第1讲 DNA是主要的遗传物质
人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)
1.认识DNA分子作为遗传物质所应具备的特征(生命观念)2.总结细菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程(科学思维)3.分析人类对遗传物质探究的实验设计思路(科学探究)
肺炎双球菌转化实验
1．肺炎双球菌类型
特点类型
菌落
荚膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
无
无
2.格里菲思的体内转化实验
(1)实验①②对比，说明R型细菌无毒性、S型细菌有毒性。
(2)实验②③对比，说明被加热杀死的S型细菌无毒性。
(3)实验②③④对比，说明R型细菌转化为S型细菌。
(4)结论：已经加热杀死的S型细菌中，含有使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。
3．艾弗里的体外转化实验
(1)实验①②分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。
(2)实验③④说明DNA有转化作用，DNA的水解产物没有转化作用。
1．格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是遗传物质。
(×)
提示：格里菲思的肺炎双球菌转化实验只是证明了S型细菌中存在“转化因子”，使无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌。
2．从格里菲思的第④组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的。
(×)
提示：S型活细菌是由R型细菌转化来的。
3．从格里菲思实验中的第④组病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而无R菌细菌。
(×)
提示：病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌有两种类型。
4．在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化。
(√)
5．艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术。
(√)
肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较
项目
体内转化实验
体外转化实验
培养细菌
在小鼠体内
体外培养基
实验对照
R型细菌与S型细菌的毒性对照
S型细菌各组成成分的作用进行对照
巧妙构思
用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化
将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
实验结论
S型细菌体内有“转化因子”
S型细菌的DNA是遗传物质
联系
(1)所用材料相同(2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则
1．在体内转化实验中，如果没有实验③，能否得出格里菲思的结论？为什么？
提示：不能。因为无对照实验，不能说明加热后杀死的S型细菌中含有促成R型活细菌转化成S型活细菌的转化因子。
2.请在格里菲思实验的基础上利用R型活细菌、加热杀死的S型细菌、小鼠等为实验材料。设计一个实验方案证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。简要写出实验思路并预期实验结果及结论。
提示：实验思路：①将加热杀死的S型细菌体内物质分离，分别得到蛋白质和DNA。②将分离得到的S型细菌蛋白质和DNA分别与R型细菌混合一段时间后，再分别注射入甲、乙两组小鼠体内，观察两组小鼠的生活情况。实验结果及结论：
甲组小鼠不死亡，乙组小鼠死亡，并在乙组小鼠体内发现活的S型细菌，则证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
考查肺炎双球菌转化实验
1．(2019·衡水中学五调)格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程和结果如图所示。下列说法正确的是( )
实验1：R型细菌＋小鼠→存活
实验2：S型细菌＋小鼠→死亡
实验3：S型细菌＋加热＋小鼠→存活
实验4：S型细菌＋加热＋R型细菌＋小鼠→死亡
A．实验1为空白对照组，实验2、3和4均为实验组
B．能从实验2和实验4中死亡的小鼠体内分离出S型活细菌和R型活细菌
C．该实验证明了S型细菌的DNA可在R型活细菌内表达出相应的蛋白质
D．对比实验2、3的结果，说明加热能使有毒性的S型活细菌失去毒性
D [本题主要考查遗传物质的探索历程，考查学生的理解能力和实验与探究能力。四组实验相互对照，均为实验组，A项错误；实验2中小鼠体内只存在S型细菌，B项错误；该实验只能证明转化因子的存在，但不能证明其化学成分，C项错误。]
2．(2019·太原模拟)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知( )
实验组号
接种菌型
加入S型细菌的物质
培养皿长菌情况
①
R型
蛋白质
R型
②
R型
荚膜多糖
R型
③
R型
DNA
R型、S型
④
R型
DNA(经DNA酶处理)
R型
A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
C [第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型菌转化为S型菌无关，A、B项错误；第③组实验说明DNA与R型菌转化为S型菌有关，第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型菌转化为S型菌，C项正确；①～④只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。]
有关肺炎双球菌“转化”的两个易错点
(1)转化的实质是基因重组而非基因突变。肺炎双球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。
(2)并非所有的R型细菌都被转化。由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是一小部分R型细菌被转化成S型细菌。
考查肺炎双球菌转化实验的拓展
3．(2019·山东德州第一次月考)将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠体内S型、R型细菌含量的变化情况如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A．实验过程中，R型细菌内DNA发生了重组
B．曲线ab段，小鼠体内还没形成大量的相应抗体
C．曲线bc段，绝大多数的R型细菌转化成了S型细菌
D．cd段上升的原因可能是S型细菌降低了小鼠的免疫能力
C [R型细菌转化为S型细菌，是S型细菌的DNA进入R型细菌体内，使R型细菌内DNA发生了重组，A正确；曲线ab段上升的原因是小鼠的体内还没有形成大量的免疫R型细菌的抗体，因而R型细菌能进行大量繁殖，B正确；曲线bc段下降的原因是一部分R型细菌被小鼠的免疫系统消灭，且只有少数R型细菌转化成S型细菌，C错误；从曲线中看出，可能是S型细菌数量逐渐上升，可能是S型细菌降低了小鼠的免疫能力，从而导致cd段R型细菌的数量上升，D正确。]
噬菌体侵染细菌实验
1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等
(1)T2噬菌体的结构
(2)T2噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件
内容
模板
T2噬菌体的DNA
合成T2噬菌体DNA的原料
大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸
合成T2噬菌体蛋白质
原料
大肠杆菌的氨基酸
场所
大肠杆菌的核糖体
2.实验方法：放射性同位素标记法。
3．实验过程和结果
4．实验结果分析
组别
现象
分析原因
35S标记T2噬菌体→细菌
上清液放射性很高
蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中
沉淀物放射性低
搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中
32P标记T2噬菌体→细菌
沉淀物放射性很高
DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中
上清液放射性低
(1)保温时间过短，有一部分T2噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内；(2)保温时间过长，T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代T2噬菌体
1．噬菌体侵染细菌的实验不如肺炎双球菌转化实验具有说服力。
(×)
提示：噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力。
2．赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部位组合为①②。
(√)
3．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。
(×)
提示：分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，而不是培养噬菌体，再用被标记的大肠杆菌培养噬菌体。
4．噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。
(√)
5．用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中只有2个含35S。
(×)
提示：子代噬菌体都不含35S。
6．32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。
(×)
提示：不能说明蛋白质不是遗传物质。
噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较
比较项目
噬菌体侵染细菌实验
肺炎双球菌体外转化实验
设计思路
设法将DNA和其他物质分开，单独研究它们各自不同的功能
处理方法
