成人体______条染色体上的全部基因的________、________和全部碱基的__________。
2．意义　是人类认识自身__________的重大事件。蛋白质的结构 酶的合成 代谢 24 遗传图 物理图 序列测定 遗传组成 (1)中心法则没有体现遗传信息的表达功能(　　)
(2)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则(　　)
(3)逆转录和RNA复制普遍存在(　　)
(4)基因可以通过控制蛋白质的结构间接控制生物体的性状(　　)
(5)基因与性状的关系是一对一的线性关系(　　)
(6)生物的表现型受基因型与环境条件共同作用(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√|自查自纠|______________________________________________________
______________________________________________________|图解图说|______________________________________________________
______________________________________________________上图体现了基因控制性状的哪些途径？
提示：左部分体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状；右部分体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。根据中心法则示意图，回答下列问题：
1．人体内存在图中的__________过程，其中神经细胞中存在______过程，精原细胞中存在__________过程。探究点一　中心法则a、b、c b、c a、b、c 2．T2噬菌体在大肠杆菌内增殖时，会发生图中的__________过程。
3．劳氏肉瘤病毒在寄主细胞中增殖时，会发生图中的____________过程。
4．为什么中心法则中的遗传信息可以准确地流动？
提示　因为有精确的模板并严格遵守碱基互补配对原则。a、b、c a、b、c、d (1)不同生物体的信息流(2)中心法则体现了DNA的两大功能
①遗传信息的传递功能：通过DNA复制完成遗传信息的传递，发生在细胞增殖的过程中。
②遗传信息的表达功能：通过转录和翻译完成遗传信息的表达，发生在个体发育的过程中。【典例1】 遗传信息从RNA→RNA途径是对中心法则的补充，下列能够发生该传递途径的生物是(　　)
A．烟草　　　　　 B．烟草花叶病毒
C．噬菌体 D．大肠杆菌
尝试解答________
解析　由RNA→RNA说明发生了RNA的复制，该过程只发生在RNA病毒中。烟草、噬菌体以及大肠杆菌都是以DNA为遗传物质的生物，不存在RNA→RNA途径。
答案　B不同的生物信息流可能不同，同一生物的不同细胞信息流也可能不同。做题时注意生物的种类和细胞的类型，同时注意个别细胞的特殊性。【跟踪训练】
1．下图所示，能在造血干细胞和唾液腺细胞内发生的过程是(　　)
A．前者有①②③，后者有②③
B．两者都有①
C．两者都有①②③
D．两者都有②③
解析　造血干细胞可分裂，其内可发生DNA复制和基因的表达；而唾液腺细胞不能分裂，只能进行基因表达。
答案　A牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下图是花青素的合成与颜色变化途径示意图，图中反映了基因与性状具有怎样的关系？
提示　一种性状可能由几个基因决定；生物的性状受基因决定，还受环境影响；基因可通过控制酶的合成来控制细胞代谢过程，进而控制生物的性状。探究点二　基因与性状的关系基因与性状的关系
(1)基因对性状控制的两种途径
(2)基因与性状的三种对应关系
一个基因决定一种性状，一个基因决定多种性状，多个基因决定一种性状。
(3)性状是基因与环境共同作用的结果。性状由基因决定，同时受环境的影响。【典例2】 如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不可得出的是(　　)
A．精氨酸的合成是由多个基因决定
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程
C．若基因a不表达，则基因b和c也不表达
D．基因表达的产物是蛋白质
尝试解答________
解析　基因是相对独立的遗传物质的结构和功能单位，基因a不表达，不影响基因b和c的表达；基因表达的产物是蛋白质。
答案　C【跟踪训练】
2．豌豆的红花基因不只与一种性状有关，这个基因还控制叶腋的红色斑点，以及种皮的褐色或灰色。该事实说明(　　)
A．基因与性状是一一对应关系
B．一个基因可决定多种性状
C．一种性状可由多个基因决定
D．环境决定性状
解析　由题意可知该红花基因可以决定多个性状。
答案　B第16课时　基因突变
学习目标
1．说明基因突变的特征和原因。2.说明基因突变的意义。
|基础知识|
一、实例—镰刀型细胞贫血症
1．症状　红细胞呈镰刀状，容易破裂，造成严重贫血。
2．病因
(1)直接病因：血红蛋白分子的一个谷氨酸被替换成了缬氨酸，造成血红蛋白结构的改变。
(2)根本病因：血红蛋白基因中T/A被替换成了A/T，造成血红蛋白基因突变。
二、基因突变
1．概念　是指由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起的基因结构的改变。
2．类型
(1)自发突变：是指在没有人为因素干预的情况下基因产生的变异。
(2)人工诱变：是指在人为因素干预的情况下基因产生的变异。
3．特征
(1)低频性：基因突变频率一般为1×10－8～1×10－5。
(2)不定向性：一个基因可以向不同方向发生变异，从而产生一个以上的等位基因。
(3)随机性：可发生在生物个体发育的任何时期，以及细胞内不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。
(4)普遍性：在整个生物界是普遍存在的。
4．意义
是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原始材料。
|自查自纠|
(1)DNA分子中碱基对的缺失、增添或替换一定会引起基因突变(　　)
(2)基因突变会导致染色体上基因的数目发生改变(　　)
(3)一切生物均能够发生基因突变，甚至RNA病毒也能发生基因突变(　　)
(4)基因突变产生的新基因不一定传递给后代(　　)
(5)基因突变一定能导致生物产生一种新的性状(　　)
(6)基因突变增加了基因存在方式的多样性，有利于生物适应新的环境变化(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√
|图解图说|
染色体变异能用显微镜观察到，基因突变无法用显微镜观察。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
基因突变一定会导致生物性状改变吗？
提示：不一定。
探究点一　基因突变的原因、特征及遗传效应
1．DNA分子中碱基对的改变是否一定引起基因突变？基因突变会改变染色体上基因的数量吗？
提示　DNA中非基因片段中碱基对的改变不会引起基因突变，基因突变是一个基因内部发生的碱基对的变化。通过基因突变，会造成染色体某个位置上的基因变为它的等位基因，该染色体上基因的数量不会改变。
2．基因突变后，生物的性状是否一定改变？
提示　由于AA→Aa，新密码子与原密码子决定同一种氨基酸等原因，基因突变不一定导致生物的性状改变。
3．基因突变是不定向的，那么果蝇白眼基因能否突变为灰身基因？
提示　基因突变的不定向性是指一个基因可以向不同的方向变异，产生一个以上的等位基因。所以白眼基因只能突变为其他眼色基因，而不能突变为体色基因。
4．长期生活在低温环境中的生物，是不是容易发生耐寒性突变？
提示　突变的效应并不具有与环境因素相对应的性质，低温不能引起耐寒性突变。
1．基因突变通常发生在DNA复制时期：DNA复制时双螺旋结构解开，稳定性降低，相对容易发生复制错误。
2．基因突变的遗传效应
(1)基因突变对蛋白质的影响
(2)基因突变不一定导致生物性状改变
①基因中不具有转录功能的片段中的“突变”不引起性状改变。
②由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也可能不引起性状的改变。
③隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变(AA→Aa)。
(3)基因突变对子代的影响
①基因突变发生在体细胞中，一般不能遗传，但有些植物可通过无性生殖遗传给子代。
②基因突变发生在生殖细胞中，可通过有性生殖遗传给子代。
3．基因突变与染色体结构变异的区分
基因突变是一个基因内部碱基的种类和数目的变化，不会改变染色体上基因的数目和位置；而染色体结构变异会导致染色体上基因的数量、位置、排列顺序发生改变。
【典例1】 枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：
枯草杆菌
核糖体S12蛋白第55～58位的氨基酸序列
链霉素与核糖体的结合
在含链霉素培养基中的存活率(%)
野生型
…P K P …
能
0
突变型
…P K P …
不能
100
注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸。
下列叙述正确的是(　　)
A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
尝试解答________
解析　根据表中信息可知，链霉素通过与野生型枯草杆菌的核糖体结合，抑制翻译过程，进而起到杀菌作用，突变型枯草杆菌中核糖体S12蛋白氨基酸序列改变，使链霉素不能与核糖体结合，从而对链霉素产生抗性，A选项正确、B选项错误；突变型与野生型相比只是一个氨基酸的不同，因此是碱基对的替换造成的，而非缺失，C选项错误；基因突变具有不定向性，链霉素只是对突变体起筛选作用，D选项错误。
答案　A
【跟踪训练】
1．关于等位基因B和b发生基因突变的叙述，错误的是(　　)
A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C．基因B中的碱基对G－C被碱基对A－T替换可导致基因突变
D．在基因b的—ATGCC—序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析　物理因素如X射线等可提高突变率，B项错误。
答案　B
探究点二　隐性突变与显性突变及实验判断
1．显性基因突变成隐性基因叫________，隐性基因突变成显性基因叫________。
提示　隐性突变　显性突变
2．某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆，经基因检测，该突变性状是某一条染色体上的基因突变所致，设计最简单的实验方案判断是隐性突变还是显性突变？
提示　让突变植株自交，观察子代表现型。若后代出现性状分离，则是显性突变；若后代未出现性状分离，则是隐性突变。
隐性突变与显性突变的实验判断
【典例2】 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使纯合野生型变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为(　　)
A．显性突变
B．隐性突变
C．Y染色体上的基因突变
D．X染色体上的基因突变
尝试解答________
解析　由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。
答案　A
【跟踪训练】
