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1、生物課標版第14講基因的本質考點一考點一DNADNA是主要的遺傳物質是主要的遺傳物質教材研讀教材研讀一、肺炎雙球菌的轉化實驗1.格里菲思的體內轉化實驗(1)實驗材料:S型和R型肺炎雙球菌、小鼠。 S型細菌R型細菌菌落光滑粗糙菌體 有 多糖類莢膜 無 多糖類莢膜毒性 有 毒性,使小鼠患敗血癥死亡 無 毒(2)實驗過程及結果:(3)結論:加熱殺死的S型細菌中含有某種 轉化因子 使R型活細菌轉化為S型活細菌。2.艾弗里的體外轉化實驗(1)設計思路:設法將 DNA 與其他物質分開,單獨研究它們各自的功能。(2)實驗過程及結果(3)結論:使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質是 DNA 而不是蛋白質、多糖及D

2、NA的水解產(chǎn)物。二、噬菌體侵染細菌的實驗1.實驗材料:噬菌體和大腸桿菌等。(1)噬菌體的結構增殖需要的條件內容模板 噬菌體 的DNA合成噬菌體DNA原料 大腸桿菌 提供的四種脫氧核苷酸合成噬菌體蛋白質原料 大腸桿菌的氨基酸 場所大腸桿菌的核糖體(2)噬菌體的復制式增殖2.實驗方法: 放射性同位素標記 法。3.實驗過程及結果(1)標記噬菌體(2)噬菌體侵染細菌:4.實驗結果分析(1)噬菌體侵染細菌時, DNA 進入細菌細胞中,而 蛋白質外殼 留在外面。(2)子代噬菌體的各種性狀是通過 親代DNA 遺傳的。5.結論: DNA 是遺傳物質。三、DNA是主要的遺傳物質1.不同生物的遺傳物質 連一連 2

3、.DNA是主要的遺傳物質 DNA 是主要的遺傳物質,因為實驗證明 絕大多數(shù) 生物的遺傳物質是DNA,只有少部分生物的遺傳物質是RNA?？键c二DNA的結構與復制一、DNA的分子結構1.DNA雙螺旋模型構建者:沃森和克里克2.DNA雙螺旋結構的形成3.DNA的雙螺旋結構內容(1)DNA由 兩 條脫氧核苷酸鏈組成,這些鏈按 反向平行 方式盤旋成雙螺旋結構。(2)外側: 脫氧核糖 和 磷酸 交替連接構成主鏈(基本骨架)。(3)內側:兩鏈上堿基通過氫鍵連接成 堿基對 。堿基互補配對遵循以下原則:A T(兩個氫鍵)、GC(三個氫鍵)。4.DNA分子結構特點(1) 多樣 性,具n個堿基對的DNA具有4n種堿

4、基對排列順序。(2) 特異 性,如每個DNA分子都有其特定的堿基對排列順序。(3) 穩(wěn)定 性,如兩條主鏈磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變,堿基對構成方式不變等。二、DNA分子的復制1.概念、時間和場所2.過程3.特點(1)過程: 邊解旋邊復制 。(2)方式: 半保留復制 。4.準確復制的原因和意義(1)原因:DNA具有獨特的 雙螺旋 結構,為復制提供精確的模板; 堿基互補配對 原則,保證了復制能準確進行。(2)意義:DNA分子通過復制,將遺傳信息從親代傳給了子代,保持了遺傳信息的 連續(xù)性 。1.判斷下列關于遺傳物質探索歷程說法的正誤。(1)(2016江蘇單科,1D)赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA

5、是T2噬菌體的遺傳物質。()(2)(2015江蘇單科,4C)赫爾希與蔡斯以噬菌體和細菌為研究材料,通過同位素示蹤技術區(qū)分蛋白質與DNA,證明了DNA是遺傳物質。()(3)(2016江蘇單科,1B)格里菲思實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質。()(4)(2016江蘇單科,1A)格里菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因突變的結果。()(5)(2016江蘇單科,1C)赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標記的。()(6)肺炎雙球菌轉化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質。()(7)用DNA酶處理后的S型細菌DNA與活R型細菌混合,可培養(yǎng)出S型細菌菌落和R型細菌菌落。()(8)(20

