幻灯片 1
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幻灯片 2第17讲 DNA是主要的遗传物质
第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗传效
应的DNA片段
第19讲 基因的表达
第六单元 遗传的分子基础
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高考纵览
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高考纵览
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1．教学建议：由于本单元涉及的概念知识较多，以基础知识和基本能力的考查为主，所以复习时要注意对本单元知识中的重点、难点和疑点的理解与分析。
(1)加强知识的归纳、比较与识记。本单元知识概念多、比较抽象且容易混淆，首先在理解的基础上进行记忆，对相关的内容进行分析、比较，找出其共性与区别，如DNA与RNA的化学组成和结构，DNA的复制、转录、翻译与逆转录，基因与性状的关系等。
(2)发挥表格、图表对本章知识的整合作用，使知识系统化。如对复制、转录与翻译的比较，染色体、DNA、基因、蛋白质与性状等内容的梳理。
使用建议
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(3)注重计算类的题目。DNA的复制、转录及基因的表达等知识点可以设置相应的计算题，同时要进行归纳、分类总结，明确知识点间的联系，注重解题时进行模型图的合理构建。
2．课时安排：本单元分为3讲，建议用8课时完成，第17、18、19讲讲授、练习各1课时共6课时，单元卷和讲解各1课时。
使用建议
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幻灯片 9第17讲 DNA是主要的遗传物质
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1．人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)
考纲要求
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幻灯片 11第17讲 DNA是主要的遗传物质
—— 知 识 梳 理 ——
一、肺炎双球菌的转化实验
1．两种类型的肺炎双球菌比较
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有
光滑
有
无
粗糙
无
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幻灯片 12第17讲 DNA是主要的遗传物质
2. 格里菲思体内转化实验
(2)结论：________________________________________
__________________________________________。
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不死亡
死亡，分离出S型活细菌
不死亡
死亡，分离出S型活细菌
加热杀死的S型菌中必然存在某种“转化因子”将R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌
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幻灯片 13第17讲 DNA是主要的遗传物质
3．艾弗里体外转化实验
(1)实验过程及结果
(2)结论：________________________________________
______________________________________。
(3)实验中设置DNA＋DNA酶这组实验目的是什么？
________________________________________________。
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R型菌和S型菌
R型菌
R型菌
R型菌
使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是DNA，
而不是蛋白质、多糖及DNA的水解产物
对照说明只加DNA组的结论，DNA基本构成成分不能实现转化
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幻灯片 14第17讲 DNA是主要的遗传物质
二、噬菌体侵染细菌的实验
1．实验方法：__________________法。
2．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
DNA 内部 蛋白质 活细胞寄生 细菌 不能
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放射性同位素标记
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幻灯片 15第17讲 DNA是主要的遗传物质
3．实验过程及结果
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很高
很低
未检测到
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幻灯片 16第17讲 DNA是主要的遗传物质
4．实验结论：________才是真正的遗传物质。
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很低
很高
检测到
DNA
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幻灯片 17第17讲 DNA是主要的遗传物质
导思：噬菌体与细菌混合后，要进行搅拌并离心，搅拌和离心的作用分别是什么？(请翻阅教材必修2 P45“噬菌体侵染细菌的实验”)
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幻灯片 18第17讲 DNA是主要的遗传物质
三、RNA也是遗传物质
1．实验
2．结论：烟草花叶病毒中________是遗传物质。
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RNA
RNA
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幻灯片 19—— 网 络 构 建 ——
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 20—— 基 础 自 测 ——
判断正误，对的打“√”，错的打“×”。
1．[2012·山东卷] 噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶。( )
× [解析] 噬菌体是以噬菌体的DNA为模板，以细菌提供的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，并在细菌提供的酶、能量和场所的条件下形成子代噬菌体。
2．[2012·重庆卷] 噬菌体能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解。( )
× [解析] 噬菌体没有细胞结构，不能以二分裂的方式进行增殖，而是在寄主菌体内合成核酸和蛋白质外壳后，组装、释放，使细菌裂解。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 213．[2012·江苏卷] 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA。( )
× [解析] 烟草花叶病毒感染烟草实验说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA，比如噬菌体的遗传物质是DNA。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 224．在噬菌体侵染细菌的实验中，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。( )
× [解析] 噬菌体侵染细菌实验中，用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌时，需要进行适当时间的保温，时间过长可导致菌体裂解死亡、子代噬菌体释放，使上清液中因含有大量子代噬菌体出现高放射性而造成实验结果有误差。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 235．20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质是因为蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制。( )
× [解析] 与蛋白质相比DNA更耐高温，故DNA的热稳定性大于蛋白质，另外蛋白质也不能自我复制。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 24► 考点一 肺炎双球菌转化实验的分析
1．肺炎双球菌转化实验
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 262. S型菌和R型菌转化的实质
(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质结构被破坏。DNA在加热过程中，双螺旋解开、氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可以得到恢复。
(2)S型细菌遗留下的DNA片段中，包含有控制荚膜形成的基因，这些片段从S型细菌中释放出来，被一些R型细菌所摄取，进入R型细菌中，整合进入R型细菌的基因组中，使R型细菌转化成S型细菌。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 27(3)转化的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。因此，转化作用可以看成广义上的基因重组。
(4)一般情况下，转化的效率很低，只有少部分R型细菌被转化为S型细菌，但是S型细菌的繁殖速度很快。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 28例1 [2011·广东卷] 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( )