2．经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是(　　)
A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存
B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异
C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变
D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异
解析　突变具有不定向性，不存在主动适应。
答案　A
知识脉络
要点晨背
1.基因突变是由于基因中碱基对的增添、缺失或替换等引起的。
2.基因中碱基数的变化是基因突变，染色体上基因数的变化是染色体结构变异。
3.基因突变通常发生在DNA复制时期，但其他时期也可发生。
4.基因突变具普遍性、随机性、不定向性和低频性。
5.基因突变是新基因产生的唯一途径，是生物变异的根本来源。
1．下列属于可遗传的变异是(　　)
A．将黑发染成的黄发　 B．将直发烫成的卷发
C．营养过剩而肥胖 D．接触紫外线患皮肤癌
解析　“将黑发染成的黄发”、“将直发烫成的卷发”、“营养过剩而肥胖”，都是由环境因素引起的，遗传物质没有发生变化，因此属于不可遗传的变异；皮肤癌是由于基因突变造成的。
答案　D
2．人类镰刀型细胞贫血症的发病原因是基因突变，即控制血红蛋白的基因中一个碱基对T－A替换成了A－T。下列关于这一现象的叙述中，错误的是
A．基因结构发生改变
B．产生新的基因
C．说明基因突变具有可逆性的特点
D．说明基因能控制生物性状
解析　该现象只体现了基因的单方向突变，不能说明可逆性。
答案　C
3．下图表示的是控制正常酶1的基因突变后所引起的氨基酸序列的改变。①、②两种基因突变分别是(　　)
注：字母代表氨基酸
序列上数字表示氨基酸位置
箭头表示突变的位点
A．碱基对的替换　碱基对的缺失
B．碱基对的缺失　碱基对的增添
C．碱基对的替换　碱基对的增添或缺失
D．碱基对的增添或缺失　碱基对的替换
解析　从图中可以看出，突变①只引起一个氨基酸的改变，所以应属于碱基对的替换。突变②引起突变点以后的多种氨基酸的改变，所以应属于碱基对的增添或缺失。
答案　C
4．如下图所示，基因A与a1、a2、a3之间的关系不能说明(　　)
A．基因突变是不定向的
B．等位基因的出现是基因突变的结果
C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化
D．图中基因的遗传将遵循自由组合定律
解析　图中的基因A与a1、a2、a3之间是等位基因的关系，它们的遗传不遵循自由组合定律。
答案　D
5．基因突变既可发生隐性突变，也可发生显性突变。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子________代中能观察到该显性突变的性状；最早在子________代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子________代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。
解析　发生显性突变时，子一代个体(Aa)由于具有了显性基因A，可直接表现突变性状，其自交后，在子二代会获得基因型为AA、Aa的两种显性个体，但无法确定哪一个为纯合体，只有让两种显性个体再分别自交，自交后代不发生性状分离的个体才是显性突变纯合体。发生隐性突变时，子一代个体虽然具有了隐性基因a，但由于基因A的作用，子一代不能表现隐性性状，子一代自交得到的子二代中的基因型为aa的个体才可表现隐性突变性状，具有该突变性状的个体即为隐性突变纯合体。所以，最早在子一代中能观察到该显性突变的性状；最早在子二代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子三代中能分离得到显性突变纯合体(AA)；最早在子二代中能分离得到隐性突变纯合体(aa)。
答案　一　二　三　二
课后跟踪分层训练
(时间：35分钟)
1．下列哪种现象属于生物的可遗传变异(　　)
A．白菜因水肥充足比周围白菜高大
B．变色龙在草地上呈绿色，在树干上呈灰色
C．蝴蝶的幼虫和成虫，其形态结构差别大
D．由同一麦穗上的种子培养出的植株中，有抗锈病的和不抗锈病的
解析　A、B两项中性状的改变都是由外界环境引起的，而蝴蝶的成虫和幼虫，其细胞中遗传物质是完全相同的，只是在不同时期表达不同。
答案　D
2．相同条件下，小麦植株哪一部位的细胞最难产生新的基因(　　)
A．叶肉　　　　　 B．根分生区
C．茎尖 D．花药
解析　新基因是通过基因突变产生的，而基因突变往往发生在DNA分子复制过程中，只有分裂的细胞才进行DNA分子复制，故细胞分裂频率高的组织易产生新基因，不分裂的细胞产生新基因的难度最大。
答案　A
3．人类血管性假血友病基因位于X染色体上，长度180 kb。目前已经发现该病有20多种类型，这表明基因突变具有(　　)
A．不定向性 B．普遍性
C．随机性 D．低频性
解析　由题意知，X染色体同一位点上控制人类血管性假血友病的基因有20多种类型，说明该位点上的基因由于基因突变的不定向性产生多个等位基因。
答案　A
4．下列有关基因突变的说法，错误的是(　　)
A．基因突变容易发生在具有分裂能力的细胞中
B．基因突变可以产生新基因
C．A基因可以突变成a1、a2、a3…，同样a基因也可以突变成A1、A2、A3…
D．基因中一个碱基对发生改变，则一定改变该生物的性状
解析　基因突变不一定导致生物性状改变。
答案　D
5．有关基因突变的叙述，正确的是(　　)
A．不同基因突变的频率是相同的
B．基因突变的方向是由环境决定的
C．一个基因可以向多个方向突变
D．细胞分裂的中期不发生基因突变
解析　基因突变具有不定向性，一个基因可以向多个不同方向突变；基因突变由环境因素诱导，但其不决定基因突变的方向；基因突变是随机的，多发生在间期DNA分子复制时，但在其他时期也可能发生。
答案　C
6．长期接触辐射源，有可能会造成染色体上某基因中缺失一段碱基序列。下列有关叙述，正确的是(　　)
A．生物性状一定改变
B．染色体上基因的数量减少
C．属于染色体变异
D．属于基因突变
解析　根据题意，该变化发生在基因分子内部，应属于基因突变，C项错误；基因突变不一定引起生物性状改变，A项错误；基因突变使基因结构改变，不会改变基因数量，B项错误。
答案　D
7．若基因突变导致mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA及转运的氨基酸发生的变化是(　　)
A．tRNA一定改变，氨基酸一定改变
B．tRNA不一定改变，氨基酸不一定改变
C．tRNA一定改变，氨基酸不一定改变
D．tRNA不一定改变，氨基酸一定改变
解析　因tRNA上反密码子是与mRNA上的密码子配对，故密码子的一个碱基发生替换，对应的tRNA一定改变，又因一种氨基酸可能对应多种密码子，故密码子改变不一定引起氨基酸的改变。
答案　C
8．太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是(　　)
A．太空育种产生的突变总是有益的
B．太空育种产生的性状是定向的
C．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
D．太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
解析　太空育种产生的突变也具有不定向性，多害而少利的特点，与其他诱变方法在本质上是一样的。
答案　D
9．基因发生了突变也不一定引起生物性状的改变，下列哪项不支持该观点(　　)
A．密码子具有简并性
B．有的生物性状不受基因的控制
C．发生突变的部位不编码蛋白质
D．显性纯合子中一个基因突变成隐性基因
解析　由于密码子具有简并性，突变前的密码子虽然和突变后的密码子不同，但是这两种密码子可能决定同一种氨基酸。如果突变的部位不编码蛋白质，则碱基序列改变后可能并不引起蛋白质结构的改变。只要有显性基因存在，都表现显性性状。
答案　B
10．关于等位基因A和a的叙述，错误的是(　　)
A．是通过基因突变得到的
B．含有的碱基数量相等
C．碱基的排列顺序不同
D．位于同源染色体上
解析　碱基对的缺失或增添导致的基因突变，等位基因含有的碱基数量不相等；等位基因位于同源染色体上。
答案　B
11．几种氨基酸可能的密码子如下：甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG；缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG；甲硫氨酸：AUG。经研究发现，在某基因的某位点上发生了一个碱基替换，导致对应位置上的密码子改变，使甘氨酸变为缬氨酸；接着由于另一个碱基的替换，该位置上的氨基酸又由缬氨酸变为甲硫氨酸。则该基因未突变时的氨基酸的密码子应该是(　　)
A．GGG B．GGC
C．GGA D．GGU
解析　缬氨酸因一个碱基替换变为甲硫氨酸，故缬氨酸对应的密码子为GUG；甘氨酸因一个碱基替换变为缬氨酸(GUG)，所以甘氨酸对应的密码子为GGG。
答案　A
12．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是(　　)
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
解析　基因的中部若编码区缺少一个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
答案　A
13．遗传学检测两个人的体细胞中两种基因组成，发现甲为AaB，乙为AABb。对于甲缺少一个基因的原因分析，错误的是(　　)
A．染色体结构变异 B．染色体数目变异
C．基因突变 D．可能是男性
解析　甲缺少一个基因的原因可能是该基因在X染色体上，Y染色体上没有相应的基因或等位基因，也可能是染色体的部分缺失，还有一种可能是该细胞中缺少了一条染色体。基因突变只能改变基因的类型而不能改变基因的数目。
答案　C
14．香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。
(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制，其香味性状的表现是因为______________________________________，导致香味物质积累。
(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如下图所示，则两个亲代的基因型是____________________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为______。
(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释：
①_____ _______________________；
②_______ _____________________。
解析　(1)香味物质积累才能使品种甲的香味性状得到表现，若其细胞中存在参与香味物质代谢的某种酶，则香味物质会被分解转化为其他物质，则香味性状不能得到表现；又因为香味性状受隐性基因a控制，可见，当a基因纯合时，细胞中缺失参与香味物质代谢的这种酶，导致香味物质积累。
(2)根据子代性状分离比判断，亲代的基因型为AaBb×Aabb，子代中会出现1/4的AA,1/2的Aa,1/4的aa，而对于另一对性状，则有1/2的Bb,1/2的bb，子代的自交后代中，有香味抗病纯合子(aaBB)所占的比例为(1/2×1/4＋1/4)×(1/2×1/4)＝3/64。
