湖北省高考生物 单元综合提升复习课件5.ppt

最新考纲 第二单元遗传的分子基础 1 人类对遗传物质的探索过程2 dna分子结构的主要特点3 基因和遗传信息的关系4 dna分子的复制5 遗传信息的转录和翻译 中心法则的内容及其应用6 基因与性状的关系 热点提示 1 两个经典实验的设计思路和结论分析2 dna分子的结构特点 复制及相关计算3 基因与dna 染色体 遗传信息 脱氧核苷酸之间的关系4 dna分子多样性和特异性在人血缘关系鉴定 刑事侦破中的应用5 遗传信息的转录和翻译过程及相关计算6 基因与dna 染色体 遗传信息的关系7 基因与蛋白质及性状的关系 第1讲dna是主要的遗传物质 step1基础导学 肺炎双球菌的转化实验 s r s 对照 转化因子 dna 想一想 议一议 名师点拨 加热杀死的s型细菌 其蛋白质变性失活 使生命特性丧失 但其内部的dna在加热结束后 又逐渐恢复其活性 作为遗传物质应具备哪些特点 肺炎双球菌的转化实验中 s型细菌促使r型细菌转化的遗传学原理是什么 答案 应具备以下四个特点 在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己 能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢 具有贮存大量遗传信息的潜在能力 结构比较稳定 但在特殊情况下又能发生突变 而且突变以后还能继续复制 并能遗传给后代 答案 基因重组 想一想 思一思 噬菌体侵染细菌实验的设计方法和思路是什么 噬菌体的结构和侵染细菌过程包括哪些阶段 35s 32p 35s 32p 宿主细胞内 宿主细胞 宿主细胞外 宿主细胞 dna 答案 实验方法 放射性同位素标记法 或叫同位素示踪法 实验思路 用不同的放射性同位素分别标记dna和蛋白质 直接地 单独地去观察它们的作用 答案 噬菌体的结构包括核酸分子和蛋白质外壳 侵染细菌的过程包括 吸附 注入 生物合成 组装 释放 看一看 噬菌体侵染细菌的实验从哪些方面说明了dna是真正的遗传物质 rna dna dna 答案 dna是亲代与子代之间保持连续的物质 dna能指导蛋白质的合成 step2核心突破 肺炎双球菌转化实验 实验设计的基本思路是设法把dna和蛋白质分开 单独观察它们的作用 加热杀死的s型细菌 其蛋白质变性失活 dna在加热过程中 双螺旋解开 氢键被打断 但缓慢冷却时 其结构可恢复 转化的实质是s型细菌的dna片段整合到了r型细菌的dna中 即实现了基因重组 在肺炎双球菌的转化实验中 能够证明dna是遗传物质的最关键的实验设计是 a 将无毒r型活细菌与有毒s型活细菌混合后培养发现r型细菌转化为s型细菌b 将无毒r型细菌与加热杀死后的s型细菌混合后培养 发现r型细菌转化为s型细菌c 从加热杀死的s型细菌中提取dna 蛋白质和多糖 混合加入培养r型细菌的培养基中 发现r型细菌转化为s型细菌d 从s型活细菌中提取dna 蛋白质和多糖 分别加入培养r型细菌的培养基中 发现只有加入dna的培养基中 r型细菌才转化为s型细菌 解析 答案 d 噬菌体浸染细菌的实验分析 1 实验思路及方法s是蛋白质特有的元素 p几乎都存在于噬菌体dna分子中 用放射性同位素32p和35s分别标记dna和蛋白质 直接单独地观察他们的作用 2 侵染特点及过程 1 进入细菌体内的是噬菌体的dna 噬菌体蛋白质留在外面不起作用 2 噬菌体浸染细菌要经过吸附 注入核酸 合成 组装 释放五个过程 噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内 除噬菌体的dna做模板起指导作用外 其余的原料 脱氧核苷酸和氨基酸 合成蛋白质的场所核糖体 atp和相关酶全由大肠杆菌提供 3 结果及分析 必须分两组分别标记进行实验 不能同时对噬菌体既标记35s又标记32p 该实验不能标记c h o n这些dna和蛋白质共有的元素 4 结论 dna是遗传物质 1 噬菌体侵染细菌实验中32p和35s的存在部位 2 该实验不能证明蛋白质不是遗传物质 因为蛋白质外壳留在外面 其作用不能证明 3 该实验可同时证明 dna分子具有相对稳定性 dna能自我复制 使前后代保持一定的连续性 dna能控制蛋白质的生物合成 但不能证明dna分子产生可遗传的变异 拓展提升 1 培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养 因为病毒专营寄生生活 