高三生物复习教案2015遗传的分子基础学案（适合江苏）

高三生物复习教案2015遗传的分子基础学案（适合江苏）

专题五 遗传的分子基础 ‎(4课时)‎ 一、知识网络 链接思考：‎ ‎1、原核生物、真核生物、病毒的遗传物质分别是什么？原核生物拟核和细胞质中遗传物质，真核生物细胞核与细胞质中遗传物质分别是什么？‎ ‎2、原核细胞和真核细胞内基因的表达存在怎样的区别？‎ ‎3、基因可以通过哪些过程完成复制和传递？‎ 二、核心导学 考点1 人类对遗传物质的探索过程 ‎1．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 项目 肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验 思路相同 设法将DNA和其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能 处理方式 直接分离法 同位素标记法 结论 DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 DNA是遗传物质(蛋白质没有进入，不能说明它不是遗传物质)‎ 两个实验均不能得出DNA是“主要”遗传物质这一结论！‎ 附表一：肺炎双球菌转化实验比较 项目 ‎1928年格里菲思体内转化实验 ‎1944年美国艾菲里体外转化实验 分析 R型细菌无毒性、S型细菌有毒性；S型细菌体内存在使R型细菌转化为S型细菌的物质 S型细菌的DNA使R型细菌发生转化；S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化 结论 加热杀死的S型细菌体内有“转化因子”‎ S型细菌体内的DNA是“转化因子”，DNA是生物的遗传物质 附表二：噬菌体侵染细菌实验 分别用含35S、32P的培养基标记细菌并培养 步 骤 分别用含35S、32P的细菌培养噬菌体以达到标记目的 噬菌体侵染细菌 含35S的噬菌体+细菌—新形成的噬菌体没有检测到35S 含32P的噬菌体+细菌—新形成的噬菌体检测到32P 分 析 ‎35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，而是留在细胞外；32P标记的DNA进入了宿主细胞内 结 论 子代噬菌体各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质 继续思考：‎ 本实验中放射性元素在试管离心分层后分布情况如何？怎样看待和分析实验过程中出现的误差？‎ 关于子代噬菌体所含标记元素种类的分析（“两看法”）‎ 首先看元素标记的对象，如果是对细菌进行标记，作为原料，那么，子代噬菌体中含标记元素情况如何？‎ 如果标记的是噬菌体，接下来看标记使用的元素，如果是S标记，那么子代噬菌体是否含有？如果是P标记，那么子代噬菌体是否含有？含标记元素的噬菌体所占的比例如何？如果是用O或H或N标记，那么子代噬菌体所含标记元素情况又如何？‎ ‎2.RNA是遗传物质的证据 ‎ 烟草花叶病毒侵染烟草叶实验可以证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。‎ 思考：为什么本实验中能够证明蛋白质不是遗传物质？还有哪个实验也能证明蛋白质不是遗传物质？‎ ‎【例1】赫尔希和蔡斯在做“噬菌体侵染细菌”实验时，应用了放射性同位素标记技术。下列相关说法不正确的是( )‎ A．利用放射性同位素标记技术的目的是追踪T2噬菌体DNA和蛋白质分子的去向 B．用35S标记蛋白质是由于T2噬菌体化学组成中S只存在于蛋白质中 C．用含32P的肉汤培养基培养T2噬菌体获得DNA被标记的T2噬菌体 D．检测离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异可推测侵入细菌中的物质 考点2 DNA与RNA的分子结构 ‎1．从基本组成元素和化学成分及空间结构进行比较，找出它们的相同点和不同点。‎ 思考：DNA分子各个部分是怎样相连的？如何理解反向平行？几种酶作用部位在哪里？一个链状DNA和一个环状DNA分子（如质粒）各有几个游离的磷酸基团？‎ ‎2、DNA的特性 ‎（1）多样性：碱基对的排列顺序是千变万化的。排列种数：4n（n为碱基对对数）。‎ ‎（2）特异性：每个特定DNA分子的碱基对排列顺序是特定的。‎ ‎（3）双螺旋结构的相对稳定性（稳定性的强、弱与分子结构中G/C碱基对比例有关，G/C碱基对之间形成三个氢键，含量越高，稳定性越强）。RNA是单链，较DNA不稳定。‎ ‎3、双链DNA分子中碱基对关系 项目 整个DNA分子 α链 β链 A、T、G、‎ 的关系 A=T G=C Aα=Tβ Tα=Aβ Cα=Gβ Gα=Cβ A+G/T+C非互补 ‎1‎ M ‎1/M A+T/G+C互补 N N N 思考：在整个DNA分子中A+G或T+C占碱基总数的比例是多少？‎ ‎【例2】双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。则有关该DNA分子的叙述，错误的是(　　)‎ A．该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变 ‎ B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸180个 C．该DNA分子中4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7‎ D．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种 ‎【变式题2】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．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 考点３　DNA分子的复制(遗传信息的传递)‎ 在掌握DNA分子复制的概念、时间、场所、过程、条件、特点及意义的基础上，关注真核生物DNA复制的高效性：多起点、双向复制。