2016屆高三生物一輪復(fù)習(xí) 第二單元 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)學(xué)案 新人教版必修2
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1、 【創(chuàng)新方案】2016屆高三生物一輪復(fù)習(xí) 第二單元 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)學(xué)案 新人教版必修2 [考綱考頻] 人類對遺傳物質(zhì)的探索過程(Ⅱ)(3年10考) 1.肺炎雙球菌的特點 (1)R型細菌:菌落粗糙,細胞壁外無莢膜,沒有毒性。 (2)S型細菌:菌落光滑,細胞壁外有多糖類物質(zhì)組成的莢膜,有毒性。 2.格里菲思實驗——體內(nèi)轉(zhuǎn)化 (1)寫出下列實驗現(xiàn)象: ①R型活細菌小鼠不死亡。 ②S型活細菌小鼠死亡。 ③加熱殺死的S型細菌小鼠不死亡。 ④R型活細菌+加熱殺死的S型細菌小鼠死亡S型活細菌。 (2)實驗結(jié)論:加熱殺死的S型細菌中有“轉(zhuǎn)化因子”。 3.艾弗里實驗——
2、體外轉(zhuǎn)化 (1)實驗過程: (2)實驗過程分析: ①只有加入S型細菌的DNA,R型細菌才能轉(zhuǎn)化為S型細菌。 ②S型細菌的DNA加入DNA酶后,不能使R型活細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。 (3)實驗結(jié)論:S型細菌的DNA是“轉(zhuǎn)化因子”,即DNA是遺傳物質(zhì)。 [思考] 艾弗里實驗中設(shè)置DNA+DNA酶這一組實驗的目的是什么? 提示:一是對照說明只加DNA組的結(jié)論,二是說明DNA的水解產(chǎn)物不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。 1.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗與體外轉(zhuǎn)化實驗的比較 比較項目 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 體外轉(zhuǎn)化實驗 操作人 格里菲思 艾弗里及其同事 細菌培養(yǎng)場所 小鼠體內(nèi) 培養(yǎng)基(體外) 巧妙構(gòu)思 用加熱殺
3、死的S型細菌作對照 將物質(zhì)提純分離各自觀察 結(jié)果觀察 小鼠是否死亡 培養(yǎng)基中菌落 實驗結(jié)論 S型細菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子 S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì) 2.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗與體外轉(zhuǎn)化實驗的聯(lián)系 (1)所用實驗材料相同。 (2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ),體外轉(zhuǎn)化實驗是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的延續(xù)。 (3)兩實驗都遵循了對照原則,單一變量原則。 3.實驗中利用的方法 (1)觀察法:觀察菌落形態(tài)結(jié)構(gòu)。 (2)物質(zhì)抽提法:提取S型細菌的各種物質(zhì)組成。 (1)加熱殺死S型細菌的過程中,其蛋白質(zhì)變性失活,其內(nèi)部的DNA在加熱后隨溫度降低而又逐漸恢復(fù)活性。 (2)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是基因重組而
4、非基因突變;肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中,R型細菌吸收了S型細菌的DNA,并整合到R型細菌的DNA中,使受體細胞獲得新的遺傳信息,表現(xiàn)出S型細菌的性狀。 (3)發(fā)生轉(zhuǎn)化的只有少部分R型細菌;由于轉(zhuǎn)化受到DNA純度、兩種細菌的親緣關(guān)系、受體菌的生活狀況等因素的影響,所以轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型細菌都轉(zhuǎn)化成S型細菌,只有少部分R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌?! ? 角度一 以實驗分析的形式,考查肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗 1.(2011·廣東高考)艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎雙球菌進行實驗,結(jié)果如表所示。據(jù)表可知( ) 實驗組號 接種菌型 加
5、入S型細菌物質(zhì) 培養(yǎng)皿長菌情況 ① R型 蛋白質(zhì) R 型 ② R型 莢膜多糖 R 型 ③ R型 DNA R 型、S 型 ④ R型 DNA(經(jīng)DNA酶處理) R 型 A.①不能證明 S 型細菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B.②說明 S 型細菌的莢膜多糖有酶活性 C.③和④說明 S 型細菌的 DNA 是轉(zhuǎn)化因子 D.①~④說明 DNA 是主要的遺傳物質(zhì) 解析:選C 由①②③組比較可知DNA是S型細菌的轉(zhuǎn)化因子,再通過④組可進一步證明DNA是S型細菌的轉(zhuǎn)化因子,而蛋白質(zhì)、莢膜多糖以及DNA水解產(chǎn)物都不是S型細菌的轉(zhuǎn)化因子,A錯誤,C正確;從表中不能得出B項的結(jié)論
6、;表中信息不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì),D錯誤。 2.(2015·濱州模擬)艾弗里將R型細菌置于含S型細菌DNA的培養(yǎng)基中培養(yǎng),得到了S型肺炎雙球菌,下列有關(guān)敘述中正確的是( ) A.R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌,說明這種變異是定向的 B.R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌屬于基因重組 C.該實驗不能證明DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) D.將S型細菌的DNA注射到小鼠體內(nèi)也能產(chǎn)生S型細菌 解析:選B 艾弗里實驗中將S型細菌中的莢膜多糖、蛋白質(zhì)和DNA等提取出來,分別加入到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有加入DNA時,R型細菌才能轉(zhuǎn)化成S型細菌,這證明DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變
7、化的物質(zhì);該實驗中R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的實質(zhì)是基因重組,生物的變異都是不定向的;將S型細菌的DNA注射到小鼠體內(nèi)不能實現(xiàn)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化。 3.(2015·長春高三質(zhì)檢)格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗如下: ①將無毒的R型活細菌注入小鼠體內(nèi),小鼠不死亡; ②將有毒的S型活細菌注入小鼠體內(nèi),小鼠患敗血癥死亡; ③將加熱殺死的S型細菌注入小鼠體內(nèi),小鼠不死亡; ④將R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合后,注入小鼠體內(nèi),小鼠患敗血癥死亡。 根據(jù)上述實驗,下列說法不正確的是( ) A.整個實驗證明DNA是轉(zhuǎn)化因子 B.實驗①、實驗③可作為實驗④的對照 C.實驗②和實驗④中的死亡小鼠體
8、內(nèi)都可分離到S型活細菌 D.重復(fù)做實驗①與④,得到同樣的結(jié)果,可排除S型活細菌由R型活細菌突變而來 解析:選A 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗得到的結(jié)論是加熱殺死的S型細菌存在轉(zhuǎn)化因子,沒有得出DNA是轉(zhuǎn)化因子的結(jié)論。 4.已知有莢膜的肺炎雙球菌可引起動物致死性肺炎,無莢膜的肺炎雙球菌對動物無害?,F(xiàn)從有莢膜的肺炎雙球菌體內(nèi)提取出了DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì),分別加入到培養(yǎng)無莢膜細菌的培養(yǎng)液中,一段時間后將培養(yǎng)液注射到小鼠體內(nèi),則圖中結(jié)果不正確的是( ) 解析:選D 從有莢膜的肺炎雙球菌體內(nèi)提取的物質(zhì)中,只有DNA才能使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌,使小鼠致死,故A、B、C都正確。D中
