高考生物 第四单元 专题九 遗传的分子基础课件.ppt

专题九遗传的分子基础 DNA是主要的遗传物质 1 肺炎双球菌转化实验 1 格里菲斯体内转化实验 过程 存活 S型活细菌 结论 加热杀死的S型细菌中 含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的 2 艾弗里体外转化实验 过程 转化因子 DNA DNA DNA酶 结论 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 即是转化因子 是遗传物质 DNA DNA 2 噬菌体侵染细菌实验 1 噬菌体结构及增殖 外壳 S DNA P 寄生 合成组装 2 实验过程 标记噬菌体 大肠杆菌 32P 噬菌体 32P标记的噬菌体 侵染细菌 3 连线表示生物类型与遗传物质种类的关系 DNA分子的结构与复制 1 DNA分子的结构 脱氧核苷酸 A T G C 反向平行 脱氧核糖 磷酸 碱基 氢键 碱基互补配对原则 2 DNA分子的复制 亲代DNA 有丝分裂新时期和减数第一次分裂前的间期 解旋后两条母链 游离的4种脱氧核苷酸 ATP DNA聚合酶 解旋酶 DNA聚合酶 半保留复制 边解旋边复制 从亲代传给了子代 遗传信息的连续性 3 基因的本质 1 基因与染色体关系 基因在染色体上呈排列 2 将代表下列结构的字母填入图 中的相应横线上 a 染色体 b DNA c 基因 d 脱氧核苷酸 线性 d c b a 3 基因的本质 基因是有的DNA片段 4 染色体 DNA 基因和脱氧核苷酸的关系 遗传效应 染色体 染色体 DNA片段 脱氧核 苷酸 遗传物质 基因 基因的表达 1 RNA的种类和功能 遗传信息 氨基酸 核糖体 2 遗传信息的转录和翻译 1 转录的过程 RNA聚合酶 一条链 核糖核苷酸 DNA 2 翻译 概念 mRNA 氨基酸 氨基酸顺序 密码子 上3个相邻碱基 共64种 其中决定氨基酸的密码子有种 反密码子 位于上的与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基 mRNA 61 tRNA 3 中心法则与基因对性状的控制 1 中心法则 DNA的复制 翻译 2 基因控制性状的途径 基因通过来控制代谢过程 进而控制生物体的性状 如白化病 基因还能通过控制直接控制生物体的性状 如囊性纤维病 转录 RNA复制 逆转录 控制酶的合成 蛋白质的结构 1 肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 DNA是遗传物质的实验分析 2 上清液和沉淀物放射性分析 1 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 上清液中含放射性的原因 保温时间过短 有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内 经离心后分布于上清液中 上清液中出现放射性 噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离 这一段保温时间过长 噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来 经离心后分布于上清液 也会使上清液中出现放射性 2 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 沉淀物中有放射性的原因 由于搅拌不充分 有少量含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 典例1 2015 湖南永州月考 用含32P和35S的培养基培养细菌 将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9h 经检测共产生了64个子代噬菌体 下列叙述正确的是 A 32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质B 子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性C DNA具有放射性的子代噬菌体占D 噬菌体繁殖一代的时间约为1h解析磷脂也可以被32P标记 子代噬菌体的DNA和蛋白质是利用细菌的原料合成的 故一定具有放射性 培养9h产生了64个子代噬菌体 说明噬菌体繁殖了6代 故噬菌体繁殖一代的时间为1 5h B 以题说法 噬菌体侵染细菌实验中同位素标记解题技巧 1 双链DNA分子中碱基的计算 1 嘌呤总数与嘧啶总数相等 即A G T C 2 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 设在双链DNA分子中的一条链上A1 T1 n 因为A1 T2 A2 T1 则 A1 T1 A2 T2 n 所以A T A1 A2 T1 T2 n 简记为 配对的两碱基之和在单 双链中所占比例相等 DNA分子的结构和复制的有关计算 2 DNA分子复制方式的有关计算DNA分子复制为半保留复制 若将一个全部N原子被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养 复制 若干代 其结果分析如下 1 子代DNA分子数 2n个 无论复制多少次 含15N的DNA分子始终是2个 含14N的DNA分子有2n个 只含14N的有 2n 2 个 做题时应看准是 含 还是 只含 2 子代DNA分子的总链数 2n 2 2n 1条 无论复制多少次 含15N的链始终是2条 做题时应看准是 DNA分子数 还是 链数 含14N的链数是 2n 1 2 条 3 消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个 则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m 2n 1 个 若进行第n次复制 则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m 2n 1个 典例2 2015 辽宁营口调研 右图为真核细胞内某基因 被15N标记 的结构示意图 该基因全部碱基中C占30 下列说法正确的是 A 解旋酶作用于 两处B 该基因的一条核苷酸链中 C G A T 为3 2C 若 处后T变为A 则该基因控制的性状一定发生改变D 