浙江2018屆高考生物遺傳的分子基礎(chǔ)復習課件.pptx

1、專題10遺傳的分子基礎(chǔ),考綱要求,-4-,特色梳理,選考提升,核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 1.肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗與體外轉(zhuǎn)化實驗的比較,-5-,特色梳理,選考提升,2.噬菌體侵染細菌實驗 (1)噬菌體侵染過程及實驗現(xiàn)象,-6-,特色梳理,選考提升,特別提醒攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離;離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒,離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。 (2)實驗結(jié)論:在噬菌體中,保證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)。,-7-,特色梳理,選考提升,3.煙草花葉病毒的感染和重建實驗 (1)實驗過程及現(xiàn)象,(2)結(jié)果分析與結(jié)論:重組病毒所繁殖

2、的病毒類型取決于提供RNA的株系而不是提供蛋白質(zhì)的株系。,-8-,特色梳理,選考提升,典例精析1(2017浙江4月選考,20)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的部分過程如下圖所示。下列敘述正確的是(),A.S型肺炎雙球菌的菌落為粗糙的,R型肺炎雙球菌的菌落是光滑的 B.S型菌的DNA經(jīng)加熱后失活,因而注射S型菌后的小鼠仍存活 C.從病死小鼠中分離得到的肺炎雙球菌只有S型菌而無R型菌 D.該實驗未證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是由S型菌的DNA引起的,D,-9-,特色梳理,選考提升,解析S型菌菌落光滑,R型菌菌落粗糙,A項錯誤;S型菌加熱后DNA并未失活,接種加熱殺死的S型菌后小鼠存活,原因是S型菌已死亡,失去致病能

3、力,B項錯誤;從致病死亡的小鼠中可以分離得到存活的S型菌和R型菌,C項錯誤;本實驗未將S型菌的各種物質(zhì)分開,因此無法證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是S型菌的DNA引起的,D項正確。,-10-,特色梳理,選考提升,導師點睛關(guān)于肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的幾點說明 (1)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗分為兩個,一個是采用活老鼠(或其他活的生物)進行侵染實驗,這是活體轉(zhuǎn)化實驗;另一個是采用分離的方法,獲取S型菌的DNA、RNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì),分別與R型菌進行混合,然后檢測是否出現(xiàn)活的S型菌,這是離體轉(zhuǎn)化實驗。因此,區(qū)分活體與離體轉(zhuǎn)化實驗的標準不是對象是不是老鼠,而是有沒有將S型菌分離,單獨研究每一種物質(zhì)的功能。 (2)活體轉(zhuǎn)

4、化實驗與離體轉(zhuǎn)化實驗都遵循了實驗設(shè)計所需單一變量的原則,活體轉(zhuǎn)化實驗之所以只能得到在加熱殺死的S型菌內(nèi)存在某種轉(zhuǎn)化因子,主要原因是未單獨研究S型菌各物質(zhì)的功能,而是將S型菌作為一個整體來研究。,-11-,特色梳理,選考提升,(3)離體轉(zhuǎn)化實驗的成功與否與DNA的純度存在比較大的關(guān)聯(lián),DNA純度越高,成功的可能性越大。 (4)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗是一種類似人類轉(zhuǎn)基因技術(shù)的操作,因此該轉(zhuǎn)化的原理是基因重組。,-12-,特色梳理,選考提升,典例精析2(2017浙江嘉興選考模擬)噬菌體侵染細菌是研究DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗,其中的部分實驗如下圖所示。下列敘述正確的是(),A.中噬菌體DNA復制的模板

5、、原料、能量、酶均由細菌提供 B.適當時間保溫后進行操作,使細菌外的噬菌體與細菌分離 C.后進行放射性檢測,懸浮液中有少量放射性屬于操作失誤 D.細菌最終裂解后釋放的子代噬菌體中,大多數(shù)含有放射性32P,B,-13-,特色梳理,選考提升,解析中噬菌體DNA復制的模板是由噬菌體提供的,而原料、能量、酶均由細菌提供,A項錯誤;適當時間保溫后進行(攪拌)操作,使細菌外的噬菌體外殼與細菌分離,B項正確;后進行放射性檢測,懸浮液中有少量放射性不一定屬于操作失誤,可能是保溫時間過短,部分噬菌體未侵染,也可能是保溫時間過長,部分噬菌體已經(jīng)釋放,C項錯誤;由于DNA分子具有半保留式復制的特點,因此細菌最終裂解

