2018_2019学年高中生物第3章基因的本质课件(打包6套)新人教版必修.zip
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微专题五基因本质的相关题型突破 第3章基因的本质 学习目标 1 掌握DNA分子结构的相关计算 2 掌握DNA分子复制过程中的相关计算 3 了解同位素标记噬菌体的相关分析 核心素养 1 理性思维 模型与建构 DNA分子结构与复制相关计算规律 2 科学探究 分析与讨论 同位素标记噬菌体相关问题分析 微型专题 内容索引 考题精选 微型专题 一 噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析 例1有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程 设计实验如图 一段时间后 检测子代H5N1病毒的放射性及S P元素 下表对结果的预测中 最可能发生的是 答案 解析 解析病毒侵染细胞时 蛋白质外壳留在外面 只有核酸注入细胞 由图可知 病毒先在含32P的宿主细胞1中培养 其DNA被32P标记 然后转移到含35S的宿主细胞2中培养 病毒以自身的遗传物质为模板 利用宿主细胞的原料合成子代病毒的遗传物质和蛋白质外壳 故子代病毒的核酸多数含31P 少数含32P 蛋白质全部被35S标记 1 32P噬菌体侵染大肠杆菌 2 35S噬菌体侵染大肠杆菌 变式1下列关于 噬菌体侵染细菌的实验 的叙述 正确的是A 分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B 分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌 进行长时间的保温培养C 用35S标记噬菌体的侵染实验中 沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D 32P 35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 答案 解析 解析噬菌体营寄生生活 不能用培养基直接培养 需用含放射性的大肠杆菌培养才能使噬菌体带上放射性标记 A项错误 实验中保温时间不能过长 若保温时间太长则可能使一些含32P的子代噬菌体释放出来 离心后存在于上清液中 导致上清液中检测到32P B项错误 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳 理论上应存在于上清液中 但可能会因搅拌不充分 使部分噬菌体仍吸附在细菌表面而存在于沉淀物中 C项正确 本实验可说明DNA是遗传物质 因为缺少蛋白质进入细菌细胞的对照实验 不能证明蛋白质不是遗传物质 D项错误 二 DNA分子结构的计算 例2已知某双链DNA分子中 G与C之和占全部碱基总数的34 其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32 和18 则在它的互补链中 T和C分别占该链碱基总数的A 34 和16 B 34 和18 C 16 和34 D 32 和18 答案 解析 解析设该DNA分子的两条链分别为1链和2链 双链DNA分子中 G与C之和占全部碱基总数的34 则A T占66 又因为双链DNA分子中 互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子比例和每条链中的比例相同 因此A1 T1 66 G1 C1 34 又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32 和18 则A1 66 32 34 G1 34 18 16 根据DNA分子的碱基互补配对关系可知 T2 A1 34 C2 G1 16 1 碱基互补配对原则是核酸中碱基数量计算的基础根据碱基互补配对原则可推知以下多条用于碱基计算的规律 2 碱基比例与双链DNA分子的共性及特异性 1 共性 不因生物种类的不同而不同 3 进行碱基计算要注意的三点 1 单位是 对 还是 个 这方面往往带来数据成倍的错误 2 注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链 3 解题时最好画一下简图 比较直观 减少因为思路不清引起的错误 变式2DNA的一条单链中 0 4 上述比值在其互补单链和整个DNA分子中分别为A 0 4 0 6B 2 5 1 0C 0 4 0 4D 0 6 1 0 答案 解析 三 DNA复制的有关计算 例2某DNA分子含m对碱基 其中腺嘌呤有A个 下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中 错误的是A 在第一次复制时 需要 m A 个B 在第二次复制时 需要2 m A 个C 在第n次复制时 需要2n 1 m A 个D 在n次复制过程中 总共需要2n m A 个 答案 解析 解析DNA复制n次是指DNA连续复制了n次 产生的子代DNA分子为2n个 形成的脱氧核苷酸链有2n 1条 第n次复制是指DNA已复制了n 1次 产生的子代DNA分子继续进行第n次复制 两种复制情况下所需的脱氧核苷酸的数目是不同的 在计算DNA分子在第n次复制过程中所需含某种碱基的脱氧核苷酸数目时 要先计算出复制n次所需要的该种脱氧核苷酸数 再减去 n 1 次复制过程中所需要的该种脱氧核苷酸数 该DNA分子含胞嘧啶数目为 m A 个 复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为 m A 2n 1 个 DNA分子的复制为半保留复制 一个DNA分子复制n次 则有 1 DNA分子数 子代DNA分子数 2n个 含有亲代DNA链的子代DNA分子数 2个 不含亲代DNA链的子代DNA分子数 2n 2 个 2 脱氧核苷酸链数 子代DNA分子中脱氧核苷酸链数 2n 1条 亲代脱氧核苷酸链数 2条 新合成的脱氧核苷酸链数 2n 1 2 条 3 消耗的脱氧核苷酸数 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 第n次复制需该脱氧核苷酸数 m 2n 1个 变式3某一个DNA分子中 A为200个 复制数次后 消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个 该DNA分子已经复制了几次A 4次B 3次C 5次D 6次 答案 解析 解析利用DNA复制规律得知 经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3000 