第3章 基因的本质（复习课件）-【上好课】2024-2025学年高一生物同步精品课堂（人教版2019必修2）

第3章 基因的本质 必修二 建构知识体系 双螺旋结构　 细胞分裂前的间期　 半保留复制 基因 通常是有遗传效应的DNA片段 特定的碱基排列顺序 2 DNA是主要的遗传物质 1 格里菲思的 体内转化实验 艾弗里及同事的 体外转化实验 转化因子是什么 加热杀死的S型细菌中含有转化因子 肺炎链球菌的转化实验 T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质 RNA是TMV的遗传物质 DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质 RNA是RNA病毒的遗传物质 更多实验证据 更多实验证据 DNA是主要的遗传物质 3 DNA是主要的遗传物质 1 （1）肺炎链球菌的类型（连线） 4 DNA是主要的遗传物质 1 （2）肺炎链球菌体内和体外转化实验的区别 项目 体内转化实验 体外转化实验 科学家 格里菲思 艾弗里及其同事 培养场所 小鼠体内 培养基(体外) 实验构思 将不同类型及组合的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 利用不同的酶，每一组实验特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响 结果观察 小鼠是否死亡 培养基中菌落类型 实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质 5 DNA是主要的遗传物质 1 （3）肺炎链球菌体内和体外转化实验的联系 ①体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”；体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA。 ②所用的材料相同：都巧妙选用R型和S型两种肺炎链球菌。 ③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则 6 DNA是主要的遗传物质 1 （4）噬菌体侵染细菌的实验 7 DNA是主要的遗传物质 1 （5）烟草花叶病毒感染烟草的实验 正常 患病 RNA 蛋白质 8 DNA是主要的遗传物质 1 （6）生物体内的核酸种类及遗传物质 DNA DNA是主 要的遗传 物质 9 习题巩固 1.(2024·甘肃高考)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型细菌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 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中，S型菌株的DNA分子使无致病性的R型细菌转化为有致病性的S型细菌，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置实验，通过观察只有某种物质不存在时，R型细菌的转化情况，最终证明了转化因子可能是DNA，B错误；用T2噬菌体进行噬菌体侵染实验中，而T2噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，在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RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。 10 习题巩固 2.(2024·郴州模拟)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”。如图所示,实验操作正确的情况下,下列有关叙述正确的是 (　　) A.上清液和沉淀物放射性都很高 B.子代T2噬菌体均会被35S标记 C.大部分子代T2噬菌体被32P标记 D.实验前需用含32P的培养液培养T2噬菌体 B 32P标记T2噬菌体的DNA,其侵染大肠杆菌时,将含32P的DNA全部注入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,大肠杆菌中的T2噬菌体由于利用大肠杆菌中的原料合成蛋白质和DNA,大肠杆菌含有35S,所以子代T2噬菌体的蛋白质外壳均含35S,少部分子代T2噬菌体的DNA中含32P,在离心时,只有T2噬菌体的蛋白质外壳在上清液中,因此上清液放射性很低,沉淀物放射性很高,B正确,A、C错误;要想得到32P标记的T2噬菌体,需先用含32P的培养液培养大肠杆菌,再用32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体,D错误。 11 DNA的结构 2 （1）DNA结构模型构建的主要探索成果(连线) 12 DNA的结构 2 （2）图解DNA双螺旋结构 13 （2）图解DNA双螺旋结构 ①DNA通常是由两条单链组成的，这两条链按 方式 盘旋成双螺旋结构。 ②DNA中的 交替连接，排列在外侧， 构成基本骨架； 排列在内侧。 ③两条链上的碱基通过 连接成碱基对，并且碱基配对具有 一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种 一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。 反向平行 脱氧核糖和磷酸 碱基 氢键 DNA的结构 2 （3）染色体、DNA、基因和核苷酸的关系 有一 个或两个 有遗传 效应的DNA片段 核苷酸排列 顺序 15 DNA的结构 2 （4）DNA的结构模型图 16 DNA的结构 2 （5）DNA结构的两种关系和两种化学键 17 DNA的结构 2 （6）DNA的结构特点 多样性 若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序 特异性 每个DNA分子都有碱基特定的排列顺序 稳定性 两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变， 碱基配对方式不变等 18 习题巩固 1.(2024·浙江6月选考)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是 (　　) A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B.双链DNA中T占比越高,DNA热变性温度越高 C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D.若一条链的G+C占47%,则另一条链的A+T也占47% A 19 习题巩固 2.(2024·武汉模拟)为了构建DNA的双螺旋结构模型,许多科学家进行了不懈努力。以下关于DNA双螺旋结构的说法,错误的是 (　　) A.DNA通常由两条单链组成,这两条链的方向相反 B.DNA的一条单链的一端有一个游离的磷酸基团 C.G—C碱基对比A—T碱基对更稳定 D.G一定与T配对,A一定与C配对 D 正常情况下,DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的,具有独特的双螺旋结构;两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,且碱基的配对是有一定原则的,即A只能与T配对,G只能与C配对,A正确,D错误。DNA的一条单链具有两个末端,一端为3'端,有一个游离羟基,一端为5'端,有一个游离的磷酸基团,B正确。G—C碱基对之间含有3个氢键,A—T碱基对之间含有2个氢键,G—C碱基对比A—T碱基对更稳定,C正确。 20 习题巩固 3.(2024·广州模拟)下列有关基因、DNA、染色体的说法，错误的是(　 ) A.碱基特定的排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性 B.随着细胞质基因的发现，基因与染色体的关系可概括为染色体是 基因的主要载体 C.分子大小相同、碱基含量相同的基因所携带的遗传信息一定相同 D.一条染色体上含有1个或2个DNA分子 C 分子大小相同、碱基含量相同的基因中碱基排列顺序可能不同，所携带的遗传信息可能不同，C错误。 21 习题巩固 4.(2024·龙岩期末)若生物体内DNA分子中(G＋C)/(A＋T)＝a，(A＋C)/(G＋T)＝b，则下列有关两个比值的叙述不正确的是(　 ) A.a值越大，双链DNA分子的稳定性越高 B.DNA分子一条单链及其互补链中，a值相同 C.碱基序列不同的双链DNA分子，b值不同 D.经半保留复制得到的双链DNA分子，b值等于1 C G与C之间通过三个氢键相连，A与T之间通过两个氢键相连，a值越大，双链DNA分子的稳定性越高，A正确； DNA分子中互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个双链DNA分子中都相等，B正确； 双链DNA分子中非互补碱基之和恒等，则其比值等于1，C错误，D正确。 22 习题巩固 5.(2024·郑州模拟)如图表示DNA分子中的部分 关系，下列判断正确的是(　 ) A.若x、y分别表示DNA两条互补链中 (A＋G)/(T＋C)的量，则符合甲曲线变化 B.若x、y分别表示DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的量， 则符合甲曲线变化 C.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量， 则符合乙曲线变化 D.若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的量， 则符合乙曲线变化 C DNA两条互补链中，(A＋G)/(T＋C)的量互为倒数，(G＋T)/(A＋C)的量互为倒数，均不符合甲曲线变化，A、B错误； 根据碱基互补配对原则，DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量是相等的，此情况符合乙曲线变化，C正确； 双链DNA中嘌呤/嘧啶始终等于1，但DNA一条链中嘌呤/嘧啶的量不确定，故不符合乙曲线变化，D错误。 