6、14江蘇單科,4D)赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和DNA,證明了DNA的半保留復制。()2.判斷下列有關DNA結構與復制說法的正誤。(1)(2013課標,1A)DNA有氫鍵,RNA沒有氫鍵。()(2)磷酸與脫氧核糖交替連接構成DNA鏈的基本骨架。()(3)真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶和能量。()(4)(2015重慶理綜,5A)生物的遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中。()(5)(2013海南單科,13C)RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質。()(6)(2014江蘇單科,4C)富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結構模型的建立也作出了巨大的貢獻。()突破

7、一遺傳物質探索的經(jīng)典實驗突破一遺傳物質探索的經(jīng)典實驗考點突破考點突破1.肺炎雙球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較 肺炎雙球菌體外轉化實驗噬菌體侵染細菌實驗設計思路設法將DNA與其他物質分開,單獨、直接研究它們各自不同的遺傳功能處理方法直接分離:分離S型菌的DNA、多糖、蛋白質等,分別與R型菌混合培養(yǎng)同位素標記法:分別用同位素35S、32P標記蛋白質和DNA結論證明DNA是遺傳物質,而蛋白質不是遺傳物質說明了遺傳物質可發(fā)生可遺傳的變異證明DNA是遺傳物質,但不能證明蛋白質不是遺傳物質說明DNA能控制蛋白質的合成說明DNA能自我復制2.走出遺傳物質探索的四個認識誤區(qū)(1)轉化的實質是基因重

8、組而非基因突變:肺炎雙球菌轉化實驗是指S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中,使受體細胞獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組。(2)加熱并沒有使DNA完全失去活性:加熱殺死S型細菌的過程中,其蛋白質變性失活,但是其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性。(3)含放射性標記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng),因為病毒營專性寄生生活,故應先培養(yǎng)細菌,再用細菌培養(yǎng)噬菌體。(4)噬菌體侵染細菌的實驗證明了DNA是遺傳物質,但是沒有證明蛋白質不是遺傳物質。1.噬菌體侵染細菌實驗中上清液與沉淀物分析(1)32P噬菌體侵染大腸桿菌(2)35S噬菌體侵染大腸桿菌2.“兩看法”解答噬菌體侵染細菌的同

9、位素標記問題考向一依托基礎判斷或實驗分析考向一依托基礎判斷或實驗分析,考查肺炎雙球菌的轉化實驗考查肺炎雙球菌的轉化實驗1.1928年,英國細菌學家格里菲思以小鼠為實驗材料做了如下實驗: 第一組第二組第三組第四組實驗處理注射活的R型菌注射活的S型菌注射加熱殺死的S型菌注射活的R型菌與加熱殺死的S型菌實驗結果小鼠不死亡小鼠死亡,從小鼠體內分離出S型活細菌小鼠不死亡小鼠死亡,從小鼠體內分離出S型活細菌下列關于此實驗的分析不正確的是()A.實驗的關鍵現(xiàn)象是第4組小鼠死亡并分離到S型活細菌B.對第4組實驗的分析必須是以13組的實驗為參照C.本實驗說明R型肺炎雙球菌發(fā)生了某種類型的轉化D.本實驗結論為“D

10、NA是使R型菌轉化為S型菌的轉化因子”答案答案 D本實驗只能得出存在轉化因子,但是轉化因子的化學本質需要通過艾弗里的體外轉化實驗來得出,D錯誤。2.(2016江蘇南京、鹽城二模,8)艾弗里及其同事為了探究S型肺炎雙球菌中何種物質是“轉化因子”,進行了肺炎雙球菌體外轉化實驗。下列有關敘述錯誤的是()A.添加S型細菌DNA的培養(yǎng)基中只長S型菌落B.實驗過程中應使用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)R型細菌C.實驗結論是S型細菌的DNA使R型細菌發(fā)生了轉化D.實驗設計思路是單獨觀察S型細菌各種組分的作用答案答案 A肺炎雙球菌體外轉化實驗中,添加S型細菌DNA的培養(yǎng)基中的菌落有S型和R型兩種,A錯誤。考向二借助圖示信息或