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 29A．①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 30[答案]C
[解析] ①、②组：R＋S型菌的蛋白质/荚膜多糖，只长出R型菌，说明蛋白质/荚膜多糖不是转化因子。③组：R＋S型菌的DNA，结果既有R型菌又有S型菌，说明DNA可以使R型菌转化为S型菌；④组：用DNA酶将DNA水解，结果只长出R型菌，说明DNA的水解产物不能使R型菌转化为S型菌，从一个反面说明了只有DNA才能使R型菌发生转化，故C正确。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 31[点评] S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活细菌 只有R型细菌，从另一个角度进一步证明DNA是遗传物质，同时也证明DNA的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质，但这不是该实验的实验目的。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 32变式题 下列关于肺炎双球菌转化实验的叙述中，正确的是( )
A．加热杀死后的S型细菌中DNA已经全部断裂，失去活性
B．在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化
C．在转化过程中，加热杀死后的S型细菌中DNA没有进入R型活细菌的细胞中
D．加热杀死的S型细菌也能使小鼠的体细胞发生转化
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 33[答案]B
[解析] 加热杀死的S型细菌的DNA仍具有活性； DNA酶能将DNA水解成脱氧核苷酸，DNA不再存在，因此不能使R型细菌发生转化；加热杀死的S型细菌的DNA进入R型细菌体内，使之转化成了S型细菌； S型细菌的DNA要转化成S型菌，必须有活的R型菌，不能在小鼠体内直接进行转化。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 34► 考点二 噬菌体侵染细菌实验的分析
1．实验结果中放射性分布的分析
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含有放射性的原因。
①保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。
②从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段时间保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性升高。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 35(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 362．与肺炎双球菌的体外转化实验的比较
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 37例2 [2012·淮北模拟] 生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，下列有关分析不正确的是( )
A．理论上，b中不应具有放射性
B．b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关
C．若b中含有放射性，说明与①过程中培养时间的长短有关
D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
图6171
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幻灯片 38[答案]C
[解析] 用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳，而噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳只能留在细菌的细胞外。搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。因此，搅拌越充分，蛋白质外壳与细菌分离得越彻底，b中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离，则b中不含放射性，故A、B都正确；上述实验并没有“示踪”DNA在遗传中的作用，因此不能证明DNA是遗传物质，故D正确；b中理论上不含放射性，与①过程中培养时间的长短无关，故C错误。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 39[点评] 解答此题的关键：一是明确35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是噬菌体的核酸(DNA)；二是明确搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。所以搅拌离心后噬菌体的蛋白质外壳存在于上清液中，而大肠杆菌细胞内增殖的子代噬菌体(连同作为模板的亲代DNA)与大肠杆菌一起存在于沉淀物中。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 40探究：如果图中的噬菌体用15N标记，则搅拌离心后，测得放射性的部位是哪里？
用15N标记的噬菌体含有放射性的物质是蛋白质和DNA，即位于上清液和沉淀物中。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 41变式题1 有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图6172：
一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是( )
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
图6172
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 43[答案]D
[解析] 病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料中有宿主细胞2的31P(不具放射性)，也有自身核酸(含32P)，故子代病毒的核酸大多含31P，少数含32P；病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 44变式题2 [2012·南京模拟] “肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”能够说明遗传物质应具备的一些特点，有关分析正确的是( )
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 45
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 46[答案]A
[解析] 加热后蛋白质变性，细菌死亡，但是DNA仍具有转化功能，因此可证明DNA的分子结构比较稳定，故A正确；进入大肠杆菌细胞内的只有噬菌体的DNA，但是产生的子代噬菌体却具有与亲代相同的蛋白质外壳，说明DNA能指导蛋白质的合成，故B错误；用32P标记亲代噬菌体的DNA，但产生的部分子代噬菌体也具有放射性，说明DNA在亲子代之间具有连续性，故C错误；将S型菌的DNA与R型菌一起培养，有S型菌生成，说明控制荚膜形成的遗传信息储存在DNA中，故D错误。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 47[备选理由] 此题考查生物的遗传物质，鉴于此知识点较易理解，主要是学生识记的内容，所以在正文中没有提及，可用此题作为该知识点的补充训练。
1．下列关于遗传物质的说法正确的是( )
A．肺炎双球菌转化实验，证明DNA是主要的遗传物质
B．病毒的遗传物质是RNA和DNA
C．DNA是噬菌体的主要遗传物质
D．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
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 48[答案] D
[解析]肺炎双球菌转化实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，通过烟草花叶病毒侵染烟草实验证明RNA也是遗传物质；病毒只有一种核酸，DNA或RNA，其中所含有的核酸即为该病毒的遗传物质，所以病毒的遗传物质是RNA或DNA；生物的遗传物质是核酸，其中绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物RNA病毒的遗传物质是RNA，所以生物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；噬菌体由蛋白质和DNA组成，其中DNA是遗传物质。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 49[备选理由] RNA是某些病毒的遗传物质，由于不是重点内容，所以正文中没有提及，此题作为补充。
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( )
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 50
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
[答案]C
[解析]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，分离出的病毒类型应该是b型。
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第17讲 DNA是主要的遗传物质
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幻灯片 51第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗传效应的DNA片段
