2023届高三生物复习课件基因的本质

这是一份2023届高三生物复习课件基因的本质，共51页。PPT课件主要包含了S型细菌，R型细菌，原核生物，代谢类型，需氧型等内容，欢迎下载使用。
一 肺炎双球菌的转化实验
1. 体内转化实验——格里菲思(1)实验过程及结果
(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒性的R型活细菌转化为 。
　　将各种成分分开，单独、直接地观察它们的作用。
转化因子是DNA，即DNA是遗传物质， 而蛋白质、多糖等不是遗传物质。
　2、体外转化实验——艾弗里
艾弗里使用了哪些实验技术？
细菌培养技术、物质的提纯和鉴定
(1)所用材料相同(2)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(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则
S型细菌的DNA是遗传物质
S型细菌体内有“转化因子”
将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化
S型细菌各组成成分的作用进行对照
R型细菌与S型细菌的毒性对照
3、肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较
1.(2021·四川成都七中模拟)在肺炎链球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是(　　)
(1)ab段R型细菌数量减少的原因是________________________________。(2)bc段R型细菌数量增多的原因是___________________________________。(3)后期出现的大量S型细菌是由______________________________而来的。
b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖

小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少
R型细菌转化成的S型细菌繁殖
(1)在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但DNA受热不会变性失活。(2)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即基因重组。 (3)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。(4)体内转化实验不能说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌，使小鼠致死。（5）艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，格里菲思的实验没有证明DNA是遗传物质
A. ：蛋白质，含 元素
二 噬菌体侵染细菌实验
B. ：含 元素
生活方式： 在大肠杆菌体内
2、噬菌体侵染细菌的过程
(1)标记细菌细菌＋含 的培养基→含35S的细菌。细菌＋含 的培养基→含32P的细菌。
3. 实验法： 。
(2)标记噬菌体噬菌体＋含___的细菌→含35S的噬菌体。噬菌体＋含___的细菌→含32P的噬菌体。
（4）结论： DNA是噬菌体的遗传物质。
如何让T2噬菌体含有标记物？
搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
离心的目的：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
用被35S或32P标记的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌
1、子代噬菌体蛋白质外壳S的来源？子代噬菌体DNA分子中P的来源？
子代噬菌体的蛋白质外壳中的S全部来自于大肠杆菌,DNA中既有噬菌体中的P（ 32P ），也有大肠杆菌中的P。
(1)模板：(2)合成DNA的原料： 原料： (3)合成蛋白质 场所：
大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
3、用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：
搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。
2、用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因?
①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；
②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高。
1. 该实验能不能标记C、H、O、N元素？2. 35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)能不能同时标记在同一噬菌体上？
这些元素DNA和蛋白质共有的元素，无法将DNA和蛋白质区分开
因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
3. “二看法”判断子代噬菌体标记情况
例、用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，用这种噬菌体去感染培养基中有31P和15N的大肠杆菌，则新生的噬菌体内可含有（ ）。 A、均不含有35S，部分含有15N B、均不含有32P，全部含有15N C、部分含有32P，全部含有15N D、部分含有35S，全部含有15N
提醒：一定要看清 ①标记元素，P还是S？ ②标记对象，噬菌体还是细菌？
①证明DNA是遗传物质②说明DNA能控制蛋白质的合成③说明DNA能自我复制
①证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质②说明了遗传物质可发生可遗传的变异
同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA
直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养
设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能
肺炎双球菌体外转化实验
三 RNA是遗传物质的实验
2. 结论： 是遗传物质。
(2)结论：绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
只含有RNA：如艾滋病毒、流感病毒、烟草花叶病毒等
只含有DNA：如噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等
原核生物：细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原体等
真核生物：真菌、原生生物、及所有的动植物
四 DNA是主要的遗传物质
（2017年全国Ⅰ卷，10分）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)
确定一种病毒为RNA病毒还是DNA病毒（探究实验）
（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。（3分）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。 （3分）
小结2：作为遗传物质必须具备的四个条件
(1)能够精确地自我复制，使前后代具有一定的连续性。(2)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。(3)具有储存大量遗传信息的潜在能力。(4)具有相对稳定性，可产生可遗传的变异。
小结1：探究遗传物质的方法（紫皮P166）
方法1：分离提纯法方法2：同位素标记法方法3：病毒重组法方法4：酶解法
高中生物其他同位素标记法
分泌蛋白的合成分泌过程
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
产生的O2来自H2O，而不是CO2
DNA分子的结构和复制、 基因的本质
1.DNA分子的结构及特点(Ⅱ)　2.DNA分子的复制(Ⅱ)　3.基因的概念(Ⅱ)
考点一 DNA分子的结构
腺嘌呤(A)脱氧（核糖）核苷酸
胸腺嘧啶(T)脱氧（核糖）核苷酸
胞嘧啶(C)脱氧（核糖）核苷酸
鸟嘌呤(G)脱氧（核糖）核苷酸
外侧： 交替连接，构成基本 骨架，并按 方式排列成两条脱氧核苷酸链；内侧：两条链上的碱基通过 连成 ，遵循 ______________原则（A ,G ）
1．一个双链DNA分子片段中有几个游离的磷酸基团，位置如何？2．双链DNA中碱基之间是如何连接的？ 一条链上的脱氧核苷酸之间又是如何连接的？
2个，分别位于DNA分子的两端。
通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的。
3．DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？
5．解旋酶作用于图中哪个部位？限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于图中哪个部位？
初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
4 . DNA分子中所有的脱氧核糖都连接着2个磷酸基团。
线粒体、叶绿体、拟核处DNA有___个游离的磷酸基团
（DNA为裸露的环状形式）
一个磷酸基团可与一个或两个脱氧核糖相连
例1（紫皮P170）如图为某同学在学习了DNA分子的结构后画的含有2个碱基对的DNA分子片段(其中“○”代表磷酸基团)，请纠错：
【答案】提示：该同学要画的为DNA分子结构图，图中的错误有：①五碳糖应为脱氧核糖；② 碱基不含尿嘧啶(U)；③磷酸与磷酸之间无化学键的连接，磷酸应与脱氧核糖交替连接。④五碳糖和磷酸基团上有共价键。
DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
磷酸基团、脱氧核糖、碱基
DNA：1.两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构
2.外侧：磷酸、脱氧核糖交替接—构成基本骨架
3.内侧：2条链上的碱基按碱基互补配对原则通过氢键形成碱基对
A—T(2个氢键）；G—C（3个氢键）
内侧碱基互补配对原则不变
内侧的碱基对的排列顺序是千变万化的
特定个体的DNA有其特定的碱基排列顺序
→G—C对所占比例越大，DNA热稳定性越强
考点二 DNA分子的特性
例2、如图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是（ ） A.②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 C.DNA聚合酶用于⑨的形成 D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表遗传信息
考点三、DNA碱基互补配对原则的有关计算规律
DNA碱基互补配对原则：指DNA分子形成碱基对时，A与T配对，G与C配对。推论如下：（1）双链DNA分子互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。
提醒：在整个DNA分子中不互补碱基之和的比值等于1。
双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C 简记为“DNA分子中两个不互补碱基之和恒等且是DNA分子总碱基数的一半”。
例：若1链中A1占b% ，2链中A2占c%,则双链中A=(b%+c%)/2
(2)双链DNA分子中，
(3)在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。（或两互补碱基之和的比值）
即：A1+T1= n% = A2+T2 ；双链中A+T=n%
(4)双链DNA分子中，不互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