9、雖然有DNA,但DNA酶會使DNA水解,致使無莢膜的肺炎雙球菌不能轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌,小鼠應(yīng)表現(xiàn)正常。 角度二 以實驗探究的形式,考查教材經(jīng)典實驗思想的應(yīng)用 5.請分析以下實驗并回答問題: (1)某人曾重復(fù)做了“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”,步驟如下: a.將一部分S型細菌加熱殺死; b.制備符合要求的培養(yǎng)基并均勻分為若干組,將相應(yīng)菌種分別接種到各組培養(yǎng)基上(如圖中文字說明部分); c.將接種后的培養(yǎng)基置于適宜溫度下培養(yǎng)一段時間后,觀察菌落生長情況,實驗結(jié)果如圖所示。 本實驗可得出的結(jié)論是_____________________________________________
10、_。 (2)艾弗里等人通過實驗證實了在上述細菌轉(zhuǎn)化過程中起作用的是DNA。請用DNA酶作試劑,選擇適當?shù)牟牧嫌镁撸O(shè)計實驗方案,驗證“促使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的物質(zhì)是DNA”,并預(yù)測實驗結(jié)果,得出實驗結(jié)論。 ①實驗方案如下: 第一步:從S型細菌中提取出其DNA。同時,制備符合要求的培養(yǎng)基,并將盛有等量培養(yǎng)基的培養(yǎng)裝置分別標號A、B、C; 第二步: ___________________________________________________________; 第三步:______________________________________________________
11、_____; 第四步:_________________________________________________________。 ②請預(yù)測實驗結(jié)果并得出合理結(jié)論:____________________________________。 ③通過本實驗,還能得出的新結(jié)論:________________________________________。 解析:第(2)題是驗證實驗。欲證明促進R型細菌轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是DNA,可用DNA酶將S型細菌的DNA破壞,看其是否還能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。解答時可考慮以下幾個方面:①設(shè)置對照實驗,在實驗組中加入提取的S型細菌的DNA;在對照組
12、中,一組中不加任何提取物,另一組中加入提取的S型細菌的DNA和DNA酶。②單一變量的控制,即只有培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基中是否加入S型細菌的DNA這一個實驗變量,其余的變量(如接種的細菌種類、數(shù)量以及培養(yǎng)條件等)應(yīng)基本相同。 答案:(1)S型細菌中的“某種物質(zhì)”(轉(zhuǎn)化因子)能使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌,而且這種轉(zhuǎn)化是可遺傳的 (2)①第二步:A中不加任何提取物,B中加入提取的S型細菌的DNA,C中加入提取的S型細菌的DNA和DNA酶(順序可變) 第三步:在三組培養(yǎng)基上分別接種等量的R型細菌 第四步:將接種后的培養(yǎng)裝置放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間后,觀察菌落生長情況?、诮Y(jié)果預(yù)測:A中只有R型細菌菌落;B中
13、出現(xiàn)R型細菌和S型細菌兩種菌落;C中只有R型細菌菌落。結(jié)論:S型細菌的DNA可以使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 ③DNA只有在結(jié)構(gòu)保持完整、未被破壞的前提下才具有促使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的功能 1.實驗材料——T2噬菌體 (1)結(jié)構(gòu) (2)生活方式:寄生。 (3)增殖過程:吸附→注入→合成→組裝→釋放 2.實驗方法:放射性同位素標記法,即用35S、32P分別標記蛋白質(zhì)和DNA。 3.實驗過程及結(jié)果 (1)標記噬菌體 (2)侵染細菌 4.實驗結(jié)論:DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 [思考] 為什么選用35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA? 提示:在T2噬菌體
14、的組成成分中,S僅存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中,而P則主要存在于DNA中。 1.噬菌體增殖的條件 (1)場所:大腸桿菌。 (2)蛋白質(zhì)合成 (3)DNA的合成 2.子代噬菌體中元素來源分析 (1)用32P、35S標記噬菌體,而宿主細胞未標記→只在部分子代噬菌體的DNA中有32P。 (2)用32P、35S標記宿主細胞,而噬菌體未標記→在子代噬菌體的DNA、蛋白質(zhì)中均有標記元素。 (3)用C、H、O、N等標記噬菌體,而宿主細胞未標記→只在部分子代噬菌體DNA中有標記元素。 (4)用C、H、O、N等元素標記宿主細胞,而噬菌體未標記→在子代噬菌體DNA和蛋白質(zhì)中均可找到標記元素
15、。 3.噬菌體侵染細菌實驗和肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的比較 比較項目 噬菌體侵染細菌實驗 肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗 設(shè)計思路 設(shè)法將DNA和其他物質(zhì)分開,單獨研究它們各自不同的功能 處理方法 放射性同位素標記法:分別標 記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素 直接分離法:分離S型細菌的多種組 成物質(zhì),分別與R型細菌混合培養(yǎng) 檢測結(jié)果 的方式 檢測放射性位置 觀察菌落類型 結(jié)論 DNA是遺傳物質(zhì) DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)等 不是遺傳物質(zhì) 角度一 以圖示為信息載體,考查噬菌體侵染細菌的實驗分析 1.(2015·浙江效實中學(xué)檢測)下面是噬菌體侵染細菌實驗的部分實驗步
16、驟示意圖,對此實驗的有關(guān)敘述正確的是( ) A.本實驗所使用的被標記的噬菌體是接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的 B.本實驗選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNA C.實驗中采用攪拌和離心等手段是為了把DNA和蛋白質(zhì)分開再分別檢測其放射性 D.在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì) 解析:選B 噬菌體是營寄生生活的,必須在有活細胞的培養(yǎng)基中才能生存,不能直接培養(yǎng)在普通培養(yǎng)基上;實驗中攪拌離心的目的是將噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與細菌分離,通過對照實驗得出的結(jié)論是DNA是遺傳物質(zhì),但不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 2. (2015·
17、蕪湖模擬)為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì),赫爾希和蔡斯做了“T2噬菌體侵染大腸桿菌”的實驗(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi))。圖中親代噬菌體已用32P標記,A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實驗及噬菌體、細菌的有關(guān)敘述正確的是( ) A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的,其內(nèi)的營養(yǎng)成分中要加入32P標記的無機鹽 B.若要達到實驗?zāi)康?,還要再設(shè)計一組用35S標記噬菌體的實驗,兩組相互對照,都是實驗組 C.噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律,而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離定律 D.若本組實驗B(上清液)中出現(xiàn)放射性,則不能證明DNA是遺傳物質(zhì) 解析:選B
