2021届 一轮复习 人教版 遗传的分子基础 课件(87张)

易错易混
1.“互补则等”:在双链DNA中,互补碱基之和的比例,如(A+T)/(C+G)的比值,在任意一条 链及整个DNA分子中都相同。 2.“不补则倒”: 在双链DNA中,非互补碱基之和的比例,如(A+ C)/(T +G)的比值,在两条互 补链中互为倒数(在整个DNA分子中为1)。 3.DNA复制的场所并非只在细胞核,线粒体、叶绿体中也进行DNA复制。 4.并非所有细胞都进行DNA复制,只有分裂的细胞才能进行DNA复制。 5.DNA复制并非是单向进行的,可能是双向多起点复制,且各个复制起点并不是同时开 始的。
第10讲 遗传的分子基础
目
1
必备知识
2
关键能力
录
3
真题回访
考点一 人类对遗传物质的探索历程
一、肺炎双球菌的转化实验 1.肺炎双球菌的体内转化实验(格里菲思) (1)实验材料:S型和R型肺炎双球菌、小鼠。
菌落 菌体 毒性
S型细菌 光滑
① 有 多糖类荚膜 有毒性,使小鼠患败血症死亡
R型细菌 粗糙
② 无 多糖类荚膜 无毒
考点二 DNA的结构与复制
一、DNA的分子结构 1.图解DNA分子结构
2.DNA分子的结构特点 (1)DNA是由两条脱氧核苷酸链组成的,按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。 (2)脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,碱基排列在 内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,且遵循碱基互补配对原则。(在A与T 之间形成两个氢键,在G与C之间形成三个氢键)
思维诊断
1.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和。(× ) 2.双链DNA分子中一条链上相邻的碱基之间是通过氢键连接的。( × ) 3.DNA有氢键,RNA没有氢键。(× ) 4.大肠杆菌细胞中只有A、T、C、G四种碱基。( ×) 5.单链DNA和单链RNA中只有一个游离的羟基。(× ) 6.DNA分子均为双链,RNA分子均为单链。(× )
考点三 基因的表达
一、基因是有遗传效应的DNA片段
深挖教材 必修2 P56“讨论” 1.生物体内DNA分子数与基因数的关系: 生物体的DNA分子数目③ 小于 基因数目。生物体内所有基因的碱基总数 ④ 小于 DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段,基因⑤ 不是连续 分布在DNA上的,而是由碱基序列将其分隔开的。 2.必修2 P56“相关信息” 物理学家薛定谔把遗传物质设定为一种⑥ 信息 分子,提出遗传是遗传信息 的复制、⑦ 传递和表达 。
7.某双链DNA分子中,G+C占全部碱基的比例为a,其中一条链上鸟嘌呤占该链全 部碱基的比例为b,则互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为a。(√ ) 8.分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。( × ) 9.DNA双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制。(× ) 10.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。( ×)
6.艾弗里实验所用方法为“化学分离提取法”,而不是放射性同位素标记法。 7.肺炎双球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,发生了基因重 组。 8.“DNA是主要遗传物质”是针对生物界而言的,绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少 数生物的遗传物质是RNA。 9.细胞生物的遗传物质均是DNA。 10.对于确定名称的生物而言,遗传物质是唯一的。
(2)实验过程及结果:
(3)结论:加热后杀死的S型细菌中含有某种转化因子使少数R型活细菌转化为S型 活细菌。
2.肺炎双球菌的体外转化实验(艾弗里) (1)实验材料:S型和R型肺炎双球菌、培养基、DNA酶。 (2)实验目的:探究S型细菌中来自百度文库“转化因子”是什么?(是DNA,是蛋白质,还是多糖?) (3)方法与思路:分离S型细菌的DNA、多糖类荚膜、蛋白质等,将它们分别与R型 细菌混合培养,研究它们各自的遗传功能。
艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较
实验名称 艾弗里肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌实验
实验思路 设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自不同的作用
设计原则
对照原则和单一变量原则
直接分离法:分离S型细菌的 处理方式
