【優(yōu)化方案】高考生物 第2章第2節(jié) DNA貯存遺傳信息精品課件 北師大版必修2.ppt

第2節(jié)dna貯存遺傳信息 課標領(lǐng)航1 明確dna是主要的遺傳物質(zhì) rna也是遺傳物質(zhì) 2 了解科學家探索遺傳物質(zhì)的過程 3 理解科學家探索dna遺傳作用的原理和思想方法 4 理解dna分子結(jié)構(gòu)的多樣性 特異性及其與遺傳信息的關(guān)系 情景導引手足口病是嬰兒和兒童的一種常見疾病 曾蔓延至山東 河南 安徽 江蘇 廣東等地 國家衛(wèi)生部有關(guān)部門統(tǒng)計的結(jié)果顯示 該病已使大量兒童感染患病 甚至有的兒童因此失去了生命 該病的病原體是一類腸道病毒 由于其類型較多 且無有效的疫苗 故對該病的防治仍存在很大的困難 加強監(jiān)測 提高監(jiān)測敏感性是控制本病流行的關(guān)鍵 思考 腸道病毒為何會出現(xiàn)這么多的類型 提示 該病毒類型較多 主要是由其遺傳物質(zhì)多次發(fā)生基因突變造成的 核心要點突破 基礎(chǔ)自主梳理 知能過關(guān)演練 第2節(jié) 基礎(chǔ)自主梳理 一 dna是主要遺傳物質(zhì)的探索1 兩種肺炎雙球菌的比較 光滑 2 格里菲斯轉(zhuǎn)化實驗 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象 1 實驗過程及結(jié)果 2 結(jié)論 加熱殺死的s型細菌中 含有某種促成r型細菌轉(zhuǎn)化為s型細菌的 3 艾弗里轉(zhuǎn)化實驗 轉(zhuǎn)化因子的探究 1 設(shè)計思路 設(shè)法將 與其他物質(zhì)分開 單獨研究它們各自的功能 2 實驗過程及結(jié)果 轉(zhuǎn)化因子 dna 3 結(jié)論 使r型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)是 4 噬菌體侵染細菌的實驗 1 實驗方法 放射性同位素標記法 2 t2噬菌體的特點 結(jié)構(gòu) 外殼由 構(gòu)成 頭部內(nèi)含有 生活方式 寄生 dna 蛋白質(zhì) dna 增殖特點 在自身dna的作用下 利用 體內(nèi)的物質(zhì)合成自身成分 進行增殖 3 實驗過程及結(jié)果 標記細菌細菌 含35s的培養(yǎng)基 含35s的細菌 細菌 含32p的培養(yǎng)基 含 的細菌 大腸桿菌 32p 標記噬菌體噬菌體 含35s的細菌 含 的噬菌體 噬菌體 含 的細菌 含32p的噬菌體 噬菌體侵染細菌a 被35s標記的噬菌體 細菌培養(yǎng) 子代噬菌體中 35s b 被 的噬菌體 細菌培養(yǎng) 子代噬菌體中有32p 35s 32p 沒有 32p標記 4 結(jié)果分析 噬菌體侵染細菌時 dna進入細菌細胞中 而蛋白質(zhì)外殼留在外面 子代噬菌體的各種性狀是通過親代 來遺傳的 5 結(jié)論 是遺傳物質(zhì) 二 rna也是遺傳物質(zhì)的實驗1 材料 煙草花葉病毒 2 過程及結(jié)果 dna dna 3 結(jié)論 是遺傳物質(zhì)三 dna的粗提取與鑒定1 實驗原理 1 十二烷基硫酸鈉和堿可以使細胞膜破裂 蛋白質(zhì)變性 使蛋白質(zhì)和dna分離開來 2 dna溶于氯化鈉溶液中 不溶于 加入酒精可以使dna析出 rna 酒精 2 實驗流程 1 研碎細胞 細胞釋放dna 將30g香蕉切碎 放入研缽中 加入2gnacl研磨直至成半流體狀 2 蛋白質(zhì)與dna分離 向研缽中加入10ml蒸餾水或涼開水攪拌 然后加入10ml洗滌劑 輕輕攪拌 3 過濾 析出dna 將混合液用兩層紗布過濾 向濾液中加入預冷的10ml乙醇溶液 靜置即可產(chǎn)生絮狀dna 4 獲取dna 取兩支試管 分別加入5ml生理鹽水 將dna挑至其中一支試管中 輕輕攪拌使其溶解 5 鑒定dna 向兩支試管中各加入4ml的二苯胺 混勻后 放入沸水中加熱5min 6 觀察現(xiàn)象 待試管冷卻后觀察并比較兩支試管中溶液顏色的變化 四 dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1 構(gòu)建者 