18、從題干中可知,親代噬菌體已用32P標記,因此圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)被噬菌體侵染的大腸桿菌的,其內(nèi)的營養(yǎng)成分中不能加入32P。根據(jù)題干中給出的實驗?zāi)康?,是要探究蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì),是一個“不知”結(jié)果的探究性實驗,因此,兩組相互對照,都是實驗組。噬菌體和細菌都沒有染色體,也沒有等位基因,所以都不遵循遺傳規(guī)律。本組實驗離心后得到的B(上清液)中正常情況下也會出現(xiàn)少量放射性,可能的原因是培養(yǎng)時間較短,有部分噬菌體還沒有侵入大腸桿菌,仍存在于培養(yǎng)液中,也可能是培養(yǎng)時間過長,噬菌體從大腸桿菌體內(nèi)釋放出來造成的。 角度二 借助噬菌體侵染細菌實驗,考查子代噬菌體的元素來源 3.(2
19、015·長春調(diào)研)若1個35S標記的大腸桿菌被1個32P標記的噬菌體侵染,裂解后釋放的所有噬菌體( ) A.一定有35S,可能有32P B.只有35S C.一定有32P,可能有35S D.只有32P 解析:選A 噬菌體侵染細菌時,以親代噬菌體的DNA為模板,以大腸桿菌的成分為原料,合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),故子代噬菌體中部分含32P標記,全部含35S標記。 4.(2011·江蘇高考)關(guān)于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述,正確的是( ) A.分別用含有放射性同位素35S 和放射性同位素32P 的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B.
20、分別用35S 和 32P 標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,進行長時間的保溫培養(yǎng) C.用35S 標記噬菌體的侵染實驗中,沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D.32P 、 35S 標記的噬菌體侵染實驗分別說明 DNA 是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 解析:選C A項錯誤,噬菌體營寄生生活,不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng);B項錯誤,保溫時間不能過長,若保溫時間太長則可能有含32P子代的噬菌體釋放出來,離心后存在于上清液中,導(dǎo)致上清液中也能檢測到放射性。C項正確,用35S 標記的是噬菌體的蛋白質(zhì),理論上應(yīng)存在于上清液中,但可能因攪拌不充分而使部分噬菌體外殼仍吸附在細菌表面,離心后存在于沉淀物中
21、;D項錯誤,本實驗可說明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 不同元素標記不同生物,子代噬菌體放射性元素來源 標記對象 DNA 蛋白質(zhì) DNA和蛋白質(zhì) 噬菌體 32P 35S 14C、2H、18O、15N 細菌 31P 32S 12C、1H、16O、14N 子代 噬菌體 32P(少數(shù))、 31P(全部) 32S C、H、O、N的兩 種同位素都有 角度三 以基礎(chǔ)判斷的形式,考查生物科學(xué)發(fā)展史 5.(2013·全國卷Ⅱ)在生命科學(xué)發(fā)展過程中,證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗是( ) ①孟德爾的豌豆雜交實驗 ②摩爾根的果蠅雜交實驗?、鄯窝?/p>
22、雙球菌轉(zhuǎn)化實驗?、躎2噬菌體侵染大腸桿菌實驗 ⑤DNA的X光衍射實驗 A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤ 解析:選C 孟德爾通過豌豆雜交實驗發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和自由組合定律。摩爾根通過果蠅雜交實驗證明了基因位于染色體上。DNA的X光衍射實驗為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)提供了重要依據(jù)。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗均證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 6.(2012·江蘇高考)人類對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長的過程,下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律和化學(xué)本質(zhì) B.噬菌體侵染細菌的實驗比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗更具說服力
23、 C.沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù) D.煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質(zhì)是RNA 解析:選B 孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律,但并沒有證實其化學(xué)本質(zhì);因噬菌體侵染細菌的實驗用同位素標記的方法將DNA和蛋白質(zhì)徹底分離開來,故比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗更具說服力;沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)時利用了別人的一個重要成果,即嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù);煙草花葉病毒感染煙草實驗只能說明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,并不能說明所有病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA。 題型一 生物遺傳物質(zhì)的判斷類 1.(2015·寧波八校聯(lián)考)下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述中,錯誤的是(
24、 ) A.只含有DNA的生物,遺傳物質(zhì)是DNA B.只含有RNA的生物,遺傳物質(zhì)是RNA C.有細胞結(jié)構(gòu)的生物,遺傳物質(zhì)是DNA D.既含有DNA又含有RNA的生物,遺傳物質(zhì)主要是DNA 解析:選D 既含有DNA又含有RNA的生物,遺傳物質(zhì)是DNA。 生物體遺傳物質(zhì)的判斷 (1)具有細胞結(jié)構(gòu)的生物,其細胞中含有DNA和RNA兩種核酸,遺傳物質(zhì)是DNA。 (2)病毒體內(nèi)只含有DNA或RNA一種核酸,含DNA的病毒遺傳物質(zhì)是DNA,含RNA的病毒遺傳物質(zhì)是RNA。 題型二 病毒遺傳物質(zhì)的實驗探究類 2.要研制諾瓦克病毒疫苗,必須知道其大分子組成,設(shè)計實驗探究其物質(zhì)組成。
25、(1)實驗原理: ①RNA溶液在鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色。 ②蛋白質(zhì)溶液與________________反應(yīng)顯________色。 ③________________________________________________________________________。 (2)實驗步驟: ①用三支潔凈的試管分別取等量的含有諾瓦克病毒的溶液,編號A、B、C。 ②向A試管中滴加適量的二苯胺試劑,水浴加熱。 ③向B試管中滴加適量的濃鹽酸與苔黑酚試劑,加熱。 ④向C試管中__________________________________________________
