高考生物第四单元复习专题九遗传分子基础课件

1、高考生物第四单元复习专题高考生物第四单元复习专题九遗传分子基础课件九遗传分子基础课件DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验(1)格里菲斯体内转化实验格里菲斯体内转化实验过程过程存活存活S型活细菌型活细菌结论：加热杀死的结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌的型细菌的“ ”。(2)艾弗里体外转化实验艾弗里体外转化实验过程过程转化因子转化因子DNA DNA+DNA酶酶结论：结论： 才是使才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即型细菌产生稳定遗传变化的物质，即是转化因子，是遗传物质。是转化因子，是遗传物

2、质。DNADNA2.噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验(1)噬菌体结构及增殖噬菌体结构及增殖外壳外壳SDNAP寄生寄生合成组装合成组装(2)实验过程实验过程标记噬菌体标记噬菌体大肠杆菌大肠杆菌32P噬菌体噬菌体32P标记的噬菌体标记的噬菌体侵染细菌侵染细菌3.连线表示生物类型与遗传物质种类的关系连线表示生物类型与遗传物质种类的关系DNA分子的结构与复制分子的结构与复制分子的结构分子的结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸A、T、G、C反向平行反向平行脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸碱基碱基氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则分子的复制分子的复制亲代亲代DNA有丝分裂新时期和减数第一次分裂前的间期有丝分裂新时期

3、和减数第一次分裂前的间期解旋后两条母链解旋后两条母链游离的游离的4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸ATPDNA聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶DNA聚合酶聚合酶半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制从亲代传给了子代从亲代传给了子代遗传信息的连续性遗传信息的连续性3.基因的本质基因的本质(1)基因与染色体关系：基因在染色体上呈基因与染色体关系：基因在染色体上呈排列。排列。(2)将代表下列结构的字母填入图将代表下列结构的字母填入图中的相应横线上：中的相应横线上：a.染色体、染色体、c.基因、基因、d.脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。线性线性dcba(3)基因的本质：基因是有基因的本质：基因是有 的的DNA片段。片段

4、。(4)染色体、染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系、基因和脱氧核苷酸的关系遗传效应遗传效应染色体染色体染色体染色体DNA片段片段脱氧核脱氧核苷酸苷酸遗传物质遗传物质基因基因基因的表达基因的表达的种类和功能的种类和功能遗传信息遗传信息氨基酸氨基酸核糖体核糖体2.遗传信息的转录和翻译遗传信息的转录和翻译(1)转录的过程转录的过程RNA聚合酶聚合酶一条链一条链核糖核苷酸核糖核苷酸DNA(2)翻译翻译概念：概念：场所场所细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上模板模板原料原料20种种产物产物具有一定具有一定的蛋白质的蛋白质mRNA氨基酸氨基酸氨基酸顺序氨基酸顺序密码子：密码子： 上上3个相邻碱基，共个相邻

5、碱基，共64种，其中决种，其中决定氨基酸的密码子有定氨基酸的密码子有种。种。反密码子：位于反密码子：位于 上的与上的与mRNA上的密码子互上的密码子互补配对的补配对的3个碱基。个碱基。mRNA61tRNA3.中心法则与基因对性状的控制中心法则与基因对性状的控制(1)中心法则中心法则DNA的复制；的复制； ；翻译；翻译； ； 。(2)基因控制性状的途径基因控制性状的途径基因通过基因通过来控制代谢过程，进而控制生物体来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病。的性状，如白化病。基因还能通过控制基因还能通过控制 直接控制生物体的性状，如直接控制生物体的性状，如囊性纤维病。囊性纤维病。转录转录RN

6、A复制复制逆转录逆转录控制酶的合成控制酶的合成蛋白质的结构蛋白质的结构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肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较DNA是遗传物质的实验分析是遗传物质的实验分析艾弗里实验艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验设计设计思路思路设法将设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究它们各自不同的遗传功能与其他物质分开，单独地直接研究它们各自不同的遗传功能处理处理方法方法直接分离：分离直接分离：分离S型菌的型菌的DNA、多、多糖、蛋白质等，分别与糖、蛋白质等，分别与R型菌混合型菌混合培养培养同位素标记法：分别用同位素同位素标记法：分别用同位素

