1、課標(biāo)版 生物 第12講基因的本質(zhì),知識(shí)一DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),(1)實(shí)驗(yàn)材料:S型和R型肺炎雙球菌、小鼠。,(2)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果:,(3)結(jié)論:加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。,2.艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)設(shè)計(jì)思路:設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開,單獨(dú)研究它們各自的功能。 (2)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果,(3)結(jié)論:使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)是DNA而不是蛋白 質(zhì)、多糖及DNA的水解產(chǎn)物。,1.實(shí)驗(yàn)材料:噬菌體和大腸桿菌等。 (1)噬菌體的結(jié)構(gòu),(2)噬菌體的復(fù)制式增殖,二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),2.實(shí)驗(yàn)方法:

2、放射性同位素標(biāo)記法。 3.實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果 (1)標(biāo)記噬菌體,(2)噬菌體侵染細(xì)菌:,4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 (1)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞中,而蛋白質(zhì)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(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì)。 三、證明RNA是某些病毒的遺傳物質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn) 1.煙草花葉病毒對(duì)煙草葉細(xì)胞的感染實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象,(2)結(jié)論 RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。 2.人類的探索結(jié)論:DNA是主要的遺傳物質(zhì),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)證明絕,大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有少部分生物的遺傳物質(zhì)是RNA。 識(shí)記題組 一、有無有無死亡不死

3、亡死亡轉(zhuǎn)化因子DNAR型菌和S型菌R型菌DNA 二、蛋白質(zhì)外殼SDNAP噬菌體大腸桿菌大腸桿菌的氨基酸放射性同位素標(biāo)記高低低高 DNA蛋白質(zhì)外殼親代DNADNA 三、蛋白質(zhì)外殼RNA不出現(xiàn)病斑RNA蛋白質(zhì)DNA絕大多數(shù),1.判斷下列敘述的正誤。 (1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(2013課標(biāo),5改編)() (2)R型肺炎雙球菌與S型肺炎雙球菌DNA混合后,R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化是基因突變的結(jié)果。() (3)用DNA酶處理后的S型細(xì)菌DNA與活R型細(xì)菌混合,可培養(yǎng)出S型細(xì)菌菌落和R型細(xì)菌菌落。() (4)赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA,證明了,DN

4、A的半保留復(fù)制。(2014江蘇單科,4D)() (5)RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)。(2013海南單科,13C)() (6)噬菌體能在宿主細(xì)胞內(nèi)以二分裂方式增殖,使宿主細(xì)菌裂解。(2012重慶理綜,2D)(),2.如果用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體后,讓其侵染大腸桿菌,在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)中,能夠找到的標(biāo)記元素為() A.在外殼中找到15N和35SB.在DNA中找到15N和32P C.在外殼中找到15ND.在DNA中找到15N、32P和35S 答案B用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體時(shí),15N可標(biāo)記噬菌體的DNA和 蛋白質(zhì)外殼,32P可標(biāo)記噬菌體的核酸,35S可標(biāo)

5、記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼。噬菌體侵染細(xì)菌過程中蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌外面,核酸進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部,在細(xì)菌細(xì)胞中以噬菌體DNA為模板,利用細(xì)菌的原料合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和核酸。由于DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制,故在子代噬菌體DNA中能找到15N和32P,不能在蛋白質(zhì)中找到35S和15N。,3.在證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),在圖中標(biāo)記元素所在部位依次是() A.B.C.D. 答案D赫爾希和蔡斯用32P和35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),實(shí) 際上是標(biāo)記了脫氧核苷酸中的磷酸基團(tuán)和氨基酸中的R基。,4.(2013浙江紹興一中階段測試,13)下列關(guān)

6、于遺傳物質(zhì)的說法,錯(cuò)誤的是 () 真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是RNA甲型H1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA A.B. C.D. 答案C真核生物和原核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA;細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì) 遺傳物質(zhì)都是DNA;甲型H1N1流感病毒屬于RNA病毒,遺傳物質(zhì)是RNA。,知識(shí)二DNA結(jié)構(gòu)與復(fù)制 一、DNA分子結(jié)構(gòu) 1.DNA雙螺旋模型構(gòu)建者:沃森和克里克。 2.DNA的分子組成,3.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)容 (1)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(jié)構(gòu)。 (2)外側(cè):脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成主鏈基本骨架。,(

7、3)內(nèi)側(cè):兩鏈堿基通過氫鍵連接成的堿基對(duì)。堿基互補(bǔ)配對(duì)遵循以下原則:A T(兩個(gè)氫鍵)、GC(三個(gè)氫鍵)。 4.DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)多樣性,具n個(gè)堿基對(duì)的DNA具有4n種堿基對(duì)排列順序。 (2)特異性,如每個(gè)DNA分子都有其特定的堿基對(duì)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(duì)構(gòu)成方式不變等。 二、DNA復(fù)制 1.概念、時(shí)間和場所,DNA 復(fù) 制以DNA分子為模板合成子代DNA的過程 2.過程,4.準(zhǔn)確復(fù)制的原因和意義 (1)原因:DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供精確的模板; 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,保證了復(fù)制能準(zhǔn)確進(jìn)行。 (2)意義:DNA分子通過復(fù)制