26、________。 (3)請設(shè)計一個表格并記錄實驗結(jié)果。 (4)實驗結(jié)論:_________________________________________________________。 解析:諾瓦克病毒由蛋白質(zhì)外殼和核酸組成,核酸包括DNA和RNA,要鑒定這些大分子物質(zhì),可利用某些化學(xué)試劑與這些物質(zhì)發(fā)生顏色反應(yīng),根據(jù)特定的顏色,判斷該病毒中是否含有這些大分子成分。設(shè)計表格方便記錄實驗結(jié)果,利用實驗結(jié)果分析,并得出結(jié)論。 答案:(1)②雙縮脲試劑 紫 ③DNA溶液與二苯胺試劑共熱顯藍色 (2)④滴加適量的雙縮脲試劑,振蕩 (3)表格如下: 試管 A B C 試劑 二苯
27、胺 苔黑酚 雙縮脲 現(xiàn)象 不變色 綠色 紫色 成分 不存在DNA RNA 蛋白質(zhì) (4)諾瓦克病毒的大分子組成為RNA和蛋白質(zhì) 注:(3)、(4)其他答案也可,但表格內(nèi)容要與結(jié)論一致。 3.(2009·江蘇高考)科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系,它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗(見表)中,不可能出現(xiàn)的結(jié)果是( ) 實驗編號 實驗過程 實驗結(jié)果 病斑類型 病斑中分離出 的病毒類型 ① a型TMV→感染植物 a型 a型 ② b型TMV→感染植物 b型 b型 ③ 組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)+ b型TM
28、V的RNA)→感染植物 b型 a型 ④ 組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)+ a型TMV的RNA)→感染植物 a型 a型 A.實驗① B.實驗② C.實驗③ D.實驗④ 解析:選C 煙草花葉病毒是RNA病毒,遺傳特性是由RNA決定的,實驗③組合病毒的遺傳物質(zhì)是b型TMV的RNA,所以分離出的病毒類型應(yīng)該是b型。 病毒遺傳物質(zhì)的探究思路 (1)若探究蛋白質(zhì)和核酸誰是遺傳物質(zhì),應(yīng)設(shè)法將兩者分開,單獨侵染宿主細胞,看能否增殖或個體是否出現(xiàn)患病癥狀即可證明。 (2)若探究某種未知病毒遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA,則借助水解酶法,觀察能否增殖即可
29、證明。具體步驟如下: ①分離提純:肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗。缺點:物質(zhì)純度不能保證是100%。 ②同位素標記法:噬菌體侵染細菌的實驗。方法:分別標記兩者的特有元素;將病毒的化學(xué)物質(zhì)分開,單獨、直接地觀察它們各自的作用。目的:把DNA與蛋白質(zhì)區(qū)分開。 ③病毒重組法:煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)驗證實驗。方法:將一種病毒的遺傳物質(zhì)與另一種病毒的蛋白質(zhì)外殼重新組合,得到雜種病毒。 ④水解酶法:利用酶的專一性,控制起作用的物質(zhì),從而判斷出起作用的物質(zhì)種類。 [知識體系構(gòu)建] 填充:①肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化 ?、谑删w侵染細菌 ③煙草花葉病毒侵染煙草 ④DNA?、軷NA [關(guān)鍵語句
30、必背] 1.一個實驗思路:證明DNA是遺傳物質(zhì)的相關(guān)實驗的實驗思路是:設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)分離開,單獨地、直接地觀察它們的生理作用。 2.兩個必清: (1)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA;細胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA。 (2)在T2噬菌體的化學(xué)組成中,僅蛋白質(zhì)分子中含有S,P幾乎都存在于DNA分子中。 3.三個實驗結(jié)論: (1)格里菲思實驗的結(jié)論:加熱殺死的S型細菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”。 (2)艾弗里實驗的結(jié)論:DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定性變化的物質(zhì),即DNA是遺傳物質(zhì)。 (3)噬菌體侵染細菌實驗的結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì),不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 1.(201
31、3·海南高考)關(guān)于T2 噬菌體的敘述,正確的是( ) A.T2 噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)中含硫元素 B.T2 噬菌體寄生于酵母菌和大腸桿菌中 C.RNA 和DNA 都是T2 噬菌體的遺傳物質(zhì) D.T2 噬菌體可利用宿主體內(nèi)的物質(zhì)大量增殖 解析:選D T2噬菌體核酸中不含硫元素。T2 噬菌體不能寄生在酵母菌細胞中。任何生物的遺傳物質(zhì)只能是DNA 或RNA,T2 噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。T2噬菌體作為病毒,只能利用宿主細胞的物質(zhì)進行增殖。 2.(2012·重慶高考)針對耐藥菌日益增多的情況,利用噬菌體作為一種新的抗菌治療手段的研究備受關(guān)注。下列有關(guān)噬菌體的敘述,正確的是( ) A.
32、利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌體的蛋白質(zhì) B.以宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸 C.外殼抑制了宿主菌的蛋白質(zhì)合成,使該細菌死亡 D.能在宿主菌內(nèi)以二分裂方式增殖,使該細菌裂解 解析:選A 噬菌體是一種專門寄生在細菌細胞內(nèi)的病毒,在噬菌體侵染細菌的過程中,以細菌氨基酸為原料合成子代噬菌體的蛋白質(zhì);合成子代噬菌體的核酸是以噬菌體DNA為模板而不是以細菌DNA為模板;由于噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進入宿主菌內(nèi),其與宿主菌蛋白質(zhì)合成無關(guān);噬菌體是病毒,增殖方式為復(fù)制式增殖。 3.(2009·江蘇高考)下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述,正確的是( ) A.豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA B.
33、酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上 C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素 D.HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸 解析:選B 豌豆、酵母菌均為真核生物,其遺傳物質(zhì)均為DNA,主要分布于細胞核內(nèi)的染色體上。T2噬菌體的遺傳物質(zhì)為DNA,DNA、RNA的組成元素均為C、H、O、N、P。HIV的遺傳物質(zhì)為RNA,RNA水解產(chǎn)生4種核糖核苷酸。 4.(2009·廣東高考)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。這兩個實驗在設(shè)計思路上的共同點是( ) A.重組DNA片段,研究其表型效應(yīng) B.誘發(fā)DNA突變,研究其表型效應(yīng) C.設(shè)法把DN
34、A與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng) D.應(yīng)用同位素示蹤技術(shù),研究DNA在親代與子代之間的傳遞 解析:選C 艾弗里從S型肺炎雙球菌中提取出了DNA、蛋白質(zhì),與R型細菌混合培養(yǎng),證明了DNA是遺傳物質(zhì);赫爾希和蔡斯用同位素標記法將噬菌體的DNA與蛋白質(zhì)分開,單獨地、直接地去研究它們的作用。 (限時:45分鐘) 一、選擇題 1.(2015·茂名模擬)艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗,都能證明DNA是遺傳物質(zhì),對這兩個實驗的研究方法可能有:①設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng),②放射性同位素標記法。有關(guān)敘述正確的是( ) A.兩者都運用了①和② B.
