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,教材研读,考点突破,栏目索引,生物,课标版,第,14,讲基因的本质,考点一DNA是主要的遗传物质,教材研读,一、肺炎双球菌的转化实验,1.格里菲思的体内转化实验,(1)实验材料:S型和R型肺炎双球菌、小鼠。,S型细菌,R型细菌,菌落,光滑,粗糙,菌体,有,多糖类荚膜,无,多糖类荚膜,毒性,有,毒性,使小鼠患败血症死亡,无,毒,(2)实验过程及结果:,(3)结论:加热杀死的S型细菌中含有某种,转化因子,使R型活细菌,转化为S型活细菌。,2.艾弗里的体外转化实验,(1)设计思路:设法将,DNA,与其他物质分开,单独研究它们各自的,功能。,(2)实验过程及结果,(3)结论:使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是,DNA,而不是蛋白质、多糖及DNA的水解产物。,二、噬菌体侵染细菌的实验,1.实验材料:噬菌体和大肠杆菌等。,(1)噬菌体的结构,增殖需要的条件,内容,模板,噬菌体,的DNA,合成噬菌体DNA原料,大肠杆菌,提供的四种脱氧核苷酸,合成噬菌,体蛋白质,原料,大肠杆菌的氨基酸,场所,大肠杆菌的核糖体,(2)噬菌体的复制式增殖,2.实验方法:,放射性同位素标记,法。,3.实验过程及结果,(1)标记噬菌体,(2)噬菌体侵染细菌:,4.实验结果分析,(1)噬菌体侵染细菌时,DNA,进入细菌细胞中,而,蛋白质外壳,留在外面。,(2)子代噬菌体的各种性状是通过,亲代DNA,遗传的。,5.结论:,DNA,是遗传物质。,三、DNA是主要的遗传物质,1.不同生物的遗传物质 连一连,2.DNA是主要的遗传物质,DNA,是主要的遗传物质,因为实验证明,绝大多数,生物的,遗传物质是DNA,只有少部分生物的遗传物质是RNA。,考点二DNA的结构与复制,一、DNA的分子结构,1.DNA双螺旋模型构建者:沃森和克里克,2.DNA双螺旋结构的形成,3.DNA的双螺旋结构内容,(1)DNA由,两,条脱氧核苷酸链组成,这些链按,反向平行,方,式盘旋成双螺旋结构。,(2)外侧:,脱氧核糖,和,磷酸,交替连接构成主链(基本骨架)。,(3)内侧:两链上碱基通过氢键连接成,碱基对,。碱基互补配对遵,循以下原则:A,T(两个氢键)、G,C(三个氢键)。,4.DNA分子结构特点,(1),多样,性,具,n,个碱基对的DNA具有4,n,种碱基对排列顺序。,(2),特异,性,如每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。,(3),稳定,性,如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱,基对构成方式不变等。,二、DNA分子的复制,1.概念、时间和场所,2.过程,3.特点,(1)过程:,边解旋边复制,。,(2)方式:,半保留复制,。,4.准确复制的原因和意义,(1)原因:DNA具有独特的,双螺旋,结构,为复制提供精确的模板;,碱基互补配对,原则,保证了复制能准确进行。,(2)意义:DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传,信息的,连续性,。,1.判断下列关于遗传物质探索历程说法的正误。,(1)(2016江苏单科,1D)赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T,2,噬菌体的遗,传物质。,(),(2)(2015江苏单科,4C)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料,通过,同位素示踪技术区分蛋白质与DNA,证明了DNA是遗传物质。,(),(3)(2016江苏单科,1B)格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传,物质。,(,),(4)(2016江苏单科,1A)格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基,因突变的结果。,(,),(5)(2016江苏单科,1C)赫尔希和蔡斯实验中T,2,噬菌体的DNA是用,32,P直,接标记的。,(,),(6)肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。,(,),(7)用DNA酶处理后的S型细菌DNA与活R型细菌混合,可培养出S型细,菌菌落和R型细菌菌落。,(,),(8)(2014江苏单科,4D)赫尔希和蔡斯用,35,S和,32,P分别标记T,2,噬菌体的蛋白,质和DNA,证明了DNA的半保留复制。,(,),2.判断下列有关DNA结构与复制说法的正误。,(1)(2013课标,1A)DNA有氢键,RNA没有氢键。,(,),(2)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架。,(),(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量。,(),(4)(2015重庆理综,5A)生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序,列中。,(),(5)(2013海南单科,13C)RNA和DNA都是T,2,噬菌体的遗传物质。,(,),(6)(2014江苏单科,4C)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的,建立也作出了巨大的贡献。,(),突破一遗传物质探索的经典实验,考点突破,1.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较,肺炎双球菌体外转化实验,噬菌体侵染细菌实验,设计思路,设法将DNA与其他物质分开,单独、直接研究它们各自不同的遗传功能,处理方法,直接分离:分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养,同位素标记法:分别用同位素,35,S、,32,P标记蛋白质和DNA,结论,证明DNA是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质,说明了遗传物质可发生可遗传的变异,证明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质,说明DNA能控制蛋白质的合成,说明DNA能自我复制,2.