11、同位素示蹤技術考向二借助圖示信息或同位素示蹤技術,考查噬菌體侵染細菌的實驗考查噬菌體侵染細菌的實驗3.(2016廣東廣州一模,5)用32P或35S標記T2噬菌體并分別與無標記的細菌混合培養(yǎng),保溫一定時間后經(jīng)攪拌、離心得到上清液和沉淀物,并測量放射性。對此實驗的敘述,不正確的是()A.實驗目的是研究遺傳物質是DNA還是蛋白質B.保溫時間過長會使32P標記組上清液的放射性偏低C.攪拌不充分會使35S標記組沉淀物的放射性偏高D.實驗所獲得的子代噬菌體不含35S,而部分可含有32P答案答案 B本實驗是將噬菌體的DNA與蛋白質分別進行放射性標記,來研究遺傳物質是DNA還是蛋白質,A正確;保溫時間過長,細

12、菌裂解,噬菌體釋放出來,使上清液放射性偏高,B錯誤;35S標記組攪拌不充分,會導致親代噬菌體外殼吸附在細菌上,隨著細菌一起沉淀,沉淀物放射性偏高,C正確;35S標記組,35S 標記的親代噬菌體的外殼,未能侵入細菌內部,子代噬菌體不含35S,32P標記組,32P 標記的親代噬菌體的DNA,會侵入細菌中,子代噬菌體部分含有32P,D正確。4.(2016山西忻州一中第一次月考,24)如果用32P、35S、15N標記噬菌體后,讓其侵染細菌,在產(chǎn)生的子代噬菌體組成結構中,能夠找到的放射性元素為()A.可在外殼中找到35S、15NB.可在DNA中找到32P、15NC.可在外殼中找到32P、15ND.可在D

13、NA中找到32P、35S、15N答案答案 B由于噬菌體利用細菌的原料合成蛋白質外殼,所以不能在外殼中找到35S、15N,A錯誤;由于15N在親代噬菌體DNA和蛋白質中都有,32P只存在于親代噬菌體DNA中,35S只存在親代噬菌體蛋白質中,噬菌體侵染細菌,蛋白質外殼沒有進入細菌,其DNA進入細菌,噬菌體以自身DNA為模板,利用細菌提供的原料合成噬菌體DNA和蛋白質,所以可在子代噬菌體的DNA中找到15N和32P,B正確;由于噬菌體利用細菌的原料合成蛋白質外殼,所以不能在外殼中找到32P、15N,C錯誤;由于蛋白質外殼沒有進入細菌,且35S不標記DNA,所以不能在DNA中找到35S,D錯誤?？枷蛉?/p>

14、以基礎判斷的形式考向三以基礎判斷的形式,考查不同生物的遺傳物質考查不同生物的遺傳物質5.下列關于“DNA是主要的遺傳物質”的敘述中,正確的是()A.細胞核遺傳的遺傳物質是DNA,細胞質遺傳的遺傳物質是RNAB.“肺炎雙球菌的轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”都證明了DNA是主要的遺傳物質C.真核生物、原核生物、大部分病毒的遺傳物質是DNA,少數(shù)病毒的遺傳物質是RNAD.細胞生物的遺傳物質是DNA,非細胞生物的遺傳物質是RNA答案答案 C細胞核遺傳的遺傳物質是DNA,細胞質遺傳的遺傳物質也是DNA,A錯誤;“肺炎雙球菌的轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”都證明了DNA是遺傳物質,B錯誤;細胞

15、生物的遺傳物質是DNA,非細胞生物的遺傳物質是RNA或DNA,D錯誤。突破二突破二DNADNA分子的結構與復制分子的結構與復制 1.DNA分子結構模型解讀 圖1 圖2(1)由圖1可解讀以下信息:(2)圖2是圖1的簡化形式,其中是磷酸二酯鍵,是氫鍵。解旋酶作用于部位,限制性內切酶和DNA連接酶作用于部位。2.突破DNA結構與復制認識的五大易錯點(1)每個DNA片段中,磷酸基團、脫氧核糖與含氮堿基之間的數(shù)量關系為1 1 1,游離的磷酸基團有2個。(2)脫氧核苷酸之間的化學鍵為磷酸二酯鍵,用限制酶處理可切斷,用DNA連接酶處理可連接,DNA聚合酶的作用也是催化磷酸二酯鍵的形成。(3)DNA兩條鏈中的

