DNA是主要的遗传物质+DNA的分子结构及复制.docx
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DNA是主要的遗传物质+DNA的分子结构及复制
DNA是主要的遗传物质
[知识回顾]
一、对遗传物质的早期推测
1、20世纪20年代，大多数科学家认为是生物体的遗传物质，原因是氨基酸多种多样的可能蕴含着遗传信息。
2、20世纪30年代，人们认识到DNA的基本组成单位是，它的化学组成包括、和；它有种，由决定。
二、DNA是遗传物质的实验证据（直接证据）
关键思路：
设法将和等物质分开，单独地直接地去观察它们的作用。
1、肺炎双球菌的转化实验
（1）肺炎双球菌的类型和特点
菌落
荚膜
毒性
致病力
R型
S型
（2）实验过程：
思考1、注射R型活菌和加热杀死的S型菌混合而死亡的小鼠体内存在什么类型的活细菌？
思考2、肺炎双球菌的转化实验中，S型细菌使R型细菌转化的变异的原理是什么？
2、噬菌体侵染细菌的实验
思考3、上述两个实验的思路是否相同？
。
思考4、科学家采用噬菌体做实验材料的原因是什么？
三、RNA是遗传物质的实验证据
1.过程及结果
2.结论：
也是遗传物质。
四、生物的遗传物质
1.原核和真核细胞遗传物质都是________,病毒的遗传物质是________________。
2.绝大多数生物的遗传物质是,少数病毒的遗传物质是，__是主要的遗传物质。
（即只有在DNA不存在的情况下,RNA才是遗传物质）。
[自我检测]
1、“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。
得出这一结论的关键是（ ）
A．用S型活细菌和加热杀死后的R型细菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型细菌与无毒的R型细菌混合后注射到小白鼠体内，测定小白鼠体液中抗体的含量
C．从死亡小白鼠体内分离获得了S型细菌
D．将S型细菌的各种因子分离并分别加入到各培养基中，培养R型细菌，观察是否发生变化
2.所有病毒的遗传物质是（）
A．都是DNAB．都是RNAC．是DNA或RNAD．是DNA和RNA
3．噬菌体侵染大肠杆菌实验不能说明的是（）
A．DNA能产生可遗传的变异B.DNA能自我复制
C．DNA是遗传物质D.DNA能控制蛋白质的合成
【探究点一】肺炎双球菌的转化实验
【例题1】肺炎双球菌的转化实验过程解读格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（）
①DNA是遗传物质②RNA是遗传物质③DNA是主要的遗传物质④蛋白质和多糖不是遗传物质 ⑤S型细菌的性状是由DNA决定的⑥在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到了R型细菌细胞中
A．①④⑤⑥B．②④⑤⑥C．②③⑤⑥D．③④⑤⑥
【例题2】在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，用DNA酶处理从S型活细菌中提取的DNA并与R型细菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型菌生长。
设置本实验步骤的目的是（ ）
A．证明R型菌的生长并不需要S型活细菌的DNA
B．用以补充R型菌生长过程中所需要的营养物质
D．直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化为S型菌的因素
D．与以S型活细菌的DNA与R型菌混合培养的实验形成对照
[思考]1．从死亡的小鼠体内能提取出什么类型的肺炎双球菌？
若有两种，它们的数量相等吗？
2．艾弗里的补充实验——S型菌的DNA+DNA水解酶+R型菌→R型菌实验的目的是什么？
3．本实验证明了DNA是遗传物质，利用了其作为遗传物质的哪一个特点？
它的原理又是什么？
[归纳点拨]
1、为什么加热杀死的S型菌，仍然能够能使R型菌转化？
2、本实验的结论：
才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质，即是遗传物质，不是遗传物质。
[变式训练1]某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（）
A．存活、存活、存活、死亡B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活D．存活、死亡、存活、存活
【探究点二】噬菌体侵染细菌的实验过程
【例题3】下图
是噬菌体侵染细菌的示意图，请回答下面的问题。
（1）噬菌体侵染细菌的正确顺序应是 。
（2）图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外面的是 ，注入细菌体内的物质是 。
（3）图中E表明 。
（4）噬菌体侵染细菌实验得出了 是遗传物质的结论。
思考：
1．如何给噬菌体的DNA和蛋白质做标记？
这样标记的原因是什么？
若一个32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌释放了128个噬菌体，则含有32P的噬菌体有______个。
2．用32P标记实验时，上清液中也有一定的放射性的原因可能是什么？
那用35S标记实验时，沉淀物中出现少量放射性的原因又是什么？
3．该实验应用了法，噬菌体增殖时所用原料由提供。
4．这两个实验遵循了实验设计的什么原则？
它们的思路是什么？
[归纳点拨]1、噬菌体的生活方式是，由此推测它在生态系统中属于成分。
2、本实验的结论是：
在亲子代之间保持连续性的物质是，即是遗传物质。
还能得出的结论是：
。
3、这两个实验（填“能”或“不能”）得出DNA是主要的遗传物质的结论。
4、总结我们课本上出现的利用放射性同位素标记的知识点。
[变式训练2]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
[变式训练3]（2013·海南生物）关于T2噬菌体的叙述，正确的是（ ）
A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
【探究点三】生物遗传物质的判断
【例题4】下列关于“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述正确的是（ ）
