高考生物一轮复习 遗传与进化 第5单元 遗传的细胞基础和分子基础 第14讲 基因的本质课件（必修2）.ppt

生物课标版,第14讲基因的本质,考点一dna是主要的遗传物质,教材研读,一、肺炎双球菌的转化实验1.格里菲思的体内转化实验(1)实验材料:s型和r型肺炎双球菌、小鼠。,(2)实验过程及结果:(3)结论:加热杀死的s型细菌中含有某种转化因子使r型活细菌转化为s型活细菌。,2.艾弗里的体外转化实验(1)设计思路:设法将dna与其他物质分开,单独研究它们各自的功能。(2)实验过程及结果(3)结论: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。,二、噬菌体侵染细菌的实验1.实验材料:噬菌体和大肠杆菌等。(1)噬菌体的结构,(2)噬菌体的复制式增殖,2.实验方法:放射性同位素标记法。,3.实验过程及结果(1)标记噬菌体,(2)噬菌体侵染细菌:,4.实验结果分析(1)噬菌体侵染细菌时,dna进入细菌细胞中,而蛋白质外壳留在外面。(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代dna遗传的。,5.结论:dna是遗传物质。,三、dna是主要的遗传物质1.不同生物的遗传物质连一连,2.dna是主要的遗传物质dna是主要的遗传物质,因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是dna,只有少部分生物的遗传物质是rna。,考点二dna的结构与复制,一、dna的分子结构1.dna双螺旋模型构建者:沃森和克里克,2.dna双螺旋结构的形成,3.dna的双螺旋结构内容(1)dna由两条脱氧核苷酸链组成,这些链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链(基本骨架)。(3)内侧:两链上碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则:at(两个氢键)、gc(三个氢键)。,4.dna分子结构特点(1)多样性,具n个碱基对的dna具有4n种碱基对排列顺序。(2)特异性,如每个dna分子都有其特定的碱基对排列顺序。(3)稳定性,如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对构成方式不变等。,二、dna分子的复制1.概念、时间和场所,2.过程,3.特点(1)过程:边解旋边复制。(2)方式:半保留复制。,4.准确复制的原因和意义(1)原因:dna具有独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板;碱基互补配对原则,保证了复制能准确进行。(2)意义:dna分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传信息的连续性。,1.判断下列关于遗传物质探索历程说法的正误。(1)(2016江苏单科,1d)赫尔希和蔡斯实验证明了dna是t2噬菌体的遗传物质。()(2)(2015江苏单科,4c)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料,通过同位素示踪技术区分蛋白质与dna,证明了dna是遗传物质。()(3)(2016江苏单科,1b)格里菲思实验证明了dna是肺炎双球菌的遗传物质。()(4)(2016江苏单科,1a)格里菲思实验中肺炎双球菌r型转化为s型是基因突变的结果。()(5)(2016江苏单科,1c)赫尔希和蔡斯实验中t2噬菌体的dna是用32p直接标记的。(),(6)肺炎双球菌转化实验证明了dna是主要的遗传物质。()(7)用dna酶处理后的s型细菌dna与活r型细菌混合,可培养出s型细菌菌落和r型细菌菌落。()(8)(2014江苏单科,4d)赫尔希和蔡斯用35s和32p分别标记t2噬菌体的蛋白质和dna,证明了dna的半保留复制。(),2.判断下列有关dna结构与复制说法的正误。(1)(2013课标,1a)dna有氢键,rna没有氢键。()(2)磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna链的基本骨架。()(3)真核生物dna分子复制过程需要解旋酶和能量。()(4)(2015重庆理综,5a)生物的遗传信息储存在dna或rna的核苷酸序列中。()(5)(2013海南单科,13c)rna和dna都是t2噬菌体的遗传物质。()(6)(2014江苏单科,4c)富兰克林和威尔金斯对dna双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献。(),突破一遗传物质探索的经典实验,考点突破,1.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较,2.走出遗传物质探索的四个认识误区(1)转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎双球菌转化实验是指s型细菌的dna片段整合到r型细菌的dna中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组。