勤学精思 好问多练 一轮复习之 遗传、变异与基因工程 课时一、遗传的物质基础

一、遗传物质的本质、证据及其特点 （一）遗传物质的本质 1、人的遗传物质是什么？ DNA 2、噬菌体的遗传物质是什么？ DNA 3、烟草花叶病毒的遗传物质是什么？ RNA 4、生物的遗传物质是什么？ （原核、真核、病毒） 核酸 （DNA 或RNA） 5、如何证明核酸是遗传物质呢？

（二）核酸是遗传物质的证据 肺炎双球菌的转化实验： 噬菌体侵染细菌实验： 烟草花叶病毒感染烟草实验： 证明DNA是遗传物质 证明RNA是遗传物质

（三）遗传物质的特点 1）分子结构具有相对的稳定性 2）能够自我复制，使前后代保持 一定的连续性 3）能够指导蛋白质的合成 ，从而 控制新陈代谢过程和性状 4）能够产生可遗传的变异

二、核酸的结构及复制 （一）核酸的结构 1、元素组成：C、H、O、N、P等 2、基本组成单位：核苷酸（8种） 3、核苷酸的结构：五碳糖（核糖、脱氧核糖） 含氮碱基（AGCTU )、 磷酸 4、核酸种类：DNA、RNA

核苷酸的结构： 脱氧核苷酸的结构： P A P A G P P G P C C P P U T P 核糖 核糖 A 腺嘌呤核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 G P 脱氧 核糖 P G 核糖 鸟嘌呤核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 P C 核糖 C P 脱氧 核糖 胞嘧啶核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 P U 核糖 T P 脱氧 核糖 尿嘧啶核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸

思考： (4) (5) (8) 1、构成 DNA 的 碱 基有几种？ 2、构 成 RNA 的 碱基有几种？ 3、构 成核 酸 的 碱基有几种？ 4、构成DNA的核苷酸有几种？ 5、构成RNA的核苷酸有几种？ 6、构成核 酸的核苷酸有几种？

脱氧核苷酸链： 主干： 侧支： P A G 磷酸、五碳糖交 互排列构成，稳定不变 C T 与五碳糖相连的碱基 DNA的结构： 5种元素→3类物质→4种基本单位→2条链→1种结构 脱氧核苷酸链： A P 脱氧 核糖 G C T 主干： 磷酸、五碳糖交 互排列构成，稳定不变 侧支： 与五碳糖相连的碱基

碱基互补 配对原则 A P G C T A P G C T A T G C 脱氧 核糖 G C T 脱氧 核糖 A P G C T 脱氧核糖 A T G C

1、两条平行的脱氧核苷酸长 链相互盘卷成双螺旋结构 3、两条链上的 碱基通过氢键连接起来，构成碱基对 DNA的空间结构 1、两条平行的脱氧核苷酸长 链相互盘卷成双螺旋结构 2、两条链的主干排列在外侧， 由磷酸和五碳糖交替连接而成 3、两条链上的 碱基通过氢键连接起来，构成碱基对

链上的碱基之间通过氢键互补配对，相互制约。 DNA分子的特性： 多样性： 碱基对的排列顺序千变万化 特异性： 每个DNA分子有其特定的碱基对排列顺序 稳定性： 两条多核苷酸链的主干是稳定不变的，两条 链上的碱基之间通过氢键互补配对，相互制约。

RNA的结构： 5种元素→3类物质→4种基本单位→1条链→1种结构 A 核糖 P C U G A G C U

mRNA tRNA

DNA、RNA的区别： 1、所含的五碳糖不同 2、所含的碱基种类不同 3、空间结构不同 4、存在部位不同

（2）需要的条件： （3）复制过程： （4）复制的特点： （二）DNA的复制 ( 1) 复制的时间： 细胞分裂间期 （2）需要的条件： A.酶 C.模板 B.原料 D.能量 （3）复制过程： C、形成新DNA A、解旋 B、合成子链 （4）复制的特点： A、边解旋边复制 B、半保留复制

三、 遗传物质的结构和功能单位——基因 （一）基因与DNA、染色体、遗传信息的关系 有遗传效应的片段 基因是DNA上 基因在染色体上呈 排列 基因在染色体上呈　　　排列 线性 基因的 代表着遗传信息 碱基序列 （二）基因的结构

原核细胞基因的结构 非编码区 编码区 编码区下游 编码区上游 RNA聚合酶结合位点 调控遗传信息的表达

编码区 非编码区 与RNA聚酶 结合位点 内含子 外显子 终止子 编码区上游 真核细胞的基因结构 启动子

（三）基因的功能 1、传递遗传信息 2、表达遗传信息 生理过程 模板 原料 场所 DNA复制 转录 翻译 DNA两条链 游离的脱氧核苷酸 细胞核 DNA一条链 游离的核糖核苷酸 细胞核 核糖体 （细胞质） 信使RNA 氨基酸

猪肉与牛肉主要成分都是蛋白质，为什么味道不一样？ 基因———→mRNA———→tRNA———→蛋白质 脱氧核苷酸　 密码子 反密码子 氨基酸 　序列 序列 序列 序列 扩展：将猪的mRNA放入到牛的细胞中合成的蛋白质是猪肉还是牛肉蛋白？

