高考生物一轮复习 第06单元 遗传的分子基础课件 新人教版.ppt

第一课时dna是主要的遗传物质 一 肺炎双球菌的转化实验 1 肺炎双球菌 2 转化实验 二 噬菌体侵染细菌的实验 1 实验材料 t2噬菌体 大肠杆菌 2 实验方法 放射性同位素标记法 也叫示踪法 3 实验过程 用s或32p分别标记t2噬菌体 用未标记的大肠杆菌培养标记的t2噬菌体 搅拌 离心 放射性检测 4 实验结果 用35s标记的噬菌体侵染细菌 离心沉淀物中无放射性 用32p标记的噬菌体侵染细菌 离心沉淀物中有放射性 5 实验结论 子代噬菌体的各种性状 是通过亲代的dna遗传的 dna是遗传物质 三 dna是主要的遗传物质 1 实验材料 烟草花叶病毒 烟草 2 实验过程 3 实验结论 在无dna情况下 如rna病毒 rna是遗传物质 因为绝大多数生物的遗传物质是dna 只有少数病毒的遗传物质是rna 所以说dna是主要的遗传物质 需特别关注的1个易失分点 认知纠偏 1 噬菌体是一种专门寄生于细菌体内的病毒 没有细胞结构 不能用培养液来培养 而只能用活细胞来培养 增殖过程中合成的蛋白质外壳和dna所需要的物质来源于宿主细胞 物质的合成需要借助宿主细胞的细胞器 酶和atp等 2 为了区分dna和蛋白质 用35s和32p标记噬菌体时必须分两组分别标记 不能同时对噬菌体既标记35s又标记32p 同时也不能标记c h o n这些dna和蛋白质中共有的化学元素 设误角度 高考命题常从以下角度设置陷阱 1 把噬菌体与细菌混淆分析问题 2 病毒的遗传物质是dna或者rna 并能指导蛋白质合成 烟草花叶病毒 tmv 和车前草病毒 hrv 都能感染烟草叶 但病斑不同 将tmv型病毒的蛋白质与hrv型病毒的rna结合在一起 组成一个组合型病毒 用组合病毒去感染烟草叶并从受感染的叶片中分离出子代病毒 下列说法正确的是 a 组合型病毒在感染烟草叶时 利用hrv的核糖体将烟草叶片细胞中的氨基酸合成蛋白质外壳 b 从感染的叶片中分离出来的子代病毒含有tmv型病毒的蛋白质外壳和hrv型病毒的rna c 本实验证明了rna是遗传物质 d 组合型病毒感染的叶片所产生的病斑呈现出tmv型和hrv型两种病斑 解析病毒属于非细胞结构生物 在hrv内没有核糖体 在合成hrv蛋白质外壳时 利用的是烟草叶片细胞中的核糖体和氨基酸 用组合型病毒感染烟草叶片 分离出来的子代病毒应该是完整的hrv病毒 并且叶片只有hrv型病毒的病斑 故a b d错误 答案c 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 s型菌的dna dna酶 加入r型菌 注射入小鼠 r型菌的dna dna酶 加入s型菌 注射入小鼠 r型菌 dna酶 高温加热后冷却 加入s型菌的dna 注射入小鼠 s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 解析s型菌是有毒性的 但若将其dna在dna酶的作用下水解掉 则s型菌的dna水解产物不能使rna菌发生 转化 故实验 中小鼠存活 实验 中不管是否用dna酶将r型菌的dna水解 因后来又加入了有毒的s型菌 故小鼠都会死亡 中加入dna酶后用高温加热后冷却 dna酶变性失活 r型细菌死亡 故再加入s型菌的dna也不能使r型菌发生转化 所以小鼠存活 中加入dna酶后用高温加热后冷却 dna酶变性失活 s型细菌死亡 再加入r型菌的dna而不是活的r型菌 故也不能使小鼠死亡 答案d 2 赫尔希与蔡斯用32p标记的t2噬菌体与无标记的细菌培养液混合 保温一段时间后经过搅拌 离心得到了上清液和沉淀物 与此有关的叙述正确的是 a 保温 侵染 时间过长或过短都会导致上清液带有放射性 b 32p标记的t2噬菌体的dna在细菌体内复制时 需要的酶是由噬菌体携带到细菌体内的 c 在此实验中最后获得的子代噬菌体大部分含有放射性 