(2)加热并没有使dna完全失去活性:加热杀死s型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的dna在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。(3)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因为病毒营专性寄生生活,故应先培养细菌,再用细菌培养噬菌体。(4)噬菌体侵染细菌的实验证明了dna是遗传物质,但是没有证明蛋白质不是遗传物质。,1.噬菌体侵染细菌实验中上清液与沉淀物分析(1)32p噬菌体侵染大肠杆菌,(2)35s噬菌体侵染大肠杆菌,2.“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题,考向一依托基础判断或实验分析,考查肺炎双球菌的转化实验1.1928年,英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验:,下列关于此实验的分析不正确的是()a.实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到s型活细菌b.对第4组实验的分析必须是以13组的实验为参照c.本实验说明r型肺炎双球菌发生了某种类型的转化d.本实验结论为“dna是使r型菌转化为s型菌的转化因子”答案d本实验只能得出存在转化因子,但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出,d错误。,2.(2016江苏南京、盐城二模,8)艾弗里及其同事为了探究s型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”,进行了肺炎双球菌体外转化实验。下列有关叙述错误的是()a.添加s型细菌dna的培养基中只长s型菌落b.实验过程中应使用固体培养基培养r型细菌c.实验结论是s型细菌的dna使r型细菌发生了转化d.实验设计思路是单独观察s型细菌各种组分的作用答案a肺炎双球菌体外转化实验中,添加s型细菌dna的培养基中的菌落有s型和r型两种,a错误。,考向二借助图示信息或同位素示踪技术,考查噬菌体侵染细菌的实验3.(2016广东广州一模,5)用32p或35s标记t2噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养,保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物,并测量放射性。对此实验的叙述,不正确的是()a.实验目的是研究遗传物质是dna还是蛋白质b.保温时间过长会使32p标记组上清液的放射性偏低c.搅拌不充分会使35s标记组沉淀物的放射性偏高d.实验所获得的子代噬菌体不含35s,而部分可含有32p,答案b本实验是将噬菌体的dna与蛋白质分别进行放射性标记,来研究遗传物质是dna还是蛋白质,a正确;保温时间过长,细菌裂解,噬菌体释放出来,使上清液放射性偏高,b错误;35s标记组搅拌不充分,会导致亲代噬菌体外壳吸附在细菌上,随着细菌一起沉淀,沉淀物放射性偏高,c正确;35s标记组,35s标记的亲代噬菌体的外壳,未能侵入细菌内部,子代噬菌体不含35s,32p标记组,32p标记的亲代噬菌体的dna,会侵入细菌中,子代噬菌体部分含有32p,d正确。,4.(2016山西忻州一中第一次月考,24)如果用32p、35s、15n标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体组成结构中,能够找到的放射性元素为()a.可在外壳中找到35s、15nb.可在dna中找到32p、15nc.可在外壳中找到32p、15nd.可在dna中找到32p、35s、15n,答案b由于噬菌体利用细菌的原料合成蛋白质外壳,所以不能在外壳中找到35s、15n,a错误;由于15n在亲代噬菌体dna和蛋白质中都有,32p只存在于亲代噬菌体dna中,35s只存在亲代噬菌体蛋白质中,噬菌体侵染细菌,蛋白质外壳没有进入细菌,其dna进入细菌,噬菌体以自身dna为模板,利用细菌提供的原料合成噬菌体dna和蛋白质,所以可在子代噬菌体的dna中找到15n和32p,b正确;由于噬菌体利用细菌的原料合成蛋白质外壳,所以不能在外壳中找到32p、15n,c错误;由于蛋白质外壳没有进入细菌,且35s不标记dna,所以不能在dna中找到35s,d错误。,考向三以基础判断的形式,考查不同生物的遗传物质5.下列关于“dna是主要的遗传物质”的叙述中,正确的是()a.细胞核遗传的遗传物质是dna,细胞质遗传的遗传物质是rnab.“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了dna是主要的遗传物质c.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是dna,少数病毒的遗传物质是rnad.