浙江版生物必修二第三章電子課件

高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHUASHEJI第一節(jié)核酸是遺傳物質(zhì)第三章2022內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)課標(biāo)闡釋學(xué)法指導(dǎo)1.概述肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗。(科學(xué)探究)2.通過噬菌體侵染細菌的實驗分析,概述噬菌體侵染細菌的過程。(科學(xué)探究)3.簡述煙草花葉病毒的感染和重建實驗。(科學(xué)探究)4.概述生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。(生命本質(zhì))1.分析各實驗的原理與方法,體會實驗方法與技術(shù)的多樣性。2.通過分析兩個實驗過程,理解實驗設(shè)計的對照原則、單一變量原則,并用于新情境下的實驗設(shè)計。課前篇自主預(yù)習(xí)一、DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)1.活體肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗(1)實驗材料:肺炎鏈球菌菌株菌

落菌

體毒性S型菌表面光滑有多糖類膠狀莢膜有R型菌表面粗糙無多糖類膠狀莢膜無(2)實驗過程

(3)推測:S型菌中的“轉(zhuǎn)化因子”進入R型菌體內(nèi),引起R型菌穩(wěn)定的遺傳變異。2.離體肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗(1)過程(2)結(jié)論:S型肺炎鏈球菌的DNA能使R型肺炎鏈球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。

3.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì),DNA賦予了生物的遺傳特性。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)在眾多的肺炎鏈球菌菌株中,光滑型菌株是唯一能夠引起人類肺炎或小鼠敗血癥的類型。(

)(2)實現(xiàn)轉(zhuǎn)化時遺傳物質(zhì)來自S型菌,原料和能量均來自R型菌?；铙w肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗證明DNA是轉(zhuǎn)化因子。(

)(3)S型菌的菌體外面有多糖類的膠狀莢膜,使菌體不易受到宿主正常防護機制的破壞。(

)(4)在R型肺炎鏈球菌培養(yǎng)基中加入S型肺炎鏈球菌的DNA懸浮培養(yǎng),培養(yǎng)基中出現(xiàn)大量的S型肺炎鏈球菌。(

)(5)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)。(

)√×√×√2.下列關(guān)于肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的敘述,正確的是(

)A.該實驗是證實DNA作為遺傳物質(zhì)的最早證據(jù)來源B.多肽類的莢膜使S型肺炎鏈球菌不易受宿主防護機制的破壞C.活體肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗證明了轉(zhuǎn)化因子的純度越高,轉(zhuǎn)化效率越高D.S型菌的DNA與活的R型菌混合懸浮培養(yǎng)后可出現(xiàn)兩種菌落答案

A解析

肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗是證明DNA是遺傳物質(zhì)的最早證據(jù)來源,A項正確;S型肺炎鏈球菌莢膜的化學(xué)成分是多糖,B項錯誤;離體轉(zhuǎn)化實驗證明了轉(zhuǎn)化因子的純度越高,轉(zhuǎn)化效率越高,C項錯誤;從S型菌中抽提的DNA與R型菌混合懸浮培養(yǎng)后,需接種到固體培養(yǎng)基上才可觀察到兩種菌落,D項錯誤。二、噬菌體侵染細菌的實驗分析1.實驗材料

2.實驗過程(1)標(biāo)記噬菌體第一步:標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌+含35S的培養(yǎng)基→含35S的大腸桿菌大腸桿菌+含32P的培養(yǎng)基→含32P的大腸桿菌第二步:標(biāo)記噬菌體T2噬菌體+含35S的細菌→含35S的噬菌體T2噬菌體+含32P的細菌→含32P的噬菌體(2)實驗過程

(3)結(jié)論在噬菌體中,親代與子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA,即DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)選用噬菌體作為實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNA。(

)(2)噬菌體侵染細菌時,只有DNA進入細菌細胞,蛋白質(zhì)外殼沒有進入。(

)(3)用35S標(biāo)記的噬菌體,沉淀物中有放射性是由于保溫時間太長。(

)(4)實驗過程中在攪拌器中攪拌,目的是使細菌外的噬菌體與細菌分離。(

)(5)在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S,說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。(

)√×√√×2.在“噬菌體侵染細菌實驗”中,可通過某操作實現(xiàn)下圖所示變化,該操作是(

)A.用放射性同位素標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)或DNAB.將放射性同位素標(biāo)記的噬菌體與細菌混合C.將噬菌體與細菌混合液置于攪拌器中攪拌D.離心并檢測懸浮液和沉淀物中的放射性答案

C解析

從圖示分析可知,所進行的操作是通過攪拌將細菌外的噬菌體與細菌分離。三、有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA1.實驗材料:煙草花葉病毒(TMV),呈螺旋形桿狀。由一條RNA鏈和蛋白質(zhì)外殼組成。2.煙草花葉病毒的感染和重建實驗過程3.結(jié)論:在只有RNA而沒有DNA的病毒中,RNA是遺傳物質(zhì)。

預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)許多病毒中含有RNA,卻沒有DNA。(

)(2)煙草花葉病毒屬于原核生物,由RNA和蛋白質(zhì)組成。(

)(3)用TMV

A的蛋白質(zhì)和TMV

B的RNA重建的病毒感染煙草葉片細胞后,可檢測到A型病毒。(

)(4)煙草花葉病毒的感染和重建實驗中,重組病毒所繁殖的病毒類型取決于提供RNA的株系。(

)(5)煙草花葉病毒的感染和重建實驗證明了有RNA和DNA的病毒中,RNA是遺傳物質(zhì)。(

)√××√×2.下圖為煙草花葉病毒(TMV)的感染和重建實驗示意圖。下列敘述正確的是(

)A.該實驗證明了核酸是各種生物的遺傳物質(zhì)B.該實驗證明了TMV的遺傳物質(zhì)是RNAC.由圖可推知,A型后代和B型后代的蛋白質(zhì)相同D.由圖可推知,TMV在感染煙草葉片時,蛋白質(zhì)未進入煙草細胞答案

B解析

該實驗證明了RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì),無法證明核酸是各種生物的遺傳物質(zhì),A項錯誤,B項正確;由圖可推知,A型后代和B型后代的蛋白質(zhì)不相同,C項錯誤;由圖可推知,TMV在感染煙草葉片時,RNA進入煙草細胞,但不能證明蛋白質(zhì)未進入煙草細胞,D項錯誤。四、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.大部分生物的遺傳物質(zhì)是DNA,DNA是主要的遺傳物質(zhì)。2.非典型性肺炎(SARS)和流感病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)非典型性肺炎的病原體是一種冠狀病毒,該病毒屬于RNA病毒。(

)(2)由于實驗測定了肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA,故DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(

)(3)小兒麻痹病毒、腦炎病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA,所以RNA是主要的遺傳物質(zhì)。(

)(4)黑藻的遺傳物質(zhì)是DNA,大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是RNA。(

)(5)既含有DNA又含有RNA的生物,其遺傳物質(zhì)是DNA。(

)√×××√2.下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述,正確的是(

)A.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是RNAB.流感病毒的遺傳物質(zhì)含有S元素C.肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)主要是DNAD.煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)能被RNA酶水解答案

D解析

T2噬菌體是一種DNA病毒,其遺傳物質(zhì)是DNA,A項錯誤;流感病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,其組成元素是C、H、O、N、P,不含有S元素,B項錯誤;肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA,C項錯誤;煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,能被RNA酶水解,D項正確。課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點一肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗分析肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的部分過程如下圖所示。思考解決下列問題。