放射性同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素
直接分离法：分离S型细菌的多种组成物质，分别与R型细菌混合培养
检测结果的方式
检测放射性位置
观察菌落类型
结论
DNA是遗传物质
DNA是遗传物质，蛋白质等物质不是遗传物质
1．在生物实验设计中，实验材料是实验成功的关键。在证明哪类物质是遗传物质的实验中，艾弗里和赫尔希选用细菌或病毒作实验材料的优点是什么？
提示：实验材料的优点是①个体小、结构简单；②繁殖快。
2．结合教材两大经典实验，尝试总结作为遗传物质具备的条件有哪些？
提示：(1)在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性。
(2)能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。
(3)具有储存大量遗传信息的潜在能力。
(4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。
考查噬菌体侵染细菌实验
1．(2019·云南曲靖一中模拟)如图是用32P标记噬菌体并侵染细菌的过程，有关叙述正确的是( )
A．过程①32P标记的是噬菌体外壳的磷脂分子和内部的DNA分子
B．过程②应短时保温，有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C．过程③离心的目的是析出噬菌体外壳，使被感染的大肠杆菌沉淀
D．过程④沉淀物的放射性很高，说明噬菌体的DNA是遗传物质
C [过程①32P标记的是噬菌体内部的DNA分子，A项错误；过程②应短时保温的目的是让噬菌体侵入细菌细胞，B项错误；过程③离心的目的是析出噬菌体颗粒，使被感染的大肠杆菌沉淀
，C项正确；过程④沉淀物的放射性很高，说明噬菌体的DNA进入了细菌细胞中，在子代噬菌体中检测到放射性，才能说明噬菌体的DNA是遗传物质，D项错误。]
2．(2019·潍坊市一模)下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是( )
A．标记蛋白质和DNA时，可用含35S和32P的合成培养基分别培养噬菌体
B．用32P标记的噬菌体侵染细菌，离心后上清液有放射性可能是保温时间过长所致
C．该实验的结果说明DNA是主要的遗传物质，而蛋白质不是
D．该实验还可说明噬菌体的蛋白质外壳是由细菌的遗传物质控制合成的
B [标记蛋白质和DNA时，应先用含35S和32P的合成培养基标记细菌，再用含35S和32P标记的细菌侵染噬菌体，A项错误；用32P标记的噬菌体侵染细菌，离心后上清液有放射性可能是保温时间过长，子代噬菌体释放出来造成的，B项正确；该实验的结果说明DNA是遗传物质，不能说明DNA是主要的遗传物质，也不能说明蛋白质不是遗传物质C项错误；噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的遗传物质控制的，D项错误。]
噬菌体侵染细菌实验的拓展考查
3．(2019·佛山模拟)用T2噬菌体侵染大肠杆菌，在感染后2、4、6、8、10
min时向培养基中加入一定量的3H－尿嘧啶，培养适宜时间后，粉碎大肠杆菌分离得到RNA，并分别与热变性后的含T2噬菌体DNA的单链组、含大肠杆菌DNA的单链组混合杂交，检测两组的放射性强度并把结果绘制成曲线，两组杂交后的结果对应的曲线分别是( )
A．b、a B．c、d
C．d、c
D．a、b
D [分析题意可知，大肠杆菌感染T2噬菌体后，其内T2噬菌体的DNA上基因表达强烈，且随着感染时间的延长，粉碎大肠杆菌分离得到的RNA中放射性越强；而大肠杆菌的基因表达反而会越来越弱。因此两组杂交后的结果为T2噬菌体组杂交带放射性比例逐渐上升最后达到饱和，对应曲线a；大肠杆菌组杂交带放射性比例呈下降趋势，对应曲线b。]
4．(2017·全国卷Ⅰ)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
[解析] 考查实验设计的对照原则、噬菌体侵染细菌实验、同位素标记法。该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA，要求使用的实验方法是同位素标记法。DNA和RNA的元素组成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只标记化学元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之处在于含氮碱基不同，因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘧啶来合成DNA，还是利用了含有放射性标记的尿嘧啶来合成RNA。
[答案] (1)思路：
甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论：
若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，则该新病毒为RNA病毒；反之，则为DNA病毒。
烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质
1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
(1)实验过程及现象
(2)实验结论
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。
2．探索结论
DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
1．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。
(×)
提示：病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。
2．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA。
(√)
3．生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。
(√)
4．细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。
(×)
提示：细胞生物的遗传物质是DNA。
5．小麦的遗传物质主要是DNA。
(×)
提示：小麦的遗传物质是DNA。
探索“遗传物质”的思路和方法
(1)探究思路
①若探究哪种物质是遗传物质——设法将该物质分开，单独看作用。
②若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性。
(2)4种方法
归纳不同生物的遗传物质
生物类型
病毒
原核生物
真核生物
体内核酸种类
DNA或RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
体内碱基种类
4种
5种
5种
体内核苷酸种类
4种
8种
8种
遗传物质
DNA或RNA
DNA
DNA
实例
噬菌体、烟草花叶病毒
乳酸菌、蓝藻
玉米、小麦、人
考查烟草花叶病毒侵染烟草叶实验
1．继发现DNA是生物体的遗传物质之后，科学家们又将目光转向部分不含DNA的RNA病毒，烟草花叶病毒(TMV)就是其中的一种，它能使烟草叶片出现花叶病斑，如图所示为相关的实验过程。下列叙述错误的是( )
A．通过本实验能够证明极少数病毒的遗传物质是RNA
B．图中用X溶液处理TMV的目的是将病毒的RNA和蛋白质分离
C．组成RNA的化学元素为C、H、O、N、P
D．该实验能够说明蛋白质不是TMV的遗传物质
A [本实验只能证明TMV的遗传物质是RNA，A项错误；为探究病毒的遗传物质类型，需进行图示操作，即使用X溶液将病毒的RNA和蛋白质分离，分别研究两者的作用，B项正确；组成RNA的元素包括C、H、O、N、P，C项正确；该实验能够说明蛋白质不是TMV的遗传物质，D项正确。]
2．科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是
( )
实验编号
实验过程
实验结果
病斑类型
病斑中分离出的病毒类型
①
a型TMV感染植物
a型
a型
②
b型TMV感染植物
b型
b型
③
组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物
b型
a型
④
组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA)→感染植物
a型
a型
A.实验①
B．实验②
C．实验③
D．实验④
C [因为烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以决定病毒类型和病斑类型的是RNA，而不是蛋白质。③中的RNA是b型TMV的，分离出的病毒类型就应该是b型。]
考查生物的遗传物质
3．(2019·郑州模拟)下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，不正确的是( )
A．同时含有DNA和RNA的生物体，其遗传物质主要是DNA，其次是RNA
B．细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质也是DNA
C．具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质
D．在生物界中，只有部分病毒的遗传物质是RNA
A [同时含有DNA和RNA的生物体，其遗传物质是DNA，A错误；细胞生物的遗传物质是DNA，主要存在于细胞核中，少量存在于细胞质的线粒体和叶绿体中，B正确；具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质，C正确；DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是少数病毒的遗传物质，D正确。]
1.细菌转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎双球菌转化实验是指S型细菌的DNA进入R型细菌中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。
2．加热并没有使DNA完全失去活性：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。
3．并非所有的R型细菌都能被转化，只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。转化效率与DNA纯度有关，纯度越高，转化效率越高。
4．体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。