(3)纯合无香味植株(AA)与有香味植株(aa)杂交，后代中出现具有香味性状的个体，一种原因是基因型为AA的植株产生了含基因a的配子，即发生了基因突变；另一种原因是基因型为AA的植株产生的配子中不含基因A，这是由含基因A的染色体片段缺失导致的。
答案　(1)a基因纯合，参与香味物质代谢的某种酶缺失
(2)Aabb、AaBb　3/64
(3)某一雌配子形成时，基因A突变为基因a
某一雌配子形成时，含基因A的染色体片段缺失
15．某种XY型性别决定的二倍体植株。已知宽叶(A)对窄叶(a)完全显性，抗病(R)对不抗病(r)完全显性，红茎(D)对白茎(d)完全显性。育种工作者应用X射线对一批窄叶不抗病植株的种子进行处理，对长成的植株进行选育，成功获得宽叶抗病的优良个体。
(1)基因A与基因D的本质区别是_______________________________。
(2)上述育种过程所依据的原理是________，该过程中要进行“选育”的原因是________________________________________________________________________。
(3)将宽叶雌株与窄叶雄株进行杂交，得到的子代如下表：
表现型
宽叶雌株
宽叶雄株
窄叶雌株
窄叶雄株
个体数
102
94
97
108
上述亲本中，宽叶植株为________(填“纯合子”或“杂合子”)。依据上述实验结果，有人认为基因A、a位于常染色体上。你认为基因A、a可以位于X染色体上吗？请用遗传图解说明。
(4)已知基因D、d所在染色体会发生部分缺失(如下图所示)，染色体缺失区段不包括D或d基因，也不影响减数分裂过程，但可导致含缺失染色体的花粉不育。若D－和d－表示该基因所在染色体发生部分缺失。现以基因型为Dd－个体作母本，D－d个体作父本，则子代的表现型及其比例为__________。
解析　(1)不同基因的本质区别是其碱基或者脱氧核苷酸的排列顺序不同。(2)通过利用X射线对窄叶不抗病植株的种子进行处理，获得宽叶抗病的优良个体，依据的原理是基因突变，该过程中要对经射线处理的变异对象进行筛选，这是因为变异是不定向的，且变异的结果是多害少利的。(3)将宽叶(显性)雌株与窄叶雄株杂交，由于子代中既有显性个体，又有隐性个体，说明宽叶雌株是杂合体。(4)由于D－和d－基因所在染色体发生部分缺失导致花粉不育，这样以Dd－个体作母本，D－d个体作父本，则卵细胞的基因型是D、d－，具有生殖能力的精子的基因型是d，这样子代的表现型及其比例为红茎雌株∶红茎雄株∶白茎雌株∶白茎雄株＝1∶1∶1∶1。
答案　(1)碱基或者脱氧核苷酸的排列顺序不同
(2)基因突变　基因突变是不定向的，并且有利变异不多
(3)杂合子　可以　遗传图解如下
(4)红茎雌株∶红茎雄株∶白茎雌株∶白茎雄株＝1∶1∶1∶1
16．(实验探究)芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刀板，为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。请回答下列问题：
(1)仅从染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有______种，比例为______。
(2)有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是因为基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶石刀板出现的原因
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表现型。
若______________________，则为__________________。
若______________________，则为__________________。
(4)已经知道阔叶是显性突变导致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌石刀板与阔叶雄株杂交，你能否推断该技术人员此实验的意图。__________________________。
若杂交实验结果出现___________________，养殖户的心愿可以实现。
解析　(1)由于芦笋为XY型性别决定，雄性植株的染色体组成为XY，减数分裂产生的精子类型有2种，即X∶Y＝1∶1。(2)染色体变异在显微镜下可观察到，基因突变在显微镜下观察不到。因此，区分染色体变异与基因突变的最简单的方法是取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区细胞制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变。(3)选用多株阔叶突变型石刀板雌雄株相交，若杂交后代出现了野生型，则阔叶植株的出现为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型，则阔叶植株的出现为隐性突变所致。(4)选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型和突变型雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。故该技术人员此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。
答案　(1)2　1∶1　(2)取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区细胞制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变
(3)后代出现窄叶　显性突变　后代都为阔叶　隐性突变　(4)通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上　后代雌株都为阔叶，雄株为窄叶
课件25张PPT。第16课时　基因突变学习目标
1．说明基因突变的特征和原因。2.说明基因突变的意义。一、实例—镰刀型细胞贫血症
1．症状　红细胞呈_______，容易破裂，造成严重贫血。
2．病因|基础知识|镰刀状 (1)直接病因：血红蛋白分子的一个________被替换成了________，造成血红蛋白结构的改变。
(2)根本病因：血红蛋白基因中T/A被替换成了______，造成血红蛋白基因突变。
二、基因突变
1．概念　是指由DNA分子中碱基对的__________________等引起的__________的改变。
2．类型
(1)自发突变：是指在没有______________的情况下基因产生的变异。
(2)__________：是指在人为因素干预的情况下基因产生的变异。谷氨酸 缬氨酸 A/T 增添、缺失或替换 基因结构 人为因素干预 人工诱变 3．特征
(1)低频性：基因突变频率一般为__________________。
(2)不定向性：一个基因可以向__________发生变异，从而产生一个以上的__________。
(3)随机性：可发生在生物个体发育的__________，以及细胞内不同的__________上或同一DNA分子的__________上。
(4)普遍性：在整个生物界是普遍存在的。
4．意义
是生物变异的__________来源，为生物进化提供了__________。1×10－8～1×10－5 不同方向 等位基因 任何时期 DNA分子 不同部位 根本 原始材料 (1)DNA分子中碱基对的缺失、增添或替换一定会引起基因突变(　　)
(2)基因突变会导致染色体上基因的数目发生改变(　　)
(3)一切生物均能够发生基因突变，甚至RNA病毒也能发生基因突变(　　)
(4)基因突变产生的新基因不一定传递给后代(　　)
(5)基因突变一定能导致生物产生一种新的性状(　　)
(6)基因突变增加了基因存在方式的多样性，有利于生物适应新的环境变化(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√|自查自纠||图解图说|_____________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________基因突变一定会导致生物性状改变吗？
提示：不一定。1．DNA分子中碱基对的改变是否一定引起基因突变？基因突变会改变染色体上基因的数量吗？
提示　DNA中非基因片段中碱基对的改变不会引起基因突变，基因突变是一个基因内部发生的碱基对的变化。通过基因突变，会造成染色体某个位置上的基因变为它的等位基因，该染色体上基因的数量不会改变。
2．基因突变后，生物的性状是否一定改变？
提示　由于AA→Aa，新密码子与原密码子决定同一种氨基酸等原因，基因突变不一定导致生物的性状改变。探究点一　基因突变的原因、特征及遗传效应3．基因突变是不定向的，那么果蝇白眼基因能否突变为灰身基因？
提示　基因突变的不定向性是指一个基因可以向不同的方向变异，产生一个以上的等位基因。所以白眼基因只能突变为其他眼色基因，而不能突变为体色基因。
4．长期生活在低温环境中的生物，是不是容易发生耐寒性突变？
提示　突变的效应并不具有与环境因素相对应的性质，低温不能引起耐寒性突变。1．基因突变通常发生在DNA复制时期：DNA复制时双螺旋结构解开，稳定性降低，相对容易发生复制错误。
2．基因突变的遗传效应
(1)基因突变对蛋白质的影响(2)基因突变不一定导致生物性状改变
①基因中不具有转录功能的片段中的“突变”不引起性状改变。
②由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也可能不引起性状的改变。
③隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变(AA→Aa)。
(3)基因突变对子代的影响
①基因突变发生在体细胞中，一般不能遗传，但有些植物可通过无性生殖遗传给子代。 ②基因突变发生在生殖细胞中，可通过有性生殖遗传给子代。
3．基因突变与染色体结构变异的区分
基因突变是一个基因内部碱基的种类和数目的变化，不会改变染色体上基因的数目和位置；而染色体结构变异会导致染色体上基因的数量、位置、排列顺序发生改变。【典例1】 枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：下列叙述正确的是(　　)
A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
尝试解答________解析　根据表中信息可知，链霉素通过与野生型枯草杆菌的核糖体结合，抑制翻译过程，进而起到杀菌作用，突变型枯草杆菌中核糖体S12蛋白氨基酸序列改变，使链霉素不能与核糖体结合，从而对链霉素产生抗性，A选项正确、B选项错误；突变型与野生型相比只是一个氨基酸的不同，因此是碱基对的替换造成的，而非缺失，C选项错误；基因突变具有不定向性，链霉素只是对突变体起筛选作用，D选项错误。
答案　A【跟踪训练】
1．关于等位基因B和b发生基因突变的叙述，错误的是(　　)
A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C．基因B中的碱基对G－C被碱基对A－T替换可导致基因突变
D．在基因b的—ATGCC—序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析　物理因素如X射线等可提高突变率，B项错误。
答案　B1．显性基因突变成隐性基因叫________，隐性基因突变成显性基因叫________。
提示　隐性突变　显性突变
2．某野生矮茎豌豆种群中发现了几株高茎豌豆，经基因检测，该突变性状是某一条染色体上的基因突变所致，设计最简单的实验方案判断是隐性突变还是显性突变？