故应先培养细菌 再用细菌培养噬菌体 2 因放射性检测时只能检测到部位 不能确定是何种元素的放射性 故35s 标记蛋白质 和32p 标记dna 不能同时标记在同一噬菌体上 应将二者分别标记 即把实验分成两组 5 与肺炎双球菌转化实验的比较 赫尔希通过t2噬菌体侵染细菌的实验证明dna是遗传物质 实验包括4个步骤 培养噬菌体 侵染细菌 35s和32p标记噬菌体 放射性检测 离心分离 实验步骤的先后顺序为 a b c d 解析 t2噬菌体由蛋白质外壳和dna组成 用放射性同位素35s和32p分别对其进行标记 然后让其感染细菌 培养噬菌体 再进行离心分离 最后进行放射性检测 发现进入细菌体内的只有dna 从而得出dna是遗传物质的结论 答案 c 在 噬菌体侵染细菌 的实验中 如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中 则获得侵染噬菌体的方法是 a 用含35s的培养基直接培养噬菌体b 用含32p的培养基直接培养噬菌体c 用含35s的培养基培养细菌 再用此细菌培养噬菌体d 用含32p的培养基培养细菌 再用此细菌培养噬菌体解析 在 噬菌体侵染细菌 的实验中 经离心处理后 离心管的上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒 离心管的沉淀物中含有被感染的细菌 如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中 则说明噬菌体被标记的物质应为dna 则获得侵染噬菌体的方法是 先用含32p的培养基培养细菌 使细菌体内核苷酸中含有32p 再用此细菌培养噬菌体 子代噬菌体中的dna中就会含有32p 答案 d 个性知识归纳 烟草花叶病毒的感染和重建实验 浙江科技版 随着对病毒研究的逐渐深入 科学家发现许多病毒中含有rna 却没有dna 为了弄清rna病毒的遗传机制 进行了烟草花叶病毒 tmv 它是由一条rna链和蛋白质外壳组成 的感染和重建实验 如下图 证明了只有rna而没有dna的病毒中 rna是遗传物质 烟草花叶病毒 a b 及其对叶肉细胞的感染和病毒重建 c 实验是这样进行的 首先 从tmv中分别提取rna 占6 和蛋白质 占94 然后用rna和蛋白质分别去感染烟草 结果发现 单独用病毒的rna就可以使烟草出现感染病毒的症状 说明病毒rna进入烟叶的细胞后 能繁殖出正常的病毒后代 病毒的蛋白质 不能单独使烟草感染 用rna酶处理过的rna rna被水解 没有感染力 图 c 表示了分别来自不同病毒株系的rna和蛋白质混合后感染烟草 所繁殖的病毒类型取决于提供rna的株系 而不是提供蛋白质的株系 思考感悟提示 1 该实验的设计思路是什么 提示 该实验的设计思路是设法将rna和蛋白质分开 单独地 直接地去观察二者的作用 并将不同生物的rna和蛋白质外壳组合成 杂种 来进一步验证二者的作用 2 该实验的结论是什么 提示 这些病毒的rna能自我复制 控制生物的遗传性状 因此rna是它的遗传物质 3 举例说明引起人类某些疾病的rna病毒有哪些 提示 从2002年底到2003年的春夏之交 在我国广东 香港 北京等地出现了大面积感染传染性非典型性肺炎 sars 事件 引起这种疾病的病原体是一种冠状病毒 该病毒就属于rna病毒 除了冠状病毒之外 造成人类疾病的rna病毒还有小儿麻痹症病毒 脑炎病毒和流感病毒等 它们的遗传物质都是rna 选择题抢分技巧 读 审 抓 对肺炎双球菌转化实验的理解能力考查 1 为何s型细菌会致病 而r型细菌不能致病 由于s型细菌有荚膜 进入机体后 受荚膜的保护 能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化 从而能迅速增殖 扩散 引起机体发生疾病 而r型细菌无荚膜 则能被吞噬细胞吞噬 消化 所以不能使机体患病 2 r型肺炎双球菌如何转化为s型肺炎双球菌 加热灭活的s型细菌遗留下各个dna片段 其中包括控制荚膜形成的基因 这些片段从s型细菌中释放出来 并且在后继的培养中被一些r型细菌所摄取 进入r型细菌的细胞中 以同源重组的置换方式 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 2010 启东模拟 在艾弗里证明dna是遗传物质的实验中 用dna酶处理从s型活细菌中提取的dna并与r型菌混合培养 结果发现培养基上仅有r型菌生长 