1.格里菲思实验的结论是加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。
2．艾弗里实验的结论是DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质，且蛋白质不是遗传物质。
3．在T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有S，P几乎都存在于DNA分子中。
4．证明DNA是遗传物质的相关实验的实验思路是设法将DNA与蛋白质等其他物质分离开，单独地、直接地观察它们的生理作用。
5．病毒的遗传物质是DNA或RNA；细胞生物的遗传物质是DNA。
真题体验|
感悟高考 淬炼考能
1．(2019·海南高考)下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是( )
A．红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲
C．加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌
D．用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性
B [红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1，属于性状分离现象，不能说明RNA是遗传物质，A错误；病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲，说明病毒甲的RNA是遗传物质，B正确；加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌，只能说明加热杀死的S型菌中存在转化因子，不能说明RNA是遗传物质，C错误；用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性，说明蛋白质未进入大肠杆菌，不能证明RNA是遗传物质，D错误。]
2．(2019·江苏高考)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是( )
A．实验中可用15N代替32P标记DNA
B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
C [蛋白质和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P标记DNA，A错误；噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制噬菌体外壳蛋白合成的相关基因编码的，B错误；DNA的复制为半保留复制，噬菌体侵染大肠杆菌后，会利用大肠杆菌体内的物质来合成噬菌体DNA，C正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。]
3．(2018·浙江高考)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的实验的叙述，正确的是( )
A．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B．肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C．肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
D．烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMV
A的RNA和TMV
B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV
A的遗传物质
D [DNA复制为半保留复制，新链合成过程中的原料由细菌提供，故只有少部分子代噬菌体具有放射性，A错误；肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果，B错误；肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，但没有做S型菌的蛋白质能否使R型菌转化为S型菌的实验，不能说明蛋白质不是遗传物质，C错误；烟草花叶病毒感染和重建实验中用TMV
A的RNA和TMV
B的蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型为A型，说明RNA是TMV
A的遗传物质，D正确。]
4．(2017·全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是( )
A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
C [T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌中，并在其细胞中复制和增殖，A错误；T2噬菌体只有在宿主细胞内才能合成mRNA和蛋白质，B错误；培养基中的32P经宿主摄取后进入宿主细胞内部，在宿主细胞内，T2噬菌体以自身DNA为模板，以宿主细胞内的物质(含32P的脱氧核苷酸等)为原料合成子代噬菌体，因此培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人类免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌体所含的核酸是DNA，故两者的核酸类型不同，增殖过程不完全相同，D错误。]
PAGE
2(共84张PPT)
第六单元
遗传的分子基础
第1讲 DNA是主要的遗传物质
考
点
一
肺炎双球菌转化实验
光滑
有
无
R型细菌无毒性、S型细菌有毒性
被加热杀死的S型细菌无毒性
R型细菌转化为S型细菌
已经加热杀死的S型细菌中，含有使R型细菌转化为
S型细菌的“转化因子”
DNA有转化作用，DNA的水解产物没有转化
荚膜多糖、蛋白质没有转化作用
作用
×
×
×
√
√
考
点
二
噬菌体侵染细菌实验
大肠杆菌的核糖体
四种脱氧核苷酸
大肠杆菌的氨基酸
×
√
×
√
×
×
考
点
三
烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质
RNA
蛋白质
DNA
绝大多数
×
√
√
×
×
DNA或RNA
DNA和RNA
4
5
5
4
8
8
DNA或RNA
DNA
DNA
Thank
you
for
watching
!
倍2>
遗传与进化
YICHUAN
YU
JINHUA
知识·能力·素养
①R型活细菌注射
不死亡
过②S型活细菌
注射
程
与k③加热杀死
注射
现‖|的S型细菌
小鼠
象
④R型活细菌+加混合
热杀死的S型细菌注射
S型活细菌
③
过程与荚膜多糖蛋白质
DNA
DNA+DNA酶
现象
分别与R型活细菌混合培养
R型R型
结论
S型细菌的是使R型细菌发生转化并
生稳定遗传变化的物质
蛋白质外壳:含特征元素
DNA:含特征元素
标记大肠杆菌↓
培养
含3S的培养基
大
获得
含3s的大肠杆菌
杆含P的培养基华牯获得
含P的大肠杆菌
标含3大培养_获得
记旸杆菌
蛋白质外壳含S的T噬菌体
噬
噬
铸含P的大培养菌获得
体肠杆菌
体
DNA含3P的噬菌体
已标记T,噬菌体侵染未标记大肠杆菌
含3的T噬菌体
含32P的T噬菌体
侵染
普通大肠杆菌
普通大肠杆菌
搅拌、离心后
检测放射性
上清液放射性高,
上清液放射性低
沉淀物放射性低
沉淀物放射性高
大肠杆菌裂解后
检测新T,噬菌体的
没有3s
标记情况
存在3P
含3的T噬菌体
含P的T菌体
侵染
普通大肠杆菌
普通大肠杆菌
搅拌、离心后
检测放射性
上清液放射性
上清液放射性
沉淀物放射性
沉淀物放射性
大肠杆菌裂解后
检测新T噬菌体的
35
标记情况
32
蛋白质
现象
不出现病斑
烟草
花叶/提取
分别感染烟
越现象
RNA
病毒
草现象
RNA+RNAl
酶第2讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质
1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)2.基因的概念(Ⅱ)3.DNA分子的复制(Ⅱ)
1.DNA的结构决定DNA的功能(生命观念)2.建立DNA分子双螺旋结构模型(科学思维)3.验证DNA分子通过半保留方式进行复制(科学探究)
DNA分子的结构和基因的本质
1．DNA分子的结构
2．DNA分子的特性
(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。
(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
3．基因的本质
(1)染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
(2)基因与碱基的关系
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，构成基因的碱基数小于(填“大于”“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。
(人教版必修2
P58“科学·技术·社会”)如何获得DNA指纹图谱？该技术有哪些应用？
提示：(1)应用DNA指纹技术，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图；(2)由于每个人的DNA指纹图是独一无二的，所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。因而此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、遗骸鉴定等。
1．沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法。
(√)
2．嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定。
(√)
3．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。
(×)
提示：核酸分子所携带的遗传信息取决于碱基对排列顺序。
4．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连。
(×)
提示：一条链上相邻的碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连。
5．不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同。
