第3章 基因的本质（复习课件）高中生物人教版（2019）必修2(共35张PPT)

(共35张PPT)
单元复习
第3章 基因的本质
人教版(2019)·生物学·必修2
复习目标
结合肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验分析DNA是主要遗传物质的证据
掌握DNA复制的过程、所需条件、半保留复制的特点及其生物学意义
深入理解DNA分子的结构特点、化学组成，并掌握其特性
理解基因的本质，明确基因与DNA、染色体之间的关系，构建宏观与微观的联系。
思维导图
知识剖析
考点1 dna是主要的遗传物质
知识讲解
一、肺炎链球菌的类型
项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面______ 表面______
菌体
有无致病性 _____ ____
光滑
粗糙
有
无
知识剖析
考点1 dna是主要的遗传物质
知识讲解
二、实验总结
实验者 核心操作 实验现象 实验结论
格里菲思 ①R型活菌注射小鼠；②S型活菌注射小鼠；③加热致死的S型菌注射小鼠；④加热致死的S型菌+R型活菌混合注射小鼠 ①小鼠存活；②小鼠死亡；③小鼠存活；④小鼠死亡，体内分离出活的S型菌 加热致死的S型菌中含有“转化因子”，可将R型活菌转化为有毒的S型活菌
艾弗里 将S型菌的细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理，再与R型活菌混合培养 除DNA酶处理组外，其余组均长出S型菌落 DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质
减法原理
知识剖析
考点1 dna是主要的遗传物质
知识讲解
易错警示：
误区一：格里菲思实验证明了DNA是遗传物质
纠正：格里菲思实验仅证明加热杀死的S型菌中存在“转化因子”，并未证明其化学本质。艾弗里实验才首次证明DNA是遗传物质。
知识剖析
考点1 dna是主要的遗传物质
典例精析
考向一　肺炎链球菌实验：
1.关于肺炎链球菌的转化实验，下列说法正确的是
A.S型细菌有荚膜，形成的菌落表面光滑，无致病性
B.艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗
　传物质
C.格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了S型肺炎链球菌的DNA可使R型
　细菌发生转化
D.艾弗里的实验中采用了自变量控制中的“加法原理”
√
转化因子
有致病性
减法原理
知识剖析
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
知识讲解
1.实验者：______________。
2.实验方法：__________________技术。
3.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
赫尔希和蔡斯
放射性同位素标记
▲ 特别提醒：
（1）T2噬菌体寄生在大肠杆菌内的DNA病毒
（2）噬菌体侵染细菌实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳原料均来自大肠杆菌
一、实验背景
知识剖析
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
知识讲解
二、实验过程
35S
32P
大肠杆菌
35S
大肠杆菌
32P
高
低
低
高
尾部
头部
DNA
蛋白质
知识剖析
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
知识讲解
三、实验结果及分析
1.实验结果及分析
(1)放射性同位素在试管中的分布情况表明：噬菌体侵染细菌时，______进入细菌的细胞中，而____________仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的标记情况表明：子代噬菌体的各种性状，是通过_____________遗传的。
2.实验结论：______才是噬菌体的遗传物质。
DNA
蛋白质外壳
亲代的DNA
DNA
特别提醒：
搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体外壳，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
知识剖析
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
知识讲解
四、误差分析
1. 35S标记组沉淀物放射性偏高：
搅拌不充分，部分噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌进入沉淀物。
2. 32P标记组上清液放射性偏高：
（1）保温时间过短（噬菌体未完全侵染细菌）
（2）保温时间过长（细菌裂解，子代噬菌体释放）。
知识剖析
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
知识讲解
五、DNA是主要的遗传物质汇总
生物类型 遗传物质 实例
原核生物 DNA 大肠杆菌、乳酸菌
真核生物 DNA 动物、植物、真菌
DNA病毒 DNA T2噬菌体、天花病毒
RNA病毒 RNA 烟草花叶病毒、新冠病毒、HIV
知识剖析
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
典例精析
考向二　噬菌体侵染实验：
2.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，过程如图所示。下列有关分析不正确的是
A.理论上，b和c中不应具有放射性
B.实验中b含少量放射性与过程②中搅拌不充分有关
C.实验中c含有放射性与过程④中搅拌不充分有关
D.该实验证明了DNA是遗传物质