走出遗传物质探索的四个认识误区,(1)转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎双球菌转化实验是指S型,细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传,信息,即发生了基因重组。,(2)加热并没有使DNA完全失去活性: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。,(3)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因为病毒营专性寄,生生活,故应先培养细菌,再用细菌培养噬菌体。,(4)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。,1.噬菌体侵染细菌实验中上清液与沉淀物分析,(1),32,P噬菌体侵染大肠杆菌,(2),35,S噬菌体侵染大肠杆菌,2.“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题,考向一依托基础判断或实验分析,考查肺炎双球菌的转化实验,1.1928年,英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验:,第一组,第二组,第三组,第四组,实验,处理,注射活的,R型菌,注射活的S型菌,注射加热杀死的S型菌,注射活的R型菌与加热杀,死的S型菌,实验,结果,小鼠不,死亡,小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌,小鼠不死亡,小鼠死亡,从小鼠体内分,离出S型活细菌,下列关于此实验的分析不正确的是,(),A.实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌,B.对第4组实验的分析必须是以13组的实验为参照,C.本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化,D.本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”,答案,D本实验只能得出存在转化因子,但是转化因子的化学本质需,要通过艾弗里的体外转化实验来得出,D错误。,2.(2016江苏南京、盐城二模,8)艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球,菌中何种物质是“转化因子”,进行了肺炎双球菌体外转化实验。下列,有关叙述错误的是,(),A.添加S型细菌DNA的培养基中只长S型菌落,B.实验过程中应使用固体培养基培养R型细菌,C.实验结论是S型细菌的DNA使R型细菌发生了转化,D.实验设计思路是单独观察S型细菌各种组分的作用,答案,A肺炎双球菌体外转化实验中,添加S型细菌DNA的培养基中,的菌落有S型和R型两种,A错误。,考向二借助图示信息或同位素示踪技术,考查噬菌体侵染细菌的实验,3.(2016广东广州一模,5)用,32,P或,35,S标记T,2,噬菌体并分别与无标记的细菌,混合培养,保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物,并测量,放射性。对此实验的叙述,不正确的是,(),A.实验目的是研究遗传物质是DNA还是蛋白质,B.保温时间过长会使,32,P标记组上清液的放射性偏低,C.搅拌不充分会使,35,S标记组沉淀物的放射性偏高,D.实验所获得的子代噬菌体不含,35,S,而部分可含有,32,P,答案,B,本实验是将噬菌体的,DNA,与蛋白质分别进行放射性标记,来,研究遗传物质是,DNA,还是蛋白质,A,正确,;,保温时间过长,细菌裂解,噬菌,体释放出来,使上清液放射性偏高,B,错误,;,35,S,标记组搅拌不充分,会导致,亲代噬菌体外壳吸附在细菌上,随着细菌一起沉淀,沉淀物放射性偏高,C正确;,35,S标记组,35,S 标记的亲代噬菌体的外壳,未能侵入细菌内部,子代,噬菌体不含,35,S,32,P标记组,32,P 标记的亲代噬菌体的DNA,会侵入细菌中,子代噬菌体部分含有,32,P,D正确。,4.(2016山西忻州一中第一次月考,24)如果用,32,P、,35,S、,15,N标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体组成结构中,能够找到的放射性元,素为,(),A.可在外壳中找到,35,S、,15,N,B.可在DNA中找到,32,P、,15,N,C.可在外壳中找到,32,P、,15,N,D.可在DNA中找到,32,P、,35,S、,15,N,答案,B,由于噬菌体利用细菌的原料合成蛋白质外壳,所以不能在外,壳中找到,35,S,、,15,N,A,错误,;,由于,15,N,在亲代噬菌体,DNA,和蛋白质中都有,32,P,只存在于亲代噬菌体,DNA,中,35,S,只存在亲代噬菌体蛋白质中,噬菌体侵,染细菌,蛋白质外壳没有进入细菌,其,DNA,进入细菌,噬菌体以自身,DNA,为模板,利用细菌提供的原料合成噬菌体DNA和蛋白质,所以可在子代,噬菌体的DNA中找到,15,N和,32,P,B正确;由于噬菌体利用细菌的原料合成,蛋白质外壳,所以不能在外壳中找到,32,P、,15,N,C错误;由于蛋白质外壳没,有进入细菌,且,35,S不标记DNA,所以不能在DNA中找到,35,S,D错误。,考向三以基础判断的形式,考查不同生物的遗传物质,5.下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述中,正确的是,(),A.细胞核遗传的遗传物质是DNA,细胞质遗传的遗传物质是RNA,B.“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了,DNA是主要的遗传物质,C.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的,遗传物质是RNA,D.细胞生物的遗传物质是DNA,非细胞生物的遗传物质是RNA,答案,C细胞核遗传的遗传物质是DNA,细胞质遗传的遗传物质也是,DNA,A错误;“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实,验”都证明了DNA是遗传物质,B错误;细胞生物的遗传物质是DNA,非,细胞生物的遗传物质是RNA或DNA,D错误。