d 离心时间过长或搅拌不充分是上清液带有放射性的重要原因之一 解析保温时间过长 大肠杆菌裂解 释放出噬菌体 经搅拌 离心后会进入上清液 保温时间过短 一部分噬菌体没有侵入大肠杆菌中 a正确 噬菌体与细菌是寄生关系 噬菌体dna在细菌体内复制时 需要的原料 酶和能量都来源于细菌 b错误 由于含有放射性的dna进入细菌体内复制 所以沉淀物中应该有放射性 但只有少部分 因为dna是半保留复制 c错误 若搅拌不 充分 蛋白质外壳均附着在大肠杆菌上进入沉淀 则上清液无放射性 d错误 答案a 3 下列不能作为dna是主要遗传物质的理由的一项是 a 现代细胞学说的研究已经提供了dna是主要遗传物质的有力证据 b 通过反复细致的化学分析已经得知 细胞内dna大部分存在于染色体上 c 现代遗传学的研究已经提供了dna是主要遗传物质的充分证据 d 已有充分的科学研究资料证明 绝大多数生物的遗传物质是dna 解析由于对dna是主要遗传物质在生物学中属于哪一分支学科不清楚而误选a项 另外 受思维定式的影响 没有分析出b项的错误原因 细胞内的dna大部分存在于染色体上 只能说明染色体是dna的主要载体 而不能说明dna是主要的遗传物质 现代遗传学和生物科 学的研究都能证明dna是主要的遗传物质 故选b 答案b 4 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型活菌和加热杀死后的s型菌分别对小白鼠进行注射 并形成对照 b 用杀死的s型菌与无毒的r型菌混合后注射到小鼠体内 测定小鼠体液中抗体含量 c 从死亡小鼠体内分离获得了s型菌 d 将s型菌的各种物质分离并分别加入各培养基中 培养r型菌 观察是否发生转化 解析 肺炎双球菌的转化实验 包括格里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化实验 1 格里菲思的体内转化实验证明 在加热杀死的s型细菌中 含有某种 转化因子 可以将r型细菌转化成s型细菌 2 艾弗里的体外转化实验 将s型细菌的各种物质分离 提纯并分别加入各培养基中培养r型菌 观察各物质的作用 进而证明dna是遗传物质 而蛋白质不是遗传物质 答案d 5 噬菌体侵染细菌的实验所能证实的dna的特点是 分子结构具有相对的稳定性 能够控制蛋白质的合成 从而控制新陈代谢过程和性状 能够自我复制 使前后代保持一定的连续性 能够产生可遗传的变异 a b c d 解析此实验产生的子代噬菌体与亲代噬菌体相似 无可遗传变异产生 同时也证明dna分子结构具有相对的稳定性 因亲代噬菌体的dna进入细菌体内 蛋白质外壳留在外面 所以完成dna复制 指导子代噬菌体蛋白质外壳的形成等过程都是亲代噬菌体dna分子的作用 故本题答案选a 答案a 考查频率 5年13考 考向透析 本考点主要是以教材中肺炎双球菌转化实验为载体 以考查实验过程 实验结果和实验结论为主 并考查考生的理解和分析能力 题型以选择题为主 考查角度1 肺炎双球菌的转化实验 真题1 2011年广东高考 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 a 不能证明s型菌的蛋白质不是转化因子 b 说明s型菌的荚膜多糖有酶活性 c 和 说明s型菌的dna是转化因子 d 说明dna是主要的遗传物质 解析第 组实验证明了蛋白质不是转化因子 第 组实验证明了荚膜多糖不是转化因子 第 组和第 组实验证明了起转化作用的是dna 此实验仅能证明在r型细菌向s型细菌转化过程中dna起关键作用 而并不能证明dna是主要的遗传物质 答案c 考查角度2 噬菌体侵染细菌的实验 真题2 2013年海南高考 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 解析本题考查了学生对t2噬菌体 病毒 的有关知识的了解情况 