高考生物总复习 第八章 遗传的分子基础课件.ppt

第八章遗传的分子基础 考点20dna是主要的遗传物质 高考考法突破 应试基础必备 考法1关于遗传物质探索实验的分析 过程 结论 加热杀死的s型细菌中 含有某种促使r型细菌转化为s型细菌的 转化因子 应试基础必备 1 肺炎双球菌转化实验 1 格里菲思体内转化实验 r型细菌与s型细菌的比较 结论 dna才是使r型细菌产生稳定遗传变化的物质 即dna是转化因子 是遗传物质 2 艾弗里体外转化实验 过程 标记噬菌体 侵染细菌 在噬菌体中 保证亲代与子代之间具有连续性的物质是dna 即dna是遗传物质 2 噬菌体侵染细菌的实验 1 过程 2 结论 3 烟草花叶病毒感染烟草的实验 1 过程 烟草花叶病毒的rna能自我复制 并控制其遗传性状 因此rna是它的遗传物质 2 结果分析与结论 绝大多数生物 细胞生物和dna病毒 的遗传物质是dna 少部分生物 rna病毒 的遗传物质是rna 所以说dna是主要的遗传物质 4 dna是主要的遗传物质 艾滋病病毒 属于rna病毒 乙肝病毒 属于dna病毒 考法1关于遗传物质探索的实验分析 转化后形成的s型细菌可以遗传下去 说明s型细菌的dna是遗传物质 高考考法突破 1 关于肺炎双球菌转化实验的分析 加热杀死的s型细菌 其蛋白质变性失活 dna在加热过程中氢键断裂 双螺旋解开 dna变性失活 但缓慢冷却时 其结构 活性恢复 s型细菌的dna片段整合到了r型细菌的dna中 即实现了基因重组 1 肺炎双球菌的转化原因 2 转化的实质 3 转化的结果及结论 2 关于噬菌体侵染细菌实验的分析 1 t2噬菌体 2 t2噬菌体的增殖 场所 大肠杆菌细胞内 蛋白质的合成 利用大肠杆菌细胞内的氨基酸和核糖体合成 dna合成 利用亲代噬菌体的dna为模板 大肠杆菌中的原料合成 3 噬菌体侵染细菌实验中应注意的三个关键点 要标记的噬菌体不能直接用培养基培养 因为病毒为专性寄生生活 应先用放射性培养基标记细菌 再用细菌培养噬菌体 不能标记碳 氢 氧 氮四种元素 因为这些元素是蛋白质和dna共有的 无法将dna和蛋白质区分开 35s 标记蛋白质 和32p 标记dna 不能同时标记在同一个噬菌体上 因为在放射性检测时 只能检测到某个部位存在放射性 不能确定该放射性为何种元素 4 实验误差分析 用32p标记实验时 上清液中也有少量的放射性的原因 一是保温时间过短 有一部分噬菌体未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 二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到离心分离这一段时间过长 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 也会使上清液有少量的放射性 用35s标记实验时 沉淀物中出现少量放射性的原因 可能由于搅拌不充分 有少量35s标记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 3 肺炎双球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较 4 烟草花叶病毒的感染和重建实验 2 结论 在rna病毒中 rna是遗传物质 1 实验过程及结果 5 dna是主要遗传物质 细胞生物 不论是真核生物还是原核生物 既有dna又有rna 其遗传物质都是dna 病毒只含dna和rna中的一种 对于具体的生物而言 其遗传物质是确定的 要么是dna 要么是rna 只能是其中的一种 因此对于具体的某种生物而言 dna rna 或 遗传物质 的前面不能加 主要 两个字 c 解析 t2噬菌体只能侵染大肠杆菌 不能侵染肺炎双球菌 不可以在肺炎双球菌中复制和增殖 a错误 病毒没有细胞结构 不能独立生活 在t2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mrna和蛋白质 需要借助宿主细胞来合成mrna和蛋白质 b错误 噬菌体侵染细菌时 其dna进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成 复制及表达需大肠杆菌提供原料 酶和atp 所以培养基中的32p经宿主摄取后可出现在t2噬菌体的核酸中 c正确 人类免疫缺陷病毒与t2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同 前者是rna病毒 后者是dna病毒 d错误 课标全国 理综2017 2 6分 在证明dna是遗传物质的过程中 