（天津专用）2020高考生物二轮复习第6讲遗传的分子基础课件.pptx

1、专题四遗传与进化,-2-,-3-,-4-,第6讲遗传的分子基础,-6-,一、人类对遗传物质的探索历程 1.肺炎双球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较 (1)实验设计思路、处理方式及结论的比较,-7-,(2)两个实验遵循相同的实验设计原则对照原则 肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照:,-8-,噬菌体侵染细菌实验中的相互对照:,-9-,(3)同位素标记的差异,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,故应先用含放射性元素的培养基培养细菌,再用具有放射性元素标记的细菌培养噬菌体。 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

2、(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。,-10-,2.明确不同生物的遗传物质 (1)细胞生物的遗传物质:DNA。 (2)病毒的遗传物质:DNA或RNA。 (3)绝大多数生物的遗传物质:DNA。 (4)生物界主要的遗传物质:DNA。,-11-,二、DNA的结构、复制及相关计算 1.DNA的双螺旋结构,-12-,(1)五种组成元素:C、H、O、N、P。 (2)四种碱基:A、T、G、C,对应四种脱氧核苷酸。 (3)三类物质:磷酸、脱氧核糖、碱基。 (4)两条链:两条反向平行的脱氧核苷酸链。 (5)一种结构:规则的双螺旋结构。,-13-,2.DNA的复制 (1)

3、复制方式:半保留复制,即新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。 (2)过程特点:边解旋边复制。 (3)影响DNA复制的外界条件,-14-,3.与DNA分子的结构、复制相关的计算 (1)DNA分子中碱基比例的计算 常用公式: A=T,G=C;A+G=T+C=A+C=T+G=50%。 “单链中互补碱基之和”占该链碱基数的比例=“双链中互补碱基之和”占双链总碱基数的比例。,-15-,(2)与DNA分子复制有关的计算方法 DNA分子复制为半保留复制,若1个被15N标记的DNA复制n次,其结果分析如下。 子代DNA分子数:2n个。 a.无论复制多少次,含15N的DNA分子

4、始终是2个。 b.含14N的DNA分子有2n个,只含14N的DNA分子有(2n-2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。 子代DNA分子中脱氧核苷酸链总数:2n2=2n+1(条)。 a.无论复制多少次,含15N的脱氧核苷酸链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“脱氧核苷酸链数”。 b.含14N的脱氧核苷酸链是(2n+1-2)条。,-16-,消耗的脱氧核苷酸数 a.若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗游离的该种脱氧核苷酸m(2n-1)个。 b.进行第n次复制时,需消耗该脱氧核苷酸m2n-1个。,-17-,三、基因的表达 1.建立模型比较复制、转录和翻译过程

5、 (1)DNA分子的复制,-18-,(2)转录,-19-,(3)翻译,-20-,2.真核细胞与原核细胞内基因表达过程的比较,-21-,3.辨明四类生物的遗传信息流动,(1)细胞生物(如玉米):a、b、c。 (2)DNA病毒(如噬菌体):a、b、c。 (3)复制型RNA病毒(如烟草花叶病毒):d、c。 (4)逆转录病毒(如人类免疫缺陷病毒):e、a、b、c。,-22-,4.基因控制性状的途径,(1)基因与性状之间并不是简单的线性关系。有的性状是由一对基因控制的,有的性状是由多对基因共同控制的(如人的身高),有的基因可决定或影响多种性状。 (2)性状并非完全取决于基因。生物的性状从根本上由基因决定

6、,同时还受环境条件的影响,因此性状是基因和环境共同作用的结果,即表现型=基因型+环境条件。,-23-,注:若最终合成的物质并非蛋白质(如植物激素),则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状”这一间接途径实现的。,-24-,考点一,考点二,考点三,遗传物质的探索,1.将肺炎双球菌中控制荚膜形成的相关基因记做“A”,无此相关基因记做“a”,下列对甲、乙两组转化实验的相关分析,正确的是() 实验甲:将加热杀死的S型肺炎双球菌和R型活细菌的菌液混合培养 实验乙:将加热杀死的R型肺炎双球菌和S型活细菌的菌液混合培养 A.转化前的S型、R型细菌的基因组成分别为AA、aa B.甲