沃森和克里克 2 當時對dna分子的認識 1 dna分子是以 為單位連接而成的長鏈 這4種脫氧核苷酸分別含有a t c g四種堿基 2 腺嘌呤 a 的量總是等于 的量 鳥嘌呤 g 的量總是等于 的量 4種脫氧核苷酸 胸腺嘧啶 t 胞嘧啶 c 3 模型特點磷酸 脫氧核糖在外 堿基在內(nèi)的雙鏈螺旋 堿基配對方式是 五 dna分子結(jié)構(gòu)1 兩條鏈反向平行盤旋成 結(jié)構(gòu) 2 脫氧核糖和磷酸交替連接 排列在外側(cè) 構(gòu)成基本骨架 排列在內(nèi)側(cè) a t g c 雙螺旋 堿基 3 兩條鏈上的堿基通過 連接成堿基對 六 rna的組成及分類1 基本單位 2 組成成分 氫鍵 核糖核苷酸 3 結(jié)構(gòu) 一般是單鏈 長度比dna短 能通過核孔從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中 4 分類 在翻譯過程中起模板作用的是 起轉(zhuǎn)運作用的是 參與構(gòu)成核糖體的是rrna 七 dna分子遺傳信息的多樣性1 含義 dna分子中 的排列順序 2 特點 mrna trna 4種堿基 1 多樣性 的千變?nèi)f化 2 特異性 每一個dna分子有 3 與生物體多樣性和特異性的關(guān)系dna分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的 堿基排列順序 特定的堿基排列順序 物質(zhì)基礎(chǔ) 核心要點突破 1 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象 特別提醒加熱殺死s型細菌的過程中 其蛋白質(zhì)變性失活 但是其內(nèi)部的dna在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復其活性 2 轉(zhuǎn)化因子的探究實驗 特別提醒 1 本實驗體現(xiàn)了一個完整的科學發(fā)現(xiàn)過程 即發(fā)現(xiàn)問題 提出假說 實驗驗證 得出結(jié)論 格里菲斯的工作相當于前兩步 艾弗里的工作相當于后兩步 2 體內(nèi)轉(zhuǎn)化與體外轉(zhuǎn)化實驗的關(guān)系 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗說明s型細菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子 體外轉(zhuǎn)化實驗進一步證明轉(zhuǎn)化因子是dna 3 本實驗還遵循了實驗設(shè)計的對照原則 增強了結(jié)果的科學性和可信度 例如 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中 注射r型活細菌與注射s型活細菌相對照 說明s型活細菌有毒性 再如 體外轉(zhuǎn)化實驗中 各組互為對照 說明只有dna才是遺傳物質(zhì) 3 噬菌體侵染細菌的實驗分析 1 噬菌體侵染細菌的過程 吸附 用尾部的末端吸附在細菌表面 注入 釋放溶菌酶 向細菌內(nèi)注入dna 蛋白質(zhì)外殼留在外面 復制 合成 以細菌體內(nèi)的脫氧核苷酸為原料合成噬菌體dna 以細菌細胞內(nèi)的氨基酸為原料合成噬菌體的蛋白質(zhì)外殼 組裝 一個蛋白質(zhì)外殼裝入一個dna分子 組成一個新的噬菌體 釋放 細菌細胞破裂 釋放出幾個至幾十個子代噬菌體 2 同位素標記的基本原理s是蛋白質(zhì)特有的元素 p是dna特有的元素 用放射性同位素35s 32p分別標記蛋白質(zhì)和dna 單獨地去觀察它們的作用 3 實驗結(jié)論 dna是遺傳物質(zhì) dna能自我復制 使前后代保持一定的連續(xù)性 dna能控制蛋白質(zhì)的合成 將分離后的s型有莢膜肺炎雙球菌的蛋白質(zhì)外殼與r型無莢膜的肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內(nèi) 小白鼠不死亡 從其體內(nèi)分離出來的仍是r型肺炎雙球菌 將分離后的s型肺炎雙球菌的dna與r型肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內(nèi) 