例3．从某生物组织中提取DNA进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA分子的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，则与H链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的(　　) A．26%、22% B．24%、28% C．14%、11% D．11%、14%
考点一、DNA分子复制方式的研究方法—— 。
DNA分子的复制
新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分
形成的分子一半是新的，一半是旧的
思考：如何区分母链和子链及亲代DNA和子代DNA？
同位素标记法和密度梯度离心
提出假说 假说一：全保留复制 假说二：半保留复制
材料：用15N标记的培养液培养亲代得到含15N母链，再转移到14N的培养液中复制得到子链。
15N/14N DNA
14N/14N DNA
15N/15N DNA
15N/15N DNA
预期结果： 如果将亲代、子一代、子二代的DNA提取出来，进行离心，
若试管出现DNA 3条带，则为 ；若试管出现DNA 2条带，则为 ；
1958年, Meselsn和Stehl科学家以大肠杆菌为实验材料
通过实验结果可知，将亲代，子一代和子二代的DNA提取出来，进行离心，离心后试管出现3条带。
4、结论： DNA复制是半保留复制方式
模板：亲代DNA的 母链原料：游离的四种 。酶： 酶和 酶能量：_____。
考点二、DNA分子的复制
以___________为模板,合成子代DNA的过程。
5. 原则： 原则
2.时间: 有丝分裂_____、 减数第一次分裂前的_____。
6.特点：____________。7.意义：使 从亲代传给子代，保持了遗传信息的 性。8.精确复制的原因：①双螺旋结构为其提供 ；② 原则保证了复制准确进行。
9.场所： 真核生物： 原核生物： DNA病毒：
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
拟核（主要）、细胞质（如质粒）
在没有外来因素的影响时，DNA分子复制也可能发生差错。
例1、真核细胞某生理过程如图所示,下列叙述正确的是(　　)
A.酶1可使磷酸二酯键断裂,酶2可催化磷酸二酯键的形成B.a链和b链的方向相反,a链与c链的碱基序列互补配对C.该图表示DNA半保留复制过程,遗传信息传递方向是 DNA→RNAD.c链和d链中G+C所占比例相等,该比例越大,DNA 热稳定性越高
例2.DNA半保留复制过程是分别以解旋的两条链为模板,合成两个子代DNA分 子,在复制起始点呈现叉子的形式,被称为复制叉。DNA连接酶可以将脱氧 核苷酸片段连接在一起,如图表示某DNA分子复制的的过程,下列说法错误 的是 (　　)
A.在复制叉的部位结合有解旋酶、RNA聚合酶B.DNA复制过程中需要DNA连接酶的参与C.前导链和后随链延伸的方向都是由5'端向3'端D.该过程发生的场所不一定是细胞核、线粒体和叶绿体
例3.真核细胞中DNA复制如图所示,下列表述错误的是 (　　) A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成 B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代 C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化 D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
考点三、DNA复制的相关计算:DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结果分析如下:
(2)脱氧核苷酸链数:
(3)消耗的脱氧核苷酸数(或碱基数):某脱氧核苷酸(或碱基)的个数为m, ①连续复制n代,共需要该脱氧核苷酸(或碱基)的个数为____________; ②第n次复制,需要该脱氧核苷酸(或碱基)的个数为____________。
①子代DNA分子数为 个。②含有亲代链的DNA分子数为___个。③不含亲代链的DNA分子数为_____个。④含子代链的DNA分子数为____个。
①子代脱氧核苷酸链数为______条。②亲代脱氧核苷酸链数为___条。③新合成的脱氧核苷酸链数为________条。
例4、(2018·海南高考)现有DNA分子的两条单链均只含14N(表示为14N14N)的大肠杆菌,若将该大肠杆菌在含15N的培养基中繁殖两代,再转到含14N的培养基中繁殖一代,则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是(　　) A.有15N14N和14N14N两种,其比例为1︰3 B.有15N15N和14N14N两种,其比例为1︰1 C.有15N15N和14N14N两种,其比例为3︰1 D.有15N14N和14N14N两种,其比例为3︰1
四、基因是有遗传效应的DNA片段 1．基因与DNA的关系(1)基因是有________的DNA片段(2)每个DNA分子含有______个基因(3)DNA分子中存在不是基因的片段
2．DNA片段中的遗传信息 (1)DNA分子能够储存足够量的________ (2)遗传信息蕴藏在4种碱基的________之中 (3)DNA分子的多样性源于 的多样性 (4)DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基 顺序
用图解的形式表示染色体、DNA、蛋白质、基因及核苷酸的关系？
1.真核细胞的基因只存在于细胞核中,而核酸并非仅存在于细胞核中。 ( )2.DNA分子中每一个片段都是一个基因。 ( )3.真核细胞基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。 ( )4.基因只位于染色体上,所以染色体是基因的载体。 ( )5.非等位基因位于非同源染色体上。 ( )6.基因研究最新发现表明,人与小鼠的基因约80%相同,则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例也是80%。 ( )