第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质-【一本】高中生物知识大盘点

第3章 基因的本质 课 1.慨述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。 2.概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成 要 双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。 点 3.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。 盘 思维导图 肺炎链球菌的 人物：格里菲思 体内转化实验 结论：加热致死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转 化为S型活细菌的活性物质一一转化因子 肺炎链球菌的下人物：艾弗里 DNA是主要 体外转化实验 结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 的遗传物质 人物：赫尔希和蔡斯 噬菌体侵染细菌的实验 结论：DNA是T2噬菌体的遗传物质 烟草花叶病毒感染烟草的实验一RNA是烟草花叶病毒的遗传物质 DNA双螺旋结构模型的构建：沃森和克里克 DNA的结构 磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 平面结构 碱基排列在内侧，通过氢键形成碱基对，遵循碱基互 结构 补配对原则 基因的本质 立体结构： 两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 验证实验方法：同位素标记技术和密度梯度离心技术 模板：DNA的两条单链 原料：游离的四种脱氧核苷酸 DNA的复制 条件 能量：ATP 酶：解旋酶、 DNA聚合酶等 方向：子链沿着5'端→3端方向延伸 特点：边解旋边复制、半保留复制 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 基因通常是 多样性：碱基排列顺序的干变万化，构成了DNA的多 DNA分子的 有遗传效应 样性 结构特点 的DNA片段 特异性：碱基特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的特 异性 染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 。1300 盘 必备知识 第1节 DNA是主要的遗传物质6年10考 一一易混易错 知识点1遗传物质应具备的特点及意义 蛋白质不能作为遗传 物质的原因 具备的特点 意义 一般来说，蛋白质能够 能够精确复制 保持亲子代的连续性 必 控制生物的性状和代 能够指导蛋白质合成 控制生物的性状和代谢过程 谢，具有储存大量遗传 2 结构稳定（在特殊情况下能发生突 保持物种的稳定性 信息的潜能，但蛋白质 变，且突变以后还能继续复制) 不能进行自我复制，也 能储存大量遗传信息 保证生物的多样性 不能遗传给后代。 第3章 知识点2肺炎链球菌的转化实验◆ 重点 三知识拓展 1.肺炎链球菌的类型 S型细菌的致病机理 基因的本 S型细菌的致病性并非 种类 S型细菌 R型细菌 菌落 光滑 粗糙 直接由多糖类荚膜引 起，而是由于S型细菌 菌体 有多糖类的荚膜 8 无多糖类的荚膜 有荚膜保护，能够抵抗 吞噬细胞的吞噬，有利 致病性有致病性，使小鼠患病死亡 无致病性 于细菌在宿主体内生 2.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 活并繁殖，从而使人和 (1)实验过程及现象 小鼠患肺炎，使小鼠并 发败血症死亡。 0 a8 a g 二少易混易错 肺炎链球菌体内转化 R型活细菌 S型活细菌加热致死的R型活细菌+加热 S型细菌 致死的S型细菌 实验的相关生物学 机理 高温破坏了蛋白质和 核酸的结构，随着温度 缓慢冷却，DNA会逐 渐恢复活性，但蛋白质 的活性无法恢复。 