专题09 基因的本质高考生物一轮复习知识点梳理与归纳.docx
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专题09基因的本质高考生物一轮复习知识点梳理与归纳
专题09基因的本质
第1节DNA是主要的遗传物质
一、经典实验【肺炎双球菌转化实验】
1.1928年格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验:
格里菲思
肺炎双球菌有两种类型类型:
S型细菌:
菌落光滑,菌体有夹膜,有毒性
R型细菌:
菌落粗糙,菌体无夹膜,无毒性
(1)实验过程及结果:
(2)实验结论:
在S型细菌中存在转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌。
这种性状的转化是可以遗传的。
2.1944年艾弗里体外转化实验
艾弗里
(1)实验过程及结果:
(2)结论:
实验结论:
DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(即:
DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质)
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,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。
经典实验【噬菌体侵染细菌实验】
1.T2噬菌体的结构和元素组成:
2.实验过程及结果
分别在含35S、32P的培养基中培养大肠杆菌,之后再分别接种T2噬菌体,连续多代培养从而获得只含35S、32P的噬菌体。
2
用35S标记噬菌体侵染大肠杆菌放射性集中在上清液中
3
用32P标记噬菌体侵染大肠杆菌放射性主要在沉淀物中
结论:
DNA是遗传物质。
此实验还证明DNA能够自我复制,能够控制蛋白质的合成。
不能证明DNA是主要的遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质。
以上两个经典实验的共同思路:
设法把DNA与蛋白质等其他物质分开,单独地直接地观察它们各自的作用。
1.完善噬菌体增殖的相关条件
(1)模板:
噬菌体DNA。
(2)合成DNA的原料:
大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
(3)合成蛋白质
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:
①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。
②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释放子代,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的噬菌体外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。
经典实验三证明烟草花叶病毒的遗传物质
1.根据烟草花叶病毒感染烟草的实验,获得实验结论
实验过程与实验结果
①烟草花叶病毒
正常烟草
产生花叶病(对照组)
②烟草花叶病毒的RNA
正常烟草
产生花叶病(实验组)
③烟草花叶病毒的蛋白质
正常烟草
不产生花叶病(实验组)
实验结论
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质
五、遗传物物质小结:
细胞生物(真核、原核)
非细胞生物(病毒)
核酸
DNA和RNA
只含DNA
只含RNA
遗传物质
DNA
DNA
RNA(少量生物)
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。
乙肝病毒,HIV,烟草花叶病毒是RNA病毒。
第2节DNA分子的结构
1.DNA分子的化学组成
(1)基本组成元素:
C、H、O、N、P。
(2)基本单位:
脱氧核糖核苷酸(4种)
2.DNA分子的结构特点
①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。
②外侧:
脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。
内侧:
由氢键相连的碱基对组成。
1基按碱基互补配对原则配对:
A=T;G≡C
本插图QQ截图自[生物学].Peter.H.Raven&George.B.Johnson
空间结构
3、DNA的功能:
储存、传递和表达遗传信息(DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息)
4、DNA的特性:
稳定性:
是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。
多样性:
碱基对的排列顺序是千变万化的。
排列种类数:
4n(n为碱基对对数)
特异性:
每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。
5.双链DNA分子中碱基的计算规律
(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。
简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
(3)双链DNA分子中,非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
设双链DNA分子中,一条链上:
=m,
则:
=
=m,互补链上
=
。
简记为:
“DNA两互补链中,不配对两碱基之和的比值乘积为1。
”
小编总结
(1)使碱基对中氢键打开的方法有:
用解旋酶断裂,加热断裂。
(2)每个DNA片段中,游离的磷酸基团有2个。
(3)在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接。
(4)DNA初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
第3节DNA分子的复制
二、DNA的复制
1、概念:
以亲代DNA分子两条链为模板,合成子代DNA的过程
2、时间:
有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期
3、场所:
主要在细胞核。
另外在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。
4、过程:
①解旋
②合成子链(两条链均按5,----3,方向进行复制)
③子、母链盘绕形成子代DNA分子
5、结果:
1个DNA分子―→2个子代DNA分子
6、特点:
边解旋边复制,半保留复制
7、条件:
①模板:
亲代DNA分子的两条链
②原料:
4种游离的脱氧核糖核苷酸
③能量:
ATP
④酶:
解旋酶、DNA聚合酶等
8、DNA能精确复制的原因:
①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板
②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。
特殊情况下,在外界因素和生物内部因素的作用下,可能造成碱基配对发生差错,引起基因突变。
9、意义:
DNA分子复制,使遗传信息从亲代传递给子代,从而确保了遗传信息的连续性。
与DNA复制有关的计算:
复制出DNA数=2n(n为复制次数)
含亲代链的DNA数=2
不含亲代链的DNA分子数为2n-2个
图解如下:
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,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n-1)个。
②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m·2n-1个。
(2)影响DNA复制的外界条件:
在DNA复制的过程中,需要酶的催化和ATP供能,凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素,都会影响DNA的复制。
DNA复制方式的探究
探究DNA复制是半保留复制还是全保留复制,可用同位素标记技术和离心处理技术,根据复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。
1.实验材料:
大肠杆菌。
2.实验方法:
放射性同位素标记技术和离心技术。
3.实验假设:
DNA以半保留的方式复制。
4.实验过程:
(见图)
(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代,使DNA双链充分标记15N。
(2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。
(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。
(4)将提取的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA位置。
5.实验预期:
离心后应出现3条DNA带。
(见图)
(1)重带(密度最大):
15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。
(2)中带(密度居中):
一条链为15N,另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。
(3)轻带(密度最小):
两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。
6.实验结果:
与预期的相符。
总结提升
DNA复制的相关问题整合分析
第4节基因是有遗传效应的DNA片段
1.基因是有遗传效应的DNA片段
基因与基因之间片段叫基因间区,无遗传效应。
2.基因的结构
3.基因的功能
基因的基本功能包括:
遗传信息的传递;遗传信息的表达。
基因中的碱基(脱氧核苷酸)的排列顺序代表遗传信息。
4.基因与染色体的关系是:
基因在染色体上呈线性排列。
(位置关系)
一条染色体上有许多个基因。
(数量关系)
染色体是基因的主要载体,染色体并非基因的唯一载体,真核细胞的线粒体和叶绿体也是基因的载体。
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