2025届高三生物一轮复习课件小专题基因的本质

课前自主检测 1．DNA是由许多核糖核苷酸聚合而成的生物大分子，核糖核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和核糖。 ( ) 2．S型细菌有多糖类的荚膜，菌落表面粗糙，有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。 ( ) 3．艾弗里提出DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 ( ) 4．T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。 ( ) 5．赫尔希和蔡斯分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养T2噬菌体。( ) 6．赫尔希和蔡斯实验表明DNA是主要的遗传物质。 ( ) 7．遗传物质除DNA外，还有RNA，如烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。 ( ) 8．在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。 ( ) × × √ √ × × √ √ 1 双螺旋 通常是有遗传效应的片段 细胞核、线粒体、叶绿体 有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期 半保留复制 的一条链 核糖体 通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 知识网络构建 网络构建 2 1.肺炎链球菌的转化实验 命题方向一 探索遗传物质的实验 格里菲思的体内转化实验的结论：加热致死的S型细菌中存在“转化因子”。 03 02 01 艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 肺炎链球菌转化实验的结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 3 2.噬菌体侵染细菌实验 （1）32P标记DNA 保温时间过短：部分噬菌体未侵染大肠杆菌 保温时间过长：部分大肠杆菌裂解，释放子代噬菌体 离心后均会使上清液、沉淀物中有放射性 （2）35S标记蛋白质外壳 搅拌不充分：少量35S标记的噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面 离心后上清液、沉淀物中均有放射性 DNA是噬菌体的遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。 噬菌体侵染细菌实验的结论： 噬菌体侵染细菌实验放射性分布误差产生的两个原因 4 自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”和“减法原理”。与常态比较，认为增加某种影响因素的称谓“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。与常态比较，认为去除某种影响因素的称谓“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌的转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。 科学方法 第页 真题感悟 1.(2024·甘肃卷，5)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 真题在线 明考向 6 病毒重组法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒 放射性同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特有元素，将病毒和DNA与蛋白质分开，单独、直接地观察它们各自的作用 分离提纯法：分离S型细菌的多种物质（DNA、蛋白质、多糖等），分贝与R型细菌混合培养，缺点是物质纯度不能保证100% 酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“有”，其遗传物质不是DNA，若“没有”，起遗传物质可能是DNA 3.“遗传物质”探索的四种方法 7 1 提出“遗传因子”，并总结遗传规律 孟德尔 2 把“遗传因子”命名为基因 约翰逊 3 提出基因在染色体上的假说 萨 顿 4 实验证明基因位于染色体上 摩尔根 染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质 5 遗传物质的探索 作为遗传物质应该具备怎样的特点？ ①能够准确地自我复制 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。 科学家发现 第页 1．某科研人员为了验证格里菲思的肺炎链球菌转化实验，对实验小鼠进行了4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是 A．活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌 B．由注射②和④的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡 C．在死亡的小鼠2的体内应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来 D．死菌乙未导致小鼠3死亡，由此说明小鼠体内未发生特异性免疫 C 对位练习 2.肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使小鼠患败血症而死亡，无荚膜的无毒性。科研人员所做的细菌转化实验如图所示，下列相关说法不正确的是( ) A.能导致小鼠死亡的有a、d两组 B.d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质 C.培养后的d组中所有的肺炎双球菌都具有毒性 D.d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代 C 对位练习 10 3. 艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后，持反对观点者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型（这种对青霉素的抗性不是由荚膜产生的）。下列实验设计思路能反驳上述观点的是( ) A. R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌 B. R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→预期出现S型菌 C. R型菌＋S型菌DNA→预期出现S型菌 D. R型菌+S型菌DNA→预期出现抗青霉素的R型菌 A 对位练习 11 下列叙述正确的是 A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解 B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果 C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化 D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果 D （2022年1月·浙江）S型肺炎双球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示 对位练习 S z L w h 真题感悟 2.(2022·湖南卷，2)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生(　　) A.新的噬菌体DNA合成 B.