t2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用 下列与该噬菌体相关的叙述 正确的是 a t2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖b t2噬菌体病毒颗粒内可以合成mrna和蛋白质c 培养基中的32p经宿主摄取后可出现在t2噬菌体的核酸中d 人类免疫缺陷病毒与t2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同 高考考法突破 应试基础必备 考法2dna分子结构及数量关系 考法3dna分子复制的特点 过程及相关计算 考点21dna的结构与复制 应试基础必备 1 dna分子的结构 1 组成单位 脱氧核苷酸 由一分子磷酸 一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成 2 dna分子双螺旋结构提出者 沃森与克里克 3 结构特点 两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 外侧基本骨架为脱氧核糖与磷酸交替连接 内侧排列碱基对 内侧碱基对按碱基互补配对原则通过氢键相连 a一定与t配对 g一定与c配对 反之亦然 a和t之间形成2个氢键 c和g之间形成3个氢键 故dna分子中g c比例高的稳定性强 2 dna分子的特性 1 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 多样性 碱基对多种多样的排列次序 若某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 特异性 每种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 3 dna分子的复制 1 dna复制 以亲代dna为模板合成子代dna的过程 2 复制时间 有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期 3 复制特点 半保留复制 4 意义 亲代dna通过复制 将遗传信息从亲代传递给子代 保持了遗传信息的连续性 考法2dna分子结构及数量关系 1 dna分子中碱基种类 数目与遗传信息的关系遗传信息是指dna分子中碱基的排列顺序 不同dna分子携带的遗传信息不同 因为碱基对的种类 数目 排列顺序不同 与磷酸和脱氧核糖的排列无关 2 dna分子中的化学键dna双链中相对应的碱基通过氢键连接 可用解旋酶断裂 也可加热断裂 单链上相邻碱基之间的脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键连接 用限制性核酸内切酶断裂 用dna连接酶进行连接 高考考法突破 1 dna分子结构特点的分析 1 dna分子中的有关数量关系 dna分子中 脱氧核苷酸数 脱氧核糖数 磷酸数 含氮碱基数 1 1 1 1 每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基 因此dna分子中含有2个游离的磷酸基 2 dna分子结构中的数量关系及计算 2 dna分子中碱基的计算 根据碱基互补配对原则可推知 嘌呤总数与嘧啶总数相等 即a g t c 设在双链dna分子中的一条链上a1 t1 n 因为a1 t2 t1 a2 则a1 t1 a2 t2 n 所以dna双链中a t a1 a2 t1 t2 n n 2 n 简记为 配对的两碱基之和在单 双链中所占比例相等 设双链dna分子中 一条链上 a1 g1 t1 c1 m 则 a1 g1 t1 c1 t2 c2 a2 g2 m 所以互补链上 a2 g2 t2 c2 1 m 简记为 dna两互补链中 不配对两碱基和的比值的乘积为1 d 海南生物2017 24 2分 dna分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关 下列关于生物体内dna分子中a t g c与a c g t两个比值的叙述 正确的是 a 碱基序列不同的双链dna分子 后一比值不同b 前一个比值越大 双链dna分子的稳定性越高c 当两个比值相同时 可判断这个dna分子是双链d 经半保留复制得到的dna分子 后一比值等于1 解析 由于双链dna分子中碱基a数目等于t数目 g数目等于c数目 故a c g t 1 a错误 a和t碱基对之间有2个氢键 c和g之间有3个氢键 故g c数目越多 氢键数越多 双链dna分子的稳定性越高 即a