1、第七章 遗传的分子基础第 17 讲 核酸是遗传物质的证据、DNA 的分子结构和特点浙江学考选考考纲确认考点 知识内容 必考 加试(1)噬菌体侵染细菌的实验 b b(2)肺炎双球菌转化实验 b b7.核酸是遗传物质的证据(3)烟草花叶病毒的感染和重建实验 a a(1)核酸分子的组成 a a(2)DNA 分子的结构和特点 b b8DNA 的分子结构和特点(3)活动：制作 DNA 双螺旋结构模型b b考点一| 核酸是遗传物质的证据1染色体的组成和功能染色体组 成 DNARNA蛋 白 质 组 蛋 白非 组 蛋 白 )功 能 ：遗 传 物 质 的 主 要 载 体 )2肺炎双球菌的转化实验(1)格里菲思的
2、活体细菌转化实验实验材料：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 有多糖类的胶状荚膜 无多糖类荚膜毒性 有毒性，使小鼠患败血症死亡 无毒实验过程及结果：结论：加热杀死的 S 型细菌中含有能把某些 R 型菌转化为 S 型菌的转化因子。(2)埃弗里的离体细菌转化实验实验材料：S 型和 R 型细菌、培养基。实验目的：探究 S 型细菌中的 “转化因子”是 DNA 还是蛋白质或多糖实验过程及结果：S型 活 菌 分 离 |DNA DNA R型 活 菌 | R型 活 菌 S型 活 菌 )蛋 白 质 蛋 白 质 R型 活 菌 R型 活 菌多 糖 多 糖 R型 活 菌 R型
3、 活 菌DNA DNA酶 DNA水 解 物 R型 活 菌 R型 活 菌 )结论：S 型细菌中的 DNA 是使 R 型细菌产生稳定遗传变异的物质，即DNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。3噬菌体侵染细菌的实验(1)实验材料：噬菌体和大肠杆菌等。噬菌体的结构噬菌体的复制式增殖增殖需要的条件 内容模板 噬菌体的 DNA合成噬菌体 DNA 的原料 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸原料 大肠杆菌的氨基酸合成噬菌体蛋白质 场所 大肠杆菌的核糖体(2)实验方法：放射性同位素标记法。(3)实验过程及结果(4)实验结果分析噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。子代噬菌体的各种性状是通过
4、亲代 DNA 来遗传的。(5)结论：DNA 是遗传物质。4RNA 是某些病毒的遗传物质的相关实验(1)烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验实验过程及现象：结论：RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。(2)病毒重建及其对烟草叶细胞的感染实验过程及结果：结果分析与结论：重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供 RNA 的病毒类型。(3)人类的探索结论：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。1(201610 月浙江选考)用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验，其过程和结果如图所示。据图分析可知( )ARNA
5、是转化因子 B荚膜多糖具有生物活性CDNA 是转化因子 DDNA 是主要的遗传物质C 从 实验结果可知：只有加入 S 型菌的 DNA 分子才 发生 R 型菌的转化。2(201510 月浙江选考)下列关于用 32P 标记的 T2 噬菌体侵染 35S 标记的大肠杆菌实验的叙述，错误的是( )A子代噬菌体的 DNA 控制子代噬菌体的蛋白质合成B合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体外壳都含 35SC合成子代噬菌体 DNA 的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体 DNA 都不含32PD大肠杆菌的 DNA 中嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和的比值与噬菌体的相同C 子代噬菌体的 DNA 利用细菌的原料、能量和
6、核糖体，控制子代噬菌体的蛋白质合成，A 正确；噬菌体侵染 细菌时，合成子代噬菌体的原料均由细菌提供，所以合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体外壳都含 35S，B 正确：由于 DNA 分子是半保留复制， 所以用含 32P 的噬菌体侵染细菌时，合成子代噬菌体 DNA 的原料来自大肠杆菌， 子代噬菌体含有 32P 的有 2 个，C 错误；大肠杆菌的 DNA 中嘌呤碱基之和与嘧啶 碱基之和的比值与噬菌体的相同 ，都等于 1，D 正确。1活体细菌转化实验与离体细菌转化实验比较活体细菌转化实验 离体细菌转化实验培养场所 在小鼠体内 体外培养基实验结果加热杀死的 S 型细菌能使 R 型细菌转化为
7、 S 型细菌S 型细菌的 DNA 使 R 型细菌转化为 S 型细菌实验结论 S 型细菌体内有 “转化因子 ” S 型细菌的 DNA 是遗传物质巧妙构思将加热杀死的 S 型细菌及其与R 型活菌混合后的菌液，分别注入小鼠体内将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用联系(1)所用材料相同，都是 R 型和 S 型两种肺炎双球菌(2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则2.肺炎双球菌转化实验的分析(1)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 热稳定性较高，加热只使其氢键断裂，若将其慢
