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文档简介
第1节DNA是主要的遗传物质
(2-3课时)2025届新高考生物冲刺热点复习
基因的本质目录任务二探究T2噬菌体的遗传物质任务三探究肺炎链球菌的遗传物质任务一对遗传物质的早期推测探究烟草花叶病毒的遗传物质任务四任务五绘制概念图,构建本节内容框架导入情境创设
枯草杆菌具有不同类型,其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质,加入培养基中,培养不能合成组氨酸的枯草杆菌,结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。你认为加入的可能是哪种物质?你的理由是?该物质要作为遗传物质应该具备怎样的特点?科学家是如何探究遗传物质的呢?你将如何设计实验探究枯草杆菌的遗传物质呢?活动、探究遗传物质的特点问:1、20世纪20年代,当时大多数科学家为什么普遍认为蛋白质是生物体的遗传物质?2、要作为生物体的遗传物质还应该具备怎样的特点?任务一对遗传物质的早期推测20世纪中叶,科学家们发现
DNA染色体的主要组成成分是
DNA和蛋白质①能够准确地复制自己,传递给下一代;②能贮存大量的遗传信息;③结构比较稳定;④能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和代谢。蛋白质由多种氨基酸组成,其多种多样的排列顺序可能蕴含遗传信息。活动1、认识R型肺炎链球菌和S型肺炎链球菌任务二探究肺炎链球菌的遗传物质(多糖)菌种菌体特点(一个细菌)菌落特点(一群细菌)毒性(动物实验)S型细菌
R型细菌
无毒有毒无荚膜有荚膜粗糙Rough光滑Smooth人(肺炎)小鼠(败血症死亡)P43相关信息:荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌,感染人体或动物体后,容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。思考:如何区分S型菌和R型菌呢?1、根据菌体是否有荚膜。2、根据菌落是否光滑。3、根据是否使小鼠患败血症。活动2、分析实验结果,得出结论任务二R型细菌无致病性,S型细菌有致病性被加热杀死的S型细菌无致病性R型细菌可转化为S型细菌①R型活细菌②S型活细菌③加热致死的S型细菌④R型活细菌+加热致死的S型细菌小鼠不死亡死亡,分离出S型活细菌不死亡死亡,分离出S型活细菌注射注射注射混合注射加热致死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌也有R型菌(1)实验①②对比说明____________________________________。(2)实验②③对比说明______________________________。(3)实验②③④对比说明__________________________。(4)结论:
。探究肺炎链球菌的遗传物质活动3、设计实验寻找转化因子任务二
S型细菌细胞中有哪些物质呢?到底哪种物质是转化因子呢?你将如何设计实验进行探究呢?尝试说出你的实验思路,并以流程图的形式展示实验过程和预测结果。思路:将S型菌各种物质分离提纯后与R型混合后,观察能否将R型菌转化。多糖
脂质
蛋白质
RNADNA加热杀死的S型细菌提纯、鉴定
分别与R型活细菌混合培养RRSRRR加入的物质种类自变量:因变量:R型菌是否转化?如何观察R型菌是否转化?根据菌落特征判断探究肺炎链球菌的遗传物质任务二思路:将加热致死S型菌各种物质用
分别去除后与R型混合,观察能否将R型菌转化。酶解法结果分析:1.实验①是
组,
②③④⑤是
组;2.实验②③④分别说明
;实验①⑤说明
有转化作用。
3.结论:蛋白质、RNA、脂质没有转化作用对照实验DNADNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是遗传物质。
活动3、设计实验寻找转化因子问:这两种实验方法在变量处理上,分别应用了什么原理?探究肺炎链球菌的遗传物质科学方法(教材46页)任务二问:你还记得教材中还有哪些实验运用了“加法原理”和“减法原理”吗?探究肺炎链球菌的遗传物质比较肺炎链球菌的体内和体外转化实验项目格里菲思的肺炎链球菌转化实验艾弗里的肺炎链球菌转化实验科学家格里菲思艾弗里和他的同事细菌培养小鼠体内体外培养基实验构思加热致死的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在S型细菌的提取物中,分别去除某种物质,观察能否使R型细菌发生转化观察指标实验结论小鼠是否死亡培养基中菌落类型加热致死的S型细菌体内有转化因子转化因子是DNA,DNA是遗传物质总结提升R型细菌转化为S型细菌的实质:S型细菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型细菌X基因吸附在R型细菌表面X基因进入R型细菌重组R型细菌转化成S型细菌加热杀死的S型菌中的DNA
使活R型细菌发生
,从而转变成活的S型细菌。基因重组注意:并非所有的R型细菌都能转化为S型细菌。事实上转化的效率很低,并且转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。