新的噬菌体蛋白质外壳合成 C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合 C 3.(2017江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　　) A. 格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状 B. 艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡 C. 赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀物中 D. 赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记 C 真题在线 明考向 13 BC 1.(不定项)(2024·辽宁大连测试)研究人员利用细菌和噬菌体做实验，实验的流程如图，下列相关叙述正确的是(　　) A.噬菌体和细菌都能直接利用培养基中的14C标记的尿嘧啶合成RNA B.细菌被噬菌体侵染后无新的核糖体合成 C.DNA与RNA杂交的分子基础是碱基间的互补配对 D.若对子代噬菌体进行检测，子代噬菌体会存在放射性 考向练习 第页 考向练习 2.(2024·中原名校联盟)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述正确的是(　　) A.与RNA病毒相比，T2噬菌体的遗传物质特有的成分只有脱氧核糖 B.采用搅拌和离心手段，是为了把蛋白质和DNA分开，便于分别检测其放射性 C.35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间长短与沉淀中的放射性强弱无关 D.实验证明T2噬菌体和大肠杆菌的遗传物质都是DNA C 真题在线 明考向 用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，从而示踪物质的运行规律和变化规律。 科学方法：同位素标记法(同位素示踪法) 1.放射性同位素 3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成与运输过程。 14C标记CO2，研究暗反应中碳的转移途径。 标记DNA 3H 14C 32P 35S 标记蛋白质 探究噬菌体的遗传物质 ——检测放射性 2.稳定同位素 18O 标记H2O、CO2 研究光合产物O2中氧原子的来源。 —— 检测密度或相对分子质量 15N 标记DNA 研究DNA复制方式。 烟草花叶病毒（TMV）的基本成分都是蛋白质和RNA，体内无DNA。请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质。 (1)实验过程及现象 (2)实验结论： 是烟草花叶病毒的遗传物质， 不是烟草花叶病毒的遗传物质。 RNA 蛋白质 出现病斑 三、烟草花叶病毒感染实验及遗传物质 7.已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，如图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是 A.本实验运用了对照原则，无空白对 　照组 B.实验过程中重组病毒的后代是HRV C.该实验只能说明HRV的遗传物质是RNA D.若运用同位素标记法，不能选择15N标记 A 对位练习 第页 常见生物的遗传物质 生物类型 所含核酸 遗传物质 举例或范围 细胞生物 真核生物 DNA和RNA _______ 动物、植物、真菌等 原核生物 _______ 细菌、蓝藻、放线菌等 非细胞生物 DNA病毒 仅有DNA _______ 乙肝病毒、T2噬菌体、天花病毒、腺病毒等 RNA 病毒 仅有RNA _______ 烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等 结论：_______是主要的遗传物质，因为实验证明___________生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。 DNA DNA DNA RNA DNA 绝大多数 是对整个生物界而言，就生物个体而言，其遗传物质是唯一的 三、烟草花叶病毒感染实验及遗传物质 探究遗传物质的方法 1）探究思路 (1)探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开,单独看作用。 (2)探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性。 2）探究方法 (1)分离提纯法: (2)同位素标记法:噬菌体侵染细菌的实验。方法:分别标记两者的特有元素;将病毒的化学物质分开,单独、直接地观察它们各自的作用。 (3)病毒重组法:将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合,得到杂种病毒,用杂种病毒去感染宿主细胞。 (4)酶解法: 三、烟草花叶病毒感染实验及遗传物质 第页 8.研究发现，一种病毒只含一种核酸(DNA或RNA)，病毒的核酸可能是单链结构也可能是双链结构。以下是探究新病毒的核酸种类和结构类型的实验方法。 (1)酶解法：通过分离提纯技术，提取新病毒的核酸，加入______________酶混合培养一段时间，再侵染其宿主细胞，若在宿主细胞内检测不到子代病毒，则病毒为DNA病毒。 (2)侵染法：将_________________培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中繁殖数代，之后接种_______，培养一段时间后收集子代病毒并检测其放射性，若检测到子代病毒有放射性，则说明该病毒为______病毒。 DNA(DNA水解) 该病毒的宿主细胞 该病毒 RNA 第页 (3)碱基测定法：为确定新病毒的核酸是单链结构还是双链结构，可对此新病毒核酸的碱基组成和A、U、T碱基比例进行测定分析。 ①若含有T，且_______________________，则说明是单链DNA。 ②若含有T，且____________________，则最可能是双链DNA。 ③若含有U，且______________________，则说明是单链RNA。 ④若含有U，且A的比例等于U的比例，则最可能是双链RNA。 A的比例不等于T的比例 A的比例等于T的比例 A的比例不等于U的比例 第页 命题方向二 DNA分子的结构 数量关系 每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个 A—T之间有两个氢键，G—C之间有三个氢键 脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数 位置关系 单链中相邻碱基：通过—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接 互补链中相邻碱基：通过氢键相连 化学键 氢键：连接互补链中相邻碱基的化学键 磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键 重点强调 2.(2021山东卷) 我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是（ ） A.“引子”的彻底水解产物有两种 B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核 DNA C.设计“引子”前不需要知道古人类 DNA 序列 D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直 接与“引子”结合从而被识别 真题感悟 C 热点题组 测能力 命题方向三 DNA的复制 DNA复制的意义： DNA通过复制，将遗传信息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。 26 有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 2.