8、慢冷却，分离的单链又可以恢复其双螺旋结构，即在一定的温度范围内，加热不会导致 DNA 变性。(2)R 型细菌转化成 S 型细菌的实质是 S 型细菌 DNA 与 R 型细菌 DNA 实现重组，表现出 S 型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。 (3)转化后形成的 S 型细菌的性状可以遗传下去，说明 S 型细菌的 DNA 是遗传物质。(4)转化的只是少部分 R 型细菌。由于转化受到 DNA 的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，所以并不是所有的 R 型细菌都转化成了 S型细菌。3肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验比较肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验设计思路
9、 设法将 DNA 与其他物质分开，单独研究它们各自不同的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 型细菌混合培养同位素标记法：分别用同位素35S、 32P 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 4.噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)用 35S 标记 T2 噬菌体，上清液中放射性很高的原因：蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中。(2)用 35S 标记 T2 噬菌体，沉淀物中有放射性的原因：搅拌不充分，有少量含
10、 35S 的 T2 噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。(3)用 32P 标记 T2 噬菌体，沉淀物中放射性很高的原因：DNA 进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中。(4)用 32P 标记 T2 噬菌体，上清液中含放射性的原因：保温时间过短，有一部分 T2 噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。保温时间过长，T 2 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。5 “二看法”判断子代噬菌体标记情况1(2017 浙江协作校联考)为证明蛋白质和 DNA 中究竟谁是遗传物质，某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵
11、染大肠杆菌的部分实验。下列有关分析错误的是( )A过程中与 32P 标记的噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌B若上清液中出现放射性，则不能证明 DNA 是遗传物质C离心前混合时间过长或过短都会导致上清液放射性升高D要达到实验目的，还需再设计一组用 35S 标记的噬菌体的实验，两组均为实验组B 过程中与 32P 标记 的噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌，A 项正确。上清液中出现放射性的原因可能是离心前混合 时间过长或过短，但仍能证明 DNA 是遗传物质，B 项错误 ，如果离心前混合 时间过长，子代噬菌体就会从细菌中释放出来；而侵染时间过短，有的噬菌体 DNA 没有进入细菌，都会导致上清液中
12、放射性升高，C 项正确。要达到实验目的， 还需再设计一组用 35S 标记的噬菌体的实验，两组均为实验组，互为对照，D 项正确。2(20163 月温州选考测试卷)在噬菌体侵染细菌的实验中，用不同放射性同位素标记的 T2 噬菌体分别侵染大肠杆菌，适当时间后对标记物质进行检测，放射性主要存在于沉淀物中的是( )A 3H 标记 B 32P 标记C 35S 标记 D 32P 和 35S 标记B 本题考生常由于对噬菌体组成的相关知识识记不牢和对侵染过程理解不透而误选 C。放射性主要存在于沉淀物中 ，表明标记 的是噬菌体的 DNA，而蛋白质未被标记，故可用 32P 标记。 3(2017 金华十校联考 )下列
13、有关肺炎双球菌的叙述，正确的是( )AS 型菌的菌落表面有荚膜BS 型菌和 R 型菌表现不同是细胞分化的结果C肺炎双球菌利用宿主细胞的核糖体合成蛋白质D注射到小鼠体内的肺炎双球菌能够引起免疫应答D S 型菌的细菌表面有多糖类形成的荚膜，具有毒性，R 型菌表面没有多糖类形成的荚膜，不具有毒性，A 项错误；S 型菌和 R 型菌为单细胞生物，没有细胞分化，S 型菌和 R 型菌表 现不同是基因突变的 结果，B 项错误；肺炎双球菌有细胞结构，具有核糖体，其能利用自身核糖体合成蛋白质，C 项错误；肺炎双球菌具有抗原特性，将其注射到小鼠体内后，会引起免疫应答，D 项正确。 4某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验
14、，进行了以下 4 个实验：S 型菌的 DNADNA 酶加入 R 型菌注射入小鼠体内R 型菌的 DNADNA 酶加入 S 型菌注射入小鼠体内R 型菌 DNA 酶高温加热后冷却加入 S 型菌的 DNA注射入小鼠体内S 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入 R 型菌的 DNA注射入小鼠体内以上 4 个实验中的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D 肺炎双球菌的遗传物质是 DNA，DNA 在 DNA 酶催化作用下分解，因此 S 型菌的 DNA 在 DNA 酶作用下分解而失去 转 化作用，加入 R 型菌，子代仍为 R