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1．DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)
2．DNA分子的复制(Ⅱ)
3．基因的概念(Ⅱ)
考纲要求
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幻灯片 53第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
—— 知 识 梳 理 ——
一、DNA分子的结构
1．DNA分子的化学组成
(1)基本组成元素：____________________。
(2)基本单位
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图6181
C、H、O、N、P
脱氧核糖核苷酸
胸腺嘧啶
腺嘌呤
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幻灯片 54第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
2．DNA分子的结构
(1)主要特点
①两条脱氧核苷酸长链________平行盘旋而成。
②______________交替连接，排列在外侧构成基本骨架，碱基排列在内侧。
③两条链上的碱基通过________连接成碱基对，即
遵循____________原则
(2)空间结构：规则的________结构。
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反向
脱氧核糖和磷酸
氢键
碱基互补配对
双螺旋
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幻灯片 55第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
二、DNA分子的复制
1．概念：以________分子为模板合成子代DNA分子的过程。
2．时间：有丝分裂________和减数________________。
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亲代DNA
间期
第一次分裂前的间期
解旋开的两条母链
4种游离的脱氧核苷酸
DNA聚合酶
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幻灯片 56第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
4．场所：主要在________中，但在拟核、线粒体、叶绿体中也进行。
5．过程
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细胞核
解旋
DNA聚合
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幻灯片 57第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
6．特点
(1)就复制的结果而言：________复制。
(2)就进行的过程而言：________________。
7．精确复制的原因：DNA的__________结构提供精确模板；____________原则保证了复制能够准确地进行。
8．意义：使________从亲代传递给子代，保持了________的连续性。
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半保留
边解旋边复制
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
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幻灯片 58第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
三、基因是有遗传效应的DNA片段
1．基因与染色体的关系
一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈________。
2．基因与DNA的关系
(1)基因是________片段。
(2)每个DNA分子含有_____个基因。
3．基因与性状的关系
基因是控制生物性状的结构单位和功能单位。
4．基因的实质：基因是有________的DNA片段。
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线性排列
DNA
多
遗传效应
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幻灯片 59第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
5．DNA片段中的遗传信息
(1)DNA分子能够储存足够量的__________。
(2)遗传信息蕴藏在___________________之中。
(3)DNA分子的多样性源于__________________的多样性。
(4)DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基对的______________顺序。
导思：DNA上的片段都是基因吗，都携带遗传信息吗？(请翻阅教材必修2 P55“说明基因与DNA关系的实例”)
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遗传信息
4种碱基的排列顺序
碱基对排列顺序
特定的排列
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幻灯片 60—— 网 络 构 建 ——
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 61—— 基 础 自 测 ——
判断正误，对的打“√”，错的打“×”。
1．[2012·江苏卷] 沃森和克里克提出在DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。( )
× [解析] 沃森和克里克提出DNA双螺旋结构，指出碱基之间存在碱基互补配对原则，嘧啶数之和等于嘌呤数之和。但要注意一条脱氧核苷酸长链内的碱基之间没有碱基互补配对关系，因而不存在嘌呤数等于嘧啶数的规律。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 622．[2012·山东卷] 双链均被32P标记的噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌后，产生的 100个子代噬菌体中含32P与只含31P的比例为1∶49。( )
√ [解析] DNA复制为半保留复制，在复制过程中，亲代两条脱氧核苷酸链进入子代DNA中，所以双链均被32P的噬菌体DNA在只含31P的大肠杆菌内复制形成的100个子代噬菌体中，应有2个既含有32P，也含有31P，其他98个只含有31P，因此含有32P与只含有31P的子代噬菌体之比为2∶98。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 633．[2011·海南卷] DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的。( )
√ [解析] DNA的双螺旋结构中，两条脱氧核苷酸链之间形成碱基对，碱基之间互补配对并以氢键相连。
4．[2011·上海卷] 某双链DNA分子含有400个碱基，该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种。( )
√ [解析] 双链DNA分子有400个碱基，即200个碱基对，每一个碱基对都有4种排列方式，所以该DNA分子中碱基排列方式共有4200种。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 645．[2010·江苏卷] 组成DNA与ATP的元素种类不同。( )
× [解析] 组成DNA和ATP的元素都是C、H、O、N、P。
6．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。( )
× [解析] DNA复制发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，而不是有丝分裂前期。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 65► 考点一 DNA分子结构与特性的分析
1．DNA分子的结构(DNA分子结构层次图及解读)
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
图6182
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幻灯片 67(1)基本组成单位——脱氧核苷酸
①DNA分子中 之间的数量比为1∶1∶1。
②五碳糖：脱氧核糖。
③碱基：共有4种，分别是A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)。
(2)结构中的化学键
①磷酸二酯键：相邻两个脱氧核苷酸之间○和 之间形成的化学键，用限制性核酸内切酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接。
②氢键：配对的碱基对之间形成的化学键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 68(3)DNA分子片段
①除DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着2个磷酸。每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。
②氢键数目计算：A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。
③在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T通过“－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－”相连接。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 692．DNA分子特性