(√)
6．DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。
(×)
提示：DNA的空间结构都是双螺旋结构，与多样性和特异性无关。
7．人体内控制β-珠蛋白基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种。
(×)
提示：β-珠蛋白的基因的碱基排列方式是特定的。
8．DNA分子中G和C所占的比例越大，其稳定性越低。(×)
提示：G和C之间有三个氢键，A和T之间有两个氢键，因此，DNA分子中G和C所占的比例越大，稳定性越高。
碱基互补配对原则及相关计算
DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。推论如下：
1．双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。简记：“DNA分子中两个非互补碱基之和是DNA分子总碱基数的一半”。
2．在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，则 A1＋T1＝A2＋T2＝n%，所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝＝n%。
简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
3．双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
设双链DNA分子中一条链上，＝m，
则＝＝m，互补链中＝。
简记为：“DNA两条互补链中，不配对两碱基之和的比值互为倒数，乘积为1”。
4．双链DNA分子中，若＝b%，则＝%。
1．基因是碱基对随机排列成的DNA分子吗？为什么？
提示：基因不是碱基对随机排列成的DNA分子。在自然选择过程中，由大部分随机排列的脱氧核苷酸序列控制性状的生物不能成活，被淘汰掉了。
2．根据DNA的下列两模型思考回答：
图1 图2
(1)由图1可知，每个DNA分子片段中，游离磷酸基团含有2个。单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。互补链中相邻碱基通过氢键连接。
(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
考查DNA分子的结构
1．(2019·潍坊期中)下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是( )
A．DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息
B．1个双链DNA分子片段中有1个游离的磷酸
C．嘌呤与嘌呤之间、嘧啶与嘧啶之间通过氢键相连
D．DNA分子的基本骨架由磷酸和含氮碱基交替连接构成
A [DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息，A项正确；1个双链DNA分子片段中有2个游离的磷酸，B项错误；嘌呤与嘧啶之间通过氢键相连，C项错误；DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成，D项错误。]
2．2019年是DNA分子双螺旋结构被发现的第66年。下列关于DNA分子的叙述，错误的是( )
A．DNA分子中G和C所占的比例越高，DNA分子的热稳定性越强
B．DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架
C．不同生物的DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)的值越接近，亲缘关系越近
D．DNA分子发生碱基对替换后，不会改变DNA分子中嘧啶碱基所占的比例
C [生物的遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中，与DNA分子中碱基的比例没有直接关系，C项错误。]
考查基因的本质及与DNA和染色体的关系
3．(2018·潍坊期中)下列有关基因的叙述，正确的是( )
A．真核细胞中的基因都以染色体为载体
B．唾液淀粉酶基因在人体所有细胞中都能表达
C．等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
D．基因是由碱基对随机排列成的DNA片段
C [真核细胞的细胞核基因以染色体为载体，细胞质基因不是以染色体为载体，A错误；唾液淀粉酶基因只在唾液腺细胞中表达，B错误；等位基因是基因突变产生的，两者的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，其中的碱基对具有特定的排列顺序，D错误。]
4．(2019·重庆一模)下列有关基因的叙述，错误的是( )
A．摩尔根将孟德尔的“遗传因子”这一名词重新命名为“基因”
B．随着细胞质基因的发现，基因与染色体的关系可概括为染色体是基因的主要载体
C．一个DNA分子上有多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段
D．研究表明，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系
A [摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字为“基因”，A错误；DNA主要存在于染色体上，少量存在于细胞质中，故染色体是基因的主要载体，B正确；基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有多个基因，C正确；生物的性状由基因和环境共同决定的，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，D正确。]
DNA分子的复制
1．概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
2．时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
3．过程
4．特点
(1)复制方式为半保留复制。
(2)边解旋边复制。
5．DNA分子精确复制的原因
(1)DNA分子的双螺旋结构提供精确的模板。
(2)碱基互补配对原则保证复制准确进行。
6．意义：使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
7．研究DNA复制的常用方法
同位素示踪法和离心法，常用3H、15N标记，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。
1．DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的。
(×)
提示：新合成的DNA分子的两条链有一条链是新合成的。
2．DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。
(×)
提示：DNA复制时边解旋边复制。
3．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。
(×)
提示：在DNA聚合酶的作用下，单个脱氧核苷酸连接到DNA单链片段上形成子链。
4．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间。
(√)
5．在人体内，成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制。
(√)
1．DNA分子复制中相关计算的规律
DNA分子复制为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：
2．DNA分子复制过程中消耗的某种脱氧核苷酸数
(1)若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。
(2)第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
1．将发生癌变的小肠上皮细胞用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，一段时间后再移至普通培养液中培养，不同间隔时间取样，检测到被标记的癌细胞比例减少，出现上述结果的原因是什么？
提示：依据DNA半保留复制特点，移到普通培养液中的被标记的癌细胞，随着细胞增殖次数的增加，不被标记的癌细胞开始出现并不断增多，故被标记的癌细胞比例减少。
2．通常DNA分子复制从一个复制起始点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。
放射性越高的3H 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H 脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。请利用放射性自显影技术、低放射性3H 脱氧胸苷和高放射性3H 脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向，简要写出实验思路并预测实验结果和得出结论。
提示：(1)实验思路：复制开始时，首先用含低放射性3H 脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H 脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况。
(1)预期实验结果和结论：若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双向复制。
考查DNA分子复制的过程和特点
1．正常情况下，DNA分子在复制时，DNA单链结合蛋白能与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。如图是大肠杆菌DNA复制过程的示意图，下列有关分析错误的是( )
A．在真核细胞中，DNA复制可发生在细胞分裂的间期
B．DNA复制时，两条子链复制的方向是相反的，且都是连续形成的
C．如图所示过程可发生在大肠杆菌的拟核中，酶1和酶2都是在核糖体上合成的
D．DNA单链结合蛋白能防止解旋的DNA单链重新配对
B [DNA分子的两条链是反向平行的，从图中可以看出，在复制的过程中，子链的形成是由片段连接而成的，B项错误。]
2．(2019·哈尔滨模拟)细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，提取亲代及子代的DNA并离心，如图①～⑤为可能的结果。下列叙述错误的是
