第三章基因的本質(zhì)（課件）高一下學(xué)期生物期末復(fù)習(xí)（人教版2019必修二）

期末復(fù)習(xí)基因的本質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)(一)生命觀念引導(dǎo)學(xué)生對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的認識，理解生命的物質(zhì)性和信息性；以DNA的結(jié)構(gòu)和功能為載體，滲透了結(jié)構(gòu)和功能觀。(二)科學(xué)思維一方面，介紹了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)遺傳物質(zhì)、揭示DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制方式的科學(xué)史，反映科學(xué)家基于觀察（或?qū)嶒灒┨岢黾僬f、然后通過實驗驗證的過程；另一方面，體現(xiàn)了自變量控制、假說演繹法等科學(xué)方法的運用。(三)科學(xué)探究通過各種探究“實踐活動”、“思考討論”活動，提高學(xué)生的探究能力、動手能力與合作能力。(四)社會責(zé)任①通過介紹離心、同位素標(biāo)記、體外轉(zhuǎn)化體系等技術(shù)了解，進一步領(lǐng)悟多學(xué)科交叉的必要性；②基于科學(xué)家對基因本質(zhì)的探索過程，學(xué)習(xí)科學(xué)家探索求真、交流合作的科學(xué)精神；③通過練習(xí)題滲透社會責(zé)任教育。第一組第二組第三組第四組小鼠不死亡從死亡的小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌小鼠不死亡方法體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗現(xiàn)象？注射R型活細菌+加熱致死的S型菌注射加熱致死的S型細菌注射S型活細菌注射R型活細菌從死亡的小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌考點一：肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗——體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗考點一：肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗——體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗第一組第二組第三組第四組方法注射R型活細菌注射S型活細菌注射加熱致死的S型細菌注射R型活細菌+加熱致死的S型菌現(xiàn)象小鼠不死亡小鼠死亡從死亡的小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌小鼠不死亡小鼠死亡從死亡的小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌作用對照組實驗組實驗組實驗組思考1：第一、二組對照，說明：第二組從死亡小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌，說明：第二、三組對照，說明：第三、四組對照，說明：綜合分析，得到什么結(jié)論：R型細菌無毒性，S型細菌有毒性加熱致死的S型細菌無致病性加熱致死的S型細菌可以R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌使小鼠死亡的確實是S型活細菌已經(jīng)加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子第一組第二～四組第五組R型細菌S型細菌混合R型細菌S型細菌混合蛋白酶（或RNA酶、酯酶）混合DNA酶有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物R型細菌體外轉(zhuǎn)化實驗考點一：肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗——體外轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗第一組第二至第四組第五組方法加入“有R型細菌的培養(yǎng)基”“S型細菌的細胞提取物”不做處理“S型細菌的細胞提取物”用蛋白酶（或RNA酶、酯酶）處理“S型細菌的細胞提取物”用DNA酶處理兩種細菌的培養(yǎng)基混合，并培養(yǎng)現(xiàn)象R型細菌+S型細菌R型細菌+S型細菌R型細菌方法對照組實驗組思考5：各種酶處理的作用是：第二至四組和第一組對照，說明：第五組和第一組對照，說明：綜合分析，得到什么結(jié)論：使S型細菌的細胞提取物中的特定物質(zhì)被水解蛋白質(zhì)、RNA、酯均不是“轉(zhuǎn)化因子”DNA可能是“轉(zhuǎn)化因子”轉(zhuǎn)化因子很可能是DNA，DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)?？键c一：肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗——體外轉(zhuǎn)化實驗自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”（p46）適應(yīng)范圍：在對照實驗中，控制自變量可以采用。含義：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。舉例：在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，與對照組相比，實驗組分別作加溫、滴加FeC13溶液、滴加肝臟研磨液的處理，就利用了“加法原理”。加法原理含義：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。舉例：在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)，就利用了“減法原理”。減法原理對照組實驗組實驗組實驗組對照組實驗組實驗組考點一：肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗——科學(xué)方法考點一：肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗——小結(jié)

