高考生物考纲解读与热点难点突破专题06遗传的分子基础教学案20

高考生物考纲解读与热点难点突破专题06遗传的分子基础教学案20

专题06 遗传的分子基础 ‎【2019年高考考纲解读】‎ ‎1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。‎ ‎2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。‎ ‎3.基因的概念(Ⅱ)。‎ ‎4.DNA分子的复制(Ⅱ)。‎ ‎5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。‎ ‎6.基因与性状的关系(Ⅱ)。‎ ‎【网络构建】‎ ‎【重点、难点剖析】‎ 一、生物的遗传物质 ‎1．肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的实验设计思路及结论 肺炎双球菌离体转化实验 噬菌体侵染细菌实验 思路相同 设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能 处理方式 的区别 直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,‎ 同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和 分别与R型活细菌混合培养 ‎35S)‎ 实验结论 ‎①DNA是遗传物质 ‎②其他物质不是遗传物质 DNA是遗传物质 ‎2.实验设计的原则 ‎(1)肺炎双球菌转化实验中的相互对照 S型细菌＋R型细菌 ‎(2)噬菌体侵染细菌实验中的自身对照 噬菌体 侵染细菌后离心 上清液 沉淀物 被35S标记了蛋白质 放射性很高 放射性很低 被32P标记了DNA 放射性很低 放射性很高 二、DNA结构与复制相关的计算问题 ‎ (1)单、双链过渡公式：‎ ‎(A＋T)双%＝(A＋T)α%＝(A＋T)β%＝(A＋U)RNA%‎ ‎(G＋C)双%＝(G＋C)α%＝(G＋C)β%＝(G＋C)RNA%‎ ‎(2)若在DNA一条链中＝a,则在互补链中＝,而在整个DNA分子中＝1。‎ ‎(3)已知DNA分子中某碱基数为m,则复制n次需游离的此碱基数＝m·(2n－1),第n次复制需游离的此碱基数＝2n－1·m。‎ ‎(4)亲代一个DNA用放射性同位素标记,然后在不含放射性的培养基上培养,复制n次后标记DNA占总DNA分子数＝＝,含标记元素的DNA链占总DNA链的比例＝＝。‎ ‎【特别提醒】注意有丝分裂、减数分裂中放射性问题,尤其是具体分裂时期的细胞与染色体或DNA放射性问题。‎ 三、遗传信息的传递和表达 ‎1．观察中心法则的表达式并填充相关问题。‎ 中心法则体现了DNA的两大基本功能：‎ ‎(1)信息传递功能：Ⅰ过程体现了DNA传递遗传信息的功能,它是通过DNA复制完成的,‎ 发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。 ‎ ‎【举一反三】(2015·安徽卷,4)Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA,当噬菌体侵染大肠杆菌后,QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制QβRNA。下列叙述正确的是(　　)‎ A.QβRNA的复制需经历一个逆转录的过程 B.QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程 C.一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链 D.QβRNA复制后,复制酶基因才能进行表达 答案　B ‎【变式探究】在DNA分子模型搭建实验中,如果用一种长度的塑料片代表A和G,用另一长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型(　　)‎ A.粗细相同,因为嘌呤环必定与嘧啶环互补 B.粗细相同,因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似 C.粗细不同,因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补 D.粗细不同,因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同 解析　DNA分子由两条反向平行的长链盘旋成规则的双螺旋结构,两条单链之间由嘌呤和嘧啶组成的碱基对相连,遵循互补配对原则。由此可知：DNA分子双螺旋模型粗细相同,且由嘌呤环和嘧啶环构成的碱基对的空间尺寸相似。A项符合题意。‎ 答案　A ‎【变式探究】羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,下列相关叙述正确的是(多选)(　　)‎ A.该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变 B.该片段复制后的子代DNA分子中G－C碱基对与总碱基对的比下降 C.这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变 D.在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配 答案　BD ‎【变式探究】图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：‎ ‎(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。‎ ‎(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。‎ ‎(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是________。‎ ‎(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是________。‎ ‎(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是_______________________。‎ 答案　(1)细胞核　(2)26%　(3)T－A替换为C－G(A－T替换为G－C)　(4)浆细胞和效应T细胞　(5)不完全相同　不同组织细胞中基因进行选择性表达 ‎【方法技巧】与DNA结构及复制相关的计算 解答DNA结构及复制计算类试题时,应分以下层次达成：‎ ‎(1)碱基计算 ‎①不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A＋T)/(C＋G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。‎ ‎②若已知双链中A占的比例为c%,则单链中A占的比例无法确定,但最大值可求出为2c%,最小值为0。‎ ‎(2)水解产物及氢键数目计算 ‎①DNA水解产物：初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。‎ ‎②氢键数目计算：若碱基对为n,则氢键数为2n～3n；若已知A有m个,则氢键数为3n－m。‎ ‎(3)DNA复制计算 在做有关DNA分子复制的计算题时,应看准是“含”还是“只含”,是“DNA分子数”还是“链数”。‎ 题型三　基因的表达 例3. （2017年海南卷,25）下列关于生物体内基因表达的叙述,正确的是（　　）‎ A．每种氨基酸都至少有两种相应的密码子 B．HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板 C．真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程 D．一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA ‎【答案】B ‎【解析】一种氨基酸对应有一种至多种密码子决定,A错。HIV的遗传物质为单链RNA,可以逆转录生成DNA,B正确。真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质,‎ C错。一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA,但转录是以基因一条链为模板的,D错。‎ ‎【变式探究】 (2016·高考江苏卷)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成 B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则 C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成 D．若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……‎ 则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……‎ ‎【变式探究】囊性纤维病的致病原因是由于基因中缺失三个相邻碱基,使控制合成的跨膜蛋白CFTR缺少一个苯丙氨酸。CFTR改变后,其转运Cl－的功能发生异常,导致肺部黏液增多、细菌繁殖。下列关于该病的说法正确的是(　　)‎ A．CFTR蛋白转运Cl－体现了细胞膜的信息交流功能 B．该致病基因中缺失的3个碱基构成了一个密码子 C．合成CFTR蛋白经历了氨基酸的脱水缩合、肽链的盘曲、折叠过程 D．该病例说明基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制性状 ‎【答案】C ‎【易错提醒】有关“中心法则”五条途径的3个易错易混点 ‎(1)高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径,但具体到不同细胞,情况不尽相同,如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径,只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中三种途径都没有。‎ ‎(2)RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒感染的细胞中,是后来发现的,是对中心法则的补充和完善。‎ ‎(3)进行碱基互补配对的过程有DNA的复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录。‎