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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