1.S型肺炎鏈球菌和R型肺炎鏈球菌的菌落有何不同?提示

S型肺炎鏈球菌的菌落是光滑的,且S型菌的菌體外面有多糖類的膠狀莢膜;R型肺炎鏈球菌的菌落是粗糙的,其菌體外面沒有莢膜。2.將經(jīng)加熱殺死后的S型菌注射到小鼠體內(nèi),小鼠仍存活的原因是什么?提示

S型菌經(jīng)加熱后蛋白質(zhì)失活,因此失去致病能力。3.從病死小鼠中分離得到的肺炎鏈球菌只有S型菌嗎?提示

不是,從病死的小鼠中能分離出S型菌和R型菌,轉(zhuǎn)化因子不可能把所有的R型菌都轉(zhuǎn)化成S型菌。4.圖示實驗結(jié)論是什么?提示

該實驗證明了加熱殺死的S型菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子,能使某些R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌。歸納提升1.兩個肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的區(qū)別

項

目活體細菌轉(zhuǎn)化實驗離體細菌轉(zhuǎn)化實驗培養(yǎng)細菌在小鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)液實驗對照R型菌與S型菌的毒性對照S型菌各成分的作用進行對照巧妙構(gòu)思用加熱殺死的S型菌注射到小鼠體內(nèi)作為對照實驗來說明R型菌確實發(fā)生了轉(zhuǎn)化將物質(zhì)提純分離后,直接地、單獨地觀察某種物質(zhì)在實驗中所起的作用實驗結(jié)論加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型菌的DNA是遺傳物質(zhì)2.實驗分析(1)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗是指S型菌的DNA片段整合到R型菌中,使受體細胞獲得了新的遺傳信息。(2)活體細菌轉(zhuǎn)化實驗之所以只能說明在加熱殺死的S型菌體內(nèi)存在某種轉(zhuǎn)化因子,主要原因是未單獨研究S型菌中各物質(zhì)的功能,而是將S型菌作為一個整體來研究。(3)離體細菌轉(zhuǎn)化實驗中導(dǎo)致R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的遺傳物質(zhì)來自S型菌,原料和能量均來自R型菌。(4)轉(zhuǎn)化的只是少部分R型菌:由于轉(zhuǎn)化受DNA的純度、兩種細菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響,所以轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型菌都轉(zhuǎn)化成S型菌,而只是少部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌。易錯提醒(1)區(qū)分活體與離體細菌轉(zhuǎn)化實驗的標(biāo)準(zhǔn)不是看對象是不是小鼠,而是看有沒有將S型菌中各物質(zhì)分離,單獨研究其體內(nèi)每一種物質(zhì)的功能。(2)在加熱殺死的S型菌中,其蛋白質(zhì)變性失活,但不要認為DNA也變性失活。探究應(yīng)用1.下列關(guān)于肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的敘述,正確的是(

)A.DNA酶與活的S型菌混合后注入正常小鼠體內(nèi),小鼠不會患敗血癥致死B.提取活的S型菌的DNA直接注射到正常小鼠體內(nèi),小鼠會患敗血癥致死C.S型菌的DNA與活的R型菌混合懸浮培養(yǎng)后,培養(yǎng)液中有無莢膜的細菌D.R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌,說明S型菌的DNA整合到了R型菌的染色體上答案

C解析

活的S型菌的菌體外面有多糖類莢膜,DNA酶不能催化該多糖類莢膜的水解,因此DNA酶與活的S型菌混合后,S型菌仍然存在毒性,將DNA酶與活的S型菌混合后注入正常小鼠體內(nèi),小鼠會患敗血癥致死,A項錯誤;活的S型菌的DNA不會使小鼠患敗血癥致死,B項錯誤;S型菌的DNA與活的R型菌混合懸浮培養(yǎng)后,培養(yǎng)液中有無莢膜的R型菌,C項正確;肺炎鏈球菌為原核生物,不具有染色體,D項錯誤。2.將S型菌的DNA與R型菌混合,注射到小鼠體內(nèi),兩種細菌的含量變化過程如下圖所示,下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.S型菌的出現(xiàn)說明了DNA是“轉(zhuǎn)化因子”B.轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的S型菌具有自然界中S型菌的所有特征C.R型菌轉(zhuǎn)化而來的S型菌的后代仍是R型菌D.圖中后期出現(xiàn)的大量S型菌是由R型菌直接轉(zhuǎn)化而來答案

A解析

由題圖分析可知,S型菌的出現(xiàn)說明了DNA是“轉(zhuǎn)化因子”,A項正確;轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的S型菌具有S型菌有莢膜的待征,但不一定具有其他特征,B項錯誤;R型菌轉(zhuǎn)化而來的S型菌產(chǎn)生的是可遺傳的變異,因此其后代為S型菌,C項錯誤;圖中后期出現(xiàn)的大量S型菌是由R型菌轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的S型菌進行繁殖的結(jié)果,D項錯誤。3.科學(xué)家為研究使R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì),進行了肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗,其基本過程如下圖所示。下列敘述正確的是(

)A.甲組培養(yǎng)皿中只有S型菌落,推測加熱不會破壞轉(zhuǎn)化物質(zhì)的活性B.乙組培養(yǎng)皿中有R型及S型菌落,推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是蛋白質(zhì)C.丙組培養(yǎng)皿中只有R型菌落,推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNAD.該實驗?zāi)茏C明肺炎鏈球菌的主要遺傳物質(zhì)是DNA答案

C解析

甲組培養(yǎng)皿中培養(yǎng)一段時間后可發(fā)現(xiàn)有極少的R型菌轉(zhuǎn)化成了S型菌,因此甲組培養(yǎng)皿中不僅有S型菌落也有R型菌落,A項錯誤;乙組培養(yǎng)皿中加入了蛋白酶,故在乙組的轉(zhuǎn)化中已經(jīng)排除了蛋白質(zhì)的干擾,應(yīng)當(dāng)推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA,B項錯誤;丙組培養(yǎng)皿中加入了DNA酶,S型菌的DNA被水解后,R型菌便不發(fā)生轉(zhuǎn)化,故可推測是DNA參與了R型菌的轉(zhuǎn)化,C項正確;該實驗只能證明肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA,D項錯誤。探究點二噬菌體侵染細菌的實驗分析下面是噬菌體侵染細菌實驗的部分實驗步驟示意圖,思考回答下列問題。

1.怎樣獲得標(biāo)記35S的噬菌體?提示

病毒的繁殖離不開活細胞,要標(biāo)記噬菌體,應(yīng)先標(biāo)記培養(yǎng)噬菌體的細菌,再用未標(biāo)記的噬菌體侵染該細菌。2.實驗中攪拌的作用是什么?提示

實驗中采用攪拌等手段是為了使細菌外的噬菌體與細菌分離。歸納提升1.噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物的放射性分析(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細菌,理論上懸浮液中不含放射性,下層沉淀物中應(yīng)具有很強的放射性。但實驗實際結(jié)果顯示懸浮液中也有一定的放射性,而下層的放射性強度卻比理論值略低。原因有:①保溫時間過短,有一部分噬菌體沒有侵染到細菌細胞內(nèi),經(jīng)離心后分布于懸浮液中;②從噬菌體和細菌混合培養(yǎng)到離心分離,此段時間過長,噬菌體在細菌內(nèi)增殖后,子代噬菌體被釋放出來,經(jīng)離心后分布于懸浮液中。兩者均會使懸浮液有一定的放射性。(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌,理論上沉淀物中不含放射性,但可能由于攪拌不充分,有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面,隨細菌離心到沉淀物中,使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。2.“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況

易錯提醒(1)32P、35S不能同時標(biāo)記在同一噬菌體上,應(yīng)將兩者分別標(biāo)記,即實驗分為兩組。(2)噬菌體的DNA復(fù)制及蛋白質(zhì)合成過程中,只有模板是親代噬菌體提供的,所需要的原料、酶、能量、場所等均由細菌提供。探究應(yīng)用1.下列關(guān)于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述,正確的是(

