遗传变异及进化.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,专题四 遗传、变异和进化,(2010,江苏生物,，,4),探索遗传物质的过程是漫长的，直到,20,世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括,(,),。,A,不同生物的蛋白质在结构上存在差异,B,蛋白质与生物的性状密切相关,C,蛋白质比,DNA,具有更高的热稳定性，并且能够自我复制,D,蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息,第,1,讲,遗传的分子基础,1,解析,作为遗传物质的特点：结构上存在差异，其基本单位不同的排列组合可以贮存大量遗传信息，与生物性状密切相关，具有较高的稳定性，并且能够自我复制。选项,C,应为,DNA,比蛋白质具有更高的热稳定性，并且能够自我复制。,答案,C,(2011,上海生物,，,16),在一个细胞周期中，,DNA,复制过程中的解旋发生在,(,),。,A,两条,DNA,母链之间,B,DNA,子链与其互补的母链之间,C,两条,DNA,子链之间,D,DNA,子链与其非互补母链之间,解析,在,DNA,复制时，首先是构成,DNA,的两条母链解旋，然后以分开的两条母链为模板，按照碱基互补配对原则合成子链。,答案,A,2,(2011,江苏生物,，,7),关于转录和翻译的叙述，错误的是,(,),。,A,转录时以核糖核苷酸为原料,B,转录时RNA,聚合酶能识别,DNA,中特定碱基序列,C,mRNA,在核糖体上移动翻译出蛋白质,D,不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性,解析,转录时以四种核糖核苷酸为原料；,RNA,聚合酶能识别,DNA,中特定碱基序列，启动转录；不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性；核糖体沿着,mRNA,移动翻译出的是肽链而不是蛋白质，故,C,错误。,答案,C,3,(2011,广东理综,，,2),艾弗里和同事用,R,型和,S,型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知,(,),。,4,A.,不能证明,S,型菌的蛋白质不是转化因子,B,说明,S,型菌的荚膜多糖有酶活性,C,和说明,S,型菌的,DNA,是转化因子,D,说明,DNA,是主要的遗传物质,解析,1944,年艾弗里和同事的实验表明，只有加入,DNA,，,R,型细菌才能转化为,S,型细菌，,DNA,是转化因子，而蛋白质、荚膜多糖等物质不是转化因子，但不能说明荚膜多糖有酶活性，故,A,、,B,错误。,、可组成对照实验，由实验结果与自变量的对应关系可知：,S,型细菌的,DNA,是转化因子；实验只能说明,DNA,是遗传物质，故,D,错误。,答案,C,(2011,安徽理综,，,5),甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是,(,),。,5,A,甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子,B,甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行,C,DNA,分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶,D,一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次,解析,甲过程表示多起点的,DNA,的半保留复制，合成的产物是双链,DNA,分子，该过程主要发生在细胞核内；在一个细胞周期中，,DNA,只复制一次；乙过程为转录，合成的产物为单链,RNA,分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，乙可起始多次；,DNA,的复制和转录均需解旋酶。,答案,D,6,、钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获诺贝尔奖。在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光。由此可知,(,),A,该生物的基因型是杂合的,B,该生物与水母有很近的亲缘关系,C,绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达,D,改变绿色荧光蛋白基因的,1,个核苷酸对，就不能检测到绿色荧光,C ,解析,在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后就可检测到绿色荧光，可知绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达。该生物的基因型纯合或杂合与绿色荧光无关，与亲缘关系无关。改变绿色荧光蛋白基因的一个核苷酸对，不一定导致突变,(,因为密码子具有简并性,),。