(1)相对稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。
(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目不同，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，其中n代表碱基对数。
(3)特异性：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
提醒：DNA初步水解产物是脱氧核苷酸，而彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 70例1 如图6183为DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是( )
A．②和③相间排列，构成
了DNA分子的基本骨架
B．④的名称是胞嘧啶脱氧
核苷酸
C．DNA聚合酶用于⑨的形成
D．DNA分子中特定的脱氧核
苷酸序列代表了遗传信息
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
图6183
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幻灯片 71[答案]D
[解析] 由图示可知，②和①相间排列构成了DNA分子的基本骨架；④中的①应属上面那个脱氧核苷酸；⑨的形成依靠碱基互补配对原则，不需DNA聚合酶，DNA聚合酶是将游离的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。
[点评] 解题的关键是：①辨析清楚构成一个核苷酸的磷酸、脱氧核糖和碱基，本题易错在将④看成一个核苷酸；②DNA聚合酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是作用于氢键；③遗传信息是指DNA分子中特定的脱氧核苷酸排列顺序。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 72变式题 从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是( )
A．碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性
B．碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性
C．一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式就有41 000种
D．人体内控制β－珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 73[答案]D
[解析] 碱基对排列顺序千变万化，构成了基因或DNA具有多样性，这是对整个生物体甚至整个生物界的生物所有DNA而言的，对于某一个基因或DNA分子来说，具有特异性。对于一种特定的蛋白质，控制其合成的基因的碱基对排列顺序应是一定的，这体现了DNA(或基因)的特异性，所以β－珠蛋白基因具有其独特的碱基对排列顺序，D项错误。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 74► 考点二 DNA分子的碱基互补配对原则及相关计算规律
1．DNA碱基互补配对原则
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。
2．相关计算规律
根据A＝T，G＝C，图示如下(α、β是DNA的两条单链)：
α链 —A—G—C—T—C—C—…
β链 —T—C—G—A—G—G—…
则
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 76例2 从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，则与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的( )
A．26% B．24%
C．14% D．11%
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幻灯片 77[答案]A
[解析] 根据题意可画出DNA分子链和碱基符号并标出已知含量，如下图所示。利用DNA的碱基互补配对原则，由整个DNA分子G＋C＝46%，可知在单链DNA分子中，G＋C＝46%，则单链中A＋T＝54%，H链中AH＝28%，则该链中TH＝26%，所以对应的另一条链中A＝26%。
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幻灯片 78[点评] 单双链转化公式的推导：
由图知：A1＋T1＋C1＋G1＝m A2＋T2＋G2＋C2＝m，整个双链DNA上的碱基总数为2m。
因为A1＝T2、T1＝A2
则A1＋T1＝A2＋T2，A＋T＝(A1＋T1)＋(A2＋T2)，
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幻灯片 79变式题 [2012·广州模拟] 20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的比值如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是( )
A．猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些
B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同
C．小麦DNA中(A＋T)的数量是鼠DNA中(C＋G)数量的1.21倍
D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
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幻灯片 80[答案]D
[解析] 大肠杆菌DNA中(A＋T)/(C＋G)的比值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含C－G碱基对的比例较高，而C－G碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌DNA稳定性高于猪的，故A错误；虽然小麦和鼠的(A＋T)/(C＋G)比值相同，但不能代表二者的碱基序列相同，故B错误；C选项的说法可用一个例子说明，a/b＝2，c/d＝2，并不能说明a/d也等于2，故C错误；同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的，因此DNA碱基组成也相同，故D正确。
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幻灯片 81► 考点三 DNA复制的研究方法、过程和条件
1．研究DNA复制的常用方法
同位素标记法和离心法，常用3H、15N标记DNA，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。
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幻灯片 822．DNA复制的过程
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图6184
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幻灯片 83(1)解旋：利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开。
(2)合成子链：以DNA分子的两条母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成互补的子链。
(3)形成子代DNA：每条新链(子链)与其对应的模板链(母链)盘绕成双螺旋结构。
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幻灯片 843．DNA复制内容的拓展
(1)子代DNA分子中模板链与另一DNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。
(2)特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变。
(3)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。
(4)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、 叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。
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幻灯片 85(5)DNA复制在体外也可进行(如选修1中介绍的PCR扩增技术，除满足上述条件外，还应注意温度、pH 的控制及引物的加入)。
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幻灯片 864．DNA复制过程中的数量关系
由于DNA分子的复制是一种半保留复制方式，一个DNA分子连续进行n次复制，可形成2n个子代DNA分子，其中只有2个DNA分子含有最初亲代的母链。图解如下：
(1)一个DNA分子不论复制多少次，产生的子代DNA分子中含亲代母链的DNA分子数总是2个(每个DNA分子中含一条母链)。
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图6185
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幻灯片 88方法：DNA半保留复制的实验证据
(1)用放射性同位素标记大肠杆菌
①若用14N标记大肠杆菌(普通大肠杆菌无放射性)，得到14N/14N的DNA分子，将该DNA分子离心处理，离心后位于试管的上部，即轻带(如图1)。
②若用放射性同位素15N标记大肠杆菌，得到15N/15N的DNA分子，将该DNA分子离心处理，离心后位于试管的下部，即重带(如图2)。
③若大肠杆菌的DNA分子中一条链被14N标记，另一条链被15N标记，离心处理后将会位于试管的中部，即中带(如图3)。
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图6186
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幻灯片 90(2)追踪DNA复制方式