)A.該實驗依次經(jīng)過混合培養(yǎng)→離心→攪拌→檢測等步驟B.實驗中作為宿主的大腸桿菌均需被放射性同位素標(biāo)記C.該實驗結(jié)果說明噬菌體的遺傳物質(zhì)主要是DNAD.培養(yǎng)時間過長或過短都會使32P標(biāo)記組的懸浮液放射性增強答案

D解析

噬菌體侵染細菌實驗依次經(jīng)過混合培養(yǎng)、攪拌、離心和檢測等步驟,A項錯誤;實驗中一般對噬菌體進行放射性同位素標(biāo)記,而作為宿主的大腸桿菌通常不需要標(biāo)記,B項錯誤;該實驗結(jié)果說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,而非主要是DNA,C項錯誤;若培養(yǎng)時間過短,噬菌體未全部侵入細菌,懸浮液放射性增強,若保溫時間過長,細菌裂解,使子代噬菌體釋放,會導(dǎo)致32P標(biāo)記組的懸浮液放射性增強,D項正確。2.用被32P標(biāo)記的噬菌體進行侵染細菌實驗,如下圖所示。下列敘述錯誤的是(

)A.①中的大腸桿菌未被32P標(biāo)記B.②是為了使噬菌體的DNA與蛋白質(zhì)分開C.若①時間過長,則上清液中的放射性強度增加D.得到的子代噬菌體不能都檢測到32P答案

B解析

①被32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,A項正確;②攪拌的目的是使細菌外的噬菌體蛋白質(zhì)外殼與細菌分離,B項錯誤;若①噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌時間過長,細菌破裂釋放其中的噬菌體,則上清液中的放射性強度會增加,C項正確;實驗結(jié)果表明被32P標(biāo)記的噬菌體DNA進入細菌內(nèi),并能在部分子代噬菌體中檢測到32P,D項正確。3.某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗,進行了以下3個實驗:①用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細菌;②用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細菌;③用未標(biāo)記的噬菌體侵染3H標(biāo)記的細菌。經(jīng)過一段時間后離心,檢測到以上3個實驗中放射性的主要位置依次是(

)A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液B.沉淀物、上清液、沉淀物C.上清液、上清液、沉淀物和上清液D.沉淀物、沉淀物、沉淀物答案

D解析

①用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細菌,35S將出現(xiàn)在新的噬菌體中,所以離心后主要在沉淀物中檢測到放射性;②用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細菌,32P標(biāo)記噬菌體的DNA將出現(xiàn)在新的噬菌體中,所以離心后主要在沉淀物中檢測到放射性;③用未標(biāo)記的噬菌體侵染3H標(biāo)記的細菌,3H將出現(xiàn)在新的噬菌體中,所以離心后主要在沉淀物中檢測到放射性。高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHUASHEJI第二節(jié)遺傳信息編碼在DNA分子上第三章2022內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)課標(biāo)闡釋學(xué)法指導(dǎo)1.理解DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成,通過DNA的平面和立體示意圖加深對DNA結(jié)構(gòu)和特點的理解。(生命觀念)2.在進行制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時,運用構(gòu)建模型的科學(xué)方法認識DNA結(jié)構(gòu)。(科學(xué)探究)1.認識并繪制脫氧核苷酸組成圖,通過教材上DNA的平面和立體示意圖加深理解DNA的結(jié)構(gòu)和特點。2.通過制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點的認識和理解。課前篇自主預(yù)習(xí)一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)1.DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸。組成脫氧核苷酸的堿基只有4種,分別是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。脫氧核苷酸也有4種,即腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。2.DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型特點(1)DNA分子是由兩條長鏈組成的,這兩條長鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。其中每條鏈上的一個核苷酸以脫氧核糖與另一個核苷酸上的磷酸基團結(jié)合,形成主鏈的基本骨架,并排列在主鏈的外側(cè),堿基則位于主鏈內(nèi)側(cè)。(2)DNA分子一條鏈上的核苷酸堿基總是跟另一條鏈上的核苷酸堿基互補配對,由氫鍵連接。(3)在DNA分子中,A(腺嘌呤)和T(胸腺嘧啶)的數(shù)目相等,G(鳥嘌呤)和C(胞嘧啶)的數(shù)目相等,但A+T的量不一定等于G+C的量。3.堿基互補配對原則與卡伽夫法則(1)堿基互補配對原則:腺嘌呤與胸腺嘧啶通過2個氫鍵相連,鳥嘌呤與胞嘧啶通過3個氫鍵相連。(2)卡伽夫法則:腺嘌呤與胸腺嘧啶數(shù)目相等,鳥嘌呤與胞嘧啶數(shù)目相等。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)DNA在分子結(jié)構(gòu)和生物合成的方式上滿足了遺傳物質(zhì)多樣化和基本恒定的雙重要求。(

)(2)DNA分子的一條單鏈上,相鄰兩個脫氧核苷酸之間的堿基通過磷酸直接相連。(

)(3)DNA分子中A+T的數(shù)量一定等于G+C的數(shù)量。(

)(4)DNA分子的一條鏈中,一個脫氧核糖連接一個磷酸基團。(

)(5)在雙鏈DNA分子中,互補堿基兩兩相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。(

)√×××√2.下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的圖示中,正確的是(

)答案

B解析

DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?A項錯誤,B項正確;DNA的基本單位是脫氧核苷酸,磷酸基團與脫氧核糖交替連接構(gòu)成了DNA的基本骨架,C、D兩項的連接方式不對,C、D兩項錯誤。二、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1.原理DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點。2.材料用具選取材料,用不同形狀和顏色的材料分別代表脫氧核糖、磷酸和不同的堿基。注意選取作為支架和連接的材料要有一定的強度和韌性,注意選取合適的工具。3.方法步驟(1)用所選材料制成不同形狀、不同大小和不同顏色的物體,用來代表脫氧核糖、磷酸和不同的堿基。(2)將代表不同化合物的物體連接、組裝在一起。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)制作DNA結(jié)構(gòu)模型時,同一條鏈中相鄰兩個堿基通過“脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖”相連接,而兩條鏈中相鄰兩個堿基通過氫鍵相連接。(

)(2)兩條DNA單鏈模型的位置關(guān)系應(yīng)為反向平行。(

)(3)制作時外側(cè)的脫氧核糖和磷酸的相間排列方式多種多樣,內(nèi)側(cè)堿基配對的方式也不同。(

)(4)連接兩條相鄰脫氧核苷酸鏈時,A與T之間需要兩個相同材料作為氫鍵相連。(

)√×√√2.某同學(xué)在“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”活動中,制作了甲~丁四種相關(guān)化合物的模型(如圖所示),①②表示化學(xué)鍵連接的位點。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.化合物甲、乙、丙可組成DNA的基本單位B.化合物甲、乙位于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)C.連接化合物丙與丁的化學(xué)鍵位于①②之間D.在雙鏈DNA分子中甲的數(shù)量等于丁的數(shù)量答案