设置本实验步骤的目的是 a 证明r型菌的生长并不需要s型活细菌的dnab 用以补充r型菌生长过程中所需要的营养物质c 直接证明s型菌dna不是促进r型菌转化为s型菌的因素d 与以s型活细菌的dna与r型菌混合培养的实验形成对照解析 dna酶处理从s型活细菌中提取的dna并与活的r型菌混合培养 培养基中只有r型菌生长 从s型活细菌中提取的dna与活的r型菌混合 培养基中r型 s型两种菌都生长 通过两实验的对照 进一步证明dna是遗传物质 答案 d 非选择题保分策略 找思路 抓要点 求规范 噬菌体浸染细菌的实验考查 噬菌体侵染细菌的实验中 为什么两组实验的上清液和沉淀物中都有放射性 若用32p标记的噬菌体侵染细菌的实验中 从理论上讲噬菌体已将含32p标记的dna全部注入到大肠杆菌内 所以上清液放射性应该为0 而实验数据和理论数据之间有较大的误差 原因有二 一是如果保温时间过短 有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内 经离心后分布于上清液中 使上清液出现放射性 二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离 这一段保温时间如果过长 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 也会使上清液的放射性升高 若用35s标记的噬菌体侵染大肠杆菌 则可能由于搅拌不充分 有少量35s的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面 随细菌离心到沉淀物中 使沉淀物中出现较低的放射性 下面介绍的是dna研究的科学实验 1952年 赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术 完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验 如图所示是实验的部分过程 1 写出以上实验的部分操作过程 第一步 用35s标记噬菌体的蛋白质外壳 如何实现对噬菌体的标记 请简要说明实验的设计方法 第二步 用被35s标记的噬菌体与没有标记的细菌混合 第三步 一定时间后 在搅拌器中搅拌 再进行离心 2 以上实验结果能否说明遗传物质是dna 为什么 3 噬菌体侵染细菌之后 合成新的噬菌体蛋白质外壳需要 a 细菌的dna及其氨基酸b 噬菌体的dna及其氨基酸c 噬菌体的dna和细菌的氨基酸d 细菌的dna及噬菌体的氨基酸 4 离心后 沉淀物中仍检测到有少量的放射性 可能的原因是 解析 本题考查噬菌体侵染细菌的实验 要标记噬菌体 应先将细菌培养在含35s的培养基上 再用噬菌体侵染该细菌 35s标记的是噬菌体的蛋白质 如果只是用35s标记的噬菌体做实验 只能证明噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内 但是没有办法证明dna的去向和作用 也就无法证明dna是遗传物质 噬菌体侵染细菌后 利用细菌的原料 氨基酸 及其有关酶系统 核糖体和噬菌体自身的dna转录 翻译合成噬菌体的蛋白质 理论上分析 离心后所有的噬菌体的蛋白质外壳都在上清液中 如果沉淀物中有放射性 则可能是因为离心不充分 仍有少量噬菌体 或外壳 吸附在细菌表面 答案 1 先将细菌培养在含35s的培养基上 再用噬菌体侵染该细菌 2 不能 因为它只能证明噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内 要证明遗传物质是dna 还要用32p标记的噬菌体侵染细菌 3 c 4 离心不充分 仍有少量噬菌体 或外壳 吸附在细菌表面 高考题组专训 理解能力 1 2010 江苏生物 4 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解析 选项c应为dna比蛋白质具有更高的热稳定性 并且能够自我复制 答案 c 2 2009 广东 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了dna是遗传物质 这两个实验在设计思路上的共同点是 a 重组dna片段 研究其表型效应b 诱发dna突变 研究其表型效应c 设法把dna与蛋白质分开 研究各自的效应d 应用同位素示踪技术 研究dna在亲代与子代之间的传递解析 本题考查dna是遗传物质的经典实验 