√
培养时间过长或过短有关
知识剖析
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
典例精析
考向三　生物体遗传物质：
3.(2024·广安高一质检)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DNA
B.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D.酵母菌的遗传物质主要分布在细胞核中
√
只有DNA
核糖核苷酸
不含S
知识剖析
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
典例精析
考向三　生物体遗传物质：
4.如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。据图推断，下列说法错误的是
A.本实验中水和苯酚的作用是使病毒的蛋白质和RNA分离
B.该实验设计思路和肺炎链球菌的转化实验完全相同
C.该实验证明TMV的遗传物质是RNA
D.本实验中接种RNA组和接种蛋白质组互为对照
√
知识剖析
考点3 dna的结构
知识讲解
一、DNA双螺旋结构的主要特点
项目 特点
整体 由____条脱氧核苷酸链按__________方式盘旋成双螺旋结构
排列 外侧 __________和______交替连接，构成基本骨架
内侧 碱基通过______连接成碱基对
碱基互补配对 A与____配对、____与C配对
两
反向平行
脱氧核糖
磷酸
氢键
T
G
知识剖析
考点3 dna的结构
知识讲解
二、DNA的结构特性
1. 稳定性：基本骨架和碱基互补配对方式不变；
2. 多样性：碱基对的排列顺序千变万化（n个碱基对有4 种排列方式）；
3. 特异性：每个DNA分子有特定的碱基对排列顺序。
特别提醒：
DNA单链中相邻碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”连接，只有双链之间的互补碱基才通过氢键连接。
知识剖析
考点3 dna的结构
知识讲解
三、DNA的计算
1. A1＋A2＝________；G1＋G2＝________。
即：双链中A＝__，G＝__，
A＋G＝______＝______＝______＝__________________。
T1＋T2
C1＋C2
T
C
T＋C
A＋C
T＋G
1/2(A＋G＋T＋C)
规律1：
双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
N1
N2
N
知识剖析
考点3 dna的结构
知识讲解
三、DNA的计算
规律2：
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“补则等”。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
N1
N2
N
2. A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。
A2＋T2
G2＋C2
=
A1+T1
N1
A2+T2
=
N2
A+T
N
=
C1+G1
N1
C2+G2
=
N2
C+G
N
知识剖析
考点3 dna的结构
知识讲解
三、DNA的计算
规律3：
非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
N1
N2
N
即两者的关系是_____________。
T1+G1
= m
A1+C1
T2+G2
A2+C2
m
1
互为倒数
5．(2023·山东日照高一期末)如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．①为3′－端，⑥为5′－端
B．DNA的基本骨架中所含化学元素包括C、H、O、N、P
C．一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间通过氢键相连
D．若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高
知识剖析
考点3 dna的结构
典例精析
考向四　DNA的结构：
√
与磷酸基团连接的一定是5’端
N元素在碱基中
磷酸二酯键
6．某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54%，其中α链的碱基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则β链中腺嘌呤占该链碱基的比例和β链中胞嘧啶占整个DNA分子碱基的比例分别为(　　)
A．24%、13% B．23%、27%
C．48%、26% D．22%、28%
知识剖析
考点3 dna的结构
典例精析
考向五　DNA的计算：
√
G＋C＝54% → G1＋C1＝54%
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
α链 β链
54%
22%
28%
26%
24%
24%
26%
知识剖析
考点4 dna的复制过程
知识讲解
一、DNA的复制过程
1.DNA复制的概念：以__________为模板合成___________的过程。
2.发生时期：分裂前的间期（有丝分裂间期、减数分裂前的间期）
3.发生场所：主要是细胞核（线粒体、叶绿体）
4.条件：
亲代DNA
子代DNA
模板
原料
酶
能量
DNA分子的两条母链
细胞中游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP（破坏氢键）
知识剖析
考点4 dna的复制过程
知识讲解
5.特点：(1)______________；(2)________复制。
6.复制方向：
6.准确复制的原因
(1)DNA独特的________结构，为复制提供了精确的模板。