D解析

DNA的基本單位是脫氧核苷酸,由磷酸基團、脫氧核糖、堿基組成,即甲、丁、乙或丙可組成DNA的基本單位,A項錯誤;DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)由脫氧核糖和磷酸基團交替連接構(gòu)成,即甲和丁,B項錯誤;連接化合物丙(堿基)與丁(脫氧核糖)的化學(xué)鍵不在①②之間,C項錯誤;在雙鏈DNA分子中,磷酸(甲)的數(shù)量=堿基(乙、丙)的數(shù)量=脫氧核糖(丁)的數(shù)量,D項正確。三、堿基排列順序編碼了遺傳信息1.DNA分子的多樣性和特異性(1)不同的DNA分子由不同數(shù)量的脫氧核苷酸組成,堿基數(shù)目不同,排列方式也不同。自然界每個DNA分子的堿基有成千上萬個,它們的排列方式構(gòu)成了巨大的數(shù)字,因而表現(xiàn)出DNA的多樣性。(2)每個特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序,構(gòu)成了DNA分子的特異性。2.遺傳信息(1)DNA分子中不同的堿基排列順序可以儲存不同的遺傳信息。兩種生物的親緣關(guān)系越近,它們細胞內(nèi)DNA的核苷酸序列也越相似。(2)通過對DNA中核苷酸的序列分析,可以判斷各種生物進化中的親緣關(guān)系,可以對兩人的血緣關(guān)系做出參考性的結(jié)論,可以鑒定案件中的人物身份。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)組成DNA的脫氧核苷酸有4種,對應(yīng)的DNA分子有4種。(

)(2)有100個堿基對的脫氧核苷酸鏈,便有4100種排列方式。(

)(3)由于同一種生物DNA的核苷酸序列極為接近,才能使得“種瓜得瓜,種豆得豆”。(

)(4)DNA中堿基的不同排列順序可以儲存不同的遺傳信息。(

)(5)DNA的不同,是由于堿基的排列順序不同,并非是核苷酸數(shù)量的不同。(

)√×√√×2.下列關(guān)于DNA的敘述,錯誤的是(

)A.DNA分子的基本骨架是由磷酸基團和脫氧核糖交替連接而成的B.DNA分子中嘌呤和嘧啶數(shù)量相等C.DNA分子中的堿基排列順序蘊藏著遺傳信息D.一個DNA分子中堿基對G-C越多,熱穩(wěn)定性越低答案

D解析

DNA分子的基本骨架由脫氧核糖和磷酸基團交替連接而成,A項正確;由于DNA具有雙鏈結(jié)構(gòu),且兩條鏈互補,因此,DNA分子中嘌呤和嘧啶數(shù)量相等,B項正確;DNA分子中的堿基(對)排列順序編碼了遺傳信息,C項正確;一個DNA分子中堿基對G-C越多,熱穩(wěn)定性越高,因為G-C之間有三個氫鍵,而A-T之間有兩個氫鍵,D項錯誤。課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點一DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點下圖是DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖。思考解決下列問題。

1.填寫名稱。①

,②

,③

,④

,⑤

,⑥

,

⑦

,⑧

,⑨

。

提示

磷酸基團

脫氧核糖

胞嘧啶

鳥嘌呤

腺嘌呤

胸腺嘧啶

胞嘧啶脫氧核苷酸

堿基對

氫鍵2.從左圖來看,DNA分子平面模式圖就如同一把“梯子”,在外側(cè)的“扶手”是由

和

交替連接而成的,內(nèi)側(cè)的“橫檔”是由

通過

相連組成的

,因此在結(jié)構(gòu)上具有一定的穩(wěn)定性。從圖中還能看出:一個雙鏈DNA分子的兩條長鏈?zhǔn)?/p>

平行的,其中一個脫氧核苷酸是由

、

、

三部分連接而成的。

提示

脫氧核糖

磷酸基團

堿基

氫鍵

堿基對

反向

一個磷酸基團

一個脫氧核糖

一個堿基歸納提升1.DNA分子的化學(xué)組成(1)基本組成元素有C、H、O、N、P5種元素。(2)基本組成單位:4種脫氧核苷酸(腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸)。2.DNA分子的平面結(jié)構(gòu)(1)一條脫氧核苷酸單鏈中,一分子脫氧核苷酸中的脫氧核糖與另一分子脫氧核苷酸中的磷酸通過磷酸二酯鍵相連接。(2)兩條單鏈之間配對的堿基以氫鍵相連,A與T之間形成兩個氫鍵,G與C之間形成三個氫鍵,因此C、G含量越多,DNA分子越穩(wěn)定。3.DNA分子的立體結(jié)構(gòu)——規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)

項目主

鏈堿

基

對構(gòu)成方式①脫氧核糖與磷酸基團交替排列②兩條主鏈呈反向平行③盤繞成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)①主鏈上對應(yīng)堿基以氫鍵連接成對②堿基互補配對(A-T,G-C)位置雙螺旋外側(cè)雙螺旋內(nèi)側(cè)4.DNA分子的形成

探究應(yīng)用1.下面關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,錯誤的是(

)A.每個雙鏈DNA分子通常都會含有四種脫氧核苷酸B.每個堿基分子上連接著一個磷酸和一個脫氧核糖C.每個DNA分子中堿基數(shù)=磷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)D.雙鏈DNA分子中的一段含有40個胞嘧啶,就一定會同時含有40個鳥嘌呤答案

B解析

在雙鏈DNA分子內(nèi)部,堿基之間通過氫鍵連接形成堿基對,對一個堿基來說,一側(cè)連接著一個脫氧核糖,另一側(cè)通過氫鍵和另一個堿基相連。2.下圖為某雙鏈DNA(由甲鏈和乙鏈組成)的局部結(jié)構(gòu)簡圖,圖中數(shù)字①~⑥表示不同物質(zhì)或氫鍵。下列敘述正確的是(

)A.圖中⑤為氫鍵,且③與④可為A-T堿基對或G-C堿基對B.圖中①為腺嘌呤,②為胸腺嘧啶,①②通過氫鍵連接C.圖中⑥為磷酸基團,此DNA片段中含有2個游離的磷酸基團D.圖中甲鏈與乙鏈方向相反,但兩條鏈堿基排列順序相同答案

C解析

圖中⑤為氫鍵,③與④只能為G-C堿基對,A項錯誤;圖中①為腺嘌呤,②為胸腺嘧啶,①②通過“脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖”連接,B項錯誤;圖中⑥為磷酸基團,此DNA片段有兩條單鏈,每條單鏈有一個游離的磷酸基團,共有2個游離的磷酸基團,C項正確;圖中甲鏈與乙鏈方向相反,兩條鏈堿基排列是互補的,其堿基排列順序不同,D項錯誤。3.某大腸桿菌擬核區(qū)的環(huán)狀DNA所有堿基都含14N,下圖是該DNA分子中一條脫氧核苷酸鏈的一段。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.①②構(gòu)成脫氧核苷B.③是胞嘧啶或胸腺嘧啶C.該DNA分子中有兩個游離的磷酸基團D.DNA分子中脫氧核苷酸鏈的不同在于堿基的數(shù)量不同答案

B解析

②③構(gòu)成脫氧核苷;③的堿基只含有一個環(huán),應(yīng)該是胞嘧啶或胸腺嘧啶;該DNA分子是環(huán)狀DNA,所以不存在游離的磷酸基團;DNA分子中脫氧核苷酸鏈的不同在于堿基的數(shù)量、排列順序不同。探究點二卡伽夫法則及其應(yīng)用某真核生物DNA片段的結(jié)構(gòu)示意圖如下。思考解決下列問題。