( )
A．子一代DNA应为②
B．子二代DNA应为①
C．子三代DNA应为④
D．亲代的DNA应为⑤
C [DNA的复制方式是半保留复制，亲代DNA为15N/15N，在含14N的培养基中培养，子一代的DNA应全为14N/15N，即如图中②，A项正确；子二代DNA中1/2为14N/15N、1/2为14N/14N，即如图中①，B项正确；子三代DNA中1/4为14N/15N、3/4为14N/14N，即如图中③，C项错误；亲代的DNA应为15N/15N，即如图中⑤，D项正确。]
考查DNA复制的相关计算
3．一个双链均被32P标记的DNA由5
000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是( )
A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程
B．第三次复制需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7
D．子代DNA
分子中含32P与含31P的分子数之比为
1∶4
B [DNA分子中共有10
000个碱基，其中胞嘧啶有3
000个，则DNA第三次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23－1)×3000－(22－1)×3000＝1.2×104(个)，B项错误。]
4．用15N标记了两条链含有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3次。下列有关说法中错误的是( )
A．该DNA分子含有的氢键数目是260个
B．该DNA分子复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸160个
C．子代DNA分子中含15N的单链与含14N的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含15N的DNA分子与含14N的DNA分子之比为1∶4
B [该DNA分子有100个碱基对，其中胞嘧啶有60个，则C和G各有60个，A和T各有40个，又知C、G之间有3个氢键，A、T之间有2个氢键，因此氢键数目为60×3＋40×2＝260(个)，A项正确；该DNA分子第一次复制需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸(A)40个，第二次复制需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸80个，第三次复制需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸160个，则复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为40＋80＋160＝280(个)，B项错误；该DNA分子复制3次共产生8个DNA分子，16条DNA单链，其中2条链含15N，含15N的单链与含14N的单链之比为2∶14，即1∶7，C项正确；该DNA分子复制3次共产生8个DNA分子，其中2个DNA分子含有15N,8个DNA分子都含有14N，故二者之比为1∶4，D项正确。]
准确把握DNA复制的相关计算问题
(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只包括最后一次复制。
(2)碱基数目：碱基的数目单位是“对”还是“个”。
(3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。
1.DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连着一个磷酸基团。
2．并非所有DNA片段都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分割开的。
3．细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。
4．DNA中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。
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双螺旋结构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复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。
6．DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与。
7．基因是具有遗传效应的DNA片段。
8．染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也存在基因。
真题体验|
感悟高考 淬炼考能
1．(2019·天津高考)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究( )
A．DNA复制的场所
B．mRNA与核糖体的结合
C．分泌蛋白的运输
D．细胞膜脂质的流动
A [脱氧核苷酸是合成DNA的原料，用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，然后注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所，A项符合题意。]
2．(2018·海南高考)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是( )
A．有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3
B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1
C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
D [一个14N14N的DNA分子利用15N的培养基复制两代，再转到14N的培养基中复制一代共产生8个DNA分子，其中6个DNA分子为15N14N，两个DNA分子为14N14N。]
3．(2018·浙江高考)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是( )
A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术
B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N 14N DNA
D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制
B [本题考查“探究DNA的复制过程”。本活动中使用14N和15N，即采用了同位素示踪技术，3个离心管中的条带是经密度梯度离心产生的，A正确；a管中只有重带，即15N 15N DNA，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误；b管中只有中带，即DNA都是15N 14N DNA，C正确；c管中具有1/2中带(15N 14N DNA)，1/2轻带(14N 14N DNA)，综合a、b、c三支管可推测，a管中为亲代DNA：15N 15N DNA，b管中为在含14N的培养基上复制一代后的子代DNA：15N 14N DNA，c管中为在含14N的培养基上复制两代后的子代DNA：1/215N 14N—DNA、1/214N 14N DNA，据实验结果，可说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。]
4．(2017·海南高考)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是( )
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，
可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
D [双链DNA分子中A＝T，C＝G，前者之间是两个氢键，后者之间是三个氢键；碱基序列不同的双链DNA分子，前一比值不同，后一比值相同，A错误；前一个比值越小，双链DNA分子的稳定性越高，B错误；当两个比值相同时，不能判断这个DNA分子是双链，因为假设A＝30，G＝30，C＝30，T＝30，这条链可能是单链也有可能是双链，C错误；双链DNA的复制方式为半保留复制，经半保留复制得到的DNA分子仍为双链，后一比值等于1，D正确。]
5．(2016·全国卷Ⅱ)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( )
A．随后细胞中的DNA复制发生障碍
B．随后细胞中的RNA转录发生障碍
C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
C [在DNA分子的复制过程中，DNA分子需要先经过解旋，即DNA双链解开，加入该物质后DNA分子双链不能解开，故细胞中DNA的复制会发生障碍，A项正确。DNA分子转录产生RNA的过程中，DNA分子也需要在RNA聚合酶作用下先将双链解开，再以DNA的一条链为模板进行转录，加入该物质后DNA分子双链不能解开，故细胞中的RNA转录会发生障碍，B项正确。因DNA复制发生在细胞分裂间期，故该物质阻断的是分裂间期DNA分子的复制过程，从而将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。癌细胞的增殖方式是有丝分裂，其分裂过程中可发生DNA复制和转录，加入该物质会阻碍这两个过程，从而抑制癌细胞的增殖，D项正确。]
PAGE
2(共73张PPT)
第六单元
遗传的分子基础
第2讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质
考
点
一
DNA分子的结构和基因的本质
4n
磷酸和脱氧核糖
碱基互补配对
脱氧核苷酸
碱基对排列顺序
小于
4种碱基
√
√
×
×
√
×
×
×
2
脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
氢键
磷酸二酯键
氢键
②
①
考
点
二
DNA分子的复制
亲代DNA
子代DNA
有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
半保留复制
双螺旋
碱基互补配对原则
3H、15N
遗传信息
连续性
×
×
×
√
√
Thank
you
for
watching
!
