幻灯片 1必修2 遗传与进化
第二单元 基因的本质与表达
第一讲 DNA是主要的遗传物质
第二讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质
第三讲 基因的表达
目 录
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幻灯片 2[教材知识问题化梳理]
一、肺炎双球菌转化实验
1.体内转化实验——格里菲思
(1)实验过程及结果:
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幻灯片 3----
幻灯片 4 (2)结论:加热杀死的S型细菌中含有 ,将无毒的R型活菌转化为有毒的S型细菌。
2.体外转化实验——艾弗里
(1)实验过程及结果:
“转化因子”
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幻灯片 5 (2)结论:S型细菌的 是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。
二、噬菌体侵染细菌实验
1.噬菌体结构
DNA
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幻灯片 62.实验过程及结果
(1)标记噬菌体:
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幻灯片 7(2)侵染细菌:
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幻灯片 8三、连线表示生物类型与遗传物质种类的关系
[巧学助记] 巧记噬菌体增殖过程
一吸(附)二注(入)三合成,组装、释放、再侵染。
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幻灯片 9一、在小题集训中洞悉命题视角
1.判断有关肺炎双球菌转化实验叙述的正误。
(1)肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质
(2012·福建卷T2D改编)( )
(2)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质
(2013·南京模拟T4A)( )
(3)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 (2013·大连模拟T3B)( )
(4)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开,分别观察其遗传作用 ( )
×
√
[效果自评组合式设计]
√
×
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幻灯片 102.判断有关噬菌体侵染细菌实验叙述的正误。
(1)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力 (2012·江苏卷T2B)( )
(2)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 (2011·江苏卷T12A)( )
(3)32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 (2011·江苏卷T12D)( )
(4)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸 (2012·重庆卷T2B)( )
(5)用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 (2011·江苏卷T12D)( )
√
×
×
×
√
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幻灯片 11二、在回顾教材图表中强化学科能力
据T2噬菌体模式图回答下列问题:
(1)在标记噬菌体时,为什么用32P标记DNA,用35S标记蛋白质?能否用14C、18O等元素标记?
答案:P只存在于DNA,S只存在于蛋白质;因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N等元素,故不能标记C、O等元素。
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幻灯片 12(2)在实验中,分别用35S和32P标记的噬菌体侵染细菌,能否用同时被35S和32P标记的噬菌体侵染细菌?
答案:不可以,因无法确定放射性是哪种物质。
(3)怎样才能获得用35S和32P标记的噬菌体?
答案:分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌,获得被32P和35S标记的大肠杆菌,再用噬菌体去侵染相应标记的大肠杆菌。
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幻灯片 13肺炎双球菌转化实验
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幻灯片 141.体内转化实验与体外转化实验的比较
体内转化实验
体外转化实验
操作人
格里菲思
埃弗里及其同事
细胞培养场所
小鼠体内
培养基(体外)
巧妙构思
用加热杀死的S型菌与R型活菌混合培养后进行实验
将物质分离提纯并各自观察它们能否将R型活菌转化
实验步骤
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幻灯片 15
体内转化实验
体外转化实验
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所用的材料相同,都是R型和S型两种肺炎双球菌
②两实验都遵循对照原则、单一变量原则
③体内转化实验是基础,仅说明S型细菌体内有“转化因子”,体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA
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幻灯片 16 2.实验拓展分析
(1)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活性。
(2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组,表现出S型细菌的性状,此变异属于广义上的基因重组。
(3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去,说明S型细菌的DNA是遗传物质。
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幻灯片 17 [例1] (2011·广东高考)埃弗里和同事用 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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幻灯片 18 A.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
[解析] 1944年埃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。③、④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①~④只能说明DNA是遗传物质。
[答案] C
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幻灯片 19 (1)设置实验组④的目的是什么?
提示:与实验组③的实验形成对照。
(2)如何说明DNA是主要的遗传物质?
提示:通过比较各种生物的遗传物质,综合分析得出结论,如下所示:
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幻灯片 20噬菌体侵染细菌实验
1.肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
肺炎双球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
不同点
方法不同
直接分离:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等物质,分别与R型细菌混合培养
间接分离:分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S),侵染时自然分离
结论不同
证明了DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
证明了DNA是遗传物
质,但没有直接证明蛋白质不是遗传物质
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幻灯片 21
肺炎双球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
关系
①实验思路相同:都是设法把DNA和蛋白质分开,单独观察它们的作用
②都遵循了对照原则
③都能证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质
④由于肺炎双球菌体外转化实验在物质提取时不能完全去除其他物质,因此噬菌体侵染细菌实验更具说服力
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幻灯片 22 2.上清液和沉淀物放射性分析
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含放射性的原因:
①保温时间过短,有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,上清液中出现放射性。
②噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,这一段保温时间过长,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,也会使上清液中出现放射性。
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。
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幻灯片 23[联前系后]
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同位素标记与DNA复制
(1)因DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N,故不能标记C、H、O、N等元素。
(2)噬菌体侵入细菌体内后,以其DNA为模板,遵循半保留复制方式进行复制式增殖。