,(2011,上海生物,，,27),某双链,DNA,分子含有,400,个碱基，其中一条链上,ATGC,1234,。下列表述错误的是,(,),。,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,120,个,C,该,DNA,分子中,4,种碱基的比例为,ATGC,3377,D,该,DNA,分子中的碱基排列方式共有,4,200,种,解析,DNA,分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有,2003/10,60,个。该,DNA,分子连续复制,2,次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为：,360,180,个；,DNA,分子另一条链中,ATGC,2143,，故该,DNA,分子中,4,种碱基比例为,ATGC,3377,；,DNA,双链间碱基互补配对，即,DNA,分子中有,200,个碱基对，故该,DNA,分子中的碱基排列方式共有,4,200,种。,答案,B,7,(2011,上海生物,，,20),原核生物的,mRNA,通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在,mRNA,形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是,(,),。,A,原核生物的,tRNA,合成无需基因指导,B,真核生物,tRNA,呈三叶草结构,C,真核生物的核糖体可进入细胞核,D,原核生物的核糖体可以靠近,DNA,解析,由题意可知，原核生物的转录和翻译可以同步进行，翻译的场所核糖体与,DNA,靠得很近。,答案,D,8,（,1,）点击此处,（,2,）点击此处,（,3,）点击此处,（,4,）点击此处,噬菌体侵染,细菌实验,烟草花叶病毒侵,染烟草的实验,返回,有遗传效应,的,DNA,片断,返回,表达遗传信息,翻译,逆转录,返回,多样性,独特的双,螺旋结构,肺炎双球菌转化实验与,T,2,噬菌体侵染细菌实验的比较,(1),实验设计思路及结论的比较,(,见下表,),更清晰,考点一遗传物质探索的经典实验,考试说明,人类对遗传物质的探索过程,(),1,艾弗里实验,T,2,噬菌体侵染细菌实验,思路,相同,设法将,DNA,与其他物质分开，,_,、直接地研究它们各自不同的遗传功能,处理方,式的区别,直接分离：分离,S,型菌的,_,、多糖、蛋白质等，分别与,R,型菌混合培养,同位素标记法：分别标记,_,和蛋白质的特征元素,(,32,P,和,35,S),实验,结论,a.,_,是遗传物质,b,蛋白质等不是遗传物质,DNA,是遗传物质,单独地,DNA,DNA,DNA,(2),两个实验遵循相同的实验设计原则,对照原则,肺炎双球菌转化实验中的相互对照：,T,2,噬菌体侵染细菌实验中的相互对照：,(3),同位素标记的差异,(,见下表,),DNA,蛋白质,DNA,和蛋白质,噬菌体,32,P,35,S,14,C,、,2,H,、,18,O,、,15,N,细菌,31,P,32,S,12,C,、,1,H,、,16,O,、,14,N,子代,噬菌体,32,P(,少数,),、,31,P(,全部,),_C,、,H,、,O,、,N,的两种同位素都有,32,S,生物的遗传物质总结比较,(,见下表,),2.,生物,所含核酸,所含核苷酸,含氮碱基,遗传物质,细胞生物,(,原核、真核生物,),5,种：,A,、,T,、,C,、,G,、,U,均为,_,病毒,DNA,病毒,1,种，,为,DNA,_,种脱氧核苷酸,4,种：,A,、,T,、,C,、,G,DNA,RNA,病毒,1,种，,为,RNA,_,种核糖核苷酸,4,种：,_ _,RNA,4,4,A,、,U,、,C,、,G,DNA,理解,凡是有细胞结构的生物，无论是原核细胞还是真核细胞，尽管细胞中同时含有两种核酸,(DNA,和,RNA),，但是它们的遗传物质都是,DNA,而不是,RNA,；无细胞结构的生物,(,病毒,),，仅含有一种核酸,(DNA,或者,RNA),，它们的遗传物质就是,DNA,或者,RNA,，任何生物的遗传物质都只有一种。,几个探索实验的整合,更系统,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,在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。,R,型细菌转化成,S,型细菌的原因是,S,型细菌,DNA,进入,R,型细菌内，与,R,型细菌,DNA,实现重组，表现出,S,型细菌的性状，此变异属于基因重组。,培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒专营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。,因放射性检测时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射性，故,35,S(,标记蛋白质,),和,32,P(,标记,DNA),不能同时标记在同一噬菌体上，应将二者分别标记，即把实验分成两组。,噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。