提示　让突变植株自交，观察子代表现型。若后代出现性状分离，则是显性突变；若后代未出现性状分离，则是隐性突变。探究点二　隐性突变与显性突变及实验判断隐性突变与显性突变的实验判断【典例2】 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使纯合野生型变为突变型。让该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为(　　)
A．显性突变
B．隐性突变
C．Y染色体上的基因突变
D．X染色体上的基因突变
尝试解答________解析　由于这只野生型雄鼠为纯合子，而突变型雌鼠有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即该突变为显性突变，突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。
答案　A【跟踪训练】
2．经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是(　　)
A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存
B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异
C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变
D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异
解析　突变具有不定向性，不存在主动适应。
答案　A第17课时　基因重组、基因工程及应用
学习目标
1．阐明基因重组概念、类型及意义。2.概述基因工程及应用。
|基础知识|
一、基因重组
1．概念
生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合的过程。
2．类型
类型
发生时期
发生原因
自由组合型
减Ⅰ后期
非同源染色体自由组合导致非同源染色体上的非等位基因自由组合
交叉互换型
减Ⅰ前期
四分体的非姐妹染色单体的交叉互换导致同源染色体上的非等位基因重组
3.意义
基因重组能够产生新的表现型，既是生物进化的源泉，也是形成生物多样性的重要原因之一。
二、基因工程及应用
1．概念
基因工程又叫重组DNA技术，是指将从一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的技术。
2．工具
(1)限制酶：能够识别特定的核苷酸序列，在特定的位点上切割DNA分子。
(2)DNA连接酶：能将DNA片段连接在一起。
(3)运载体：将外源基因送入受体细胞的专门运输工具，如质粒、噬菌体等。
3．过程
4．应用　生产某些特殊蛋白质、转基因生物等。
|自查自纠|
(1)基因重组发生在有丝分裂和减数分裂的过程中(　　)
(2)四分体的姐妹染色单体交叉互换可引起等位基因重组(　　)
(3)减Ⅰ后期，等位基因分离，非等位基因均自由组合(　　)
(4)基因突变可产生新基因，基因重组不能产生新基因(　　)
(5)基因工程的工具酶包括限制酶、DNA连接酶和运载体(　　)
(6)对待转基因技术应趋利避害，不能因噎废食(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
|图解图说|
★限制酶的“剪切”与DNA连接酶的“缝合”作用。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
★转基因抗虫棉，专门破坏害虫的消化系统，导致其死亡。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
基因工程中，为什么目的基因在不同物种中均能成功表达？
提示：不同的生物共同一套遗传密码。
探究点一　基因重组
1．基因重组是指在生物体进行________的过程中，________的基因的重新组合；下图发生了基因重组的是______过程。
提示　有性生殖　控制不同性状　④⑤
2．下图为基因型AaBb的两个精原细胞，甲产生的配子类型为____________；不发生交叉互换时乙产生的配子类型为____________，发生交叉互换时乙产生的配子类型是____________。
提示　AB、ab或Ab、aB　AB和ab　AB、ab、Ab、aB
1．能够发生基因重组的是“非等位基因”，同源染色体上的非等位基因通过交叉互换实现重组，非同源染色体上的非等位基因通过非同源染色体的自由组合实现重组。雌雄配子随机结合以及Aa自交形成aa均不属于基因重组。
2．肺炎双球菌转化、转基因技术属于广义的基因重组。
3．基因重组只是原有基因的重新组合，不能产生新基因、新性状，但会产生新基因型、新表现型。
【典例1】 以下各项发生了基因重组的是(　　)
A．基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离
B．雌、雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体
C．YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型
D．同卵双生姐妹间性状出现差异
尝试解答________
解析　一对等位基因无法发生基因重组，A错误；基因重组发生在减数第一次分裂而非受精作用过程中，B错误；基因重组指在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合，C正确；同卵双生姐妹遗传物质相同，其性状出现差异是由基因突变、环境等引起的，D错误。
答案　C
【跟踪训练】
1．下图为某二倍体生物细胞内的同源染色体对数的变化曲线。基因重组最可能发生在(　　)
A．AB段　　　　 B．CD段
C．FG段 D．HI段
解析　由题图可知，CD段细胞内同源染色体的对数加倍，为有丝分裂后期，A～F为有丝分裂过程；GH段细胞内没有了同源染色体，因此FG段为减数第一次分裂过程，HI段为减数第二次分裂过程；基因重组发生在减数第一次分裂四分体时期和后期。
答案　C
探究点二　基因重组与基因突变、染色体变异
1．下列图甲、图乙是二倍体生物细胞分裂图，分析回答：
(1)甲图细胞的变异类型是________。
(2)若亲本为AABbDd，乙图细胞的变异类型是__________________；若亲本为AABBDd，乙图细胞的变异类型是________________。
2．下图是雄果蝇体细胞染色体组成图，若Ⅰ和Ⅱ部分片段互换，变异类型是__________；若X和Y部分对应片段互换，变异类型是______________。
提示　1.(1)基因突变　(2)基因突变或基因重组　基因突变　2.染色体结构变异　基因重组
1．基因重组只能发生在减数分裂过程中，基因突变和染色体变异在减数分裂和有丝分裂过程中均可发生。
2．原核生物和病毒的可遗传变异来源只能是基因突变，不可能发生基因重组和染色体变异。
3．新基因产生的唯一途径是基因突变。
4．只有染色体变异可用光镜检出。
5．交叉互换是同源染色体间的对应片段互换，易位是非同源染色体间的片段互换。
6．染色体上基因数量改变是染色体结构变异，基因中碱基数量改变是基因突变。
【典例2】 下图为一个基因型为 AaBb(两对基因独立遗传)的精原细胞产生的两个次级精母细胞的分裂图形，则该减数分裂过程发生了(　　)
A．交叉互换与姐妹染色单体未分离
B．交叉互换与同源染色体未分离
C．基因突变与同源染色体未分离
D．基因突变与姐妹染色单体未分离
尝试解答________
解析　由于精原细胞的基因型为 AaBb(两对基因独立遗传)，左图中上面两个染色体相同位置上的基因是 A 和 a，而右图中相应基因也为 A、a，所以是由于交叉互换导致的，右图中能明显看出姐妹染色单体分开形成的染色体未分离。
答案　A
【跟踪训练】
2．下图①和②表示发生在常染色体上的变异，①和②所表示的变异类型分别属于(　　)
A．基因重组和易位
B．易位和易位
C．易位和基因重组
D．基因重组和基因重组
解析　根据图中染色体的变化正确区分变异的类型。①中发生的是同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组；②中发生的是非同源染色体之间片段的交换，属于易位。
答案　A
知识脉络
要点晨背
1.基因重组中的基因是指非等位基因，发生在有性生殖过程中。
2.狭义的基因重组包括交叉互换和自由组合两种类型，广义的还包括基因工程。
3.交叉互换发生在同源染色体间，易位发生在非同源染色体间。
4.基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、运载体。
1．下列情况引起的变异属于基因重组的是(　　)
A．同源染色体上非等位基因的自由组合
B．一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
C．同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换
D．DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变
解析　基因重组有三种情况：一是在减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换；二是减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合；三是基因工程。
答案　C
2．利用月季花的枝条扦插和利用月季花的种子播种均能产生后代，下列关于二者变异来源的叙述，正确的是(　　)
A．前者不会发生变异，后者有较大的变异性
B．前者一定不会发生基因重组，后者可能发生基因重组
C．前者一定不会发生基因突变，后者可能发生基因突变
D．前者一定不会因环境影响发生变异，后者可能因环境影响发生变异
解析　基因重组发生在进行有性生殖的生物通过减数分裂产生配子的过程中。扦插属于无性生殖，其变异来源不可能是基因重组，种子繁殖属于有性生殖，变异可以来自基因重组。扦插和种子繁殖的变异来源都有基因突变，还受环境的影响。
答案　B
3．下列甲、乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于(　　)
A．基因重组，不可遗传变异
B．基因重组，基因突变
C．基因突变，不可遗传变异
D．基因突变，基因重组
解析　由甲过程中产生了含a的精子可以判断发生了基因突变；由乙过程产生了两种配子，可以判断在减数第一次分裂时发生了非同源染色体的非等位基因自由组合，导致基因重组。
答案　D
4．两个核酸片段在适宜的条件下，经X酶的作用，发生下列变化(如图)，则X酶是(　　)
A．DNA连接酶　 B．RNA聚合酶
C．DNA聚合酶 D．限制性核酸内切酶
解析　题图所示的是把两个具有相同黏性末端的DNA分子片段间的磷酸和脱氧核糖连在一起，所以需要DNA连接酶。
答案　A
5．下列有关转基因生物安全性的叙述，错误的是(　　)
A．转基因生物不会对人类造成危害
B．我国已经对转基因食品和农产品强制实施了产品标识制度
C．开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提
D．目前人们最为关注的是转基因食品的安全性
解析　转基因技术是一把双刃剑，有利有弊。
答案　A
课后跟踪分层训练
(时间：35分钟)
1．以下几种生物，其可遗传的变异既可来自基因突变，又可来自基因重组的是(　　)
A．蓝藻　　　　　　 B．噬菌体
C．烟草花叶病毒 D．豌豆
解析　基因突变可以发生在所有生物中，而基因重组只发生在进行有性生殖的生物中；病毒和原核生物都无法进行有性生殖，所以无法发生基因重组，而豌豆可以进行有性生殖，所以豌豆既可以发生基因突变，又可以发生基因重组。
答案　D
2．下列关于基因突变与基因重组的叙述，错误的是(　　)