體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗培養(yǎng)場所巧妙構(gòu)思實驗結(jié)論聯(lián)系體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗區(qū)別小鼠體內(nèi)培養(yǎng)基（體外）將R型與加熱殺死的S型注入小鼠體內(nèi)作為對照來說明確實發(fā)生轉(zhuǎn)化觀察利用酶解法去除某物質(zhì)后，細胞提取物是否還具有轉(zhuǎn)化效應(yīng)。存在某種轉(zhuǎn)化因子讓R→SDNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)定義：是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。結(jié)構(gòu)：頭部和尾部成分：頭部和尾部的外殼由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部含有DNA。T2噬菌體的模式圖實驗材料——T2噬菌體頭部尾部DNA蛋白質(zhì)噬菌體侵染細菌的電鏡照片考點二：噬菌體侵染細菌的實驗考點二：噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗①標(biāo)記大腸桿菌②標(biāo)記噬菌體③侵染大腸桿菌④保溫一段時間⑤攪拌⑥離心⑦檢測放射性程度目的：使噬菌體完成侵染過程目的：使吸附在大腸桿菌上的噬菌體與大腸桿菌分離目的：讓上清液中析出較輕的噬菌體顆粒，而沉淀物中留下被感染的大腸桿菌(用含標(biāo)記的培養(yǎng)基培養(yǎng)未標(biāo)記的大腸桿菌)(用未標(biāo)記的噬菌體侵染含標(biāo)記的大腸桿菌)(用含標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌)(分別檢測上清液和沉淀物中的放射性程度)35S標(biāo)記的噬菌體32P標(biāo)記的噬菌體離心后離心后上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低細菌裂解細菌裂解沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S在新形成的部分噬菌體中檢測到32P用標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細菌在攪拌器中攪拌、離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)35S標(biāo)記的噬菌體與細菌混合32P標(biāo)記的噬菌體與細菌混合噬菌體分別被35S或32P標(biāo)記攪拌后離心攪拌后離心思考14：說明了什么？思考15：說明了什么？考點二：噬菌體侵染細菌的實驗標(biāo)記蛋白質(zhì)標(biāo)記DNA放射性標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒有進入大腸桿菌放射性標(biāo)記的噬菌體DNA進入了大腸桿菌思考16：說明了什么？思考17：說明了什么？考點二：噬菌體侵染細菌的實驗（1）32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌（2）35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌煙草花葉病毒感染煙草的實驗①蛋白質(zhì)RNA患病不患病得到全新病毒不能得到病毒煙草花葉病毒組分單獨侵染煙草實驗煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNATMV考點三：煙草花葉病毒感染煙草的實驗煙草花葉病毒感染煙草的實驗②TMV2RNA2蛋白質(zhì)2蛋白質(zhì)1+RNA2TMV2TMV1RNA1蛋白質(zhì)1蛋白質(zhì)2+RNA1TMV1煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA：利用兩種煙草花葉病毒組裝新病毒侵染煙草實驗考點三：煙草花葉病毒感染煙草的實驗小結(jié)各種生物的遺傳物質(zhì)生物類別核酸種類舉例遺傳物質(zhì)細胞生物真核生物DNA和RNA變形蟲、玉米、人DNA原核生物DNA和RNA細菌、藍藻非細胞生物（以病毒為例）DNA噬菌體、乙肝病毒RNA煙草花葉病毒、HIV(人類免疫缺陷病毒)、流感病毒、SARS病毒、新型冠狀病毒等RNA綜上所述，除RNA病毒外，其它（絕大多數(shù)）生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，所以：DNA是主要的遺傳物質(zhì)（1）生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，即生物的遺傳物質(zhì)是核酸。（2）既含有DNA又含有RNA的生物和只含有DNA的生物，其遺傳物質(zhì)是DNA。（3）只含RNA的病毒中，RNA才是遺傳物質(zhì)。（4）由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。探究遺傳物質(zhì)是什么？①格里菲斯-肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗（體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗）②艾弗里-肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗（體外轉(zhuǎn)化實驗）③赫爾希+蔡斯-噬菌體侵染實驗④煙草花葉病毒感染煙草實驗已經(jīng)加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子DNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)綜上所述：DNA是主要的遺傳物質(zhì)小結(jié)克里克沃森幫助理解晶體學(xué)原理幫助理解生物學(xué)內(nèi)容合作研究威爾金斯和其同事富蘭克林的DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)分析嘗試搭建了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，都被否定。DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)1951年秋天，當(dāng)時認識：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含A、T、C、G4種堿基。構(gòu)建過程考點四：DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1952年，從查哥夫那得到信息：DNA中，A＝T，G＝C①將堿基安排在雙鏈螺旋內(nèi)部；②脫氧核糖—磷酸骨架安排在外部；③A與T配對，G與C配對；④DNA兩條鏈的方向相反。A－T與G－C具有相同的形狀和直徑，這樣組成的DNA分子具有恒定的直徑，能夠解釋A、T、G、C的數(shù)量關(guān)系。該模型與X射線衍射照片比較重新構(gòu)建1953年，撰寫論文發(fā)表，1962年獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。該模型與推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符發(fā)現(xiàn)考點四：DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建考點五：DNA的結(jié)構(gòu)——基本單位脫氧（核糖）核苷酸OCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′堿基P(A、G、C、T)1分子的脫氧核苷酸是由1分子的脫氧核糖、1分子的磷酸和1分子含氮堿基組成。成分組成DNA的堿基有4種：腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)堿基的種類脫氧（核糖）核苷酸的種類AOCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′P腺嘌呤脫氧核苷酸G鳥嘌呤脫氧核苷酸OCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′PT胸腺嘧啶脫氧核苷酸OCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′PC胞嘧啶脫氧核苷酸OCH2HHHOHHH1′2′3′4′5′P考點五：DNA的結(jié)構(gòu)——基本單位TGCAGT這個脫氧核苷酸鏈?zhǔn)荄NA分子嗎？兩個脫氧核苷酸間通過磷酸二酯鍵連接。連接的化學(xué)鍵形成的產(chǎn)物叫脫氧核苷酸鏈產(chǎn)物名稱思考Thinking考點五：DNA的結(jié)構(gòu)——脫氧核苷酸間的連接TGCAGT兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，堿基配對遵循堿基互補配對原則，即：A與T配對（2條氫鍵）；G與C配對（3條氫鍵）。鏈間的連接兩條鏈反向平行（3’端為羥基端，5’端為磷酸端）脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。結(jié)構(gòu)特點TGACCA5′3′3′5′考點五：DNA的結(jié)構(gòu)——脫氧核苷酸間的連接雙螺旋結(jié)構(gòu)考點五：DNA的結(jié)構(gòu)——DNA分子的空間結(jié)構(gòu)考點六：堿基互補配對原則的應(yīng)用DNA中堿基數(shù)量的計算問題：關(guān)鍵在于正確理解并表示題中所給的信息DNA雙鏈信息：A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶)G(鳥嘌呤)=C(胞嘧啶)A(腺嘌呤)+C(胞嘧啶)=T(胸腺嘧啶)+G(鳥嘌呤)=A(腺嘌呤)+C(胞嘧啶)=T(胸腺嘧啶)+G(鳥嘌呤)=50%