7、35S、32P标记标记DNA和蛋白质和蛋白质结论结论DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质是遗传物质说明了遗传物质可发生可遗传说明了遗传物质可发生可遗传的变异的变异DNA是遗传物质，但不能证明蛋白是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质质不是遗传物质说明说明DNA能控制蛋白质的合成能控制蛋白质的合成DNA能自我复制能自我复制2.上清液和沉淀物放射性分析上清液和沉淀物放射性分析(1)用用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因： 保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞保温时间过短，有一部分噬菌体还

8、没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。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，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。(2)用用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸

9、附在细菌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。表面，随细菌离心到沉淀物中。【典例典例1】 (2015湖南永州月考湖南永州月考)用含用含32P和和35S的培养基培养细菌，的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h，经检测共产生了，经检测共产生了64个个子代噬菌体，下列叙述正确的是子代噬菌体，下列叙述正确的是()A.32P和和35S只能分别标记细菌的只能分别标记细菌的DNA和蛋白质和蛋白质B.子代噬菌体的子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性和蛋白质一定具有放射性具有放射性的子代噬菌体占具有放射性的子代噬菌体占 D.噬菌体繁殖一代的

10、时间约为噬菌体繁殖一代的时间约为1 h解析解析磷脂也可以被磷脂也可以被32P标记；子代噬菌体的标记；子代噬菌体的DNA和蛋白质是利和蛋白质是利用细菌的原料合成的用细菌的原料合成的，故一定具有放射性；培养故一定具有放射性；培养9 h产生了产生了64个个子代噬菌体子代噬菌体，说明噬菌体繁殖了说明噬菌体繁殖了6代代，故噬菌体繁殖一代的时故噬菌体繁殖一代的时间为间为1.5 h。B【以题说法以题说法】 噬菌体侵染细菌实验中同位素标记解题技巧噬菌体侵染细菌实验中同位素标记解题技巧1.双链双链DNA分子中碱基的计算分子中碱基的计算(1)嘌呤总数与嘧啶总数相等，即嘌呤总数与嘧啶总数相等，即AGTC。(2)在双

11、链在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个整个DNA分子中都相等。分子中都相等。设在双链设在双链DNA分子中的一条链上分子中的一条链上A1T1n%，因为，因为A1T2，A2T1，则：，则：A1T1A2T2n%。所以所以ATA1A2T1T2 n%。简记为简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。DNA分子的结构和复制的有关计算分子的结构和复制的有关计算分子复制方式的有关计算分子复制方式的有关计算DNA分子复制为半保留复制，若将一个全部分子复制为半保留复制，若将一个全部N原子被原子被15N

12、标记的标记的DNA转移到含转移到含14N的培养基的培养基中培养中培养(复制复制)若干代，其结果分析如下：若干代，其结果分析如下：(1)子代子代DNA分子数：分子数：2n个。个。无论复制多少次，含无论复制多少次，含15N的的DNA分子始终是分子始终是2个。个。含含14N的的DNA分子有分子有2n个，只含个，只含14N的有的有(2n2)个，做题时个，做题时应看准是应看准是“含含”还是还是“只含只含”。(2)子代子代DNA分子的总链数：分子的总链数：2n22n1条。条。无论复制多少次，含无论复制多少次，含15N的链始终是的链始终是2条。做题时应看准是条。做题时应看准是“DNA分子数分子数”还是还是“

13、链数链数”。含含14N的链数是的链数是(2n12)条。条。(3)消耗的脱氧核苷酸数消耗的脱氧核苷酸数若一亲代若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过个，则经过n次复次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m(2n1)个。个。若进行第若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m2n1个。个。【典例典例2】 (2015辽宁营口调研辽宁营口调研)右图为真核细胞内某基因右图为真核细胞内某基因(被被15N标记标记)的结构示意图，该基因全部碱基中的结构示意图，该基因全部碱基中C占占30%，下列说法正，下列说法