(2)通过______________，保证了复制能够准确地进行。
7.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__________的连续性。
边解旋边复制
半保留
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
知识剖析
考点4 dna的复制过程
知识讲解
二、DNA复制核心过程
过程阶段 核心行为
解旋 解旋酶破坏碱基对之间的氢键，解开DNA双螺旋，形成两条单链模板
合成子链 以解开的每一条母链为模板，DNA聚合酶按照碱基互补配对原则，从5'→3'方向合成子链，边解旋边复制
复旋与形成子代DNA 每条新合成的子链与对应的母链盘旋成双螺旋结构，最终形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子
知识剖析
考点5 dna复制相关计算
知识讲解
二、DNA复制核心过程
15N/14N－DNA
14N/14N－DNA
15N/14N－DNA
1.实验者：梅塞尔森、斯塔尔
2.实验方法：同位素标记法、密度梯度离心
3.实验材料：大肠杆菌
4.核心公式：若1个DNA分子含某碱基m个，复制n次，则：子代DNA分子数：2 个（含亲代链的DNA分子2个，不含的2 -2个）；
知识剖析
考点5 dna复制相关计算
知识讲解
易错警示：
误区二：DNA复制时完全解旋后再进行复制
纠正：DNA复制是边解旋边复制，解旋和复制是同步进行的，并非一次性完全解旋。
7.在遗传工程中，若有一个控制有利性状的DNA分子片段，要使其数量增加，可进行人工复制，复制时应提供的条件是
①模板链 ②A、U、G、C碱基　③A、T、C、G碱基 ④核糖　⑤脱氧核糖　⑥DNA聚合酶　⑦ATP　⑧磷酸 ⑨DNA水解酶
A.①③④⑦⑧⑨ B.①②④⑥⑦⑧
C.①②⑤⑥⑦⑨ D.①③⑤⑥⑦⑧
知识剖析
考点5 dna复制相关计算
典例精析
考向六　DNA复制的过程：
√
②中碱基U是RNA分子特有的，DNA分子复制时不需要U
核糖是构成RNA分子的物质
8.(2025·龙岩高一期中)细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基都含有15N，然后移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA离心，如图①～⑤为可能的结果。根据DNA半保留复制的特点，下列叙述正确的是
A.第二次分裂的子代DNA应为图②
B.该实验利用放射性同位素标记法
　和差速离心法
C.第三次分裂的子代DNA中含14N的DNA比例为3/4
D.本实验可作为对DNA复制方式假设的验证
知识剖析
考点5 dna复制相关计算
典例精析
考向七　DNA半保留复制的实验证据：
√
图①
密度梯度离心法
100%
9.某DNA分子的两条链均被32P标记，将该DNA分子置于31P的培养液中复制3次，则产生的DNA分子中含32P的DNA分子、含31P的DNA分子所占的比例分别为
A.1/4、3/4 B.1/4、1
C.3/4、1 D.1/2、1/4
知识剖析
考点5 dna复制相关计算
典例精析
考向八　DNA半保留复制的计算：
√
关键点拨：
DNA分子经过3次复制共产生8个DNA分子，结合题干信息可知，有2个DNA分子含32P,8个DNA分子都含有31P，含32P的DNA分子所占的比例为1/4、含31P的DNA分子所占的比例为1，B符合题意。
知识剖析
考点6 基因通常是有遗传效应的
dna片段
知识讲解
一、基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系
染色体是______的主要载体
每个染色体上有_______个DNA
基因通常是有_________的DNA片段；
每个DNA分子上含有_____基因
是控制生物性状的结构功能单位
DNA是主要的遗传物质
每个基因有许多脱氧核苷酸
1或2
DNA
许多
遗传效应
基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息
DNA
基因
染色体
脱氧核苷酸
知识剖析
考点6 基因通常是有遗传效应的
dna片段
知识讲解
二、DNA分子的多样性和特异性
1.多样性：碱基排列顺序的__________。
2.特异性：碱基______的排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
3.意义：DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的__________。
千变万化
特定
物质基础
特别提醒：
只有具有遗传效应的DNA片段才是基因，DNA上存在大量非基因片段
10.科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，这说明
A.基因在DNA上 B.基因在染色体上
C.基因具有遗传效应 D.DNA具有遗传效应
知识剖析
考点6 基因通常是有遗传效应的
dna片段
典例精析
考向九　基因与DNA关系：
√
关键点拨：
由题干信息可知，肥胖这一性状是由HMGIC基因决定的，说明基因控制生物的性状，具有遗传效应，C正确。
11.下列有关DNA多样性的叙述，正确的是
A.DNA多样性的原因是DNA分子空间结构千变万化
B.含有200个碱基的DNA分子，碱基对可能的排列方式有4200种
C.DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的基础
D.DNA的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因
知识剖析
考点6 基因通常是有遗传效应的
dna片段
典例精析
考向十　DNA片段中的遗传信息：
√
关键点拨：
DNA的多样性是指DNA分子中碱基排列顺序的千变万化；含有200个碱基的DNA分子，碱基对可能的排列方式有4100种。
归纳总结