35、前者運用了①,后者運用了② C.前者只運用了②,后者運用了①和② D.前者只運用了①,后者運用了①和② 解析:選D 艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都是把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng),后者還運用了放射性同位素標記法。 2.(2015·安徽師大附中模擬)在經(jīng)典實驗噬菌體侵染大腸桿菌的實驗過程中,進行攪拌分離,得到的上清液中主要含有( ) A.蛋白質(zhì)外殼 B.較輕的大腸桿菌 C.尚未侵入的噬菌體 D.噬菌體和細菌的混合物 解析:選A 噬菌體侵染大腸桿菌的實驗
36、過程中,蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌的表面,DNA注入細菌的體內(nèi)。攪拌離心后,噬菌體DNA隨大腸桿菌沉淀,而蛋白質(zhì)外殼從細菌表面脫離下來懸浮于上清液中。 3.(2015·北大附中檢測)如圖所示,甲、乙兩種不同的病毒,經(jīng)病毒重建形成“雜交病毒”丙,用丙病毒侵染植物細胞,在植物細胞內(nèi)產(chǎn)生的新一代病毒可表示為( ) 解析:選D 病毒的遺傳物質(zhì)是核酸,因此用“雜交病毒”侵染植物細胞,則在植物細胞中產(chǎn)生的新一代病毒與提供核酸的病毒相同。 4.(2015·淮安調(diào)研)用32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌,將一個未標記的噬菌體在此細菌中培養(yǎng)9小時,經(jīng)檢測共產(chǎn)生了64個子代噬菌體,下列敘述正確的是( ) A
37、.32P和35S只能分別標記細菌的DNA和蛋白質(zhì) B.子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)一定具有放射性 C.DNA具有放射性的子代噬菌體占1/32 D.噬菌體繁殖一代的時間約為1小時 解析:選B 磷脂也可以被32P標記;子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)是利用細菌的原料合成的,故一定具有放射性;培養(yǎng)9小時產(chǎn)生了64個子代噬菌體,說明噬菌體繁殖了6代,故噬菌體繁殖一代的時間為1.5小時。 5.(2015·臨沂模擬)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌,經(jīng)培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測,上清液的放射性占10%,沉淀物的放射性占90%。上清液帶有放射性的原因可能是( ) A.離心時間過長,上清液中析出較重的大腸桿
38、菌 B.攪拌不充分,吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細菌分離 C.噬菌體侵染大腸桿菌后,大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體 D.32P標記了噬菌體蛋白質(zhì)外殼,離心后存在于上清液中 解析:選C 噬菌體侵染大腸桿菌時,經(jīng)過攪拌、離心,上清液是質(zhì)量較輕的噬菌體外殼,沉淀物是被侵染的大腸桿菌,A項錯誤;攪拌不充分,噬菌體與細菌未分離,放射性應(yīng)出現(xiàn)在沉淀物中,B項錯誤;32P標記的是噬菌體的DNA,噬菌體侵染大腸桿菌時注入自身的DNA,子代噬菌體的DNA會含32P,上清液帶有放射性的原因可能是噬菌體侵染大腸桿菌后,大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體,C項正確,D項錯誤。 6.(2015·長春質(zhì)檢)由肺炎雙球菌
39、的轉(zhuǎn)化實驗可知,下列注射物能使實驗小鼠死亡的是( ) A.R型活細菌 B.加熱殺死的S型細菌 C.R型活細菌+S型細菌DNA D.R型活細菌+S型細菌DNA+DNA酶 解析:選C 使小鼠死亡必須是小鼠體內(nèi)有S型細菌存活,注射R型活細菌+S型細菌DNA后,部分R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌,會導(dǎo)致小鼠死亡。 7.(2015·溫州十校聯(lián)考)關(guān)于核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)實驗的敘述,正確的是( ) A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B.分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,進行長時間的保溫培養(yǎng) C.用35S標記噬菌體的侵染實驗中,沉淀物
40、存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D.可以用3H標記的尿嘧啶核糖核苷酸來研究R型肺炎雙球菌中DNA的復(fù)制 解析:選C 培養(yǎng)噬菌體的培養(yǎng)基必須含有細菌;用標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌,保溫的時間需適當,不能過長,否則部分細菌會裂解死亡釋放出噬菌體,影響實驗結(jié)果;DNA復(fù)制不需要尿嘧啶核糖核苷酸作原料。 8.(2015·南京模擬)利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關(guān)轉(zhuǎn)化實驗。各組肺炎雙球菌先進行圖示處理,再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內(nèi)。下列說法不正確的是( ) A.通過E、F對照,能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì) B.F組可以分離出S和R兩種肺炎雙球菌 C.F組產(chǎn)生的S肺
41、炎雙球菌可能是基因重組的結(jié)果 D.能導(dǎo)致小鼠死亡的是A、B、C、D四組 解析:選D 從圖示實驗過程看出,通過E、F對照,能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì),F(xiàn)組加入了S菌的DNA,可以分離出S和R兩種肺炎雙球菌,而出現(xiàn)的S肺炎雙球菌可能是基因重組的結(jié)果。A組經(jīng)煮沸、D和E組為R菌,均不能導(dǎo)致小鼠死亡,D錯誤。 9.(2015·衡陽八中模擬)用噬菌體去感染細胞內(nèi)含大量的3H的細菌,待細菌解體后3H( ) A.隨細菌的解體而消失 B.發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼及DNA中 C.僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的DNA中 D.僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼中 解析:選B 噬菌體侵染細菌后利用細菌細胞內(nèi)的物質(zhì)合成自己的D