虽然艾弗里等人的实验探寻了转化因子就是DNA,它能将R型细菌转化为S型细菌,即DNA就是肺炎链球菌的遗传物质。但是还是有很多科学家对DNA是遗传物质提出质疑,1、那么能否找到一种实验材料,其DNA和蛋白质是完全分开的,那么就可以单独去观察它们的作用?2、如果找到了这种材料,又如何开展实验呢?活动1、认识噬菌体任务三1.生物类型:
。2.组成成分:T2噬菌体是一种病毒,其成分有
,3.生活方式:专寄生在
,4.培养:培养在含
的培养基中。DNA和蛋白质大肠杆菌大肠杆菌选材优点:结构简单,繁殖速度快;且T2噬菌体的DNA中没有蛋白质,蛋白质中没有DNA,可方便单独观察其作用。DNA病毒探究T2噬菌体的遗传物质任务三核心问题:T2噬菌体的遗传物质是DNA,还是蛋白质呢?问题:1、T2噬菌体侵染大肠杆菌时,哪些物质进入了大肠杆菌?是DNA、蛋白质或是DNA和蛋白质同时进入了大肠杆菌?2、DNA和蛋白质不能直接看到,用什么技术可以追踪DNA和蛋白质的去向?3、利用放射性同位素标记技术,标记DNA和蛋白质中的什么元素呢?你的理由是?4、如何标记T2噬菌体的DNA和蛋白质中的特征元素?噬菌体侵染细菌的电镜照片探究T2噬菌体的遗传物质活动2、探究实验方法任务三1、DNA和蛋白质不能直接看到,用什么技术可以跟踪其运动轨迹?2、利用放射性同位素标记技术,标记DNA和蛋白质中的什么元素呢?你的理由是?3、如何标T2记噬菌体的DNA和蛋白质中的特有元素?放射性同位素标记技术C、H、O、N、SC、H、O、N、P以用32P标记DNA,用35S标记蛋白质,单独观察其作用。先用含放射性物质的培养基标记大肠杆菌,再分别培养噬菌体,得到标记的噬菌体。一起标记,还是单独标记?探究T2噬菌体的遗传物质活动3、探究实验过程任务三①分别标记大肠杆菌:35S—蛋白质的T2噬菌体放射性同位素35S的培养基放射性同位素32P的培养基大肠杆菌35S大肠杆菌32P32P—DNA的T2噬菌体②
分别标记的噬菌体:加入大肠杆菌加入噬菌体③
分别侵染未标记的大肠杆菌:④
分别检测放射性探究T2噬菌体的遗传物质活动4、做出假设,预测实验结果有无放射性甲组--35S标记的蛋白质组乙组--32P标记的DNA组上清液沉淀物上清液沉淀物假设1假设2假设3
有放射性无放射性无放射性有放射性无放射性有放射性有放射性无放射性无放射性有放射性无放射性有放射性35S甲组蛋白质未进入,DNA进入沉淀物上清液被侵染大肠杆菌T2噬菌体颗粒沉淀物上清液被侵染的大肠杆菌T2噬菌体颗粒32P乙组蛋白质进入,DNA未进入蛋白质进入,DNA进入观看视频,思考下列问题。1、短时间保温的目的是?2、搅拌的目的是什么?3、离心的目的是什么?使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分层使噬菌体充分侵入大肠杆菌,且无子代噬菌体释放。活动5、分析实验结果,得出结论分别侵染未被标记大肠杆菌经短时间保温后用搅拌器搅拌离心后,检测上清液和沉淀物中的放射性物质:上清液放射性很高,沉淀物放射性很低。上清液放射性很低,沉淀物放射性很高。实验结论:DNA进入了细菌的细胞中,蛋白质外壳仍留在细胞外。思考:DNA进入细胞中,就一定是遗传物质吗?还需要检测什么?分别侵染未被标记大肠杆菌经短时间保温后用搅拌器搅拌离心后,检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性:上清液放射性很高,沉淀物放射性很低。上清液放射性很低,沉淀物放射性很高。子代噬菌体中无35S子代噬菌体中含32P实验结论:子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。任务三活动6、实验误差分析标记蛋白质标记DNA搅拌不充分,少量标记蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,沉到离心管中。保温时间过短,噬菌体未侵入,或保温时间过长,噬菌体被释放,留在上清液中。探究T2噬菌体的遗传物质拓展延伸--噬菌体侵染过程任务三1、结合图和已学知识,尝试描述噬菌体侵染大肠杆菌的过程。2、分析子代噬菌体蛋白质外壳的来源。1、吸附2、注入把DNA注入到细菌细胞3、合成用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的DNA、蛋白质4、组装新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体5、释放细菌解体,释放出噬菌体探究T2噬菌体的遗传物质比较噬菌体侵染细菌实验和肺炎链球菌体外转化实验
比较项目
噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌体外转化实验
设计思路处理方法检测结果的方式结论放射性同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特征元素酶解法:分离将S型细菌的多种组成物质用相应的酶处理检测放射性位置和子代噬菌体的放射性观察菌落的类型DNA是遗传物质DNA是遗传物质设法将DNA和其他物质分开,单独研究它们各自不同的功能所有生物体的遗传物质都是DNA吗?总结提升任务四探究烟草花叶病毒的遗传物质