結(jié)論1：雙鏈DNA中，不互補堿基之和相等，比值為1考點六：堿基互補配對原則的應(yīng)用DNA中堿基數(shù)量的計算問題：關(guān)鍵在于正確理解并表示題中所給的信息DNA雙鏈信息：A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶)G(鳥嘌呤)=C(胞嘧啶)DNA1：A1T1G1C1DNA2：A2T2G2C2

DNA雙鏈中的堿基表示方式：A、T、G、C。例如DNA雙鏈中胸腺嘧啶占全部堿基的26%，可表示為T/（A+T+G+C）=26%，簡寫為A=26%。

DNA一條鏈中的堿基表示方式：A1、

T1、G1、C1。例如DNA一條鏈中胸腺嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的的26%，可表示為T1/（A1+T1+G1+C1）

=26%，簡寫為T1=26%。

DNA另一條鏈中的堿基表示方式：A2、T2、G2、C2。例如DNA另一條鏈中胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的的26%，可表示為C2/（A2+T2+G2+C2）=26%，簡寫為C2=26%。考點六：堿基互補配對原則的應(yīng)用DNA中堿基數(shù)量的計算問題：關(guān)鍵在于正確理解并表示題中所給的信息DNA雙鏈信息：A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶)G(鳥嘌呤)=C(胞嘧啶)DNA1：A1T1G1C1DNA2：A2T2G2C2A1=T2A2=T1C1=G2C2=G1單雙鏈信息如何轉(zhuǎn)化：結(jié)論2：雙鏈DNA中，互補堿基之和的比值在兩條鏈中和整個DNA中相等