①将亲代含14N的大肠杆菌转移到含15N的培养基上增殖一代。
②将亲代含15N的大肠杆菌转移到含14N的培养基上增殖一代。
(3)结果分析
①若DNA的复制方式为全保留复制，则离心后出现如图4所示，即1/2重带和1/2轻带(该复制方式实际上是不存在的)。
②若DNA的复制方式为半保留复制，则离心后出现如图5所示，即全部为中带。
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幻灯片 91例3 用15N标记含有1 000个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶600个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制3次，其结果可能是( )
①含有15N的DNA分子占1/4 ②含有14N的DNA分子占3/4 ③复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸2 800个 ④复制结果共产生8个DNA分子
A．①②③④ B．①③④
C．②③④ D．①④
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幻灯片 92[答案]B
[解析] 根据DNA的半保留复制的特点可知，一个DNA分子复制3次会产生8个子DNA分子，其中含有母链(15N链)的DNA分子有2条，而所有子DNA分子均含有14N，故①正确、②错误、④正确；根据碱基配对原则可推导出，DNA分子中任何不相配对的两种碱基之和占总碱基的50%，那么该DNA分子中腺嘌呤有1 000×2×50%－600＝400，故复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为8×400－400＝2 800，③正确。
[点评] 该题易因审题不清而错误将“1 000个碱基对”看成“1 000个碱基”，导致相关计算出现差错。解决该问题一定要注意审题，不能马虎大意。
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幻灯片 93变式题 [2012·安徽联考] 图6187是含有某生物大部分基因的DNA分子复制的示意图( 表示复制起始位点，“→”复制方向)。下列相关叙述错误的是( )
A．DNA聚合酶参与此过程
B．此DNA分子来自叶肉细胞
C．此DNA分子以半保留方式复制
D．此DNA一个复制起点，双向复制
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图6187
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幻灯片 94[答案]B
[解析] 图中是含有某生物大部分基因的DNA分子，则该DNA可能是原核生物的拟核DNA或真核生物的核DNA，又因图中DNA呈环状，真核生物的核DNA呈链状，可排除真核生物核DNA的可能，故该DNA是原核生物的拟核DNA，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶的催化，A正确；从图中信息可知该DNA分子进行的是半保留复制、单起点双向复制，C、D正确。
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幻灯片 95► 考点四 基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体和性状之间的关系
1．五者的关系图
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图6188
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幻灯片 962．五者关系分析
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幻灯片 983. 相关的包含关系可表示为
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图6189
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幻灯片 994. 基因的基本功能
(1)遗传信息的传递：发生在生物繁殖后代过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。
(2)遗传信息的表达：发生在生物生命活动进行过程中，基因通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，蛋白质体现生物性状，进而实现基因中遗传信息对生物体性状的控制。
提醒：在基因、DNA与染色体关系上，明确基因是DNA的一部分，DNA是染色体的组成部分，DNA是重要的遗传物质，全部基因的集合不是所有的DNA，染色体不是遗传物质，只是遗传物质DNA的主要载体。
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幻灯片 100例4 [2012·南昌调研] 如图61810为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，从中得到的正确结论是( )
A．染色体中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质
B．R、S、N、O互为非等位基因
C．果蝇的每个基因是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D．每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变
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图61810
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幻灯片 101[答案]B
[解析] 基因结构中，有部分调控序列不能编码蛋白质，所以A错误；一对同源染色体上控制相对性状的基因才是等位基因，而R、S、N、O 位于同一条染色体上的不同基因，所以它们之间互为非等位基因，B正确；果蝇的基因指的是DNA上有遗传效应的片段，而DNA是脱氧核糖核苷酸组成的，C错误；基因中一个碱基对的替换，由于密码子的简并性，所以不一定引起生物性状的改变，D错误。
[点评] 解答本题需明确以下几点内容：①基因是控制生物性状的基本结构和功能单位；②等位基因位于一对同源染色体上，一条染色体上的不同基因一定为非等位基因；③基因的结构单位为脱氧核糖核苷酸。
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幻灯片 102变式题 [2012·福建联考] 下列关于基因、遗传信息的描述，错误的是( )
A．基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体
B．遗传信息可以通过DNA复制传递给后代
C．互为等位基因的两个基因肯定具有相同的碱基数量
D．遗传信息是指DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序
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幻灯片 103[答案]C
[解析] 基因是具有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的结构和功能单位。基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。等位基因是通过基因突变产生的，所以互为等位基因的两个基因不一定具有相同的碱基数量。
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幻灯片 104[备选理由] 本题考查DNA复制的有关计算。很多学生对DNA复制过程中“第n次”还是“n次”复制所需某种碱基数量的计算原理不清，本题可作为典例加深学生对此知识的理解。
1．某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是( )
A．在第一次复制时，需要(m－A)个
B．在第二次复制时，需要3(m－A)个
C．在第n次复制时，需要2n－1(m－A)个
D．在n次复制过程中，总共需要2n(m－A)个
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幻灯片 105[答案]D
[解析] DNA复制n次是指DNA连续复制了n次，产生的子代DNA分子为2n。第n次复制是指DNA复制了n－1次，已产生子代DNA分子继续进行第n次复制。两种复制情况下所需的脱氧核苷酸的数目是不同的。在计算DNA分子在第n次复制过程中所添加含某种碱基的脱氧核苷酸数目时，要先计算出n次复制时所需要的该种脱氧核苷酸数，再减去(n－1)次复制过程中所需要的该种脱氧核苷酸数。
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幻灯片 106[备选理由] 此题考查DNA半保留复制方式的探究实验，由于篇幅限制在正文没有列出此类例题，在此作为补充。
2. [2010·北京卷]科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表：
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 108请分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过________代培养，且培养液中的________是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第________组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是____________________。
(3)分析讨论：
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
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幻灯片 109②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置________。
[答案] (1)多 15NH4Cl
(2)3 1 2 半保留复制