感染了烟草花叶病毒的烟草烟草花叶病毒只由蛋白质外壳和内部的RNA组成。问:烟草花叶病毒的遗传物质又是什么呢?你能用多种方法设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质吗?任务四探究烟草花叶病毒的遗传物质实验思路:设法将RNA与蛋白质分开,单独地、直接地研究它们各自不同的作用。(TMV)RNA蛋白质蛋白质RNA分离感染烟草感染烟草实验结果出现病斑不出现病斑实验结果结论:RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。直接分离法活动、设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质活动、设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质任务四探究烟草花叶病毒的遗传物质实验思路:设法用酶去除相应物质,观察能否使烟草患病。(TMV)RNA蛋白质+RNA酶+蛋白酶感染烟草感染烟草实验结果出现病斑不出现病斑实验结果结论:RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。酶解法任务四探究烟草花叶病毒的遗传物质实验思路:将不同病毒相应物质互换,观察重组病毒能否使烟草患病。结论:RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。病毒重组法问:1、该实验的自变量是?该实验的思路是?2、根据实验结果,你得出了什么结论?烟草花叶病毒A烟草花叶病毒B产生A型后代产生B型后代病毒的组成成分活动、设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质归纳总结探究“遗传物质”种类的4种方法任务五绘制概念图生物病毒DNA病毒RNA病毒原核细胞真核细胞RNADNA烟草花叶病毒侵染实验艾弗里及其同事的肺炎链球菌体外转化实验格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验
活动:区分所给关键词的层级关系,用箭头连接,并在箭头上标出关系词。任务五生物病毒DNA病毒RNA病毒原核细胞真核细胞RNADNA烟草花叶病毒侵染实验艾弗里及其同事的肺炎链球菌体外转化实验格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验
区分所给关键词的层级关系,用箭头连接,并在箭头上标出关系词。DNADNA包
括包
括遗传物质是实验证明实验证明遗传物质是遗传物质是实验证明遗传物质是
就整个生物界来说,绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的,所以DNA是主要的遗传物质。绘制概念图,构建本节内容框架比较不同生物的遗传物质和相关种类问题生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类______________________DNA和RNA体内碱基种类___________种___________种___________种体内核苷酸种类___________种___________种___________种遗传物质_________________________________实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝细菌玉米、小麦、人DNA或RNADNA和RNA4488DNA或RNADNADNA55总结提升教材拾遗1.(必修2P43)体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性?请说明理由。加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。2.(必修2P44)体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供?其转化的实质是什么?实现转化时遗传物质来自S型细菌,原料和能量来自R型细菌,转化实质为“基因重组”。3.(必修2P43)体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性?请说明理由。加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。教材拾遗4.艾弗里和赫尔希和蔡斯实验设计思路相同,都是
。5.选用细菌或病毒作为探索遗传物质的实验材料的优点有
(填序号)。①个体很小,结构简单,容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化②繁殖快6.(必修2P46“思考讨论3题)艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现它们的实验设计?这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示?设法把DNA和其他物质分开研究①②
艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术,赫尔希等人主要采用的技术有噬菌体培养技术,同位素标记技术等。科学成果的取得必须有技术手段作保证,技术的发展需要以科学原理为基础,因此,科学与技术之间是相互支持,相互促进的。课堂训练1、(2021全国卷)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是(
)A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌D2、(2023届广州月考)某科研小组利用小鼠、R型和S型肺炎链球菌在格里菲思实验的基础上增加了相关实验,实验过程如图所示。错误的是(