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幻灯片 24 [例2] (2012·上海高考)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体 ( )
A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞
B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C.DNA可用15N放射性同位素标记
D.蛋白质可用32P放射性同位素标记
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幻灯片 25 [解析] 噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA,对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P,不能用共有元素15N,故C项错误。蛋白质的组成元素中一般没有P,故D错误。噬菌体侵染细胞时把DNA注入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,这一特性将蛋白质和DNA分离开,使实验结果更科学、更准确,故B项正确。
[答案] B
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幻灯片 26易误点
对噬菌体亲子代个体与细菌之间同位素标记关系不清
失误类型
审题偏差类失误
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幻灯片 27①
②
A.在外壳中找到15N和35S
B.在DNA中找到15N和32P
C.在外壳中找到15N和32P
D.在DNA中找到15N、32P和35S
[自主尝试] 选____。
B
[教你审题]
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幻灯片 28[解题指导]
关键点
信息解读
①
DNA中含P,蛋白质中含S,而N是DNA和蛋白质共有的元素。因此32P只标记DNA,35S只标记蛋白质,而15N同时标记DNA和蛋白质
②
噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌内,利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的DNA和蛋白质。由于DNA复制方式为半保留复制,故在子代噬菌体能找到15N和32P标记的DNA,不能找到35S和15N标记的蛋白质
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幻灯片 29[常见失分探因]
(1)因不明确噬菌体DNA和蛋白质的元素组成,而不能准确判断15N、32P和35S标记的物质种类。
(2)因不理解噬菌体侵染细菌的过程及子代噬菌体的合成过程,而不能判断子代噬菌体哪种物质被标记。
(3)此类问题还常因混淆标记的生物种类而失误,分析如下:
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幻灯片 30有关图解表述型实验的解题策略
图解表述型实验是指用图表和图形表示生物学实验的过程、从实验中获得数据和结果,或者是某生理现象、过程和规律的实验方法。解题策略如下:
1.表格
解题时要先从标题开始审题,再从行、列入手,理顺行和列的相关性,用比较大小、数据转变成图线等方法对表格中的数据进行分析处理。
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幻灯片 31 2.坐标
解答这类题应从下列几个方面考虑:
(1)识图:关键是三看——识标、明点、析线。
第一看:理解坐标图中纵横坐标的含义;
第二看:曲线中的特殊点(起点、顶点、转折点、终点、交叉点、衡点等);
第三看:曲线的走向、变化趋势(上升、平缓、转折)。
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幻灯片 32 (2)析图:根据图形分析事物的变化,探索变化的规律。
(3)用图:
①联想:通过联想再现与图像曲线相关的知识点,如生物学概念、原理、规律等。
②迁移:将相关的生物学知识与图像曲线紧密结合,建立知识体系。
③应用:运用知识体系揭示问题的实质,解决实际问题。
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幻灯片 33 (4)构图:将文字信息转变成坐标曲线。
构建坐标曲线的原则:抓住“二标一线一名称”。“二标”,即横纵坐标的表达含义、刻度和单位;“一线”,即曲线的变化走势,特别应抓住曲线的三点:起点、转折点和终点;“一名称”,即要准确命名“坐标曲线图”。
3.流程图
解读流程图时,要借助于题干中的文字叙述,把握流程图中的核心变化或重要过程,以此为主线完成图文的转换。由于流程图中涉及箭头、字母或数字等,答案的形式也可能用上述符号,这是解答流程图题与其他题型的区别。
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幻灯片 34[案例示法]
[典例] 请结合甲图用图解法完成实验设计,证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
[解题指导]
(1)审图:仔细审题、审图,注意烟草花叶病毒的结构是由螺旋RNA和方框蛋白质外壳组成,说明烟草花叶病毒的化学成分是RNA和蛋白质。
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幻灯片 35 (2)析图:甲组实验表明:用烟草花叶病毒去感染正常烟草时,烟草出现病态叶,并从烟草体内分离出了烟草花叶病毒,但不能证明烟草花叶病毒的哪一成分是遗传物质。
(3)构图:设法把病毒的RNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察二者的作用。单独用烟草花叶病毒的蛋白质外壳感染烟草时,烟草不出现病斑,从烟草细胞中也未分离出烟草花叶病毒;把烟草花叶病毒的RNA接种到烟草上,结果烟叶发病,并从烟草细胞中分离出了完整的烟草花叶病毒,证明了RNA起着遗传物质的作用,而甲组实验在此起了对照作用。
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幻灯片 36[标准答案]
——————[归纳小结]—————————————
解答此类问题识图是关键,准确提取图中表示的信息,并结合已有的知识,设计合理的实验操作程序。
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幻灯片 37[课堂考点集训]
考点一 遗传物质及其探索历程
1.(2012·江苏高考)人类对遗传物质本质的探索经历了漫
长的过程,下列有关叙述正确的是 ( )
A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B.噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具
说服力
C.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
D.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
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幻灯片 38解析:A项,孟德尔发现了遗传因子并证实了其传递规律,但并没有证实其化学本质;B项中,因噬菌体侵染细菌的实验通过同位素标记的方法将DNA和蛋白质彻底分离开来,故比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力;C项,沃森和克里克构建DNA双螺旋结构时利用了别人的一个重要成果就是嘌呤数等于嘧啶数;D项,烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,并不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA。
答案:B
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幻灯片 392.下列关于生物体内遗传物质的说法,正确的是 ( )
A.所有病毒的遗传物质是DNA和RNA
B.细菌在二分裂的过程中,其染色质也进行复制
C.大肠杆菌中既有DNA又有RNA,DNA是主要的遗传物质
D.水稻的遗传物质是由脱氧核苷酸构成的
解析:每种病毒内只有一种核酸,含有DNA的称为DNA病毒,含有RNA的称为RNA病毒。细菌属于原核生物,拟核中只有裸露的DNA分子,无染色质。大肠杆菌的遗传物质是DNA。水稻的遗传物质是DNA,其基本单位是脱氧核苷酸。
答案:D
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幻灯片 40考点二 肺炎双球菌转化实验
3.下图为“肺炎双球菌的转化实验”的部分研究过程。能
充分说明“DNA是遗传物质,而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是 ( )
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幻灯片 41A.①②④ B.①②③
C.②③④ D.①②③④
解析:通过②③④组说明S型细菌中RNA、蛋白质和多糖不是遗传物质,①组说明S型细菌的DNA是遗传物质。
答案:D
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幻灯片 424.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验证实
了 ( )
①DNA是遗传物质 ②RNA是遗传物质 ③DNA是主要的遗传物质 ④蛋白质和多糖不是遗传物质 ⑤S型细菌的性状是由DNA决定的 ⑥在转化过程中,S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的细胞
A.①④⑤⑥ B.②④⑤⑥
C.②③⑤⑥ D.③④⑤⑥
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幻灯片 43解析:肺炎双球菌的转化实验证实了DNA是遗传物质,蛋白质和多糖不是遗传物质;R型细菌向S型细菌转化的内因是S型细菌的DNA进入了R型细菌的细胞,并成功表达了某些性状。
答案:A
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幻灯片 44考点三 噬菌体侵染细菌实验
5.(2012·重庆高考)针对耐药菌日益增多的情况,利用噬
菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述,正确的是 ( )
A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质
B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸
C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成,使该细菌死亡
D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解
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幻灯片 45解析:噬菌体是一种专门寄生在细菌细胞内的病毒,在噬菌体侵染细菌的过程中,以细菌氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质;合成子代噬菌体的核酸是以噬菌体DNA为模板而不是以细菌DNA为模板;当噬菌体在宿主菌内增殖到一定程度后,会使宿主菌裂解死亡,而不是噬菌体外壳蛋白抑制了宿主菌的蛋白质的合成而使其死亡;噬菌体是病毒,不以二分裂方式增殖。
答案:A
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幻灯片 466.(2013·龙岩四校联考)某科学家做“噬菌体侵染细菌实
验”时,用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。
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幻灯片 47(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的________和________元素,各占________个和________个。
(2)子代噬菌体的DNA中,只含有32P的有________个;只含31P的有________个;同时含有32P、31P的有________个。
(3)子代噬菌体的蛋白质分子中都没有________元素,由此说明______________________________________________;
子代噬菌体蛋白质都含有________元素,这是因为________
__________________________________________________________________________________________。
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幻灯片 48解析:由题干知细菌中核苷酸含31P,噬菌体中核酸含32P,细菌氨基酸含35S,噬菌体蛋白质含32S,噬菌体侵染细菌时,其蛋白质外壳留在外面,只有DNA侵入,合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌,因此,每个噬菌体侵染细菌所形成的子代噬菌体中有2个DNA分子同时含31P、32P,其余均只含31P,而蛋白质外壳应全是由细菌提供的原料构建的,即都只含35S。
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幻灯片 49答案:(1)31P 32P n 2(或32P 31P 2 n) (2)0 n-2 2 (3)32S 噬菌体侵染细菌时,蛋白质没有进入细菌内 35S 子代噬菌体的外壳或蛋白质是以细菌内35S标记的氨基酸为原料合成的
“课下综合检测”见“课时跟踪检测(十七)”
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幻灯片 50教师备选题库(给有能力的学生加餐)
1.(2011·江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙
述,正确的是 ( )
A.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
B.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
C.用35S 标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放
射性可能是搅拌不充分所致
D.32P 、 35S 标记的噬菌体侵染实验分别说明 DNA 是
遗传物质、蛋白质不是遗传物质
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幻灯片 51解析:培养噬菌体需用含细菌的培养基;被标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,经短时间培养后,搅拌离心处理;该实验中,若搅拌不充分,噬菌体的外壳没有与细菌完全分离,沉淀物中存在少量放射性35S;噬菌体侵染细菌的实验仅能说明DNA是遗传物质,不能说明蛋白质不是遗传物质。
答案:C
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幻灯片 522.(2010·海南高考)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体
的蛋白质和DNA,重新组合为“杂合”噬菌体,然后分别感染大肠杆菌,并对子代噬菌体的表现型作出预测,见表。其中预测正确的是 ( )
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幻灯片 53 A.1、3 B.1、4
C.2、3 D.2、4
解析:“杂合”噬菌体的遗传性状是由其所含的DNA决定的,如含甲的DNA,其子代的性状和甲种噬菌体相同。
答案:B
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幻灯片 543.(2010·上海高考)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记
的噬菌体侵染,裂解后释放的所有噬菌体 ( )
A.一定有35S,可能有32P B.只有35S
C.一定有32P,可能有35S D.只有32P
解析:噬菌体侵染细菌时,以亲代噬菌体的DNA为模板,以大肠杆菌的成分为原料,合成子代噬菌体的DNA和蛋白质,故子代噬菌体中部分含32P标记,全部含35S标记。
答案:A
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幻灯片 554.(2010·江苏高考)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
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幻灯片 56解析:不同的生物遗传物质不同,而不同生物体内的蛋白质结构也不同,蛋白质是生物性状的直接体现者,故推测遗传物质可能是蛋白质;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;由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化,故推测不同的氨基酸排列顺序可能贮存大量的遗传信息。
答案:C
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幻灯片 575.(2009·江苏高考)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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幻灯片 58A.实验① B.实验②
C.实验③ D.实验④
解析:烟草花叶病毒是RNA病毒,遗传特性是由RNA决定的,实验③组合病毒的遗传物质是b型TMV的RNA,所以分离出的病毒类型应该是b型。
答案:C
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幻灯片 59[教材知识问题化梳理]
一、DNA分子的结构
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幻灯片 60反向平行
脱氧核糖
磷酸
碱基
氢键
碱基互补配对原则
[巧学助记] 巧记DNA的分子结构
五(种元素)、四(种碱基或脱氧核苷酸)、三(种物质或小分子)、二(条长链)、一(种双螺旋结构)
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幻灯片 61二、DNA分子的复制
有丝分裂
减数第一次分裂
细胞核
DNA的两条链
脱氧核苷酸
ATP
解旋酶、DNA聚合酶
互补
边解旋边复制
半保留
遗传信息
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幻灯片 62 三、基因是有遗传效应的DNA片段
(1)基因的实质:基因是 的DNA片段。
(2)基因与DNA的关系:一个DNA分子上有许多基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。
(3)基因与遗传信息:基因中脱氧核苷酸的____________
。
(4)基因与染色体的关系:基因在染色体上呈 排列。
(5)生物体多样性和特异性的物质基础: 分子的多样性和特异性。
有遗传效应
排列顺序即为
遗传信息
线性
DNA
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幻灯片 63[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1.判断有关DNA结构叙述的正误。
(1)HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸。
(2009·江苏卷T5D)( )
(2)DNA单链上相邻碱基以氢键相连。
(2009·广东卷T24B)( )
(3)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架。
(2009·广东卷T24D)( )
(4)沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。 (2012·江苏卷T2)( )
×
×
√
×
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幻灯片 642.判断有关DNA复制叙述的正误。
(1)DNA复制需要消耗能量。 (2011·海南卷T25A)( )
(2)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。
(2011·海南卷T25D)( )
(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶。
(2009·江苏卷T12C)( )
(4)DNA分子复制是边解旋边双向复制的。
(2009·江苏卷T12B)( )
√
×
√
√
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幻灯片 65二、在回顾教材图表中强化学科能力
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幻灯片 66据DNA分子结构模式图回答下列问题:
(1)1个双链DNA分子中含有多少个游离的磷酸基团?