則小白鼠死亡 并從體內(nèi)分離出來了s型有莢膜的肺炎雙球菌 以上實驗說明 a r型和s型肺炎雙球菌可以互相轉(zhuǎn)化b s型的蛋白質(zhì)外殼可誘導r型轉(zhuǎn)化為s型c s型的dna可誘導r型轉(zhuǎn)化為s型 說明了dna是遺傳物質(zhì)d s型的dna可使小白鼠致死 嘗試解答 c 解析 題干中的實驗以dna與蛋白質(zhì)作對照 分別與r型細菌放在一起 共同注射 觀察能否引起小白鼠的死亡 其目的是證明dna和蛋白質(zhì)哪種能使r型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化即哪種物質(zhì)可作為遺傳物質(zhì) 小白鼠的死亡與否只是實驗現(xiàn)象 以此體現(xiàn)實驗結(jié)論 并不是實驗的主要目的 跟蹤訓練 2011年高考廣東卷 艾弗里和同事用r型和s型肺炎雙球菌進行實驗 結(jié)果如下表 從表可知 a 不能證明s型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子b 說明s型菌的莢膜多糖有酶活性c 和 說明s型菌的dna是轉(zhuǎn)化因子d 說明dna是主要的遺傳物質(zhì)解析 選c 第 組實驗說明蛋白質(zhì)和莢膜多糖與r型菌轉(zhuǎn)化為s型菌無關(guān) a b項錯誤 第 組實驗說明dna與r型菌轉(zhuǎn)化為s型菌有關(guān) 第 組實驗說明dna被水解后的產(chǎn)物不能使r型菌轉(zhuǎn)化為s型菌 c項正確 只能說明dna是遺傳物質(zhì) 而不能說明dna是主要的遺傳物質(zhì) d項錯誤 在證明dna是遺傳物質(zhì)的t2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中 正確的技術(shù)手段是 a 用化學方法把dna和蛋白質(zhì)分開b 用32p和35s分別標記t2噬菌體和大腸桿菌c 用32p和35s同時標記t2噬菌體d 用標記過的大腸桿菌去培養(yǎng)t2噬菌體 嘗試解答 d 解析 t2噬菌體是專門寄生在細胞中的病毒 無獨立的代謝能力 其結(jié)構(gòu)是只由蛋白質(zhì)外殼和中心的核酸組成 應(yīng)利用其侵染性 分別在含放射性的32p和35s的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代的大腸桿菌中培養(yǎng) 跟蹤訓練用噬菌體去感染體內(nèi)含有大量3h的細菌 待細菌解體后 3h將會 a 隨細菌的解體而消失b 發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼及dna中c 僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的dna中d 僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼中解析 選b 因蛋白質(zhì)分子和dna分子中都含有h元素 噬菌體利用大腸桿菌的氨基酸和脫氧核苷酸合成自身的外殼和dna 所以 噬菌體的外殼和dna中都含有3h 1 遺傳物質(zhì)是dna的生物 1 細胞生物 無論是真核生物還是原核生物 無論在細胞核內(nèi) 還是在細胞質(zhì)內(nèi) 遺傳物質(zhì)均為dna 2 某些病毒 含dna的病毒 遺傳物質(zhì)是dna 如t2噬菌體等 2 遺傳物質(zhì)是rna的生物含rna的病毒 其遺傳物質(zhì)是rna 如流感病毒 sars病毒 煙草花葉病毒 艾滋病病毒等 特別提醒 1 細胞內(nèi)既有dna 又有rna 只有dna是遺傳物質(zhì) 2 病毒只含有一種核酸 dna或rna 下列敘述正確的是 a 含有rna的生物 其遺傳物質(zhì)一定是rnab 只含有dna的生物 其遺傳物質(zhì)不一定是dnac 既含有dna又含有rna的生物 其遺傳物質(zhì)是dna和rnad 既含有dna又含有rna的生物 其遺傳物質(zhì)是dna 不是rna 嘗試解答 d 解析 由細胞構(gòu)成的生物含有兩種核酸 dna和rna