小鼠不死亡小鼠死亡，体小鼠不死亡 小鼠死亡，体 二易混易错 内分离出S型 内分离出S型 活细菌 活细菌 并非所有的R型细菌 第一组 第二组 第三组 第四组 都能被转化 (2)实验分析 由于转化受到DNA的 第一组：R型活细菌无致病性，小鼠不死亡。 纯度、两种细菌的亲缘 关系、受体菌的状态等 第二组：S型活细菌有致病性，小鼠死亡，从小鼠体内分离出S 因素影响，并不是所有 型活细菌。 。1310 第三组：加热致死的S型细菌无致病性，小鼠不死亡。 的R型细菌都能被转 第四组：R型活细菌转化成S型活细菌，小鼠死亡，从小鼠体 化成S型细菌，只有小 内分离出S型活细菌。 部分R型细菌能转化 (3)结论：加热致死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转 成S型细菌。 化为S型活细菌的活性物质一转化因子。 一一知识总结 3.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 肺炎链球菌体内 必 (1)设计思路：利用“减法原理”，人为去除（加入酶）某种影响 转化实验和体外 因素，观察实验结果的变化。 转化实验的联系 利用酶的专一性去除相应成分， 2 (2)实验过程及现象 体现了单一变量原则 ①所用材料相同，都是 R型和S型两种肺炎链 蛋白酶（或RNA酶、酯酶） DNA酶 第3章 球菌。 有R型 ②两实验都遵循对照 S型细菌有R型 S型细菌有R型 S型细菌 基 细菌的 的细胞细菌的 的细胞细菌的 的细胞 原则、单一变量原则。 培养基 提取物培养基 提取物培养基 提取物 混合 混合 混合 ③体内转化实验是基 质 础，仅说明S型细菌含 R型细菌 R型细菌 。S型细菌 只长R型细菌 有某种“转化因子”，体 S型细菌 o 外转化实验进一步证 第一组 第二至第四组 第五组 明“转化因子”是DNA。 (3)实验分析 国 学以致用 ①S型细菌的蛋白质等被相应水解酶水解后，R型细菌仍然 ①（浙江卷）格里菲思 能发生转化： 蛋白质、脂质等不是遗传物质 的体内转化实验证明， ②S型细菌的DNA被DNA酶水解后，R型细菌不能发生转化。 S型细菌的荚膜物质使 (4)结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 R型细菌转化成有荚 4.肺炎链球菌转化的实质：S型细菌的DNA片段整合到R型细 膜的S型细菌。(X) 菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息。 ②艾弗里的体外转化 实验证明，蛋白质也能 知识点3噬菌体侵染细菌的实验 重难点 使部分R型细菌转化 1.T2噬菌体的结构及生活方式 ,研究者：赫尔希和蔡斯 成S型细菌且可实现 (1)结构 稳定遗传。(×) 特征元素 ,易混易错 头部 DNA: C、H、O、N、P 特征元素 标记T2噬菌体的两个 尾音 蛋白质：C、H、O、N、S等 “不能” ①不能用培养基直接 (2)生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内。 培养来获得含放射性 2.T2噬菌体增殖需要的条件 同位素标记的T2噬菌 体，因为病毒只能在宿 模板 T2噬菌体的DNA 合成T2噬菌体DNA的原料 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸 主的活细胞中进行代 谢、增殖。 合成T2噬菌体蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸 场所 大肠杆菌的核糖体 。1320 3.实验思路：在T2噬菌体中，仅蛋白质分子含有S,P几乎都存在 ②不能用S和2P直接 于DNA分子中。因此可用放射性同位素P和S分别标记 标记同一T2噬菌体， T2噬菌体的DNA和蛋白质，单独、直接研究它们的遗传功能。 因为放射性检测时只 4.实验过程及结果 能检测到是否具有放 (1)标记噬菌体先标记大肠杆菌进而标记噬菌体 射性，不能确定是何种 含35S的 含35S的 培养 得到 含35S的 放射性元素。 大 细菌培养基 大肠杆菌 T2 T2噬菌体 必 杆 含2P的 含2P的 培养 得到 含32P的 国 细菌培养基 大肠杆菌 T2噬菌体 学以致用 2 (2)噬菌体侵染细菌 对比实验（相互对照） 能否用C、H、O、N做同 上清液的放射性很高 位素标记？ 