答案:2个。
(2)DNA分子复制时,解旋酶作用于哪些部位?
答案:碱基对之间的氢键。
(3)若该双链DNA中含有1 000个脱氧核苷酸,则其蕴含的遗传信息有多少种?
答案:4500种。
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幻灯片 67DNA与基因的关系及碱基计算
1.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
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幻灯片 68----
幻灯片 69----
幻灯片 70 [例1] (2013·朝阳区模拟)已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的 ( )
A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7%
C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%
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幻灯片 71 [解析] 由题中G+C=35.8%,可推知,在整个DNA分子中及任意一条链中该比值都相等。
[答案] B
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幻灯片 72——————[规律方法]——————————————
判断核酸种类的方法
(1)DNA和RNA的判断:
含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA;
含有碱基U或核糖⇒RNA。
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幻灯片 73——————[规律方法]——————————————
(3)DNA和RNA合成的判断:
用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T,可推断正发生DNA的合成;若大量利用U,可推断正进行RNA合成。
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幻灯片 74DNA复制及相关计算
1.DNA复制的相关问题整合分析
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幻灯片 75 2.DNA分子复制中相关计算的规律方法
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:
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幻灯片 76 (1)子代DNA分子数:2n个。
①无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个。
②含14N的有2n个,只含14N的有(2n-2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。
(2)子代DNA分子的总链数:2n×2=2n+1条。
①无论复制多少次,含15N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
②含14N的链数是(2n+1-2)条。
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幻灯片 77 (3)消耗的脱氧核苷酸数。
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m×(2n-1)个。
②若进行第n次复制,则需消耗该脱氧核苷酸数为m×2n-1个。
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幻灯片 78 [例2] (2012·山东高考)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是 ( )
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D.该DNA发生突变,其控制的性状即发生改变
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幻灯片 79 [解析] 该DNA分子中含有鸟嘌呤个数为5 000×2×
(50%-20%)=3 000(个),产生100个子代噬菌体至少需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为3×103×99=2.97×105(个);噬菌体以自身的DNA分子作为模板进行增殖;子代噬菌体中含32P的有2个,只含31P的有98个,其比例为1∶49;DNA分子发生突变,改变的密码子所对应的氨基酸可能不变,其性状不发生改变。
[答案] C
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幻灯片 80(1)含31P的子代噬菌体有多少个?
提示:100个。
(2)第3次复制需要多少个胸腺嘧啶脱氧核苷酸?
提示:2 000×23-1=8 000个。
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幻灯片 81易误点
不能将细胞分裂和DNA复制有机结合
失误类型
审题偏差类失误
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幻灯片 82①
②
③
A.2 B.3
C.4 D.前三项都对
[自主尝试] 选____。
D
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幻灯片 83[解题指导]
关键点
信息解读
①
含15N的DNA作模板,原料是含14N的脱氧核苷酸,合成的子链中含14N
②
该精原细胞进行的是有丝分裂,不要误认精原细胞进行减数分裂
③
所求的是含15N的细胞个数,而不是DNA分子个数
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幻灯片 84[常见失分探因]
(1)因受思维定势影响,误认为该过程进行的是减数分裂或求含15N的DNA分子数。
(2)对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透。此类问题可通过构建模型图解答,如下图:
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幻灯片 85----
幻灯片 86DNA结构模式图的解读
[典型图示]
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幻灯片 87[信息解读]
(1)由图1可解读以下信息:
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幻灯片 88 (2)图2是图1的简化形式,其中①是磷酸二酯键,③是氢键。解旋酶作用于③部位,限制性内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
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幻灯片 89 [解题技法]
(1)分析DNA结构模式图要从点(脱氧核苷酸)、线(脱氧核苷酸链)、面(DNA平面结构)和体(双螺旋结构)四个层次分析。
(2)解答此类问题时要明确相邻碱基间的连接方式、碱基对与氢键的数量关系等方面的知识。
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幻灯片 90[强化训练]
1.下列能正确表示DNA片段的示意图是 ( )
解析:DNA通常为双链结构,由含有A、T、C、G四种碱基的脱氧核苷酸组成。A与T配对,之间有两个氢键;G与C配对,之间有三个氢键。DNA分子的两条链反向平行。
答案:D
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幻灯片 912.(2013·潍坊质检)关于下图所示DNA分子的叙述,正确
的是 ( )
A.限制酶作用于①部位,DNA连接酶作用于③部位
B.该DNA的特异性表现在碱基种类和(A+T)/(G+C)的
比例上
C.若该DNA分子中A为p个,占全部碱基的n/m(m>2n),
则G的个数为(pm/2n)-p
D.把该DNA分子放在含15N的培养液中复制两代,子代中
含15N的DNA分子占3/4
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幻灯片 92解析:选限制酶和DNA连接酶都作用于①部位;该DNA的特异性不表现在碱基种类上,因为DNA中的碱基只有4种;把该DNA放在含15N的培养基中复制两代,子代DNA都含有15N。
答案:C
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幻灯片 93同位素示踪法在探究DNA复制方式中的应用
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(如下图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(如下图2)。
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幻灯片 94 (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(如下图3)。
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幻灯片 95 2.追踪DNA的复制方式
(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)分别对上述培养得到的大肠杆菌离心处理。
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幻灯片 96 3.结果分析
(1)若DNA的复制方式为全保留复制,则离心后出现如下图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,则离心后出现如下图5所示,即全部为中带。
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幻灯片 97[案例示法]
[典例] 科学家在研究DNA分子复制方式时进行了下图所示的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次):
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幻灯片 98实验三:
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幻灯片 99 (1)实验一和实验二的作用是________。
(2)从实验三的结果C、D可以看出DNA分子复制________
(是/不是)半保留复制。
(3)如果实验三的结果都为F,则可判断DNA分子的复制方式________(是/不是)半保留复制。
(4)如果DNA分子的复制方式是半保留复制,与结果D相比,结果E密度带的数量和位置________,放射性强度不同的是________带。
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幻灯片 100[解题指导]
(1)实验一和实验二分别表示14N和15N标记的DNA分子的离心结果,其作用是与后面的实验结果形成对照。
(2)从实验三的结果C、D可以看出新形成的DNA分子中有的保留了原来DNA分子(15N/15N)中的一条链,可见DNA分子复制具有半保留复制的特点。
(3)结果表明原来被15N标记的DNA分子的两条链没有分
开,因此不是半保留复制。
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幻灯片 101 (4)假设原有DNA分子数目为n,结果D和结果E都有2n个DNA分子为15N/14N,结果D有2n个DNA分子为14N/14N,结果E有6n个DNA分子为14N/14N,所以与结果D相比,结果E密度带的数量和位置没有变化,放射性强度发生变化的是轻带。
[标准答案]
(1)对照作用 (2)是 (3)不是 (4)没有变化 轻
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幻灯片 102——————[归纳小结]——————————————
解答此类问题要先明确DNA全保留复制和半保留复制的区别,再利用逆推法,即假设为全保留复制或半保留复制,预期实验结果,再根据实验结果,正推出DNA复制方式。
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幻灯片 103[课堂考点集训]
考点一 DNA分子的复制
1.保证DNA复制能准确无误地进行的关键步骤是( )
A.解旋酶促使DNA的两条互补链分离
B.游离的脱氧核苷酸与母链进行碱基互补配对
C.配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
D.模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构
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幻灯片 104解析:DNA复制时,新合成的子链与模板链之间严格地遵守碱基互补配对原则,保证了合成的子代DNA与亲代DNA携带相同的遗传信息,从而保证了遗传信息准确无误地传递。
答案:B
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幻灯片 1052.女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36 mm,DNA复
制速度约为4 μm/min,但复制过程仅需40 min左右即完成。这是因为DNA分子 ( )
A.边解旋边复制
B.每个复制点双向复制,使子链迅速延伸
C.以半保留方式复制
D.复制起点多,分段同时复制
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幻灯片 106解析:DNA分子长36 mm,复制速度为4 μm/min,则复制时间大约是36×103μm÷4 μm/min=9×103 min,而实际上只需40 min左右,故其原因应该是复制起点多,分段同时复制。
答案:D
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幻灯片 107考点二 DNA分子的结构与基因的本质
3.下列有关DNA分子结构的叙述错误的是 ( )
A.双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团
B.DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过氢键连接
C.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
D.DNA分子两条链反向平行
解析:DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。
答案:B
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幻灯片 1084.(2013·菏泽模拟)科学研究发现,小鼠体内HMIGIC基因
与肥胖直接相关。具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一段时间后,对照组小鼠变得十分肥胖,而具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常,这说明 ( )
A.基因在DNA上 B.基因在染色体上
C.基因具有遗传效应 D.DNA具有遗传效应
解析:正常小鼠吃高脂肪食物会变得肥胖,而具有HMIGIC基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常,这说明肥胖由基因控制,从而得出基因能够控制性状,具有遗传效应。
答案:C
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幻灯片 1095.(2013·临沂一模)某双链DNA分子中含有200个碱基,一条
链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子 ( )
A.四种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
B.连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C.碱基排列方式共有4100种
D.含有4个游离的磷酸基
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幻灯片 110解析:该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,另一条链A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3,整个DNA分子中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7。该DNA分子中A=T=30,G=C=70,连续复制两次,需要腺嘌呤脱氧核苷酸为30×(22-1)=90个;该DNA分子含有100个碱基对,30个A-T碱基对,70个G-C碱基对,碱基排列方式小于4100种;一个DNA分子由两条DNA链组成,含2个游离的磷酸基。
答案:A
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幻灯片 1116.(2013·湖北八校联考)下图是某DNA分子的局部结构示
意图,请据图回答。
考点三 DNA分子结构与复制综合
(1)写出下列图中序号代表的结构的中文名称:①______,⑦___________,⑧____________⑨___________。
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幻灯片 112(2)图中DNA片段中碱基对有_______对,该DNA分子应有_______个游离的磷酸基。
(3)从主链上看,两条单链方向_______,从碱基关系看,两条单链_______。
(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中,此图所示的_______(填图中序号)中可测到15N。若细胞在该培养液中分裂四次,该DNA分子也复制四次,则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。
(5)若该DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA分子复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为____个。
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幻灯片 113----
幻灯片 114“课下综合检测”见“课时跟踪检测(十八)”
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幻灯片 115教师备选题库(给有能力的学生加餐)
1.(2011·海南高考)关于核酸生物合成的叙述,错误的
是 ( )
A.DNA的复制需要消耗能量
B.RNA分子可作为DNA合成的模板
C.真核生物的大部分核酸在细胞核中合成
D.真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期
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幻灯片 116解析:真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂间期;DNA的复制需要消耗能量;可以RNA分子为模板通过逆转录合成DNA分子;真核生物的大部分核酸在细胞核中合成,少数核酸在某些细胞器(如叶绿体、线粒体)中合成。
答案:D
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幻灯片 1172.(2011·上海高考)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
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幻灯片 1183.(2010·山东高考)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶
脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是 ( )
A.每条染色体的两条单体都被标记
B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记
D.每条染色体的两条单体都不被标记
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幻灯片 119解析:蚕豆根尖细胞的染色体上的DNA分子,原来不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷,在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期后,复制形成的所有DNA分子中,一条链含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷,一条链不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷;在不含放射性标记的培养基中继续培养至分裂中期,此时经复制后,由一个DNA分子所形成的两个DNA分子,一个含放射性,一个不含放射性,即每条染色都只有一条染色体单体被标记。