2n 1 200 得n 4 考题精选 1 2018 济宁高一检测 某DNA分子中A T占整个DNA分子碱基总数的44 其中一条链 a 上的G占该链碱基总数的21 那么 对应的另一条互补链 b 上的G占DNA分子碱基总数的比例是A 35 B 29 C 28 D 17 5 答案 解析 1 2 3 4 5 解析已知该DNA分子中A T占整个DNA分子碱基总数的比例为44 根据碱基互补配对原则可知 A T 22 则G C 28 又已知一条链 a 上的G占该链碱基总数的21 即G1 21 则该链上C1 35 互补链 b 上G2 G1 35 则G2占双链碱基总数的比例为 17 5 6 2 2018 成都诊断 将洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中完成一个细胞周期 然后在不含放射性标记的培养液中继续完成一个细胞周期 下列叙述正确的是A 第一个细胞周期中 细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期B 第一个细胞周期结束后 每个子细胞中都有一半的染色体被标记C 第二个细胞周期的分裂中期 每条染色体中仅有一条染色单体被标记D 完成两个细胞周期后 每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同 答案 解析 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 解析含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA复制的原料 第一个细胞周期中 细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制 发生在分裂间期 A项错误 由于DNA分子复制是半保留复制 形成的子代DNA分子中一条是原来的母链 一条是新合成的子链 第一个细胞周期结束后 每个子细胞中所有的染色体都被标记 B项错误 第二个细胞周期中 在不含放射性标记的培养液中培养 间期染色体复制 一条染色体上的两条染色单体只有一条有放射性 第二个细胞周期的分裂中期 每条染色体中仅有一条染色单体被标记 C项正确 第二次分裂的后期 含3H标记的染色体与不含3H标记的染色体随机向两极移动 每个子细胞中含3H标记的染色体数目不一定相同 D项错误 6 3 2018 湖南教改共同体高一期中 如果把人的精原细胞核中的46个DNA分子用15N标记 此细胞在不含标记的环境中依次经过1次有丝分裂和1次减数分裂 则下列相关描述正确的是A 在有丝分裂的后期 含有放射性的染色体有92条B 在减数第一次分裂后期 一个初级精母细胞中含有放射性的DNA有92个C 在减数第二次分裂中期 一个次级精母细胞中含放射性的DNA是46个D 形成的8个精细胞中 含有放射性的细胞最少占25 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析精原细胞中每个DNA都有15N 根据半保留复制可知 有丝分裂后期产生的92个DNA分子都有15N A正确 经过有丝分裂产生的子细胞中 每个DNA都有放射性 但每个DNA只有一条链有放射性 因此减数第一次分裂后期 形成的46条染色体都有放射性 其中46个DNA有放射性 另外46个DNA没有 B错误 减数第二次分裂一个次级精母细胞中含有放射性的DNA只有23个 C错误 1 2 3 4 5 6 4 2018 江西临川一中期中 一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成 其中腺嘌呤占20 将其置于只含31P的环境中复制3次 下列叙述不正确的是A 该DNA分子中含有氢键的数目为13000B 复制过程需要21000个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C 子代DNA分子中含31P与含32P的分子数之比为3 1D 子代DNA分子中含31P的单链与含32P的单链之比为7 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析由题意知 该DNA分子含有5000个碱基对 A占20 因此A T 10000 20 2000 C G 3000 则该DNA分子中含有氢键的数目 2000 2 3000 3 13000 A正确 DNA分子复制3次形成了8个DNA分子 其中有7个DNA分子需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 所以复制过程需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目 7 3000 21000 B正确 子代DNA分子中含32P的DNA分子只有两个 含31P的分子数是8个 则子代中含31P的DNA分子数与含32P的DNA分子数之比为4 1 C错误 由题意知 含有32P标记的DNA单链是2条 含有31P的单链是2 8 2 14条 因此子代DNA分子中含31P的单链与含32P的单链之比为7 1 D正确 1 2 3 4 5 6 解析 5 2016 课标 29 在有关DNA分子的研究中 常用32P来标记DNA分子 用 和 表示ATP或dATP d表示脱氧 上三个磷酸基团所处的位置 A P P P 或dA P P P 回答下列问题 1 某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上 同时产生ADP 若要用该酶把32P标记到DNA末端上 那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 填 或 位上 1 2 3 4 5 解析ATP水解生成ADP的过程中 断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键即 位和 位之间的高能磷酸键 即 位磷酸基团转移到DNA末端 要将32P标记到DNA上 带有32P的磷酸基团应在 位上 答案 6 解析 2 若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料 将32P标记到新合成的DNA分子上 则带有32P的磷酸基团应在dATP的 填 或 位上 1 2 3 4 5 答案 解析dATP脱去 位和 位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 即DNA的基本组成单位之一 用dATP为原料合成DNA时 