高考生物一轮复习 第6单元 遗传的分子基础课件 浙科版.ppt

第15讲核酸是遗传物质的证据第16讲dna分子的结构和复制第17讲遗传信息的表达 目录 第六单元遗传的分子基础 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 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 返回目录 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15 16 17讲各用2课时 单元卷和讲评各1课时 使用建议 第15讲核酸是遗传物质的证据 返回目录 返回目录 核酸是遗传物质的证据 考纲要求 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 有 光滑 有 无 粗糙 无 2 活体细菌转化实验 2 结论 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 3 离体细菌转化实验 1 实验过程及结果 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 r型菌和s型菌 r型菌 r型菌 r型菌 2 结论 3 实验中设置dna dna酶这组实验目的是什么 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 放射性同位素标记 dna 内部 蛋白质 活细胞寄生 细菌 不能 3 实验过程及结果 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 很高 很低 未检测到 4 实验结论 才是真正的遗传物质 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 很低 很高 检测到 dna 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2p49 资料分析 噬菌体侵染细菌的实验 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 rna rna 网络构建 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 3 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 5 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 考点一肺炎双球菌转化实验1 肺炎双球菌转化实验的分析 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 2 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 解析 c 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 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 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 解析 b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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 考点二噬菌体侵染细菌实验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 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 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 2 与肺炎双球菌的体外转化实验的比较 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 图6 15 1 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 a 理论上 b中不应具有放射性b b中含放射性的高低 与 过程中搅拌是否充分有关c 若b中含有放射性 说明与 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 解析 c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 过程中培养时间的长短无关 故c错误 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 变式题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6 15 2 图6 15 2 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 解析 d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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 考点三dna是主要的遗传物质1 几个探索实验的整合 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 2 dna是主要的遗传物质 1 具有细胞结构的生物 不论是真核生物还是原核生物 其遗传物质均为dna 2 细胞核和细胞质遗传物质均为dna 3 多数病毒的遗传物质是dna 如t2噬菌体 少数病毒的遗传物质是rna 如hiv sars病毒等 4 对于整个生物界来说 绝大多数生物的遗传物质是dna 所以dna是主要的遗传物质 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 例3 2012 宁波月考 下列有关核酸的叙述正确的是 a 在细菌中 遗传物质可能是dna或rnab 核酸的基本组成单位是脱氧核苷酸c 鱼体内的遗传物质彻底水解后可得到脱氧核糖 磷酸和含氮碱基d 除病毒外 一切生物都具有核酸 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 解析 ca错误 细菌的细胞中既有dna又有rna 其中dna作遗传物质 b错误 核酸的基本组成单位是核苷酸 dna的基本组成单位是脱氧核苷酸 rna的基本组成单位是核糖核苷酸 c正确 鱼的遗传物质是dna 被彻底水解后可得到脱氧核糖 磷酸和a t g c四种碱基 d错误 病毒中也含有核酸 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 变式题以下与遗传物质相关的叙述 正确是 a 豌豆细胞核的遗传物质是dna 细胞质的遗传物质是rnab 甲型h1n1病毒的遗传物质中含有c h o n s等元素c t2噬菌体内 碱基a c g参与组成的核苷酸有6种d 可利用同位素示踪法证明dna以半保留的方式复制 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 解析 d豌豆是高等植物 其遗传物质是dna 甲型h1n1病毒的遗传物质是rna 不含s元素 噬菌体只含dna 不含rna 所以a c g组成的核苷酸只有3种 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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dnac 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 解析 d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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 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 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 a 实验 b 实验 c 实验 d 实验 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 解析 c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 中的rna是b型tmv的 分离出的病毒类型应该是b型 返回目录 第15讲核酸是遗传物质的证据 第16讲dna分子的结构和复制 返回目录 返回目录 1 dna的分子结构和特点 2 遗传信息的传递 3 实验 制作dna双螺旋结构模型 考纲要求 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 胸腺嘧啶 腺嘌呤 脱氧核糖核苷酸 第16讲dna分子的结构和复制 返回目录 c h o n p 2 dna分子的结构 1 主要特点 dna分子是由两条长链组成的 这两条长链按 平行盘旋而成 结构 交替连接 排列在外侧构成基本骨架 碱基排列在内侧 dna分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基 由 连接 在dna分子中 a 腺嘌呤 和t 胸腺嘧啶 的分子数 g 和c 胞嘧啶 的分子数相等 这就是碱基含量的 法则 2 空间结构 规则的 结构 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 反向 双螺旋 脱氧核糖和磷酸 互补配对 氢键 相等 鸟嘌呤 卡伽夫 双螺旋 导思在美国黄石公园等热泉周围 发现的生物的dna组成中 g c比例都比较高 为什么 碱基a与t之间形成两个氢键 g与c之间形成三个氢键 含氢键越多 结构越稳定 