高考生物一轮复习 第12讲 基因的本质课件.ppt

第12讲基因的本质,突破1遗传物质探索的经典实验,突破2dna分子的结构及复制,总纲目录,一、肺炎双球菌转化实验1.体内转化实验(格里菲思)(1)过程,2.体外转化实验(艾弗里)(1)过程(2)结论:dna才是使r型活细菌产生稳定遗传变化的物质,即dna是转化因子,是遗传物质。,(2)结论:加热杀死的s型细菌中,含有某种促成r型细菌转化为s型细菌的转化因子。,1.实验方法:放射性同位素标记法。,二、噬菌体侵染细菌实验,2.实验过程及结果,3.结论:dna是噬菌体的遗传物质。,三、证明rna是遗传物质的实验,1.过程及结果,2.结论:rna是烟草花叶病毒的遗传物质。,四、dna是主要遗传物质名师点睛(1)某一生物的遗传物质要么是dna,要么是rna,不能同时是dna和rna。(2)有细胞结构的生物,其遗传物质一定是dna。,五、dna分子的结构,六、dna的复制,2.过程,七、基因有遗传效应的dna片段,1.据图一写出基因与染色体的关系:基因在染色体上呈线性排列。,2.将脱氧核苷酸、dna、染色体和基因四种物质与图二中的字母对应起来:a.染色体;b.dna;c.基因;d.脱氧核苷酸。,3.基因的实质:具有遗传效应的dna片段。,1.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的dna上。(),2.t2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成。(),3.在生命科学发展过程中,证明dna是遗传物质的实验是肺炎双球菌转化实验和t2噬菌体侵染大肠杆菌实验。(),4.注射r型菌和加热杀死的s型菌后小鼠死亡,从小鼠体内只能分离出活的s型菌。(),5.噬菌体侵染细菌实验获得成功的原因之一是噬菌体只将dna注入大肠杆菌细胞中。(),6.噬菌体侵染细菌的实验比肺炎双球菌体外转化实验更具有说服力。(),7.噬菌体能在宿主细胞内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解。()8.32p、35s标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明dna是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。(),10.dna分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”间接相连。(),9.在叶绿体中发生的生理过程,不需要蛋白质参与的是dna复制。(),12.在一个细胞周期中,dna复制过程中的解旋发生在两条dna母链之间。(),11.dna复制时需使用解旋酶将dna解旋成两条单链后再复制。(),突破1遗传物质探索的经典实验,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,失分警示(1)肺炎双球菌转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎双球菌转化的实质是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。(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。,2.噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析(1)32p噬菌体侵染大肠杆菌(2)35s噬菌体侵染大肠杆菌,名师点拨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。因检测放射性时只能检测到不同部位的放射性强弱,不能确定是何种元素的放射性,所以35s和32p不能同时标记在同一组噬菌体上,应对两组噬菌体分别标记。,1.“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题,2.不同生物遗传物质的分析方法,1.下列关于探索dna是遗传物质的实验,叙述正确的是()a.格里菲思实验证明dna可以改变生物体的遗传性状b.艾弗里实验证明从s型肺炎双球菌中提取的dna可以使小鼠死亡c.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中d.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32p标记,考向1以实验分析的形式或以图示为信息载体,考查教材两大经典实验的过程与结论,c,答案c本题重点考查人类对遗传物质探索过程中的经典实验。格里菲思实验只是证明了转化因子的存在,没有证明转化因子是dna,a错误;艾弗里实验证明了转化因子是dna,从s型肺炎双球菌中提取的dna使r型细菌转化为s型细菌而导致小鼠死亡,b错误;赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌出现在沉淀中,对沉淀后的细菌继续培养,待其裂解后得到的噬菌体并不都带有32p标记,故c正确、d错误。,考向2借助噬菌体侵染细菌实验,考查子代噬菌体的元素来源2.(2018北京东城期末)用噬菌体侵染被35s标记的细菌,待细菌解体后,子代噬菌体带35s标记的情况是()a.只有dna带标记b.dna和蛋白质均不带标记c.只有蛋白质带标记d.部分dna和蛋白质带标记,c,答案c噬菌体侵染细菌的过程为:噬菌体将自身的dna注入细菌体内,利用细菌的物质合成噬菌体自身的物质(蛋白质和dna)。题干中的细菌被35s标记,合成的子代噬菌体中的蛋白质被35s标记,dna未被标记,故c正确。,3.(2017北京东城期末)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,有关叙述不正确的是()a.利用放射性同位素32p和35s分别标记dna和蛋白质b.选择噬菌体作为研究对象是因为噬菌体结构非常简单c.噬菌体把dna注入细菌内而蛋白质外壳留在细菌外d.实验结果证明无论是dna还是rna均可作为遗传物质,d,答案d蛋白质的组成元素是c、h、o、n(部分还有s元素),而dna的组成元素是c、h、o、n、p,所以用32p和35s分别标记噬菌体的dna和蛋白质,a正确;由于噬菌体的组成成分只有蛋白质和dna,且噬菌体在侵染细菌时只有dna进入细菌,可达到蛋白质和dna的彻底分离,这是选用t2噬菌体作为实验材料的原因,b正确;在噬菌体侵染细菌的实验中,噬菌体侵染细菌时只有dna注入细菌,而蛋白质外壳留在外面,并利用细菌的化学成分,合成与感染大肠杆菌的噬菌体相同的子代噬菌体,从而证明了dna是遗传物质,c正确;噬菌体不含rna,所以实验结果只证明dna是遗传物质,没有证明rna是遗传物质,d错误。