高考生物 遗传和变异课件 大纲人教版.ppt

第六章　遗传和变异第六章　遗传和变异1．DNA是主要的遗传物质2．DNA的分子结构和复制3．基因的概念4．基因控制蛋白质的合成5．基因对性状的控制6．DNA的粗提取与鉴定7．基因分离定律的实质及在实践中应用8．基因型与表现型的关系9．基因自由组合定律的实质及在实践中应用 10．性别的决定11．伴性遗传及特点12．基因突变的概念、特点13．基因重组的来源14．染色体结构和数目变异15．人类遗传病及其对人类的危害16．优生的概念与措施17．调查人群中的遗传病 1．证明DNA是遗传物质的实验原理、方法和设计思路的分析与应用2．DNA的结构，复制、转录过程中有关碱基比例的计算3．遗传信息表达过程中，DNA、RNA上的碱基、密码子以及氨基酸数量的计算4．性状与基因、环境关系的实验探究分析5．DNA粗提取与鉴定实验的原理、方法在实验设计中的应用6．显隐性性状的判断及其控制基因位置的分析推理7．一对或两对相对性状遗传现象分析，有关概率计算及实验验证8．运用分离定律和自由组合定律进行育种实验程序的设计与分析9．探究性别决定与遗传物质和环境的关系10．伴性遗传的特点及人类遗传系谱图分析和有关概率计算11．推理、判断某种性状的遗传方式12．基因突变类型的判断与分析13．基因突变、基因重组、染色体变异的比较14．可遗传变异在生物育种中的应用及实验设计与分析15．人类遗传病的种类及判断分析16．调查遗传病的发病率与遗传方式的判断 第一节　遗传的物质基础一　DNA是主要的遗传物质□ 判断下列说法是否正确1．(2010·江苏，1，B)组成DNA与ATP的元素种类不同(　　)2．(2009·江苏，5，A)豌豆的遗传物质主要是DNA(　　)3．(2009·广东，9，C)设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应(　　)4．R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌实质是发生了基因突变(　　)5．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是(　　)提示：　1.×　2.×　3.√　4.×　5.×一、肺炎双球菌的转化实验1．格里菲思的实验过程及结论(1)实验原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。

2)实验过程： (3)结论：加热杀死的S型细菌内 含有促成转化的活性物质含有促成转化的活性物质——转化因子转化因子2．艾弗里等人的实验过程及结论(1)实验原理：从S型细菌中提取出DNA、蛋白质及多糖等，将其分别加入已培养了R型细菌的培养基中，结果发现只有加入 时，R型细菌才转化为S型细菌2)实验过程及现象①从S型活细菌中提取 、蛋白质、多糖等物质，分别加入已培养了 细菌的培养基中，结果只有加入 才能使R型细菌转化为S型细菌②将分离得到的S型细菌的DNA，用 处理后，再加入已培养了R型细菌的培养基中，结果不能使R型细菌转化3)结论： 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质DNADNAR型型DNADNA酶酶DNA1．艾弗里实验与噬菌体侵染细菌的实验设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用2．转化的实质是基因重组二、噬菌体侵染细菌的实验1．T2噬菌体(1)化学组成： 和蛋白质，其中硫仅存在于 中，磷几乎全部存在于DNA中。

2)增殖过程：侵染细菌后，在自身 作用下，利用 体内的物质合成自身的组成成分，从而进行大量增殖2．实验方法： 3．实验过程(1)标记噬菌体：用分别含 的培养基培养细菌，再分别培养 DNADNA细菌细菌蛋白质蛋白质放射性同位素示踪法放射性同位素示踪法放射性同位素放射性同位素35S和放射性同位素和放射性同位素32P噬菌体噬菌体4．结论：在噬菌体中，亲代和子代之间具连续性的物质是 ，而不是蛋白质，即子代噬菌体的各种性状间通过亲代的DNA传给后代的，才是真正的遗传物质DNA3．合成子代噬菌体所需的原料是脱氧核苷酸、氨基酸所需的酶、能量、原料、场所是由细菌提供，模板是由亲代噬菌体提供[考题呈现] (2009·高考广东卷)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质这两个实验在设计思路上的共同点是(　　)A．重组DNA片段，研究其表型效应B．诱发DNA突变，研究其表型效应C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递[自主解答]　__C__[解题思路]　艾弗里用S型肺炎双球菌提取出了DNA、蛋白质，分别与R型细菌混合培养，证明了DNA是遗传物质；赫尔希和蔡斯用同位素标记法将噬菌体的DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去研究它们的作用。

