高三生物第一輪復習 第4單元 第12講 基因的本質課件 新人教版.ppt

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課標版 生物 第12講 基因的本質,知識一 DNA是遺傳物質的證據(jù) 一、肺炎雙球菌的轉化實驗 1.格里菲思的體內(nèi)轉化實驗,(1)實驗材料:S型和R型肺炎雙球菌、小鼠。,(2)實驗過程及結果:,(3)結論:加熱殺死的S型細菌中含有某種⑧ 轉化因子 使R型活細菌轉 化為S型活細菌。,2.艾弗里體外轉化實驗 (1)設計思路:設法將⑨ DNA 與其他物質分開,單獨研究它們各自的 功能。 (2)實驗過程及結果,(3)結論:使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質是 DNA 而不是蛋白 質、多糖及DNA的水解產(chǎn)物。,1.實驗材料:噬菌體和大腸桿菌等。 (1)噬菌體的結構,(2)噬菌體的復制式增殖,二、噬菌體侵染細菌的實驗,2.實驗方法:⑧ 放射性同位素標記 法。 3.實驗過程及結果 (1)標記噬菌體,(2)噬菌體侵染細菌:,4.實驗結果分析 (1)噬菌體侵染細菌時, DNA 進入細菌細胞中,而 蛋白質外殼,留在外面。 (2)子代噬菌體的各種性狀是通過 親代DNA 遺傳的。 5.結論: DNA 是遺傳物質。 三、證明RNA是某些病毒的遺傳物質的相關實驗 1.煙草花葉病毒對煙草葉細胞的感染實驗 (1)實驗過程及現(xiàn)象,(2)結論 ④ RNA 是煙草花葉病毒的遺傳物質,⑤ 蛋白質 不是煙草花葉病 毒的遺傳物質。 2.人類的探索結論:⑥ DNA 是主要的遺傳物質,因為實驗證明⑦ 絕,大多數(shù) 生物的遺傳物質是DNA,只有少部分生物的遺傳物質是RNA。 識記題組 一、①有 ②無 ③有 ④無 ⑤死亡 ⑥不死亡 ⑦死亡 ⑧轉化 因子 ⑨DNA ⑩R型菌和S型菌 R型菌 DNA 二、①蛋白質外殼 ②S ③DNA ④P ⑤噬菌體 ⑥大腸桿菌 ⑦ 大腸桿菌的氨基酸 ⑧放射性同位素標記 ⑨高 ⑩低 低 高 DNA 蛋白質外殼 親代DNA DNA 三、①蛋白質外殼 ②RNA ③不出現(xiàn)病斑 ④RNA ⑤蛋白質 ⑥ DNA ⑦絕大多數(shù),1.判斷下列敘述的正誤。 (1)肺炎雙球菌轉化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質。(2013課標Ⅱ,5改 編)(?) (2)R型肺炎雙球菌與S型肺炎雙球菌DNA混合后,R型細菌發(fā)生轉化是基因 突變的結果。 (?) (3)用DNA酶處理后的S型細菌DNA與活R型細菌混合,可培養(yǎng)出S型細菌菌 落和R型細菌菌落。 (?) (4)赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和DNA,證明了,DNA的半保留復制。(2014江蘇單科,4D)(?) (5)RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質。(2013海南單科,13C)(?) (6)噬菌體能在宿主細胞內(nèi)以二分裂方式增殖,使宿主細菌裂解。(2012重 慶理綜,2D)(?),2.如果用15N、32P、35S共同標記噬菌體后,讓其侵染大腸桿菌,在產(chǎn)生的子代 噬菌體的組成結構中,能夠找到的標記元素為 ( ) A.在外殼中找到15N和35S B.在DNA中找到15N和32P C.在外殼中找到15N D.在DNA中找到15N、32P和35S 答案 B 用15N、32P、35S共同標記噬菌體時,15N可標記噬菌體的DNA和 蛋白質外殼,32P可標記噬菌體的核酸,35S可標記噬菌體的蛋白質外殼。噬菌 體侵染細菌過程中蛋白質外殼留在細菌外面,核酸進入細菌內(nèi)部,在細菌細 胞中以噬菌體DNA為模板,利用細菌的原料合成子代噬菌體的蛋白質外殼 和核酸。由于DNA復制的方式為半保留復制,故在子代噬菌體DNA中能找 到15N和32P,不能在蛋白質中找到35S和15N。,,3.在證明DNA是遺傳物質的實驗中,赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標記噬菌 體的DNA和蛋白質,在圖中標記元素所在部位依次是 ( ) A.③⑤ B.②④ C.①⑤ D.①④ 答案 D 赫爾希和蔡斯用32P和35S分別標記噬菌體的DNA和蛋白質,實 際上是標記了脫氧核苷酸中的磷酸基團和氨基酸中的R基。,,4.(2013浙江紹興一中階段測試,13)下列關于遺傳物質的說法,錯誤的是 ( ) ①真核生物的遺傳物質是DNA ②原核生物的遺傳物質是RNA ③細胞 核中的遺傳物質是DNA ④細胞質中的遺傳物質是RNA ⑤甲型H1N1 流感病毒的遺傳物質是DNA A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.