属于识记类型的试题 t2噬菌体由核酸和蛋白质组成 其中核酸只包括一种 即dna或者rna 核 酸中含有c h o n p五种元素 而蛋白质主要含有c h o n s五种元素 a c错 t2噬菌体是专门寄生于大肠杆菌体内的一种病毒 b错 t2噬菌体增殖所需要的物质 能量和细胞器均由寄主细胞提供 病毒只提供模板dna 答案d 真题3 2011年江苏高考 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 解析噬菌体是病毒 不能离开活细胞独立进行生命活动 因而不能利用培养基直接培养 分别用35s和32p对 噬菌体的蛋白质和dna进行标记 再用噬菌体侵染细菌 若噬菌体侵染细菌的时间太长 会导致试管上清液中出现32p 用35s标记噬菌体的侵染实验中 沉淀物中含35s是由于搅拌不充分 蛋白质外壳进入沉淀物中 32p标记的噬菌体侵染细菌实验证明了dna是遗传物质 35s标记的噬菌体侵染实验不能说明蛋白质不是遗传物质 因为蛋白质外壳留在外面 其作用不能得到证明 答案c 考查角度3 dna是主要的遗传物质 真题4 2009年江苏高考 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 见下表 中 不可能出现的结果是 a 实验 b 实验 c 实验 d 实验 解析本题考查的是同学们对dna是主要的遗传物质这一概念的理解和病毒遗传物质的特点 对于烟草花叶病毒而言 其遗传物质是rna 而蛋白质不是遗传物质 因此在 中 组合病毒的遗传物质是b型的 因此病斑类型是b型 病斑中分离出的病毒类型也应是b型的 答案c 一 肺炎双球菌的转化实验 1 肺炎双球菌转化实验的设计遵循了对照原则 增强了结果的科学性和可信度 例如体内转化实验中 前三组都是对照组 第四组为实验组 体外转化实验中各组互为对照 2 实验证明 把dna溶液加热到沸点 可使其氢键断裂 双螺旋解开 但如将其缓慢冷却 分离的单链就可部分地得以重聚 恢复其双螺旋结构 3 艾弗里及其同事的体外转化实验中 s型菌的dna dna酶与r型活细菌混合培养 的实验证实dna的水解产物不是 转化因子 其目的是从反面证实dna是遗传物质 4 艾弗里及其同事的体外转化实验还可证明 蛋白质 多糖 rna 脂质 dna水解产物等不是遗传物质 dna能引起可遗传的变异 1 实验设计的基本思路是设法把dna和蛋白质分开 单独观察它们的作用 2 加热杀死的s型细菌 其蛋白质变性失活 但dna在加 特别提醒 热过程中 双螺旋解开 氢键被打断 但缓慢冷却时 其结构可恢复 3 转化的实质是s型细菌的dna片段整合到了r型细菌的dna中 即实验了基因重组 4 体内 体外转化实验都遵循了单一变量原则和对照原则 典例1证明dna是遗传物质的第一个实验证据是 肺炎双球菌的转化实验 肺炎双球菌有两种类型 无荚膜r型细菌不能使小鼠发病 有荚膜s型细菌使小 鼠得肺炎而死亡 下列叙述不能证明dna是遗传物质的一项是 a 用s型细菌给小鼠注射 小鼠死亡 用r型细菌给小鼠注射 小鼠不死亡 b 用s型细菌dna与活r型细菌混合注射 小鼠死亡 c 加热杀死s型细菌与活r型细菌混合注射到小鼠体内 小鼠死亡 d 用dna酶处理s型细菌dna后与r型细菌混合注射到小鼠体内 小鼠不死亡 解析证明dna是遗传物质就要从细菌转化入手进行分析 只有r型菌转化成了s型菌才能直接或间接说明dna是遗传物质 s型菌与r型菌注射实验结果只能说明二者的致病性 不存在转化 故a不能说明dna是遗传物质 b选项小鼠死亡说明小鼠体内存在s型菌 它是由r型菌转化产生的 故b能说明dna是遗传物质 c选项小鼠死亡同样说明小鼠体内存在s型菌 也是由于加入了杀死的s型菌造成的 可以间接说明dna是遗传物质 d选项和b选项对比 也可以说明dna在转化过程中所起的作用 答案a 二 噬菌体侵染细菌的实验 1 