2017年高考总复习生物《遗传的物质基础》学案1(4份打包)

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2017卓越学案高考总复习·生物第6单元遗传的物质基础学案
第6单元单元能力提升.doc
第6单元第17讲DNA是主要的遗传物质.doc
第6单元第18讲DNA分子的结构DNA的复制.doc
第6单元第19讲基因的表达.doc
  同位素标记法的总结
  一、同位素标记法在《分子与细胞》中的应用
  1.研究蛋白质或核酸合成的原料及过程
  原理:把具有放射性的原子掺到合成蛋白质或核酸的原料(氨基酸或核苷酸)中,让它们一起运动、迁移,再用放射性探测仪器进行追踪,就可知道放射性原子通过什么路径、运动到哪里以及分布如何。
  2.研究分泌蛋白的合成和分泌
  原理:研究细胞器在分泌蛋白合成中的作用时,标记某一氨基酸如亮氨酸的3H,在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下,通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置,就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。研究手段:观察放射性在不同细胞器中出现的时间,来观察不同细胞器在分泌蛋白中的作用。
  3.研究细胞的结构和功能
  原理:用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内,探测这些放射性标记出现在哪些结构中,从而推断该细胞的结构和功能。
  4.研究光合作用中某些物质的变化过程
  原理:利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程,从而揭示光合作用的机理。①用18O标记水(H182O),生成的氧气全部有放射性。②用18O标记二氧化碳(C18O2),除了碳水化合物(葡萄糖)有放射性外,部分水分子也有放射性,释放的氧气全部无放射性。③用18O、14C标记二氧化碳(14C18O2), CO2被固定后产生的三碳化合物有放射性(14C3),光合作用产物葡萄糖(14C6H1812O6)有放射性、产物水(H182O)也有放射性。
  5.研究细胞呼吸过程中某些物质的变化过程
  原理:利用18O作为示踪原子研究细胞呼吸过程中物质的转变途径,揭示呼吸作用的机理。①用18O标记氧气(18O2),生成的水全部有放射性,生成的二氧化碳全部无放射性,即18O2→H182O。②用18O标记葡萄糖(C6H1812O6),生成的水全部无放射性,生成的二氧化碳全部有放射性,即C6H1812O6→C18O2。
  6.研究有丝分裂过程
  原理:在处于连续分裂的细胞的分裂期加入用3H标记的胸腺嘧啶,根据胸腺嘧啶被利用的情况,可以确定DNA合成期的起始点和持续时间。还可用32P和35S分别标记蚕豆根尖并做放射性自显影,以了解分裂间期DNA复制、蛋白质合成的相关情况。
  (2016•江苏无锡月考)同位素示踪法是科学家研究有关生化反应的基本方法。以下叙述不正确的是(  )
  A.32P标记尿嘧啶,一段时间后在植物叶肉细胞中检测到放射性物质,含放射性物质的结构有线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
  B.有光条件下,14C标记CO2进入细胞后,首先在叶绿体基质中发生反应,在该结构中含14C的系列产物有14C3、糖类,该结构产生的含14C的产物全部在线粒体中氧化分解,为细胞的生命活动提供能量
  C.用18O标记的水在适宜光照下浇灌植物一段时间后,空气中的水、O2、CO2含18O
  D.将3H标记的氨基酸注射到豚鼠的胰腺细胞研究分泌蛋白的合成和运输,含放射性的物质依次出现在细胞的核糖体、内质网、高尔基体中,然后经细胞膜分泌到细胞外
  [解析] 尿嘧啶是RNA的成分,线粒体、叶绿体和细胞核中都有DNA,可以转录形成RNA,核糖体的成分之一就是RNA。CO2在叶肉细胞中首先参与光合作用的暗反应,与C5结合生成C3,继而合成糖类等有机物,但这些有机物不会全部被有氧呼吸消耗掉。在光合作用过程中,H2O中的氧以O2的形式释放,在有氧呼吸过程中,由反应式可知,H2O中的氧转移到产物CO2中。分泌蛋白合成的场所是核糖体,然后依次在内质网和高尔基体中经过加工,最后经细胞膜分泌到细胞外。
  [答案] B
  [突破训练1-1] (2016•山东潍坊质检)下图中a、b、c、d为细胞器,3H-亮氨酸参与图示过程可合成物质3H-X。请据图回答:
  (1)分离细胞中细胞器的常用方法是________________________。其中观察c需用到染色剂________。
  (2)在图示过程中,膜面积会发生变化的细胞器有______________(填字母)。
  (3)c中的酶有多种,它们的分子结构明显不同的根本原因是________________________________________。
  (4)图中含有DNA的结构是________(填字母),蓝藻细胞中也有的细胞器是________(填字母)。
  (5)若3H-X可使血糖浓度升高,则分泌该物质的细胞是________________________________;若物质3H-X可在下丘脑与垂体细胞间传递信息,且在寒冷环境中分泌量明显增多,则物质3H-X为________________________。
  解析:(1)分离细胞中细胞器的常用方法是差速离心法第17讲 DNA是主要的遗传物质
  [考纲点击] 人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)
  一、肺炎双球菌转化实验
  1.格里菲思体内转化实验
  2.艾弗里体外转化实验
  二、噬菌体侵染细菌的实验
  1.噬菌体结构
  2.实验方法:放射性同位素标记法。
  3.实验过程及结果
  4.结论:DNA是噬菌体的遗传物质。
  巧 记                          噬菌体增殖过程
  一吸(附)二注(入)三合成,组装、释放、再侵染。三、RNA是遗传物质的实验
  1.过程及结果
  2.结论:RNA是遗传物质。
  四、DNA是主要的遗传物质[连一连]
  1.两个肺炎双球菌转化实验的结论
  (1)格里菲思实验的结论:加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。
  (2)艾弗里实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质,即DNA是遗传物质。
  2.噬菌体侵染细菌实验的两次标记
  (1)第一次标记:标记大肠杆菌,分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌。
  (2)第二次标记:标记噬菌体,分别用含35S和32P的大肠杆菌培养噬菌体。
  3.证明DNA是遗传物质的两大实验的实验思路
  设法将DNA和蛋白质等其他物质分离开来,单独地、直接地观察它们各自的作用。
  4.关于遗传物质的三个问题