细胞生物的遗传物质是dna,非细胞生物的遗传物质是rna答案c细胞核遗传的遗传物质是dna,细胞质遗传的遗传物质也是dna,a错误;“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了dna是遗传物质,b错误;细胞生物的遗传物质是dna,非细胞生物的遗传物质是rna或dna,d错误。,突破二dna分子的结构与复制,1.dna分子结构模型解读图1,图2(1)由图1可解读以下信息:,(2)图2是图1的简化形式,其中是磷酸二酯键,是氢键。解旋酶作用于部位,限制性内切酶和dna连接酶作用于部位。,2.突破dna结构与复制认识的五大易错点(1)每个dna片段中,磷酸基团、脱氧核糖与含氮碱基之间的数量关系为111,游离的磷酸基团有2个。(2)脱氧核苷酸之间的化学键为磷酸二酯键,用限制酶处理可切断,用dna连接酶处理可连接,dna聚合酶的作用也是催化磷酸二酯键的形成。,(3)dna两条链中的a与t可以通过形成氢键连接;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”连接。(4)连接两条脱氧核苷酸链碱基之间的化学键为氢键,可用解旋酶断裂,也可加热断裂,a与t之间有2个氢键,g与c之间有3个氢键。,(5)dna分子水解产物为4种脱氧核苷酸,彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分,一共6种,即脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基。,1.“归纳法”求解dna分子中的碱基数量的计算规律(1)在dna双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即a+g=t+c。(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个dna分子中都相同,即若在一条链中=m,在互补链及整个dna分子中=m。(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个dna分子中为1,即若在dna一条链中=a,则在其互补链中=,而在整个dna分子中=1。,2.“图解法”分析dna复制相关计算(1)将含有15n的dna分子放在含有14n的培养基上培养,复制n次,则子代dna共2n个,脱氧核苷酸链共2n+1条(2)dna复制中消耗的脱氧核苷酸数若一亲代dna分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m(2n-1)。第n次复制所需该种脱氧核苷酸数为m2n-1。,考向一依托dna结构模型,考查dna的结构及碱基计算1.(2016湖北武汉部分学校联考,14)下列关于dna分子结构的叙述正确的是()a.dna分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构b.dna分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基c.dna分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对d.dna分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连答案cdna分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构,a错误;dna分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖,且磷酸不与碱基直接相连,b错误;dna分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连,d错误。,2.某种烷化剂芥子气能使鸟嘌呤转变为烷基化鸟嘌呤(mg),mg不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。某双链dna分子中t占碱基总数的20%,用芥子气使dna分子中所有鸟嘌呤成为mg后进行复制一次,其中一个dna分子中t占碱基总数的30%,则另一个dna分子中t占碱基总数的比例是()a.15%b.20%c.30%d.40%答案d芥子气能使鸟嘌呤转变为烷基化鸟嘌呤(mg),亲代dna进行复制得甲、乙两个dna分子,亲代dna分子中t占0.2,假设甲中t占0.3,则甲中mg=0.3-0.2=0.1,由于亲代dna分子中mg+c=0.6,故亲代dna中mg=c=0.3,则乙中mg=0.2,t=0.2+0.2=0.4。,考向二借助dna复制,考查dna复制过程与特点3.(2016山东德州重点中学月考,31)真核细胞中dna复制如下图所示,下列表述错误的是()a.多起点双向复制能保证dna复制在短时间内完成b.每个子代dna都有一条核苷酸链来自亲代c.复制过程中氢键的破坏和形成都需要dna聚合酶的催化d.dna分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则,答案cdna复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化,但氢键的形成不需要酶的催化,c错误。,4.