噬菌体侵染细菌实验说明 dna能自我复制 使前后代保持一定的连续性 dna能够控制蛋白质的生物合成 2 噬菌体侵染细菌后 合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料 氨基酸全部来自细菌 而组成子代噬菌体的dna既有来自侵入细菌的亲代噬菌体 起模板作用 的 也有利用细菌体内的原料 脱氧核苷酸新合成的 3 上清液和沉淀物放射性分析 1 用32p标记的噬菌体侵染大肠杆菌 上清液中含放射性的原因 保温时间过短 有一部分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 噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离 这一段保温时间过长 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 2 用35s标记的噬菌体侵染大肠杆菌 沉淀物中有放射性的原因 由于搅拌不充分 有少量含35s的噬菌体吸附在细菌表面 随细菌离心到沉淀物中 4 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 5 实验过程中排除干扰因素的常用方法 1 将各种物质分开来分别实验 2 用同位素进行示踪 如在噬菌体侵染细菌的实验中用32p和35s分别标记dna和蛋白质 3 利用酶的专一性除去某些干扰物质 如在肺炎双球菌的转化实验中选用dna酶降解dna作对照实验 特别提醒注意标记对象是噬菌体还是细菌 标记对象不同对应结果不同 具体见下表 典例2有人试图通过实验来了解h5n1禽流感病毒侵入家禽体细胞的一些过程 设计实验如图 一段时间后 检测子代h5n1病毒的放射性及s p元素 下表对结果的预测中 最可能发生的是 解析由实验设计图可知 最终是用32p标记的病毒去侵染含有35s的细胞 由于在合成子代病毒蛋白质外壳和rna时需要细胞提供原料 故子代病毒所有的蛋白质外壳都含有35s 而新合成的rna是没有标记的 即为31p 由于原来亲本的病毒中存在32p 故有少数32p 多数31p 答案d 三 dna是主要的遗传物质 1 rna是遗传物质的证据 烟草花叶病毒 tmv 对烟草的感染与重建 烟草花叶病毒 简称tmv 其基本成分是蛋白质和rna 体内无dna 为查明其遗传物质 1957年格勒和施拉姆进行了如下实验 1 实验一 2 实验二 结论 烟草花叶病毒的遗传物质是rna 2 生物体内遗传物质的判别 1 dna和rna共同存在时 dna是遗传物质 rna是dna转录产生的 它不是遗传物质 只有在少数没有dna存在的病毒中 rna才起遗传物质的作用 2 一切有细胞结构的生物 遗传物质都是dna 3 生物的遗传物质是核酸 dna和rna dna是主要的遗传物质 是针对整个生物界而言 1 在生长和繁殖的过程中 能够精确地复制自己 使前后代具有一定的连续性 特别提醒 作为遗传物质必须具备的4个条件 2 能够指导蛋白质的合成 从而控制生物的性状和新陈代谢的过程 3 具有储存大量遗传信息的潜在能力 4 结构比较稳定 但在特殊情况下又能发生改变 而且突变以后还能继续复制 并遗传给后代 典例3烟草花叶病毒 tmv 和车前草病毒 hrv 都能感染烟叶 但二者致病病斑不同 如图所示 下列说法中不正确的是 a a过程表示用tmv蛋白质外壳感染烟叶 结果说明tmv的蛋白质外壳没有侵染作用 b b过程表示用hrv的rna单独接种烟叶 结果说 明其有侵染作用 c c d过程表示用tmv外壳和hrv的rna合成的 杂种病毒 接种烟叶 结果说明该 杂种病毒 有侵染作用 表现病症为感染hrv症状 并能从中分离出hrv d 该实验证明只有hrv的rna是遗传物质 蛋白质外壳和tmv的rna不是遗传物质 解析由于该实验中并没有用tmv的rna侵染烟草叶片 