倍2>
遗传与进化
YICHUAN
YU
JINHUA
知识·能力·素养
元素组成
含氮碱基不同
磷酸(脱氧核糖)碱基
①外侧
交替连接,构
面结构
△A]:mh
成基本骨架
②内侧碱基对通过
连接
③碱基配对
两条长链按
方式盘旋
空间结构
成双螺旋结构
染色体
染色体是DNA
条染色体上含有
的主要载体
IA分子
DNAK是主要的遗传物质
基因是
的DNA片段
每个DNA分子含有
基因
基因在染色体
基因
是贵传物质的结构和功能单位
排列
CG
路代DxA→解旋∩①需要细胞提供
②需要酶的作用
③结果:把
解开
DNA
聚合酶
大①模板:解开后的两条母链
合成!②原料:游离的四种
C
子链③酶:
等
母链
G
C
G
C
G
C
G
④原则:碱基互补配对原则
子链
DNA
子链
聚合酶
A….T
重新螺旋:每一条新链与其对应的模板
链盘绕成
复制起点
单向复制
复制起点
双向复制
DNA单链结合蛋白
酶①
小心
复制叉移
动方向酶②
易错矫正突破选择题◎
长句背诵突破非选择题◎
谢谢次赏
谢谢欣赏第3讲 基因的表达
1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)2.基因与性状的关系(Ⅱ)
1.结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子转录、翻译的过程(生命观念)2.运用中心法则，阐明DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质合成的过程(科学思维)3.结合实例分析基因表达的异常情况(社会责任)
遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构和种类
(1)基本单位：核糖核苷酸。
(2)组成成分：
(3)结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
(4)种类及功能：
(5)DNA与RNA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
2.遗传信息的转录
(1)概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
(2)转录过程(见图)：
3．遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子
①概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。
②种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。
(3)翻译过程
(4)过程图示
(人教版必修2
P67图改编)(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义何在？
(2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？
(3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
提示：(1)a是mRNA，b是核糖体，c是肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
(2)由c中三条链越往B侧越延长，可确认翻译方向是A→B。
(3)图中c所指的三条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
1．一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸。
(×)
提示：一个tRNA分子与密码子配对的碱基有三个，只携带一种氨基酸。
2．rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成。
(×)
提示：原核细胞无核仁。
3．tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。
(√)
4．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。
(×)
提示：基因进行转录时是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的。
5．一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2个。
(×)
提示：DNA上可能有不具有遗传效应的片段，且基因会选择性表达，因此mRNA分子的碱基数小于n/2个。
6．每种氨基酸仅由一种密码子编码。
(×)
提示：一种氨基酸由一种或多种密码子编码。
7．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。
(×)
提示：终止密码子无对应的反密码子。
8．细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成。
(×)
提示：应是核糖体在mRNA上移动。
9．存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。
(√)
1．复制、转录和翻译的比较
项目
复制
转录
翻译
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
细胞质(核糖体)
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核糖核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
原则
A—T、G—C
T—A、A—U、G—C
A—U、G—C
产物
两个子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
蛋白质
信息传递
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
意义
传递遗传信息
表达遗传信息
2.转录和翻译过程中相关数量的计算
(1)相关数量关系：基因碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1(忽略终止密码子)。
(2)关注计算中“最多”和“最少”问题。
①mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
③不能忽略“最多”或“最少”等字(忽略终止密码子)：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
1．mRNA与其作为传递遗传信息的信使的分子特点有哪些？
提示：(1)由核糖核苷酸连接而成，含有四种碱基，可以携带遗传信息；(2)一般为单链，而且比DNA短，能够通过核孔从细胞核转移到细胞质。
2．什么是密码子的简并性？密码子的简并性有何意义？什么是密码子的统一性？密码子的统一性说明了什么？
提示：一种氨基酸可能有几个密码子的现象叫密码子的简并性。密码子具有简并性，一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状的差错，另一方面有利于提高翻译的效率。密码子的统一性是指地球上几乎所有的生物都共用一个密码子表，这一事实说明各种生物都有一定的亲缘关系或者说生命本质上是统一的。
3．原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多，原因是什么？
提示：原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物有核膜，基因表达时先完成转录，再完成翻译。
4．起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示：翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。
考查遗传信息的转录和翻译
1．(2017·全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是( )
A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
C [tRNA、rRNA和mRNA均由DNA转录而来，A正确。RNA的合成以DNA的一条链为模板，边解旋边转录，同一细胞中可能有多个DNA分子同时发生转录，故两种RNA可同时合成，B正确。RNA的合成主要发生在细胞核中，另外在线粒体、叶绿体中也可发生，C错误。转录时遵循碱基互补配对原则，故转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。]
2．(2019·海南高考)下列关于蛋白质合成的叙述错误的是( )
A．蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束
B．携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点