8、,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。,3.特點(diǎn) (1)過程:邊解旋邊復(fù)制。 (2)方式:半保留復(fù)制。,1.判斷下列有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)與復(fù)制敘述的正誤。 (1)DNA有氫鍵,RNA沒有氫鍵。(2013課標(biāo),1A)() (2)磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架。() (3)雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)。(2010江蘇單科,1D)() (4)真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶和能量。(2011海南單科,25A)() (5)真核細(xì)胞核DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂前期。(2011海南單科,25D)() (6)DNA聚合酶在細(xì)胞核內(nèi)合成。(2013課標(biāo),1B)(),2.如圖為D

9、NA分子結(jié)構(gòu)示意圖,下列有關(guān)敘述正確的是() A.若該DNA分子中GC堿基對(duì)比例較高,則熱穩(wěn)定性較低 B.由組成,它代表DNA的基本組成單位之一,C.DNA復(fù)制時(shí),斷裂需解旋酶,和連接需聚合酶 D.如果復(fù)制時(shí)可脫氨為“U”,則能產(chǎn)生UG堿基對(duì) 答案B由于GC堿基對(duì)含有三個(gè)氫鍵,故GC堿基對(duì)的熱穩(wěn)定性比 AT堿基對(duì)的熱穩(wěn)定性高,A錯(cuò)誤;DNA復(fù)制時(shí),是脫氧核糖核苷酸與脫氧核糖核苷酸之間的連接,與和之間的連接沒有關(guān)系,C錯(cuò)誤;G與U不能配對(duì),D錯(cuò)誤。,3.下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)與功能的說法,不正確的是() A.DNA分子中G與C堿基對(duì)含量越高,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)越大 B.堿基排列順序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了D

10、NA分子的多樣性 C.生物體所有DNA分子的轉(zhuǎn)錄和翻譯是同時(shí)同地進(jìn)行的 D.DNA分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的重要原因之一是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了DNA復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行 答案C真核生物轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核中進(jìn)行,翻譯在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上 進(jìn)行。,4.如圖表示DNA復(fù)制的過程,結(jié)合圖示判斷,下列有關(guān)敘述不正確的是 () A.DNA復(fù)制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵,使兩條鏈解開 B.DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn),生成的兩條子鏈的方向相反,C.從圖示可知,DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn),縮短了復(fù)制所需的時(shí)間 D.DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段 答案C從圖示中不能

11、獲得DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)。,突破一遺傳物質(zhì)探索的經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 1.肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較,2.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中上清液和沉淀物放射性分析 (1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中含放射性的原因: 保溫時(shí)間過短,有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi),經(jīng)離心后分布于上清液中,上清液中出現(xiàn)放射性。 噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離,這一段保溫時(shí)間過長,噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后子代釋放出來,經(jīng)離心后分布于上清液,也會(huì)使上清液中出現(xiàn)放射性。 (2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中有放射性的原因:由于攪拌不充分,有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼

12、吸附在細(xì)菌表面,隨細(xì)菌離心到沉淀物中。,疑難診室(1)加熱殺死S型細(xì)菌的過程中,其蛋白質(zhì)變性失活,但是其內(nèi) 部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。 (2)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA與R型細(xì)菌DNA實(shí)現(xiàn)重組,表現(xiàn)出S型細(xì)菌的性狀,此變異屬于廣義上的基因重組。 (3)含放射性標(biāo)記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng),因?yàn)椴《緺I專性寄生生活,故應(yīng)先培養(yǎng)細(xì)菌,再用細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體。 (4)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì),但是沒有證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。,1.不同生物的遺傳物質(zhì)的判斷,2.“兩看法”解答噬菌體侵染細(xì)菌的同位素標(biāo)記問題 典例1(2014山東師大附中一模,1

13、7)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和,赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。下列關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是() A.二者都應(yīng)用同位素示蹤技術(shù) B.二者的設(shè)計(jì)思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng) C.艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照,赫爾希與蔡斯的實(shí)驗(yàn)沒有對(duì)照 D.二者都誘發(fā)了DNA突變 解析只有噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了同位素示蹤技術(shù),A錯(cuò)誤;兩實(shí)驗(yàn) 最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng),B正確;赫爾希與蔡斯的實(shí)驗(yàn)具相互對(duì)照,C錯(cuò)誤;兩實(shí)驗(yàn)都沒有誘發(fā)DNA突變,D錯(cuò)誤。,答案B,1-1(2014江蘇徐州期中,16)下列關(guān)于科學(xué)家探究“DNA是遺傳物

