高考生物一轮复习 第6单元 遗传的分子基础课件 新人教版.ppt

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 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 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 第17讲dna是主要的遗传物质 返回目录 返回目录 1 人类对遗传物质的探索过程 考纲要求 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 返回目录 有 光滑 有 无 粗糙 无 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 返回目录 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 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 返回目录 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 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 返回目录 放射性同位素标记 第17讲dna是主要的遗传物质 3 实验过程及结果 返回目录 很高 很低 未检测到 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 返回目录 很低 很高 检测到 dna 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2p45 噬菌体侵染细菌的实验 返回目录 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 返回目录 rna rna 网络构建 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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17讲dna是主要的遗传物质 4 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17讲dna是主要的遗传物质 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17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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17讲dna是主要的遗传物质 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17讲dna是主要的遗传物质 答案 c 解析 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17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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 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17讲dna是主要的遗传物质 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17讲dna是主要的遗传物质 2 与肺炎双球菌的体外转化实验的比较 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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 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17讲dna是主要的遗传物质 图6 17 1 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 过程中培养时间的长短无关 故c错误 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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6 17 2 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17讲dna是主要的遗传物质 图6 17 2 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 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 返回目录 第17讲dna是主要的遗传物质 a 实验 b 实验 c 实验 d 实验 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 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 返回目录 返回目录 1 dna分子结构的主要特点 2 dna分子的复制 3 基因的概念 考纲要求 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 返回目录 图6 18 1 c h o n p 脱氧核糖核苷酸 胸腺嘧啶 腺嘌呤 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 两条脱氧核苷酸长链 平行盘旋而成 交替连接 排列在外侧构成基本骨架 碱基排列在内侧 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 返回目录 反向 脱氧核糖和磷酸 氢键 碱基互补配对 双螺旋 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 返回目录 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 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 返回目录 细胞核 解旋 dna聚合 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 返回目录 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 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 返回目录 线性排列 dna 多 遗传效应 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2p55 说明基因与dna关系的实例 返回目录 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 网络构建 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 2 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 3 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 5 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 图6 18 2 1 基本组成单位 脱氧核苷酸 dna分子中之间的数量比为1 1 1 五碳糖 脱氧核糖 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 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 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 例1如图6 18 3为dna分子结构示意图 对该图的正确描述是 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 图6 18 3 答案 d 解析 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 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 是dna的两条单链 链 a g c t c c 链 t c g a g g 则 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 点评 单双链转化公式的推导 由图知 a1 t1 c1 g1 ma2 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 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复制的过程 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 图6 18 4 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 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 返回目录 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 图6 18 5 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 图6 18 6 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 例3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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 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 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 变式题 2012 安徽联考 图6 18 7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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 图6 18 7 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 图6 18 8 2 五者关系分析 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 3 相关的包含关系可表示为 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 图6 18 9 4 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 例4 2012 南昌调研 如图6 18 10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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 图6 18 10 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 基因是控制生物性状的基本结构和功能单位 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 基因的结构单位为脱氧核糖核苷酸 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 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 返回目录 第18讲dna分子的结构 复制和基因是有遗效应的dna片段 第19讲基因的表达 返回目录 返回目录 1 遗传信息的转录和翻译 考纲要求 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 返回目录 图6 19 1 磷酸 核糖 胞嘧啶 尿嘧啶 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 返回目录 单链 信使 细胞核内 转运 转运氨基酸 核糖体 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2p62 核糖与脱氧核糖的结构 及p63 三种rna的结构示意图 返回目录 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 返回目录 图6 19 2 第19讲基因的表达 返回目录 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 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 返回目录 mrna 64 61 3 2 trna 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 返回目录 克里克 dna复制 翻译 逆转录 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 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 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 内因 外因 环境条件 返回目录 酶 蛋白质 基因 第19讲基因的表达 3 基因与性状的关系 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 环境影响生物性状 性状 表现型 是由 和 共同作用的结果 返回目录 线性 基因型 环境 网络构建 返回目录 第19讲基因的表达 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 返回目录 第19讲基因的表达 2 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 返回目录 第19讲基因的表达 4 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 返回目录 第19讲基因的表达 6 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19讲基因的表达 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 返回目录 第19讲基因的表达 返回目录 第19讲基因的表达 返回目录 第19讲基因的表达 返回目录 第19讲基因的表达 2 遗传信息 密码子和反密码子的比较 1 区别 返回目录 第19讲基因的表达 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 3 三者的对应关系 返回目录 第19讲基因的表达 图6 19 3 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19讲基因的表达 3 基因中碱基