要将32P标记到新合成的DNA上 则32P应在 位 6 解析 3 将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记 并使其感染大肠杆菌 在不含有32P的培养基中培养一段时间 若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体 n个 并释放 则其中含有32P的噬菌体所占比例为 原因是 1 2 3 4 5 答案 一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后 标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中 因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记 6 1 2 3 4 5 解析由于DNA分子复制为半保留复制 故噬菌体双链DNA的复制过程中 被32P标记的两条单链始终被保留 并分别存在于两个子代DNA分子中 另外 新合成DNA过程中 原料无32P标记 所以n个子代DNA分子中有且只有2个含有32P标记 6 6 DNA分子双螺旋结构模型提出之后 人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的 当时推测可能有如图A所示的三种方式 1958年 Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法 追踪由15N标记的DNA亲代链的去向 实验过程是 在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌 其DNA分子均为14N DNA 对照 在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌 其DNA均为15N DNA 亲代 将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上 再连续繁殖两代 子代 和子代 后离心得到如图B所示的结果 请依据上述材料回答下列问题 1 2 3 4 5 6 解析 1 如果与对照相比 子代 离心后能分出轻和重两条密度带 则说明DNA传递遗传信息的方式是 如果子代 离心后只有1条中密度带 则可以排除DNA传递遗传信息的方式是 如果子代 离心后只有1条中密度带 再继续做子代 的DNA密度鉴定 若子代 离心后能分出中 轻两条密度带 则可以确定DNA传递遗传信息的方式是 答案 全保留复制 全保留复制 半保留复制 1 2 3 4 5 6 解析由题意可知 如果子代 离心后能分出轻和重两条密度带 可得出是全保留复制 如果子代 离心后只有1条中密度带 肯定不可能是全保留复制 可能是半保留复制或分散复制 子代 为第二次复制的产物 若是半保留复制会有中和轻密度带 若是全保留复制会有重和轻密度带 若子代 能分出轻 中密度带 可推知为半保留复制方式 若没有中 轻密度带之分 则可能为分散复制 1 2 3 4 5 6 若子代 离心后不能分出中 轻两条密度带 则可以确定DNA传递遗传信息的方式是 分散复制 答案 1 2 3 4 5 6 2 他们观测的实验数据如下 梯度离心DNA浮力密度 g mL 表 答案 分析实验数据可知 实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的 方式相吻合 半保留复制 1 2 3 4 5 6 解析 1 2 3 4 5 6 知识体系构建与核心素养解读 第3章基因的本质 内容索引 知识体系构建 核心素养解读 知识体系构建 核心素养解读 掌握科学探究的思路和方法 善于与他人进行合作 乐于从实践的层面探讨或尝试解决现实生活中的生物学问题 能够发现现实世界中的生物学问题 针对特定的生物学现象 进行观察 提问 实验设计 方案实施以及结果的交流与讨论 在开展不同的工作中 都乐于并善于团队合作 例析1 2018 皖南八校联考 利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验 各组肺炎双球菌先进行图示处理 再培养一段时间后注射到不同小鼠体内 下列说法不正确的是 A 通过E F对照 能说明转化因子是DNA而不是蛋白质B F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌C F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果D 能导致小鼠死亡的是A B C D四组 答案 解析 解析从图示实验过程看出 通过E F对照 能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 A项正确 F组加入了S型细菌的DNA 可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌 而S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果 B C项正确 A组经煮沸 D组为R型细菌 均不能导致小鼠死亡 D项错误 本题主要考查的核心素养是科学探究 具体表现在两个角度 例析2 2017 全国 29 根据遗传物质的化学组成 可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型 有些病毒对人类健康会造成很大危害 通常 一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换 请利用放射性同位素标记的方法 以体外培养的宿主细胞等为材料 设计实验以确定一种新病毒的类型 简要写出 1 实验思路 2 预期实验结果及结论即可 要求 实验包含可相互印证的甲 乙两个组 答案 解析 答案 1 实验思路 甲组 将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 乙组 将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 2 结果及结论 若甲组收集的病毒有放射性 乙组无 即为RNA病毒 反之为DNA病毒 解析 1 DNA和RNA的化学组成存在差异 如DNA特有的碱基是T 而RNA特有的碱基是U 因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U 通过检测子代的放射性可知该病毒的类型 根据分析 本实验思路为 甲组 