14、正确的是确的是()两处两处B.该基因的一条核苷酸链中该基因的一条核苷酸链中(CG)/(AT)为为32处后处后T变为变为A，则该基因控制的性状一定发生改变，则该基因控制的性状一定发生改变14N的培养液中复制的培养液中复制3次后，含次后，含14N的的DNA分子占分子占解析解析DNA解旋酶使解旋酶使DNA双螺旋结构的氢键断裂双螺旋结构的氢键断裂，作用部位应作用部位应是题图中的是题图中的，A项错误；项错误；DNA是规则的双螺旋结构是规则的双螺旋结构，A与与T配配对对，G与与C配对配对，由题干知该基因全部碱基中由题干知该基因全部碱基中C占占30%，因此因此G也占也占30%，A与与T相等占相等占20%，该

15、基因全部碱基中该基因全部碱基中(CG)/(AT)为为32，又知又知(CG)/(AT)的比例在整个基因中与每条核苷的比例在整个基因中与每条核苷酸链中的比例相等酸链中的比例相等，B项正确；项正确；处后处后T变为变为A，发生了基因突发生了基因突变变，但不一定引起性状改变但不一定引起性状改变，C项错误；项错误；DNA分子的复制是半分子的复制是半保留复制保留复制，每个新形成的每个新形成的DNA分子都含有一条链分子都含有一条链，该基因置于该基因置于14N培养液中复制培养液中复制3次后次后，所以所以DNA分子都含分子都含14N，D项错误。项错误。答案答案B【以题说法以题说法】 关于关于DNA复制的复制的2个

16、易错点个易错点(1)在做在做DNA分子复制的计算题时，应看准是分子复制的计算题时，应看准是“含含”还是还是“只只含含”,是是“DNA分子数分子数”还是还是“链数链数”。(2)在分析细胞分裂问题时，常以染色体或在分析细胞分裂问题时，常以染色体或DNA分子为研究对象分子为研究对象,而在分析而在分析DNA分子复制问题时，一定要从分子复制问题时，一定要从DNA分子两条单链的分子两条单链的角度考虑，所以复制后的一条染色体上的两个角度考虑，所以复制后的一条染色体上的两个DNA分子中都含分子中都含有原来的单链。有原来的单链。1.复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较中心法则主要过程比较分析中心法则主要

17、过程比较分析比较项目比较项目DNA复制复制转录转录翻译翻译场所场所主要在细胞核中主要在细胞核中主要在细胞核主要在细胞核中中细胞质中的细胞质中的核糖体核糖体模板模板DNA的两单链的两单链DNA的一条链的一条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷种核糖核苷酸酸20种氨基酸种氨基酸条件条件ATP、酶、酶(解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶)酶酶(RNA聚合聚合酶酶)、ATP酶、酶、ATP、tRNA产物产物2个双链个双链DNA一个单链一个单链RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽链多肽链特点特点半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制多起点复制多起点复制边解旋边转录，边解旋边

18、转录，DNA双链全保留双链全保留一条一条mRNA上可上可相继结合多个核相继结合多个核糖体，同时合成糖体，同时合成多条肽链多条肽链信息信息传递传递DNADNADNARNAmRNA蛋白质蛋白质2.不同类型生物遗传信息的传递不同类型生物遗传信息的传递(1)以以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递为遗传物质的生物遗传信息的传递(2)以以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递为遗传物质的生物遗传信息的传递具有具有RNA复制功能的复制功能的RNA病毒病毒(如烟草花叶病毒如烟草花叶病毒)具有逆转录功能的具有逆转录功能的RNA病毒病毒(如艾滋病病毒如艾滋病病毒)【典例典例3】 如图表示有关遗传信息传递的模拟实验

19、。如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述中合理的是下列相关叙述中合理的是() A.若若X是是RNA，Y是是DNA，则试管内必须加入，则试管内必须加入DNA 连接酶连接酶B.若若X是是CTTGTACAA,Y含有含有U,则试管内必须加入逆转录酶则试管内必须加入逆转录酶C.若若X与与Y都是都是DNA，则试管内必须加入氨基酸，则试管内必须加入氨基酸D.若若Y是蛋白质，是蛋白质，X是是mRNA，则试管内还要有其他，则试管内还要有其他RNA解析解析若若X是是RNA，Y是是DNA，表示逆转录过程表示逆转录过程，需加入逆转需加入逆转录酶；若录酶；若X是是CTTGTACAA，Y含有含有U，表示转录过程

