1、勤学精思勤学精思好问多练好问多练课时一、遗传的物质基础课时一、遗传的物质基础遗传、变异与基因工程遗传、变异与基因工程一轮复习之一、遗传物质的本质、证据及其特点一、遗传物质的本质、证据及其特点核酸核酸（DNA 或或RNA）DNA1、人的遗传物质是什么？、人的遗传物质是什么？2、噬菌体的遗传物质是什么？、噬菌体的遗传物质是什么？ 3、烟草花叶病毒的遗传物质是什么？、烟草花叶病毒的遗传物质是什么？4、生物的遗传物质是什么？、生物的遗传物质是什么？（原核、真核、病毒）（原核、真核、病毒）DNARNA（一）遗传物质的本质（一）遗传物质的本质5、如何证明核酸是遗传物质呢？、如何证明核酸是遗传物质呢？（二）
2、核酸是遗传物质的证据（二）核酸是遗传物质的证据 肺炎双球菌的转化实验：肺炎双球菌的转化实验： 噬菌体侵染细菌实验：噬菌体侵染细菌实验： 烟草花叶病毒感染烟草实验：烟草花叶病毒感染烟草实验：证明证明DNA是遗传物质是遗传物质证明证明DNA是遗传物质是遗传物质证明证明RNA是遗传物质是遗传物质（三）遗传物质的特点（三）遗传物质的特点2）能够自我复制，使前后代保持）能够自我复制，使前后代保持 一定的连续性一定的连续性3）能够指导蛋白质的合成）能够指导蛋白质的合成 ，从而，从而 控制新陈代谢过程和性状控制新陈代谢过程和性状4）能够产生可遗传的变异）能够产生可遗传的变异1）分子结构具有相对的稳定性）分子
3、结构具有相对的稳定性二、核酸的结构及复制二、核酸的结构及复制2、基本组成单位：核苷酸（、基本组成单位：核苷酸（8种）种）1、元素组成：、元素组成：C、H、O、N、P等等4、核酸种类：、核酸种类：DNA、RNA3、核苷酸的结构：五碳糖（核糖、脱氧核糖）、核苷酸的结构：五碳糖（核糖、脱氧核糖） 含氮碱基（含氮碱基（AGCTU )、 磷酸磷酸（一）核酸的结构（一）核酸的结构核苷酸的结构：核苷酸的结构：A核糖核糖PC核糖核糖PU核糖核糖腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸PAP脱氧脱氧核糖核糖GP脱氧脱氧核糖核糖CP脱氧脱氧核糖核糖PG核糖核
4、糖TP脱氧脱氧核糖核糖腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的结构：脱氧核苷酸的结构：4 4、构成、构成DNADNA的核苷酸有几种？的核苷酸有几种？思考：思考：1 1、构成、构成 DNA DNA 的的 碱碱 基有几种？基有几种？3 3、构、构 成核成核 酸酸 的的 碱基有几种？碱基有几种？5 5、构成、构成RNARNA的核苷酸有几种？的核苷酸有几种？6 6、构成核、构成核 酸的核苷酸有几种？酸的核苷酸有几种？2 2、构、构 成成 RNA RNA 的的 碱基有几种？碱基有几种？(4)(8)(4
5、)(4)(5)(4)DNA的结构：的结构： 5种元素种元素3类物质类物质4种基本单位种基本单位2条链条链1种结构种结构 AP脱氧脱氧核糖核糖GP脱氧脱氧核糖核糖CP脱氧脱氧核糖核糖TP脱氧脱氧核糖核糖与五碳糖相连的碱基与五碳糖相连的碱基主干：主干：磷酸、五碳糖交磷酸、五碳糖交互排列构成，稳定不变互排列构成，稳定不变侧支：侧支：脱氧核苷酸链：AP脱氧脱氧核糖核糖GP脱氧脱氧核糖核糖CP脱氧脱氧核糖核糖TP脱氧脱氧核糖核糖脱氧脱氧核糖核糖APGPCPTP脱氧脱氧核糖核糖脱氧脱氧核糖核糖脱氧脱氧核糖核糖A TG C碱基互补碱基互补配对原则配对原则3、两条链上的、两条链上的 碱基通过氢碱基通过氢键连接
6、起来，构成碱基对键连接起来，构成碱基对 DNADNA的空间结构的空间结构1、两条平行的脱氧核苷酸长、两条平行的脱氧核苷酸长 链相互盘卷成双螺旋结构链相互盘卷成双螺旋结构2、两条链的主干排列在外侧，、两条链的主干排列在外侧，由磷酸和五碳糖交替连接而成由磷酸和五碳糖交替连接而成稳定性：稳定性：DNA分子的特性：分子的特性：多样性：多样性：特异性：特异性：碱基对的排列顺序千变万化碱基对的排列顺序千变万化每个每个DNA分子有其特定的碱基对排列顺序分子有其特定的碱基对排列顺序 两条多核苷酸链的主干是稳定不变的，两条两条多核苷酸链的主干是稳定不变的，两条 链上的碱基之间通过氢键互补配对，相互制约。链上的碱