,心堂亮,1,2,3,4,5,9,、,(2010,江苏生物,),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,T,2,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,强信心,审题关键,“,遗传物质,”“,主要,”“,T,2,噬菌体,”“,HIV”,。,命题来源,遗传物质的探索。,思路分析,豌豆、酵母菌、,T,2,噬菌体的遗传物质均为,DNA,，,DNA,在真核生物中主要分布在染色体上，酵母菌为真核生物；,DNA,仅含,C,、,H,、,O,、,N,、,P,五种元素；,HIV,的遗传物质为,RNA,，初步水解产物为,4,种核糖核苷酸，彻底水解产物是核糖、磷酸和,4,种含氮碱基。,答案,B,10,、,【2010,福建质检,】,科学家用含有,15,N,的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养,T,2,噬菌体，待大肠杆菌解体后,15,N(,),A,不出现在,T2,噬菌体中,B,仅发现于,T,2,噬菌体的,DNA,中,C,发现于,T,2,噬菌体的外壳和,DNA,中,D,仅发现于,T,2,噬菌体的外壳中,C ,解析,噬菌体在大肠杆菌中增殖时，所用原料,(,氨基酸和脱氧核苷酸,),都来自大肠杆菌。由于大肠杆菌在含,15,N,的培养基中培养，所以大肠杆菌内的氨基酸和脱氧核苷酸都含,15,N,。因此，在子代噬菌体的蛋白质外壳和,DNA,中都含有,15,N,。,DNA,复制、转录、翻译、逆转录、,RNA,复制的比较,(,见下表,),更清晰,考点二与中心法则相关问题整合,考试说明,(1)DNA,分子结构的主要特点,()/(2),基因的概念,(),(3)DNA,分子的复制,()/(4),遗传信息的转录和翻译,(),(5),基因与性状的关系,(),项目,DNA,复制,转录,翻译,逆转录,RNA,复制,场所,主要在,_,主要在,_,_,模板,DNA,的两条链,DNA,的一条链,_,RNA,RNA,原料,4,种脱氧核苷酸,4,种,_,_,20,种,_,4,种脱氧,核苷酸,4,种核糖,核苷酸,1,细胞核内,细胞核内,核糖体,mRNA,核糖,核苷酸,氨基酸,项目,DNA,复制,转录,翻译,逆转录,RNA,复制,酶,解旋酶、,DNA,聚合酶等,解旋酶、,_,_,等,酶,逆转录酶,RNA,聚,合酶等,碱基配,对原则,AT,；,GC,；,TA,；,CG,AU,；,GC,；,TA,；,CG,AU,；,GC,；,UA,；,CG,AT,；,UA,；,CG,；,GC,CG,；,AU,；,GC,；,UA,结,果,两个子代,DNA,分子,mRNA,、,tRNA,、,rRNA,_,DNA,RNA,信息,传递,DNA,DNA,DNA,mRNA,mRNA,_,RNA,DNA,RNA,RNA,实,例,绝大多数生物,绝大多数,生物,所有生物,艾滋病病毒,烟草花,叶病毒,RNA,聚,合酶,蛋白质,蛋白质,遗传信息、密码子和反密码子,(,见下表,),2.,遗传信息,密码子,反密码子,概念,基因中,_,的排列顺序,_,中决定一个氨基酸的三个相邻碱基,_,端与,mRNA,密码子互补配对的三个碱基,作用,控制生物的遗传性状,直接决定蛋白质中的,_,序列,识别密码子，转运氨基酸,种类,基因中脱氧核苷酸数目和,_,的不同，决定了遗传信息的多样性,64,种，其中,61,种能决定氨基酸，,3,种,_,，不能决定氨基酸,61,种,(,或,tRNA,也为,61,种,),脱氧核苷酸,mRNA,tRNA,氨基酸,排列顺序,终止密码子,遗传信息,密码子,反密码子,图示,联系,a.,基因中脱氧核苷酸的序列,mRNA,中,_,的序列,b,mRNA,中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补,c,密码子与相应反密码子的碱基序列互补配对,核糖核苷酸,中心法则信息流动的方向,(1),中心法则中遗传信息的流动过程为,(,如下图,),：,3.,在生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为,(,如下图,),：,在细胞内蛋白质合成过程中，遗传信息的传递方向,(,如胰岛细胞中胰岛素的合成,),为,(,如下图,),：,含逆转录酶的,RNA,病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为,(,如下图,),：,RNA,病毒,(,如烟草花叶病毒,),在宿主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为,(,如下图,),：,(2),中心法则中几个生理过程能准确进行的原因,前者为后者的产生提供了一个精确的模板。,严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。