(3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化
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幻灯片 110[解析] (1)由于DNA分子的半保留复制，需要在含15N(具有放射性)的培养基中多代培养，而且需要15NH4Cl作为唯一氮源，才能获得全部被放射性(15N)标记的大肠杆菌。(2)然后将15N标记的大肠杆菌(DNA分子为15N/15N)转入14N(不具有放射性)的培养基中培养一代，两个子代DNA均为15N/14N，即一条链为15N，另一条链为14N，说明DNA分子的复制方式为半保留复制。(3)①但如果DNA分子复制一代离心结果为14N/14N、和15N/15N。则说明子代DNA分子中，一个DNA分子两条链都是新合成的，而另一个DNA分子两条链都是原来的母链，说明DNA分子的复制为全保留复制。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 111②如果把DNA分子的两条链分开，然后再离心，则不管是全保留复制还是半保留复制，都会出现一半DNA链是14N，另一半DNA链是15N，不能判断出DNA复制的方式。③分析图形，子Ⅱ代离心后，有两条密度带，分别为14N/14N和15N/14N，在同等条件下，继续培养子Ⅱ代，则第n代DNA分子中大部分为14N/14N，有两个DNA分子为15N/14N，仍会出现两条密度带14N/14N和15N/14N，密度带的数量和位置都不变。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 1123．如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用15N标记，并只供给精原细胞含14N的原料，则该细胞进行减数分裂产生的四个精子中，含15N、14N标记的DNA分子的精子所占比例依次为( )
A．100%、0 B．50%、50%
C．50%、100% D．100%、100%
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 113[答案]D
[解析]精原细胞在减数分裂形成精子的过程中，首先要通过复制，含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用15N标记，只供给精原细胞含14N的原料，则复制后的每条染色体含有两条染色单体，每条染色单体上都含有一个DNA分子，该DNA分子的一条链含14N，另一条链含15N。则最后形成的四个精子中的DNA分子都含有15N、14N标记的链。
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第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗效应的DNA片段
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幻灯片 114第19讲 基因的表达
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1．遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)
考纲要求
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幻灯片 116第19讲 基因的表达
—— 知 识 梳 理 ——
一、RNA的结构和种类
1．RNA的结构
(1)基本单位及组成
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图6191
磷酸
核糖
胞嘧啶
尿嘧啶
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幻灯片 117第19讲 基因的表达
(2)结构
一般是________，比DNA短。有的存在局部碱基配对现象，从而具有局部双链和局部环状结构，如转运RNA。
2．种类及其功能
(1)mRNA(________RNA)：将遗传信息从__________传递到细胞质中。
(2)tRNA(________RNA)：____________，识别密码子。
(3)rRNA(核糖体RNA)：________的组成成分。
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单链
信使
细胞核内
转运
转运氨基酸
核糖体
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幻灯片 118第19讲 基因的表达
导思：构成RNA的核糖与脱氧核糖结构上的区别是什么，三种RNA的结构相同吗？(请翻阅教材必修2 P62“核糖与脱氧核糖的结构”及P63“三种RNA的结构示意图”)
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幻灯片 119第19讲 基因的表达
二、遗传信息的转录和翻译
1．转录和翻译的模式图
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图6192
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幻灯片 120第19讲 基因的表达
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转录
翻译
细胞核
细胞质
DNA的一条链
mRNA
核糖核苷酸
20种氨基酸
RNA
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幻灯片 121第19讲 基因的表达
2. 密码子和反密码子
(1)密码子存在于________上，共有________种。决定氨基酸的密码子有________种；终止密码子有________种，不决定氨基酸；起始密码子有________种，决定氨基酸。
(2)反密码子存在于________上。
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mRNA
64
61
3
2
tRNA
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幻灯片 122第19讲 基因的表达
三、基因对性状的控制
1．中心法则的提出及发展
(1)提出人：___________。
(2)完善的中心法则内容(用简式表示)
(3)最初提出的内容包括__________、转录和________，补充完善的内容为RNA复制和________。
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克里克
DNA复制
翻译
逆转录
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幻灯片 123第19讲 基因的表达
2．基因、蛋白质与性状的关系
(1)两种方式
①间接控制：基因通过控制________的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
②直接控制：基因通过控制__________的结构，直接控制生物体的性状。
(2)调控生物体性状的因素
①内因：________。
②外因：环境条件。
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酶
蛋白质
基因
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幻灯片 124第19讲 基因的表达
(3)基因与性状的关系
①基因与性状的关系并不都是简单的________关系。例如：生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关；有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。
②环境影响生物性状：
性状(表现型)是由________和________共同作用的结果。
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线性
基因型
环境
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幻灯片 125—— 网 络 构 建 ——
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 126—— 基 础 自 测 ——
判断正误，对的打“√”，错的打“×”。
1．[2012·课标全国卷] 两种分泌蛋白的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同，其原因是参与这两种蛋白质合成的同一密码子所决定的氨基酸不同。( )
× [解析] 密码子具有通用性，对于生物界的各种生物来说同一密码子所决定的氨基酸是相同的。两种蛋白质氨基酸排列顺序不同的原因是参与这两种分泌蛋白合成的mRNA碱基序列不同，根本原因是控制这两种蛋白质合成的基因上碱基序列不同。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 1272．[2012·上海卷] 在细胞中，以mRNA作为模板合成生物大分子的过程包括转录和逆转录。( )
× [解析] 转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程。
3．[2011·江苏卷] 转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定的碱基序列。( )
√ [解析] RNA聚合酶能特异性识别DNA中特定的碱基序列，并催化转录的进行。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 1284．[2011·海南卷] 细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。( )
√ [解析] 细胞中多种tRNA转运20种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸，也可能多种tRNA转运同一种氨基酸。
5．[2010·广东卷] DNA 是蛋白质合成的直接模板。( )
× [解析] 蛋白质合成包括转录和翻译过程，其中mRNA是蛋白质合成的直接模板。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 1296．[2010·海南卷] DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。( )