7、基之间通过氢键互补配对，相互制约。A核糖核糖PC核糖核糖PU核糖核糖PPG核糖核糖AAGGCUURNA的结构：的结构： 5种元素种元素3类物质类物质4种基本单位种基本单位1条链条链1种结构种结构 mRNAtRNADNADNA、RNARNA的区别：的区别：2、所含的碱基种类不同1、所含的五碳糖不同3、空间结构不同4、存在部位不同（二）（二）DNA的复制的复制( 1) 复制的时间：复制的时间：细胞分裂间期（2）需要的条件：）需要的条件：A.酶C.模板B.原料D.能量（3）复制过程：）复制过程：C、形成新DNAA、解旋B、合成子链（4）复制的特点：）复制的特点：A、边解旋边复制 B、半保留复制三、三
8、、 遗传物质的结构和功能单位遗传物质的结构和功能单位基因基因 （一）基因与（一）基因与DNA、染色体、遗传信息的关系、染色体、遗传信息的关系基因是基因是DNA上上基因在染色体上呈排列基因在染色体上呈排列基因的基因的 代表着遗传信息代表着遗传信息碱基序列碱基序列有遗传效应的片段有遗传效应的片段线性线性（二）基因的结构（二）基因的结构 非编码区非编码区 非编码区非编码区 编码区编码区编码区下游编码区下游编码区上游编码区上游 RNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点 调控遗传信息的表达调控遗传信息的表达原核细胞基因的结构原核细胞基因的结构编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区与与RNA聚酶聚酶结合位
9、点结合位点内含子内含子 外显子外显子 终止子终止子编码区上游编码区上游 编码区上游编码区上游 真核细胞的基因结构真核细胞的基因结构启动子启动子（三）基因的功能（三）基因的功能1 1、传递遗传信息、传递遗传信息2 2、表达遗传信息、表达遗传信息生理过程模板原料场所DNA复制转录翻译DNA两条链DNA一条链信使RNA游离的脱氧核苷酸游离的核糖核苷酸氨基酸细胞核细胞核 核糖体（细胞质）猪肉与牛肉主要成分都是蛋白质，为什么味道不一样？猪肉与牛肉主要成分都是蛋白质，为什么味道不一样？ 基因基因mRNAtRNA蛋白质蛋白质脱氧核苷酸脱氧核苷酸 密码子密码子 反密码子反密码子 氨基酸氨基酸 序列序列 序列序
10、列 序列序列 序列序列扩展：扩展：将猪的将猪的mRNA放入到牛的细胞中合成的蛋白质是放入到牛的细胞中合成的蛋白质是猪肉还是牛肉蛋白？猪肉还是牛肉蛋白？遗传信息的流动方向遗传信息的流动方向-中心法则中心法则DNA（基因）（基因）逆转录逆转录翻译翻译转录转录蛋白质蛋白质（性状）（性状）RNA例例2 2、一段多核苷酸链中的碱基组成为、一段多核苷酸链中的碱基组成为30%30%的的A A、30%30%的的C C、20%20%的的G G、20%20%的的T,T,它是一段它是一段（ ） A.A.双链双链DNA DNA B.B.单链单链DNADNA C. C.双链双链RNA RNA D.D.单链单链RNARN
11、A 例例1 1、如果用、如果用3232P P、3535S S分别标记噬菌体的的分别标记噬菌体的的DNADNA和细菌和细菌的蛋白质外壳，当他侵染到细菌体内后，经多次复制，的蛋白质外壳，当他侵染到细菌体内后，经多次复制，所释放出来的子代噬菌体绝大部分（所释放出来的子代噬菌体绝大部分（ ） A.A.不含不含 3232P B. P B. 含含3232P P C. C.不含不含3232P P和和3535S D. S D. 含含 3232P P和和3535S SAB例例3 3、下列哪项对双链、下列哪项对双链DNADNA分子的叙述是不正确的分子的叙述是不正确的? ? A.A.若一条链若一条链A A和和T T
12、的数目相等的数目相等, ,则另条链则另条链A A和和T T的数目也的数目也相等相等 B.B.若一条链若一条链G G的数目为的数目为C C的的2 2倍倍, ,则另条链则另条链G G的数目为的数目为C C的的0.50.5倍倍 C.C.若一条链的若一条链的A:T:G:CA:T:G:C1:2:3:4,1:2:3:4,则另条链相应碱基则另条链相应碱基比为比为2:1:4:3 2:1:4:3 D.D.若一条链的若一条链的G:TG:T1:2,1:2,则另条链的则另条链的C:AC:A2:12:1D例例4、具有、具有100个碱基对的个碱基对的1个个DNA分子区段分子区段,内含内含40个胸腺嘧啶个胸腺嘧啶,如果连续