将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 乙组 将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 2 若甲组收集的病毒有放射性 乙组无 即为RNA病毒 反之为DNA病毒 本题通过实验思路设计 结果预期及得出结论的形式考查了科学探究能力和理性思维 第1节DNA是主要的遗传物质 第3章基因的本质 学习目标 1 掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论 2 掌握噬菌体侵染细菌实验的方法 过程及结论 3 理解DNA是主要遗传物质的结论 核心素养 1 理性思维 分析与综合 总结肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验 2 科学探究 实验设计与结果分析 肺炎双球菌转化实验设计 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 对遗传物质的早期推测20世纪20年代 大多数科学家认为是生物体的遗传物质 20世纪30年代 人们认识到的重要性 但是认为是遗传物质的观点仍占主导地位 一 肺炎双球菌的转化实验 DNA 蛋白质 蛋白质 2 肺炎双球菌类型 光滑 粗糙 有 无 3 格里菲思的体内转化实验 不死亡 死亡 不死亡 转化因子 死亡 S型 S型 4 艾弗里的转化实验 1 实验过程及结果 R型菌 S型菌 2 结论 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 DNA 例1某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验 进行了以下4个实验 S型细菌的DNA DNA酶 加入R型细菌 注射入小鼠 R型细菌的DNA DNA酶 加入S型细菌 注射入小鼠 R型细菌 DNA酶 高温加热后冷却 加入S型细菌的DNA 注射入小鼠 S型细菌 DNA酶 高温加热后冷却 加入R型细菌的DNA 注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是A 存活 存活 存活 死亡B 存活 死亡 存活 死亡C 死亡 死亡 存活 存活D 存活 死亡 存活 存活 答案 解析 解析能使小鼠死亡的是活的S型细菌 而不是S型细菌的DNA 中有活的R型细菌 无毒性 小鼠存活 中有活的S型细菌 小鼠死亡 中有S型细菌的DNA和无活性的R型细菌 无活性的R型细菌无法转化成活的S型细菌 S型细菌的DNA无法使小鼠死亡 中只有R型细菌的DNA 无法使小鼠死亡 A 不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B 说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C 和 说明S型细菌的DNA是转化因子D 说明DNA是主要的遗传物质 例2艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验 结果如表所示 由表可知 答案 解析 解析第 组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型细菌转化为S型细菌无关 A B项错误 第 组实验说明DNA与R型细菌转化为S型细菌有关 第 组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌 C项正确 只能说明DNA是遗传物质 而不能说明DNA是主要的遗传物质 D项错误 肺炎双球菌转化实验的几个易错点 1 转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌 而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌 2 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 3 体内转化实验的结论是S型细菌体内有 转化因子 没有证明 转化因子 是DNA 体外转化实验进一步证明 转化因子 是DNA 二 噬菌体侵染细菌的实验 1 实验者 2 实验方法 法 3 实验材料 T2噬菌体 如图所示 赫尔希和蔡斯 放射性同位素标记 DNA 蛋白质 4 实验过程 1 标记T2噬菌体 大肠杆菌 大肠杆菌 噬菌体 噬菌体 2 侵染细菌 高 低 低 高 5 实验分析 1 T2噬菌体侵染细菌时 进入到细菌的细胞中 而留在外面 2 子代T2噬菌体的各种性状是通过来遗传的 6 实验结论 才是真正的遗传物质 DNA 蛋白质外壳 亲代的DNA DNA 解析组成噬菌体蛋白质的基本单位是氨基酸 而P是噬菌体DNA组成成分之一 磷酸的构成元素 对照图解标号被标记的部分应分别选择 例3赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA 下列被标记的部分组合是A B C D 答案 解析 例4为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质 赫尔希和蔡斯做了 T2噬菌体侵染大肠杆菌 的实验 T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内 下图中亲代噬菌体已用32P标记 A C中的方框代表大肠杆菌 下列关于本实验及病毒 细菌的叙述正确的是 A 图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的 其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐B 若要达到实验目的 还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验 两组相互对照C 噬菌体的遗传不遵循基因分离定律 而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律D 若本组实验B 上清液 中出现放射性 则不能证明DNA是遗传物质 答案 解析 解析由题干信息可知 图中亲代噬菌体已用32P标记 则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记 要证明DNA是遗传物质 还应设计一组用35S标记噬菌体的实验 两组为相互对照实验 大肠杆菌是原核生物 其遗传不遵循基因分离定律 若本组实验B 上清液 中出现放射性 可能是实验时间较长 大肠杆菌裂解导致的 