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
[归纳点拨]有关生物的遗传物质
1、原核细胞、真核细胞内既有又有，只有是遗传物质。
2、病毒有种核酸，或。
3、对于整个生物界而言，绝大多数生物的遗传物质是，所以说是主要的遗传物质。
4、如何理解染色体是DNA的主要载体？
DNA主要存在于细胞核中的上，少数存在于细胞质中的，所以说染色体是DNA的主要载体。
[变式训练4]下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是（）
A．豌豆的遗传物质主要是DNAB．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
[变式训练5]某生物的碱基组成是:
嘌呤碱基占总数的58%,嘧啶碱基占总数的42%,此生物一般不可能是（）
A.噬菌体B.烟草花叶病毒C.细菌D.酵母菌
[变式训练6]（2013·新课标全国理综Ⅱ）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（ ）
①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验
④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验
A．①② B．②③C．③④D．④⑤
[当堂检测]1.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个选项（ ）
2.科学家从烟草花叶病毒（TMV）中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。
下列4组实验（见表格）中，不可能出现的结果是（ ）
A.实验①B．实验②
C．实验③D．实验④
3.格里菲思（F.Griffith）用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果（）
A．证明了DNA是遗传物质B．证明了RNA是遗传物质
C．证明了蛋白质是遗传物质D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质
4.下列四种病毒中，遗传信息贮存在DNA分子中的是（ ）
A．引发禽流感的病原体B．烟草花叶病毒
C．T2噬菌体D．引起AIDS的病原体
5.1944年，科学家从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质，将S型菌的DNA加入到培养R型活细菌的培养基中，结果发现其中的R型细菌转化成了S型细菌;而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。
这一现象不能说明的是（ ）
A．S型细菌的性状是由其DNA决定的B．在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中
C．DNA是主要的遗传物质D．DNA是遗传物质
6．噬菌体在细菌细胞内合成自己的蛋白质需要（ ）
A．噬菌体的DNA和氨基酸B．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
C．细菌的DNA和氨基酸D．细菌的DNA和噬菌体的氨基酸
7．下列是生物学发展史上的几个重要实验，其中没有应用放射性同位素示踪技术的是（ ）
A．验证光合作用释放的氧全部来自水B．噬菌体侵染细菌的实验
C．肺炎双球菌的转化实验D．研究分泌蛋白的合成分泌途径
8．科学家艾弗里用肺炎双球菌来探究遗传物质的问题。
实验的材料：
S型细菌、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。
艾弗里等人先做了以下3组实验：
1S型细菌的蛋白质+R型活细菌→R型菌落
2S型细菌荚膜中的多糖+R型活细菌→R型菌落
③S型细菌的DNA+R型活细菌→R型菌落+S型菌落
请回答：
（1）艾弗里等人发现实验步骤并不严密，于是又做了第4组实验，请按照①②③中的表达格式，写出第4组的实验方法和结果：
④________________________________。
（2）该实验最关键的设计思路是_________。
（3）肺炎双球菌具有的细胞器是________，控制其性状的物质是_____。
（4）上述实验可以得出的结论是__________。
课后拓展
1．用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体后，3H应（ ）
A．随细菌的解体而消失B．发现于噬菌体的外壳和DNA中
C．仅发现于噬菌体的DNA中D．仅发现于噬菌体的外壳中
2．现有两组实验数据
（1）测得豌豆中DNA有84%在染色体上，14%在叶绿体上，2%在线粒体上
（2）进一步测得豌豆染色体的组成是：
DNA占36.5%，RNA占9.6%，蛋白质占48.9%
这些实验数据表明（ ）
A．染色体是DNA的惟一载体B．染色体主要由核酸和蛋白质组成
C．DNA能传递遗传信息D．蛋白质是遗传物质
3．用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经过一段时间的保温、搅拌、离心后发现放射性主要分布在上清液中，沉淀物的放射性很低，对于沉淀物中含有少量的放射性的正确解释是（ ）
A．经搅拌与离心后还是有少量含有35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上
B．离心速度太快，较重的T2噬菌体有部分留在沉淀物中
C．T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S
D．少量含有放射性35S的蛋白质进入大肠杆菌内
4．如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为（ ）
A．可在DNA中找到15N和32PB．可在外壳中找到15N和35S
C．可在DNA中找到15N和32P、35SD．可在外壳中找到15N
5．关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（）