42、NA和蛋白質(zhì)外殼,組合新的噬菌體個體,細菌裂解后新的噬菌體釋放出來,3H存在于噬菌體的外殼及DNA中,故選B。 10.(2015·南京聯(lián)考)下列有關(guān)實驗及實驗結(jié)論的敘述中,錯誤的是( ) 選項 實驗材料 實驗過程 實驗結(jié)果與結(jié)論 A R型和S型肺炎雙球菌 將R型活細菌與S型細菌的DNA和DNA水解酶混合培養(yǎng) 只生長R型細菌,說明DNA被水解后失去了遺傳效應(yīng) B 噬菌體和大腸桿菌 用35S標記的噬菌體去感染普通的大腸桿菌,短時間保溫 離心后獲得的上清液中放射性很高,說明DNA是遺傳物質(zhì) C 煙草花葉病毒和煙草 用從煙草花葉病毒中分離出的RNA侵染煙草 煙草
43、出現(xiàn)病斑,說明煙草花葉病毒的RNA可能是遺傳物質(zhì) D 大腸桿菌 將已用15N標記DNA的大腸桿菌培養(yǎng)在普通(14N)培養(yǎng)基中 經(jīng)三次分裂后,含15N的DNA占DNA總數(shù)的1/4,說明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制 解析:選B 用35S標記噬菌體侵染大腸桿菌實驗只能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 11.在肺炎雙球菌的體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗中,R型菌和S型菌的數(shù)量變化曲線依次為( ) A.①② B.③② C.①④ D.③④ 解析:選B 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的實質(zhì)是R型菌在S型菌DNA的作用下轉(zhuǎn)化成S型菌,因此最初無S型菌,隨著轉(zhuǎn)化而逐漸
44、形成。在體內(nèi)轉(zhuǎn)化時,由于小鼠免疫系統(tǒng)的作用,R型菌會先下降而后上升,在體外轉(zhuǎn)化時,兩種菌均呈上升趨勢。 12.(2015·皖南八校聯(lián)考)在噬菌體侵染細菌的實驗中,分別用標記的噬菌體去侵染未標記的細菌,噬菌體在細菌體內(nèi)復(fù)制了三代,則下列說法正確的是( ) A.噬菌體侵染細菌的實驗可以證明DNA是主要的遺傳物質(zhì) B.含有32P的子代噬菌體和含有35S的子代噬菌體分別占子代噬菌體總數(shù)的1/4和0 C.標記噬菌體的方法是分別用含32P的培養(yǎng)基和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 D.上述過程中噬菌體的遺傳信息的流動方向是:RNA→DNA→RNA→蛋白質(zhì) 解析:選B 噬菌體侵染細菌的實驗可以證明DN
45、A是遺傳物質(zhì),不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì);噬菌體侵染細菌的過程中,進入細菌內(nèi)部的是噬菌體的DNA,蛋白質(zhì)外殼留在外部,故子代產(chǎn)生的噬菌體蛋白質(zhì)外殼都不具有放射性,由于DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制,復(fù)制三代后,含有32P 的子代噬菌體占全部噬菌體的比例為2/23,即1/4;噬菌體必須寄生在活細胞體內(nèi)才能生活,不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng);噬菌體是DNA病毒,不具有逆轉(zhuǎn)錄過程。 二、非選擇題 13.(2015·浙江五校聯(lián)考)1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染細菌過程中的功能,請回答下列有關(guān)問題: (1)實驗材料對實驗成功具有重要的作用,選擇T2噬菌體作為理想的實
46、驗材料,是因為它的結(jié)構(gòu)簡單,只含有蛋白質(zhì)和DNA,且_________________________________________。 (2)獲得分別被32P、35S標記的噬菌體的具體方法是___________________________。 (3)侵染一段時間后,用攪拌器攪拌,然后離心得到上清液和沉淀物,檢測上清液中的放射性,得到如圖所示的實驗結(jié)果。實驗結(jié)果表明當攪拌時間在2~5 min時,上清液中的35S、32P分別占初始標記噬菌體放射性的90%和20%,由此可以推斷出_____________________________________。圖中“被侵染細菌”的存活率曲線基
47、本保持在100%,本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組,以證明______________________________________。 (4)通過噬菌體侵染細菌實驗發(fā)現(xiàn),細菌裂解后釋放出來的噬菌體大小、形狀等都與原來噬菌體一致,實驗證明____________________________________________________。 解析:(1)T2噬菌體結(jié)構(gòu)簡單,只含有蛋白質(zhì)和DNA,且在侵染細菌的過程中蛋白質(zhì)與DNA(核酸)會自然分離,是理想的實驗材料。(2)噬菌體是病毒,營寄生生活,如果想得到分別被32P、35S標記的噬菌體,需先對其宿主細菌用含32P和35S的培養(yǎng)基分別進行培養(yǎng)
48、。(3)35S、32P分別存在于噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA中,實驗結(jié)果說明DNA進入細菌,蛋白質(zhì)沒有進入細菌。(4)細菌裂解后釋放出來的噬菌體大小、形狀等都與原來噬菌體一致,說明噬菌體通過DNA將遺傳性狀傳遞給子代,DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 答案:(1)侵染細菌過程中蛋白質(zhì)與DNA(核酸)會自然分離 (2)分別用含32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,再用噬菌體分別侵染被32P和35S標記的大腸桿菌 (3)DNA進入細菌,蛋白質(zhì)沒有進入細菌 細菌沒有裂解,子代噬菌體沒有被釋放出來 (4)DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)(噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA或噬菌體的各種性狀是通過DNA傳遞給后代的) 14.(20
49、15·衡陽質(zhì)檢)如圖為課堂上某小組用模型模擬的噬菌體侵染細菌實驗的過程。請回答: (1)正確的侵染過程是(用字母和箭頭表示)________________________。 (2)DNA復(fù)制發(fā)生在圖中________→________過程之間,原料是________________,由________提供。 (3)以32P標記組為例,攪拌離心發(fā)生在圖中______→______過程,如果在f之后攪拌離心,可能發(fā)生的不正?,F(xiàn)象是______________________________________________。 (4)以35S標記組為例,如果攪拌不充分,可能造成的結(jié)果是_
