高中生物专题09 基因的本质-2021年高考生物一轮复习知识点梳理与归纳

这是一份高中生物专题09 基因的本质-2021年高考生物一轮复习知识点梳理与归纳，共14页。教案主要包含了经典实验【肺炎双球菌转化实验】，遗传物物质小结，DNA的复制等内容，欢迎下载使用。

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。
用35S标记噬菌体 侵染大肠杆菌 放射性集中在上清液中
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eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原料：大肠杆菌的氨基酸,场所：大肠杆菌核糖体))
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
五、遗传物物质小结：
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）





基本组成单位
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。
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]＆








3’端
3’端
5’端
5’端
DNA的分子平面结构
氢键
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：
= 1 \* GB3 ①稳定性：是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。
= 2 \* GB3 ②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)
= 3 \* GB3 ③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：eq \f(A1＋G1,T1＋C1)＝m，
则：eq \f(A1＋G1,T1＋C1)＝eq \f(T2＋C2,A2＋G2)＝m，互补链上eq \f(A2＋G2,T2＋C2)＝eq \f(1,m)。
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。




从每一代DNA分子中取等量的DNA进行氯化铯密度梯度离心










低



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
RNA聚合酶结合位点
非编码区
编码区
非编码区
原核生物基因的结构
真核生物基因的结构

非编码区
编码区
非编码区
外显子




A
B
C
D
E
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。
实验过程与实验结果
①烟草花叶病毒eq \(――→,\s\up7(感染))正常烟草eq \(――→,\s\up7(被感染))产生花叶病(对照组)
②烟草花叶病毒的RNAeq \(――→,\s\up7(感染))正常烟草eq \(――→,\s\up7(被感染))产生花叶病(实验组)
③烟草花叶病毒的蛋白质eq \(――→,\s\up7(感染))正常烟草eq \(――→,\s\up7(不被感染))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
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)