[题后总结]　(1)R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于基因重组2)实验还遵循了实验设计的对照原则，增强了结果的科学性和可信度例如，体内转化实验中，注射R型活细菌与注射S型活细菌相对照，说明S型活细菌有毒性；体外转化实验中，各组互为对照，说明只有DNA才是遗传物质[深化认识]1．肺炎双球菌体内转化实验2.体外转化实验研究人研究人1944年艾弗里年艾弗里( (美美) )过程程·结果果分析分析S型型细菌的菌的DNA使使R型型细菌菌发生生转化化S型型细菌的其他物菌的其他物质不能使不能使R型型细菌菌发生生转化化结论S型型细菌体内只有菌体内只有DNA才是才是““转化因子化因子””，即，即DNA是是遗传物物质[思维拓展](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恢复又逐渐恢复活性2)格里菲思实验并未证实哪种物质是遗传物质，只是提出了“转化因子”[梦想考场]1．图示肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，有关说法正确的是(　　)A．①要加热处理，②要将提取物分别加入不同培养基，③转入固体培养基B．①不加热处理，②要将提取物分别加入同一培养基，③要用液体培养基C．③要转入固体培养基培养，结果可能有S、R两种菌落D．③要转入固体培养基培养，结果只有S或R一种菌落解析：　由图示可知，①过程为获得S菌蛋白质、DNA，不需要对活S菌液加热处理，将不同的提取物分别加入同一固体培养基中，接种R型活菌进行培养，一段时间后，观察菌落的形态特征，由于R型菌不可能全部转化，在结果中可能存在R、S两种菌落。

答案：　C2．(2010·南昌市高三年级调研)在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图哪一选项(　　)解析：　刚注入时大量R型细菌被小鼠的免疫系统消灭；后来部分R型细菌转化为S型细菌后，S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低，R型细菌数量又繁殖而增多答案：　B[考题呈现] (2010·上海卷)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体(　　)A．一定有35S，可能有32P　　　B．只有35SC．一定有32P，可能有35S D．只有32P[自主解答]　__A__[解题思路]　噬菌体侵染大肠杆菌时，进入的是DNA，在噬菌体DNA的指导下，利用大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料合成子代DNA，利用大肠杆菌的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳DNA复制方式为半保留复制32P标记的是亲代噬菌体的DNA,35S标记的是大肠杆菌的蛋白质或氨基酸裂解后的所有噬菌体中，其蛋白质外壳一定有35S，只有两个子代噬菌体的DNA有32P[深化认识]1．噬菌体侵染细菌的实验运用的方法：放射性同位素示踪法。

S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独地观察它们的作用2．实验过程、结果和结论实验材料材料T2噬菌体、大噬菌体、大肠杆菌杆菌过程程·结果果①①标记细菌菌细菌＋含菌＋含35S的培养基的培养基→→含含35S的的细菌菌细菌＋含菌＋含32P的培养基的培养基→→含含32P的的细菌菌②②标记噬菌体噬菌体噬菌体＋含噬菌体＋含35S的的细菌菌→→含含35S的噬菌体的噬菌体噬菌体＋含噬菌体＋含32P的的细菌菌→→含含32P的噬菌体的噬菌体③③噬菌体侵染噬菌体侵染细菌菌含含35S的噬菌体＋的噬菌体＋细菌菌→→上清液放射性高，沉淀物放射性很低上清液放射性高，沉淀物放射性很低含含32P的噬菌体＋的噬菌体＋细菌菌→→上清液放射性低，沉淀物放射性很高上清液放射性低，沉淀物放射性很高实验分析分析过程程③③表明，噬菌体的蛋白表明，噬菌体的蛋白质外壳并未外壳并未进入入细菌内部，噬菌菌内部，噬菌体的体的DNA进入了入了细菌内部菌内部实验结论DNA是是遗传物物质[思维拓展](1)噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入→合成核酸和蛋白质→装配→释放2)培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒为寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

3)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质此实验还能证明DNA能够自我复制，DNA控制蛋白质的合成4)噬菌体侵染细菌实验的对照——条件对照标记目标不同 未被标记的大肠杆菌→依据子代是否具放射性分析比较得出结论[梦想考场]3．下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是(　　)A．与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的B．所使用的噬菌体，必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的C．采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性D．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是解析：　本题考查相关的实验知识噬菌体不能独立增殖，只能接种到含有大肠杆菌的培养基上，使其在大肠杆菌体内完成增殖过程；本实验采用搅拌和离心的方法是为了将细胞和噬菌体分离开；结果没有检测到35S标记的蛋白质，只能说明蛋白质不是遗传物质答案：　B[理论指导]实验八　DNA的粗提取与鉴定1．DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl的浓度变化而发生变化，变化曲线如右图所示：据图可知，在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最低，据此可析出DNA。