DNA、多糖、蛋白质等,分 的区别
别与R型活细菌混合培养 DNA是遗传物质,蛋白质不 实验结论 是遗传物质
3.DNA分子的特性 (1)⑧ 稳定性 :磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧构成基本骨架。 (2)⑨ 多样性 :碱基对有多种多样的排列顺序,如某DNA分子中有n个碱基对,则 排列顺序有4n种(其中n代表碱基对数)。 (3)⑩ 特异性 :每个DNA分子都有特定的碱基对排列顺序,代表了特定的遗传信 息。
合成噬菌
原料
大肠杆菌的氨基酸
体蛋白质
场所
大肠杆菌的核糖体
能量
大肠杆菌产生的ATP
2.实验方法:⑩ 同位素标记法 。该实验中用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质
和DNA。
3.实验过程 (1)标记噬菌体
(2)用标记过的噬菌体侵染细菌
35S标记的噬菌体 +
细菌 +
32P标记的噬菌体
结果 结果
4.实验结果分析
3.必修2 P57“探究” (1)DNA分子具有多样性和特异性的原因:碱基⑧ 排列顺序 的千变万化,构 成了DNA分子的多样性,而碱基⑨ 特定的排列顺序 ,又构成了每一个DNA分子 的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。 (2)DNA鉴定个人身份的原理:在人类的DNA分子中,核苷酸序列的多样性表 现为每个人的DNA几乎不可能完全相同,因此,DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。 4.必修2 P58“科学·技术·社会” DNA指纹图谱法的基本操作:从生物样品中提取DNA(DNA一般都有部分的 降解),可运用PCR技术扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA,然后将扩增出的
5.过程:DNA
两条母链
形成子链 →新DNA分子。
6.特点:⑭ 半保留复制 、⑮ 边解旋边复制 。
7.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
证了复制能够准确地进行。
(2)意义:DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给子代,保持了遗传信息的连续性。
二、DNA的复制 1.概念:以⑪ 亲代DNA的两条链 为模板合成子代DNA的过程。 2.时间:⑫ 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 。 3.场所:主要在细胞核中,在线粒体和叶绿体中也存在。
模板：解旋后的两条母链 4. 原料：细胞中游离的4种脱氧核苷酸
能量：ATP 酶：解旋酶、⑬ DNA聚合酶 等
同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特 有元素(32P和35S)
DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传 物质
注:两个实验均证明了DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质。
思维诊断
1.细菌的遗传物质主要是DNA。( × ) 2.艾弗里的肺炎双球菌转化实验利用了物质分离、提纯鉴定技术和微生物的 培养技术。(√ ) 3.蔡斯与赫尔希的噬菌体侵染细菌实验,首先要制备含35S和32P的两种大肠杆 菌。(√ ) 4.T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解。( × ) 5.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质。(× ) 6.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同 。(× )
（3）条件
模板：DNA片段的一条链（以基因为单位） 原料：4种核糖核苷酸 能量：ATP 酶：RNA聚合酶
(4)过程(见下图)
(5)产物:mRNA、rRNA、tRNA 4.遗传信息的翻译 (1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序 的蛋白质的过程。 (2)场所或装配机器:⑲ 核糖体 。
6.氢键可由解旋酶催化断裂,同时需要ATP供能,也可加热断裂(体外),而氢键是自动形 成的,不需要酶和能量。 7. DNA的复制特点有边解旋边复制和半保留复制,参与的酶包括解旋酶、DNA聚合 酶和DNA连接酶等。 8.对DNA复制方式的猜测包括全保留复制、分散复制和半保留复制,探究其复制方式 采用了假说-演绎法。