50、________________________。 解析:(1)噬菌體侵染細菌的過程為吸附(d)→注入(e)→合成(b)→裝配(f)→釋放(c)。(2)圖中可見注入后才發(fā)生DNA復(fù)制,至b時產(chǎn)生了許多子代噬菌體的DNA。(3)32P標記的是核酸DNA,攪拌離心必須在注入之后、新的噬菌體釋放之前,以確保放射性只在沉淀物中。(4)35S標記的是蛋白質(zhì)外殼,如果攪拌不充分,吸附在細菌上的蛋白質(zhì)外殼將不與細菌分離,與細菌一起存在于沉淀物中。 答案:(1)(a→)d→e→b→f→c→a (2)e b 4種脫氧核糖核苷酸 細菌 (3)e f 上清液中具有較強的放射性 (4)上清液和沉淀物都出現(xiàn)較強的放
51、射性 [考綱考頻] 1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(Ⅱ)(3年4考) 2.DNA分子的復(fù)制(Ⅱ)(3年6考) 3.基因的概念(Ⅱ)(3年0考) 1.DNA分子的結(jié)構(gòu) (1)元素組成:C、H、O、N、P。 (2)基本單位:4種脫氧核苷酸。 (3)平面結(jié)構(gòu) ①基本骨架:磷酸、脫氧核糖交替連接而成的反向平行長鏈。 (4)空間結(jié)構(gòu):規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 [巧記] DNA的分子結(jié)構(gòu) 五(種元素)、四(種堿基或脫氧核苷酸)、三(種物質(zhì)或小分子)、二(條長鏈)、一(種雙螺旋結(jié)構(gòu))。 2.DNA的復(fù)制 (1)概念:以DNA兩條鏈為模板,合成子代DN
52、A的過程。 (2)時間:上述過程發(fā)生在有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期。 (3)過程及條件 ①A過程是解旋,需要解旋酶和消耗能量。 ②B過程是合成子鏈,需要DNA聚合酶、4種脫氧核苷酸為原料,解旋的DNA雙鏈為模板,消耗能量。 ③C過程是形成子代DNA。 (4)特點 ①由圖示C過程形成的子代DNA兩條鏈組成可看出,DNA復(fù)制具有半保留復(fù)制特點。 ②邊解旋邊復(fù)制。 (5)意義:使遺傳信息從親代傳給子代,保持了遺傳信息的連續(xù)性。 [思考] 不同生物的DNA復(fù)制場所都相同嗎? 提示:不相同。原核生物,如細菌——擬核;真核生物——細胞核、線粒體、葉綠體;病毒——宿主細胞內(nèi)。
53、 3.基因——具有遺傳效應(yīng)的DNA片段 (1)據(jù)圖甲寫出基因與染色體的關(guān)系 ①位置關(guān)系:基因在染色體上呈線性排列。 ②數(shù)目關(guān)系:一條染色體上含有多個基因。 (2)將下列結(jié)構(gòu)的字母填入圖乙中 a.染色體;b.DNA;c.基因;d.脫氧核苷酸。 (3)基因的本質(zhì):是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 [思考] 生物體內(nèi)的基因是否都存在于染色體上? 提示:否。真核生物的核基因都存在于染色體上,質(zhì)基因存在于葉綠體或線粒體上,原核生物的基因存在于擬核或質(zhì)粒上,病毒生物的基因存在于其核酸分子中。 1.DNA分子的結(jié)構(gòu)模型 (1)DNA分子中、、之間的數(shù)量比為 1∶1∶1。 (2)
54、結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵 ①堿基對中氫鍵 ②磷酸二酯鍵 (3)除DNA末端的兩個脫氧核糖外,其余每個脫氧核糖連接著兩個磷酸。每個DNA片段中,游離的磷酸基團有2個。 (4)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—”相連接。 (5)若堿基對為n,則氫鍵數(shù)為2n~3n;若已知A有m個,則氫鍵數(shù)為3n-m。 (6)DNA初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸,徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。 2.DNA分子的特性 (1)穩(wěn)定性 (2)多樣性:不同DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)量不同,排列順序多種多樣。n個堿基對構(gòu)成的DNA分子中,排列順序有2n種。 (3)特異性:每
55、種DNA都有區(qū)別于其他DNA的特定的堿基排列順序。 角度一 以圖示為信息載體,考查DNA分子的結(jié)構(gòu) 1.(2015·衡陽八中模擬)如圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖,下列敘述不正確的是( ) A.能構(gòu)成一個完整核苷酸的是圖中的a和b B.圖中與每個五碳糖直接相連的堿基有1個 C.各核苷酸之間是通過化學(xué)鍵③連接起來的 D.若該鏈為脫氧核苷酸鏈,從堿基組成上看,缺少的堿基是T 解析:選A 核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子堿基組成,即圖中的a,b中磷酸的連接位置不正確,A錯誤;由題圖可知,每個五碳糖都只有1個堿基與之直接相連,B正確;核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連形成核苷酸鏈,即圖中
56、③,C正確;脫氧核糖核苷酸根據(jù)堿基不同分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸,因此若該鏈為脫氧核苷酸鏈,從堿基組成上看,缺少的是胸腺嘧啶堿基T,D正確。 2.(2015·哈爾濱檢測)如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,對該圖的描述正確的是( ) A.②和③相間排列,構(gòu)成了DNA分子的基本骨架 B.④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 C.含腺嘌呤17%的DNA比含胞嘧啶15%的DNA耐熱性高 D.在DNA分子的一條單鏈中,相鄰的堿基是通過氫鍵連接的 解析:選C 圖中①表示磷酸,②表示脫氧核糖,③表示胞嘧啶。DNA分子磷酸和脫氧核糖交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成
57、DNA分子的基本骨架,A錯誤;由于每個DNA分子是由兩條反向平行排列的脫氧核苷酸單鏈構(gòu)成,故④中的①不是這個胞嘧啶脫氧核苷酸的磷酸基團,④中②下方的磷酸基團與②③才共同構(gòu)成這個胞嘧啶脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu),B錯誤;A與T之間為兩個氫鍵,C與G之間為三個氫鍵,含C、G越多越穩(wěn)定,C正確;DNA單鏈中相鄰堿基通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連,D錯誤。 角度二 以基礎(chǔ)判斷的形式,考查DNA分子的特性及結(jié)構(gòu)復(fù)制 3.下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)及復(fù)制的敘述正確是( ) A.堿基對特定的排列順序及空間結(jié)構(gòu)決定DNA分子的特異性 B.減數(shù)分裂中DNA的兩條鏈分別進入兩個細胞導(dǎo)致等位基因分離 C.DNA