也可能是部分噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌 经搅拌 离心到上清液中 同位素标记法在噬菌体侵染细菌实验中的应用分析 1 用哪种标记元素若用32P和35S 则分别标记了DNA和蛋白质 若用C H O等 则同时标记了DNA和蛋白质 2 注意标记对象是噬菌体还是细菌 标记对象不同对应结果不同 三 生物的遗传物质 1 RNA是遗传物质的实验证据 1 实验材料 烟草花叶病毒 只由和组成 2 实验过程 蛋白质 RNA 不感染病毒 感染病毒 RNA 3 结论 烟草花叶病毒的遗传物质是 不是 RNA 蛋白质 2 绝大多数生物的遗传物质是 只有极少数生物的遗传物质是 因此 是主要的遗传物质 DNA RNA DNA 不同生物的遗传物质 例5 2018 滨州高一检测 下图表示科研人员探究 烟草花叶病毒 TMV 遗传物质 的实验过程 由此可以判断A 水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNAB TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C 侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程D RNA是TMV的主要遗传物质 答案 解析 解析水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开 A正确 能将TMV的蛋白质接种到正常烟草花叶细胞内 即TMV的蛋白质能进入烟草细胞中 B错误 通过该实验无法判断侵入烟草细胞的RNA是否进行了逆转录过程 C错误 本实验表明RNA是TMV的遗传物质 而不能表明RNA是TMV的主要遗传物质 D错误 例6下列有关生物体遗传物质的叙述 正确的是A 豌豆的遗传物质主要是DNAB 酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上C T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 答案 解析 解析豌豆的遗传物质只有DNA 酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上 少量分布在细胞质中 T2噬菌体的遗传物质是DNA 不含S元素 HIV的遗传物质是RNA 初步水解后产生4种核糖核苷酸 学习小结 DNA DNA RNA DNA 达标检测 1 判断正误 1 格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质 2 艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质 3 1952年 赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体 证明T2噬菌体的遗传物质是DNA 4 用含35S的噬菌体侵染细菌 经离心后 可在沉淀物中发现大量的放射性物质 5 真核生物细胞中的遗传物质都是DNA 原核生物细胞中的遗传物质都是RNA 答案 1 2 3 4 5 2 探索遗传物质的过程是漫长的 直到20世纪初期 人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质 当时人们作出判断的理由不包括A 不同生物的蛋白质在结构上存在差异B 蛋白质与生物的性状密切相关C 蛋白质比DNA具有更高的热稳定性 并且能够自我复制D 蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息 答案 1 2 3 4 5 解析蛋白质的热稳定性较DNA差 且不能复制 其他选项所述的蛋白质的特点 与遗传物质应具备的特征一致 解析 3 肺炎双球菌转化实验证明了A 基因位于染色体上B 染色体是遗传物质的主要载体C DNA是遗传物质 蛋白质不是遗传物质D 在不含DNA的生物体内 RNA就是该生物的遗传物质 答案 1 2 3 4 5 4 下列有关核酸与遗传物质关系的叙述 不正确的是A DNA是绝大多数生物的遗传物质B 有些生物的遗传物质是RNAC 在真核生物中 DNA和RNA都是遗传物质 其中DNA是主要的遗传物质D 核酸是所有生物的遗传物质 其中DNA是主要的遗传物质 解析 答案 1 2 3 4 5 解析具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸 但DNA是遗传物质 病毒只含有DNA或RNA一种核酸 其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质 总之 大多数生物的遗传物质是DNA 即DNA是主要的遗传物质 5 下图是噬菌体侵染细菌示意图 请回答下列问题 答案 1 2 3 4 5 解析 1 噬菌体侵染细菌的正确顺序应是 2 图中D表明噬菌体侵染细菌时 留在细菌外的是 注入细菌体内的物质是 3 图中E表明 4 噬菌体侵染细菌实验得出了 是遗传物质的结论 BDAEC 蛋白质外壳 噬菌体DNA 噬菌体复制完成 产生性状完全相同的噬菌体后代 DNA 解析噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤 吸附 噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面 侵入 噬菌体通过尾轴把DNA全部注入到细菌细胞内 蛋白质外壳留在细胞外面不起作用 生物合成 在细菌体内 以噬菌体的DNA为模板 利用细菌的化学成分合成噬菌体的DNA和蛋白质分子 组装 新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体 结构 成分相同 释放 子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来 再去侵染其他细菌 功能相同 由此可见 只有亲代的DNA参与了子代噬菌体的复制过程 蛋白质未参与 说明亲代的性状通过DNA传给后代 所以说DNA是遗传物质 1 2 3 4 5 第2节DNA分子的结构 第3章基因的本质 学习目标 1 体验DNA分子双螺旋结构模型的制作过程 学会制作DNA分子的模型 2 掌握DNA分子的结构特点并会进行相应的碱基计算 核心素养 1 理性思维 模型与建构 DNA双螺旋结构模型制作 2 生命观念 结构与功能观 DNA分子作为遗传物质必须具备的特点 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 