意在考查考生对实验的理解能力 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都是设法将dna与蛋白质分离开来 单独地 直接地观察各自在遗传中的作用 答案 c 2008 江苏 某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验 进行了以下4个实验 s型菌的dna dna酶 加入r型菌 注射入小鼠 r型菌的dna dna酶 加入s型菌 注射入小鼠 r型菌的dna dna酶 高温加热后冷却 加入s型菌的dna 注射入小鼠 s型菌的dna dna酶 高温加热后冷却 加入r型菌的dna 注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 a 存活 存活 存活 死亡b 存活 死亡 存活 死亡c 死亡 死亡 存活 存活d 存活 死亡 存活 存活解析 本题考查dna是遗传物质的相关知识 能使小鼠死亡的是活的s型细菌 只有 中有活的s型细菌 答案 d 获取信息的能力 3 2010 上海 右图是某生物模式图 组成结构a的物质最有可能是 a 蛋白质b rnac dnad 脂质解析 本题考查噬菌体的结构和成分 意在考查考生的识图与理解能力 由图可知 该生物为t2噬菌体 t2噬菌体由头部和尾部两部分构成 头部内含有dna 头部和尾部的外壳的成分为蛋白质 a为t2噬菌体的尾部 其成分为蛋白质 答案 a 4 2010 上海 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32pb 只有35sc 一定有32p 可能有35sd 只有32p解析 本题考查噬菌体侵染细菌的实验 意在考查考生的推理分析能力 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 5 2009 江苏 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 a 实验 b 实验 c 实验 d 实验 解析 本题借助实验设计与结果分析考查生物的遗传物质 意在考查考生对生物遗传物质的理解 烟草花叶病毒的遗传物质是rna 实验 组合病毒 a型tmv的蛋白质 b型tmv的rna 感染植物 则病斑类型为b型 病斑中分离出来的病毒类型为b型 答案 c 模拟题组专训 生物的遗传物质的考查 1 真核生物的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果 控制细胞核和细胞质遗传的物质是 a dnab rnac dna和rnad dna或rna解析 真核细胞中既含有dna 又含有rna dna主要存在于细胞核内 是控制细胞核遗传的物质 在细胞质的线粒体和叶绿体中也含有少量的dna 是控制细胞质遗传的物质 真核细胞中rna不作为遗传物质 而是dna分子遗传信息表达的辅助工具 答案 a 2 2010 广州模拟 下列有关核酸与遗传物质关系的叙述 不正确的是 a dna是绝大多数生物的遗传物质b 有的生物种类的遗传物质是rnac 在真核生物中 dna和rna都是遗传物质 其中dna是主要的遗传物质d 核酸是所有生物的遗传物质 其中dna是主要的遗传物质解析 生物的遗传物质是核酸 有细胞结构的生物含有dna和rna两种核酸 但dna是遗传物质 没有细胞结构的病毒只含有dna或rna一种核酸 其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质 总之 大多数生物的遗传物质是dna 即dna是主要的遗传物质 答案 c dna是遗传物质的实验考查 3 为研究噬菌体侵染细菌的详细过程 你认为同位素标记的方案应为 a 用14c和3h培养噬菌体 再去侵染细菌b 用18o或32p培养噬菌体 再去侵染细菌c 将一组噬菌体用32p和35s标记d 一组用32p标记dna 另一组用35s标记蛋白质外壳解析 s是蛋白质特征元素 p是dna特征元素 而c h o n是它们的共有元素 不能区分dna和蛋白质 答案 d 4 2010 盐城三模 在肺炎双球菌的转化实验中 将加热杀死的s型细菌与r型细菌混合后 注射到小鼠体内 小鼠死亡 则小鼠体内s型 r型细菌含量变化情况 最可能是 答案 b 5 如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验 实验表明这种病原体 