7、实验中可检出R型活细菌和S型活细菌,S型细菌由R型细菌转化而来 C.乙实验中只检出S型活细菌,因为R型细菌的a基因在S型细菌体内不能表达 D.转化前的S型细菌和转化后形成的S型细菌的遗传物质相同,答案,解析,-25-,考点一,考点二,考点三,2.某科学家在进行T2噬菌体侵染细菌实验时,用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如右上表),产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。,下列关于此实验的叙述,正确的是() A.每个子代噬菌体的DNA均含31P和32P B.每个子代噬菌体的蛋白质均含35S和32S C.HIV与T2噬菌体在细胞中的增殖过程相同 D.子代噬菌体的DN

8、A在细菌中可指导合成相关的mRNA,答案,解析,-26-,考点一,考点二,考点三,3.图甲表示将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化,图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述错误的是(),A.图甲中,AB对应的时间段内,小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体 B.图甲中,后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的 C.图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性 D.图乙中,若用32P标记亲代噬菌体,裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性,答案,解析,-27-,考点一,考点二,考点三,通易错经典实验的5个易错点 (1)肺炎双

9、球菌的体内转化实验仅证明S型细菌含有能让R型细菌转化成S型细菌的因子,但不能证明这种“转化因子”是何种物质。 (2)由于噬菌体属于细菌病毒,无细胞结构,所以不能用含放射性元素的培养基直接培养噬菌体。标记噬菌体时,首先要标记细菌,即用含放射性元素的培养基培养细菌,然后用噬菌体侵染被标记的细菌,即可完成对噬菌体的标记。 (3)噬菌体侵染细菌的实验采取了放射性同位素标记法,32P和35S分别标记的是噬菌体的DNA和蛋白质。实验结果中对于放射性的描述是“很高”或“很低”,而不是“有”或者“无”。,-28-,考点一,考点二,考点三,(4)用32P标记噬菌体的DNA,噬菌体与细菌混合培养,再经搅拌、离心,

10、放射性主要在沉淀物中,子代噬菌体部分含32P;而用35S标记噬菌体的蛋白质,噬菌体与细菌混合培养,再经搅拌、离心,放射性主要在上清液中,子代噬菌体不含35S。,-29-,考点一,考点二,考点三,4.(2017全国理综)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组),-

11、30-,考点一,考点二,考点三,答案:(1)思路 甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 (2)结果及结论 若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。,-31-,考点一,考点二,考点三,解析:此题解题的切入点是DNA与RNA的区别。DNA与RNA在结构上的区别体现在碱基的种类、五碳糖的种类以及空间结构的不同。本题应通过测定新病毒所含碱基的种类确定其类型。DNA特有的碱基为胸腺嘧啶,RNA特

12、有的碱基为尿嘧啶,故应分别用含有放射性标记尿嘧啶和放射性标记胸腺嘧啶的培养基培养宿主细胞,之后接种新病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。根据收集到的病毒的放射性可知其所含碱基的种类(T或U),进而判断出其类型。,-32-,考点一,考点二,考点三,5.请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的脱氧核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验,证明DNA是遗传物质。 实验过程: 步骤一,分别取等量含32P标记的脱氧核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中,并分别编号为甲,乙; 步骤二,在两个培养皿中加入,在适宜条件下培养一段时

13、间; 步骤三,放入 ,培养一段时间,分别获得和标记的噬菌体; 步骤四,用上述噬菌体分别侵染的大肠杆菌,经短时间保温后,用搅拌器搅拌、放入离心管内离心; 步骤五,检测放射性同位素存在的主要位置。,-33-,考点一,考点二,考点三,预测实验结果: (1)用从甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后的结果如图; (2)用从乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后的结果如图。,答案:等量的大肠杆菌菌液 等量的T2噬菌体 32P 35S未被标记 (1)B(2)A,-34-,考点一,考点二,考点三,解析:本实验首先应关注的是噬菌体为DNA病毒,营寄生生活,不能直接在培养皿中培养,所以需将大

14、肠杆菌放入含放射性物质的培养基中培养,然后再通过噬菌体侵染含放射性的大肠杆菌,而使噬菌体被放射性元素标记。由题干可知,甲培养皿中含用32P标记的脱氧核苷酸,乙培养皿中含用35S标记的氨基酸。因而通过上述过程,甲、乙培养皿中最终得到的噬菌体分别含有32P、35S。用上述噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,然后搅拌、离心,依据噬菌体在侵染大肠杆菌的过程中只有DNA进入,而蛋白质外壳留在大肠杆菌外面的特点,用从甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后的结果如B图,用从乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后的结果如A图。,-35-,考点一,考点二,考点三,DNA的结构与复制,1.(20