构建者 美国生物学家和英国物理学家 2 过程 一 DNA双螺旋结构模型的构建 沃森 克里克 氧核苷酸 脱 DNA衍射图谱 外部 骨架 相同碱基 A T G C T C 例11953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型 其重要意义在于 发现DNA如何存储遗传信息 确定DNA是主要的遗传物质 发现DNA分子中碱基含量的规律性 为DNA复制机制的阐明奠定基础A B C D 答案 解析 解析双螺旋结构模型的确定解释了DNA为什么能存储大量遗传信息 为DNA半保留复制奠定了基础 因此 正确 解析格里菲思通过肺炎双球菌的体内转化实验 证明了转化因子的存在 赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验 证明了DNA是遗传物质 沃森 克里克和威尔金斯提出DNA的双螺旋结构 获得诺贝尔生理学或医学奖 摩尔根通过果蝇杂交实验 证明了基因在染色体上 例21962年沃森 克里克和威尔金斯三人因什么成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖A 通过细菌转化实验证明转化因子的存在B 通过噬菌体侵染细菌的实验证明遗传物质是DNAC 提出DNA双螺旋结构D 确定了基因存在于染色体上 答案 解析 二 DNA分子的结构 1 DNA分子的基本组成单位 1 结构模式图 脱氧核苷酸 2 碱基 A G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 T 3 种类 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤 胸腺嘧啶 腺嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 2 双螺旋结构特点 1 DNA分子是由两条链组成的 这两条链按方式盘旋成双螺旋结构 2 DNA分子中的交替连接 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 碱基配对的规律是 与T配对 与C配对 碱基之间的这种一一对应的关系 叫做 原则 反向平行 脱氧核糖和磷酸 碱基 氢键 A G 碱基互 补配对 DNA分子的结构分析DNA分子结构可简记为 5 4 3 2 1 即5种元素 4种碱基 脱氧核苷酸 3种小分子 2条长链 1个双螺旋 1 两条链之间的碱基对 A与T配对 形成2个氢键 G与C配对 形成3个氢键 氢键越多 结构越稳定 即含G C碱基对 3个氢键 的比例越大 结构越稳定 2 氢键数目计算 若碱基对数为n 则氢键数为2n 3n 若已知A有m个 则氢键数为3n m 3 两条链反向平行 盘旋成双螺旋结构 4 每个DNA片段中有2个游离的磷酸基团 分别在两条链的其中一端 5 DNA双链分子中磷酸 脱氧核糖和碱基之间的数量比为1 1 1 解析由图示可以看出 DNA是双螺旋结构 且两条链之间的碱基严格互补配对 即嘌呤数等于嘧啶数 从题中不能看出两条链的方向 例3如图是一个DNA分子的片段 从图中不能得到的信息是A DNA是双螺旋结构B 碱基严格互补配对C 嘌呤数等于嘧啶数D 两条脱氧核苷酸链反向平行 答案 解析 解析在DNA分子中 脱氧核糖与磷酸交替连接 排列在DNA外侧 共同构成DNA分子的基本骨架 DNA分子中的两条链反向平行 A T间是2个氢键 G C间是3个氢键 故氢键数目和碱基数目不相等 例4下列对DNA结构的叙述中 错误的是A DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧B DNA分子中的两条链反向平行C DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等D DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则 答案 解析 三 制作DNA双螺旋结构模型 1 组装 脱氧核苷酸模型 利用材料制作若干个 磷酸和碱基 组装成若干个脱氧核苷酸 2 制作 多核苷酸长链模型 将若干个脱氧核苷酸依次穿起来 组成两条多核苷酸长链 注意两条长链的单核苷酸数目必须 碱基之间能够 3 制作DNA分子平面结构模型 按照的原则 将两条多核苷酸长链互相连接起来 注意两条链的方向 4 制作DNA分子的立体结构 双螺旋结构 模型 把DNA分子平面结构旋转一下 即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型 脱氧核糖 相同 互补配对 碱基互补配对 相反 例5在DNA分子模型的搭建实验中 若仅有订书钉将脱氧核糖 磷酸 碱基连为一体并构建一个含10对碱基 A有6个 的DNA双链片段 那么使用的订书钉个数为A 58B 78C 82D 88 答案 解析 解析构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉 20个脱氧核苷酸总共需要40个 一条DNA单链需要9个订书钉连接 两条链共需要18个 双链间的氢键数共有24个 总共需要订书钉24个 所以共需订书钉82个 例6如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时 制作的一条脱氧核苷酸链 下列表述不正确的是A 能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或bB 图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个C 相邻脱氧核苷酸之间通过化学键 连接起来D 从碱基上看 缺少的碱基是T 答案 解析 解析图中所示只有a表示的是一个完整的脱氧核苷酸 图中与五碳糖直接相连的碱基只有1个 表示的是磷酸二酯键 相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接 脱氧核苷酸中的碱基共有4种 即A G C T 三看法 判断DNA分子结构的正误一看外侧链成键位置是否正确 正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸基与相邻核苷酸的3号碳原子之间 二看外侧链是否反向平行 三看内侧链碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则 学习小结 反向平行 磷酸 互补配对 脱氧核糖 达标检测 1 判断正误 1 DNA分子由四种脱氧核苷酸组成 