× [解析] DNA病毒营活细胞寄生，在活细胞内进行DNA的转录和翻译过程，合成蛋白质，其遗传信息的传递遵循中心法则。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 130► 考点一 DNA分子的复制、转录和翻译的比较
1．DNA分子复制、转录和翻译的比较表
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第19讲 基因的表达
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第19讲 基因的表达
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第19讲 基因的表达
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 1342.遗传信息、密码子和反密码子的比较
(1)区别
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 135(2)联系
①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
②mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用。
(3)三者的对应关系
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第19讲 基因的表达
图6193
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幻灯片 136提醒：①密码子特点：a.简并性：一种氨基酸可以有多个密码子，如亮氨酸的密码子有6种，UUA、UUG、CUU、CUC、CUG、CUA；b.通用性：所有生物共用一套密码子，说明所有生物可能有共同的起源或在生命本质上是统一的。
②反密码子的特点：a.61种决定氨基酸位置的密码子被61种反密码子识别，所以搬运20种氨基酸的转运RNA有61种。b.反密码子的三个碱基与相应DNA模板链上对应的碱基相同，只是DNA链上碱基T的位置在tRNA上为U。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 1373．基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨基酸数量的关系
DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系一般可表示为(如图6194所示)：
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第19讲 基因的表达
图6194
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幻灯片 138综上可知：蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA碱基数目＝1/6 DNA(或基因)碱基数目。
因为DNA(基因)、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上的终止密码子等)，所以实际上编码n个氨基酸时，mRNA上所需的碱基数目大于3n，基因上碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有“最多”、求碱基数有“至少”等字样。在回答有关问题时，也应加上“最多”或“至少”等字。
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。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 139例1 [2010·江苏卷] 铁蛋白是细胞内储存多余Fe3＋的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3＋、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如图6195所示)。回答下列问题：
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第19讲 基因的表达
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第19讲 基因的表达
图6195
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幻灯片 141(1)图中甘氨酸的密码子是________，铁蛋白基因中决定
的模板链碱基序列为________。
(2)Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了__________________，从而抑制了翻译的起始；Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响，又可以减少____________。
(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是 ______________________。
(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由________。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 142[答案](1)GGU …CCACTGACC…
(2)核糖体在mRNA上的结合与移动 Fe3＋ 细胞内物质和能量的浪费
(3)mRNA两端存在不翻译的序列
(4)C→A
[解析] (1)从图中可以看出，转运甘氨酸的tRNA上反密码子为CCA，所以密码子是GGU。…—甘—天—色—…的密码子为…GGUGACUGG…，决定其的模板碱基序列为…CCACTGACC…。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 143(2)铁应答元件位于铁蛋白mRNA起始密码上游，其与铁调节蛋白结合，导致核糖体不能沿mRNA移动，从而无法进行翻译。Fe3＋对细胞有毒，铁蛋白能够储存多余的Fe3＋，这样就避免了Fe3＋对细胞的毒性影响，又可充分利用Fe3＋，减少物质和能量的浪费。
(3)mRNA两端(远离起始密码和终止密码)存在不翻译的序列，所以mRNA的碱基数远大于氨基酸数的3倍。
(4)色氨酸密码子为UGG，对应模板链碱基序列为ACC，当第二个碱基C→A时，此序列对应的密码子变为UUG，恰为亮氨酸密码子。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 144[点评] 本题考查翻译过程。解答本题要明确以下几点：
①数密码子个数的规则：a.从左向右(先根据题意判断出核糖体往哪边移动，如图中就是从左往右移动，再找到第一个密码子，以此类推)；b.每相邻的3个碱基构成1个密码子；c.不能重叠数，即第二个密码子必须为第4～6个碱基。如下：
示例： ，所以图示mRNA中包含三个遗传密码子，分别为UAG、CUA、GAA。
②mRNA上的序列并不都参与翻译过程，其两端存在不翻译的核苷酸序列，所以mRNA的碱基数远大于氨基酸数的3倍。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 145变式题 下列有关基因控制蛋白质合成的叙述， 正确的是( )
A．一个密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸只能由一种tRNA转运
B．该过程所涉及的转录和翻译过程都需要RNA聚合酶和ATP
C．该过程遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对
D．DNA转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 146[答案]D
[解析] 一个密码子只能决定一种氨基酸，但是一种氨基酸可以由多种tRNA转运，A项错误；转录过程需要RNA聚合酶，而翻译过程需要蛋白质合成酶，两过程都需要消耗能量(ATP)，B项错误；基因控制蛋白质合成的过程包括转录和翻译两个过程，两个过程中都有A与U配对，而不是A与T配对，C项错误；DNA转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸，D项正确。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 147► 考点二 基因与生物性状的关系的理解
1. 中心法则的理解与分析
(1)中心法则中遗传信息的传递图解
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 148(2)各类生物遗传信息的传递过程
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 1492.基因对性状控制的方式
(1)直接途径：基因 蛋白质结构 生物性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。
(2)间接途径：基因 酶的合成 细胞代谢 生物性状，如白化病、豌豆的粒形。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 1503．基因与性状的对应关系
(1)一般而言，一个基因只决定一种性状。
(2)生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如基因1和
基因2共同控制花的颜色：
(3)有些基因则会影响多种性状，如豌豆中控制花色的基因也控制种皮的颜色和叶腋有无黑斑。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 1514．等位基因和相对性状的关系
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 1525．基因对性状控制的复杂性
