江苏省2021高考生物一轮复习专题8遗传的分子基础课件

江苏省2021高考生物一轮复习专题8遗传的分子基础课件

考点 清单 考点1　人类对遗传物质的探索历程 一、肺炎双球菌的转化实验 1.实验材料:S型和R型肺炎双球菌、小鼠。 S型细菌 R型细菌 菌落 光滑 粗糙 菌体 ① 　有     多糖类荚膜 ② 　无     多糖类荚膜 毒性 有毒性,使小鼠患败血病死亡 无毒 2.格里菲思的体内转化实验 (1)实验过程及结果   (2)结论:加热杀死的S型细菌中含有③ 　某种转化因子     ,使R型活细菌转 化为S型活细菌。 (1)实验过程及结果   (2)结论:S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,④ 　DNA     是S型细菌的遗传物质。 3.艾弗里的体外转化实验 疑难点拨　(1)转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎双球菌转化实验 是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新 的遗传信息,即发生了基因重组。 (2)加热并没有使DNA完全失去活性:加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质 变性失活,但是内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。 (3)发生转化的只是少部分R型细菌,并不是所有的R型细菌都转化成S型细 菌。 二、噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料:T 2 噬菌体和大肠杆菌等 (1)T 2 噬菌体的结构 (2)T 2 噬菌体的复制式增殖 增殖需要的条件 内容 模板 T 2 噬菌体的DNA 合成T 2 噬菌体DNA的原料 ⑨ 　大肠杆菌     提供的四种脱 氧核苷酸 合成T 2 噬菌 体蛋白质 原料 大肠杆菌的⑩ 　氨基酸     场所 大肠杆菌的   　核糖体     2.实验过程及结果 (1)标记T 2 噬菌体   (2)T 2 噬菌体侵染细菌 3.结论:子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA来遗传的,   　DNA     是T 2 噬菌体的遗传物质。 4.噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀放射性分析 (1) 32 P标记的T 2 噬菌体侵染大肠杆菌 (2) 35 S标记的T 2 噬菌体侵染大肠杆菌   肺炎双球菌体外 转化实验 T 2 噬菌体侵染 细菌的实验 设计思路 设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自不同 的遗传功能 处理方法 直接分离:分离S型菌的DNA、 多糖、蛋白质等,分别与R型细 菌混合培养 同位素标记法:分别用同位素 3 5 S、 32 P标记蛋白质和DNA 结论 (1)证明DNA是遗传物质,而蛋 白质不是遗传物质 (2)说明了遗传物质可发生可遗 传的变异 (1)证明DNA是遗传物质,但不 能证明蛋白质不是遗传物质 (2)说明DNA能控制蛋白质的合 成 (3)说明DNA能自我复制 5.肺炎双球菌体外转化实验和T 2 噬菌体侵染细菌实验的比较 考点2　DNA的结构和复制 一、DNA分子的结构 1.DNA分子的组成   2.DNA的双螺旋结构内容 (1)DNA由① 　两     条脱氧核苷酸链组成,这些链按反向平行的方式盘旋 成② 　双螺旋结构     。 (2)外侧:③ 　脱氧核糖     和④ 　磷酸     交替连接构成主链基本骨架。 (3)内侧:两链上碱基通过⑤ 　氢键     连接成碱基对。碱基互补配对遵循以 下原则:A   T(两个氢键)、G   C(三个氢键)。 3.DNA分子结构的特点 (1)多样性,具 n 个碱基对的DNA具有4 n 种碱基对排列顺序。 (2)特异性,如每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。 (3)稳定性,如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对构成 方式不变等。 二、DNA分子的复制 1.概念、时间和场所   2.过程 3.特点 (1)过程:   　边解旋边复制     。 (2)方式:   　半保留复制     。 4.准确复制的原因和意义 (1)原因:DNA具有独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板;   　碱基互补配对     原则,保证了复制能准确进行。 (2)意义:DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传信 息的连续性。 三、DNA复制方式的实验探究 1.方法:同位素标记法、密度梯度离心法。 2.过程: 3.结果分析 a.在氮源为 14 N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为 14 N-DNA,在离 心管中离心形成的带位于上层,称为轻带。 b.在氮源为 15 N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为 15 N-DNA,在离 心管中离心形成的带位于下层,称为重带。 c.将亲代含 15 N的大肠杆菌转移到含 14 N的培养基上,繁殖一代,将得到的Ⅰ 代DNA分子离心,在离心管中形成的带位于中层,这样就推翻了全保留复 制的猜想,因为如果是全保留复制,Ⅰ代DNA分子在离心管中离心形成的 带应该是重带和轻带,而不是中带。 d.Ⅰ代DNA分子继续在含 14 N的培养基上复制,得到Ⅱ代DNA分子,同样用 密度梯度离心方法分离,发现Ⅱ代DNA分子在离心管中形成的带是轻带和 中带,这样又推翻了分散复制的猜想。因为,如果是分散复制,Ⅱ代DNA分 子在离心管中的位置是中带或稍高一些。 4.结论:DNA 的复制是以半保留方式进行的。 考点3　基因的表达 一、基因与DNA和性状之间的关系 1.基因是有遗传效应的DNA片段   2.基因、蛋白质与性状的关系 (1)基因通过控制蛋白质的结构来直接控制性状。 (2)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而间接控制生物体的性状。 二、RNA的结构和种类   三、基因的表达 1.转录 (1)场所:主要是① 　细胞核     ,在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。 (2)条件   (3)过程   (4)产物:③ 　mRNA、rRNA、tRNA     。 2.翻译 (1)场所:④ 　核糖体     。 (2)条件     (4)产物:多肽   蛋白质(具有生物活性) (3)过程 转录 翻译 作用 ⑨ 　表达     遗传信息 时间 个体生长发育的整个过程 场所 主要在细胞核 细胞质的核糖体 模板 DNA的⑩ 　一     条链 mRNA 原料 4种   　核糖核苷酸     约20种   　氨基酸     能量 ATP直接提供 酶   　RNA     聚合酶 多种酶 产物 单链RNA 多肽链(或蛋白质) 3.转录与翻译的比较 特点 边解旋边转录,转录后DNA恢复 原状 翻译结束后,mRNA被降解成单 体 碱基互补配对 A-U,T-A,C-G, G-C A-U,U-A,C-G,G-C 名师点睛　(1)转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 a.一个DNA分子中有许多个基因,转录是以基因为单位进行的,每个基因可 分别转录成一条mRNA,由于基因的选择性表达,一个DNA分子中某个基 因进行转录时,其他基因可能转录也可能不转录,它们之间互不影响。 b.转录的起点和终点分别是DNA分子上基因首端和尾端的启动子和终止 子,其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。 c.真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的 mRNA后才能作为翻译的模板。 d.转录的产物不只是mRNA,tRNA、rRNA也是转录的产物。 (2)翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨 基酸序列的蛋白质的过程。 a.一个mRNA上可同时结合多个核糖体,这可迅速合成大量的多肽链(蛋白 质)。 b.一个核糖体与mRNA的结合部位处形成了2个tRNA结合位点。 c.翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。 d.翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。 e.翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。 遗传 信息 DNA中脱氧核苷酸的排列顺序   ①遗传信息是基因中脱氧核苷 酸的排列顺序,通过转录,使遗传 信息传递到mRNA的核糖核苷 酸的排列顺序上 ②密码子直接控制蛋白质分子 中氨基酸的排列顺序,反密码子 则有识别密码子的作用 密码子 mRNA上决定一个氨基酸的三 个相邻的碱基 反密 码子 位于tRNA上的能与mRNA上对 应的密码子相配对的三个相邻 碱基 比较 项目 本质 联系 4.遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系 四、中心法则 1.提出者:克里克。 2.补充后的内容图解:   。 3.不同生物的遗传信息传递过程 生物种类 遗传信息的传递过程 真核生物   原核生物 DNA病毒 生物种类 遗传信息的传递过程 某些RNA病毒   逆转录病毒   知能拓展 提升一　T2噬菌体侵染细菌的放射性同位素标记问题 1.“两看法”解答T 2 噬菌体侵染细菌标记问题     (1)C、H、O、N为DNA和蛋白质共有元素,不能通过标记C、H、O、N来 区分DNA和蛋白质。 (2)研究T 2 噬菌体的遗传物质时,不能将 35 S(标记蛋白质)和 32 P(标记DNA)同 时标记在同一噬菌体上,因为放射性检测只能检测放射性存在的部位,不能 确定是何种元素的放射性。 2.T 2 噬菌体的结构 提升二　DNA的结构和功能中的相关计算 1.与DNA结构相关的计算 (1)A=T,G=C→A+G=T+C=A+C=T+G=DNA分子中总碱基数的一半。 (2)“单链中互补碱基之和”所占该链碱基数比例=“双链中互补碱基之 和”所占双链总碱基数比例。 (3)某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。 2.与DNA复制相关的计算 DNA分子复制为半保留复制,若将一个全部N原子被 15 N标记的DNA转移到 含 14 N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:2 n ①无论复制多少次,含 15 N的DNA分子始终是2个。 ②含 14 N的DNA分子有2 n 个,只含 14 N的DNA分子有(2 n -2)个,做题时应看准是 “含”还是“只含”。 (2)子代DNA分子的总链数:2 n × 2=2 n +1 ①无论复制多少次,含 15 N的链始终是2条。 ②含 14 N的链是(2 n +1 -2)条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①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 × (2 n -1)个。 ②若进行第 n 次复制,则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 m × 2 n -1 个。 提升三　“模型”分析法突破细胞分裂中的染色体标记问题 1.有丝分裂中子染色体标记情况分析 (1)弄清亲、子代的标记情况。(以亲代标记、培养液未标记为例) (2)建模:绘制过程图(以一条染色体为例) ①第一次复制: (3)规律总结: 若只复制一次,产生的子染色体都带有标记;若复制两次,产生的子染色体 只有一半带有标记。 2.减数分裂中子染色体标记情况分析 (1)过程图解:减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象,如图: ②第二次复制:   (2)规律总结:由于减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,因此产生的子 染色体都带有标记。 实践探究 应用　同位素标记法在实验中的应用 方法介绍　同位素示踪法包括放射性同位素示踪法和稳定性同位素示踪 法,是用示踪元素标记化合物(其化学性质不变)的方法。放射性同位素示 踪法是根据放射性确定物质的转移途径或对有关的化学反应进行追踪的 方法。常用的放射性同位素有 3 H、 14 C、 32 P、 35 S等,常用的稳定性同位素有 13 C、 18 O等。 问题探究　1.若用 32 P和 35 S同时标记T 2 噬菌体,侵染未标记的大肠杆菌,释放 出的子代T 2 噬菌体标记情况如何?T 2 噬菌体侵染大肠杆菌实验中为什么不 用 32 P和 35 S同时标记T 2 噬菌体? 2.你能再举出3个同位素示踪的例子吗? 3.同位素除了作为示踪元素外,在生物实验中还有其他应用吗? 要点点拨　1   P和 35 S同时标记T 2 噬菌体的DNA和蛋白质,侵染后子代中部 分T 2 噬菌体的DNA含有放射性( 32 P),子代T 2 噬菌体的蛋白质均不含有放射 性( 35 S)。因为放射性检测时只能检测到放射性存在的部位,不能确定是何 种元素的放射性,所以实验中不用 32 P和 35 S同时标记T 2 噬菌体。 2.高中阶段涉及同位素示踪的例子很多,如:用 14 CO 2 研究暗反应中碳的转移 途径;用 3 H标记亮氨酸研究分泌蛋白的合成分泌过程;用 18 O分别标记H 2 O和 CO 2 研究光合作用中O 2 的来源;用 15 N标记DNA研究DNA的复制方式等。 3.放射性同位素可诱发基因突变,所以也可用于诱变育种。