6、后釋放的子代噬菌體中,少數(shù)含有放射性32P,D項錯誤。,-14-,特色梳理,選考提升,歸納提升噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析 (1)含32P的噬菌體侵染大腸桿菌,-15-,特色梳理,選考提升,(2)含35S的噬菌體侵染大腸桿菌,-16-,特色梳理,選考提升,DNA的結(jié)構(gòu)與遺傳信息的傳遞 1.DNA結(jié)構(gòu)及特點,-17-,特色梳理,選考提升,2.DNA復制的過程(如圖),-18-,特色梳理,選考提升,(1)解旋:DNA分子首先利用細胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把兩條螺旋的雙鏈解開。 (2)合成子鏈:分別以解開的每一段母鏈為模板,以細胞中游離的四種脫氧核苷酸為原料合成與母鏈互補的子

7、鏈。 (3)形成子代DNA:每條子鏈與其對應的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu),從而形成兩個與親代DNA完全相同的DNA分子。 (4)DNA復制的意義:將遺傳信息從親代傳給子代,保持了遺傳信息的連續(xù)性。,-19-,特色梳理,選考提升,3.活動:探究DNA的復制過程 (1)實驗方法:同位素示蹤法和密度梯度超速離心技術(shù)。 (2)實驗原理:若DNA的兩條鏈都用15N標記,那么DNA分子密度較大,離心時應該在試管的下部;若兩條鏈中都含有14N,那么DNA分子密度小,離心時應該在試管的上部;若兩條鏈中一條含有15N,一條含有14N,那么DNA分子密度居中,離心時應該在試管的中部。,-20-,特色梳理,選考提升,(3

8、)實驗過程,-21-,特色梳理,選考提升,(4)實驗分析 實驗預期 預期一:若第二代DNA分子中15N-15N-DNA占1/2,14N-14N-DNA占1/2,而第三代DNA分子中15N-15N-DNA占1/4,14N- 14N-DNA 占3/4,說明DNA復制是全保留復制。 預期二:若第二代DNA分子中全部是15N-14N-DNA,而第三代DNA分子中15N-14N-DNA占1/2,14N-14N-DNA占1/2,說明DNA復制是半保留復制。 實驗結(jié)論 實驗結(jié)果和預期二的一致,說明DNA的復制是以半保留的方式進行的。,-22-,特色梳理,選考提升,典例精析1(2017浙江溫州中學模擬)下圖為

9、真核細胞DNA復制過程模式圖。據(jù)圖分析,下列敘述中錯誤的是(),A.由圖示可知,子鏈是沿著一定方向延伸的 B.合成兩條子鏈時,DNA聚合酶移動的方向是相反的 C.細胞內(nèi)的DNA復制場所有細胞核、葉綠體、線粒體 D.解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化,且需要消耗ATP,D,-23-,特色梳理,選考提升,解析DNA分子是反向平行的,而復制的時候只能是從5端向3端延伸,所以子鏈是沿著一定方向延伸的,A項正確;DNA分子是反向平行的,而復制的時候只能是從5端向3端延伸,所以合成兩條子鏈時,DNA聚合酶移動的方向是相反的,B項正確;由于DNA分布在細胞核、葉綠體、線粒體中,所以細胞內(nèi)的DNA復制場所有細胞

10、核、葉綠體、線粒體,C項正確;解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵,使雙鏈DNA解開,需要消耗ATP,但解旋不需要DNA聚合酶的催化,合成子鏈時需要DNA聚合酶的催化,D項錯誤。,-24-,特色梳理,選考提升,易錯警示(1)DNA分子中穩(wěn)定不變的是脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖交替排列的基本骨架,千變?nèi)f化的是DNA分子中堿基對的排列順序,其中遺傳信息便儲存在堿基對的排列順序中。 (2)雙鏈DNA分子中,因堿基互補配對原則,A和T的分子數(shù)相等,G和C的分子數(shù)相等,即嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù),但A+T的量不一定等于G+C的量。 (3)DNA分子中若堿基G、C含量比例高,說明該DNA分子的熱穩(wěn)定性比較強。 (4)雙鏈中,堿基