遗传信息的流动方向--中心法则 DNA （基因） 逆转录 翻译 转录 蛋白质 （性状） RNA

例1、如果用32P、35S分别标记噬菌体的的DNA和细菌的蛋白质外壳，当他侵染到细菌体内后，经多次复制，所释放出来的子代噬菌体绝大部分（ ） A.不含 32P B. 含32P C.不含32P和35S D. 含 32P和35S A 例2、一段多核苷酸链中的碱基组成为30%的A、30%的C、20%的G、20%的T,它是一段（   ） A.双链DNA  B.单链DNA     C.双链RNA   D.单链RNA B

D D 例3、下列哪项对双链DNA分子的叙述是不正确的? A.若一条链A和T的数目相等,则另条链A和T的数目也相等 B.若一条链G的数目为C的2倍,则另条链G的数目为C的0.5倍 C.若一条链的A:T:G:C＝1:2:3:4,则另条链相应碱基比为2:1:4:3 D.若一条链的G:T＝1:2,则另条链的C:A＝2:1 D 例4、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 （ ） A.60个   B.80个  C.120个    D.180个 D

例5、现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G０代细胞。然后将G０代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后,分别得到G1、G2代细胞。再从G０、G1、G2代细胞中提取出DNA,经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,请回答: (1) G０、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的: G０        G1          G2         A B D (2)G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是                     (3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是: 条带①             ,条带②              。 (4)上述实验结果证明DNA的复制方式是        __      。DNA的自我复制能使生物的            __ 保持相对稳定。 0：1：1 31P 31P与32P 半保留复制 遗传特性

练习4 例6、分别用32P标记噬菌体的DNA，35S标记细菌的蛋白质做侵染实验，问： ⑴子噬菌体的DNA分子含有的上述元素是： 18 例6、分别用32P标记噬菌体的DNA，35S标记细菌的蛋白质做侵染实验，问： ⑴子噬菌体的DNA分子含有的上述元素是： ⑵子噬菌体的蛋白质分子含有的上述元素是： ⑶此实验证明了： ⑷若繁殖n代，产生子代噬菌体( )个，含亲本DNA链的噬菌体为( )个； 31P 练习4 35S 32P、 31P 32S 35S 32P DNA是遗传物质 2n 2

C 例7、某生物遗传物质的碱基的组成成份是嘌呤碱基占42%，嘧啶碱基占58%，此生物可能是（ ） A.烟草 B.小麦 例7、某生物遗传物质的碱基的组成成份是嘌呤碱基占42%，嘧啶碱基占58%，此生物可能是（ ） A.烟草　　　　　 B.小麦 C.烟草花叶病毒 D.任何生物 C 例8、一条肽链含999个肽键，则此蛋白质含( 　　 )个氨基酸，最多( )种氨基酸，合成此蛋白质的mRNA共含碱基( 　　 )个，基因中最少含有脱氧核糖数为( 　 )个 1000 20 3000 6000 基因碱基数 　 ： mRNA碱基数　　： 氨基酸数 6　　　　　 　　3　　　　　　　 　1

例9、 请思考分析：为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对比做出实验论证。据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸。现请你完成以下关键性的实验设计。 ①实验室已制备好分别含3H、14C、15N、18O、32P、35S等6种放射性同位素的微生物培养基。你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记： 用32P标记DNA,用35S标记蛋白质外壳

②你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？ 请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。 答案：先将细菌分别在含有32P或35S的培养基中培养， 然后用噬菌体去侵染分别被32P或35S标记的细菌。 因为噬菌体营寄生生活。 例10：已知某一条全部N原子被15N标记的DNA分子（0代），转移到含14N的培养基上培养n代，其结果如下：分子总数________只含15N的分子___________ 含15N 14N的分子__________只含14N的分子__________ 脱氧核苷酸链总数________含15N的链为_____________ 含14N的链为_____________ 2n 2n-2 2 2n+1 2 2n+1-2

例11. 1918年发生了世界大流感，死亡人数约4000万。从受害者的组织样本中提取了该流感病毒的RNA，并经实验分析确定其由8个基因组成，碱基总数为a ，其中G的数量为b 。据此推测： （1）构成该流感病毒遗传物质的含氮碱基有哪几种？ 你能根据题目条件推出这些碱基间的比例关系吗？为什么？ 　 （2）该病毒的基因控制合成的蛋白质最可能有____种。 （3）根据中心法则分析，该病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有____________。 （4）20世纪30年代，科学家发现1918年大流感幸存者体内存在完全可以阻断猪流感病毒毒力的抗体，而1918年出生后的人体内却没有这种抗体，这表明__________。 （5）若我们接种了该流感病毒研制的疫苗，是否可以预防现今的流行性感冒？为什么？

答案： （1）胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U） 不能，因RNA是单链，分子内的碱基间没有配对关系 （2）8 （3）RNA的复制和RNA的逆转录 （4）引发人类流感和猪流感的病毒可能是同一种。幸存者体内因感染过流感病毒，故产生了抗体，后出生的人因没感染过流感病毒，故没有这种抗体。 （5）不一定。因为引起流行性感冒的病毒具有较强的变异性，该流感病毒的抗体对现今的病毒不一定起作用。