因此没有证明tmv的rna不是遗传物质 答案d 一 选择题 本题共8小题 每小题6分 共48分 1 在肺炎双球菌感染小鼠的实验中 下列实验结果不正确的是 a 注射r型活细菌后 小鼠不死亡 b 注射s型活细菌后 小鼠死亡 从小鼠体内能分离出活的s型细菌 c 注射r型活细菌及热处理的s型细菌后 小鼠死亡 从小鼠体内只能分离出活的s型细菌 d 注射s型活细菌及热处理的r型细菌后 小鼠死亡 从小鼠体内能分离出活的s型细菌 解析该题对肺炎双球菌转化实验进行了深化 不仅考查实验结果 还考查了转化的实质 注射r型活细菌及热处理的s型活细菌后 s型细菌的dna作为 转化因子 将少数无毒的r型细菌转化为有毒的s型细菌 使小鼠死亡 但多数的r型菌并没有被转化 所以小鼠内能分离出r型和s型两种细菌 答案c 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 解析噬菌体不能在普通培养基上生长 必须在细菌体内才能进行繁殖 因此必须使用无标记的噬菌体去感染被35s标记的细菌 才能得到含35s的噬菌体 在噬菌体侵染细菌的实验中 噬菌体的蛋白质没有参与新噬菌体的繁 殖过程 因此既不能证明蛋白质是遗传物质 也不能证明其不是遗传物质 答案b 3 用32p和35s分别标记的噬菌体侵染细菌 经短时间保温后 用搅拌机搅拌 然后离心得到上清液和沉淀物 检测上清液中32p和35s的放射性以及被侵染细菌的存活率 得到如下图所示的实验结果 下列说法不正确的是 a 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 b 搅拌时间小于1min时 沉淀物中的放射性降低 c 在实验过程中若细菌没有裂解 则没有子代噬菌体释放出来 d 若被侵染细菌的存活率下降 细胞外32p放射性会明显增高 解析噬菌体是吸附在细菌表面的 搅拌可以使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 搅拌时间小于1min时 吸附在细菌上的噬菌体与细菌没有完全分离 一部分噬菌体就随细菌留在了沉淀物中 所以沉淀物中的放射性增高 子代噬菌体只有在细菌裂解后才会释放出来 若被 侵染细菌的存活率下降 dna释放出来 细胞外32p放射性会明显增高 答案b 4 下图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验 该实验表明这种病原体 a 寄生于细胞内 通过rna遗传 b 可单独生存 通过蛋白质遗传 c 寄生于细胞内 通过蛋白质遗传 d 可单独生存 通过rna遗传 解析由图分析知 这种病原体是rna病毒 其遗传物质为rna 病毒均营寄生生活 不能单独生活 答案a 5 在噬菌体侵染细菌实验中 如果细菌体内的dna和蛋白质分别含有31p和32s 噬菌体中的dna和蛋白质分别 含有32p和35s 噬菌体dna在细菌体内复制了三次 那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32p的噬菌体和含有35s的噬菌体分别占子代噬菌体总数的 a 1 4 1b 3 4 0c 1 4 0d 3 4 1 解析噬菌体侵染细菌时 蛋白质外壳没有进入细菌体内 只有其dna注入细菌 并作为模板合成子代dna 并指导蛋白质合成 新的噬菌体的蛋白质是以细菌的氨基酸为原料重新合成的 因此所有新的噬菌体中都不含 35s 假如一个含有32p的噬菌体在细菌体内利用31p复制了三次 在复制后的8个噬菌体中 只有2个含有32p 占所有噬菌体的1 4 答案c 6 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中的 7 赫尔希通过t2噬菌体侵染细菌的实验证明dna是遗传物质 实验主要包括4个步骤 解析s型细菌的dna会使r型细菌发生转化变为s型细菌 