,突破2dna分子的结构及复制,1.dna双螺旋结构的形成过程,2.dna分子结构模型解读图1,图2,(1)由图1可解读以下信息:数量关系位置关系化学键,(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,限制性核酸内切酶和dna连接酶作用于部位。,知能拓展(1)脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水,即脱氧核苷酸dna+h2o。(2)dna分子结构可简记为5种元素,4种碱基(脱氧核苷酸),3种小分子,2条长链,1个双螺旋。(3)dna分子中,脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数含氮碱基数=1111。(4)dna分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分,即脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。,1.dna分子中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.dna复制的有关计算方法(1)将一个双链含有15n的dna分子放在含有14n的培养基上培养,复制n次,则有:子代dna共2n个脱氧核苷酸链共2n+1条解答此类问题时,应看准“含”还是“只含”,是“dna分子数”还是“脱氧核苷酸链数”。,(2)dna复制过程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1以图示为信息载体,考查dna分子结构1.(2017北京平谷期末)如图表示某dna分子结构片段,对此描述正确的是(),a.该段dna分子内含有8种核苷酸b.和是dna分子的基本支架c.所示为胞嘧啶d.构成了尿嘧啶脱氧核糖核苷酸,答案c该段dna分子内含有4种核苷酸,a错误;磷酸和脱氧核糖交替连接构成了dna分子的基本骨架,b错误;根据碱基互补配对原则可知,所示为胞嘧啶,c正确;构成了胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,d错误。,2.如图是人体细胞中某dna片段结构示意图,有关叙述正确的是()a.图中“x”代表磷酸基,“a”代表腺苷b.dna复制时,图中“n”键首先全部断开c.dna转录时,需要dna聚合酶的催化d.dna聚合酶能催化“m”键的形成,d,答案d图中的“a”代表腺嘌呤,而腺苷包括腺嘌呤和核糖,a错误;dna复制是边解旋边复制,氢键是逐步断开的,b错误;dna转录时,需要rna聚合酶的催化,不需要dna聚合酶的催化,c错误;dna聚合酶能催化磷酸二酯键的形成,d正确。,考向2以图示分析或信息分析的形式,考查dna的复制3.(2018北京东城期末)某精原细胞的dna分子都用15n标记后置于仅含14n的环境中,该细胞进行减数分裂产生的四个精细胞中,含15n、14n的细胞所占比例分别是()a.100%、100%b.50%、100%c.50%、50%d.100%、50%,a,答案a起初,dna双链均含15n标记,减数第一次分裂前的间期在14n的环境中进行dna复制,每条染色单体上的dna均是一条链含15n标记、一条链含14n标记,然后在减数第一次分裂过程中同源染色体分离,减数第二次分裂过程中姐妹染色单体分离,所形成的四个精细胞中所有染色体均含有15n和14n标记,故a正确。,4.(2016课标全国)在有关dna分子的研究中,常用32p来标记dna分子。用、和表示atp或datp(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(a-ppp或da-ppp)。回答下列问题:(1)某种酶可以催化atp的一个磷酸基团转移到dna末端上,同时产生adp。若要用该酶把32p标记到dna末端上,那么带有32p的磷酸基团应在atp的(填“”、“”或“”)位上。(2)若用带有32p的datp作为dna生物合成的原料,将32p标记到新合成的dna分子上,则带有32p的磷酸基团应在datp的(填“”、“”或“”)位上。,(3)将一个某种噬菌体dna分子的两条链用32p进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32p的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链dna分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32p的噬菌体所占比例为2/n,原因是。,答案(1)(2)(3)一个含有32p标记的噬菌体双链dna分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链dna分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记解析(1)由题意知,该酶可催化atp水解产生adp,此过程中断裂的应是远离“a”的那个高能磷酸键,从而使atp中位上的磷酸基团脱离,此磷酸基团可在该酶的作用下转移到dna末端上。(2)脱氧核苷酸中的磷酸应对应于datp的位上的磷酸基团,若用datp作为dna生物合成的原料,则datp需脱去位和位上的磷酸基团形成脱氧核苷酸,所以参与dna分子组成的脱氧核苷酸中只有位上的磷酸基团。(3)1个噬菌体含有1个双链dna分子,用dna分子被32p标记的噬菌体感染大肠杆菌,由于dna分子复制为半保留复制,即亲代dna分子的两条链在复制中保留下来,且分别进入不同的dna分子中,所以理论上不管增殖多少代,子代噬菌体中只有2个噬菌体含有32p。,5.关于dna分子的说法正确的是()a.碱基对的排列构成了dna分子的基本骨架b.dna分子的特异性决定于四种脱氧核苷酸的比例c.双链dna分子的两条链是反向平行的,解旋后均可作dna复制的模板d.把只含14n的dna放入15n培养液中,培养两代后含15n的dna分子占1/2,考向3以基础判断的形式,考查dna分子结构与复制中的碱基计算,c,答案c磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna分子的基本骨架,a错误;dna分子的特异性决定于四种脱氧核苷酸的排列顺序,b错误;dna双链为反向平行的,解旋后均可作dna复制的模板,c正确;把只含14n的dna放入15n培养液