dna是遺傳物質(zhì) 沒有細胞結(jié)構(gòu)的病毒只含有一種核酸 含有dna的 dna是遺傳物質(zhì) 含有rna的 rna是遺傳物質(zhì) 跟蹤訓練sars病原體是一種冠狀病毒 其遺傳物質(zhì)是一條單鏈rna 下列關(guān)于sars病毒的敘述中正確的是 a 可以獨立生活b dna和rna同時存在c 能在宿主細胞內(nèi)合成多種蛋白質(zhì)d 含有簡單的細胞器 解析 選c 病毒均營寄生生活 故a項錯 rna病毒不含dna 故b項錯 rna病毒含多種蛋白質(zhì) 這些蛋白質(zhì)均是在rna的控制下合成的 故c項正確 病毒不具細胞器 故d項錯 1 實驗材料選擇實驗材料選擇富含dna的材料 哺乳動物成熟紅細胞沒有細胞核 dna含量低 因而不宜作實驗材料 2 加入洗滌劑目的洗滌劑可破壞細胞膜 有利于核內(nèi)物質(zhì)釋放 有利于dna和蛋白質(zhì)的分離 3 兩次使用nacl 1 書中步驟 1 加入2gnacl目的使研磨充分 破壞細胞結(jié)構(gòu) 有利于dna釋放 2 書中步驟 4 中加入5ml的生理鹽水 因dna易溶于nacl溶液中 4 在dna鑒定時 運用了對照實驗的實驗思想 5 獲取較純凈dna的關(guān)鍵步驟 1 研磨要充分 獲取較多dna 2 加入洗滌劑 使dna和蛋白質(zhì)分開 3 沉淀dna時必須使用冷酒精 4 正確攪拌 沿一個方向輕輕攪拌 以便獲取較完整的dna分子 提取dna的原理之一是dna在 嘗試解答 a 解析 dna能溶于氯化鈉溶液 而不溶于酒精 跟蹤訓練鑒定dna所用的試劑 條件及所產(chǎn)生的顏色依次是 a 斐林試劑 沸水浴加熱 藍色b 二苯胺 沸水浴加熱 磚紅色c 斐林試劑 不加熱 磚紅色d 二苯胺 沸水浴加熱 藍色解析 選d 二苯胺是鑒定dna的試劑 在鑒定時需進行沸水浴加熱 發(fā)生的顏色反應(yīng)為藍色 1 dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建依據(jù) 1 dna由6種小分子組成 脫氧核糖 磷酸和四種堿基 a g t c 這些小分子組成了四種脫氧核苷酸 再由四種脫氧核苷酸組成dna 2 威爾金斯和富蘭克林提供的dna衍射圖譜表明dna呈螺旋結(jié)構(gòu) 3 埃爾文 查哥夫測定dna的分子組成 發(fā)現(xiàn)在不同物種中四種堿基的含量不同 但是a和t的含量總是相等 g和c的含量也相等 2 方法探討模型構(gòu)建是自然科學中的一種常用的方法 當研究對象難以直接操作或研究時 可以考慮使用模型構(gòu)建的方法 該方法用模型來模擬研究對象 被模擬的對象稱為原型 模型的構(gòu)建是否正確 還需要通過與原型的比較來驗證 沃森和克里克構(gòu)建的dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型最終被認可 就是因為這一模型與原型 dna結(jié)晶的x射線衍射圖相符 并能解釋dna作為遺傳物質(zhì)所具備的多種功能 下列關(guān)于沃森和克里克構(gòu)建dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的敘述 錯誤的是 a 沃森和克里克構(gòu)建dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是建立在dna是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈 這四種脫氧核苷酸分別含有a t g c4種堿 基基礎(chǔ)上的b 威爾金斯和富蘭克林通過對dna衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)進行分析 得出dna分子呈螺旋結(jié)構(gòu)c 沃森和克里克曾嘗試構(gòu)建了多種模型d 沃森和克里克最后受腺嘌呤 a 的量總是等于胸腺嘧啶 t 的量 鳥嘌呤 g 的量總是等于胞嘧啶 c 的量的啟發(fā) 構(gòu)建出科學的模型 嘗試解答 b 解析 沃森和克里克依據(jù)威爾金斯和富蘭克林提供的dna衍射圖譜及有關(guān)數(shù)據(jù) 推算出dna分子呈螺旋結(jié)構(gòu) 