C．携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合
D．最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸
C [蛋白质合成中，翻译的模板是mRNA，从起始密码子开始到终止密码子结束，A正确；核糖体同时占据两个密码子位点，携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点，通过反密码子与密码子进行互补配对，B正确、C错误；最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸，继续运输其他氨基酸，D正确。]
3．(2019·长郡中学测试)如图为某六肽化合物合成的示意图。下列叙述不正确的是( )
A．与①→②相比，③→⑤特有的碱基配对方式是U－A
B．根据图中多肽的氨基酸数可以判断出终止密码子是UCU
C．①→②中会产生图中④代表的物质，且④中含有氢键
D．若该多肽是一种DNA聚合酶，则它会催化物质①的复制
B [①为DNA，②③均是mRNA，⑤是多肽。①→②过程表示转录，其碱基配对方式是A－U、T－A、G－C、C－G，③→⑤过程表示翻译，其碱基配对方式是A－U、U－A、G－C、C－G，可见，与①→②相比，③→⑤特有的碱基配对方式是U－A，A正确；根据图中多肽的氨基酸数可以判断出终止密码子是UAA，B错误；①→②所示的转录过程会产生图中④代表的tRNA，tRNA中含有氢键，C正确；若该多肽是一种DNA聚合酶，则它会催化物质①所示的DNA的复制，D正确。]
考查遗传信息、密码子和反密码子
4．(2019·重庆模拟)下列有关遗传信息的叙述，错误的是( )
A．遗传信息控制生物性状并代代相传
B．遗传信息从碱基序列到氨基酸序列不会损失
C．亲代传给子代的遗传信息主要编码在DNA上
D．克里克将遗传信息传递的一般规律命名为“中心法则”
B [遗传信息的传递是通过DNA分子的复制实现的，DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续，在亲子代之间保持遗传性状的稳定，A正确；由于基因中的启动子、终止子和内含子都不编码氨基酸，因此遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中有所损失，B错误；
遗传信息主要位于DNA上，DNA通过复制，将遗传信息从亲代传给子代，C正确；
克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并将这一规律命名为中心法则，D正确。]
5．如图是蛋白质合成时tRNA分子上的反密码子与mRNA上的密码子的配对情形。下列有关叙述错误的是( )
A．tRNA上结合氨基酸分子的部位为甲端
B．与此tRNA反密码子配对的密码子为UCG
C．图中戊处上下链中间的化学键为氢键
D．蛋白质的合成是在细胞内的核糖体上进行的，核糖体沿着mRNA由丙向丁移动
B [由题图可知，tRNA上结合氨基酸分子的部位是甲端；tRNA分子上的反密码子的读取方向是从甲端到乙端(“高端”→“低端”)，即CGA，那么与之互补配对的密码子应为GCU；单链tRNA分子的部分碱基通过氢键互补配对形成三叶草结构；由密码子GCU可知，在翻译过程中，核糖体沿着mRNA由丙向丁移动。综上所述，B项错误。]
6．(2019·潍坊市调研)下列有关密码子的叙述正确的是( )
A．基因突变可能改变基因中密码子的种类或顺序
B．每种氨基酸都对应多种密码子
C．密码子的简并性可以减少有害突变
D．密码子和反密码子中碱基可互补配对，所以两者种类数相同
C [密码子是指mRNA上能编码氨基酸的三个相邻的碱基，A错误；有些氨基酸只对应一种密码子，B错误；由于密码子的简并性，当发生基因突变后氨基酸的种类可能并未发生改变，即可以减少有害突变，C正确；密码子共64种，反密码子共61种，D错误。]
遗传信息、密码子与反密码子的关系
结合信息考查基因的表达过程
7．(2019·成都一诊)抗生素P能有效抑制细胞内蛋白质的合成，原因是其具有与tRNA结构中“结合氨基酸部位”类似的结构。在进行试管内翻译时，将足量抗生素P加到反应试管内，可能会观察到的现象是( )
A．试管内翻译的最终产物为不完整蛋白质
B．携带氨基酸的tRNA无法与mRNA进行碱基互补配对
C．mRNA无法与核糖体结合
D．抗生素P与游离的核糖核苷酸结合
A [由题干信息可知，试管中加入抗生素P后，试管中游离的氨基酸与抗生素P结合后，就不能和tRNA结合，可能导致试管内翻译的蛋白质不完整；抗生素P不会影响携带氨基酸的tRNA与mRNA进行碱基互补配对，也不会影响核糖体与mRNA结合。综上所述，A项正确。]
8．(2019·潍坊市二模)基因转录出的初始RNA，要经过加工才能与核糖体结合发挥作用：初始RNA经不同方式的剪切可被加工成翻译不同蛋白质的mRNA；某些初始RNA的剪切过程需要非蛋白质类的酶参与。而且大多数真核细胞mRNA只在个体发育的某一阶段合成，发挥完作用后以不同的速度被降解。下列相关叙述错误的是( )
A．一个基因可参与生物体多个性状的控制
B．催化某些初始RNA剪切过程的酶是通过转录过程合成的
C．初始RNA的剪切、加工是在核糖体内完成的
D．mRNA的合成与降解是细胞分化的基础，可促进个体发育
C [初始RNA的剪切、加工是在细胞核中完成的。]
中心法则及基因与性状的关系
1．中心法则
(1)提出者：克里克。
(2)补充后的内容图解
2．基因控制性状的途径
(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)
基因蛋白质的结构生物体的性状(完善实例分析如下)
(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)
基因酶的合成代谢过程生物体的性状(完善实例分析如下)
①白化病致病机理图解
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
3．基因与性状的对应关系
(1)一般而言，一个基因决定一种性状。
(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如果蝇红眼的形成与多个基因有关。
(3)有时一个基因可影响多种性状，如A酶
, B酶
, C，基因1可影响B和C的性状。
(4)生物体的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。
1．HIV中能完成逆转录过程。
(×)
提示：HIV感染人体细胞，在细胞内完成逆转录过程。
2．豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(×)
提示：豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状。
3．白化病是酪氨酸酶活性降低造成的。
(×)
提示：白化病是病人体内不能合成酪氨酸酶造成的。
4．某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。
(√)
5．两个个体的身高相同，二者的基因型可能相同，也可能不同。
(√)
6．淀粉分支酶基因中插入一段外来DNA，属于基因重组。(×)
提示：基因中插入一段外来DNA，使基因结构发生改变，属于基因突变。
不同细胞或生物的中心法则
(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：
(4)不能分裂的细胞生物的中心法则：
1．不同生物，不同细胞其遗传信息表达方式可存在显著不同。
(1)请写出洋葱表皮细胞内遗传信息的传递形式。
(2)请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息的传递形式。
提示：(1)DNARNA蛋白质。
(2)
。
2．为什么线粒体中基因控制的性状只能通过母方遗传给后代？
提示：受精时，精子的头部进入卵细胞中，受精卵中的细胞质基因几乎全部来自卵细胞。
3．“牝鸡司晨”是我国古代人民早就发现的性反转现象，即原来下过蛋的母鸡以后却变成公鸡，长出公鸡的羽毛，发出公鸡的啼声。请你从遗传物质与性状关系的角度，解释这一现象。
提示：鸡的性别受遗传物质和环境共同影响，性反转现象是某种环境因素使性腺出现反转的表现。
考查中心法则
1．如图为中心法则中遗传信息流向图。下列有关叙述正确的是( )
A．图中遗传信息在同种物质间传递的过程有①②④
B．神经元细胞核中可发生①②过程，HIV可发生⑤过程
C．图中能发生A与U配对的过程有②③④⑤，能发生A与T配对的过程有①②④
D．③过程中核糖体与mRNA的结合部位会形成1个tRNA的结合位点
C [①②③④⑤过程分别表示DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。图中遗传信息在同种物质间传递的过程有①和⑤，A项错误；神经元细胞是高度分化的细胞，细胞核中可发生②过程，不能发生①过程，HIV为逆转录病毒，可发生④过程，B项错误；图中②③④⑤过程均有RNA参与，均可发生A与U配对，①②④过程均有DNA参与，均可发生A与T配对，C项正确；③过程中核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点，D项错误。]