  (1)真核生物和原核生物的遗传物质一定是DNA。
  (2)病毒的遗传物质是DNA或RNA。
  (3)绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此DNA是主要的遗传物质。
  考法一 以实验分析为基础,考查肺炎双球菌转化实验
  1.肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较
  项目 体内转化实验 体外转化实验
  培养细菌 在小鼠体内 体外培养基
  实验对照 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照
  巧妙构思 用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 将物质提纯分离后,直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
  实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质
  联系 (1)所用材料相同
  (2)体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸
  (3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则
  2.实验拓展分析
  (1)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降低又逐渐恢复活性。
  第18讲 DNA分子的结构 DNA的复制
  基因是有遗传效应的DNA片段
  [考纲点击] 1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ) 2.DNA分子的复制(Ⅱ) 3.基因的概念(Ⅱ)
  一、DNA分子的结构
  巧 记借图记忆
  “3”→三种物质:○、 、 。
  “4”→四种碱基对应四种脱氧核苷酸。
  “5”→五种元素:只含C、H、O;○一定含P;▭一定含N。二、DNA的复制
  1.假说与证据沃森和克里克的假说:半保留复制实验材料及方法材料:大肠杆菌方法:放射性同位素标记法、离心技术结论:DNA的复制是以半保留方式进行的
  2.过程
  概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
  时期 有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
  过程 解旋→合成子链→子链延伸→亲子链复旋
  条件 ①模板:亲代DNA的每一条链
  ②原料:4种游离的脱氧核苷酸
  ③能量:ATP释放的能量
  ④酶:DNA解旋酶和DNA聚合酶
  结果 1个DNA复制形成2个完全相同的DNA
  特点 边解旋边复制,半保留复制
  精确复制 ①独特的双螺旋结构提供模板
  ②碱基互补配对原则    
  意义 将遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性     
  三、基因——有遗传效应的DNA片段
  1.据图1写出基因与染色体的关系:基因在染色体上呈线性排列。
  2.将代表下列结构的字母填入图2中的相应横线上:
  a.染色体、b.DNA、c.基因、d.脱氧核苷酸。
  3.基因的实质:具有遗传效应的DNA片段。
  1.DNA的“五、四、三、二、一”记忆法
  五:五种元素:C、H、O、N、P。
  四:四种碱基对应四种脱氧核苷酸。
  三:三种物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。
  二:两条脱氧核苷酸长链(碱基对有A与T、G与C两种配对方式)。
  一:一种空间结构——规则的双螺旋结构。
  2.DNA复制的两个必记知识点
  (1)DNA复制特点:边解旋边复制、半保留复制。
  (2)复制的“四要素”。
  ①模板:DNA分子的两条链。
  ②原料:游离的四种脱氧核苷酸。
  ③酶:解旋酶和DNA聚合酶。
  ④能量:细胞呼吸产生的ATP。
  3.基因的两个记忆知识点
  (1)基因是有遗传效应的DNA片段。
  (2)染色体是基因的主要载体。线粒体和叶绿体中也存在基因。
  考法一 DNA分子的结构特点及相关计算
  1.DNA分子结构的解读
  (1)基本结构——脱氧核苷酸
  ①由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成,三者之间的数量关系为1∶1∶1。
  ②每个DNA片段中,游离的磷酸基团有2个。
  (2)水解产物
  DNA的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。
  (3)DNA分子中存在的化学键
  ①氢键:碱基对之间的化学键,可用解旋酶断裂,也可加热断裂。
  ②磷酸二酯键:磷酸和脱氧核糖之间的化学键,用限制性核酸内切酶处理可切割,用DNA连接酶处理可连接。
  (4)碱基对数与氢键数的关系
  若碱基对数为n,则氢键数为2n~3n,若已知A有m个,则氢键数为3n-m。
  2.DNA分子的特性
  (1)相对稳定性:DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变;两条链间碱基互补配对的方式不变。
  (2)多样性:不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同,排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有4n种。
  (3)特异性:每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序,代表了特定的遗传信息。
  3.双链DNA分子中碱基的计算规律
  (1)互补的两个碱基数量相等,即A=T,C=G。
  (2)任意两个不互补的碱基数量之和占碱基总数的50%,即嘌呤之和=嘧啶之和=总碱基数×50%,A+G=T+C=A+C=T+G=(A+T+C+G)×50%,A+GT+C=A+CT+G=1。
  (3)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。
  设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%,因为A1=T2,A2=T1,则:A1+T1=A2+T2=n%。所以A+T=A1+A2+T1+T2=n%+n%2=n%。
  简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
  (4)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:A1+G1T1+C1=m,
  则:A1+G1T1+C1=T2+C2A2+G2=m,互补链上A2+G2T2+C2=1m。

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