20、表示转录过程，需加需加入入RNA聚合酶；若聚合酶；若X与与Y都是都是DNA，表示表示DNA的复制过程的复制过程，需需加入加入DNA聚合酶；若聚合酶；若Y是蛋白质是蛋白质，X是是mRNA，表示翻译过程表示翻译过程, ,则试管内还要有其他则试管内还要有其他RNA，如如tRNA。D【以题说法以题说法】 与核酸有关与核酸有关“六类酶六类酶”的辨析的辨析(1)“解旋酶解旋酶”是是DNA分子复制时使氢键断裂。分子复制时使氢键断裂。(2)“限制酶限制酶”是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。(3)“DNA聚合酶聚合酶”是是DNA分子复制时依据碱基互补配对原则使分子复

21、制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。(4)“DNA连接酶连接酶”是将两个是将两个DNA分子片段的末端分子片段的末端“缝合缝合”起来起来形成磷酸二酯键。形成磷酸二酯键。(5)“RNA聚合酶聚合酶”是是RNA复制或复制或DNA转录时依据碱基互补配转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成对原则将单个核糖核苷酸连接成RNA链。链。(6)“逆转录酶逆转录酶”是某些是某些RNA病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成脱氧核苷酸合成DNA的一种酶。的一种酶。1.遗传信息、密码子与反密码子的区分遗传信息、密码子与反

22、密码子的区分遗传信息、密码子与反密码子的辨析遗传信息、密码子与反密码子的辨析2.DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示:3.氨基酸与密码子、反密码子的关系氨基酸与密码子、反密码子的关系(1)每种氨基酸对应每种氨基酸对应1种或几种密码子种或几种密码子(密码子简并性密码子简并性)，可由，可由1种或种或几种几种tRNA转运。转运。(2)1种密码子只能决定种密码子只能决定1种氨基酸，种氨基酸，1种种tRNA只能转运只能转运1种氨基酸。种氨基酸。(3)密码子有密码子有64种种(3种终止密码子；种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子种决定氨基

23、酸的密码子)；反密码子理论上有反密码子理论上有61种。种。(4)基因中碱基、基因中碱基、RNA中碱基与蛋白质中氨基酸数量的关系：中碱基与蛋白质中氨基酸数量的关系：基因中碱基数基因中碱基数mRNA碱基数碱基数多肽链中氨基酸数多肽链中氨基酸数631,图图解如下：解如下：【典例典例4】 如图所示为真核细胞蛋白质合成如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质过程中必需的两种物质(甲、乙甲、乙)，下列有关，下列有关叙述中正确的是叙述中正确的是()A.遗传信息位于甲上遗传信息位于甲上B.乙由三个碱基组成乙由三个碱基组成C.甲的合成需要甲的合成需要RNA聚合酶的参与聚合酶的参与 D.乙可以转运多种氨基

24、酸乙可以转运多种氨基酸解析解析由图可知由图可知，甲为甲为mRNA，乙为乙为tRNA。遗传信息位于。遗传信息位于DNA上；上；tRNA是由一条单链是由一条单链RNA通过折叠形成的通过折叠形成的，由多个碱由多个碱基组成；一种基组成；一种tRNA只能转运一种氨基酸；只能转运一种氨基酸；mRNA是在是在RNA聚聚合酶催化作用下以合酶催化作用下以DNA分子的一条链为模板转录形成的。分子的一条链为模板转录形成的。C同位素示踪法在探究同位素示踪法在探究DNA复制方式中的应用复制方式中的应用1.用放射性同位素标记大肠杆菌用放射性同位素标记大肠杆菌(1)若用若用14N标记大肠杆菌标记大肠杆菌(普通大肠杆菌无放射性普通大肠杆菌无放射性)，得到，得到14N/14N的的DNA分子，将该分子，将该DNA分子离心处理，离心后位于试管的上部分子离心处理，离心后位于试管的上部,即轻带即轻带(如下图如下图1)。(2)若用放射性同位素若用放射性同位素15N标记大肠杆菌，得到标记大肠杆菌，得到15N/15N的的DNA分子，分子，将该将该DNA分子离心处理，离心后位于试管的下部，即重带分子离心处理，离心后位于试管的下部，即重带(如如下图下图2