即含g c比例越高 结构越稳定 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 二 dna分子的复制1 概念 新dna的合成就是产生两个跟亲代dna 的新dna分子的过程 2 时间 有丝分裂 和减数 4 场所 主要在 中 但在拟核 线粒体 叶绿体中也进行 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 完全相同 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 细胞核 5 过程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 使亲代的 传递给了子代 从而保持了前后代 的连续性 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 解旋 半保留 dna聚合 边解旋边复制 双螺旋 碱基互补配对 遗传信息 遗传信息 导思科学家在探究dna的复制过程中运用了什么方法 请描述一下实验的实验结果 请翻阅教材必修2p61 62 活动 探究dna的复制过程 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 网络构建 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 浙江卷 利用dna聚合酶将基因b与质粒连接后导入玫瑰细胞 解析 dna聚合酶是dna复制过程中用到的酶 不能用于dna片段的连接 应该是dna连接酶 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 2 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 3 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 4 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 5 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 6 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 7 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 考点一dna分子结构和特点1 dna分子的结构 dna分子结构层次图及解读 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 图6 16 1 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 3 dna分子片段 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 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 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 2 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 碱基对之间能形成氢键 a与t之间能形成2个氢键 c与g之间能形成3个氢键 g与c所占比例越高 dna分子结构越稳定 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 3 dna分子的碱基互补配对原则及相关计算规律 1 碱基互补配对原则 卡伽夫原则 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 是dna的两条单链 链 a g c t c c 链 t c g a g g 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 简记为 不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数 在一个双链dna分子中 某碱基占碱基总数的百分数等于每条链中该碱基所占比例的平均值 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 若已知a占双链的比例 c 则a1单链的比例无法确定 但最大值可求出2c 最小值为0 例1如图6 16 2为dna分子结构示意图 对该图的正确描述是 图6 16 2 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 a 和 相间排列 构成了dna分子的基本骨架b 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸c dna聚合酶用于 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 解析 d由图示可知 和 相间排列构成了dna分子的基本骨架 中的 应属上面那个脱氧核苷酸 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 点评 解题的关键是 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 看成一个核苷酸 dna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 遗传信息是指dna分子中特定的脱氧核苷酸排列顺序 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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2000个碱基的dna分子 其碱基对可能的排列方式就有41000种d 人体内控制 珠蛋白的基因由1700个碱基对组成 其碱基对可能的排列方式有41700种 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 解析 d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 珠蛋白基因具有其独特的碱基对排列顺序 d项错误 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 例 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 解析 a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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 解析 d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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 考点二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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 2 dna复制的过程图6 16 3 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 3 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 4 复制的场所 主要场所是细胞核 但在拟核 线粒体 叶绿体 细胞溶胶 如质粒 中也可进行dna复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 4 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 图6 16 4 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 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 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 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 图1图2图3图4图5图6 16 5 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 2 追踪dna复制方式 将亲代含14n的大肠杆菌转移到含15n的培养基上增殖一代 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 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 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 例 用15n标记含有1000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 含有15n的dna分子占1 4 含有14n的dna分子占3 4 复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸2800个 复制结果共产生8个dna分子a b c d 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 解析 b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 正确 错误 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1000 