15、型菌 ，注射入小鼠体内，小鼠存活；R 型菌的 DNADNA 酶，加入 S 型菌注射入小鼠体内，小鼠体内有 S 型菌，小鼠患败血症而死。R 型菌DNA 酶，经高温加热后冷却，加入 S 型菌的 DNA 后注射入小鼠体内，小鼠体内无活细菌，因此小鼠存活；第组小鼠体内也无活细菌，小鼠存活。考点二| DNA 的分子结构和特点1DNA 分子的化学组成(1)基本组成元素：C 、H、O、N、P。(2)基本单位：磷酸；脱氧核糖；含氮碱基；脱氧核苷酸。2DNA 分子的结构(1)由两条脱氧核苷酸链组成，以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基本骨架。内侧：由氢键相连的碱基对组成。(
16、3)碱基配对规律：AT；CG(碱基互补配对原则)。 3DNA 分子的特点(1)多样性，n 个碱基对构成的 DNA 具有 4n种碱基对排列顺序。(2)特异性，如每个 DNA 分子都有特定的碱基对排列顺序等。(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。(201510 月浙江选考)下图表示某同学制作的 DNA 双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有( )A3 处 B5 处C7 处 D8 处B 图中有五处错误：五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；DNA 不含碱基 U，而是含碱基 T；腺嘌呤(A)应该与胸腺嘧啶 (T)配对；A 与 T 之间应该有2 个氢键；C 和 G
17、 之间应该有 3 个氢键。 1DNA 分子的组成与结构(1)DNA 的分子的组成(2)DNA 分子的结构分类 主链 碱基构成方式磷酸和脱氧核糖交替连接构成，两条主链呈反向平行，有规则地盘旋成双螺旋主链上对应碱基以氢键连接成对，碱基配对有一定的规律(A T，G C)，碱基平面之间平行排列位置 双螺旋结构外侧 双螺旋结构内侧动态变化 相对稳定 碱基比率和碱基序列可变模型图解2.双链 DNA 分子中碱基含量的计算根据碱基互补配对原则和卡伽夫法则，在双链 DNA 分子中各种碱基之间存在一定的数量关系，而且有一定的规律，可以归纳为以下三点：(1)嘌呤总数与嘧啶总数的规律：双链 DNA 中，由于 AT，G
18、C，则 AGTC，即嘌呤总数与嘧啶总数相等。(2)互补碱基之和规律：DNA 双链中，一条单链中(AT)/(G C)的值，与另一条互补链中(A T)/(GC) 的值是相等的，也与整个 DNA 分子中(AT)/(GC)的值是相等的。(3)非互补碱基之和规律：在 DNA 双链中一条单链(假定为链 1)中(A 1G 1)/(T1C 1)的值与另一条互补单链( 假定为链 2)中(A 2G 2)/(T2C 2)的值互为倒数关系。整个 DNA 分子中，非互补碱基之和的比值为 1，即(A G)/(TC)1。1(2016浙江宁波 3 月选考模拟)下列关于 DNA 结构的描述错误的是( )ADNA 两条链上的碱基
19、间以氢键相连BDNA 的两条链等长，但是反向平行CDNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内部是碱基C DNA 的两条链等长，但是反向平行，两条链上的碱基间以氢键相连，外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内部是碱基(对)，A、 B、D 正确；DNA 双螺旋结构中嘧啶数等于 嘌呤数，C 错误 。2(2017 宁波九校联考 )右图表示 DNA 分子结构的片段，下列有关叙述正确的是( )A双螺旋结构使 DNA 分子具有较强的特异性BDNA 单链上相邻碱基之间以氢键连接 C 结构的排列顺序代表了一定的遗传信息D中的两个碱基通过两条氢键相连C 双螺
20、旋 结构使 DNA 分子具有较强的稳定性，A 项错误；DNA 单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连，B 项错误；DNA 中脱氧核苷酸的排列顺序代表了一定的遗传信息，C 项正确；中的两个碱基为鸟嘌呤和胞嘧啶，通过三条氢键相连，D 项错误 。3(2017浙江金温台高二 3 月联考)不同的基因携带不同的遗传信息的原因不包括( )A(AT)/(GC)的值不同B磷酸和核糖排列顺序不同C碱基对的排列顺序不同D脱氧核苷酸的排列顺序不同B DNA 分子中 AT，CG，不同的基因中(AT)/(G C)的值不同；不同基因的磷酸和脱氧核糖的排列顺序相同，都是磷酸和脱氧核糖交替排列，构成了DNA 分子的基本
21、骨架；不同的基因中碱基对的排列 顺序不同；不同的脱氧核苷酸的排列顺序代表的遗传信息不同，B 符合题意。 4(2016 宁波九校联考 )某双链 DNA 分子片段中，胞嘧啶有 240 个，占全部碱基的 30%。则在这个片段中，腺嘌呤有( )A240 个 B480 个C800 个 D160 个D 双 链 DNA 分子片段中，胞嘧啶有 240 个，占全部碱基的 30%，胞嘧啶与腺嘌呤之和占 DNA 全部碱基的 50%，可知腺嘌 呤有 160 个。 5已知某双链 DNA 片段的一条链上，A 与 T 分别占该链碱基总数的m、n，则此 DNA 片段中 G 所占比例为 ( )A1mn B(1mn)/2C(mn)/2 D无法确定B 由 A 与 T 分别占该链碱基总数的 m、n，可知 该双链 DNA 片段中 AT 所占比例为 mn，则 GC 占 DNA 片段的比例是 1 mn，所以此 DNA 片段中 G所占比例为(1mn)/2 ，故选 B 项。