)A.该实验中细菌甲和乙分别对应R型细菌和S型细菌B.经过步骤②后,鼠2血液中含有活菌甲和活菌乙C.加热致死的细菌乙中的某种转化因子能使活菌甲转化成活菌乙D.鼠5经过步骤⑤后死亡的原因是死菌甲中某种物质使活菌乙转化为活菌甲D课堂训练3、(2017·全国Ⅱ卷)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C课堂训练4、(2022·海南·统考高考真题)某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是(
)
T2噬菌体大肠杆菌①未标记15N标记②32P标记35S标记③3H标记未标记④35S标记未标记A.①和④ B.②和③ C.②和④ D.④和③C5、(2024·甘肃·高考真题)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验,下列叙述正确的是(
)
A.肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B.肺炎链球菌体外转化实验中,利用自变量控制的“加法原理”,将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中,结果证明DNA是转化因子
C.噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用自身原料和酶完成自我复制
D.烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状D课堂训练6、(2017年·全国卷I
·29)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)确定一种新病毒的类型实验方法:放射性同位素标记法确定实验目的:确定实验分组情况:确定同位素种类:确定结果检测方法:探究病毒遗传物质的类型根据DNA和RNA在碱基上的区别,可以用放射性同位素分别标记尿嘧啶和胸腺嘧啶,分别在体外培养宿主细胞,再让病毒侵染宿主细胞因为病毒的类型可能是DNA或者RNA,需要研究2种物质,则分甲、乙两个组培养一段时间后,检测子代噬菌体是否具有放射性答案:(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。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。(2)结果及结论:若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。目录任务二碱基互补配对原则的应用任务三构建DNA的结构模型任务一梳理DNA双螺旋结构模型的构建历史任务四绘制概念图,构建本节内容框架导入情境创设
正常人的红细胞呈圆饼状,镰状细胞贫血症患者的红细胞呈镰刀状,因此会堆积在血管内,造成血管堵塞,阻碍氧气的正常运送,导致全身各处疼痛,严重会导致骨骼退化,中风、器官衰竭等问题。镰状细胞贫血症的致病基因及其等位基因位于11号染色体上其组成都是DNA。DNA有着怎样的结构?镰状细胞贫血症的致病基因和其等位基因的有什么区别呢?正常的红细胞(左)与镰状红细胞(右)电镜图活动、回顾DNA双螺旋结构模型的构建过程任务一1.DNA双螺旋结构模型的构建(1)构建者:
。
(2)构建过程:沃森和克里克脱氧核苷酸A=T,G=CTC相反的梳理DNA双螺旋结构模型的构建历史活动、尝试构建DNA的结构模型任务二画一画:①先画出1个脱氧核苷酸,标出脱氧核糖的1’-C和5’-C。②多画3个脱氧核苷酸形成1条DNA单链,标出磷酸二酯键、单链的5’-端、3’-端
。③再画出与你画的链互补的另1条链(含四对碱基),并标出两条链的5’-端、3’-端。构建DNA的结构模型任务二讲一讲:结合所画结构尝试描述DNA的结构特点(提示:描述DNA两条链的方向以及内外侧结构)看一看:1.1条链中相邻碱基通过什么连接?2.互补链中对应碱基通过什么键相连?3.一个链状DNA分子含有几个游离的磷酸基团?4.你画的DNA和周围同学的DNA有哪些异同点?由此说明DNA具特性?氢键脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖5’3’3’5’活动、尝试构建DNA的结构模型1或2个DNA平面结构构建DNA的结构模型任务三碱基互补配对原则的应用课堂训练1、(2024·广东广州联考)某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,α链中腺嘌呤占该链的28%。下列叙述错误的有(
)①β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44%②β链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例相等,均是28%③α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%④α链中嘧啶所占的比例最多为72%⑤在不同DNA分子中(A+C)/(G+T)的比值不同,体现了DNA分子的特异性A.一项B.两项C.三项D.四项B任务三碱基互补配对原则的应用解题技巧第一步第二步第三步
搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例,还是占DNA分子一条链上碱基的比例。根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。画一个DNA分子模式图,并在图中标出已知的和所求的碱基。任务四绘制概念图,构建本节内容框架1.(必修2第50页图3-8)DNA的一条单链具有两个末端,一端有一个游离的磷酸基团,称作
,另一端有一个羟基(—OH),称作
,两条单链走向
,一条单链是从5'-端到3'-端的,另一条单链是从3'-端到5'-端的。
2.(必修2第51页“探究·实践”)DNA只有4种脱氧核苷酸,能够储存足够量遗传信息的原因是
。
3.(必修2第52页拓展应用)碱基互补配对原则对遗传信息的传递具有的意义是:
。5'-端3'-端相反构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万,脱氧核苷酸的排列顺序千差万别根据碱基互补配对原则,DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系,保证了遗传信息的准确性。课堂训练1、[2022年浙江高考真题]某同学欲制作DNA双螺旋结构模型,已准备了足够的相关材料,下列叙述正确的是(
)A.在制作脱氧核苷酸时,需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基B.制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连C.制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和D.制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧C2.(2023·广东深圳调研)下图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图,下列叙述错误的是(
)课堂训练CA.图甲中②③交替连接构成DNA基本骨架B.若一条链的下端是磷酸基团,则另一条链的上端也是磷酸基团C.取两位同学制作的单链即可连接成DNA双链D.丙到丁过程体现了DNA分子双螺旋的特点(1)羊的不同组织细胞中DNA分子的碱基比例大致相同,原因是
。(2)假设小麦DNA分子中(A+T)/(G+C)=1.2,那么(A+G)/(T+C)=________(3)假如羊的某一DNA分子中有腺嘌呤30%,则该分子一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的________(4)小麦的DNA分子中,(G+C)之和占全部碱基的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则它的互补链中,T和C分别占碱基总数的_______________3、(教材改编题)如图为不同生物或生物不同器官(细胞)的DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值情况,据图回答问题:不同的组织细胞来源于同一个受精卵的有丝分裂140%31.3%、18.7%1、镰状细胞贫血症的致病基因和等位基因的区别:基因中1个碱基对发生替换,使基因中的碱基的排序顺序不同。镰状细胞贫血症有哪些好的治疗方法吗?目录任务二任务三梳理DNA复制的过程任务一探究DNA的复制方式寻找DNA复制与细胞分裂的关系DNA复制中相关计算的应用任务四任务五绘制概念图,构建本节内容框架导入情境创设
通过观看镰状细胞贫血症治疗方案方案的视频。思考以下问题:输入患者体内的干细胞在体内通过有丝分裂增殖,增殖产生的子细胞的遗传信息是否与亲代细胞相同?是什么保证了亲、子代间遗传信息
的稳定传递?正常的红细胞(左)与镰状红细胞(右)电镜图活动1、根据假说,演绎推理任务一核心问题:DNA是如何精准复制和传递信息的呢?提出假说:A同学认为DNA是以半保留复制的方式(即新合成的DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链)来传递遗传信息的。B同学认为DNA是以全保留复制的方式(即新合成的DNA双链都是新合成的)来传递遗传信息的。C同学认为DNA是以分散复制的方式来传递遗传信息的。画一画:根据以上假说,选择其中一种假说,尝试画出子一代和子二代的DNA分子。(用不同颜色的笔区分DNA的母链和子链)做实验时,该用什么方法区分DNA的母链和子链呢?探究DNA复制方式任务一实验思路:设法通过实验区分亲代和子代的DNA。实验方法:同位素标记法、密度梯度离心法
资料:同位素分为放射性同位素与稳定性同位素。放射性同位素会发生放射性衰变(如14C
、32P、3H
等),稳定同位素则不会;15N和14N是N元素的两种稳定的同位素,这两种同位素的相对原子质量不同,含15N的DNA比含14N的DNA密度大;想一想:标记DNA中的哪种元素?CHONP用放射性同位素32P可以吗?活动2、探究实验方法探究DNA复制方式预测实验结果1.假如用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖若干代。2.再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中,复制2次,在图上标出亲子代DNA每条链的标记情况,进行密度离心后,预测并画出离心后试管中DNA所处的位置。半保留复制全保留复制任务一1.试管中条带的位置和宽度说明了什么?2.观察结果,由此你得出了什么结论?