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
6．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心。
检测上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。
上清液带有放射性的原因可能是（ ）
A．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体
B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
C．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌
D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中
7．某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，对噬菌体的DNA用32P标记，让其中一个已标记的噬菌体去侵染未标记的细菌,最后释放出100个噬菌体，则下列说法正确的是（）
A．噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质
B．最后释放出的100个噬菌体中，有98个噬菌体的DNA含32P
C．标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养细菌噬菌体
D．标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
8．艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。
从表可知（）
实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况
R
蛋白质
R型
R
荚膜多糖
R型
R
DNA
R型、S型
R
DNA（经DNA酶处理）
R型
A．①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
9.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为（）
A.用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌B.用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌
C.将一组噬菌体用32P和35S标记D.一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳
10．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性，而实验的实际结果显示：
在离心的上清液中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
（1）在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是_____________。
（2）由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，请你对实验过程进行误差分析：
a．在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性含量____，其原因是_____。
b．在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，是否有误差的来源呢？
________，请简述理由：
______________________________________________。
（3）请设计一个方法，来大量制备用32P标记的噬菌体。
DNA分子的结构、复制与基因
【知识回顾】
一、DNA和RNA的比较
基本组成单位是
合成场所是
DNA具有结构
不彻底的水解产物是
核酸
彻底的水解产物是
水解过程中断裂的化学键是
基本组成单位是：
合成场所是
RNA具有结构
不彻底的水解产物是
彻底的水解产物是
水解过程中断裂的化学键是
拓展：
其实多糖和脂肪也是相对分子质量比较大的化合物，它们都自已的基本组成单位，这些小单位也是以脱水缩合的方式形成化合物的。
二、DNA分子的结构及特点
请按照要求完成DNA分子片段图。
1、请在方框内写出对应的脱氧核苷酸的结构简式。
2、①表示（填汉语名称）。
3、图中上下两个脱氧核苷酸用键相连，它可表示为请在图中标出所有的该化学键，这种化学键的形成可与酶和酶有关，想一想两种酶的作用特点有什么不同？
。
图中左右两个脱氧核苷酸用键相连，请在图中标出所有的该化学键，可将其打开；除此之外还可以用（物理方法）的方法将其打开。
4、组成DNA的元素有，脱氧核苷酸分子内P元素存在于（结构）内，N素存在于（结构）内。
5、分析这种结构的主要特点：
（稳定性）
①DNA分子的基本骨架由交替连接而成。
②DNA分子两条链上的碱基通过连接成碱基对，并且遵循原则。
两条脱氧核苷酸长链平行
6、DNA分子中的碱基有种，碱基间配对方式有种，但由于，使DNA分子具有多样性；由于，使DNA分子具有特异性。
7、DNA分子的立体结构是，这个模型是由提出的。
三、DNA分子的复制
根据图示回答：
（1）图表示的生理过程是_______，发生在真核细胞的________（场所）。
（2）此过程发生的时期是和图中1、2、3、4、5分别是、、、、。
（3）此过程的模板是，原料是。
（4）这个过程需要能量吗？
若需要，由提供。
（5）此过程需要的酶有酶和酶。
（6）此过程的方式是，特点是。
（7）确保此过程精确进行的原因是：
其一，DNA分子独特的为其提供了精确的模板，其二能够使复制准确无误的进行。
四、基因是有遗传效应的DNA片段
1、下列关于基因的叙述中，揭示基因化学本质的是（）
A．遗传物质的结构单位和功能单位 B．在染色体上呈线性排列
C．有遗传效应的DNA片段D．碱基排列顺序代表遗传信息
2、遗传信息是什么？
【探究点一】DNA与RNA分子结构的异同
【例题1】如图四种化合物的化学组成中，“〇”中所对应的名称正确的是（）
A.①腺嘌呤核糖核苷酸B.②腺苷C.③腺嘌呤脱氧核苷酸D.④腺嘌呤
[归纳总结]：