深挖教材 (1)必修2 P45“相关信息”:对T2噬菌体的化学组成分析表明,仅⑮ 蛋白质 分 子中含有S,P几乎都存在于⑯ DNA 分子中。 (2)必修2 P45“旁栏思考题”: 之所以选择35S和32P,是因为S仅存在于T2噬菌体的 蛋白质组分中,而P则主要存在于 DNA的组分中。用14C和18O等元素是不可行的,因 为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中⑰ 都含有这两种元素 。 (3)必修2 P46“思考与讨论”:尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同,但其最 关键的实验设计思路却有共同之处,是设法把⑱ DNA与蛋白质 分开,单独地、 直接地去观察DNA和蛋白质的作用。
易错易混
1.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 度的恢复又逐渐恢复活性。 2.体外转化实验中R型细菌转化为S型细菌时,遗传物质来自S型细菌,原料和能量均来自R 型细菌,转化实质为“基因重组”。 3.体外转化实验中,设置“S型细菌DNA+DNA酶”实验组起对照作用,说明DNA被分解后的 产物不能使R型细菌转化,DNA才是使R型细菌转化的物质。 4.体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸。 5.格里菲思实验未证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,仅能证明S型细菌中含有某种“转 化因子”,并未具体证明转化因子是何种物质。
DNA用合适的⑩ 限制酶 切成DNA片段,利用电泳技术将这些片段按大小分开 后,转移至尼龙滤膜上,然后将已标记的DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA 片段杂交,用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。
5.必修2 P65“思考讨论3” 密码子简并性的意义:a.增强容错性,即当密码子中有一个碱基改变时,由于密 码子的简并性,可能并不会改变其对应的氨基酸,因而有利于蛋白质或性状的稳 定;b.保证翻译速度,当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码一种氨 基酸可以保证翻译的速度。
a.烟草花叶病毒 正常烟草
产生花叶病(对照组);
b.烟草花叶病毒的RNA c.烟草花叶病毒的蛋白质
正常烟草 正常烟草
产生花叶病(实验组); 不产生花叶病(实验组)
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质
2.DNA是主要的遗传物质 科学家通过广泛的实验探索,得出绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有 少数种类的病毒的遗传物质是RNA。
二、基因的表达 1.比较RNA与DNA
2.RNA的功能 (1)mRNA——⑬ 蛋白质 合成的直接模板 (2)rRNA——⑭ 核糖体 的重要组成成分 (3)tRNA——⑮ 氨基酸 的转运工具 (4)病毒RNA——RNA病毒的遗传物质 (5)酶——少数酶为RNA,可降低化学反应的活化能(起催化作用) 3.遗传信息的转录 (1)概念:以⑯ DNA的一条链 为模板,按碱基互补配对原则合成RNA的过程。 (2)场所:主要在细胞核,在叶绿体、线粒体中也有转录。
(4)实验过程及结果 (5)结论:DNA是“转化因子”,是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
二、噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌。 (1)噬菌体的结构及生活方式
(2)噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件
内容
模板
⑧ 噬菌体 的DNA
合成噬菌体DNA的原料
⑨ 大肠杆菌 提供的四种脱氧核 苷酸
上清液放射性⑪ 高 沉淀物放射性⑫ 低
上清液放射性⑬ 低 沉淀物放射性⑭ 高
(1)噬菌体侵染细菌时,其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、生物的遗传物质 1.烟草花叶病毒感染烟草的实验
实验过 程与实 验结果
实验 结论
(3)条件
模板：mRNA 原料：氨基酸 能量：ATP 酶：多种酶 搬运工具：tRNA
(4)过程
(5)产物:多肽
蛋白质
三、基因对性状的控制 中心法则总表达式
a.DNA的复制;b.转录;c.翻译;d.RNA的复制;e.RNA反转录。
思维诊断
1.人轮状病毒是一种双链RNA病毒,病毒RNA在小肠上皮细胞内复制的过程中,会有氢键 的断裂和形成。(√ ) 2.起始密码上具有RNA聚合酶识别结合位点。(× ) 3.翻译过程中每形成一个肽键后,mRNA就沿着核糖体移动,进而读取下一个密码子。(× ) 4.3种RNA都参与翻译过程。( √) 5.基因中每三个相邻的碱基组成一个密码子。( ×) 6.转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息。(√ )