答案:B
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幻灯片 1204.(2010·上海高考)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基
为A,则该片段中 ( )
A.G的含量为30% B.U的含量为30%
C.嘌呤含量为50% D.嘧啶含量为40%
解析:根据DNA双螺旋结构中A=T、C=G可知,嘌呤之和等于嘧啶之和。其他碱基的含量分别为:T=A=30%,C=G=[1-(30%+30%)]/2=20%。
答案:C
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幻灯片 1215.(2010·北京高考)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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幻灯片 122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________。
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幻灯片 123(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________,据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②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________,放射性强度发生变化的是________带。
④若某次实验的结果中,子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为________。
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幻灯片 124解析:经过一代培养后,只能是标记DNA分子的一条单链,所以要想对所有的DNA分子全部标记,要进行多代培养;在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中,“重带”应为两个单链均被15N标记,“轻带”为两个单链均被14N标记,“中带”为一个单链被14N标记,另一个单链被15N标记。
答案:(1)多 15N/15NH4Cl (2)3 1 2 半保留复制
(3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻 ④15N
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幻灯片 125[教材知识问题化梳理]
一、RNA的结构和种类
1.RNA与DNA的区别
T(胸腺嘧啶)
核糖
双链
U(尿嘧啶)
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幻灯片 1262.RNA的种类及功能
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幻灯片 127二、遗传信息的转录和翻译
1.转录的过程
[动漫演示更形象 见课件光盘]
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幻灯片 1282.翻译
(1)概念:
mRNA
氨基酸
氨基酸顺序
(2)密码子: 上3个相邻碱基,共64种,其中决定氨基酸的密码子有 种。
(3)反密码子:位于 上的与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。
mRNA
61
tRNA
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幻灯片 129三、中心法则与基因对性状的控制
1.中心法则
①DNA的复制;② ;③翻译;④ ;⑤ 。
转录
RNA复制
逆转录
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幻灯片 130 2.基因控制性状的途径
(1)基因通过 来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,如白化病。
(2)基因还能通过控制 直接控制生物体的性状,如囊性纤维病。
控制酶的合成
蛋白质的结构
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幻灯片 131[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1.判断有关RNA叙述的正误。
(1)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程
(2012·上海卷T7B改编)( )
(2)少数RNA具有生物催化作用 (2011·海南卷T15A)( )
(3)真核生物的tRNA呈三草叶结构
(2011·上海卷T20B)( )
(4)每种tRNA只转运一种氨基酸(2009·广东卷T25B)( )
×
√
√
√
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幻灯片 1322.判断有关转录和翻译叙述的正误。
(1)转录和翻译都可在细胞核中发生
(2009·海南卷T12A)( )
(2)转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料
(2009·海南卷T12C)( )
(3)tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息
(2009·广东卷T25C)( )
(4)每种氨基酸仅由一种密码子编程
(2010·广东卷T4C)( )
(5)DNA复制就是基因表达的过程(2010·广东卷T4B)( )
×
×
×
×
×
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幻灯片 1333.(2010·海南卷T12)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,其遗传信息的传递不遵循中心
法则
答案:D
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幻灯片 134二、在回顾教材图表中强化学科能力
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幻灯片 135据翻译过程图解回答下列问题:
(1)每个核糖体合成一条完整的多肽链还是各自合成多肽链的一部分?
答案:每个核糖体合成一条完整的多肽链。
(2)图中合成的多肽链的氨基酸排列顺序都相同吗?
答案:相同。
(3)图中核糖体的移动方向是自左向右,还是自右向左?
答案:自左向右。
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幻灯片 136DNA复制、转录和翻译的比较
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幻灯片 1371.区别
DNA
功能
传递遗传信息(复制)
表达遗传信息
转录
翻译
时间
有丝分裂间期;减Ⅰ前的间期
生长发育的连续过程中
场所
真核细胞主要在细胞核,部分在线粒体和叶绿体;原核细胞在细胞质或核区
真核细胞主要在细胞核;原核细胞在细胞质或核区
细胞质
原料
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
20种氨基酸
模板
DNA的两条链
DNA中的一条链
mRNA
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幻灯片 138DNA
功能
传递遗传信息
(复制)
表达遗传信息
转录
翻译
条件
解旋酶、DNA聚合酶、能量
解旋酶、RNA聚合酶、能量
酶、ATP、tRNA
碱基
配对
A-T,T-A,
C-G,G-C
A-U,T-A,
C-G,G-C
A-U,U-A,C-G,G-C
模板
去向
分别进入两个子代DNA分子中
恢复原样,与非模板链重新形成双螺旋结构
分解成单个核苷酸
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幻灯片 139DNA
功能
传递遗传信息
(复制)
表达遗传信息
转录
翻译
特点
边解旋边复制;半保留复制
边解旋边转
录,DNA双链
全保留
一个mRNA分子上可结合多个核糖体,同时合成多条肽链
产物
两个双链DNA分子
一条单链mRNA
蛋白质
意义
复制遗传信息,使遗传信息从亲代传给子代
表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状
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幻灯片 1402.联系
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幻灯片 141[联前系后]
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DNA复制、转录、翻译与细胞分裂、分化的关系
(1)DNA复制发生于细胞分裂过程中。
(2)转录、翻译发生于细胞分裂、分化过程中。
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幻灯片 142 [例1] (2011·安徽高考)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 ( )
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幻灯片 143 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
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幻灯片 144 [解析] 甲过程表示多起点的DNA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复制和转录均需解旋酶。
[答案] D
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幻灯片 145 (1)DNA复制和转录只在分裂间期进行,翻译过程是否也只发生在分裂间期?