,DNA,病毒,(,如,T,2,噬菌体,),在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为,(,如下图,),：,名称,作用,DNA,解旋酶,与,DNA,解旋有关的酶，破坏氢键，使,DNA,双链解开,DNA,聚合酶,与,DNA,链的延长有关，将单个的脱氧核苷酸连接成,DNA,分子，作用在磷酸二酯键,DNA,连接酶,将,DNA,分子片段连接起来。在基因工程中起着重要的作用，作用在磷酸二酯键,DNA,酶,促进,DNA,水解，变成单个脱氧核糖核苷酸分子,4,、掌握几种酶,名称,作用,RNA,聚合酶,以一条,DNA,链或,RNA,为模板，将单个的核糖核苷酸连接成,RNA,的酶,RNA,酶,促进,RNA,水解，变成单个核糖核苷酸分子,限制酶,识别,DNA,的特定片段，并在特定的碱基之间切开，作用在磷酸二酯键,5,基因表达中相关数量计算,说明,计算中,“,最多,”,和,“,最少,”,的分析,(1),翻译时，,mRNA,上的终止密码不决定氨基酸，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，即,mRNA,上的碱基数目最少是蛋白质中氨基酸数目的,3,倍。,(2),在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。,如：,mRNA,上有,n,个碱基，转录产生此,mRNA,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。,(3),做题时应看清是,DNA,上,(,或基因中,),的碱基对数还是个数是,mRNA,上密码子的个数还是碱基个数。,6,、几点注意：,(4)DNA(,或基因,),中的碱基对数密码子个数氨基酸个数,311,。,(5),同一个体的不同细胞表达的基因不同，因而,mRNA,和蛋白质的类型不同。,(6),可用于比较物种血缘关系的大分子有,DNA,、,mRNA,、蛋白质；没有物种特异性及细胞特异性的大分子是,tRNA,、,rRNA,。,点评,本题要求学生掌握不同生物能进行中心法则中的不同过程，从而加强对中心法则的理解，而下面的变式题是从基因对生物性状的控制方面进行检测。,12,、,【2010,长沙模拟,】,图,19,4,是四位同学制作的,DNA,分子结构模型，其中正确的是,),B ,解析,构成,DNA,分子的基本结构单位是脱氧核苷酸，每分子的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成，磷酸是连接在脱氧核糖的第五位碳原子上，碱基是连接在第一位碳原子上，,D,错。脱氧核苷酸之间是通过磷酸二酯键相联系的，一个分子的脱氧核苷酸的磷酸基与另一个脱氧核苷酸分子的脱氧核糖,(,第三个碳原子上基团,),形成磷酸二酯键，,A,、,C,错。,点评,本题要求学生掌握,DNA,分子中磷酸和脱氧核糖的连接方式，帮助学生理解,DNA,双螺旋结构模型。下面的变式题主要考查,DNA,、基因、染色体之间的关系。,中心法则与基因表达的关系,(,见下图,),更系统,碱基数量计算归类与应用,(1)DNA,分子、,DNA,某条链及转录生成的,mRNA,中碱基比例关系,(,见下表,),心堂亮,(2)DNA,复制过程中的碱基数量计算,设某,DNA,分子中含某碱基,a,个。,复制,n,次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为,a,(2,n,1),。如图所示：,第,n,次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为,a,2,n,1,。,由图示可以看出，复制的结果是形成两个一样的,DNA,分子，所以一个,DNA,分子复制,n,次以后，得到的,DNA,分子数量为,2,n,个,(,如上图,),，复制,(,n,1),次后得到的,DNA,分子数为,2,n,1,，第,n,次复制增加的,DNA,分子数为,2,n,2,n,1,2,n,1,，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为,a,2,n,1,。,(3),碱基比例的运用,由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类。,若有,U,无,T,，则该核酸为,RNA,。,若有,T,无,U,，且,A,T,，,G,C,，则该核酸一般为双链,DNA,。,若有,T,无,U,，且,AT,，,GC,，则该核酸为单链,DNA,。,应用指南：,运用核酸分子中所含碱基种类及比例可判断核酸种类。,运用核酸分子中碱基对的比例来判断核酸分子的稳定性，进一步确定生物生活的温度环境。,运用碱基互补配对原则计算,DNA,复制、转录等过程中的碱基数或碱基对比例。,13,、,【2010,广东质检,】,如果将含有一对同源染色体的精原细胞的,DNA,分子用,15,N,标记，并供给,14,N,原料。那么，该细胞进行减数分裂产生的,4,个精子中，含,15,N,标记的精子所占的比例为,(,),A.25%B,50%,C,75%D,100%,D,解析,在一次减数分裂过程中，,DNA,复制,1,次，根据,DNA,半保留复制的特点，每个新的,DNA,分子都有,1,条链含,15,N,标记，故含,15,N,标记的精子所占的比例为,100%,。具体情况可见,“,减数分离与,DNA,半保留复制关系,”,图像。,