A．基因突变可产生新基因
B．基因重组可产生新性状
C．基因重组可产生新基因型
D．二者均属可遗传变异
解析　只有基因突变才可产生新基因，新性状。
答案　B
3．下列各选项中能够体现基因重组的是(　　)
A．利用人工诱变的方法获得青霉素高产菌株
B．利用基因工程手段培育生产人干扰素的大肠杆菌
C．在海棠枝条上嫁接苹果的芽，海棠和苹果之间实现基因重组
D．二倍体与四倍体杂交后获得的三倍体无子西瓜
解析　青霉素高产菌株的获得是基因突变的结果；大肠杆菌生产人干扰素是通过转基因实现的，属于基因重组；在海棠枝条上嫁接苹果的芽，海棠和苹果的遗传物质均没有改变；无子西瓜的培育利用了染色体数目变异的原理。
答案　B
4．以下有关基因重组的叙述，错误的是(　　)
A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B．非姐妹染色单体的交换可引起基因重组
C．纯合子自交因基因重组导致子代性状分离
D．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关
解析　纯合子自交后代不发生性状分离。
答案　C
5．在有丝分裂和减数分裂的过程中，不能同时存在的变异是(　　)
A．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或替换，导致基因突变
B．非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组
C．非同源染色体之间交换部分片段，导致染色体结构变异
D．着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异
解析　非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组仅发生在减Ⅰ过程中；有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期DNA复制过程中均可发生基因突变；C、D两项中导致的染色体结构、数目变异在有丝分裂和减数分裂过程中均可发生。
答案　B
6．如图表示某哺乳动物体内正在进行分裂的一个细胞，该细胞(　　)
A．一定发生过基因突变
B．一定发生过交叉互换
C．含有4个染色体组
D．分裂产生的成熟生殖细胞有两种
解析　该细胞发生过基因突变，含两个染色体组，分裂产生的成熟生殖细胞只有一种，其余为极体。
答案　A
7．下图中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是(　　)
A．只有a、b过程能发生基因突变
B．基因重组主要是通过c和d来实现的
C．b和a的主要差异之一是同源染色体的联会
D．d和b的主要差异之一是姐妹染色单体的分离
解析　a过程表示有丝分裂，b过程表示减数分裂，c过程表示受精作用，d过程表示个体发育过程(细胞分裂和分化)。基因突变可发生在个体发育的任何时期，但主要集中在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。基因重组发生在减数分裂过程中。减数分裂和有丝分裂的主要差异在于减数分裂过程中发生同源染色体的联会、分离及同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。
答案　C
8．下列实践活动包含基因工程技术的是(　　)
A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种
B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经植物组织培养获得抗病植株
D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆
解析　基因工程的实质在于实现“外源基因”在受体细胞中的表达。
答案　C
9．科学家发现种植转抗除草剂基因作物后，附近许多与其亲缘关系较近的野生植物也获得了抗除草剂性状。这些野生植物的抗性变异来源于(　　)
A．基因突变　　 B．染色体数目变异
C．基因重组 D．染色体结构变异
解析　根据题意分析可知：转抗除草剂基因作物与其亲缘关系较近的野生植物杂交，其变异属于基因重组，A、B、D错误，C正确。
答案　C
10．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是(　　)
A．用限制性内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体
C．将重组DNA分子导入烟草细胞
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析　限制酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。
答案　A
11．A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有部分来自其他染色体的片段，如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．A和a、B和b均符合基因的分离定律
B．可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象
C．染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组
D．同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换后可能产生4种配子
解析　1号和2号是一对同源染色体，1号染色体上有部分来自其他染色体的片段，是属于染色体结构变异，故C项错误。
答案　C
12．下图为某哺乳动物某个DNA分子中控制毛色的a、b、c三个基因的分布状况，其中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是(　　)
A．c基因碱基对缺失，属于染色体变异
B．在减数分裂四分体时期的交叉互换，可发生在a、b之间
C．Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换，属于基因突变
D．基因与性状之间并不都是一一对应关系
解析　c基因碱基对缺失、增添或替换，属于基因突变；在减数分裂四分体时期的交叉互换，是发生在同源染色体非姐妹染色单体之间的；Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列，Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换，不会引起基因结构的改变，因此不属于基因突变；一个性状可以由一对基因控制，也可以由多对基因控制，还会受到环境的影响。
答案　D
13．某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是(　　)
A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B
B．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4发生分离
C．减数分裂后产生了BB、Bb、bb三种类型的雄配子
D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换
解析　正常情况下该植物只能产生白色隐性基因b的配子，测交后代不能出现红色性状；若考虑变异，如果出现基因突变b→B，则后代会出现红色性状，但在自然状态下基因突变频率是很低的，因而出现的数量极其少，而达不到题干信息中要求的“部分”表现为红色性状的要求。而根据基因重组——四分体时期非姐妹染色单体发生交叉互换可知，染色单体3或4上的红色显性基因B和染色单体1或2上的白色隐性基因b可发生交换，因而能够产生含有红色显性基因B的配子，则后代会出现红色性状，故选择D。
答案　D
14．某地区生长的野生植物类群中出现了许多变异植株。请分析回答下列有关问题：
(1)植株的可遗传变异类型中，只能发生在减数分裂过程中的是________________。
(2)部分变异植株与正常植株相比，茎秆粗壮，营养物质含量明显增加，原因是环境因素影响了这些植株有丝分裂中________的形成，导致了________成倍地增加而引起的。
(3)某种植物有甲、乙两株突变体，对它们同一基因形成的信使RNA进行检测，发现甲的第二个密码子中第二个碱基C变为U，乙的第二个密码子中第二个碱基前多了一个U，则与正常植株相比________的性状变化大。
(4)某植株产生了一种新的抗病基因，要将该基因提取出来，应用________________酶处理它的DNA分子，这种酶的作用部位是________________。
(5)目前，基因工程中常用的运载体有______________________。
解析　(1)植物在通过减数分裂形成配子的过程中，会发生基因重组，而在有丝分裂中不能发生基因重组。(2)环境因素(如低温)可影响有丝分裂过程中纺锤体的形成，形成多倍体。(3)甲的第二个密码子中第二个碱基C变U，属于基因突变中的替换，只改变一个氨基酸或不改变；乙的第二个密码子中第二个碱基前多了一个U，属于基因突变中的增添，插入位置前不影响，影响插入后的所有氨基酸序列，因此乙与正常植株相比，性状变化较大。(4)从DNA分子中获取目的基因要用限制酶，其作用部位是磷酸二酯键。(5)目前常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。
答案　(1)基因重组　(2)纺锤体　染色体组　(3)乙　(4)限制　磷酸二酯键　(5)质粒、噬菌体、动植物病毒等
15．科学家利用基因工程技术，将人胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产了人胰岛素，操作过程如图所示：
(1)①过程所使用的酶与获取胰岛素基因所使用的酶________(填“相同”或“不同”)。
(2)②过程使用的酶是_____，它的作用是使质粒与目的基因结合形成________________分子。
(3)在基因工程中③的目的是_________________________________________。
(4)在基因工程中的目的基因的表达和检测中是通过看大肠杆菌是否产生________实现的。
(5)大肠杆菌合成人胰岛素的过程可以表示为__________________________________(用箭头和简要文字作答)。
解析　(1)获取目的基因和切割质粒使用的是同一种限制酶，这样可以获得相同的黏性末端。(2)②过程表示目的基因(人胰岛素基因)与运载体(质粒)结合成重组DNA分子的过程。(3)③表示将目的基因导入受体细胞(大肠杆菌)的过程。(4)如果要检测人胰岛素基因是否在大肠杆菌内表达，应检测是否有人胰岛素产生。(5)大肠杆菌合成人胰岛素的过程是人胰岛素基因表达的过程，包括转录和翻译。
答案　(1)相同
(2)DNA连接酶　重组DNA(或重组质粒)
(3)将目的基因导入受体细胞
(4)人胰岛素
(5)DNA(基因)mRNA蛋白质
16．图甲表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a～d表示4种基因突变。a丢失T/A，b由T/A变为C/G，c由T/A变为G/C，d由G/C变为A/T。假设4种突变都单独发生。图乙表示基因组成为AaBb的个体的细胞分裂某时期图像。图丙表示细胞分裂过程中mRNA的含量(虚线)和每条染色体所含DNA分子数的变化(实线)。请回答下列问题。[可能用到的密码子：天冬氨酸(GAC、GAU)，甘氨酸(GGU、GGG)，甲硫氨酸(AUG)，终止密码子(UAG)]
(1)图甲中①过程所需的酶主要有_________。