提示:否。在分裂期也可利用已合成的mRNA进行少量蛋白质合成。
(2)DNA分子中有基因片段和不具有遗传效应的片段,是否所有片段都能转录,即转录的基本单位是什么?
提示:不是,只有基因片段能转录。转录的基本单位是基因。
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幻灯片 146基因对性状的控制
1.中心法则与生物种类的关系
(1)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:
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幻灯片 1472.基因控制性状的途径
(1)直接途径:
②实例:镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。
(2)间接途径:
②实例:白化病、豌豆粒形的形成原因。
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幻灯片 148 3.基因与性状的关系
(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,如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。
(4)生物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。
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幻灯片 149[例2] 关于下图所示的过程,有关叙述正确的是( )
A.噬菌体进行①过程,需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核糖核苷酸的溶液中
B.正常的真核生物细胞内可发生①②⑤过程
C.③④⑥过程常见于RNA病毒侵入细胞时
D.细胞中①④过程的发生都需要解旋酶的催化作用
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幻灯片 150 [解析] 噬菌体不能单独生活,必须寄生在寄主细胞内,故不能单独培养噬菌体;①②⑤过程在正常的真核生物细胞内可发生;到目前为止,所有的生物体内还没有发现⑥过程;①过程需要解旋酶的催化,④过程不需要。
[答案] B
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幻灯片 151易误点
混淆遗传信息、密码子与反密码子
失误类型
知识理解类失误
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幻灯片 152[认知纠偏]
1.遗传信息、密码子与反密码子的区分
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幻灯片 1532.DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系
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幻灯片 154 3.氨基酸与密码子、反密码子的关系
(1)每种氨基酸对应1种或几种密码子(密码子简并性),可由1种或几种tRNA转运。
(2)1种密码子只能决定1种氨基酸,1种tRNA只能转运
1种氨基酸。
(3)密码子有64种(3种终止密码子;61种决定氨基酸的密码子);反密码子理论上有61种。
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幻灯片 155 (4)基因中碱基、RNA中碱基与蛋白质中氨基酸数量的关系:
基因中碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链中氨基酸数=6∶3∶1,图解如下:
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幻灯片 156[设误角度]
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)根据碱基互补配对原则,推测某种氨基酸的密码
子或氨基酸的排列顺序与碱基顺序的对应关系。
(2)根据密码子的简并性,确定基因突变与生物性状
的关系。
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幻灯片 1571.DNA一条链的一段碱基排列顺序为“—CTCGAT—”,以其
为模板转录形成mRNA,则此段mRNA决定的氨基酸序列由左至右为 ( )
密码子:CAU为组氨酸;CAG为谷氨酰胺;CUA、CUC为亮氨酸;GUC、GUA为缬氨酸(起始);GAG为谷氨酸;GAU为天冬氨酸。
A.—亮氨酸—天冬氨酸— B.—谷氨酸—亮氨酸—
C.—谷氨酰胺—缬氨酸— D.—缬氨酸—组氨酸—
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幻灯片 158解析:根据碱基互补配对原则,可推出该段mRNA的碱基排列顺序为“—GAGCUA—”,密码子GAG对应的氨基酸为谷氨酸,密码子CUA对应的氨基酸为亮氨酸,故B正确。
答案:B
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幻灯片 1592.除色氨酸和甲硫氨酸只有1种密码子外,其他18种氨基酸
均由多种密码子编码(即密码子的简并性),如亮氨酸的密码子就有6种。下列相关叙述中,错误的是 ( )
A.从理论上分析,亮氨酸被利用的机会多于色氨酸
B.密码子的简并性增加了基因突变的容错性,有利于生
物的生存
C.同一种密码子(如CUA)在动植物细胞中可以决定不同
的氨基酸
D.决定亮氨酸的基因中被替换一个碱基对时,其决定的
氨基酸可能还是亮氨酸
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幻灯片 160解析:所有生物共用一套遗传密码子,因此,同一种密码子在不同生物中决定的是同一种氨基酸。密码子的简并性可以减少有害突变,有利于生物的生存和物种的稳定。由于亮氨酸含有多种密码子,当基因中碱基被替换时,有可能仍然决定同一种氨基酸。
答案:C
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幻灯片 161翻译过程中多聚核糖体模式图解读
[典型图示]
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幻灯片 162[信息解读]
(1)图1表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA,⑥是核糖体,②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链,翻译的方向是自右向左。
(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程,图中①是DNA模板链,②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA,在核糖体上同时进行翻译过程。
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幻灯片 163[解题技法]
(1)分析此类问题要正确分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA,而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体,同时合成的是若干条多肽链。
(2)解答此类问题还要明确真核细胞的转录和翻译不同时进行,而原核细胞能边转录、边翻译。
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幻灯片 164[强化训练]
1.(2012·安徽高考)右图表示细胞内某些重要
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
C.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
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幻灯片 165解析:依图示,该细胞内转录和翻译同时进行,可直接判断出该过程发生在原核细胞内,从而排除A、D选项;在翻译过程中,核糖体是在mRNA上移动的,故排除B选项。
答案:C
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幻灯片 1662.(2013·潍坊模考)右图为细胞中合成蛋白
质的过程,下列说法正确的是 ( )
A.该过程最终合成的b、c、d、e在结构上各不相同
B.f在a上的移动方向是从左向右
C.a的合成与核仁有关
D.该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大
量的蛋白质
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幻灯片 167解析:以同一条mRNA为模板合成的多肽链相同;由核糖体合成的肽链的长度可推出核糖体在mRNA上的移动方向是从右向左;核仁与rRNA及核糖体的形成有关,与a(mRNA)的形成无关;由题图知,一条mRNA上可同时结合多个核糖体,每个核糖体都能完成一条多肽链的合成,故少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质。