11、通過氫鍵連接,而在DNA分子的一條單鏈中相鄰的堿基通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”連接。,-25-,特色梳理,選考提升,(5)在DNA分子中一個脫氧核糖連一個或兩個磷酸(大多數(shù)連兩個),一個磷酸也是連一個或兩個脫氧核糖(大多數(shù)連兩個)。 (6)DNA復制時,氫鍵斷裂需要DNA解旋酶,但這并不是氫鍵斷裂的唯一方式,如高溫加熱也能使氫鍵斷裂,另外轉(zhuǎn)錄過程中在RNA聚合酶的作用下也能使氫鍵斷裂。,-26-,特色梳理,選考提升,典例精析2一個DNA分子中,G和C之和占全部堿基數(shù)的52%,該DNA分子的一條單鏈中,A和G分別占該單鏈的24%和22%,則該DNA分子的另一條單鏈中,A和C占這一單鏈的百分比是多

12、少?() A.22%和30%B.30%和24% C.24%和22%D.26%和24%,解析已知DNA分子中,G和C占全部堿基的52%,即C+G=52%,則C=G=26%、A=T=50%-26%=24%。又已知一條鏈的堿基中,A占24%,G占22%,即A1=24%、G1=22%,另一條鏈中A2=2A-A1=224%-24%=24%,G2=G1=22%。,C,-27-,特色梳理,選考提升,知識強化堿基互補配對原則中的計算規(guī)律,根據(jù)上圖,可得出,一條鏈中某堿基數(shù)目等于另一條鏈中與其配對的堿基數(shù)目,A1=T2,T1=A2,C1=G2,G1=C2,并可進一步推導出以下規(guī)律。 規(guī)律1:互補的兩種堿基數(shù)量相

13、等,即A=T(A1+A2=T2+T1),C=G(C1+C2=G2+G1)。 規(guī)律2:雙鏈DNA中,嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù),即A+G=C+T。 規(guī)律3:任意兩種不互補的堿基之和占總堿基的50%,如A+G=C+T=A+C=G+T=總堿基的50%。,-28-,特色梳理,選考提升,規(guī)律4:一條鏈中互補堿基的和等于另一條鏈中這兩種堿基的和,如A1+T1=A2+T2。 規(guī)律5:配對的堿基之和的比例在兩條單鏈和雙鏈中都相等。如一條鏈中A1+T1/A1+T1+C1+G1=n,則另一條鏈中A2+T2/A2+T2+C2+G2=n,雙鏈中A+T/A+T+C+G=n。 規(guī)律6:不配對的堿基之和的比值在兩條單鏈中

14、互為倒數(shù)。如一條鏈中A1+G1/T1+C1=K,則另一條鏈中A2+G2/T2+C2=1/K。 規(guī)律7:不同生物的DNA分子中互補配對的堿基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性。 規(guī)律8:若已知A占雙鏈的比例為c%,則A1占單鏈的比例無法確定,但可求出最大值為2c%,最小值為0。,-29-,特色梳理,選考提升,典例精析3(2015浙江10月選考,23)下圖表示某同學制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的一個片段。其中存在的錯誤有(),A.3處B.5處 C.7處D.8處,解析構(gòu)成DNA的糖是脫氧核糖不是核糖,有4處錯誤;DNA中不存在尿嘧啶,腺嘌呤與胸腺嘧

15、啶連接,連接兩者的氫鍵為2個,有2處錯誤;胞嘧啶與鳥嘌呤之間的氫鍵為3個,1處錯誤。,C,-30-,特色梳理,選考提升,導師點睛制作DNA分子結(jié)構(gòu)模型需明確的內(nèi)容 (1)明確脫氧核苷酸的具體構(gòu)成:一分子脫氧核苷酸由一分子堿基、一分子磷酸基團和一分子脫氧核糖構(gòu)成。 (2)明確堿基互補配對原則:腺嘌呤和胸腺嘧啶之間氫鍵為兩條;鳥嘌呤和胞嘧啶之間的氫鍵有三條。 (3)明確脫氧核苷酸之間的連接方式:一條鏈上不同脫氧核苷酸之間都是通過磷酸基團和脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵相連。,-31-,特色梳理,選考提升,典例精析4(2017浙江模擬)下圖表示采用同位素示蹤技術(shù)和離心處理來探究DNA復制方式的過程圖解,下