(2)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是______________________________，在a突变点附近再丢失____个碱基对对氨基酸序列的影响最小。
(3)图甲中____突变对性状无影响，其意义是__________________________。
(4)导致图乙中染色体上B、b不同的原因属于____________________(变异类型)。
(5)诱发基因突变的时期一般处于图丙中的______阶段，而基因重组一般发生于______阶段。(填图中字母)
解析　(1)图甲中①过程属于转录，是以DNA为模板合成RNA的过程，所需的酶主要是RNA聚合酶。(2)在题干最后提供的密码子中没有与a突变后第2个密码子UAU对应的，但从已知的正常情况下mRNA的翻译中得知，它与酪氨酸对应。为了不破坏其他密码子的完整性，所以再减少2个碱基对对氨基酸序列的影响是最小的。(3)b突变后的密码子为GAC，仍与天冬氨酸相对应。(4)图乙中的细胞处于减数第二次分裂后期，分开前姐妹染色单体上的相同位置基因不同，可能是复制时发生了基因突变，也可能是减Ⅰ四分体时期发生了交叉互换。(5)基因突变一般发生于DNA复制时，即分裂间期中的S期，而基因重组发生于减Ⅰ过程中。
答案　(1)RNA聚合酶
(2)天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸　2
(3)b　有利于维持生物遗传性状的相对稳定
(4)基因突变或基因重组
(5)b　d
课件23张PPT。第17课时　基因重组、基因工程及应用学习目标
1．阐明基因重组概念、类型及意义。2.概述基因工程及应用。一、基因重组
1．概念
生物体在进行__________的过程中，控制不同性状的基因__________的过程。
2．类型|基础知识|有性生殖 重新组合 减Ⅰ后期 非同源染色体上的非等位基因 3．意义
基因重组能够产生新的__________，既是__________的源泉，也是形成_____________的重要原因之一。减Ⅰ前期 同源染色体上的非等位 表现型 生物进化 生物多样性 二、基因工程及应用
1．概念
基因工程又叫重组DNA技术，是指将从一个生物体内分离得到或人工合成的__________导入另一个生物体中，使后者获得新的__________或表达所需要的产物的技术。
2．工具
(1)限制酶：能够识别____________________，在特定的位点上________________。
(2)DNA连接酶：能将__________连接在一起。
(3)运载体：将外源基因送入受体细胞的专门运输工具，如______________等。目的基因 遗传性状 特定的核苷酸序列 切割DNA分子 DNA片段 质粒、噬菌体 3．过程
4．应用　生产某些特殊蛋白质、转基因生物等。(1)基因重组发生在有丝分裂和减数分裂的过程中(　　)
(2)四分体的姐妹染色单体交叉互换可引起等位基因重组(　　)
(3)减Ⅰ后期，等位基因分离，非等位基因均自由组合(　　)
(4)基因突变可产生新基因，基因重组不能产生新基因(　　)
(5)基因工程的工具酶包括限制酶、DNA连接酶和运载体(　　)
(6)对待转基因技术应趋利避害，不能因噎废食(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√|自查自纠|★限制酶的“剪切”与DNA连接酶的“缝合”作用。
_____________________________________________________|图解图说|★转基因抗虫棉，专门破坏害虫的消化系统，导致其死亡。
_____________________________________________________
_____________________________________________________基因工程中，为什么目的基因在不同物种中均能成功表达？
提示：不同的生物共同一套遗传密码。1．基因重组是指在生物体进行________的过程中，________的基因的重新组合；下图发生了基因重组的是______过程。
提示　有性生殖　控制不同性状　④⑤探究点一　基因重组2．下图为基因型AaBb的两个精原细胞，甲产生的配子类型为____________；不发生交叉互换时乙产生的配子类型为____________，发生交叉互换时乙产生的配子类型是____________。
提示　AB、ab或Ab、aB　AB和ab　AB、ab、Ab、aB1．能够发生基因重组的是“非等位基因”，同源染色体上的非等位基因通过交叉互换实现重组，非同源染色体上的非等位基因通过非同源染色体的自由组合实现重组。雌雄配子随机结合以及Aa自交形成aa均不属于基因重组。
2．肺炎双球菌转化、转基因技术属于广义的基因重组。
3．基因重组只是原有基因的重新组合，不能产生新基因、新性状，但会产生新基因型、新表现型。【典例1】 以下各项发生了基因重组的是(　　)
A．基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离
B．雌、雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体
C．YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型
D．同卵双生姐妹间性状出现差异
尝试解答________
解析　一对等位基因无法发生基因重组，A错误；基因重组发生在减数第一次分裂而非受精作用过程中，B错误；基因重组指在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合，C正确；同卵双生姐妹遗传物质相同，其性状出现差异是由基因突变、环境等引起的，D错误。
答案　C【跟踪训练】
1．下图为某二倍体生物细胞内的同源染色体对数的变化曲线。基因重组最可能发生在(　　)
A．AB段　　　　 B．CD段
C．FG段 D．HI段解析　由题图可知，CD段细胞内同源染色体的对数加倍，为有丝分裂后期，A～F为有丝分裂过程；GH段细胞内没有了同源染色体，因此FG段为减数第一次分裂过程，HI段为减数第二次分裂过程；基因重组发生在减数第一次分裂四分体时期和后期。
答案　C1．下列图甲、图乙是二倍体生物细胞分裂图，分析回答：
(1)甲图细胞的变异类型是________。
(2)若亲本为AABbDd，乙图细胞的变异类型是__________________；若亲本为AABBDd，乙图细胞的变异类型是________________。探究点二　基因重组与基因突变、染色体变异2．下图是雄果蝇体细胞染色体组成图，若Ⅰ和Ⅱ部分片段互换，变异类型是__________；若X和Y部分对应片段互换，变异类型是______________。
提示　1.(1)基因突变　(2)基因突变或基因重组　基因突变　2.染色体结构变异　基因重组1．基因重组只能发生在减数分裂过程中，基因突变和染色体变异在减数分裂和有丝分裂过程中均可发生。
2．原核生物和病毒的可遗传变异来源只能是基因突变，不可能发生基因重组和染色体变异。
3．新基因产生的唯一途径是基因突变。
4．只有染色体变异可用光镜检出。
5．交叉互换是同源染色体间的对应片段互换，易位是非同源染色体间的片段互换。
6．染色体上基因数量改变是染色体结构变异，基因中碱基数量改变是基因突变。【典例2】 下图为一个基因型为 AaBb(两对基因独立遗传)的精原细胞产生的两个次级精母细胞的分裂图形，则该减数分裂过程发生了(　　)
A．交叉互换与姐妹染色单体未分离
B．交叉互换与同源染色体未分离
C．基因突变与同源染色体未分离
D．基因突变与姐妹染色单体未分离
尝试解答________解析　由于精原细胞的基因型为 AaBb(两对基因独立遗传)，左图中上面两个染色体相同位置上的基因是 A 和 a，而右图中相应基因也为 A、a，所以是由于交叉互换导致的，右图中能明显看出姐妹染色单体分开形成的染色体未分离。
答案　A【跟踪训练】
2．下图①和②表示发生在常染色体上的变异，①和②所表示的变异类型分别属于(　　)
A．基因重组和易位
B．易位和易位
C．易位和基因重组
D．基因重组和基因重组
解析　根据图中染色体的变化正确区分变异的类型。①中发生的是同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组；②中发生的是非同源染色体之间片段的交换，属于易位。
答案　A课件24张PPT。第18课时　关注人类遗传病学习目标
1．概述人类遗传病的类型。2.举例说出单基因遗传病和多基因遗传病。3.说出人类遗传病监测和预防方法。4.学会利用系谱图判断单基因遗传病的遗传方式。一、人类遗传病|基础知识|单基因遗传病 镰刀型细胞贫
血 抗维生素D佝偻病 多基因遗传病 原发性高血压 二、遗传病的监测和预防
主要措施有______________、婚前检查、__________、临床诊断、实验室诊断等。常染色体遗传病 21三体综合征 性染色体遗传病 性腺发育不全综合征 禁止近亲结婚 遗传咨询 (1)遗传病是由于基因突变或染色体变异造成遗传物质改变引起的(　　)
(2)孕妇缺碘导致的新生儿先天性呆小症属于遗传病(　　)
(3)猫叫综合征是人类5号染色体部分缺失造成的，属于常染色体遗传病(　　)
(4)21三体综合征患者体细胞中的染色体组成一定是47＋X(　　)|自查自纠|(5)近亲结婚可造成后代患隐性遗传病的概率明显增加(　　)
(6)婚前检查是国家富强和家庭幸福的重要前提，我国施行强制婚检制(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×产前诊断对确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病非常重要。
_____________________________________________________
_____________________________________________________|图解图说|★羊水穿刺检测：常用于产前诊断胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。
_____________________________________________________
_____________________________________________________一对夫妇，妻子是色盲患者，为优生优育，应对其进行怎样的优生指导？
提示：选择生女孩。1．遗传病患者是否一定携带致病基因？举例说明。
提示　不一定。基因遗传病患者携带致病基因，染色体遗传病患者不携带致病基因。探究点一　遗传病的致病机理分析2．先天性睾丸发育不全综合征患者体细胞的染色体组成是47、XXY，是父方精子异常还是母方卵细胞异常造成的？是减Ⅰ异常还是减Ⅱ异常？
提示　一种可能是父方减Ⅰ后期异常，形成异常精子XY所致，另一种可能是母方减Ⅰ后期或减Ⅱ后期异常，形成异常卵细胞XX所致。
3．香港脚(脚气)、艾滋病属于遗传病吗？
提示　香港脚是感染真菌造成的，艾滋病是感染HIV造成的，患者只是感染了病原体，但遗传物质没有改变，不属于遗传病。(1)遗传病是因受精卵或生殖细胞所携带的遗传物质异常所引起的子代的性状异常。
(2)遗传病是由基因突变或染色体变异引起的，染色体变异引起的染色体遗传病患者不携带致病基因。
(3)先天性疾病和家族性疾病不一定是遗传病，遗传病也不一定是先天性疾病和家族性疾病，病原体感染引起的传染病不是遗传病。【典例1】 下列属于遗传病的是(　　)
A．孕妇缺碘，导致出生的婴儿患先天性呆小症
B．由于缺少维生素A，父亲和儿子均得了夜盲症
C．一男40岁发现自己开始秃顶，据了解他的父亲在40岁左右也开始秃顶
D．一家三口，由于未注意卫生，在同一时间内均患有甲型肝炎