tg c越小双链dna分子越稳定 b错误 a t g c与a c g t两个比值相等 这个dna分子可能是双链 也可能是单链 c错误 经半保留复制得到的dna分子是双链dna a c g t 1 d正确 考法3dna分子复制的特点 过程及相关计算 实验材料 大肠杆菌 实验方法 同位素标记技术和密度梯度离心技术 实验假设 dna以半保留的方式复制 实验过程 1 dna复制方式的探究 实验预期 离心后应出现3条dna带 重带 15n标记的亲代双链dna 15n 15n 中带 一条链为15n标记 另一条链为14n标记的子代双链dna 15n 14n 轻带 两条链都为14n标记的子代双链dna 14n 14n 实验结果 与预期的相符 1 复制方式 半保留复制 2 特点 边解旋边复制 3 dna复制的类型 大多数都是双向进行的 在真核生物中 dna复制一般是多起点复制 在原核生物中 dna复制一般是一个起点 无论是真核生物还是原核生物 dna复制大多数都是双向进行的 如图所示为真核生物dna的多起点 双向复制 真核生物dna的多起点 双向复制 2 dna分子复制的过程和特点的分析 dna复制的准确性因为dna具有独特的双螺旋结构 能为复制提供精确的模板 通过碱基互补配对 保证了复制能够准确地进行 图中有3个复制起点 图中最右侧的复制起点最先开始解旋和复制 多起点复制 有利于提高复制效率 3 dna半保留复制过程中的相关计算 1 一个dna分子复制n次 则子代dna分子的数目是2n个 其中含有亲代链的dna分子数为2个 不含有亲代链的dna分子数为 2n 2 个 2 一个dna分子复制n次 子代脱氧核苷酸链数是2n 1条 其中原脱氧核苷酸链为2条 新合成的脱氧核苷酸链为 2n 1 2 条 4 dna复制过程中消耗的脱氧核苷酸数的计算假设亲代dna分子中含有某种脱氧核苷酸数为m个 经过n次复制需消耗该种脱氧核苷酸为m 2n 1 第n次复制需消耗该种脱氧核苷酸为m 2n 1 注意 解题时抓准复制中的关键字眼 dna复制 用15n标记的是 亲代dna 还是 培养基中原料 子代dna 所求的dna比例是 含15n的 还是 只含15n的 a 随后细胞中的dna复制发生障碍b 随后细胞中的rna转录发生障碍c 该物质可将细胞周期阻断在分裂中期d 可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用 解析 根据题意 加入该物质后 dna双链不能解开 故需要dna解旋才能进行的过程 如dna复制和转录均不能进行 a b正确 当dna不能复制 细胞周期就会被阻断在间期 c错误 对癌细胞使用这种物质 阻止癌细胞的dna复制 就会抑制癌细胞的增殖 d正确 c 考点22基因的表达 高考考法突破 应试基础必备 考法4转录和翻译的过程与结果分析 考法5基因及中心法则的理解与分析 基本单位 空间结构 一般是单链 不稳定 变异频率高 种类及功能mrna 将遗传信息从细胞核传递到细胞质中trna 转运氨基酸 识别密码子rrna 核糖体的组成成分 少数rna还有催化功能 应试基础必备 1 遗传信息的转录和翻译 1 rna的组成单位 结构和种类 场所 核糖体 原则 碱基互补配对 产物 多肽链 2 转录 3 翻译 基因是有遗传效应的dna片段 基因具有相对独立性 是控制生物性状的功能和结构单位 基因的位置 基因存在于染色体上 呈线性排列 2 基因的概念和功能 1 基因的概念 2 基因的功能 通过复制传递遗传信息 通过控制蛋白质的合成表达遗传信息 提出者 克里克 补充后的内容图解 3 中心法则 直接控制 通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状 间接控制 控制酶的合成来控制代谢过程 进而控制生物体的性状 4 基因对性状的控制 内因 基因 外因 环境条件 5 调控生物体性状的因素 考法4转录和翻译的过程与结果的分析 1 dna复制 转录和翻译的比较 高考考法突破 1 dna复制 转录和翻译的比较 dna两条链都作模板为复制 dna的一条链作模板为转录 2 dna复制和转录图形的识别方法 3 翻译起止点与进程 翻译起点 一个核糖体与mrna的结合部位形成2个trna结合位点 起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸 翻译进程 核糖体沿着mrna移动 读取下一个密码子 但mrna不移动 翻译终点 识别到终止密码子 不决定氨基酸 时翻译停止 4 mrna与核糖体数量 翻译速度的关系 数量关系 一个mrna可同时结合多个核糖体 形成多聚核糖体 