在ATP中：
A表示，它是由和结合而成，A的简式可表示为；A+P表示；A+2P表示
【变式训练1】在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是（ ）
A．①和②B．①和③C．③和④D．②和④
[高考体验]（2013·新课标全国理综Ⅱ）关于DNA和RNA的叙述，正确的是（ ）
A．DNA有氢键，RNA没有氢键B．一种病毒同时含有DNA和RNA
C．原核细胞中既有DNA，也有RNAD．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
【探究点二】碱基互补配对原则及其推论
【例题2】在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的（）
A.24%B.22%C.26%D.23%
点拨归纳原则：
A=TC=G注意：
以上原则及推论仅适用于双链DNA分子的碱基计算，不适用于单链DNA分子的碱基计算。
应用上述推论，还可以解决转录时mRNA中相关碱基数目和比例的计算等问题。
【变式训练2】下列对双链DNA分子的叙述，哪项是不正确的
A.若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为C的0.5倍
B.若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等
C.若一条链的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3
D.若一条链的G∶T=1∶2，另一条链的C∶A=2∶1
【探究点三】关于DNA单、双链及RNA判断
【例题3】经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中的碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为（）
A
G
C
T
U
甲
60
40
60
40
-
乙
30
20
20
30
-
丙
41
23
44
-
28
A.双链DNA、单链DNA、RNAB.单链DNA、双链DNA、RNA
C.双链DNA、RNA、单链DNAD.RNA、单链DNA、双链DNA
点拨归纳：
若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖则必为DNA；若A≠T，C≠G，则一定为单链DNA；若A=T、C=G，则一般认为是双链DNA；若出现碱基U或五碳糖为核糖则必为RNA。
【变式训练3】甲生物核酸的碱基比例为：
嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基比例为：
嘌呤占34%、嘧啶占66%，则以下分别表示甲、乙生物正确的是（）
A.蓝藻、变形虫B.T2噬菌体、豌豆
C.硝化细菌、绵羊D.肺炎双球菌、烟草花叶病毒
【变式训练4】已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型，现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该（）
A.分析碱基类型，确定碱基比率B.分析碱基类型，分析核糖类型
C.分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型D.分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
【探究点四】DNA分子的复制及相关计算
【例题4】蚕豆根尖细胞在含
标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（）
A.每条染色体的两条单体都被标记B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记D.每条染色体的两条单体都不被标记
假设蚕豆根尖细胞中有两条染色体，请图示上题过程（用不同颜色的笔）
请继续画出第二个周期结束的情况。
若不换培养基一直在含
标记的培养基中分裂，让其复制三次，则不含
的DNA占全部DNA分子的比例、含有
的DNA分子占全部DNA分子的比例以及不含
的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（）
A.1/2，7/8，1/4B.0，1，1/8C.0，7/8，1/8D.1/8，1，1/8
【例题5】有100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个，这n次复制共需游离腺嘌呤脱氧核苷酸多少个。
（）
A.40n-1B.40nC.40×2n-1D.40×（2n-1）点拨归纳：
1.一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：
2n
2.第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/（2n-1）
3.若某DNA分子中含碱基T为a，
（1）则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：
a（2n-1）
（2）第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：
a·2n-1
注意：
做题的时候要注意是问复制n次，还是第n次复制。
无论复制多少次，含初始元素的DNA分子始终是两个，含初始元素的DNA单链永远是两条。
做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
【变式训练5】（多选题）某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个，该DNA分子在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）
A．在第一次复制时，需要（m-A）个 B．在第二次复制时，需要2（m-A）个
C．在第n次复制时，需要2n-1（m-A）个D．在n次复制过程中，总共需要（2n-1）（m-A）个
【探究点五】基因、脱氧核
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