尝试解答________
解析　遗传病是由于遗传物质的改变而引起的。外界因素的影响，如缺碘、缺少维生素A造成的呆小症和夜盲症都不是遗传病，A、B错误；甲型肝炎属于传染病，D错误。
答案　C【跟踪训练】
1．通过对胎儿或新生儿的体细胞组织切片观察难以发现的遗传病是(　　)
A．红绿色盲　　　　　 B．21三体综合征
C．镰刀型细胞贫血症 D．性腺发育不良
解析　红绿色盲是基因突变导致，利用组织切片观察难以发现；21三体综合征又称先天性愚型或唐氏综合征，是由于常染色体变异引起的遗传病，即第21号染色体的三体现象；镰刀型细胞贫血症可以镜检红细胞呈镰刀状；性腺发育不良也叫特纳氏综合征，XO型，即缺少一条X染色体，属于性染色体遗传病，可以镜检识别。
答案　A1．单基因遗传病的遗传方式、遗传特点及实例探究点二　单基因遗传病遗传方式的判定白化病男女患者相当连续遗传多指症男患者多于女患者一般隔代遗传红绿色盲女患者多于男患者连续遗传男患者的母女均患病抗维生素D佝偻病患者全是男性外耳道多毛症2．下图是甲病和乙病的遗传系谱图：(1)甲遗传病的遗传方式是什么？简述判定理由。
提示　Ⅱ3和Ⅱ4正常，而Ⅲ8患病，甲病应是隐性遗传病(无中生有是隐性)；若甲病是伴X隐性遗传病，女患者Ⅲ8的父亲必定患甲病，与图不符，故甲病是常染色体隐性遗传病。(也可据Ⅱ5×Ⅱ6→Ⅲ9判定)
(2)能不能确定乙遗传病的遗传方式？若不能，有哪些可能？
提示　Ⅱ5、Ⅱ6正常，而Ⅲ10患病，乙病应是隐性遗传病(无中生有是隐性)，但基因位置不确定，故乙病可能是伴X隐性遗传病或常染色体隐性遗传病。“三看”判定遗传病的遗传方式
(1)一看是否是伴Y遗传病：有女患者或不表现世代连续，则排除。
(2)二看显隐性：“无中生有”是隐性，“有中生无”是显性。如图，甲是隐性遗传病，乙是显性遗传病。(3)三看基因位置：若是隐性看女病，父子有正非伴性(常染色体上)，如图甲；若是显性看男病，母女有正非伴性(常染色体上)，如图乙。
(4)若系谱图无以上特征，则仅据系谱图无法确定遗传方式，需再参照题目中的其他条件才能够确定。【典例2】 甲病和乙病均为单基因遗传病，某家族系谱图如下，Ⅰ2不携带甲病的致病基因，则甲病的遗传方式是___________________，乙病的遗传方式是________________。
尝试解答________解析　假设乙病基因用A、a表示，甲病基因用B、b表示。由Ⅱ1和Ⅱ2不患乙病而生下的女孩Ⅲ1患乙病可推知，乙病为常染色体隐性遗传病；由Ⅰ1和Ⅰ2不患甲病而生下的男孩Ⅱ2患甲病，且Ⅰ2不携带甲病的致病基因，可知甲病是伴X染色体隐性遗传病。
答案　伴X染色体隐性遗传病　常染色体隐性遗传病【跟踪训练】
2．下图为某家系遗传病的遗传图解，该病不可能是(　　)
A．多指症 B．白化病
C．红绿色盲 D．抗维生素D佝偻病
解析　女儿患病，父亲正常，可以排除X染色体隐性遗传病。
答案　C第18课时　关注人类遗传病
学习目标
1．概述人类遗传病的类型。2.举例说出单基因遗传病和多基因遗传病。3.说出人类遗传病监测和预防方法。4.学会利用系谱图判断单基因遗传病的遗传方式。
|基础知识|
一、人类遗传病
类型
含义
实例
基因遗传病
单基因遗传病
一对等位基因控制
镰刀型细胞贫血症、黑尿症、软骨发育不全、抗维生素D佝偻病
多基因遗传病
两对或两对以上等位基因控制
腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病
染色体遗传病
常染色体遗传病
常染色体异常
21三体综合征
性染色体遗传病
性染色体异常
性腺发育不全综合征、先天性睾丸发育不全综合征
二、遗传病的监测和预防
主要措施有禁止近亲结婚、婚前检查、遗传咨询、临床诊断、实验室诊断等。
|自查自纠|
(1)遗传病是由于基因突变或染色体变异造成遗传物质改变引起的(　　)
(2)孕妇缺碘导致的新生儿先天性呆小症属于遗传病(　　)
(3)猫叫综合征是人类5号染色体部分缺失造成的，属于常染色体遗传病(　　)
(4)21三体综合征患者体细胞中的染色体组成一定是47＋X(　　)
(5)近亲结婚可造成后代患隐性遗传病的概率明显增加(　　)
(6)婚前检查是国家富强和家庭幸福的重要前提，我国施行强制婚检制(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×
|图解图说|
产前诊断对确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病非常重要。
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★羊水穿刺检测：常用于产前诊断胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。
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一对夫妇，妻子是色盲患者，为优生优育，应对其进行怎样的优生指导？
提示：选择生女孩。
探究点一　遗传病的致病机理分析
1．遗传病患者是否一定携带致病基因？举例说明。
提示　不一定。基因遗传病患者携带致病基因，染色体遗传病患者不携带致病基因。
2．先天性睾丸发育不全综合征患者体细胞的染色体组成是47、XXY，是父方精子异常还是母方卵细胞异常造成的？是减Ⅰ异常还是减Ⅱ异常？
提示　一种可能是父方减Ⅰ后期异常，形成异常精子XY所致，另一种可能是母方减Ⅰ后期或减Ⅱ后期异常，形成异常卵细胞XX所致。
3．香港脚(脚气)、艾滋病属于遗传病吗？
提示　香港脚是感染真菌造成的，艾滋病是感染HIV造成的，患者只是感染了病原体，但遗传物质没有改变，不属于遗传病。
(1)遗传病是因受精卵或生殖细胞所携带的遗传物质异常所引起的子代的性状异常。
(2)遗传病是由基因突变或染色体变异引起的，染色体变异引起的染色体遗传病患者不携带致病基因。
(3)先天性疾病和家族性疾病不一定是遗传病，遗传病也不一定是先天性疾病和家族性疾病，病原体感染引起的传染病不是遗传病。
【典例1】 下列属于遗传病的是(　　)
A．孕妇缺碘，导致出生的婴儿患先天性呆小症
B．由于缺少维生素A，父亲和儿子均得了夜盲症
C．一男40岁发现自己开始秃顶，据了解他的父亲在40岁左右也开始秃顶
D．一家三口，由于未注意卫生，在同一时间内均患有甲型肝炎
尝试解答________
解析　遗传病是由于遗传物质的改变而引起的。外界因素的影响，如缺碘、缺少维生素A造成的呆小症和夜盲症都不是遗传病，A、B错误；甲型肝炎属于传染病，D错误。
答案　C
【跟踪训练】
1．通过对胎儿或新生儿的体细胞组织切片观察难以发现的遗传病是(　　)
A．红绿色盲　　　　　 B．21三体综合征
C．镰刀型细胞贫血症 D．性腺发育不良
解析　红绿色盲是基因突变导致，利用组织切片观察难以发现；21三体综合征又称先天性愚型或唐氏综合征，是由于常染色体变异引起的遗传病，即第21号染色体的三体现象；镰刀型细胞贫血症可以镜检红细胞呈镰刀状；性腺发育不良也叫特纳氏综合征，XO型，即缺少一条X染色体，属于性染色体遗传病，可以镜检识别。
答案　A
探究点二　单基因遗传病遗传方式的判定
1．单基因遗传病的遗传方式、遗传特点及实例
遗传方式
遗传特点
实例
常染色体隐性遗传病
①男女患者相当
②一般隔代遗传
白化病
常染色体显性遗传病
①男女患者相当
②连续遗传
多指症
伴X隐性遗传病
①男患者多于女患者
②一般隔代遗传
③女患者的父子均患病
红绿色盲
伴X显性遗传病
①女患者多于男患者
②连续遗传
③男患者的母女均患病
抗维生素D佝偻病
伴Y遗传病
①患者全是男性
②连续遗传
外耳道多毛症
2.下图是甲病和乙病的遗传系谱图：
(1)甲遗传病的遗传方式是什么？简述判定理由。
提示　Ⅱ3和Ⅱ4正常，而Ⅲ8患病，甲病应是隐性遗传病(无中生有是隐性)；若甲病是伴X隐性遗传病，女患者Ⅲ8的父亲必定患甲病，与图不符，故甲病是常染色体隐性遗传病。(也可据Ⅱ5×Ⅱ6→Ⅲ9判定)
(2)能不能确定乙遗传病的遗传方式？若不能，有哪些可能？
提示　Ⅱ5、Ⅱ6正常，而Ⅲ10患病，乙病应是隐性遗传病(无中生有是隐性)，但基因位置不确定，故乙病可能是伴X隐性遗传病或常染色体隐性遗传病。
“三看”判定遗传病的遗传方式
(1)一看是否是伴Y遗传病：有女患者或不表现世代连续，则排除。
(2)二看显隐性：“无中生有”是隐性，“有中生无”是显性。如图，甲是隐性遗传病，乙是显性遗传病。
(3)三看基因位置：若是隐性看女病，父子有正非伴性(常染色体上)，如图甲；若是显性看男病，母女有正非伴性(常染色体上)，如图乙。
(4)若系谱图无以上特征，则仅据系谱图无法确定遗传方式，需再参照题目中的其他条件才能够确定。
【典例2】 甲病和乙病均为单基因遗传病，某家族系谱图如下，Ⅰ2不携带甲病的致病基因，则甲病的遗传方式是___________________，乙病的遗传方式是________________。
尝试解答________
解析　假设乙病基因用A、a表示，甲病基因用B、b表示。由Ⅱ1和Ⅱ2不患乙病而生下的女孩Ⅲ1患乙病可推知，乙病为常染色体隐性遗传病；由Ⅰ1和Ⅰ2不患甲病而生下的男孩Ⅱ2患甲病，且Ⅰ2不携带甲病的致病基因，可知甲病是伴X染色体隐性遗传病。
答案　伴X染色体隐性遗传病　常染色体隐性遗传病
【跟踪训练】
2．下图为某家系遗传病的遗传图解，该病不可能是(　　)
A．多指症 B．白化病
C．红绿色盲 D．抗维生素D佝偻病
解析　女儿患病，父亲正常，可以排除X染色体隐性遗传病。
答案　C
知识脉络
要点晨背
1.单基因遗传病是受一对等位基因控制的遗传病。
2.多基因遗传病是受两对或两对以上等位基因控制的遗传病。
3.先天性疾病不一定是遗传病，家族性疾病不一定是遗传病。
4.染色体遗传病是由染色体结构或数目异常引起的。
5.遗传咨询、婚前检查、临床诊断等是监测和预防遗传病的有效手段。
6.禁止近亲结婚可以降低隐性遗传病的发病率。
1．下列有关遗传病的叙述中，正确的是(　　)
A．仅基因异常而引起的疾病
B．仅染色体异常而引起的疾病
C．基因异常或染色体异常而引起的疾病
D．先天性疾病就是遗传病
解析　遗传病是由于基因异常或染色体异常而引起的疾病。
答案　C
2．如图所示系谱图中，该遗传病最可能的遗传方式是(　　)
A．常染色体显性遗传
B．常染色体隐性遗传
C．X染色体显性遗传
D．X染色体隐性遗传
解析　从图中分析7号和8号均有病，他们的儿子11号却正常，该遗传病不可能是隐性遗传病，排除B、D两项；9号为男患者，其女儿正常，该遗传病不可能是X染色体显性遗传病，排除C项。
答案　A
3．我国婚姻法禁止近亲结婚，其理论依据是近亲婚配的后代(　　)
A．必然会患遗传病
B．患显性遗传病的机会大增
C．患隐性遗传病的机会大增
D．发生基因突变的机会大
解析　近亲婚配可导致基因纯合化，使得不良的隐性基因所控制的性状得以表现。
答案　C
4．下表是四种人类遗传病的亲本组合及优生指导，其中错误的是(　　)
遗传病
遗传方式
夫妻基因型
优生指导
A
抗维生素D佝偻病
X染色体显性遗传
XaXa×XAY
选择生男孩
B
红绿色盲症
X染色体隐性遗传
XbXb×XBY
选择生女孩
C
白化病
常染色体隐性遗传
Aa×Aa
选择生女孩
D
多指
常染色体显性遗传
Tt×tt
产前基因诊断
解析　白化病遗传与性别无关，应进行产前基因诊断。
答案　C
5．在调查某种遗传病的过程中，发现某家庭成员的患病情况如图所示。以下叙述正确的是(　　)
A．Ⅰ1一定携带该致病基因
B．Ⅱ4不一定携带该致病基因
C．Ⅲ1患该病的概率为0
D．Ⅲ3携带该致病基因的概率为
解析　正常的Ⅰ1和Ⅰ2生了一个患病的Ⅱ3，此病为隐性遗传病，致病基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上，必有一个致病基因来自Ⅰ1，A正确。Ⅲ2是女性，必须有两个致病基因，其中一个一定来自Ⅱ4，B错误。若该病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅱ2可能携带致病基因，则Ⅲ1有可能患该病，C错误。若致病基因在常染色体上，Ⅲ3携带该致病基因的概率为1；若致病基因在X染色体上，Ⅲ3携带该致病基因的概率为0，D错误。