因此少量的mrna分子可以迅速合成出大量的蛋白质 方向 判断依据是多肽链的长短 长的翻译在前 结果 合成的仅是多肽链 要形成蛋白质往往还需要运送至内质网 高尔基体等结构中进一步加工 多聚核糖体中 每个核糖体合成的多肽链都相同 2 遗传信息 密码子与反密码子的关系 1 基因中碱基数 mrna碱基数 多肽链中氨基酸数 6 3 1 2 基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算 3 基因控制蛋白质合成过程中的相关数量关系 4 密码子有64种 其中有3种为终止密码子 不对应氨基酸 对应氨基酸的密码子有61种 反密码子理论上有61种 3 每种氨基酸对应一种或几种密码子 可由一种或几种trna转运 课标全国 理综2017 1 6分 下列关于真核细胞中转录的叙述 错误的是 a trna rrna和mrna都从dna转录而来b 同一细胞中两种rna的合成有可能同时发生c 细胞中的rna合成过程不会在细胞核外发生d 转录出的rna链与模板链的相应区域碱基互补 解析 转录是以dna一条链为模板 以核糖核苷酸为原料合成rna的过程 包括trna rrna和mrna a正确 不同的rna由不同的基因转录而来 所以同一细胞中两种rna的合成有可能同时发生 b正确 细胞中的rna合成过程主要在细胞核内发生 在细胞质的线粒体和叶绿体中也能进行转录合成rna c错误 转录是以dna一条链为模板 以核糖核苷酸为原料 遵循碱基互补配对原则 所以转录出的rna链与模板链的相应区域碱基互补 d正确 c 考法5基因及中心法则的理解与分析 1 基因概念的理解 高考考法突破 1 各类生物遗传信息的传递过程 2 中心法则的应用 高等动植物共有的途径 dna复制 转录 翻译 但具体到不同细胞情况不同 如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有 但成熟叶肉细胞等高度分化的细胞无dna复制途径 只有转录和翻译两条途径 哺乳动物成熟的红细胞无遗传信息的传递 rna的复制和逆转录过程只发生在以rna为遗传物质的病毒的增殖过程中 3 进行碱基互补配对的过程和场所的总结 能进行碱基互补配对的过程 dna复制 dna转录 翻译 rna复制和逆转录 能进行碱基互补配对的场所 细胞核 叶绿体 线粒体 核糖体 2 细胞种类与信息传递途径的关系 1 直接途径 2 间接途径 3 基因控制性状的途径 机理 实例 镰刀型细胞贫血症 囊性纤维病 机理 实例 白化病 1 一般而言 一个基因决定一种性状 但生物体的一种性状有时也受多个基因的影响 而有些基因则可影响多种性状 例如 人审稿可能由多个基因决定 其中每一个基因对审稿都有一定的作用 原理豌豆 甜度低 与皱粒豌豆 更甜 一对基因控制粒形和甜度两对性状 2 性状是由基因与环境共同决定的 3 线粒体和叶绿体中的dna能够进行半自主复制 并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 其上的基因称作细胞质基因 控制着细胞质遗传 细胞质遗传的特点是母系遗传 即子代性状由母本决定 4 基因与性状的关系 解析 b 海南生物2017 25 2分 下列关于生物体内基因表达的叙述 正确的是 a 每种氨基酸都至少有两种相应的密码子b hiv的遗传物质可以作为合成dna的模板c 真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程d 一个基因的两条dna链可转录出两条相同的rna 一种氨基酸可能有一种或几种相应的密码子 a错误 hiv的遗传物质为单链rna 可以逆转录生成dna b正确 真核生物基因表达的过程包括转录生成rna和翻译合成蛋白质 c错误 一个基因的两条dna链可转录出两条互补的rna 但转录均是以基因的一条链为模板的 d错误 考法6dna分子随染色体去向问题分析 高考考法突破 专题6同位素标记与dna复制 细胞分裂问题综合分析 考法6dna分子随染色体去向问题分析 高考考法突破 1 同位素标记与dna复制情况分析 以一条被15n标记的染色体 转入不含15n的培养液中 连续进行两次细胞分裂为例 2 同位素标记与dna复制及细胞分裂情况分析 1 减数分裂中染色体标记情况分析如果用3h标记细胞中的dna分子 然后将细胞放在正常环境中培养 让其进行减数分裂 结果染色体中的dna标记情况如图所示 由图可知 减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次 但dna只复制1次 所以四个子细胞中所有dna分子均呈杂合状态 即3h