答案:D
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幻灯片 168[课堂考点集训]
考点一 对DNA和RNA的考查
1.下列有关DNA和RNA的说法,正确的是 ( )
A.两者均属于核酸,具有相似的空间结构
B.DNA是一切生物的遗传物质
C.它们的基本组成单位都是核糖核苷酸
D.它们的组成元素相同
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幻灯片 169解析:DNA具有规则的双螺旋结构,而RNA多为链状结构;RNA病毒的遗传物质是RNA;DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。
答案:D
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幻灯片 1702.(2013·石家庄模拟)下图代表的是某种转运RNA,对此分
析正确的是 ( )
A.此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基
B.该结构参与蛋白质合成中的翻译过程
C.合成此转运RNA的场所是核糖体
D.若与此转运RNA上的反密码子相对应的密码子中的碱
基发生改变,一定会引起蛋白质结构的改变
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幻灯片 171解析:此转运RNA含有C、H、O、N、P五种元素,A、C、G、U四种含氮碱基;转运RNA在细胞核中合成;由于密码子具有简并性,信使RNA中的碱基发生改变,翻译出的蛋白质结构不一定改变。
答案:B
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幻灯片 172考点二 中心法则与基因对性状的控制
A.甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息
的传递方向
B.乙可表示含逆转录酶的RNA病毒在宿主细胞内繁殖
时的遗传信息传递方向
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幻灯片 173C.丙可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗
传信息传递方向
D.丁可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖
过程中的遗传信息传递方向
解析:胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息传递方向中不包括DNA复制。
答案:A
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幻灯片 1744.(2013·潍坊模拟)下面为基因的作用与性状的表现流程
示意图。下列选项正确的是 ( )
A.①是转录过程,它以DNA的一条链为模板、四种脱氧核苷
酸为原料合成mRNA
B.②过程需要mRNA、氨基酸、核糖体、RNA聚合酶、ATP
C.白化病是基因通过控制酶的合成而间接控制性状的实例
D.②过程中共有64种密码子对应着20种氨基酸
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幻灯片 175解析:①转录的产物是RNA,所需原料是核糖核苷酸;②翻译过程中不需要RNA聚合酶,该酶在转录过程中催化RNA合成;白化病是由于基因突变导致黑色素细胞内缺乏黑色素合成的酶,使相应过程受阻而影响生物性状的体现;翻译过程中对应20种氨基酸的密码子是61个,3个终止密码子不对应氨基酸。
答案:C
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幻灯片 1765.下列关于转录和翻译的叙述,正确的是 ( )
A.翻译时,mRNA在核糖体上移动
B.转录时存在RNA分子间的碱基互补配对
C.转录时以脱氧核苷酸为原料
D.不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性
解析:转录是以核糖核苷酸为原料,在DNA和RNA之间发生碱基互补配对的,翻译时核糖体在mRNA上移动。
答案:D
考点三 对转录、翻译过程的考查
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幻灯片 1776.下图表示小鼠细胞内遗传信息传递的部分过程。请据
图回答:
(1)在小鼠细胞中可进行甲图生理过程的主要场所是________。
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幻灯片 178(2)甲图到乙图所涉及的遗传信息的传递方向为(以流程图的形式表示)____________________。甲图和乙图所示过程相比,碱基互补配对方式的不同点是___________________
______________________________________________________________________。
(3)如果乙图⑦上GCU对应一个氨基酸,则GCU称为一个________。若⑦上的某一个碱基发生了改变,不一定引起相应的氨基酸的改变,原因是_______________________。
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幻灯片 179解析:(1)甲图所示生理过程为转录,主要发生在细胞核中。(2)甲图和乙图分别表示转录和翻译的过程,遗传信息的传递方向为DNA→mRNA→蛋白质。甲图中DNA的模板链与mRNA链之间碱基互补配对,乙图中mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子之间碱基互补配对。(3)mRNA上决定一个氨基酸的三个连续的碱基称为一个密码子。由于密码子的简并性,不同的密码子可能决定相同的氨基酸。
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幻灯片 180“课下综合检测”见“课时跟踪检测(十九)”
答案:(1)细胞核 (2)DNA→mRNA→蛋白质 甲图有T—A,乙图没有 (3)密码子 一种氨基酸可能有几个密码子(或:密码子的简并性)
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幻灯片 181教师备选题库(给有能力的学生加餐)
1.(2011·江苏高考)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
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幻灯片 182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;不同密码子编码的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。
答案:C
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幻灯片 1832.(2011·海南高考)关于RNA的叙述,错误的是 ( )
A.少数RNA具有生物催化作用
B.真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C.mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子
D.细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸
解析:真核细胞内的mRNA和tRNA主要是在细胞核内合成的,少数RNA是酶,具有催化作用;mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基称为一个密码子;tRNA具有特异性,一种tRNA只能转运一种氨基酸。
答案:B
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幻灯片 1843.(2011·上海高考)下图表示两基因转录的mRNA分子数在
同一细胞内随时间变化的规律。若两种mRNA自形成至翻译结束的时间相等,两基因首次表达的产物共存至少需要(不考虑蛋白质降解) ( )
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幻灯片 185A.4 h B.6 h
C.8 h D.12 h
解析:分析坐标曲线可知,若不考虑先表达的蛋白质降解,在6 h两基因首次表达产物开始共存。
答案:B
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幻灯片 1864.(2011·上海高考)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
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