2．DNA不溶于酒精溶液，但细胞内的某些物质可以溶于酒精溶液，据此可进一步提纯DNA3． 1．选用鸡血为材料，依据是鸡血红细胞、白细胞中都有细胞核，含大量DNA，哺乳动物(如猪)成熟的红细胞内没有细胞核，DNA含量很低，不宜作实验材料2．实验中数次相同操作目的比较3.获取较纯的DNA的关键(1)充分搅拌鸡血细胞液(加入足量的蒸馏水)，以便使细胞膜和核膜破裂2)沉淀DNA时必须用冷酒精(体积分数为95%的酒精，至少在5 ℃以下存放24 h)3)正确搅拌含有悬浮物的溶液，步骤3、5中玻璃棒不要直插烧杯底部，而且搅拌要轻缓，以便获得较完整的DNA分子步骤7要将玻璃棒插入烧杯中溶液的中间，用手缓慢转动5～10 min[针对训练]1．(2010·北京市西城区高三抽样检测)在以新鲜鸡血为材料提取DNA的实验中，下列关于实验方法和原理的表述正确的是(　　)A．鸡血加入抗凝剂后离心沉淀，DNA应在上清液中B．提取液中的DNA在0.14 mol/L的氯化钠中溶解度最高C．将初步得到的提取液用冷酒精处理有助于提取出较纯的DNAD．在DNA溶液中加入二苯胺试剂立刻出现蓝色反应解析：　本题考查了DNA的粗提取和鉴定的实验。

本实验原理是DNA在氯化钠溶液中的溶解度随着氯化钠浓度的变化而变化，当氯化钠浓度为0.14 mol/L时，DNA溶解度最低，可以将其析出 而DNA不溶于酒精，但是细胞中的某些物质可以溶于酒精，因此可以用酒精溶液进一步提取含杂质较少的DNA实验过程中加入抗凝剂后，DNA存在于沉淀物中DNA的鉴定可用二苯胺试剂，水浴加热后出现蓝色答案：　C2．(2010·孝感模拟)在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中，若需要进一步提取含杂质较少的DNA，可以依据的原理是(　　)A．在物质的量浓度为0.14 mol/L的氯化钠溶液中DNA的溶解度最小B．DNA遇二苯胺试剂在沸水浴的条件下会染成蓝色C．DNA不溶于酒精而细胞中的某些物质易溶于酒精D．质量浓度为0.1g/mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用答案：　C3．下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作这些操作目的正确的是(　　)A．①是洗涤红细胞，去除血细胞表面的杂质B．②是溶解DNA，去除不溶于酒精的杂质C．③溶解DNA，去除不溶于2 mol/L NaCl溶液的杂质D．④稀释NaCl溶液，去除不溶于低浓度NaCl溶液的杂质解析：　在DNA粗提取与鉴定实验中，图中标号的操作顺序为①④③②，其中①的目的是使红细胞吸水涨破，溶解鸡血细胞的核物质；④的目的是使NaCl溶液的浓度降低至0.14 mol/L，从而析出含DNA的黏稠物；③的目的是使含DNA的黏稠物再溶解，去除不溶于2 mol/L NaCl溶液的杂质；②的目的是根据细胞中的某些物质溶于95%酒精，DNA却不溶于95%酒精，由此提取纯度较高的DNA。

答案：　C4．将加有少量柠檬酸钠(防止血液凝固)的猪血分装于①②③试管中，随后依次加入0.3%、0.9%和1.5%的氯化钠溶液稀释，30分钟后离心下列叙述中正确的是(　　)A．①和②试管的上清液中有血红蛋白，沉淀中都有红细胞B．②和③试管的上清液呈淡黄色，沉淀中均有皱缩的红细胞C．①和③试管的上清液中分别有红细胞的碎片和皱缩的红细胞D．②和③试管的上清液是血清解析：　猪血细胞放入0.3%NaCl溶液中吸水涨破，血红蛋白离心时应在上清液中，0.9%维持正常状态，1.5%中红细胞失水皱缩，所以②③试管中上清液是血清，底部为血细胞答案：　D5．下图为“DNA的粗提取与鉴定”的实验装置，请回答问题1)实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是鸡血细胞液中______含量较高(2)在图A所示的实验步骤中加蒸馏水20 mL的目的是______________________，通过图B所示的步骤取得滤液，再在 滤 液 中 加 入 2 mol/L的 NaCl溶 液 的 目 的 是______________________；图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是________________。