故s型细菌从无到有 d错误 由于小鼠死亡 导致最终s型细菌和r型细菌的含量趋于稳定 a c错误 本题选b 答案b 实验步骤的正确顺序为 a b c d 解析实验过程是用35s和32p分别标记噬菌体 然后与细菌混合培养 再离心分离 进行放射性检测 答案c 8 用噬菌体侵染被3h标记的细菌 待细菌解体后 3h 将35s和32p标记的噬菌体分别与细菌混合培养 用35s和32p分别标记噬菌体 放射性检测 离心分离 a 随细菌解体而消失 b 发现于噬菌体的外壳及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 解析噬菌体的外壳及dna中都含有h 子代噬菌体合成dna和蛋白质外壳都利用了细菌体内含有3h的脱氧核苷酸及氨基酸 答案b 二 非选择题 本题共4小题 共52分 9 12分 r型肺炎双球菌存在控制荚膜不能形成的基因 s型肺炎双球菌存在控制荚膜合成的基因 将加热杀死的s型菌与r型活菌混合后 注入小鼠体内 发生了r型菌向s型菌的转化 并非任意两株r型菌与s型菌之间的接触都可发生转化 据研究 凡能发生转化的 其r型菌必须处于感受态 所谓感受态是指受体菌最易接受外源dna片段 并能实现转化的一种生理状态 处于感受态细菌的细胞内发生一系列的变化 首先分 泌感受态因子 该因子与细胞表面受体相互作用 诱导产生一些感受态特异蛋白 其中包括膜相关dna结合蛋白 细胞壁自溶素和几种核酸酶 请回答下列问题 1 步骤是将s型菌加热杀死 2 s型菌的dna双链片段与a细胞膜表面的相关dna结合蛋白结合 其中一条链在酶的作用下水解 另一条链与感受态特异蛋白结合进入r型菌细胞内 3 完成步骤 需要酶和酶 实现了 4 c细胞经dna复制和细胞分裂后 产生大量的 型菌导致小鼠患败血症死亡 这说明得到了表达 5 肺炎双球菌的转化实验说明了 通过dna可以实现细菌间的转移 6 后来科学家在不同物种之间的相关实验 说明生物界基因表达基本机制是相同的 一种生物的基因表达系统能够识别另一种生物所携带的遗传信息 并可在适当条件下加以表达 性状的表达需经过和的过程 解析由图可看出经过 处理后得到了双链dna分子 故 是将s型细菌杀死的过程 s型细菌的dna分子与r型细菌的感受态特异蛋白结合后进入r型细菌 水解dna的是核酸酶 不同的dna连接可以实现基因重组 在这个过程中需要用到限制性内切酶和dna连接酶 导致小鼠患败血症的是s型细菌 基因经过转录和翻译来控制生物性状 答案 1 2 核酸 3 限制性内切dna连接基因重组 4 s重组的s型基因 或dna 或重组的控 制荚膜合成的基因 5 性状 6 基因的 转录翻译 10 14分 某科学家做 噬菌体侵染细菌实验 时 用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质 如下表所示 产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状 大小完全一样 1 子代噬菌体的dna应含有表中的和元素 各占个和个 2 子代噬菌体中 只含32p的有个 只含31p的有个 同时含有32p 31p的有个 3 子代噬菌体的蛋白质分子中都没有元素 由此说明 子代噬菌体蛋白质都含有元素 这是因为 解析由于细菌细胞中核酸含31p 而噬菌体核酸中含32p 细菌氨基酸含35s 噬菌体蛋白质含32s 噬菌体侵染细 菌时 其蛋白质外壳留在外面 只有dna侵入 合成子代噬菌体所需的原料均来自寄主细胞 因此 每个噬菌体侵染细菌所形成的子代噬菌体的dna中 只有2个含亲代噬菌体的dna模板链 其余均为31p 而蛋白质外壳全是由细菌提供的原料构建的 即全是35s 答案 1 31p32pn2 或32p31p2n 2 0 n 22 3 32s噬菌体侵染细菌时 