補則等考點六：堿基互補配對原則的應(yīng)用DNA中堿基數(shù)量的計算問題：關(guān)鍵在于正確理解并表示題中所給的信息DNA雙鏈信息：A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶)G(鳥嘌呤)=C(胞嘧啶)DNA1：A1T1G1C1DNA2：A2T2G2C2單雙鏈信息如何轉(zhuǎn)化：結(jié)論3：不互補堿基之和的和的比值在兩條鏈中互為倒數(shù)（在整個DNA中為1）

A1=T2A2=T1C1=G2C2=G1不補則倒考點七：DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)指以DNA一條鏈為模板，新合成的每個DNA分子中都保留了原來DNA分子中的一條鏈。半保留復(fù)制指以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。全保留復(fù)制指子代DNA每一條鏈都由親本鏈的片段與新合成的片段隨機拼接而成。彌散復(fù)制思考1：怎樣區(qū)分不同復(fù)制方式產(chǎn)生的子代DNA分子？15N/15N-DNA14N14N14N15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA第一代第二代提取DNA，離心轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中密度低高細胞分裂一次提取DNA，離心提取DNA，離心細胞再分裂一次15N/15N-DNA如果DNA復(fù)制是半保留復(fù)制第一代會出現(xiàn)的結(jié)果是第二代會出現(xiàn)的結(jié)果是標(biāo)記大腸桿菌轉(zhuǎn)移培養(yǎng)提取DNA、離心觀察記錄大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代實驗過程假設(shè)DNA是半保留復(fù)制，離心后試管中DNA的位置會是怎樣的呢？請運用演繹推理來分析實驗過程，完成預(yù)期，填寫圖中方框。實驗預(yù)期15N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA考點七：DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)——實驗過程/預(yù)期15N/15N-DNA14N14N14N15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA第一代第二代提取DNA，離心轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中密度低高細胞分裂一次提取DNA，離心提取DNA，離心細胞再分裂一次15N/15N-DNA如果DNA復(fù)制是半保留復(fù)制第一代會出現(xiàn)的結(jié)果是第二代會出現(xiàn)的結(jié)果是大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代15N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA考點七：DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)——實驗結(jié)果/結(jié)論實驗結(jié)果與上述預(yù)期相符。實驗結(jié)果實驗結(jié)果證明，DNA的復(fù)制是以半保留的方式進行的。實驗結(jié)論考點七：DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)重輕半保留復(fù)制全保留復(fù)制彌散復(fù)制15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)若干代14N的培養(yǎng)基15N//15N14N//14NⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ梅賽爾森和斯塔爾設(shè)計的實驗中思考4：第一代中出現(xiàn)一條居中的DNA條帶，這個結(jié)果排除了哪種復(fù)制方式？考點八：DNA復(fù)制的過程定義DNA的復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。時期細胞分裂前的間期，隨著染色體的復(fù)制而完成的。條件模板：親代DNA分子兩條鏈原料：4種脫氧核苷酸能量：由細胞呼吸提供。酶：解旋酶和DNA聚合酶等引物：RNA引物考點八：DNA復(fù)制的過程解旋：復(fù)制開始時，在細胞提供的能量的驅(qū)動下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。雙鏈DNA分子堿基配對：DNA聚合酶等以解開的每一條母鏈為模板，以細胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一條子鏈。延伸：隨著模板鏈解旋過程的進行，新合成的子鏈也在不斷延伸。螺旋：同時，每條新鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。特點2：邊解旋邊復(fù)制考點八：DNA復(fù)制的過程引物DNA聚合酶5′利用酶將引物切除DNA聚合酶將“缺口”補齊用DNA連接酶連接DNA片段5′3′5′3′5′3′5′5′特點3：半不連續(xù)復(fù)制考點八：DNA復(fù)制的過程真核生物DNA復(fù)制原核生物DNA復(fù)制單起點雙向復(fù)制特點4：多起點雙向復(fù)制考點八：DNA復(fù)制的過程形成兩個與親代完全相同的DNA分子；新復(fù)制出的兩個子代DNA分子，通過細胞分裂分配到子細胞中。DNA復(fù)制的結(jié)果半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制（了解）多起點雙向復(fù)制（了解）DNA復(fù)制的特點考點八：DNA復(fù)制的過