a 寄生于细胞内 通过rna遗传b 可单独生存 通过蛋白质遗传c 寄生于细胞内 通过蛋白质遗传d 可单独生存 通过rna遗传解析 这种病原体由rna和蛋白质组成 是病毒 只有寄生在活细胞内利用细胞内的条件才能表现出生命现象 由图解可知 rna能将亲代病毒的特征遗传给后代 而蛋白质却不能 所以rna是遗传物质 答案 a 6 在肺炎双球菌的转化实验中 在培养有r型细菌的1 2 3 4四个试管中 依次分别加入从s型活细菌中提取的dna dna和dna酶 蛋白质 多糖 经过培养 检查结果发现试管内仍然有r型细菌的是 a 3和4b 1 3和4c 2 3和4d 1 2 3和4解析 2 3 4三个试管内的只有r型细菌 因为没有s型细菌的dna 所以都不会发生转化 1号试管因为有s型细菌的dna 所以会使r型细菌发生转化 但是发生转化的r型细菌只是一部分 故试管内仍然有r型细菌的存在 答案 d 7 2010 杭州四中教育集团月考 已知菠菜的干叶病是干叶病毒导致的 但不清楚干叶病毒的核酸种类 试设计实验探究之 实验原理 略 实验材料 苯酚的水溶液 可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离 健康生长的菠菜植株 干叶病毒样本 dna水解酶 其他必需器材 1 实验步骤 选取生长状况相似的若干菠菜植株平分为两组 编号为甲 乙 用苯酚的水溶液处理干叶病毒样本 并设法将其蛋白质和核酸分离 以获得其核酸 再过一段时间后 观察两组菠菜的生长情况 2 实验结果及结论 解析 本题实验目的为 探究干叶病毒的核酸种类 实验原理为 干叶病毒导致菠菜得干叶病 若干叶病毒的核酸为dna 则用dna水解酶处理干叶病毒核酸 dna被水解 对照组 没有处理 出现干叶 实验组 用dna水解酶处理 不出现干叶 若干叶病毒的核酸为rna 则对照组和实验组都表现出干叶 答案 1 在适当条件下 用dna水解酶处理干叶病毒样本的核酸 一段时间后 用处理过的核酸稀释液喷洒甲组植株 用等量未处理的核酸稀释液喷洒乙组植株 2 若甲 乙两组都出现干叶 则病毒的核酸是rna 若仅乙组植株出现干叶 则病毒的核酸是dna 基本技能 1 实验原理 方法 目的 技能提升 1 实验材料的选择及处理 1 动物 选鸡血细胞液的优点 经济又易得 鸡血红细胞 白细胞都具有细胞核 含有大量的dna 被选作该实验的实验材料 2 制备鸡血细胞液时 要在取新鲜鸡血的同时加入抗凝剂 使血液分层 取下层血细胞沉淀 3 获取较多dna的关键是向鸡血细胞液加入足量的蒸馏水 以便使细胞膜和核膜破裂 使核内物质释放出来 提醒 人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核 也没有dna 不适于作dna提取的材料 但却是提取血红蛋白的理想材料 2 实验中数次相同操作目的比较 3 盛放鸡血细胞液的容器和实验中的烧杯和试管最好是塑料制的 因为玻璃制品表面带电荷 dna中的磷酸基带相反的电荷 会被吸附于玻璃表面 减少dna的含量 案例导析 例1 原创题 下图为 dna的粗提取与鉴定 的实验装置 请回答问题 1 实验材料选用鸡血细胞液 而不用鸡全血 主要原因是鸡血细胞液中 含量较高 2 在图a所示的实验步骤中加蒸馏水20ml的目的是 通过图b所示的步骤取得滤液 再在滤液中加入2mol l的nacl溶液的目的是 图c所示实验步骤中加蒸馏水的目的是 3 为鉴定实验所得丝状物的主要成分是dna 可按图d所示进行实验 滴加 溶液 4 a试管为对照组 b试管为实验组 a试管现象 b试管现象 在沸水中加热的目的是 同时说明dna对高温有较强的 a试管在实验中的作用是 b试管中溶液颜色的变化程度主要与 有关 解析 dna粗提取与鉴定 的实验材料选用鸡血细胞液 而不用鸡全血 主要原因是dna主要储存于细胞核内 而不在血浆内 使用鸡血细胞液提高材料中的细胞数量和dna含量 从而可以保证实验提取到的dna数量 图a b c所示为本实验的三个关键步骤 图a通过添加蒸馏水 血细胞与蒸馏水相混合而使血细胞处于极低浓度的溶液中 细胞因大量吸水而导致最终破裂 并释放出胞内物 图b通过纱布过滤使血细胞释放出的dna滤入收集的滤液中 将大量胶状物滤出 再在滤液中加入2mol l的nacl溶液使dna的溶解度增大 图c在dna浓盐溶液中加入蒸馏水 大量 可使溶液的nacl浓度降至较低 由于dna在较低浓度的nacl溶液中溶解度很低 在0 14mol l的