14、質(zhì)”實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是() A.分別給小鼠注射R型活球菌和加熱殺死的S型球菌,小鼠均不死亡 B.用含35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌,子代噬菌體中也有35S標(biāo)記 C.用煙草花葉病毒核心部分感染煙草,可證明DNA是遺傳物質(zhì) D.用含32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌,離心后上清液中具有較強(qiáng)的放射性 答案A 解析35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì),噬菌體的蛋白質(zhì)外殼不進(jìn)入細(xì)菌,子 代不應(yīng)含有35S標(biāo)記,B錯(cuò)誤;煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,C錯(cuò)誤;用含32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌,實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是沉淀物中具有較強(qiáng)放射性,D錯(cuò)誤。,1-2艾弗里將R型肺炎雙球菌培養(yǎng)在含S型細(xì)菌DNA的培養(yǎng)基中,得到了S型肺炎雙球菌,有關(guān)敘

15、述中正確的是() A.R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,說明這種變異是定向的 B.R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌屬于基因重組 C.該實(shí)驗(yàn)不能證明肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA D.將S型細(xì)菌的DNA注射到小鼠體內(nèi)也能產(chǎn)生S型細(xì)菌 答案B 解析艾弗里實(shí)驗(yàn)中將S型細(xì)菌中的多糖、蛋白質(zhì)和DNA等提取出來,分 別加入培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中,結(jié)果只有加入DNA時(shí),才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,這說明肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA,C錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)的生物,變異屬于基因重組,生物的變異都是不定向的,A錯(cuò)誤、B正確;將S型細(xì)菌的DNA注射到小鼠體內(nèi),不能實(shí)現(xiàn)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化,D錯(cuò)誤。,突破二DNA結(jié)構(gòu)與復(fù)制 1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形

16、成過程,2.DNA分子結(jié)構(gòu)模型解讀,圖1,圖2 (1)由圖1可解讀以下信息: 數(shù)量關(guān)系 位置關(guān)系 化學(xué)鍵,(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(nèi)切酶和DNA連接酶作用于部位。,1.DNA分子中堿基數(shù)量的計(jì)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(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相同,即若在一條鏈中=m,在互補(bǔ)鏈及整個(gè)DNA分子中=m。 (3)非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù),在整個(gè)DNA分子中為1,即若在DNA一條鏈中=a,則在其互補(bǔ)鏈中=,而在整個(gè) DNA分子中=1。,2.DNA復(fù)制的有

17、關(guān)計(jì)算方法 (1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),復(fù)制n次,則 子代DNA共2n個(gè) 脫氧核苷酸鏈共2n+1條 特別提醒解答此類問題時(shí),應(yīng)看準(zhǔn)“含”還是“只含”,是“DNA分子數(shù)”還是“脫氧核苷酸鏈數(shù)”。 (2)DNA復(fù)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(gè),經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m(2n-1)。 第n次復(fù)制所需該種脫氧核苷酸數(shù)為m2n-1。 典例2甲圖中DNA分子有a和d兩條鏈,將甲圖中某一片段放大后如乙圖所示,結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問題:,甲乙,(1)從甲圖可看出DNA復(fù)制的方式是。,(2)甲圖中,A和B均是DNA分子復(fù)制過程中所

18、需要的酶,其中B能將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈,從而形成子鏈;則A是酶,B是酶。 (3)圖甲過程在綠色植物葉肉細(xì)胞中進(jìn)行的場所有。 (4)乙圖中,7是。DNA分子的基本骨架由交替連接而成;DNA分子兩條鏈上的堿基通過連接成堿基對(duì),并且遵循原則。 解題關(guān)鍵,解析(1)從甲圖可看出DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制。(2)A是解螺旋 的解旋酶,B是形成子代DNA分子的DNA聚合酶。(3)綠色植物葉肉細(xì)胞中DNA分子復(fù)制的場所有細(xì)胞核、線粒體、葉綠體。(4)乙圖中,7是胸腺嘧啶脫氧核苷酸。DNA分子的基本骨架由脫氧核糖和磷酸交替連接而成;DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì),并且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。 答案(1)半保留復(fù)制,(2)解旋DNA聚合 (3)細(xì)胞核、線粒體、葉綠體 (4)胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核糖和磷酸氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì),2-1下圖是人體細(xì)胞中某DNA片段結(jié)構(gòu)示意圖。有關(guān)敘述正確的是 () A.圖中“X”代表磷酸基,“A”代表腺苷 B.DNA復(fù)制時(shí),圖中 “N” 鍵首先全部斷開,C.DNA轉(zhuǎn)錄時(shí),需要Taq酶、解旋酶