3.第几代的试管结果可以区分半保留复制和全保留复制?4.将第一代DNA解旋成单链,结果还能区分全保留复制和半的保留复制吗?
美国梅塞尔森和斯塔尔的大肠杆菌实验1.用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖若干代。2.将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA,进行离心,记录离心后试管中DNA的位置。DNA的复制方式为半保留复制实验验证位置代表了含不同同位素的DNA,宽度代表了DNA的含量。第一代不能探究DNA复制方式活动1、观看动画,梳理基础知识任务二梳理DNA复制的过程1.场所:2.时间:3.条件:细胞分裂前的间期①模板:②原料:③能量:④酶:DNA的两条母链四种游离的脱氧核苷酸由ATP提供
解旋酶、DNA聚合酶等①DNA独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板边解旋边复制、半保留复制细胞核(主要)、解旋→合成子链→形成子代DNA②碱基互补配对原则,保证了复制能够准确地进行4.复制过程:5.复制特点:6.准确复制原因:线粒体、叶绿体、拟核活动2、尝试描述DNA复制过程任务二CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'合成方向:子链的
端→
端5'3'梳理DNA复制的过程拓展延伸1任务二解链方向3
5
3
5
3´5´3´5´3´5´前导链滞后链冈崎片段DNA的半不连续复制汉水丑生侯伟作品梳理DNA复制的过程拓展延伸2任务二DNA复制过程示意图,该图反映了DNA复制的哪些特点?真核生物的DNA复制是从单个起点开始还是从多个起点开始?多起点复制;边解旋边双向复制。多起点复制
DNA复制的示意图果蝇DNA的电镜照片梳理DNA复制的过程知识迁移--体内DNA复制与PCR的比较任务二PCR细胞内DNA复制反应场所解旋方式引物酶新链延伸解旋酶催化细胞内(主要在细胞核内)两条新链都连续延伸单链DNA高温解旋细胞外(在PCR扩增仪内)耐高温的DNA聚合酶单链RNA解旋酶、普通DNA聚合酶等半不连续复制梳理DNA复制的过程知识迁移--体内DNA复制与PCR的比较任务二生物体内DNA复制只能以RNA分子作为引物的根本原因是什么?PCR技术为什么一般以DNA片段为引物,而不以RNA为引物?RNA是单链,而且容易被降解。机体选择RNA做引物是为了避免错配,因为即使引物RNA的碱基序列出现差错,可以很容易被降解,然后通过DNA的修复功能即可复制出正确的序列,是一种保护机制。
DNA复制中所需要的引物是RNA聚合酶合成的一段长度不等,一般为10个核苷酸左右的的RNA分子。DNA复制过程中需要DNA聚合酶的参与,但是所有的DNA聚合酶都不能自主地发动DNA复制,只能利用已提供的核苷酸的3'-OH末端聚合dNMP,从而延伸DNA链,因此所有DNA复制的起始必须先期合成一段引物分子。
如果是DNA做引物则不容易被降解。我们体外对DNA进行扩增时则是使用的DNA引物,因为DNA引物不容易被降解。梳理DNA复制的过程活动1、寻找DNA分子数、链数规律任务三
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养,复制n代(次),则:1.子代DNA分子共有
个。含15N的DNA分子
个,比例
。只含15N的DNA分子___个。含14N的DNA分子
个,比例
。只含14N的DNA分子
个,比例____
____。2.子代脱氧核苷酸链共有
条含15N的脱氧核苷酸链
条,比例
。含14N的脱氧核苷酸链
条,比例
。2n212n-102n100%2n-212n-11-2n+1212n2n+1-212n1-方法:画图,注意无论复制多少次,亲代DNA的2条链始终保存在2个子代DNA分子中。DNA复制中相关计算的应用活动2、寻找消耗脱氧核苷酸数的规律任务三3.DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为
。②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为
。m·(2n-1)m·2n-1m个DNA复制中相关计算的应用1.(2023·襄阳四中调研)一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成,其中腺嘌呤占20%,将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是(