第3章 沉淀物的放射性很低 答案：不能。因为蛋白 搅拌后离心 细菌裂解 在新形成的 质和DNA中都含有C、 35S标记的35S标记的噬菌 离心后 嘿黑黑噬菌体中没 H、O、N四种元素，所以 基因的本 有检测到35S 噬菌体 体与细菌混合 上清液的放射性很低 无法判断放射性是来 T2噬菌体的蛋白质外壳 包含T2噬菌体DNA的大肠杆菌 自DNA还是蛋白质。 多沉淀物的放射性很高」 搅拌后离心 32P标记的2P标记的噬菌 离心后 细菌裂解A4黑在新形成的 部分噬菌体 噬菌体 体与细菌混合 让上清液中析出质量较轻中检测到p 型学以致用 使吸附在细菌上的 艾弗里与赫尔希等人 噬菌体与细菌分离 的大肠杆菌 以细菌或病毒作为实 5.实验分析：噬菌体在侵染大肠杆菌后，被2P标记的DNA进入 验材料具有哪些优，点？ 细菌体内，而被$标记的蛋白质外壳并未进入细菌体内。 答案：①个体小，结构 6.实验结论：DNA是T2噬菌体的遗传物质。故不能证明爱白质 简单；②繁殖快。 7.实验操作对放射性结果的影响 不是遗传物质 一→图解助记 (1)用S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 还没叮上一口 就下来了。 充分 上清液中为T2噬菌体蛋白质外壳 有放射性 沉淀物中为含有T2噬菌体DNA 的大肠杆菌 无放射性 搅拌 不充分 少量被5S标记的噬菌体蛋白质外 上清液放射性高 壳吸附在大肠杆菌表面 沉淀物放射性低 保温时间过短 (2)用2P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 世界那么大」 上清液中为T2噬菌体蛋白 我想去看看！ 正好 全部T2噬菌体侵染离心 质外壳，无放射性 细菌且未被释放 沉淀物中为含T2噬菌体DNA 的大肠杆菌，有放射性 @ 保温 过短 部分T2噬菌体未侵 离心 时间 上清液有放射性 染大肠杆菌 保温时间过长 过长 部分T2噬菌体增殖 离心 后被释放出来 上清液有放射性 。1330 知识点4DNA是主要的遗传物质◆重点 图解助记 RNA 1.烟草花叶病毒感染烟草的实验 RNA是遗传物质的实验证据 蛋白质 (1)实验过程及现象 烟草花叶病毒示意图 蛋白质 表现：正常 提取 必 分别接种烟草 ,表现：患病 患病烟草 烟草花 叶病毒 RNA 第3章 (2)实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是 基因的本质 烟草花叶病毒的遗传物质。 m 到学以致用 2.DNA是主要的遗传物质 有细胞结构的生物一 (1)不同生物的遗传物质 定以DNA为遗传物 质(/) 体内核 遗传 生物类型 举例 酸种类 物质 细胞 真核生物 酵母菌、玉米、人 DNA和RNA DNA 生物 原核生物 细菌、支原体 非细胞 DNA病毒 仅有DNA DNA 部分噬菌体、天花病毒 生物 RNA病毒 仅有RNA RNA烟草花叶病毒、SARS病毒 (2)DNA是主要的遗传物质，因为绝大多数生物的遗传物质 一一巧学妙记 是DNA,只有极少数生物的遗传物质是RNA。 DNA结构的“五、四 三、二、一” 第2节DNA的结构 5年8考 五种元素：C、H、O N、Pe 四种碱基：A、T、G、C, 知识点1DNA双螺旋结构模型的构建 相应的有四种脱氧核 DNA含有4种 沃森和克里克根据照片推 沃森和克里克将碱基排列在 苷酸。 脱氧核苷酸， 算出DNA呈螺旋结构，搭 内部，A与T配对，G与C配 对；脱氧核糖和磷酸交替连 三类物质：磷酸、脱氧 含A、T、G 建了多种DNA双螺旋和三 C四种碱基 螺旋结构模型，都不合理 接排列在外部，搭建出DNA 双螺旋结构模型 核糖、碱基。 两（二）条长链：两（二） DNA双螺旋结构的发现历程 条反向平行的脱氧核 苷酸链（一般来说）。 威尔金斯和富兰克林 查哥夫发现：在DNA中，腺嘌 用X射线衍射技术获 呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶 一种螺旋：双螺旋结构。 得DNA衍射图谱 (T)的量；鸟嘌呤(G)的量 总是等于胞嘧啶(C)的量 。1340