16、列說法錯誤的是(),A.輕帶表示14N-14N的DNA分子 B.證明DNA的復制方式為半保留復制 C.細菌繁殖三代后取樣,提取DNA,離心后試管中出現(xiàn)三條條帶 D.若將DNA雙鏈分開來離心,則b、c兩組實驗結(jié)果相同,C,-32-,特色梳理,選考提升,解析輕帶表示14N-14N的DNA分子,A項正確;據(jù)分析可知,該實驗可以證明DNA的復制方式為半保留復制,B項正確;細菌繁殖三代后取樣,提取DNA,離心后試管中出現(xiàn)兩條條帶,一條中帶,一條輕帶,C項錯誤;若將DNA雙鏈分開來離心,則b、c兩組實驗結(jié)果均為一條重帶,一條輕帶,D項正確。,知識強化探究DNA復制過程中的一些細節(jié) (1)實驗方法:密度梯度

17、離心和同位素示蹤法。 (2)實驗關(guān)鍵條帶:中帶的出現(xiàn)(能證明半保留式復制的關(guān)鍵證據(jù))。 (3)條帶的寬度:能夠體現(xiàn)DNA分子數(shù)量,隨著復制次數(shù)的增加,輕帶變寬,中帶基本不變。,-33-,特色梳理,選考提升,典例精析5將全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標記的雄性動物細胞置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。經(jīng)過連續(xù)兩次細胞分裂后產(chǎn)生4個子細胞,檢測子細胞中的情況,下列推斷正確的是() A.若子細胞中的染色體都含32P,則一定進行有絲分裂 B.若子細胞中的染色體不都含32P,則一定進行減數(shù)分裂 C.若進行有絲分裂,則含32P染色體的子細胞比例一定為1/2 D.若減數(shù)分裂,則含32P染色體的子細胞比例一定為1,D

18、,-34-,特色梳理,選考提升,解析若進行減數(shù)分裂,經(jīng)過連續(xù)兩次細胞分裂后產(chǎn)生4個子細胞,DNA只復制一次,因此分裂后產(chǎn)生4個子細胞的染色體都含32P,即含32P染色體的子細胞比例一定為1,A、B兩項錯誤,D項正確;若進行有絲分裂,第一次有絲分裂后,都含有標記,當細胞處于第二次分裂后期時,染色單體隨機分開,具有32P標記的染色體也隨機進入2個細胞,所以經(jīng)過連續(xù)兩次有絲分裂后產(chǎn)生的4個子細胞中,含32P染色體的子細胞2個或3個或4個,C項錯誤。,-35-,特色梳理,選考提升,知識強化圖形法演示DNA復制與細胞分裂相結(jié)合的相關(guān)內(nèi)容(以15N標記為例) (1)有絲分裂過程圖,-36-,特色梳理,選考

19、提升,1個細胞經(jīng)過1次有絲分裂,產(chǎn)生了2個子細胞,每個子細胞和親代細胞一樣都含有相同數(shù)目的染色體,并且每個細胞中的每一條染色體上的DNA分子都保留了親代細胞DNA分子的一條鏈(15N),體現(xiàn)了DNA分子半保留復制的特點。 連續(xù)分裂2次,形成4個子細胞,有3種情況出現(xiàn):第一種情況是4個子細胞都是15N-14N、14N-14N;第二種情況是2個細胞是15N-14N、14N-14N,1個細胞是15N-14N、15N-14N,1個細胞是14N-14N、14N-14N;第三種情況是2個細胞是15N-14N、15N-14N,另外2個細胞是14N-14N、14N-14N。,-37-,特色梳理,選考提升,(2