) A.DNA复制是一个边解旋边复制的过程 B.第三次复制需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7 D.子代DNA分子中含32P与含31P的分子数之比为1∶4B在含14N的培养基中培养间期复制2个子DNA位置:在有丝后期或减II后期,着丝粒分裂,DNA随单体分开,随机分到每个细胞中。子DNA去向:着丝粒分裂复制后2个子DNA位于2条单体上,每个DNA有1条原来的母链和1条新合成的子链。
将在15NH4Cl的培养液培养的分生区细胞,转移到含有14NH4Cl的普通培养液中,复制1次,请简单画出细胞分裂中,双链DNA随1条染色体的变化图。15N15N15N15N14N14N15N14N15N14N任务四2.(2024年贵州高考)类的双眼皮基因对单眼皮基因是显性,位于常染色体上。一个色觉正常的单眼皮女性(甲),其父亲是色盲;一个色觉正常的双眼皮男性(乙),其母亲是单眼皮。下列叙述错误的是()A.甲的一个卵原细胞在有丝分裂中期含有两个色盲基因B.乙的一个精原细胞在减数分裂I中期含四个单眼皮基因C.甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲D.甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿的概率为1/4B任务五DNA复制与细胞分裂绘制概念图,构建本节内容框架1.(必修2第56页“拓展应用2”)真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100bp/s,果蝇DNA的电镜照片中有一些泡状结构,叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分,果蝇DNA上形成多个复制泡,这说明
。提示果蝇的DNA有多个复制起点,可同时从不同起点开始DNA复制,由此加快DNA复制的速率,为细胞分裂做好物质准备
。2.(必修2第62页“非选择题1”)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。两种生物的DNA分子的单链形成杂合双链区的部位越多,说明这两种生物的亲缘关系越近,为什么?提示形成杂合双链区的部位越多,两种生物互补的碱基序列越多,DNA碱基序列的一致性越高,说明在生物进化过程中,DNA碱基序列发生的变化越小,因此亲缘关系越近。3.(必修2第55页图3-10)在细胞分裂过程中,DNA复制得到的两个DNA分子一定相同吗?。
理由是
。
不一定若是复制过程中发生了基因突变,会导致两个DNA分子不同3.(2022·海南卷)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图2):图1图2下列有关叙述正确的是(
)A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是分散复制D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带D4.(2024·广东广州统考)真核细胞DNA的复制是一个复杂的过程,其边解旋边复制时会形成独特的DNA复制泡结构,该过程需要多种酶的参与。下列有关叙述错误的是(
)A.DNA聚合酶不能起始独立合成新的DNA链B.DNA聚合酶催化脱氧核苷酸基团加到延伸中的DNA链的—OH末端C.一条DNA复制时会形成多个复制泡,说明DNA复制是多起点复制D.在每个DNA复制泡中DNA复制都需要解旋酶和DNA聚合酶各一个D5.(2021·海南卷)已知5-溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU,要使该位点由A—BU转变为G—C,则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是(
)A.1
B.2C.3 D.4B第4节
基因通常是有遗传效应的DNA片段第六单元
基因的本质遵义市高中生物学2025届一轮复习课例目录任务三描述基因、DNA与染色体的关系任务二探寻DNA的结构特性任务一探寻基因的本质任务四绘制概念图,构建本节内容框架
通过基因编辑,镰状细胞贫血症患者被治愈“的视频,医生通过改变致病基因上的脱氧核苷酸序列后,患者的红细胞由镰刀状变为
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