跟蹤訓練下圖是四位同學制作的dna分子結(jié)構(gòu)模型 其中正確的是 解析 選b dna各組成部分的連接有下列三點規(guī)律 在一個脫氧核苷酸中 脫氧核糖位于中心 dna分子一條鏈中 磷酸與脫氧核糖交替排列 相同的部分之間都不直接相連 1 dna分子的結(jié)構(gòu) 1 基本單位 脫氧核苷酸 如圖所示 其中 表示一分子磷酸 表示一分子脫氧核糖 表示含氮堿基 構(gòu)成dna分子的含氮堿基共有4種 即a 腺嘌呤 t 胸腺嘧啶 g 鳥嘌呤 c 胞嘧啶 2 一條脫氧核苷酸單鏈中 相鄰脫氧核苷酸之間的連接如圖所示 3 兩條單鏈之間形成的堿基對表示如下 4 dna分子形成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu) 特別提醒堿基a與t之間形成兩個氫鍵 g與c之間形成三個氫鍵 含氫鍵越多 結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 即含g c比例越大 結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 2 dna分子中各種堿基的數(shù)量關(guān)系 1 堿基互補配對原則 a t g c 即 2 各類堿基的數(shù)量關(guān)系 特別提醒堿基比例與dna分子共性及特異性 1 共性 不因生物種類的不同而不同 在dna分子的一條單鏈中 相鄰的堿基a與t是通過什么結(jié)構(gòu)連接起來的 a 氫鍵b 脫氧核糖 磷酸 脫氧核糖 c 磷酸 脫氧核糖 磷酸 d 肽鍵 嘗試解答 b 解析 對照dna的模式圖就可知道 一條鏈上 相鄰的堿基a與t的連接方式是 脫氧核糖 磷酸 脫氧核糖 跟蹤訓練 2011年山東德州一中高一質(zhì)檢 下列關(guān)于dna結(jié)構(gòu)的敘述中 錯誤的是 a 大多數(shù)dna分子由兩條核糖核苷酸長鏈盤旋而成為螺旋結(jié)構(gòu)b 外側(cè)是由磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成的基本骨架 內(nèi)側(cè)是堿基c dna兩條鏈上的堿基間以氫鍵相連 且a與t配對 c與g配對d dna的兩條鏈反向平行 解析 選a 絕大多數(shù)dna分子由兩條脫氧核苷酸長鏈盤旋而成為雙螺旋結(jié)構(gòu) 而不是由核糖核苷酸長鏈盤旋 核糖核苷酸是rna的基本組成單位 1 dna結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 1 含義 指dna分子雙螺旋空間結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性 2 原因 dna分子基本骨架是磷酸和脫氧核糖交替連接而成 從頭至尾沒有變化 堿基配對方式始終不變 即a t g c 2 遺傳信息的多樣性構(gòu)成dna分子的堿基只有4種 配對方式只有2種 但是堿基對的數(shù)目卻可以成千上萬 形成的堿基對的排列順序也可以千變?nèi)f化 4n 從而構(gòu)成了dna分子的多樣性 也決定了遺傳信息的多樣性 3 遺傳信息的特異性每個特定的dna分子中都具有特定的堿基對排列順序 而特定的堿基對排列順序中有遺傳效應(yīng)的片段代表遺傳信息 所以每個特定的dna分子中都儲存著特定的遺傳信息 這種特定的堿基對排列順序就構(gòu)成了dna分子的特異性 含有2000個堿基的dna 每條鏈上的堿基排列方式有 a 42000種b 41000種c 22000種d 21000種 嘗試解答 b 解析 因為dna分子中共有a t g c四種堿基 而它們在dna分子單鏈中任意排列的 又因含2000個堿基的dna分子的單鏈中含1000個堿基 故b符合題意 跟蹤訓練由50個脫氧核苷酸構(gòu)成的dna分子 按其堿基的排列順序不同可區(qū)別為多少種 這表明了dna分子的什么特性 50種 450種 504種 425種 遺傳性 分子結(jié)構(gòu)的多樣性 分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性a b c d 解析 選c 50個脫氧核苷酸 按其堿基的排列順序不同 可構(gòu)成425種排列順序