23 DNA的结构 2 （7）“三步法”解决DNA分子中有关碱基比例的计算 24 DNA的复制 3 （1）证明DNA半保留复制的实验分析 ①假说：DNA复制是半保留复制。 ②材料：大肠杆菌。 ③技术： 技术、(密度梯度)离心技术。 同位素标记 25 （1）证明DNA半保留复制的实验分析 ④实验过程 DNA的复制 3 （2）DNA复制的过程 ①概念：以 为模板合成 的过程。 ②发生时期：在真核生物中，这一过程是在 ，随着染色体的复制而完成的。 ③过程 亲代DNA 子代DNA 细胞分裂前的间期 27 （2）DNA复制的过程 解开的每一条母链 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 ④场所：真核生物的 ；原核生物的_____和细胞质。 ⑤结果：一个DNA分子形 成了两个 的DNA 分子。 ⑥意义：DNA通过复制， 将 从亲代细胞传 递给子代细胞，从而保持 了遗传信息的连续性。 细胞核、线粒体和叶绿体 拟核 完全相同 遗传信息 DNA的复制 3 （3）细胞分裂中的 同位素标记问题 ①DNA分子半保留复制 图像及解读 29 （3）细胞分裂中的同位素标记问题 ②进行有丝分裂的细胞在细胞增殖过程中核DNA和染色体的标记情况分析 由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含 亲代DNA链的 染色体条数 是0～2n(以体细胞 染色体数为2n为例)。 （3）细胞分裂中的同位素标记问题 ③进行减数分裂的细胞在分裂过程中核DNA和染色体的标记情况分析 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和 一条利用新原料 合成的子链组成。 习题巩固 1.(2024·河北高考)某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如表所示,下列叙述正确的是 (　　) A.该病毒复制合成的互补链中G+C含量为51.2% B.病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异 C.病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成 D.病毒基因的遗传符合分离定律 碱基种类 A C G T U 含量/% 31.2 20.8 28.0 0 20.0 B 由题表可知,该病毒不含碱基T,且A和U、C和G的含量均不同,为单链RNA病毒,复制合成的互补链中G+C含量与该病毒自身C+G含量一致,为20.8%+28.0%=48.8%,A错误;RNA病毒的遗传物质可以通过逆转录产生DNA,整合到宿主DNA中,导致宿主DNA变异,B正确;病毒没有细胞结构,没有核糖体,C错误;真核生物同源染色体上的等位基因的遗传符合分离定律,病毒基因的遗传不符合分离定律,D错误。 32 习题巩固 2.(2024·柳州开学考试)“θ”型复制是某些环状DNA复制的方式,从环状双链DNA特定的复制点开始,以正负两链为模板双向进行,正(+)链膨大,负(-)链内陷,形成像希腊字母“θ”的形状。一条新生子链沿母链(+)内侧延长,另一条子链沿母链(-)外侧延长,当延长到一定长度时,通过相应酶连接成闭环,形成两个子代DNA分子。下列说法正确的是 (　　) A.参与该过程的酶有解旋酶和DNA连接酶等 B.复制形成的两条子链的碱基序列相同 C.闭环前,每条子链的3'端有一个游离的磷酸基团 D.“正链膨大,负链内陷”过程中氢键断裂不需要消耗能量 A DNA复制过程中需要解旋酶打开氢键,DNA连接酶催化磷酸二酯键连接成闭环,形成两个子代DNA分子,故参与环状DNA复制过程的酶有解旋酶和DNA连接酶等,A正确;DNA的两条链是碱基互补的关系,故复制形成的两条子链的碱基序列不同,B错误;闭环前,每条子链的5'端有一个游离的磷酸基团,C错误;氢键断裂需要吸收能量,D错误。 33 习题巩固 3.(2024·丹东模拟)细胞中在进行 DNA复制时所用的引物不是DNA， 而是RNA，DNA单链结合蛋白与解旋后的 DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。如图是原核细胞中环状DNA复制过程的DNA单链结合蛋白示意图，下列分析正确的是(　 ) A.原核细胞的DNA分子中含有2个游离的磷酸基团 B.DNA单链结合蛋白能使氢键断裂，DNA双链打开 C.酶②会沿着两条模板链的5′→3′移动 D.补齐移除RNA引物后留下的缺口时，需要酶②参与 D 原核细胞的DNA分子为环状，其不存在游离的磷酸基团，A错误； 解旋酶使氢键断裂，DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制，B错误； 子链的延伸方向是5′→3′，故酶②(DNA聚合酶)会沿着两条模板链的3′→5′移动，C错误； 补齐移除RNA引物后留下的缺口时，需要补齐缺口处的核苷酸并修复磷酸二酯键，需要酶②参与，D正确。 34 THANKS $$