58、分子相鄰堿基通過脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖連接 D.DNA的復(fù)制發(fā)生在細胞核、線粒體和葉綠體中 解析:選C 堿基對特定的排列順序決定DNA分子的特異性;同源染色體分離導(dǎo)致等位基因分離;堿基直接與脫氧核糖連接,相鄰脫氧核糖連接在同一磷酸上;真核生物中DNA的復(fù)制發(fā)生在細胞核、線粒體和葉綠體中,原核生物中DNA的復(fù)制發(fā)生在擬核中。 4.(2012·上海高考)在一個細胞周期中,DNA復(fù)制過程的解旋發(fā)生在( ) A.兩條DNA母鏈之間 B.DNA子鏈與其互補的母鏈之間 C.兩條DNA子鏈之間 D.DNA子鏈與其非互補母鏈之間 解析:選A 在DNA復(fù)制時,首先是構(gòu)成DNA的兩條母鏈解旋,
59、然后以分開的兩條母鏈為模板,按照堿基互補配對原則合成子鏈。 5.(2015·江南十校聯(lián)考)DNA是以半保留方式進行復(fù)制的,如果放射性完全標記的1個雙鏈DNA分子在無放射性標記的溶液中復(fù)制兩次,那么所產(chǎn)生的4個DNA分子的特點是( ) A.部分DNA分子含有放射性 B.全部DNA分子含有放射性 C.所有分子的一條鏈含有放射性 D.所有分子的兩條鏈都沒有放射性 解析:選A 根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的特點,完全標記的1個雙鏈DNA分子,在無放射性標記的溶液中復(fù)制兩次所形成的4個DNA分子,其中2個DNA分子的兩條鏈都沒有放射性;另外2個DNA分子含有放射性,但分子中都是一條鏈含有放射性
60、,另一條鏈無放射性。 角度三 以圖示分析的形式,考查DNA的復(fù)制 6.(2011·安徽高考)甲、乙圖示真核細胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程,下列敘述正確的是( ) A.甲、乙所示過程通過半保留方式進行,合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子 B.甲所示過程在細胞核內(nèi)進行,乙在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行 C.DNA分子解旋時,甲所示過程不需要解旋酶,乙需要解旋酶 D.一個細胞周期中,甲所示過程在每個起點只起始一次,乙可起始多次 解析:選D 甲過程表示多起點的DNA半保留復(fù)制,合成的產(chǎn)物是雙鏈DNA分子,該過程主要發(fā)生在細胞核內(nèi),在一個細胞周期中,DNA只復(fù)制一次;乙過程為轉(zhuǎn)錄,合成的產(chǎn)物為單鏈RNA分子,該
61、過程主要發(fā)生在細胞核內(nèi),在一個細胞周期中,該過程可起始多次;DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄均需解旋酶。 7.(2015·東北三校聯(lián)考)圖1是真核細胞DNA復(fù)制過程的模式圖,圖2是大腸桿菌DNA復(fù)制過程模式圖,箭頭表示復(fù)制方向。對此描述錯誤的是( ) A.真核細胞DNA有多個復(fù)制起點,而大腸桿菌只有一個 B.兩者均具有雙向復(fù)制的特點 C.真核細胞DNA復(fù)制時,在起點處不都是同時開始的 D.兩者的遺傳物質(zhì)均是環(huán)狀的 解析:選D 題中圖1顯示,真核細胞DNA復(fù)制時至少有兩個復(fù)制起點,而圖2顯示大腸桿菌只有一個復(fù)制起點;根據(jù)復(fù)制箭頭的方向,可知兩者的復(fù)制均為雙向復(fù)制;圖1顯示在兩個不同的起點處復(fù)制
62、后形成的子鏈DNA片段長度不同,片段長的先開始復(fù)制;圖中顯示真核細胞的DNA是鏈狀的,而大腸桿菌的DNA是環(huán)狀的。 角度四 以科技研究熱點為背景,考查基因的作用及與染色體的關(guān)系 8.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),小鼠體內(nèi)HMIGIC基因與肥胖直接相關(guān)。具有HMIGIC基因缺陷的實驗小鼠與作為對照的正常小鼠,吃同樣多的高脂肪食物,一段時間后,對照組小鼠變得十分肥胖,而具有HMIGIC基因缺陷的實驗小鼠體重仍然保持正常,這說明( ) A.基因在DNA上 B.基因在染色體上 C.基因具有遺傳效應(yīng) D.DNA具有遺傳效應(yīng) 解析:選C 缺乏HMIGIC基因,小鼠
63、體重保持正常,含有HMIGIC基因,小鼠變得肥胖,說明基因具有遺傳效應(yīng)。 題型一 求DNA分子中堿基的數(shù)量 1.在一個DNA分子中共有堿基200個,其中一條鏈含胞嘧啶20個,其互補鏈共有胞嘧啶 26個,那么此DNA分子中有T( ) A.54個 B.92個 C.108個 D.46個 解析:選A DNA分子中胞嘧啶總數(shù)為46個,根據(jù)堿基互補配對原則G=C、A=T,所以該DNA分子中T=A=1/2×(200-46×2)=54個。 2.已知某DNA分子中共有x個脫氧核苷酸,(A+T)/(G+C)=n,則該DNA中有腺嘌呤( ) A.nx
64、/(2n+2)個 B.nx/(n+1)個 C.(x+1)/n個 D.(x-1)/n個 解析:選A 根據(jù)堿基互補配對原則可知,A=T、G=C,(A+T)/(G+C)=2A/2G=n?G=A/n,DNA分子中非互補配對的堿基和占所有堿基的一半,因此A+G=x/2,將G=A/n代入上式,A+A/n=x/2,化簡得出A=nx/(2n+2)。 3.一個DNA分子中有腺嘌呤1 500個,腺嘌呤與鳥嘌呤之比是3∶1,則這個DNA分子中含有脫氧核糖( ) A.2 000個 B.3 000個 C.4 000個
65、 D.8 000個 解析:選C DNA分子中A=1 500個,A=3G,所以G=A/3=1 500/3=500個,根據(jù)堿基互補配對原則,A=T,G=C,DNA分子中脫氧核糖數(shù)=脫氧核苷酸數(shù)=堿基總數(shù)=1 500×2+500×2=4 000(個)。 4.在一DNA分子片段中有200個堿基對,其中腺嘌呤有90個。因此在這個DNA片段中含有游離的磷酸基的數(shù)目和氫鍵的數(shù)目依次為( ) A.200個和400個 B.2個和510個 C.2個和400個 D.400個和510個 解析:選B DNA分子片段的兩條脫氧核苷
66、酸長鏈的5′端各含有一個游離的磷酸基,根據(jù)堿基互補配對原則知A與T之間有2個氫鍵,G與C之間有3個氫鍵,DNA分子中A有90個,說明A—T堿基對有90個,G—C堿基對有200-90=110個,所以氫鍵總數(shù)為90×2+110×3=510個。 (1)雙鏈DNA分子中脫氧核糖∶含氮堿基∶磷酸∶脫氧核苷酸=1∶1∶1∶1。 (2)雙鏈DNA分子中A=T、G=C、A+G=C+T=A+C=T+G,即非互補配對堿基和相等,等于堿基總數(shù)的50%。 (3)雙鏈DNA分子中氫鍵總數(shù)=2×(A—T)堿基對數(shù)+3×(G—C)堿基對數(shù)目。 題型二 雙鏈DNA分子中堿基比例 5.若一個DNA分子上鳥嘌呤占18%,那么這個DNA分子的腺嘌呤比例是( ) A.18% B.36% C.32% D.64% 解析:選C 方法一,雙鏈DNA分子中非互補配對的堿基和占堿基總數(shù)的一半,因此,A+G=50%,又知G=18%,所以A=50%-18%=32%。 方法二:根據(jù)堿基互補配對原則G=C、A=T,G=18%,因此A=T=1/2[1-(G+C)]
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