基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 153提醒：①生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。②基因控制生物体的性状，但性状的形成同时还受到环境的影响。③同一生物体内不同细胞进行基因的选择性表达，所以同一生物体不同部位的细胞所含的DNA(基因)相同，但合成的RNA、蛋白质都不同，从而表现出不同的形态、结构和功能。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 154例2 为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图6196所示的模拟实验。
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第19讲 基因的表达
图6196
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幻灯片 155(1)从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为－GAACAUGUU－。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是－CTTGTACAA－，则试管甲中模拟的是________过程。
(2)将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是________，试管乙中模拟的是________过程。
(3)将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是________。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 156(4)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自____________，而决定该化合物合成的遗传信息来自________。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套________。该病毒遗传信息的传递过程为_____________________。
[答案](1)逆转录 (2)mRNA 转录 (3)蛋白质
(4)小鼠上皮细胞 病毒RNA 密码子 RNA
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 157[解析] (1)RNA一般为单链，碱基U是其特有成分；DNA一般为双链，碱基T是其特有成分。根据题干碱基序列可判断A为RNA，X为DNA，而以RNA为模板指导形成DNA的过程，我们称之为逆转录。(2)根据 “Y是能与核糖体结合的单链大分子”，推知Y是RNA，试管乙中模拟的是转录过程。(3)根据“Z是组成该病毒外壳的化合物”，推知Z是蛋白质，丙试管中模拟的是翻译过程。(4)病毒营寄生生活，在宿主内以病毒自身的RNA为模板，以宿主细胞内的原料(脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸等)经一系列的化学反应最终合成RNA和蛋白质外壳，组装形成新的病毒。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 158[点评] 巧辨DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制
一看模板、二看原料(其他条件都满足)，如下图：
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 159变式题 白化病和黑尿病都是因酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。如图6197表示人体内与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述不正确的是( )
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第19讲 基因的表达
图6197
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幻灯片 160A．白化病患者细胞内不一定都含有酶B
B．控制酶D合成的基因发生突变会导致黑尿病
C．白化病和黑尿病说明基因是通过控制蛋白质结构直接控制生物性状的
D．图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状也可受多个基因控制
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 161[答案]C
[解析] 由图示可得出控制酶B合成的基因缺陷可导致白化病，但由于基因的选择性表达，白化病患者的细胞不一定含有酶B；若控制酶D的基因发生突变，不能合成酶D，导致黑尿病；从上述内容可知白化病和黑尿病都是基因通过控制酶的合成进而影响代谢过程，以达到对生物性状的控制作用。如图中酶A基因缺陷，则会导致白化病和黑尿病同时出现，可见一个基因可影响多个基因，白化病受到酶A和酶B的控制，黑尿病受到酶A、酶C和酶D的共同影响，可见一个性状可受到多个基因的控制。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 162[备选理由] 本题考查DNA与RNA的比较，由于篇幅限制，正文中没有设置这一考点，但这一考点也是学生容易出错的地方，所以通过此例题加深学生对二者的比较。
1．[2011·厦门模拟]对于下列图解，正确的说法有( )
①表示DNA复制过程 ②表示转录过程 ③共有5种碱基 ④共有8种核苷酸 ⑤共有5种核苷酸 ⑥A均代表同一种核苷酸
A．①②③ B．④⑤⑥ C．②③④ D．①⑤⑥
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 163[答案]C
[解析]由图可知，以DNA的一条链为模板合成RNA，表示转录；图中共有A、T、G、C、U 5种碱基，8种核苷酸，A代表两种核苷酸。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 164[备选理由] 本题为2012年高考题，是以图形为载体考查原核细胞与真核细胞基因表达的区别，由于原核细胞和真核细胞在结构上的差异，其转录和翻译过程也有所不同，命题人常常从这点出发，考查学生识图、析图和获取信息的能力。
2. [2012·安徽卷]图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在( )
A．真核细胞内，一个mRNA分子上
结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录促使mRNA在
核糖体上移动以便合成肽链
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 165C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
[答案]C
[解析]本题考查真核细胞与原核细胞中DNA的表达过程，考查学生对真核细胞与原核细胞结构的理解。由图可知，该细胞正在同时进行转录和翻译，真核细胞中核内DNA的转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体上进行，转录和翻译不能同时发生，A、D项错误；翻译时核糖体沿着mRNA移动而不是mRNA在核糖体上移动，B项错误；原核细胞的转录和翻译不存在时间和空间限制，可以同时进行，C项正确。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 166[备选理由] 此题将中心法则、基因对性状的控制作用与遗传定律相结合，综合性较强，个别同学因不能将图中的信息找到，也不能将其与所学的基础知识联系在一起而出错。
3．油菜细胞中有一种中间代谢产物简称为PEP，其运输到种子后有如图所示的两条转化途径。科研人员根据PEP的转化途径培育出了高油油菜(即产油率由原来的35%提高到了58%)，请回答下列问题：
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 167(1)基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有________和________。
(2)据图可知，油菜含油量提高的原因是________的形成，抑制了酶b合成中的________过程。此外，图中信息还提示可采取________________措施提高油菜的含油量。
(3)油菜的花色有黄、白之分，种子中芥酸含量有高、低之分，成熟时间有早、晚之分。黄花低芥酸早熟和白花高芥酸晚熟油菜杂交，F1全部为白花高芥酸早熟，F1自交得到F2。请回答下列问题：
①三对相对性状中显性性状是________________。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 168②若三对基因遵循遗传的自由组合定律，且亲代为纯合子，则F2的表现型有________种。F2中高芥酸早熟个体的比例为________，其中纯合子占________。F2中杂合的黄花低芥酸早熟个体的比例为________。
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 169[答案] (1)胸腺嘧啶(T) 脱氧核糖
(2)物质C(双链RNA) 翻译 提高酶a的活性(抑制酶b的活性、诱变使基因B不表达等，答案合理即可)
(3)①白花、高芥酸、早熟 ②8 9/16 1/9 1/32
[解析] 由图可知，基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有胸腺嘧啶和脱氧核糖。油菜细胞中有一种中间代谢产物简称为PEP，其运输到种子后有两条转化途径，可以考虑抑制蛋白质的转化途径来促进油脂的生产。所以据图可知，油菜含油量提高的原因是物质C(双链RNA)的形成，抑制了酶b合成中的翻译过程。此外，图中信息还提示可采取提高酶a的活性或者抑制酶b的活性等措施提高油
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第19讲 基因的表达
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幻灯片 170菜的含油量。黄花低芥酸早熟和白花高芥酸晚熟油菜杂交，F1全部为白花高芥酸早熟，可以说明白花、高芥酸、早熟为显性性状，若三对基因遵循遗传的自由组合定律，则F2的表现型有8种。F2中高芥酸早熟个体的比例为9/16，其中纯合子占1/9。F2中杂合的黄花低芥酸早熟个体的比例为1/4×1/4×1/2＝1/32。
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