3)为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可按图D所示进行实验，滴加________________溶液4)a试管为对照组，b试管为实验组①a试管现象________________；b试管现象______________②在沸水中加热的目的是____________________，同时说明DNA对高温有较强的________③a试管在实验中的作用是__________④b试管中溶液颜色的变化程度主要与__________________有关答案：　(1)DNA　(2)使血细胞吸水涨破，放出DNA　使滤液中的DNA溶于浓盐溶液　使DNA析出　(3)二苯胺　(4)①溶液不变蓝　溶液变蓝　②加快颜色反应速度　耐受性③对照　④加入DNA(丝状物)的多少1．有关格里菲思的肺炎双球菌的转化实验，下列说法不正确的是(　　)A．实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分B．该实验证明了DNA是转化因子C．转化形成的S型细菌的翻译过程是在核糖体中进行的D．R型细菌被转化的这种现象属于可遗传变异的基因重组答案：　B2.肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如右图所示。

下列有关叙述错误的是(　　)A．在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的活细菌B．曲线ab段下降的原因是部分R型活细菌被小鼠的免疫系统消灭C．曲线bc段上升，与S型活细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关D．S型活细菌数量从0开始是R型活细菌基因突变的结果解析：　刚注射后，部分R型活细菌被小鼠的免疫系统消灭，导致其数量下降，此时小鼠体内无S型细菌，一段时间后，由于加热杀死的S型细菌的DNA使R型活细菌发生了转化，故S型活细菌数量增加，使小鼠的免疫力降低，之后两种细菌的数量都增加答案：　D3．(2010·江苏卷)探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质当时人们作出判断的理由不包括(　　)A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异B．蛋白质与生物的性状密切相关C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我自制D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息解析：　作为遗传物质的特点：结构上存在差异，其基本单位不同的排列组合可以贮存大量遗传信息，与生物性状密切相关，具有较高的稳定性，并且能够自我复制选项C应为DNA比蛋白质具有更高的热稳定性，并且能够自我复制。

答案：　C4．(2011·玉溪模拟)在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，则标记元素所在部分依次在下图中的(　　)A．①④　　B．②④C．①⑤ D．③⑤答案：　A5．自2009年3月起，墨西哥和美国等先后发生甲型H1N1流感后，我国及世界各国都先后向世界卫生组织申请索要甲型H1N1流感疫苗生产用毒株，我国研制出的预防甲型H1N1流感的疫苗，已在全国进行分批次免费接种据所学知识回答下列问题：(1)在研制疫苗过程中，实验室获得大量甲型H1N1病毒，不是将病毒直接接种在无细胞的培养基上，而是将其接种到7日龄的活鸡胚上培养，其原因是___________________________________________________________(2)利用特定的颜色反应来鉴定H1N1流感病毒的化学成分，原理是：①RNA在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色；②________________________________________________________________；③________________________________________________________________。

3)在上述鉴定其化学成分的基础上，请利用活鸡胚为材料，检测鸡胚组织中是否含有H1N1病毒为指标设计实验探究H1N1病毒的遗传物质并预测结果、结论①实验设计思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________②实验结果、结论：a．_____________________________________________________，说明H1N1病毒的RNA和蛋白质都具有遗传效应b．______________________________________________________，说明_____________________________________________________c．______________________________________________________，说明______________________________________________________。

解析：　本题考查生物化学成分鉴定原理，证明遗传物质的实验设计思路及探究性实验设计及结果结论预测1)病毒营寄生生活，只能在活细胞中生存2))鉴定DNA可用二苯胺在沸水浴条件下通过观察颜色来鉴定蛋白质可用双缩脲试剂鉴定3)根据题意可知，要探究H1N1病毒的遗传物质，其设计思路是将H1N1病毒的化学成分分离开，分别感染活鸡胚，检测鸡胚中是否有H1N1病毒存在探究性实验的结果结论可能存在多种情况，需要进行全面预测答案：　(1)病毒的繁殖只能在宿主细胞中进行(2)②蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色　③DNA与二苯胺试剂共热显蓝色(②与③的顺序可互换)(3)①将H1N1病毒的RNA和蛋白质分开，分别用RNA和蛋白质感染活鸡胚组织，在适宜条件下培养一段时间，分别检测鸡胚中是否存在H1N1病毒②a.在用RNA、蛋白质分别感染的鸡胚中都检测到了H1N1病毒b．在用RNA感染的鸡胚组织中检测到H1N1病毒，在用蛋白质感染的鸡胚组织中没有检测到H1N1病毒　H1N1病毒的RNA起遗传作用c．只在用蛋白质感染的鸡胚中检测到H1N1病毒　H1N1病毒的蛋白质起遗传作用练规范、练技能、练速度。