③④⑤ 答案 C 真核生物和原核生物的遺傳物質都是DNA;細胞核和細胞質 遺傳物質都是DNA;甲型H1N1流感病毒屬于RNA病毒,遺傳物質是RNA。,,知識二 DNA結構與復制 一、DNA分子結構 1.DNA雙螺旋模型構建者:沃森和克里克。 2.DNA的分子組成,3.DNA的雙螺旋結構內(nèi)容 (1)由③ 兩 條脫氧核苷酸鏈組成,這些鏈按④ 反向平行 方式盤旋 成雙螺旋結構。 (2)外側:⑤ 脫氧核糖 和⑥ 磷酸 交替連接構成主鏈基本骨架。,(3)內(nèi)側:兩鏈堿基通過氫鍵連接成的⑦ 堿基對 。堿基互補配對遵循 以下原則:A T(兩個氫鍵)、G C(三個氫鍵)。 4.DNA分子結構特點 (1)⑧ 多樣 性,具n個堿基對的DNA具有4n種堿基對排列順序。 (2)⑨ 特異 性,如每個DNA分子都有其特定的堿基對排列順序。 (3)⑩ 穩(wěn)定 性,如兩條主鏈磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變,堿基 對構成方式不變等。 二、DNA復制 1.概念、時間和場所,DNA 復 制 以① DNA分子 為模板合成子代DNA的過程 2.過程,4.準確復制的原因和意義 (1)原因:DNA具有獨特的 雙螺旋 結構,為復制提供精確的模板; 堿基互補配對 原則,保證了復制能準確進行。 (2)意義:DNA分子通過復制,將遺傳信息從親代傳給了子代,保持了遺傳 信息的 連續(xù)性 。,3.特點 (1)過程: 邊解旋邊復制 。 (2)方式: 半保留復制 。,1.判斷下列有關DNA結構與復制敘述的正誤。 (1)DNA有氫鍵,RNA沒有氫鍵。(2013課標Ⅱ,1A)(?) (2)磷酸與脫氧核糖交替連接構成DNA鏈的基本骨架。 (√) (3)雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)。(2010江蘇單科,1D)(√) (4)真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶和能量。(2011海南單科,25A) (√) (5)真核細胞核DNA的復制發(fā)生在有絲分裂前期。(2011海南單科,25D)(?) (6)DNA聚合酶在細胞核內(nèi)合成。(2013課標Ⅰ,1B)(?),2.如圖為DNA分子結構示意圖,下列有關敘述正確的是 ( ) A.若該DNA分子中G—C堿基對比例較高,則熱穩(wěn)定性較低 B.④由①②③組成,它代表DNA的基本組成單位之一,C.DNA復制時,⑨斷裂需解旋酶,②和③連接需聚合酶 D.如果復制時⑦可脫氨為“U”,則能產(chǎn)生U—G堿基對 答案 B 由于G—C堿基對含有三個氫鍵,故G—C堿基對的熱穩(wěn)定性比 A—T堿基對的熱穩(wěn)定性高,A錯誤;DNA復制時,是脫氧核糖核苷酸與脫氧 核糖核苷酸之間的連接,與②和③之間的連接沒有關系,C錯誤;G與U不能 配對,D錯誤。,,3.下列關于DNA結構與功能的說法,不正確的是 ( ) A.DNA分子中G與C堿基對含量越高,其結構穩(wěn)定性相對越大 B.堿基排列順序的千變?nèi)f化,構成了DNA分子的多樣性 C.生物體所有DNA分子的轉錄和翻譯是同時同地進行的 D.DNA分子結構相對穩(wěn)定的重要原因之一是堿基互補配對原則保證了 DNA復制的準確進行 答案 C 真核生物轉錄主要在細胞核中進行,翻譯在細胞質的核糖體上 進行。,,4.如圖表示DNA復制的過程,結合圖示判斷,下列有關敘述不正確的是 ( ) A.DNA復制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵,使兩條鏈解 開 B.DNA分子的復制具有雙向復制的特點,生成的兩條子鏈的方向相反,C.從圖示可知,DNA分子具有多起點復制的特點,縮短了復制所需的時間 D.DNA分子的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段 答案 C 從圖示中不能獲得DNA分子具有多起點復制的特點。,,突破一 遺傳物質探索的經(jīng)典實驗 1.肺炎雙球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較,2.噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析 (1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中含放射性的原因: ①保溫時間過短,有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi),經(jīng)離心 后分布于上清液中,上清液中出現(xiàn)放射性。 ②噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離,這一段保溫時間過長,噬 菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后子代釋放出來,經(jīng)離心后分布于上清液,也會使 上清液中出現(xiàn)放射性。 (2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中有放射性的原因:由于攪拌 不充分,有少量含35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面,隨細菌離心到 沉淀物中。,疑難診室 (1)加熱殺死S型細菌的過程中,其蛋白質變性失活,但是其內(nèi) 部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性。 (2)R型細菌轉化成S型細菌的實質是S型細菌的DNA與R型細菌DNA實 現(xiàn)重組,表現(xiàn)出S型細菌的性狀,此變異屬于廣義上的基因重組。 (3)含放射性標記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng),因為病毒營專性寄生 生活,故應先培養(yǎng)細菌,再用細菌培養(yǎng)噬菌體。 (4)噬菌體侵染細菌的實驗證明了DNA是遺傳物質,但是沒有證明蛋白質 不是遺傳物質。,1.不同生物的遺傳物質的判斷,2.“兩看法”解答噬菌體侵染細菌的同位素標記問題 典例1 (2014山東師大附中一模,17)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗和,赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質。下列關 于這兩個實驗的敘述正確的是 ( ) A.二者都應用同位素示蹤技術 B.二者的設計思路都是設法把DNA與蛋白質分開,研究各自的效應 C.艾弗里的實驗設置了對照,赫爾希與蔡斯的實驗沒有對照 D.二者都誘發(fā)了DNA突變 解析 只有噬菌體侵染細菌實驗應用了同位素示蹤技術,A錯誤;兩實驗 最關鍵的設計思路都是設法把DNA與蛋白質分開,研究各自的效應,B正確; 赫爾希與蔡斯的實驗具相互對照,C錯誤;兩實驗都沒有誘發(fā)DNA突變,D錯 誤。,答案 B,,1-1 (2014江蘇徐州期中,16)下列關于科學家探究“DNA是遺傳物質”實 驗的敘述,正確的是 ( ) A.分別給小鼠注射R型活球菌和加熱殺死的S型球菌,小鼠均不死亡 B.用含35S標記的噬菌體侵染細菌,子代噬菌體中也有35S標記 C.用煙草花葉病毒核心部分感染煙草,可證明DNA是遺傳物質 D.用含32P標記的噬菌體侵染細菌,離心后上清液中具有較強的放射性 答案 A 解析 35S標記的是噬菌體的蛋白質,噬菌體的蛋白質外殼不進入細菌,子 代不應含有35S標記,B錯誤;煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA,C錯誤;用含32P 標記的噬菌體侵染細菌,實驗結果應是沉淀物中具有較強放射性,D錯誤。,,1-2 艾弗里將R型肺炎雙球菌培養(yǎng)在含S型細菌DNA的培養(yǎng)基中,得到了S 型肺炎雙球菌,有關敘述中正確的是 ( ) A.R型細菌轉化成S型細菌,說明這種變異是定向的 B.R型細菌轉化為S型細菌屬于基因重組 C.該實驗不能證明肺炎雙球菌的遺傳物質是DNA D.將S型細菌的DNA注射到小鼠體內(nèi)也能產(chǎn)生S型細菌 答案 B 解析 艾弗里實驗中將S型細菌中的多糖、蛋白質和DNA等提取出來,分 別加入培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中,結果只有加入DNA時,才能使R型細菌轉 化成S型細菌,這說明肺炎雙球菌的遺傳物質是DNA,C錯誤;該實驗的生物,,變異屬于基因重組,生物的變異都是不定向的,A錯誤、B正確;將S型細菌 的DNA注射到小鼠體內(nèi),不能實現(xiàn)肺炎雙球菌的轉化,D錯誤。,突破二 DNA結構與復制 1.DNA雙螺旋結構的形成過程,2.DNA分子結構模型解讀,圖1,圖2 (1)由圖1可解讀以下信息: ①數(shù)量關系 ②位置關系 ③化學鍵,(2)圖2是圖1的簡化形式,其中①是磷酸二酯鍵,③是氫鍵。解旋酶作用于 ③部位,限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于①部位。,1.DNA分子中堿基數(shù)量的計算規(guī)律 (1)在DNA雙鏈中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相同,即A+G=T+C。 (2)互補堿基之和的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相同,即若在 一條鏈中 =m,在互補鏈及整個DNA分子中 =m。 (3)非互補堿基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù),在整個DNA分子中 為1,即若在DNA一條鏈中 =a,則在其互補鏈中 = ,而在整個 DNA分子中 =1。,2.DNA復制的有關計算方法 (1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),復制n次,則 子代DNA共2n個 脫氧核苷酸鏈共2n+1條 [特別提醒] 解答此類問題時,應看準“含”還是“只含”,是“DNA分 子數(shù)”還是“脫氧核苷酸鏈數(shù)”。 (2)DNA復制中消耗的脫氧核苷酸數(shù),①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復制需要消耗該 種脫氧核苷酸數(shù)為m(2n-1)。 ②第n次復制所需該種脫氧核苷酸數(shù)為m2n-1。 典例2 甲圖中DNA分子有a和d兩條鏈,將甲圖中某一片段放大后如乙圖 所示,結合所學知識回答下列問題:,甲 乙,(1)從甲圖可看出DNA復制的方式是 。,(2)甲圖中,A和B均是DNA分子復制過程中所需要的酶,其中B能將單個的 脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈,從而形成子鏈;則A是 酶,B是 酶。 (3)圖甲過程在綠色植物葉肉細胞中進行的場所有 。 (4)乙圖中,7是 。DNA分子的基本骨架由 交替連接而成;DNA分子兩條鏈上的堿基通過 連接成堿基 對,并且遵循 原則。 解題關鍵,解析 (1)從甲圖可看出DNA復制的方式是半保留復制。(2)A是解螺旋 的解旋酶,B是形成子代DNA分子的DNA聚合酶。(3)綠色植物葉肉細胞中 DNA分子復制的場所有細胞核、線粒體、葉綠體。(4)乙圖中,7是胸腺嘧 啶脫氧核苷酸。DNA分子的基本骨架由脫氧核糖和磷酸交替連接而成; DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,并且遵循堿基互補配對 原則。 答案 (1)半保留復制,,(2)解旋 DNA聚合 (3)細胞核、線粒體、葉綠體 (4)胸腺嘧啶脫氧核苷酸 脫氧核糖和磷酸 氫鍵 堿基互補配對,2-1 下圖是人體細胞中某DNA片段結構示意圖。有關敘述正確的是 ( ) A.圖中“X”代表磷酸基,“A”代表腺苷 B.DNA復制時,圖中 “N” 鍵首先全部斷開,C.DNA轉錄時,需要Taq酶、解旋酶等催化 D.DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化“M”鍵的形成 答案 D 解析 圖中X為磷酸基,A為腺嘌呤,故選項A錯;DNA復制時,是邊解旋邊 復制的,故B錯;Taq酶用于PCR技術中,DNA轉錄時用的酶是RNA聚合酶,故 C錯;圖中M鍵為磷酸二酯鍵,DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯 鍵的形成,故D正確。,,2-2 (2014江蘇淮安二模,12)以下是某同學制作的脫氧核苷酸對模型,其中 正確的是 ( ) 答案 D 解析 選項A中,從五碳糖和磷酸基團的形態(tài)和位置可判斷,兩條脫氧核 苷酸鏈不是反向平行的,A錯誤;選項B中,A與T之間的氫鍵應該是兩個而不 是三個,B錯誤;選項C中,含氮堿基(C)應連接在五碳糖的1號位上(如下圖所 示),且G與C之間有三個氫鍵,C錯誤。,,,2-3 用15N標記含有100個堿基對的DNA分子,其中有胞嘧啶60個,該DNA 分子在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次。其結果不可能是 ( ) A.含有15N的DNA分子占1/8 B.含有14N的DNA分子占7/8 C.復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸600個 D.復制結果共產(chǎn)生16個DNA分子 答案 B 解析 DNA復制為半保留復制。由題可知,該DNA分子中有腺嘌呤(A)40 個,則復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸為40(24-1)=600(個)。該DNA分子 在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次,可形成16個DNA分子,其中含有15N的,DNA分子占1/8,含有14N的DNA分子占100%。,,