‎ DNA复制过程中相关计算规律 ‎1、一个DNA分子复制n次，可形成2n个子代DNA分子，其中含最初母链的DNA分子占DNA分子总数的2/2n；含有的最初母链占DNA单链总数的1/2n ‎2、在DNA分子复制过程中，如果DNA分子含有某碱基a个，则此DNA分子复制n次需要含有该碱基的游离脱氧核苷酸为a.(2n-1)个；第n次复制需要含有该碱基的游离脱氧核苷酸数为a.2n-1个。‎ ‎【例3】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 考点４　基因的表达 在真核生物中由于核膜的存在，把细胞核基因表达的转录和翻译过程在时间和空间上被分隔开，而原核生物无核膜，转录和翻译可以同时进行。翻译过程中核糖体沿着mRNA可以移动，一个信使RNA分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的DNA分子就可以迅速地合成出大量的蛋白质；而原核生物的转录和翻译均在细胞质中进行，两个过程常紧密关联，同时发生；另外，线粒体和叶绿体内部也可以进行基因的表达（拥有自己的核糖体），但要受核基因的控制。‎ ‎【例4】下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是(多选)(　)‎ A．图中表示4条多肽链正在合成 ‎ B．转录尚未结束，翻译即已开始 C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链 考点５　中心法则的解读 生物界遗传信息的传递方向为：‎ 不同生物遗传信息的传递方向有差异。 ‎ 附表（DNA的复制、转录和翻译的比较）‎ 复制 转录 翻译 时间 细胞分裂间期 个体生长发育的整个过程（含细胞分裂间期以外的几个时期）‎ 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体 模板 DNA两条单链 DNA的一条链 mRNA 原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 ‎20种氨基酸 条件 酶（解旋酶、DNA聚合酶等）、ATP 酶（解旋酶、RNA聚合酶等）、ATP 酶、ATP、tRNA 核糖体结构 产物 两个双链DNA 一个单链RNA 多肽链 模板去向 分别进入两个子代DNA分子中 恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋 分解为单个核苷酸 特点 半保留复制、边解旋边复制、多起点复制 边解旋边转录 一个mRNA上结合多个核糖体，顺次合成多个肽链（注意方向判断）‎ 碱基配对 A与T，T与A（两个氢键）‎ A与U、T与A、C与G、G与C（三个氢键）‎ A与U、U与A、C与G、G与C 遗传信息传递 DNA到DNA DNA到mRNA mRNA到蛋白质 意义 使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物表现出各种性状 ‎【例5】下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是(　　)‎ A．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则 B．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的 C．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序 D．DNA病毒中没有RNA，但其遗传信息的传递不遵循中心法则 考点６　遗传信息、密码子和反密码子 特别提醒：遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系。‎ ‎【例6】根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是(　　)‎ DNA双链 T G mRNA tRNA反密码子 ‎　A 氨基酸 苏氨酸 ‎　 A.TGU 　　　　　 B．UGA C.ACU 　　　　 D．UCU ‎【变式题6】DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示。则右图所示的转运RNA(tRNA)所携带的氨基酸是(注：反密码子从携带氨基酸的一端开始读码)( 　 )‎ GCA CGT ACG TGC 精氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 苏氨酸 ‎ ‎ A.精氨酸 　　　 B．丙氨酸 C．半胱氨酸 　　D．苏氨酸 考点７　基因与性状的关系 基因与生物性状的关系并非简单的一一对应关系，可存在如下情况：‎ ‎1、一个基因控制一种性状（一“因”一“效”）‎ ‎2、多个基因控制一种性状（多“因”一“效”）‎ ‎3、基因表达受环境影响，即表现型=基因型+环境条件 基因发生突变与生物性状改变的关系也并非简单的一一对应关系，可存在如下情况：‎ ‎1、基因发生突变后，引起mRNA上的密码子发生改变，但由于密码的容错性，此时控制的氨基酸没变，生物的性状就不会变化。‎ ‎2、如果基因突变为隐性基因，如AA中的一个A突变成a，此时生物性状也不会改变。‎ ‎【例7】如图为人体内基因对性状的控制过程的示意图，下列相关叙述不正确的是(　　)‎ A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体 B．导致③过程变化的根本原因一般发生于细胞分裂的间期 C．人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶的活性下降 D．据图分析可知，基因对性状的控制是通过控制酶的合成进而影响人体内的代谢活动来进行的 ‎【变式题7】下图为为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。‎ 从图中不能得出的结论是( 　 )‎ A．精氨酸的合成是由多对基因控制的 ‎ B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢 C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达 D．若产生鸟氨酸依赖突变型脉孢霉，则可能是基因①发生突变