16、A與T可以通過形成氫鍵連接;在DNA分子的一條單鏈中相鄰的堿基A與T通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”連接。(4)連接兩條脫氧核苷酸鏈堿基之間的化學鍵為氫鍵,可用解旋酶斷裂,也可加熱斷裂,A與T之間有2個氫鍵,G與C之間有3個氫鍵。(5)DNA分子水解產(chǎn)物為4種脫氧核苷酸,徹底水解時得到的產(chǎn)物是脫氧核苷酸的基本組分,一共6種,即脫氧核糖、磷酸、4種含氮堿基。1.“歸納法”求解DNA分子中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律(1)在DNA雙鏈中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相同,即A+G=T+C。(2)互補堿基之和的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相同,即若在一條鏈中=m,在互補鏈及整個DNA分子中=m。(3)非互補堿基之和

17、的比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù),在整個DNA分子中為1,即若在DNA一條鏈中=a,則在其互補鏈中=,而在整個DNA分子中=1。ATGCATGCAGTCAGTC1aAGTC2.“圖解法”分析DNA復制相關計算(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),復制n次,則子代DNA共2n個15151414:2:0:2:(22)nn NDNA NDNA NDNA NDNA含的分子個只含的分子個含的分子個只含的分子個脫氧核苷酸鏈共2n+1條(2)DNA復制中消耗的脫氧核苷酸數(shù)若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m(2n-1)。第n次復制所需該種脫氧核

18、苷酸數(shù)為m2n-1。15141:2:(22)n N N含的脫氧核苷酸鏈條含的脫氧核苷酸鏈條考向一依托考向一依托DNA結構模型結構模型,考查考查DNA的結構及堿基計算的結構及堿基計算1.(2016湖北武漢部分學校聯(lián)考,14)下列關于DNA分子結構的敘述正確的是()A.DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結構B.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基C.DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對D.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸脫氧核糖磷酸相連答案答案 CDNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結構,A錯誤;DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個脫氧核糖,且

19、磷酸不與堿基直接相連,B錯誤;DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過脫氧核糖磷酸脫氧核糖相連,D錯誤。2.某種烷化劑芥子氣能使鳥嘌呤轉變?yōu)橥榛B嘌呤(mG),mG不與胞嘧啶配對而與胸腺嘧啶配對。某雙鏈DNA分子中T占堿基總數(shù)的20%,用芥子氣使DNA分子中所有鳥嘌呤成為mG后進行復制一次,其中一個DNA分子中T占堿基總數(shù)的30%,則另一個DNA分子中T占堿基總數(shù)的比例是()A.15%B.20%C.30%D.40%答案答案 D芥子氣能使鳥嘌呤轉變?yōu)橥榛B嘌呤(mG),親代DNA進行復制得甲、乙兩個DNA分子,親代DNA分子中T占0.2,假設甲中T占0.3,則甲中mG=0.3-0.2=0.1,由于親

20、代DNA分子中mG+C=0.6,故親代DNA中mG=C=0.3,則乙中mG=0.2,T=0.2+0.2=0.4?？枷蚨柚枷蚨柚鶧NA復制復制,考查考查DNA復制過程與特點復制過程與特點3.(2016山東德州重點中學月考,31)真核細胞中DNA復制如下圖所示,下列表述錯誤的是()A.多起點雙向復制能保證DNA復制在短時間內完成B.每個子代DNA都有一條核苷酸鏈來自親代C.復制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的準確復制依賴于堿基互補配對原則答案答案 CDNA復制過程中氫鍵的破壞需要解旋酶的催化,但氫鍵的形成不需要酶的催化,C錯誤。4.(2016河南商丘二模,5)下圖表示真核細胞DNA復制過程,據(jù)圖分析,下列相關敘述錯誤的是()A.解旋酶能使DNA雙鏈解開,但需要消耗ATPB.DNA分子復制的方式是半保留復制C.新合成的兩條子鏈的堿基序列完全一致D.DNA分子的復制需要引物,且兩條子鏈的合成方向是相反的答案答案 C由左圖可知,在解旋酶的作用下,DNA解旋時,消耗ATP,A正確;由右圖可知,子代DNA含有親代一條鏈,復制方式為半保留復制,B正確;新合成的兩條子鏈模板不同,兩條子鏈的堿基序列不同,C錯誤;由圖可以看出,DNA復制需要引物,右圖顯示了兩條子鏈合成方向是相反的,D正確。