这四种脱氧核苷酸含有的碱基是A U C G 2 DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成 3 沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构中 磷酸 脱氧核糖骨架排列在螺旋外部 碱基排列在螺旋内部 4 DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系 C T A G 5 DNA单链中的A与T的数量一定相等 答案 1 2 3 4 5 2 有一对氢键连接的脱氧核苷酸 已查明它的结构中有一个腺嘌呤 则它的其他组成应是A 三个磷酸 三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶B 两个磷酸 两个脱氧核糖和一个胞嘧啶C 两个磷酸 两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶D 两个磷酸 两个脱氧核糖和一个尿嘧啶 答案 1 2 3 4 5 解析根据碱基互补配对原则可知 另一个碱基为胸腺嘧啶 两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖 解析 3 下列是脱氧核苷酸的结构图 正确的是 答案 1 2 3 4 5 解析组成脱氧核苷酸的各组分子间正确的连接方式是 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 并且含氮碱基应连接在脱氧核糖的1号碳原子上 磷酸连接在脱氧核糖的5号碳原子上 解析 4 在DNA分子的1条单链中 相邻的碱基A和T的连接是通过A 氢键B 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 C 肽键D 磷酸 脱氧核糖 磷酸 解析 答案 1 2 3 4 5 解析氢键是连接DNA两条链碱基对的化学键 A错误 1条单链中相邻的碱基A与T不直接相连 而是通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 连接 B正确 D错误 肽键是连接氨基酸的化学键 C错误 5 分析以下材料 回答相关问题 材料一在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型之前 人们已经证实了DNA分子是由许多脱氧核苷酸构成的长链 自然界中的DNA并不以单链形式存在 而是由两条链结合形成的 材料二在1949年到1951年期间 科学家E Chargaff研究不同生物的DNA时发现 DNA分子中的嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数 A的总数等于T的总数 G的总数等于C的总数 但 A T 与 G C 的比值是不固定的 1 2 3 4 5 材料三根据R E Franklin等人对DNA晶体的X射线衍射分析表明DNA分子由许多 亚单位 组成 且每一层的间距为3 4埃 而且整个DNA分子长链的直径是恒定的 以上科学研究成果为沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型奠定了基础 请分析回答下列问题 1 材料一表明DNA分子是由两条 组成的 其基本单位是 2 嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数 说明 答案 1 2 3 4 5 脱氧核苷酸长链 脱氧核苷酸 DNA分子中 嘌呤与嘧啶之间一一对应 3 A的总数等于T的总数 G的总数等于C的总数 说明 4 A与T的总数和G与C的总数的比值不固定 说明 5 R E Franklin等人提出的DNA分子中的亚单位事实上是 亚单位的间距是3 4埃 而且DNA分子的直径是恒定的 这些特征表明 6 基于以上分析 沃森和克里克提出了各对应的碱基之间的关系是 并成功地构建了DNA分子的双螺旋结构模型 答案 1 2 3 4 5 A与T之间的对应和C A与T一一对应 C与G一一对应 与G之间的对应互不影响 碱基对 DNA分子的空间结构非常规则 A与T配对 C与G配对 第3节DNA的复制 第3章基因的本质 学习目标 1 了解沃森和克里克对DNA分子复制方式的早期推测 2 理解DNA分子的复制 3 了解DNA半保留复制的实验证据 核心素养 1 生命观念 结构与功能观 DNA结构特点与自我复制相统一 2 科学探究 分析与讨论 DNA复制的机制 半保留复制 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 对DNA分子复制的推测 1 提出者 2 假说 解旋 DNA分子复制时 DNA分子的双螺旋将解开 互补的碱基之间的断裂 复制 解开的作为复制的模板 游离的脱氧核苷酸依据原则 通过形成 结合到作为模板的单链上 3 特点 新合成的每个DNA分子中 都保留了原来DNA分子中的一条链 这种复制方式被称做 一 DNA分子复制方式的推测和实验证据 沃森和克里克 氢键 两条单链 碱基互补配对 氢键 半保留复制 2 DNA分子复制的实验证据 选学 1 实验方法 法和密度梯度离心技术 2 实验原理 DNA的两条链都用15N标记 那么这样的DNA分子密度最大 离心时应该在试管的部 两条链中都含有14N 那么这样的DNA分子密度最小 离心时应该在试管的部 两条链中一条含有15N 一条含有14N 那么这样的DNA分子离心时应该在试管的部 放射性同位素标记 底 上 中 3 实验过程 4 实验结果 立即取出 提取DNA 离心 带 繁殖一代后取出 提取DNA 离心 带 繁殖两代后取出 提取DNA 离心 轻带 中带 5 实验结果和预期的一致 说明DNA的复制是以的方式进行的 全部重 全部中 半保留 例1沃森和克里克在发表了DNA分子双螺旋结构的论文后 又提出了DNA自我复制的假说 下列有关假说内容的叙述不正确的是A DNA复制时 双螺旋将解开 互补的碱基之间的氢键断裂B 以解开的两条单链为模板 以游离的脱氧核苷酸为原料 依据碱基互补配对原则 通过氢键结合到作为模板的单链上C 形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链D 形成的两个DNA分子是由两条母链 两条子链分别结合而成 答案 解析 解析沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制 即形成的DNA分子包括一条母链和一条子链 