2．下列与中心法则有关的说法，错误的是( )
A．形成RNA的过程不一定都需要RNA聚合酶的参与
B．中心法则的各个过程都涉及碱基互补配对原则
C．中心法则是由克里克和沃森共同提出来的
D．正常情况下，细胞生物的细胞中不会发生RNA复制和逆转录
C [形成RNA的过程包括转录、RNA复制，转录需要RNA聚合酶参与，但RNA复制需要RNA复制酶参与，A项正确；中心法则的各个过程都涉及碱基互补配对原则，B项正确；中心法则是由克里克提出来的，C项错误；正常情况下，细胞生物的细胞中不会发生RNA复制和逆转录，D项正确。]
“三步法”判断中心法则各过程
“一看”模板
“二看”原料
“三看”产物
生理过程
DNA
脱氧核苷酸
DNA
DNA复制
核糖核苷酸
RNA
转录
RNA
脱氧核苷酸
DNA
逆转录
核糖核苷酸
RNA
RNA复制
氨基酸
蛋白质(或多肽)
翻译
考查基因对性状的控制
3．(2019·潍坊期末)下列关于基因、蛋白质与性状的关系，叙述错误的是( )
A．基因与性状之间是一一对应关系
B．某些蛋白质的结构不同，直接体现的生物性状也不同
C．基因可通过控制酶的合成控制生物性状
D．生物性状是基因、蛋白质、环境相互作用调控的结果
A [基因与基因之间、基因与基因产物之间、基因与环境之间存在着复杂的作用关系，基因与性状之间不是一一对应关系。]
4．下列有关人体细胞中基因与性状关系的叙述，错误的是( )
A．基因分布于细胞核、线粒体中，只有核中的基因能决定性状
B．环境也能影响性状表现，性状是基因与环境共同作用的结果
C．有些性状是由多个基因共同决定的，有的基因可决定和影响多种性状
D．一条染色体上分布有许多基因，可决定和影响人体的多种性状表现
A [基因分布于人体的细胞核、线粒体中，核基因和线粒体基因均能控制生物性状；性状是由环境和基因共同决定的；性状可由一个或多个基因共同决定，有些基因可决定和影响多种性状；一条染色体上含一个或两个DNA，一个DNA上含有多种基因，可决定和影响人体多种性状。综上所述，A项错误。]
1.转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
2.翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
3.并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。
4.一种密码子只决定一种氨基酸，但一种氨基酸可对应一种或多种密码子。
5.RNA复制酶、逆转录酶均来自病毒自身，但是该酶起初应在寄主细胞核糖体上，由寄主细胞提供原料合成。
1.RNA与DNA在化学组成上的区别：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。
2.转录是以DNA的一条链作为模板，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。
3.决定氨基酸的密码子位于mRNA上，有61种，反密码子位于tRNA上。
4.基因对性状的控制有两条途径：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。
真题体验|
感悟高考 淬炼考能
1．(2019·全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是( )
①同位素标记的tRNA
②蛋白质合成所需的酶
③同位素标记的苯丙氨酸
④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸
⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A．①②④
B．②③④
C．③④⑤
D．①③⑤
C [蛋白质合成需要mRNA模板、游离的氨基酸、核糖体、tRNA以及相关酶等。人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸可作为合成多肽链的模板；要获得同位素标记的多肽链，需要使用同位素标记的氨基酸；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液中含有核糖体、tRNA以及相关酶等，所以C选项符合题意。]
2．(2019·海南高考)下列与蛋白质、核酸相关的叙述，错误的是( )
A．一个核糖体上可以同时合成多条多肽链
B．一个蛋白质分子可以含有多个金属离子
C．一个mRNA分子可以结合多个核糖体
D．一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子
A [一个核糖体上一次只能合成一条多肽链，A错误；一个蛋白质分子可以含有多个金属离子，如一个血红蛋白含有四个亚铁离子，B正确；一个mRNA分子可以结合多个核糖体，合成多条多肽链，C正确；一个DNA分子上含有多个基因，不同基因可以转录产生多个RNA分子，D正确。]
3．(2019·海南高考)某种抗生素可以阻止tRNA与mRNA结合，从而抑制细菌生长。据此判断。这种抗生素可直接影响细菌的( )
A．多糖合成
B．RNA合成
C．DNA复制
D．蛋白质合成
D [多糖合成不需要经过tRNA与mRNA结合，A不符合题意；RNA合成可以通过转录或RNA复制的方式，均不需要tRNA与mRNA结合，B不符合题意；DNA复制需要经过DNA与相关酶结合，不需要经过tRNA与mRNA结合，C不符合题意；翻译过程需要经过tRNA与mRNA结合，故该抗生素可能通过作用于翻译过程影响蛋白质合成，D符合题意。]
4．(2018·海南高考)关于复制、转录和逆转录的叙述，下列说法错误的是( )
A．逆转录和DNA复制的产物都是DNA
B．转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶
C．转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸
D．细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板
C [逆转录所需要的反应物是脱氧核苷酸。]
5．(2017·海南高考)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是( )
A．每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
B．HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C．真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
D．一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
B [除了甲硫氨酸和色氨酸外，每一个氨基酸都至少有两个相应的密码子，A错误；HIV的遗传物质为RNA，可以作为合成DNA的模板，B正确；tRNA和rRNA的合成过程也是基因表达，只包括转录过程，蛋白质合成的过程包括转录和翻译，C错误；转录是以DNA的一条链作为模板，D错误。]
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2(共85张PPT)
第六单元
遗传的分子基础
第3讲 基因的表达
考
点
一
遗传信息的转录和翻译
核糖核苷酸
识别并转运氨基酸
核糖体
单
核孔
蛋白质
T(胸腺嘧啶)
核糖
单链
DNA的一条链
3
mRNA
mRNA
61
×
×
√
×
×
×
×
×
√
考
点
二
中心法则及基因与性状的关系
克里克
蛋白质的结构
代谢过程
酶的合成
多种
性状
环境
×
×
×
√
√
×
Thank
you
for
watching
!
倍2>
遗传与进化
YICHUAN
YU
JINHUA
知识·能力·素养
腺嘌呤(A
磷酸
碱基
胞嘧啶(
核糖
公
与DNA分子的某一启动
部位结
解旋:双链解开,暴露
则:碱基互补配对原
G
CC
配对模板:解开的DNA双链中的
原料:游离的
LA
UI
匚G<(c
连接{酶:RNA聚合酶
结果:形成一个
释放」合成的mRNA从
释放
NA双链恢复成双螺旋结构
CG」
RNA聚合酶
条链
核糖核苷酸
DNA链
起始
A
识别mRNA上的密码子,并将携带的氨
基酸置于特定
核糖体沿
移动,读取下一个密码子,由
延伸对应RNA运输相应的氨基酸加到延伸中的
肽链上(一个mRNA可以结合多个核糖
当核糖体到达mRNA上的
停止
成
脱离/肽链合成后从核糖
A的复合物
O
OO
①以细胞质中的为原料
2
作为运载工具
③3
作为合成场所
aGa
UGGUCUAAACEG
④作为模板
⑤产物为
转录复
翻译
制
Na
制
NA
蛋白质
逆转录
囊性纤维
一般过程
镰刀型细胞贫
病的病因
血症的病因
CFTR基因
血红蛋白基因中
碱基
基因
对碱基被替换
第508位缺少苯丙氨酸
控制
导致
血红蛋白中谷氨酸
结构蛋白
异常
被
替换,空
组成间结构改变
患者支气管内
细胞形态,
结构
红细胞呈
黏液增多
表现
管腔受阻,细菌
繁殖,肺部感染
生物的性状
红细胞易破裂,使
人患