答案　A
课后跟踪分层训练
(时间：35分钟)
1．下列关于人类遗传病的叙述，错误的是(　　)
A．一个家族仅一代人中出现过的疾病也有可能是遗传病
B．一个家族几代人中都出现过的疾病不一定是遗传病
C．携带遗传病基因的个体不一定患遗传病
D．不携带遗传病基因的个体不会患遗传病
解析　遗传病也可能是由染色体增添或缺失所引起的，如21三体综合征，21号染色体多了一条，而不是因为携带致病基因而患遗传病。
答案　D
2．关于人类“21三体综合征”“镰刀型细胞贫血症”和“唇裂”的叙述，正确的是(　　)
A．都是由基因突变引发的疾病
B．患者父母不一定患有该种遗传病
C．可通过观察血细胞的形态区分三种疾病
D．都可通过光学显微镜观察染色体形态和数目检测是否患病
解析　21三体综合征是由染色体变异引起的疾病；观察血细胞的形态只能判定镰刀型细胞贫血症；只有21三体综合征可通过观察染色体的形态和数目检测是否患病。
答案　B
3．血友病是X染色体上隐性基因遗传病。某男孩为血友病患者，但他的父母、祖父母、外祖父母均正常。血友病基因在该家族中传递的顺序是(　　)
A．外祖父→母亲→男孩
B．外祖母→母亲→男孩
C．祖父→父亲→男孩
D．祖母→父亲→男孩
解析　根据题意可设男孩的基因型为XbY，因其父亲、外祖父表现正常，即基因型为XBY，所以男孩的血友病基因Xb只能来自其母亲，他的母亲的血友病基因只能来自男孩的外祖母。
答案　B
4．获取胎儿的组织细胞后，通过镜检就容易确诊的疾病是(　　)
A．白化病　　　　　　 B．红绿色盲
C．消化性溃疡 D．性腺发育不全综合征
解析　染色体遗传病可通过镜检观察和确诊，性腺发育不全综合征是由体细胞仅含1条X染色体引起的性染色体遗传病。白化病、红绿色盲和消化性溃疡均属于基因病，基因异常无法通过镜检观察。
答案　D
5．某学习小组发现一种遗传病在一个家族中发病率很高，通过对该家族中一对夫妇及其子女的调查，画出了遗传图谱(见下图)。据图可以做出的判断是(　　)
A．母亲肯定是纯合子，子女是杂合子
B．这种遗传病的特点是女性发病率高于男性
C．该遗传病的有关基因可能是X染色体上隐性基因
D．子女中的致病基因也有可能来自父亲
解析　根据该遗传系谱判断此遗传病可能是常染色体显性遗传病或常染色体隐性遗传病或X染色体上显性基因控制的遗传病，因为4号有病而2号没病，不可能是X染色体隐性遗传病(女病父必病)。当该遗传病为常染色体隐性遗传病时，则子女的致病基因来自父母双方。
答案　D
6．下列需要进行遗传咨询的是(　　)
A．亲属中有生过先天性畸形的待婚青年
B．得过肝炎的夫妇
C．父母中有残疾的待婚青年
D．得过乙型脑炎的夫妇
解析　肝炎、残疾、乙型脑炎均不是遗传病，不能通过遗传咨询推断患病风险；先天性畸形可能属于遗传病，需要进行遗传咨询。
答案　A
7．已知a病为伴X染色体隐性遗传病，b病为伴X染色体显性遗传病。调查某一城市人群中男性a病发病率为M，b病发病率为N，则该市妇女患a病和b病的概率分别为(　　)
A．大于M　大于N B．大于M　小于N
C．小于M　小于N D．小于M　大于N
解析　伴X隐性遗传病的发病概率为男性发病概率明显大于女性；伴X显性遗传病的发病概率为女性发病概率明显大于男性。
答案　D
8．以下为遗传系谱图，2号个体无甲病致病基因。下列有关说法，正确的是(　　)
A．甲病不可能是伴X隐性遗传病
B．乙病是伴X显性遗传病
C．患乙病的男性一般多于女性
D．1号和2号所生的孩子可能患甲病
解析　由系谱图判断，甲病为常染色体隐性遗传病，乙病为常染色体显性遗传病，其发病特点为男女患者数量相差不大。因2号无甲病致病基因，所以其后代不可能患甲病。
答案　A
9．人类的遗传病中，抗VD佝偻病是由X染色体上的显性基因控制的。甲家庭中丈夫患抗VD佝偻病，妻子表现正常；乙家庭中，夫妻表现都正常，但妻子的弟弟是红绿色盲，从优生的角度考虑，甲乙家庭应分别选择生育(　　)
A．男孩　男孩 B．女孩　女孩
C．男孩　女孩 D．女孩　男孩
解析　甲家庭双方的基因型为XDY、♀XdXd，其后代中男孩的发病概率为0，女孩的发病率概率为100%；乙家庭双方的基因型为XBY、♀XBXB或者XBXb，其后代中男孩的发病概率为25%，女孩的发病概率为0。
答案　C
10．某人染色体组成可表示为44＋XYY，有可能是亲代产生配子时，细胞分裂后期两条性染色体移向细胞同一侧所致，此时的细胞名称为(　　)
A．初级精母细胞 B．次级精母细胞
C．初级卵母细胞 D．次级卵母细胞
解析　该染色体组成产生的原因是正常卵细胞和YY精子结合造成的。同时含两条Y染色体的精子产生的原因是次级精母细胞中Y染色体的着丝点分开后形成的两条Y子染色体移向了细胞的同一侧造成的。
答案　B
11．如果通过转基因技术成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为(　　)
A．儿子、女儿全部正常
B．儿子、女儿中各一半正常
C．儿子全部有病，女儿全部正常
D．儿子全部正常，女儿全部有病
解析　该女子的造血干细胞基因改变了，但她的卵原细胞的基因未改变，其基因型仍为XhXh，故XhXh×XHY→XHXh、XhY，所生儿子全有病，女儿全正常。
答案　C
12．下图为舞蹈症家族遗传系谱图，下列分析正确的是(　　)
A．舞蹈症为伴X染色体显性基因控制的遗传病
B．若图中7和10婚配，生一个患舞蹈症孩子的概率为5/6
C．图中6号可携带该致病基因
D．若图中3号与正常男性结婚，建议生女孩
解析　由“有中生无”原理和3、4、7号个体的表现型可确定该致病基因为显性基因；如果该致病基因在X染色体上，4号个体的致病基因只能来自2号，且2号应该患病，从而确定致病基因在常染色体上，后代的表现与性别不相关联，A、D错误。由8号个体可推出3、4号个体的基因组成都为Aa，则7号个体的基因组成为AA(占1/3)或Aa(占2/3)；由6号个体可确定10号个体的基因组成为Aa；图中7和10婚配，生一个正常孩子的概率为2/3×1/4＝1/6，生一个患舞蹈症孩子的概率为1－1/6＝5/6，B正确。6号个体正常，其基因组成为aa，不携带致病基因，C错误。
答案　B
13．一对表现型正常的夫妇，生下一个红绿色盲和白化病兼患的儿子，下列示意图中，b是红绿色盲致病基因，a为白化致病基因，不可能存在于该夫妇体内的细胞是(不考虑基因突变)(　　)
解析　儿子的基因型为aaXbY，又夫妇表现型正常，则丈夫基因型为AaXBY，妻子的基因型为AaXBXb，所以D图细胞不存在。
答案　D
14．人类中有一种性别畸形XYY个体，外貌男性，有的智力差，有的智力高于一般人。据说这种人常有反社会行为，富攻击性，在犯人中的比例高于正常人群，但无定论。有生育能力，假如有一个XYY男人与一正常女性结婚，下列判断正确的是(　　)
A．该男性产生精子有X、Y和XY三种类型
B．所生育的后代中出现XYY孩子的几率为1/2
C．所生育的后代中出现性别畸形的几率为1/2
D．所生育的后代智力都低于一般人
解析　该男性产生X、YY、XY、Y四种类型的精子；后代出现XYY孩子的几率为1/6；后代中出现性别畸形的几率为1/2；后代智力有的低于一般人，有的高于一般人，有的跟一般人相同。
答案　C
15．克氏综合症是人类的一种遗传病，现有一对表现型正常的夫妇生了一个患克氏综合症的男孩，该男孩的染色体组成为44＋XXY。请回答：
(1)克氏综合症属于__________遗传病。
(2)若这个患克氏综合症的男孩同时患有色盲，写出该家庭部分成员的基因型(色盲等位基因以B和b表示)：母亲________，儿子__________。
(3)导致上述色盲男孩患克氏综合症的原因是他的________(填“父亲”或“母亲”)的生殖细胞在进行__________分裂形成配子时，发生了染色体不分离。
(4)假设上述夫妇的染色体不分离只是发生在体细胞中：①他们的孩子中是否会出现克氏综合症患者？______。②他们的孩子中患色盲的概率是________。
解析　(1)克氏综合征患者的染色体组成为44＋XXY，多了一条X染色体，所以属于染色体异常遗传病。(2)由于父母表现正常，儿子患有色盲，所以致病基因来自于母方，母亲的基因型为XBXb，儿子的基因型为XbXbY。(3)色盲男孩中的两个色盲基因都是来自母亲，原因是母亲的生殖细胞在减数第二次分裂后期，两条X染色体着丝点分开后，移向了细胞的同一极引起的。(4)由于体细胞遗传物质不能遗传给后代，所以体细胞的染色体不可能遗传给后代。上述夫妇女方是色盲基因携带者，男方是正常的，所以后代中患者基因型为XbY，占后代的1/4。
答案　(1)染色体异常　(2)XBXb　XbXbY
(3)母亲　减数第二次　(4)不会　1/4
16．下图甲曲线表示三类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险；表乙是某一小组同学对一个乳光牙女性患者家庭成员的情况进行调查后的记录(空格中“√”代表乳光牙患者，“○”代表牙齿正常)。
祖父
祖母
外祖父
外祖母
父亲
母亲
姐姐
弟弟
女性患者
○
√
√
○
√
√
○
○
√
表乙
请分析回答下列问题：
(1)图甲中多基因遗传病的显著特点是__________________________。
(2)图甲中，染色体异常遗传病的发病风险在出生后明显低于胎儿期，这是因为
__________________________________________________________。
(3)克莱费尔特症患者的性染色体组成为XXY，父亲色觉正常(XBY)，母亲患红绿色盲(XbXb)，生了一个色觉正常的克莱费尔特症患者，原因是____________。
(4)请根据表乙统计的情况绘制遗传性乳光牙遗传系谱图(利用右边提供的图例绘制)。从遗传方式上看，该病属于________遗传病，致病基因位于________染色体上。
答案　(1)成年人发病风险显著增加
(2)大多数染色体异常遗传病是致死的，患病胎儿在出生前就死亡了
(3)母亲减数分裂形成Xb型卵细胞；父亲减数第一次分裂时，X、Y染色体未正常分离，形成XBY型精子，二者结合形成XBXbY型的受精卵
(4)如图　 显性　 常
17．下图是一个尿黑酸症(D对d为显性)家族系谱图，请回答：
(1)该致病基因在________染色体上，Ⅲ11的基因型是________，如果Ⅱ4已经怀孕，为了判断胎儿是否患病，可采取的有效手段是________。
(2)如果在人群中控制尿黑酸症的基因频率是1/100。则Ⅳ14与一个表现型正常的男性结婚，生育一个患尿黑酸症男孩的概率是________。
(3)如果Ⅲ8同时还患有红绿色盲，则Ⅲ8的色盲基因来自于第一代的________，若Ⅱ3和Ⅱ4再生一个孩子，为正常男孩的概率是________。
解析　(1)根据图中Ⅱ3、Ⅱ4、Ⅲ8可判断该病为隐性遗传病；再根据Ⅰ1与Ⅱ5之间的关系可确定该病为常染色体隐性基因控制的遗传病。Ⅲ11的基因型为Dd。Ⅱ3、Ⅱ4的基因型均为Dd，她所生的后代中患病的可能性是1/4，因此判断胎儿是否患病的有效手段是进行产前诊断。(2)Ⅳ14的基因型为Dd，根据题中的信息知d基因频率是1/100，D基因频率为1－1/100＝99/100，Dd的频率为2×1/100×99/100＝198/10 000，DD的频率＝(99/100)2，表现型正常的男性中基因型是Dd的概率＝Dd/(DD＋Dd)＝2/101，这样，Ⅳ14与一个表现型正常的男性结婚，生育一个患尿黑酸症男孩的概率是2/101×1/4×1/2＝1/404。(3)如果Ⅲ8同时还患有红绿色盲，则Ⅲ8的色盲基因来自于Ⅰ1，设色盲基因为h，Ⅱ3和Ⅱ4的基因型分别是DdXHY、DdXHXh，再生一个孩子，为正常男孩的概率是3/4×1/4＝3/16。
答案　(1)常　Dd　产前诊断(基因检测)　(2)1/404　(3)1号　3/16