该基因在含14N的培养液中复制3次后 含14N的DNA分子占 解析DNA解旋酶使DNA双螺旋结构的氢键断裂 作用部位应是题图中的 A项错误 DNA是规则的双螺旋结构 A与T配对 G与C配对 由题干知该基因全部碱基中C占30 因此G也占30 A与T相等占20 该基因全部碱基中 C G A T 为3 2 又知 C G A T 的比例在整个基因中与每条核苷酸链中的比例相等 B项正确 处后T变为A 发生了基因突变 但不一定引起性状改变 C项错误 DNA分子的复制是半保留复制 每个新形成的DNA分子都含有一条链 该基因置于14N培养液中复制3次后 所以DNA分子都含14N D项错误 答案B 以题说法 关于DNA复制的2个易错点 1 在做DNA分子复制的计算题时 应看准是 含 还是 只含 是 DNA分子数 还是 链数 2 在分析细胞分裂问题时 常以染色体或DNA分子为研究对象 而在分析DNA分子复制问题时 一定要从DNA分子两条单链的角度考虑 所以复制后的一条染色体上的两个DNA分子中都含有原来的单链 1 复制 转录和翻译的比较 中心法则主要过程比较分析 2 不同类型生物遗传信息的传递 1 以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递 2 以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递 具有RNA复制功能的RNA病毒 如烟草花叶病毒 具有逆转录功能的RNA病毒 如艾滋病病毒 典例3 如图表示有关遗传信息传递的模拟实验 下列相关叙述中合理的是 A 若X是RNA Y是DNA 则试管内必须加入DNA连接酶 B 若X是CTTGTACAA Y含有U 则试管内必须加入逆转录酶C 若X与Y都是DNA 则试管内必须加入氨基酸D 若Y是蛋白质 X是mRNA 则试管内还要有其他RNA解析若X是RNA Y是DNA 表示逆转录过程 需加入逆转录酶 若X是CTTGTACAA Y含有U 表示转录过程 需加入RNA聚合酶 若X与Y都是DNA 表示DNA的复制过程 需加入DNA聚合酶 若Y是蛋白质 X是mRNA 表示翻译过程 则试管内还要有其他RNA 如tRNA D 以题说法 与核酸有关 六类酶 的辨析 1 解旋酶 是DNA分子复制时使氢键断裂 2 限制酶 是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂 3 DNA聚合酶 是DNA分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链 4 DNA连接酶 是将两个DNA分子片段的末端 缝合 起来形成磷酸二酯键 5 RNA聚合酶 是RNA复制或DNA转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成RNA链 6 逆转录酶 是某些RNA病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成DNA的一种酶 1 遗传信息 密码子与反密码子的区分 遗传信息 密码子与反密码子的辨析 2 DNA上遗传信息 密码子 反密码子的对应关系如下图所示 3 氨基酸与密码子 反密码子的关系 1 每种氨基酸对应1种或几种密码子 密码子简并性 可由1种或几种tRNA转运 2 1种密码子只能决定1种氨基酸 1种tRNA只能转运1种氨基酸 3 密码子有64种 3种终止密码子 61种决定氨基酸的密码子 反密码子理论上有61种 4 基因中碱基 RNA中碱基与蛋白质中氨基酸数量的关系 基因中碱基数 mRNA碱基数 多肽链中氨基酸数 6 3 1 图解如下 典例4 如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质 甲 乙 下列有关叙述中正确的是 A 遗传信息位于甲上B 乙由三个碱基组成C 甲的合成需要RNA聚合酶的参与D 乙可以转运多种氨基酸解析由图可知 甲为mRNA 乙为tRNA 遗传信息位于DNA上 tRNA是由一条单链RNA通过折叠形成的 由多个碱基组成 一种tRNA只能转运一种氨基酸 mRNA是在RNA聚合酶催化作用下以DNA分子的一条链为模板转录形成的 C 同位素示踪法在探究DNA复制方式中的应用 1 用放射性同位素标记大肠杆菌 1 若用14N标记大肠杆菌 普通大肠杆菌无放射性 得到14N 14N的DNA分子 将该DNA分子离心处理 离心后位于试管的上部 即轻带 如下图1 2 若用放射性同位素15N标记大肠杆菌 得到15N 15N的DNA分子 将该DNA分子离心处理 离心后位于试管的下部 即重带 如下图2 3 若大肠杆菌的DNA分子中一条链被14N标记 另一条链被15N标记 离心处理后将会位于试管的中部 即中带 如下图3 2 追踪DNA的复制方式 1 将亲代含14N的大肠杆菌转移到含15N的培养基上增殖一代 2 将亲代含15N的大肠杆菌转移到含14N的培养基上增殖一代 3 分别对上述培养得到的大肠杆菌离心处理 3 结果分析 1 若DNA的复制方式为全保留复制 则离心后出现如图4所示 即1 2重带和1 2轻带 该复制方式实际上是不存在的 2 若DNA的复制方式为半保留复制 则离心后出现如图5所示 即全部为中带 典例剖析 科学家在研究DNA分子复制方式时进行了下图所示的实验研究 已知培养用的细菌大约每20min分裂一次 1 实验一和实验二的作用是 2 从实验三的结果C D可以看出DNA分子复制 是 不是 半保留复制 3 如果实验三的结果都为F 则可判断DNA分子的复制方式 是 不是 半保留复制 4 如果DNA分子的复制方式是半保留复制 与结果D相比 结果E密度带的数量和位置 放射性强度不同的是 带 解析 1 实验一和实验二分别表示14N和15N标记的DNA分子的离心结果 其作用是与后面的实验结果形成对照 2 从实验三的结果C D可以看出新形成的DNA分子中有的保留了原来DNA分子 15N 15N 中的一条链 可见DNA分子复制具有半保留复制的特点 3 结果表明原来被15N标记的DNA分子的两条链没有分开 因此不是半保留复制 4 假设原有DNA分子数目为n 结果D和结果E都有2n个DNA分子为15N 14N 结果D有2n个DNA分子为14N 14N 结果E有6n个DNA分子为14N 14N 所以与结果D相比 结果E密度带的数量和位置没有变化 放射性强度发生变化的是轻带 答案 1 对照作用 2 是 3 不是 4 没有变化轻