浙江高考一轮 必修2 第7章 第17讲 核酸是遗传物质的证据DNA的分子结构和特点.docx

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浙江高考一轮必修2第7章第17讲核酸是遗传物质的证据DNA的分子结构和特点

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

7.核酸是遗传物质的证据

（1）噬菌体侵染细菌的实验

b

b

（2）肺炎双球菌转化实验

b

b

（3）烟草花叶病毒的感染和重建实验

a

a

8．DNA的分子结构和特点

（1）核酸分子的组成

a

a

（2）DNA分子的结构和特点

b

b

（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

2．肺炎双球菌的转化实验

（1）格里菲思的活体细菌转化实验

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

②实验过程及结果：

③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

①实验材料：

S型和R型细菌、培养基。

②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

③实验过程及结果：

④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。

①噬菌体的结构

②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

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）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

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来遗传的。

（5）结论：

DNA是遗传物质。

4．RNA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

①实验过程及现象：

②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

①实验过程及结果：

②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．（2016·10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（　　）

A．RNA是转化因子　　　B．荚膜多糖具有生物活性

C．DNA是转化因子D．DNA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．（2015·10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35S

C．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32P

D．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

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

①证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质

②说明DNA能控制蛋白质的合成

③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：

①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。

②保温时间过长，T2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染大肠杆菌的部分实验。

下列有关分析错误的是（　　）

A．①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　[①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．（2016·3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）下列有关肺炎双球菌的叙述，正确的是（　　）

A．S型菌的菌落表面有荚膜

B．S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，进行了以下4个实验：

①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠体内

②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠体内

③R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

④S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型菌，注射入小鼠体内，小鼠存活；R型菌的DNA＋DNA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④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

1．DNA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。

2．DNA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。

（3）碱基配对规律：

A＝T；C≡G（碱基互补配对原则）。

3．DNA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。

　（2015·10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（　　）

A．3处　　B．5处

C．7处D．8处

B　[图中有五处错误：

①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA不含碱基U，而是含碱基T；③腺嘌呤（A）应该与胸腺嘧啶（T）配对；④A与T之间应该有2个氢键；⑤C和G之间应该有3个氢键。

]

1．DNA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