,突破二DNA分子的结构与复制,1.DNA分子结构模型解读,图1,图2,(1)由图1可解读以下信息:,(2)图2是图1的简化形式,其中是磷酸二酯键,是氢键。解旋酶作用,于部位,限制性内切酶和DNA连接酶作用于部位。,2.突破DNA结构与复制认识的五大易错点,(1)每个DNA片段中,磷酸基团、脱氧核糖与含氮碱基之间的数量关系,为111,游离的磷酸基团有2个。,(2)脱氧核苷酸之间的化学键为磷酸二酯键,用限制酶处理可切断,用,DNA连接酶处理可连接,DNA聚合酶的作用也是催化磷酸二酯键的形,成。,(3)DNA两条链中的A与T可以通过形成氢键连接;在DNA分子的一条单,链中相邻的碱基A与T通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连,接。,(4)连接两条脱氧核苷酸链碱基之间的化学键为氢键,可用解旋酶断裂,也可加热断裂,A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键。,(5)DNA分子水解产物为4种脱氧核苷酸,彻底水解时得到的产物是脱氧,核苷酸的基本组分,一共6种,即脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基。,1.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律,(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。,(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,即若,在一条链中,=,m,在互补链及整个DNA分子中,=,m,。,(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子,中为1,即若在DNA一条链中,=,a,则在其互补链中,=,而在整,个DNA分子中,=1。,2.“图解法”分析DNA复制相关计算,(1)将含有,15,N的DNA分子放在含有,14,N的培养基上培养,复制,n,次,则,子代DNA共2,n,个,脱氧核苷酸链共2,n,+1,条,(2)DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数,若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸,m,个,经过,n,次复制需要消耗,该种脱氧核苷酸数为,m,(2,n,-1)。,第,n,次复制所需该种脱氧核苷酸数为,m,2,n,-1,。,考向一依托DNA结构模型,考查DNA的结构及碱基计算,1.(2016湖北武汉部分学校联考,14)下列关于DNA分子结构的叙述正确,的是,(),A.DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构,B.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基,C.DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对,D.DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连,答案,CDNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构,A错误;DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖,且磷酸不与,碱基直接相连,B错误;DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖,磷酸脱氧核糖相连,D错误。,2.某种烷化剂芥子气能使鸟嘌呤转变为烷基化鸟嘌呤(mG),mG不与胞,嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。某双链DNA分子中T占碱基总数的20%,用芥子气使DNA分子中所有鸟嘌呤成为mG后进行复制一次,其中一个,DNA分子中T占碱基总数的30%,则另一个DNA分子中T占碱基总数的,比例是,(),A.15%B.20%C.30%D.40%,答案,D芥子气能使鸟嘌呤转变为烷基化鸟嘌呤(mG),亲代DNA进,行复制得甲、乙两个DNA分子,亲代DNA分子中T占0.2,假设甲中T占0.,3,则甲中mG=0.3-0.2=0.1,由于亲代DNA分子中mG+C=0.6,故亲代DNA,中mG=C=0.3,则乙中mG=0.2,T=0.2+0.2=0.4。,考向二借助DNA复制,考查DNA复制过程与特点,3.(2016山东德州重点中学月考,31)真核细胞中DNA复制如下图所示,下,列表述错误的是,(),A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成,B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代,C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化,D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则,答案,CDNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化,但氢键的形,成不需要酶的催化,C错误。,4.(2016河南商丘二模,5)下图表示真核细胞DNA复制过程,据图分析,下,列相关叙述错误的是,(),A.解旋酶能使DNA双链解开,但需要消耗ATP,B.DNA分子复制的方式是半保留复制,C.新合成的两条子链的碱基序列完全一致,D.DNA分子的复制需要引物,且两条子链的合成方向是相反的,答案,C由左图可知,在解旋酶的作用下,DNA解旋时,消耗ATP,A正,确;由右图可知,子代DNA含有亲代一条链,复制方式为半保留复制,B正,确;新合成的两条子链模板不同,两条子链的碱基序列不同,C错误;由图,可以看出,DNA复制需要引物,右图显示了两条子链合成方向是相反的,D正确。,
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