例2在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌 其DNA分子分别为14N DNA 相对分子质量为a 和15N DNA 相对分子质量为b 将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上 再连续繁殖两代 和 用某种离心方法分离得到的结果如下图所示 下列对此实验的叙述不正确的是 A 代细菌DNA分子中一条链是14N 另一条链是15NB 代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C 预计 代细菌DNA分子的平均相对分子质量为D 上述实验结果证明DNA分子的复制方式为半保留复制 答案 解析 解析15N DNA在14N的培养基上进行第一次复制后 产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链 这样的DNA用离心法分离后 应该全部处在试管的中部 代的两个DNA分子再分别进行复制 它们所产生的两个子代DNA分别为全14N DNA分子和14N 15N DNA分子 此时 将该DNA作离心处理 产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部 含15N的DNA分子占全部DNA分子的 代细菌DNA分子共有8个 各条单链的相对分子质量之和为 7a b 则 代细菌DNA分子的平均相对分子质量为 二 DNA分子复制的过程 1 DNA复制的概念 以为模板合成的过程 2 时间 细胞有丝分裂的期和减数期 亲代DNA 子代DNA 第一次分裂前的间 间 3 过程 能量 解旋 两条螺旋的双链 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 双螺旋结构 4 结果 形成两个的DNA分子 5 特点 1 2 复制 6 意义 将从亲代传给子代 保持了的连续性 完全相同 边解旋边复制 半保留 遗传信息 遗传信息 例3下图表示DNA分子复制的过程 结合图示 下列有关叙述不正确的是 答案 解析 A DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键 使两条链解开B DNA分子的复制具有双向复制的特点 生成的两条子链的方向相反C 从图示可知 DNA分子具有多起点复制的特点 缩短了复制所需的时间D DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 解析DNA复制需要以DNA的两条链为模板 因此DNA分子复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键 使两条链解开 由图可知 DNA分子的复制具有双向复制的特点 生成的两条子链方向相反 图示中复制的起点只有1个 不能体现DNA分子具有多起点复制的特点 DNA聚合酶的作用是将单个游离的脱氧核苷酸连接成DNA片段 解析DNA复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 是以亲代DNA的两条链为模板 合成两个子代DNA的过程 真核生物DNA复制的主要场所是细胞核 线粒体 叶绿体内也可进行 DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶 不需要DNA 水解 酶 例4下列关于DNA复制的叙述 正确的是A 在细胞有丝分裂间期 发生DNA复制B DNA通过一次复制后产生四个子代DNA分子C 真核生物DNA复制的场所只有细胞核D 单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链 答案 解析 学习小结 边解旋边复制 半保留复制 一 间 间 达标检测 1 判断正误 1 所有的细胞都能进行DNA复制 2 DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板 3 DNA双螺旋全部解开后 再开始进行DNA复制 4 DNA解旋酶破坏的是氢键 不能将DNA分解成脱氧核苷酸 答案 1 2 3 4 5 2 下列关于DNA复制过程的顺序 正确的是 互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间氢键合成 DNA分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘绕成双螺旋结构A B C D 答案 1 2 3 4 5 解析DNA复制的基本过程是 解旋 合成子链 双链螺旋化 在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂 在合成子链时重新形成新的氢键 解析 3 DNA的复制保持了亲子代间遗传信息的连续性 DNA的复制不可能发生在A 细胞核B 叶绿体C 线粒体D 核糖体 答案 1 2 3 4 5 4 下列有关探究DNA复制过程的说法 不正确的是A 本实验利用了同位素示踪法B 细胞有丝分裂一次意味着DNA复制一次C 密度梯度超速离心后 DNA在试管中的位置与相对分子质量无关D 本实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点 解析 答案 1 2 3 4 5 解析探究DNA复制的实验是利用15N标记亲代细胞的DNA 在含14N的培养液中连续分裂两次 在分裂的间期DNA都复制一次 分别取分裂一次和分裂两次的细胞DNA 进行密度梯度超速离心 DNA在试管中的位置取决于DNA分子所含同位素的情况 即相对分子质量的大小 实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点 1 2 3 4 5 5 如图为DNA复制的图解 请据图回答下列问题 1 DNA复制发生在 期 2 过程称为 3 中的子链是 4 过程必须遵循 原则 5 子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子 由此说明DNA复制具有 的特点 有丝分裂间期和减数 第一次分裂前的间 答案 解旋 碱基互补配对 半保留复制
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2018_2019学年高中生物第3章基因的本质课件(打包6套)新人教版必修.zip,2018,_2019,学年,高中生物,基因,本质,课件,打包,新人,必修
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