1.①②各代表什么結(jié)構(gòu)?提示

①是氫鍵,②表示腺嘌呤(A)。2.α鏈和β鏈?zhǔn)鞘裁次恢藐P(guān)系?構(gòu)成它們的基本單位是什么?提示

α鏈和β鏈呈反向平行,構(gòu)成它們的基本單位為脫氧核苷酸。3.若α鏈中A+T占48%,則DNA分子中G占多少?提示

若α鏈中A+T=48%,則β鏈中A+T=48%,推出在整個DNA分子中A+T=48%,則C+G=52%,因為C=G,所以G占26%。歸納提升1.卡伽夫法則在DNA分子中,A(腺嘌呤)和T(胸腺嘧啶)的數(shù)目相等,G(鳥嘌呤)和C(胞嘧啶)的數(shù)目相等,但A+T的量不一定等于G+C的量,這就是DNA中堿基含量的卡伽夫法則。2.堿基計算的一般規(guī)律(1)雙鏈DNA分子中①A=T,G=C。②A+G=T+C,(A+G)/(T+C)=1,即嘌呤總數(shù)=嘧啶總數(shù)。③A+G=T+C=A+C=T+G,(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1,即雙鏈DNA分子中任一非互補堿基之和相等,且占DNA堿基總數(shù)的50%。注意:上述①~③在不同物種中無特異性。(2)在DNA兩互補鏈之間①(A1+G1)/(T1+C1)=(T2+C2)/(A2+G2),即一條鏈與另一條鏈(A+G)/(T+C)的比值互為倒數(shù)。②(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A總+T總)/(G總+C總),即互補堿基之和在一條鏈上、在互補鏈上和在整個DNA分子中所占比例相同。此比例在不同DNA分子中有特異性。探究應(yīng)用1.已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數(shù)的28%,其中一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的20%和12%。則在它的互補鏈中,T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的(

)A.48%,20%

B.52%,16%C.24%,20% D.20%,24%答案

B解析

已知該DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數(shù)的28%,則C=G=14%,A=T=50%-14%=36%。其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的20%和12%,即T1=20%、C1=12%,根據(jù)堿基互補配對原則,雙鏈DNA分子中,T=(T1+T2)/2,計算可得T2=52%,同理,C2=16%,B項正確。2.DNA熔解溫度(Tm)是使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開一半時所需要的溫度,不同種類DNA的Tm值不同。下圖表示DNA分子中G+C含量(占全部堿基的比例)與Tm的關(guān)系。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A.雙鏈DNA分子中的堿基含量符合卡伽夫法則B.Tm值相同的DNA分子中G+C的數(shù)量相同C.Tm值的大小與DNA分子中氫鍵的多少有關(guān)D.在“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”活動中,應(yīng)選擇6種形狀的材料分別表示脫氧核糖、磷酸和堿基答案

B解析

分析曲線圖可知Tm值越大,G+C含量越高,即DNA分子的Tm值與G+C含量呈正相關(guān)。雙鏈DNA分子中的堿基含量符合卡伽夫法則,A項正確;兩個DNA分子若Tm值相同,則它們所含G+C比例相同,但G+C的數(shù)量不一定相同,B項錯誤;Tm值表示DNA分子中G+C含量,G與C之間有三個氫鍵,因此Tm值的大小與DNA中氫鍵的多少有關(guān),C項正確;在“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”活動中,應(yīng)選擇6種形狀的材料分別表示一種脫氧核糖、一種磷酸和四種含氮堿基,D項正確。3.雙鏈DNA分子的一條單鏈中(A+G)/(T+C)=0.4。上述比例在其互補單鏈和整個DNA分子中分別為(

)A.0.4、0.6 B.2.5、1C.0.4、0.4 D.0.6、1答案

B解析

根據(jù)堿基互補配對原則,在整個DNA分子中,因為A=T,G=C,所以(A+G)/(T+C)=1。在雙鏈DNA分子中,一條鏈上的(A+G)/(T+C)與另一條鏈上的(T+C)/(A+G)相等,為0.4,因而互補鏈中(A+G)/(T+C)=2.5,與已知鏈的該比值互為倒數(shù)。高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHUASHEJI第三節(jié)DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息第三章2022內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)課標(biāo)闡釋學(xué)法指導(dǎo)1.理解DNA通過半保留方式進行復(fù)制。(生命觀念)2.通過探究DNA的復(fù)制過程,領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)特征。(科學(xué)探究)1.從DNA的結(jié)構(gòu)入手,利用問題理解DNA復(fù)制的條件、過程和特點。2.聯(lián)系有絲分裂、減數(shù)分裂,進一步理解DNA復(fù)制過程和意義。課前篇自主預(yù)習(xí)一、探究DNA的復(fù)制過程1.方法:同位素示蹤法和密度梯度離心法。2.實驗材料:大腸桿菌。3.實驗原理含15N的雙鏈DNA密度較大,含14N的雙鏈DNA密度較小,一條鏈含15N與一條鏈含14N的雙鏈DNA密度居中。4.實驗過程(1)培養(yǎng)含15N的大腸桿菌:用15NH4Cl作為唯一氮源的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌若干代,使大腸桿菌的DNA都被同位素15N標(biāo)記。(2)轉(zhuǎn)入含14N的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng):用14NH4Cl作為唯一氮源的培養(yǎng)液培養(yǎng)上述大腸桿菌。(3)離心:分別取不同時刻的大腸桿菌,并將大腸桿菌中的DNA分離出來,做密度梯度超速離心和分析。5.實驗結(jié)果:離心后出現(xiàn)三條帶。6.實驗結(jié)論:DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)探究DNA的復(fù)制過程運用了同位素示蹤法和差速離心法。(

)(2)含15N的雙鏈DNA密度較大,離心后的條帶應(yīng)分布于離心管的下部,含14N的雙鏈DNA密度較小,離心后的條帶應(yīng)分布于離心管的上部。(

)(3)將大腸桿菌放入以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一代,則大腸桿菌的DNA都被同位素15N標(biāo)記。(

)(4)一個用15N標(biāo)記的DNA分子放在含有14N的環(huán)境中培養(yǎng),復(fù)制3次后含有14N的DNA分子占DNA分子總數(shù)的3/4。(

)(5)根據(jù)同位素示蹤實驗的結(jié)果,新合成的雙鏈DNA分子中,有一條鏈?zhǔn)莵碜杂H代的DNA,另一條鏈則是新合成的。(

)√×√×√2.某研究小組進行“探究DNA的復(fù)制過程”的活動,結(jié)果如圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,a、b、c表示離心管編號,條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是(

)A.本活動運用了同位素示蹤技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)B.a管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的C.b管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是15N-14N-DNAD.實驗結(jié)果說明DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制答案

B解析

本活動中有使用到14N和15N,即采用了同位素示蹤技術(shù),3個離心管中的條帶需經(jīng)密度梯度離心,A項正確。a管中只有重帶,即為15N-15N-DNA,表明該管中的大腸桿菌是在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的,B項錯誤。b管中只有中帶,即該管中的大腸桿菌的DNA都是15N-14N-DNA,C項正確。c管中具有1/2中帶(15N-14N-DNA),1/2輕帶(14N-14N-DNA),綜合a、b、c三個離心管可推測,a管中為親代DNA即15N-15N-DNA,b管中為復(fù)制一代后的子代DNA即15N-14N-DNA,c管中為復(fù)制兩代后的子代DNA即1/2