15、19江苏扬州一模)下图表示一个DNA分子的片段。下列有关叙述正确的是() A.代表的物质中储存着遗传信息 B.限制酶的作用部位是 C.DNA连接酶可催化处化学键的形成 D.DNA分子一条链中相邻碱基通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接,答案,解析,-36-,考点一,考点二,考点三,2.H2O2能将鸟嘌呤(G)氧化损伤为8-氧-7-氢脱氧鸟嘌呤(8-oxodG), 8-oxodG与A互补配对。若DNA片段 有两个G发生上述氧化损伤,则该片段复制两次形成的子代DNA中不可能出现的是() A.一半分子碱基序列保持不变 B.一半分子含有8-oxodG C.全部分子GC碱基对减少 D.全部分子AT碱基对增多

16、,答案,解析,-37-,考点一,考点二,考点三,3.(2019黑龙江牡丹江摸底)1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如图),证实了DNA是以半保留方式复制的。试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的是() 培养条件与方法: (1)在含15N的培养基中培养若干代,使DNA双链均被15N标记(试管); (2)转至含14N的培养基中培养,每30 min繁殖一代;,-38-,考点一,考点二,考点三,(3)取出每代DNA样本,并离心分层。 A.该实验运用了同位素标记法,出现的结果至少需要90 min B.是转入14N培养基中复制一代的结果,是复制二代的结果 C.对得到DNA以半保留方式复

17、制结论起关键作用的是试管的结果 D.给试管中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管所示,答案,解析,-39-,考点一,考点二,考点三,4.(2019天津第一中学调研)下列关于DNA的计算,正确的是() A.具有1 000个碱基对的DNA分子中,腺嘌呤有600个,则每一条链都具有胞嘧啶200个 B.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,复制n次共需要2nm个胸腺嘧啶 C.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,第n次复制需要2n-1m个胸腺嘧啶 D.无论是双链DNA还是单链DNA,(A+G)的比例均是1/2,答案,解析,-40-,考点一,考点二,考点三,5.(2017海南)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数

18、目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是() A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同 B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高 C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链 D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1,答案,解析,-41-,考点一,考点二,考点三,6.某种化学物质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%,用该化学物质使DNA分子中所有鸟嘌呤成为mG后进行一次复制,其中一个DNA分子中T占碱基总数的30%,则另一个DN

19、A分子中T占碱基总数的比例是() A.15%B.20% C.30%D.40%,答案,解析,-42-,考点一,考点二,考点三,通易错DNA分子复制相关计算应注意的问题 (1)分清第n次复制和复制n次。如1个DNA含有a个T,复制n次,需要a(2n-1)个T,第n次复制,需要a2n-1个T。 (2)分清具有放射性的DNA和具有放射性的脱氧核苷酸链。如1个DNA用32P标记,在不含32P的生物体内复制n次,具有放射性的DNA有2个,比例是2/2n=1/2n-1;具有放射性的脱氧核苷酸链有2条,比例是2/2n+1=1/2n。,-43-,考点一,考点二,考点三,基因的表达,1.(2019江苏南通模拟)下

20、图为某细菌mRNA与对应的翻译产物示意图,下列相关叙述错误的是() A.1分子mRNA有1个游离的磷酸基团,其他磷酸基团均与2个核糖相连 B.mRNA上的AUG是翻译的起始密码,它是由基因中的启动子转录形成的 C.1个mRNA有多个起始密码,所以1个mRNA可翻译成多种蛋白质 D.在该mRNA合成的过程中,核糖体就可以与之结合并开始翻译过程,答案,解析,-44-,考点一,考点二,考点三,2.(2019安徽淮北联考)右图表示某细胞中遗传信息的传递,据图分析,下列相关叙述正确的是() A.该细胞中DNA双链在细胞核中合成,多肽链在细胞质中合成 B.图中酶a代表DNA聚合酶,酶b代表RNA聚合酶 C.转录形成mRNA时,游离的核糖核苷酸有序地与DNA链上的碱基相撞 D.结构c与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点,答案,解析,-45-,考点一,考点二,考点三,3.图1和图2是基因控制胰蛋白酶合成的两个主要步骤。下列叙述正确的是() A.图1中甲为DNA聚合酶,乙与丁所含的五碳糖不同 B.图1中的碱基互补配对方式只有A与T配对,G与C配对 C.图2中共有RNA、多肽和多糖三种大分子物质 D.图2中合成后还需经内