13、复制两次如果连续复制两次,则需游离的胞嘧啶则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 （ ） A.60个个 B.80个个 C.120个个 D.180个个 D例例5 5、现将某哺乳动物的细胞放在含有、现将某哺乳动物的细胞放在含有3131P P磷酸的培养基中磷酸的培养基中, ,连续连续培养数代后得到培养数代后得到G G代细胞。然后将代细胞。然后将G G代细胞移至含有代细胞移至含有3232P P磷酸的磷酸的培养基中培养培养基中培养, ,经过第经过第1 1、2 2次细胞分裂后次细胞分裂后, ,分别得到分别得到G G1 1、G G2 2代细代细胞。再从胞。再从G G、G G1 1、G G2 2代细胞中提取出代
14、细胞中提取出DNA,DNA,经密度梯度离心后得经密度梯度离心后得到结果如下图。由于到结果如下图。由于DNADNA分子质量不同分子质量不同, ,因此在离心管内的分布因此在离心管内的分布不同。若不同。若、分别表示轻、中、重三种分别表示轻、中、重三种DNADNA分子的位置分子的位置, ,请回答请回答: : (1) (1) G G、G G1 1、G G2 2三代三代DNADNA离心后的试管分别是图中的离心后的试管分别是图中的: : G G G G1 1 G G2 2 (2)G(2)G2 2代在代在、三条带中三条带中DNADNA数的比例是数的比例是 (3)(3)图中图中、两条带中两条带中DNADNA分子
15、所分子所含的同位素磷分别是含的同位素磷分别是: : 条带条带 , ,条带条带 。 (4)(4)上述实验结果证明上述实验结果证明DNADNA的复制方的复制方式是式是 _ 。DNADNA的自我复制的自我复制能使生物的能使生物的 _ _ 保持相对稳保持相对稳定。定。ABD0：1：131P31P与32P半保留复制遗传特性练习4 例例6、分别用、分别用32P标记噬菌标记噬菌体的体的DNA，35S标记细菌的标记细菌的蛋白质做侵染实验，问：蛋白质做侵染实验，问：子噬菌体的子噬菌体的DNA分子含分子含有的上述元素是：有的上述元素是：子噬菌体的蛋白质分子含子噬菌体的蛋白质分子含有的上述元素是：有的上述元素是：此
16、实验证明了：此实验证明了：若繁殖若繁殖n代，产生子代噬代，产生子代噬菌体菌体( )个，含亲本个，含亲本DNA链链的噬菌体为的噬菌体为( )个；个； 32P、 31P35SDNA是遗传物质是遗传物质2n218例例7 7、某生物遗传物质的碱基的组成成份是嘌呤碱基占、某生物遗传物质的碱基的组成成份是嘌呤碱基占42%42%，嘧啶碱基占，嘧啶碱基占58%58%，此生物可能是（，此生物可能是（ ） A.A.烟草烟草 B.B.小麦小麦 C.C.烟草花叶病毒烟草花叶病毒 D.D.任何生物任何生物C例例8 8、一条肽链含、一条肽链含999999个肽键，则此蛋白质含个肽键，则此蛋白质含( ( ) )个氨基酸，最多
17、个氨基酸，最多( )( )种氨基酸，合成此蛋白质的种氨基酸，合成此蛋白质的mRNAmRNA共含碱基共含碱基( ( ) )个，基因中最少含有脱氧核个，基因中最少含有脱氧核糖数为糖数为( ( ) )个个 基因碱基数基因碱基数 ： mRNA碱基数：碱基数： 氨基酸氨基酸数数100020300060006 3 1例例9 9、 请思考分析：为了证明噬菌体侵染细菌时，进请思考分析：为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体入细菌的是噬菌体DNADNA，而不是它的蛋白质外壳，可用，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌
18、体的壳和噬菌体的DNADNA。然后再让这两种不同标记的噬菌体。然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对比做出实验论证。分别去侵染未被标记的细菌，从而对比做出实验论证。据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸。现请你完成以下关键性的实验设计。酸等多种氨基酸。现请你完成以下关键性的实验设计。实验室已制备好分别含实验室已制备好分别含3 3H H、1414C C、1515N N、1818O O、3232P P、3535S S等等6 6种放射性同位素的微生物培养基。你将选择哪两种培种放射性同位素的微生物培养基。你将选
19、择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNADNA的标记：的标记： 用用3232P P标记标记DNA,DNA,用用3535S S标记蛋白质外壳标记蛋白质外壳你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。答案：先将细菌分别在含有答案：先将细菌分别在含有3232P P或或3535S S的培养基中培养，的培养基中培养，然后用噬菌体去侵染分别被然后用噬菌体去侵染分别被3232P P或或3535S S标记的细菌。标记的细菌。因为噬菌体营寄生
20、生活。因为噬菌体营寄生生活。 例例10：已知某一条全部：已知某一条全部N原子被原子被15N标记的标记的DNA分子（分子（0代），转移到含代），转移到含14N的培养基上培养的培养基上培养n代，其结果如下：代，其结果如下：分子总数分子总数_只含只含15N的分子的分子_含含15N 14N的分子的分子_只含只含14N的分子的分子_脱氧核苷酸链总数脱氧核苷酸链总数_含含15N的链为的链为_含含14N的链为的链为_2n022n-22n+122n+1-2例例1111. 1918年发生了世界大流感，死亡人数约年发生了世界大流感，死亡人数约4000万。从万。从受害者的组织样本中提取了该流感病毒的受害者的组织样本
21、中提取了该流感病毒的RNA，并经实，并经实验分析确定其由验分析确定其由8个基因组成，碱基总数为个基因组成，碱基总数为a ，其中，其中G的的数量为数量为b 。据此推测：。据此推测：（1）构成该流感病毒遗传物质的含氮碱基有哪几种？）构成该流感病毒遗传物质的含氮碱基有哪几种？你能根据题目条件推出这些碱基间的比例关系吗？为什你能根据题目条件推出这些碱基间的比例关系吗？为什么？么？ （2）该病毒的基因控制合成的蛋白质最可能有）该病毒的基因控制合成的蛋白质最可能有_种。种。（3）根据中心法则分析，该病毒遗传信息的传递过程与）根据中心法则分析，该病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有人体不同的步骤可能
22、有_。（4）20世纪世纪30年代，科学家发现年代，科学家发现1918年大流感幸存者体年大流感幸存者体内存在完全可以阻断猪流感病毒毒力的抗体，而内存在完全可以阻断猪流感病毒毒力的抗体，而1918年年出生后的人体内却没有这种抗体，这表明出生后的人体内却没有这种抗体，这表明_。（5）若我们接种了该流感病毒研制的疫苗，是否可以预）若我们接种了该流感病毒研制的疫苗，是否可以预防现今的流行性感冒？为什么？防现今的流行性感冒？为什么？ 答案：答案：（1 1）胞嘧啶（）胞嘧啶（C C）、鸟嘌呤（）、鸟嘌呤（G G）、腺嘌呤（）、腺嘌呤（A A）、尿）、尿嘧啶（嘧啶（U U） 不能，因不能，因RNARNA是单链
23、，分子内的碱基间没是单链，分子内的碱基间没有配对关系有配对关系（2 2）8 8（3 3）RNARNA的复制和的复制和RNARNA的逆转录的逆转录（4 4）引发人类流感和猪流感的病毒可能是同一种。）引发人类流感和猪流感的病毒可能是同一种。幸存者体内因感染过流感病毒，故产生了抗体，后出幸存者体内因感染过流感病毒，故产生了抗体，后出生的人因没感染过流感病毒，故没有这种抗体。生的人因没感染过流感病毒，故没有这种抗体。（5 5）不一定。因为引起流行性感冒的病毒具有较强）不一定。因为引起流行性感冒的病毒具有较强的变异性，该流感病毒的抗体对现今的病毒不一定起的变异性，该流感病毒的抗体对现今的病毒不一定起作用。作用。