15N-14N-DNA和1/2

14N-14N-DNA,說明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制,D項正確。二、DNA通過半保留方式進行復(fù)制1.半保留復(fù)制:以親代的一條DNA鏈為模板,按照堿基互補配對原則,合成另一條具有互補堿基的新鏈,復(fù)制出的DNA分子與親代DNA分子完全相同。2.條件(1)模板:DNA分子的兩條鏈。(2)原料:4種脫氧核苷酸。(3)酶:解旋酶、DNA聚合酶。(4)能量。3.復(fù)制基礎(chǔ):DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。4.過程(1)形成母鏈:在解旋酶的作用下,兩條鏈的配對堿基之間的氫鍵斷開,堿基暴露出來,形成了兩條“模板鏈”即母鏈。(2)合成子鏈:每一條母鏈按照堿基互補配對的原則,相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖和磷酸基團間形成磷酸二酯鍵,產(chǎn)生一條子鏈。這一過程需要DNA聚合酶的參與。(3)新DNA分子的形成:每一條新形成的子鏈和原來的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。5.結(jié)果:原來的一個雙螺旋DNA分子變成了兩個雙螺旋DNA分子。這兩個新形成的DNA分子是相同的,并且與親代DNA分子相同。6.意義:DNA分子通過復(fù)制使親代的遺傳信息傳遞給子代,從而保持了前后代遺傳信息的連續(xù)性。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)DNA分子的兩條鏈均可作為復(fù)制的模板。其中解旋酶使DNA分子的兩條鏈的配對堿基之間氫鍵斷裂。(

)(2)DNA分子通過全保留復(fù)制使遺傳物質(zhì)從親代向子代傳遞,保持了親子代間遺傳信息的穩(wěn)定。(

)(3)DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)為DNA分子的復(fù)制提供了精確的模板。(

)(4)DNA復(fù)制時,DNA聚合酶作用的部位是相鄰核苷酸的脫氧核糖和磷酸基團之間。(

)√×√√2.下圖為某真核細胞中DNA復(fù)制過程模式圖,下列分析錯誤的是(

)A.酶①和酶②均作用于氫鍵B.該過程可發(fā)生在細胞有絲分裂前的間期C.該過程的模板鏈?zhǔn)莂、b鏈D.DNA復(fù)制的特點是半保留復(fù)制答案

A解析

酶①作用于氫鍵,酶②作用于磷酸二酯鍵;該過程可發(fā)生在細胞有絲分裂前的間期,該過程需要a、b鏈分別作模板,c、d鏈?zhǔn)欠謩e以a、b鏈為模板合成的子鏈;DNA分子復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點。課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點一DNA復(fù)制相關(guān)知識的理解根據(jù)下圖思考解決下列問題。

1.“種瓜得瓜,種豆得豆”,從生物學(xué)角度理解,就是親代的性狀傳遞給了子代,其本質(zhì)原因是什么?提示

同一種生物親子代的DNA分子相似。2.親代的遺傳信息傳遞給子代的方式是什么?需要哪些條件?提示

DNA半保留復(fù)制。需要酶、能量、模板、原料等條件。歸納提升1.關(guān)于復(fù)制的注意點(1)真核生物DNA發(fā)生復(fù)制的時間①在體細胞中發(fā)生在有絲分裂前的間期。②在有性生殖過程中發(fā)生在減數(shù)分裂前的間期。(2)場所:凡是細胞內(nèi)有DNA的地方均可進行DNA復(fù)制。①真核生物:細胞核、線粒體、葉綠體,其中主要場所是細胞核。②原核生物:細胞質(zhì)。③病毒:宿主細胞內(nèi)。2.復(fù)制過程圖解

3.解答DNA分子復(fù)制過程中的計算題時要特別注意以下幾點(1)在分析被標(biāo)記的DNA分子所占的比例時,要注意的是DNA分子數(shù),還是脫氧核苷酸鏈數(shù),兩者之間的關(guān)系不是1∶1。(2)在解答消耗某種脫氧核苷酸數(shù)量時,要除去親代DNA分子中所含有的相應(yīng)脫氧核苷酸數(shù)量。(3)不能將經(jīng)過n次復(fù)制和第n次復(fù)制混為一談,兩者之間不是等同關(guān)系。(4)看清“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞,以免掉進陷阱。(5)復(fù)制后的DNA分子數(shù)=2n(n為復(fù)制次數(shù)),含親代鏈的DNA分子數(shù)始終是2個。方法技巧DNA的復(fù)制——“一所、兩期、三步、四條件”“一所”是指復(fù)制的場所主要是細胞核;“兩期”是指復(fù)制的時期主要是有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期;“三步”是指“三個步驟”即解旋、形成子鏈、母鏈與子鏈形成新的DNA分子;“四條件”是指原料、模板、能量和酶。探究應(yīng)用1.將DNA不含15N的某動物精原細胞置于含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),一個細胞周期后將其轉(zhuǎn)移到不含15N的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)一個細胞周期,則含15N的子細胞至少占(

)A.1/4 B.1/2C.3/4 D.7/8答案

B解析

將DNA不含15N的某動物精原細胞置于含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)完成一個細胞周期,根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點,其形成的兩個子細胞均含有放射性,染色體中的DNA其中一條鏈被標(biāo)記,另一條鏈未被標(biāo)記;將子代細胞轉(zhuǎn)入不含15N的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)一個細胞周期,間期復(fù)制完成之后,一條染色體有兩條姐妹染色單體,其中一條含15N,另一條不含15N。有絲分裂后期著絲粒分裂后,含15N的染色體隨機分配移向兩極,若含15N的染色體全部移向一極,則一個子細胞含有15N,另一個子細胞不含15N,故將2個子代細胞轉(zhuǎn)入不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)培一個細胞周期,子代中含有15N的細胞至少有2個(1/2),最多有4個(100%)。2.一個雙鏈均含32P的DNA分子,在不含32P的溶液中復(fù)制3次后,含32P的子代DNA分子個數(shù)是(

)A.1 B.2C.4 D.8答案

B解析

一個雙鏈均含32P的DNA分子,在不含32P的溶液中復(fù)制3次后,根據(jù)半保留復(fù)制原則,含32P的子代DNA分子個數(shù)是2個。3.下列關(guān)于DNA分子復(fù)制的敘述,正確的是(

)A.復(fù)制只在細胞核內(nèi)進行B.復(fù)制僅發(fā)生在有絲分裂的過程中C.復(fù)制過程是先解開螺旋后進行復(fù)制D.堿基互補配對保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性答案

D解析

真核生物DNA的復(fù)制主要在細胞核中進行,此外在線粒體和葉綠體中也能進行,A項錯誤;復(fù)制不僅僅發(fā)生在有絲分裂過程中,減數(shù)分裂過程中也有DNA的復(fù)制,B項錯誤;復(fù)制過程中邊解旋邊復(fù)制,C項錯誤;堿基互補配對保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性,D項正確。探究點二探究DNA的復(fù)制過程剖析下圖表示采用同位素示蹤技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)來探究DNA復(fù)制方式的過程圖解,思考解決下列問題。1.該實驗證明DNA的復(fù)制方式是什么?提示

半保留復(fù)制。2.輕帶表示的DNA分子中N組成是什么?提示

14N-14N。3.若將DNA雙鏈分開來離心,則b、c兩組實驗結(jié)果是否相同?提示

不相同。歸納提升1.實驗原理若DNA的兩條鏈都用15N標(biāo)記,那么DNA分子密度較大,離心后應(yīng)該在試管的下部;若兩條鏈中都含有14N,那么DNA分子密度較小,離心后應(yīng)該在試管的上部;若DNA的兩條鏈中一條含有15N,一條含有14N,那么DNA分子密度居中,離心后應(yīng)該在試管的中部。2.預(yù)期結(jié)果(1)若第二代DNA分子中15N-15N占1/2,14N-14N占1/2;第三代DNA分子中15N-15N占1/4,14N-14N占3/4,說明DNA復(fù)制方式是全保留復(fù)制。(2)若第二代DNA分子全部是15N-14N;第三代DNA分子中15N-14N占1/2,14N-14N占1/2,說明DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制。3.DNA分子復(fù)制過程圖解

探究應(yīng)用1.大腸桿菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后,大腸桿菌DNA的含氮堿基均含有15N,然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),抽取親代及子代的DNA,用密度梯度離心法分離,如圖①~⑤為可能的結(jié)果,下列敘述錯誤的是(