时间： 3.场所: 真核生物： 1.概念： 以亲代DNA的为模板合成子代DNA的过程 叶绿体、线粒体 原核生物： 细胞核（主要） 拟核、细胞质（质粒） 5.过程: 解旋酶 1）模板（母链DNA） 4.条件： 2）能量（ATP） 3）4种脱氧核苷酸 4）酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 脱氧核苷酸 DNA片段 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 前导链 5’ 3’ 冈崎片段 后随链 二、DNA复制的过程 27 以两条母链为模板，4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为两条新的子链。 在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的DNA。 ①解旋 解旋酶 ②合成 DNA聚合酶 母链(模板链) 子链(新合成的链) 四种脱 氧核苷酸 ③复旋 一条母链和一条子链盘绕成为一个新的DNA分子。 3’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 二、DNA复制的过程 28 6.复制中形成的化学键：氢键、磷酸二酯键 7.特点： 8.准确复制的原因： (1)DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板。 (2)通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。 9.意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。 ①半保留复制 ②边解旋边复制 ③半不连续复制 拓展：真核生物与原核生物DNA复制的区别 真核生物 DNA 的复制从多个起点开始进行，使得复制能在较短时间内完成。 原核生物 DNA 的复制只有一个复制起点。 二、DNA复制的过程 29 1.（2022·海南·高考）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）： 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 D 真题感悟 ,, 01 2.（2018浙江卷，22）某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是（　　） A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C．根据b管的结果可以排除DNA是全保留复制 D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的 B 真题感悟 人体细胞某DNA的长度为200×10-9m，复制速度为5 ×10-9m/s，但经检测却发现此DNA的复制只需5s的时间。此事实说明什么？ 具多个复制起点。若共有4个复制起点，则又可说明什么？ 进行双向复制。 第页 下面是DNA复制的有关图示。A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。 (1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30s，而实际上只需约16s，根据A→C过程分析，这是因为_________________。 特点1：双向复制 复制是双向进行的 (2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长，若按A→C的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需要约2 h，根据D→F过程分析，是因为________________。 DNA分子中有多个复制起点 特点2：多起点复制（真核生物） (3)A→F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是______ 边解旋边复制 特点3：边解旋边复制 (4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为_______________ ① DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板 ② 复制过程严格遵循碱基互补配对原则。 有关DNA半保留复制的计算方法 (1)1个DNA分子连续复制n代，共产生 个子代DNA分子，子代DNA分子中共有单链 条；其中，旧链 条，新链 条。 (2)若一个亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则： ①经过连续n次复制，需消耗游离的该脱氧核苷酸数目为 个。 ②第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸 个。 2n 2n＋1 2 2n＋1－2 m·(2n－1) m·2n－1 二、DNA复制的过程 第页 如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是（ ） A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶 B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个 C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸 D.子代中含15N的DNA分子占1/2 B 对位练习 35 9.某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则关于该DNA分子的叙述正确的是 A.该DNA分子含有4个游离的磷酸基团 B.该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个 C.该DNA分子中四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7 D.该DNA分子的碱基排列方式共有4100种 C 对位练习 第页 3.DNA复制计算时看清题中所给出的碱基的单位是“对”还是“个”；所问的是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”。 2.注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，后者只包括第n次的复制。 1.DNA中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。 4.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。 易错提醒 37 第一次有丝分裂： 中期： 后期： 子细胞含放射性标记的细胞数： 子细胞中含放射性标记的染色体条数 第二次有丝分裂： 中期： 后期： 子细胞中含放射性标记的细胞数、 染色体条数 每条染色体上两条染色单体都带有放射性 每条染色体都带有放射性 每条染色体上只有一条染色单体带有放射性 一半染色体带有放射性 2个子细胞都带有放射性 2n条染色体 2或3或4 0—2n条 第二次分裂： “31P//32P” 三、DNA复制与细胞分裂的关系 1.有丝分裂 第一种情况是4个细胞都是 ； 第二种情况是2个细胞是 ， 1个细胞是 ， 1个细胞是 ； 第三种情况是2个细胞是 ， 另外2个细胞是 最后形成的4个子细胞有三种情况： 三、DNA复制与细胞分裂的关系 1.有丝分裂 “31P//32P” 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。 只研究一条染色体: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。 三、DNA复制与细胞分裂的关系 2.减数分裂 $$