20、)減數(shù)分裂過程圖 1個性原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生了4個子細胞。每個子細胞的染色體數(shù)目較性原細胞減少了一半,并且每個子細胞中的每條染色體上的DNA分子都保留了性原細胞DNA分子的一條鏈(子細胞DNA均為15N-14N),即半保留復制。,-38-,特色梳理,選考提升,遺傳信息的表達 1.DNA的功能 (1)DNA以自身為模板,通過半保留復制,保持遺傳信息的穩(wěn)定性。 (2)DNA根據(jù)它所貯存的遺傳信息決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),-39-,特色梳理,選考提升,2.轉(zhuǎn)錄和翻譯,-40-,特色梳理,選考提升,3.遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較,特別提醒除少數(shù)密碼子外(起始密碼子在真核生物中可以是甲硫氨酸或纈氨酸,但

21、在細菌中是甲酰甲硫氨酸),大部分密碼子具有統(tǒng)一性。,-41-,特色梳理,選考提升,4.中心法則,-42-,特色梳理,選考提升,典例精析1(2017浙江11月選考,25)下列關(guān)于基因表達過程的敘述,正確的是() A.每種氨基酸至少有兩個以上的遺傳密碼 B.遺傳密碼由DNA傳遞到RNA,再由RNA決定蛋白質(zhì) C.一個DNA分子通過轉(zhuǎn)錄可形成許多個不同的RNA分子 D.RNA聚合酶與DNA分子結(jié)合只能使一個基因的DNA片段的雙螺旋解開,解析每種氨基酸可對應一種或兩種以上的遺傳密碼,A項錯誤;遺傳密碼位于mRNA上,B項錯誤;一個DNA分子上存在不同的基因,因此通過轉(zhuǎn)錄可形成許多個不同的RNA分子,C

22、項正確;RNA聚合酶與DNA分子某一啟動部位結(jié)合,可以使一個或幾個基因的DNA片段的雙螺旋解開,D項錯誤。,C,-43-,特色梳理,選考提升,知識強化翻譯過程的三種模型圖解讀,-44-,特色梳理,選考提升,(1)圖甲翻譯模型分析 a.、分別為tRNA、核糖體、mRNA、多肽鏈。 b.一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA結(jié)合位點。 c.翻譯起點:起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。 d.翻譯終點:識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。 e.翻譯進程:核糖體沿著mRNA移動,mRNA不移動。,-45-,特色梳理,選考提升,(2)圖乙表示真核細胞的翻譯過程,其中是mRNA,是核糖體,表

23、示正在合成的4條多肽鏈。具體內(nèi)容分析如下。 a.數(shù)量關(guān)系:一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體,形成多聚核糖體。 b.意義:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。 c.方向:從右向左,判斷依據(jù)是多肽鏈的長短,長的翻譯在前。 d.結(jié)果:合成的僅是多肽鏈,要形成蛋白質(zhì)往往還需要運送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進一步加工。 e.形成的多條肽鏈氨基酸序列相同的原因:有相同的模板mRNA。 (3)圖丙表示原核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程,圖中是DNA模板鏈,表示正在合成的4條mRNA,在核糖體上同時進行翻譯過程。,-46-,特色梳理,選考提升,典例精析2(2017浙江模擬)下列關(guān)于甲、乙、丙三個與DNA分子相

24、關(guān)的圖形的敘述,錯誤的是(),A.圖甲中DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制2代,子代含15N的DNA單鏈占總鏈的7/8,圖中(A+C)/(T+G)的比值不可體現(xiàn)DNA分子的特異性 B.圖丙中所示的生理過程為轉(zhuǎn)錄和翻譯,在藍細菌中可同時進行 C.形成圖丙的過程可發(fā)生在原核細胞中,人的神經(jīng)細胞能進行圖乙所示生理過程的結(jié)構(gòu)只有細胞核 D.圖甲中處的堿基對缺失導致基因突變,限制性核酸內(nèi)切酶可作用于處,解旋酶作用于處,圖乙中有8種核苷酸,C,-47-,特色梳理,選考提升,解析把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制2代,根據(jù)DNA復制的半保留特點進行計算,則子代中含15N的DNA單鏈占全部單鏈的比例為(222-1)(222)=7/8,對于任何雙鏈DNA來講,堿基種類都是4種,圖