)A.子一代DNA應(yīng)為②B.子二代DNA應(yīng)為①C.子三代DNA應(yīng)為④D.親代的DNA應(yīng)為⑤答案

C解析

子一代DNA表明DNA分子只復(fù)制一次,都是15N-14N,對應(yīng)圖②,A項正確;子二代DNA表明DNA分子復(fù)制兩次,產(chǎn)生4個DNA分子,其中2個為14N-14N,2個為15N-14N,對應(yīng)圖①,B項正確;子三代DNA表明DNA分子復(fù)制三次,產(chǎn)生8個DNA分子,其中6個為14N-14N,2個為15N-14N,對應(yīng)圖③,C項錯誤;親代的DNA都是15N-15N,對應(yīng)圖⑤,D項正確。2.將一個用14N標(biāo)記的DNA放到15N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),讓其連續(xù)復(fù)制三次,將每次復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)進行離心,復(fù)制1次、2次、3次后的分層結(jié)果分別是圖中的(

)A.c、e、f B.a、e、bC.a、b、d D.c、a、b答案

D解析

由于DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制,一個用14N標(biāo)記的DNA分子在15N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),復(fù)制一次后,每個DNA分子的一條鏈含14N,另一條鏈含15N,離心后全部位于中間層,對應(yīng)圖中的c;復(fù)制二次后,產(chǎn)生4個DNA分子,其中含14N和15N的DNA分子為2個,只含15N的DNA分子為2個,離心后其分層對應(yīng)圖中的a;復(fù)制三次后,產(chǎn)生8個DNA分子,其中含14N和15N的DNA分子為2個,只含15N的DNA分子為6個,離心后其分層對應(yīng)圖中的b。3.下圖所示是研究DNA復(fù)制方式的實驗,根據(jù)這些實驗結(jié)果進行的推論,正確的是(

)菌種:大腸桿菌培養(yǎng)條件與方法:(1)在含15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代,使DNA均被15N標(biāo)記(圖甲)。(2)轉(zhuǎn)至14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng),每30分鐘繁殖一代。(3)取出每代DNA樣本,并離心分層。結(jié)果模擬圖:A.乙是轉(zhuǎn)入14N培養(yǎng)液中復(fù)制一代的結(jié)果B.乙是轉(zhuǎn)入14N培養(yǎng)液中復(fù)制二代的結(jié)果C.出現(xiàn)丁的結(jié)果至少需要60分鐘D.圖戊表示復(fù)制三代后不再具有15N標(biāo)記的DNA答案

C解析

已知親本雙鏈都是15N,根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的特點,子一代都是一條鏈含14N,一條鏈含15N,位于試管的中部,如圖丙所示,A項錯誤;子二代形成的四個DNA分子中,兩個具有最初的母鏈,處于中帶,還有兩個不含15N,位于輕帶,如圖丁所示,B項錯誤;出現(xiàn)丁的結(jié)果時,DNA至少復(fù)制了兩次,所以最少經(jīng)過了60分鐘,C項正確;無論復(fù)制多少次,都有兩個DNA分子含有15N,D項錯誤。高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHUASHEJI第1課時遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯第三章2022內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)課標(biāo)闡釋學(xué)法指導(dǎo)1.概述基因的概念,列舉基因和DNA的功能。(生命觀念)2.比較DNA與RNA的異同。(科學(xué)思維)3.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。(生命觀念、科學(xué)思維)4.說明遺傳密碼與氨基酸的關(guān)系。(生命觀念、科學(xué)思維)1.以基因為中心構(gòu)建概念圖,理解遺傳信息的傳遞、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。2.通過列表比較理解密碼子與反密碼子、轉(zhuǎn)錄與翻譯、基因與DNA的異同。課前篇自主預(yù)習(xí)一、基因通常是DNA分子的功能片段1.基因概念:基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段),是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,是DNA(部分生物是RNA)分子上含特定遺傳信息的核苷酸序列的總稱。2.基因的本質(zhì):大多數(shù)生物中是一段DNA,RNA病毒中是一段RNA。3.基因的功能:通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制細胞的生命活動,即性狀的表現(xiàn)。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)基因中的核苷酸序列含有遺傳信息,直接控制各項生命活動。(

)(2)某些病毒的RNA片段也可以是一個基因。(

)(3)基因通過控制酶的合成來控制生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。(

)(4)基因是RNA分子上含有特定遺傳信息的核苷酸總稱。(

)(5)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,其結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是基因。(

)√×√××2.染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸之間具有一定的邏輯關(guān)系,下列說法正確的是(

)A.基因是DNA上任意一個片段,一個DNA上可含有很多個基因B.染色體是DNA的載體,一條染色體上含有1個或2個DNA分子C.由120個脫氧核苷酸組成的DNA分子片段種類數(shù)最多可達4120D.等位基因的脫氧核苷酸序列相同答案

B解析

基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,一個DNA上可含有很多個基因,A項錯誤;染色體是DNA的載體,一條染色體上含有1個(未復(fù)制時)或2個DNA分子(復(fù)制完成后),B項正確;DNA分子是雙鏈結(jié)構(gòu),且遵循堿基互補配對原則,所以由120個脫氧核苷酸組成的DNA分子片段種類數(shù)最多可達460,C項錯誤;基因是有特定序列的DNA片段,所以等位基因的脫氧核苷酸序列不相同,D項錯誤。二、DNA分子上的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄傳遞給RNA1.轉(zhuǎn)錄概念:以DNA的一條鏈為模板,依據(jù)堿基互補配對原則,合成RNA的過程。2.轉(zhuǎn)錄過程3.RNA的種類和功能

種類信使RNA轉(zhuǎn)運RNA核糖體RNA區(qū)別簡稱mRNAtRNArRNA功能傳達DNA上的遺傳信息把氨基酸運送到核糖體上,使之按照mRNA的信息指令連接起來,形成蛋白質(zhì)核糖體的重要成分,是核糖體行使其功能所必需的共同點均是以DNA上的基因區(qū)段為模板轉(zhuǎn)錄來的;真核生物的合成場所在細胞核上;均是單鏈預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)遺傳信息轉(zhuǎn)錄時原料是4種游離的核糖核苷酸。(

)(2)RNA是多核苷酸分子,通常為單鏈,組成成分中沒有胸腺嘧啶。(

)(3)轉(zhuǎn)錄時需要解旋酶、RNA聚合酶。(

)(4)當(dāng)RNA聚合酶與DNA分子的某一啟動部位相結(jié)合時,只有含一個基因的DNA片段的雙螺旋解開。(

)(5)轉(zhuǎn)錄時,以DNA的一條鏈為模板,按堿基互補配對原則,并通過氫鍵聚合成與該片段DNA相對應(yīng)的RNA分子。(

)√×√××2.下圖為真核生物核內(nèi)轉(zhuǎn)錄過程示意圖,下列敘述錯誤的是(

)A.①為編碼鏈,②為模板鏈B.DNA在甲處剛剛由解開螺旋狀態(tài)恢復(fù)雙螺旋C.合成的RNA分子比DNA分子短D.RNA將在細胞質(zhì)加工為mRNA答案

D解析

據(jù)圖分析,②和③形成雜合的RNA-DNA雙鏈,其中②為模板鏈,③為信使RNA,則①為非模板鏈(編碼鏈),A項正確;DNA在甲處已轉(zhuǎn)錄完成,剛由解旋狀態(tài)恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu),B項正確;由于基因的選擇性表達,合成的RNA分子比DNA分子短,C項正確;RNA將在細胞核中加工為mRNA,D項錯誤。三、遺傳信息通過翻譯指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1.翻譯概念:以mRNA為模板,合成具有一定的氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。2.場所或裝配機器:核糖體。3.遵循原則:堿基互補配對原則。4.條件:模板——mRNA、原料——氨基酸、工具——tRNA等。5.過程圖解

