第三章 章末总结3课件PPT

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第三章　基因的本质章末总结构建·知识网络归纳·专题小结生物的遗传物质绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，DNA是主要的遗传物质。有DNA的生物(有细胞结构的生物和DNA病毒)，DNA就是其遗传物质。细胞质遗传和细胞核遗传的遗传物质都是DNA。只有少数病毒，如艾滋病病毒、SARS病毒、新型冠状病毒、禽流感病毒等只有RNA，所以RNA是其遗传物质。 下列关于遗传物质的说法，正确的是 (　　)A．肺炎链球菌转化实验，证明DNA是主要的遗传物质B．病毒的遗传物质是RNA和DNAC．DNA是T2噬菌体的主要遗传物质D．生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸【答案】D　【解析】肺炎链球菌转化实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质；病毒只有一种核酸，DNA或RNA，其中所含有的核酸即该病毒的遗传物质，所以病毒的遗传物质是RNA或DNA；T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，其中DNA是遗传物质；生物的遗传物质是核酸，其中绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物(RNA病毒)的遗传物质是RNA，所以生物遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。DNA分子的组成及结构 在制作DNA分子的双螺旋结构模型时，会发现制成的DNA分子的平面结构像一架“梯子”，那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”间的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键依次是(　　)①磷酸和脱氧核糖　②氢键　③碱基对　④肽键A．①②③　　　 B．①③②C．③①②　　　 D．①③④【答案】B　【解析】组成DNA平面结构这架“梯子”的“扶手”、“扶手”间的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键依次是磷酸和脱氧核糖、碱基对、氢键。典练·素养提升素养解读：本章内容包括探究遗传物质的历程(主要是证明DNA或RNA是遗传物质的实验)、DNA的结构和DNA的复制等。通过学习证明DNA和RNA是遗传物质的实验证据，可以培养科学探究和科学思维能力；通过学习DNA的结构及其特点，可以培养科学思维和构建模型的能力；DNA的复制内容比较综合，通过学习可以培养科学探究、科学思维和生命观念等。1．(科学探究)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；④用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌。以上4个实验，经过一段时间后搅拌、离心，检测到放射性的主要部位分别是(　　)A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液【答案】D　【解析】用噬菌体侵染细菌一段时间后离心，上清液中含有噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物是细菌(其中含有噬菌体的DNA)。用未标记的噬菌体侵染有标记的细菌，放射性位于沉淀物中。用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，放射性主要存在于噬菌体的DNA中，噬菌体的DNA存在于细菌中，即沉淀物中。用3H标记细菌，放射性在沉淀物中。而用3H标记的噬菌体含有放射性的物质是蛋白质和DNA，即放射性位于上清液和沉淀物中。2．(科学探究)艾弗里的肺炎链球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，②放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是 (　　)A．两者都运用了①和②B．前者运用了①，后者运用了②C．前者只运用了②，后者运用了①和②D．前者只运用了①，后者运用了①和②【答案】D　【解析】艾弗里的肺炎链球菌转化实验的设计思路是：在S型细菌的提取物中，分别去除某种物质，观察能否使R型细菌发生转化，从而鉴定出DNA是遗传物质，该实验中没有用到放射性同位素标记法。赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，利用噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，而蛋白质外壳留在外面，这样就可以把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，同时，他们的实验采用了同位素标记法。3．(科学思维)下图为DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是 (　　)A．构成DNA分子的基本单位是⑦B．解旋酶可以切断⑤C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键D．⑥构成DNA分子中基本骨架【答案】B　【解析】图中⑦是脱氧核苷酸单链，构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，应是④，A错误；解旋酶能将DNA解旋，可以切断⑤氢键，B正确；复制时DNA聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而①②之间的键是同一个核苷酸内的化学键，C错误；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架，D错误。4．(科学思维)某基因(14N)含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如下图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如下图乙结果。下列有关分析正确的是 (　　)A．X层全部是仅含14N的基因B．W层中含15N标记的胞嘧啶6 300个C．X层中含有氢键数是Y层的1/3D．W层与Z层的核苷酸数之比是1∶4【答案】C　【解析】DNA是半保留复制，故复制3次，DNA总数是8个，其中含有14N的DNA分子为2个(每个DNA分子均由一条14N链，一条15N链构成)，其余6个均为15N的DNA分子(两条链均为15N)。因为14N15N的DNA密度比15N15N的DNA密度小，故X层应该为14N15N的DNA分子，Y层为15N15N的DNA分子，A项错误；一个DNA中含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%，那么胞嘧啶占15%，故胞嘧啶的碱基数为450个，复制3次一共得到8个DNA分子，这样需要的胞嘧啶数为450×7＝3 150(个)，B项错误；复制得到的DNA分子所含有的碱基数都是相同的，那么氢键数也应该是相同的，X层有2个DNA分子，Y层有6个DNA分子，这样它们的氢键数之比即为DNA分子数之比，即X层中含有的氢键数∶Y层中含有的氢键数＝1∶3，X层中含有的氢键数是Y层的1/3，C项正确；复制后的8个DNA一共含有16条链，其中14N的链2条(分布在Z层)，15N的链14条(分布在W层)，因为DNA是半保留复制，故每条链的核苷酸数相同，则W层与Z层的核苷酸数之比为7∶1，D项错误。5．(科学探究、科学思维)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分子均为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(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示：请分析回答：(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链含________，另一条链含________。(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离，请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。【答案】(1)14N　15N(两空可调换)　(2)如图所示(3)0∶2∶6　2∶16(或1∶8)　(4)2/3　1　50%【解析】(1)由于DNA的半保留复制，亲代大肠杆菌在氮源为14N的培养基上生长，第一代细菌DNA的两条链分别含14N、15N。(2)第一代(Ⅰ)细菌的两条链分别含14N、15N，转移在氮源为15N的培养基上生长一代，得到的两个DNA分子一个为14N15N的DNA，其位于中间；另一个为15N15N的DNA，位于底部。(3)当将15N－DNA(亲代)在14N培养基上连续复制3次后，应产生23＝8个子代DNA，这8个子代DNA中应有2个含模板链，即这2个DNA应为14N15N(中DNA)，其余均为14N－DNA(轻DNA)，无两链均为15N链的DNA，因而重DNA∶中DNA∶轻DNA应为0∶2∶6；对话·命题专家典例　 (2017·全国新课标Ⅱ卷)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) 解题思路：(1)思考角度　正确解答本题必须从以下关键节点思考：含放射性同位素标记的培养基：培养宿主细胞→新病毒分别侵染宿主细胞→检测子代病毒的放射性。(2)思维流程　解读题干可知：病毒分为DNA病毒和RNA病毒两种类型，DNA、RNA组成的核糖不同，碱基不同。DNA中的碱基组成是A、T、C、G，RNA中的碱基组成是A、U、C、G，进而推理出二者DNA和RNA间的碱基T、U之差是遗传物质的化学组成差别。【解析】(1)根据遗传物质的化学组成不同，DNA含有碱基T，RNA含有碱基U，可分别用放射性同位素标记胸腺嘧啶和尿嘧啶，分别培养宿主细胞，得到分别标记的宿主细胞后再分别培养新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)由于遗传物质的复制需消耗相应的核苷酸，若遗传物质是RNA，则新合成的RNA中一定含有碱基U，则标记T的一组检测不到放射性，而标记U的一组检测到放射性；若遗传物质是DNA，新合成的DNA中一定含有碱基T，则标记U的一组检测不到放射性，而标记T的一组检测到放射性。【答案】(1)实验思路。甲组：将宿主细胞放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：将宿主细胞放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)预期实验结果及结论。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。