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 2800 正确 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 点评 该题易因审题不清而错误将 1000个碱基对 看成 1000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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 变式题 2012 安徽联考 图6 16 6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 图6 16 6a 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 解析 b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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 解析 ddna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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 3 分析讨论 若子 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 若将子 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 若在同等条件下将子 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 2 312半保留复制 3 b半保留 不能 没有变化 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 3 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 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 分析图形 子 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 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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 备选理由 本题考查细胞分裂和dna的半保留复制 高考试题中经常将两知识点联系 考查学生综合运用能力 此题作为该类题型的补充 提高学生的解题能力 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 3 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 0b 50 50 c 50 100 d 100 100 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 解析 d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 返回目录 第16讲dna分子的结构和复制 第17讲遗传信息的表达 返回目录 返回目录 遗传信息的表达 考纲要求 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 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 第17讲遗传信息的表达 返回目录 磷酸 核糖 胞嘧啶 尿嘧啶 单链 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 信使 细胞核内 转运 转运氨基酸 核糖体 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的功能相同吗 请翻阅教材必修2p66 67 转录 返回目录 第17讲遗传信息的表达 二 遗传信息的转录和翻译1 转录和翻译的模式图 返回目录 第17讲遗传信息的表达 比较 返回目录 第17讲遗传信息的表达 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 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 mrna trna 三 中心法则1 中心法则 的要点 遗传信息由 传递到 然后由rna决定 的特异性 是生物体性状的体现者 2 rna病毒 如劳氏肉瘤病毒 能以 反向地合成 因为它们具有能够催化此反应过程的 返回目录 第17讲遗传信息的表达 dna rna 蛋白质 蛋白质 rna为模板 单链dna 逆转录酶 3 生物性状的遗传信息最初是由 决定的 因此 当生物体内外因素引起 时 就可能产生异常的性状或病变 4 基因是 单位 它在适当的环境条件下控制 基因以一定的次序排列在 上 从本质上讲 基因是一段包含一个完整 的有功能的核酸分子片段 大多数生物是一段 而rna病毒是一段 返回目录 第17讲遗传信息的表达 核酸中的核苷酸序列 dna损伤或某些碱基改变 遗传的一个基本 生物的性状 染色体 遗传信息单位 dna rna 网络构建 返回目录 第17讲遗传信息的表达 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 浙江卷 若控制叶绿素合成的基因缺失了一段dna 因此该基因不能正常传递 功能丧失 无法合成叶绿素 解析 基因缺失了一段dna 因此该基因不能正常表达 功能丧失 无法合成叶绿素 返回目录 第17讲遗传信息的表达 2 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 3 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 4 2011 浙江卷 b基因可编码瘦素蛋白 转录时 首先与b基因启动部位结合的酶是rna聚合酶 解析 转录时需要的酶是rna聚合酶 返回目录 第17讲遗传信息的表达 5 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 6 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 7 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 8 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 考点一dna分子的复制 转录和翻译的比较 返回目录 第17讲遗传信息的表达 返回目录 第17讲遗传信息的表达 返回目录 第17讲遗传信息的表达 返回目录 第17讲遗传信息的表达 提醒 在多肽链合成时 在一条mrna上可以有多个核糖体同时进行工作 这种若干核糖体串联在一个mrna分子上的多肽链合成方式 大大增加了翻译的效率 从核糖体上脱离下来的只是多肽链 多肽链经内质网 高尔基体再折叠 加工 成为具有复杂空间结构的蛋白质 例1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atpc 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 解析 d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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 变式题 2012 宁波模拟 图示dna分子片段 基因 控制蛋白质的合成过程 下面的说法错误的是 a 图中包含8种核苷酸b dna双链中 为模板链c 在 链上可以有若干个核糖体同时进行工作d 代表的氨基酸只能由一种特定转运rna搬运 返回目录 第17讲遗传信息的表达 解析 d一种氨基酸可能有多种遗传密码与之对应 由于密码子与转运rna上的反密码子一一对应 也就是说一种氨基酸可能被多种转运rna搬运 返回目录 第17讲遗传信息的表达 考点二遗传密码和中心法则1 遗传信息 密码子和反密码子的比较 1 区别 返回目录 第17讲遗传信息的表达 返回目录 第17讲遗传信息的表达 2 联系 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 mrna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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 3 三者的对应关系图6 17 1 返回目录 第17讲遗传信息的表达 提醒 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 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 2 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6 17 2所示 图6 17 2 返回目录 第17讲遗传信息的表达 综上可知 蛋白质中氨基酸数目 1 3mrna碱基数目 1 6dna 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 3 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 返回目录 第17讲遗传信息的表达 2 各类生物遗传信息的传递过程 返回目录 第17讲遗传信息的表达 4 基因对性状控制的方式 返回目录 第17讲遗传信息的表达 例 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