6.產(chǎn)物:多肽鏈。

預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所,遇到起始信號便開始蛋白質(zhì)的合成。(

)(2)翻譯時一個mRNA上只能結(jié)合1個核糖體。(

)(3)起始密碼子能決定氨基酸,但終止密碼子不決定氨基酸,tRNA上的反密碼子能識別密碼子。(

)(4)mRNA上3個相鄰的堿基就是一個遺傳密碼,mRNA和核糖體特異性結(jié)合。(

)(5)蛋白質(zhì)合成時,核糖體認讀mRNA上的遺傳密碼,選擇相應(yīng)的氨基酸加到延伸的肽鏈上,多肽鏈合成結(jié)束,mRNA脫離核糖體并進入下一個循環(huán)。(

)√×√××2.下圖為多肽鏈的生物合成過程示意圖,下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.該過程有氫鍵的形成與斷裂B.該核糖體的運動方向是自右向左C.圖中RNA聚合酶結(jié)合位點在5'端D.RNA內(nèi)部不會發(fā)生堿基互補配對答案

A解析

在翻譯過程中,tRNA攜帶氨基酸進入核糖體,tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對形成氫鍵,當(dāng)tRNA離開核糖體時氫鍵斷裂,A項正確;由題圖可知,該核糖體的運動方向是自左向右,B項錯誤;題圖表示翻譯過程,不需要RNA聚合酶的參與,C項錯誤;tRNA呈三葉草結(jié)構(gòu),可發(fā)生堿基互補配對,D項錯誤。課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點一轉(zhuǎn)錄與翻譯右圖為蛋白質(zhì)的合成圖示,思考解決下列問題。

1.mRNA與核糖體有怎樣的數(shù)量關(guān)系?有何意義?提示

一個mRNA上可同時結(jié)合多個核糖體。少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。2.上圖中核糖體在mRNA上向什么方向移動的?判斷依據(jù)是什么?提示

從左向右。判斷依據(jù)是根據(jù)多肽鏈的長短,長的翻譯在前。3.圖示過程合成的直接產(chǎn)物是蛋白質(zhì)分子嗎?提示

不是,合成的僅是多肽鏈,要形成蛋白質(zhì)還需要進一步加工,如運送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中加工。4.圖中是4個核糖體共同完成一條多肽鏈的合成,還是合成出4條不同的多肽鏈?提示

因為模板mRNA相同,所以圖示中4個核糖體合成了4條相同的多肽鏈,而不是4個核糖體共同完成一條多肽鏈的合成,也不是合成出4條不同的多肽鏈。歸納提升轉(zhuǎn)錄與翻譯比較

項目轉(zhuǎn)

錄翻

譯時間個體生長發(fā)育的整個過程場所主要在細胞核核糖體模板DNA分子片段(基因)的一條單鏈mRNA原料4種核糖核苷酸氨基酸產(chǎn)物一個單鏈RNA多肽鏈產(chǎn)物去向通過核孔進入細胞質(zhì)組成細胞結(jié)構(gòu)蛋白或功能蛋白特點邊解開螺旋邊轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄后DNA雙鏈恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)翻譯結(jié)束后,mRNA被降解堿基配對A-U,T-A,C-G,G-CA-U,U-A,C-G,G-C易錯提醒轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的易錯點(1)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRNA,還有tRNA、rRNA,但只有mRNA攜帶遺傳信息,3種RNA都參與翻譯過程,只是作用不同。(2)翻譯過程中mRNA并不移動,而是核糖體沿著mRNA移動,進而讀取下一個密碼子。(3)并不是所有密碼子都是統(tǒng)一的,個別密碼子在不同生物體內(nèi)表達的氨基酸不同。(4)并不是所有的密碼子都決定氨基酸,其中終止密碼子不決定氨基酸。(5)一個核糖體會獨立完成一條肽鏈的合成,并非多個核糖體配合完成一條肽鏈的合成。探究應(yīng)用1.丙肝病毒(HCV)是一種RNA病毒,可引起丙型病毒性肝炎。下列關(guān)于HCV的敘述,正確的是(

)A.以宿主DNA為模板合成病毒RNAB.可用光學(xué)顯微鏡觀察HCV結(jié)構(gòu)C.HCV體內(nèi)有4種核苷酸D.用含動物血清的培養(yǎng)基可培養(yǎng)HCV答案

C解析

RNA病毒以自己的遺傳物質(zhì)(RNA)為模板,控制合成子代病毒,A項錯誤;病毒屬于分子水平,需用電子顯微鏡進行觀察,B項錯誤;HCV病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,含有A、U、G、C四種堿基對應(yīng)的核糖核苷酸,C項正確;病毒營寄生生活,需用活細胞培養(yǎng)HCV,D項錯誤。2.下列有關(guān)基因表達的敘述,正確的是(

)A.RNA的合成需要RNA聚合酶的催化,轉(zhuǎn)錄是沿著整條DNA長鏈進行的B.核糖體認讀mRNA上決定氨基酸種類的密碼,并由tRNA轉(zhuǎn)運相應(yīng)的氨基酸到核糖體上C.起始密碼子和終止密碼子均能編碼氨基酸D.基因在轉(zhuǎn)錄時,其編碼鏈與RNA分子形成雜交區(qū)域答案

B解析

基因是有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段,而轉(zhuǎn)錄是某一基因的表達,所以轉(zhuǎn)錄不是沿著整條DNA長鏈進行的,A項錯誤;核糖體認讀mRNA上決定氨基酸種類的密碼子,并由tRNA轉(zhuǎn)運相應(yīng)的氨基酸到核糖體上,B項正確;終止密碼子不能編碼氨基酸,C項錯誤;轉(zhuǎn)錄形成的RNA是以模板鏈為模板合成的,只能與模板鏈形成RNA-DNA雜交區(qū)域,不能與編碼鏈形成雜交區(qū)域,D項錯誤。3.下列關(guān)于遺傳信息表達過程的敘述,正確的是(

)A.一個DNA分子轉(zhuǎn)錄一次,可形成一個或多個合成多肽鏈的模板B.轉(zhuǎn)錄過程中,RNA聚合酶沒有解開DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的功能C.多個核糖體可結(jié)合在一個mRNA分子上,共同合成一條多肽鏈D.編碼氨基酸的密碼子由mRNA上3個相鄰的脫氧核苷酸組成答案

A解析

一個DNA分子轉(zhuǎn)錄一次,形成的mRNA需要進行剪切加工,可能形成一條或多條合成多肽鏈的模板鏈,A項正確;轉(zhuǎn)錄過程中,RNA聚合酶兼具解旋功能,故不需要DNA解旋酶參與轉(zhuǎn)錄,B項錯誤;在翻譯過程中,mRNA上可附著多個核糖體,合成數(shù)條相同的多肽鏈,而不是共同合成一條多肽鏈,C項錯誤;mRNA由核糖核苷酸構(gòu)成,不具有脫氧核苷酸,D項錯誤。探究點二真核細胞和原核細胞翻譯的異同下圖為某原核細胞圖,思考解決下列問題。

1.原核細胞與真核細胞區(qū)別在于原核細胞

。

提示

沒有成形的細胞核2.原核細胞有染色體嗎?其DNA在哪里?提示

原核細胞沒有染色體,其DNA裸露,位于擬核區(qū)。3.原核細胞的特點揭示出其與真核細胞基因表達有什么不同?提示

原核細胞邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。歸納提升真核