蛋白质没有进入细菌内35s子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌内35s标记的氨基酸为原料合成的 11 12分 研究发现少数病毒 如烟草花叶病毒 简称tmv 体内仅有蛋白质和rna两种化学成分 这类生物的性状 如tmv能感染正常的烟草叶片 使之出现相应的病斑 的遗传是受蛋白质还是rna控制 请设计实验探究tmv的遗传物质 实验原理 一 利用水 苯酚溶液可以将tmv分离 获得tmv的蛋白质和rna 二 三 实验材料 烟草花叶病毒 正常生长的烟草 苯酚 试管 玻璃棒等必需的实验仪器 主要实验步骤 利用水 苯酚溶液分离tmv 获得纯净的tmv的蛋白质和rna 分别用感染a b c三片叶 正常培养烟草植株 并注意观察相应叶片的表现症状 实验结果预测及结论 解析根据实验目的 探究tmv的遗传物质是蛋白质还是rna 及实验原理 一 可以确定本实验设计的主要思路是 首先将烟草花叶病毒进行分离 获得病毒蛋白质和rna 再分别探究它们是否在遗传中起作用 根据题干信息 烟草花叶病毒能感染正常的烟草叶片 使 之出现相应病斑 可以确定本实验的实验指标是 能否使正常烟草感染 出现相应病斑 同时作为遗传物质 还应能使生物性状如病毒的感染性 在传种接代中保持连续和稳定 根据上述分析 可确定实验中涉及的另两个原理分别为 烟草花叶病毒能使正常生长的烟草感染出现相应病斑 遗传物质能使生物性状保持相对稳定 答案 二 tmv能感染正常烟草使之出现相应的病斑 三 遗传物质能使生物性状保持相对稳定主要实验 步骤 取正常生长的烟草植株 选取生长状态基本相同的三片叶片 编号为a b c 完整的tmv tmv的蛋白质 tmv的rna实验结果预测及结论 a b叶出现病斑 c叶正常 并且用b叶病斑组织感染正常的烟草叶片 仍出现相同病斑 说明 tmv中蛋白质是遗传物质 a c叶出现病斑 b叶正常 并且用c叶病斑组织感染正常的烟草叶片 仍出现相同病斑 说明 tmv中rna是遗传物质 12 14分 请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营 养成分的培养基 分别含32p标记的核苷酸和35s标记的氨基酸 大肠杆菌菌液 t2噬菌体进行实验 证明dna是遗传物质 实验过程 步骤一 分别取等量含32p标记核苷酸和含35s标记氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中 并编号为甲 乙 步骤二 在两个培养皿中接入 在适宜条件下培养一段时间 步骤三 放入 培养一段时间 分别获得和的噬菌体 步骤四 用上述噬菌体分别侵染的大肠杆菌 经短时间保温后 用搅拌器搅拌 放入离心管内离心 步骤五 检测放射性同位素存在的主要位置 预测实验结果 1 在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌 搅拌 离心后结果如图 2 在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌 搅拌 离心后结果如图 解析宿主细菌培养在分别含有35s和32p的培养基中 宿主细菌在生长过程中 合成的蛋白质含有35s 合成的dna含有32p 用t2噬菌体分别去侵染被35s和32p标记的细菌 噬菌体利用细菌的物质合成自身成分 产生子代噬菌体 这些子代噬菌体分别含有35s标记的蛋白质外壳或含有32p标记的dna 用标记的t2噬菌体侵染未被 标记的大肠杆菌 检测是dna还是蛋白质侵入细菌 甲用放射性元素32p标记一部分噬菌体的dna 用被标记的t2噬菌体去侵染细菌 使噬菌体在细菌体内大量增殖 对被标记物质进行测试 由于噬菌体的dna进入了细菌内部 故上清液 蛋白质和噬菌体 放射性低 沉淀物 细菌 放射性高 乙用放射性元素35s标记另一部分噬菌体的蛋白质外壳 用被标记的t2噬菌体去侵染细菌 使噬菌体在细菌体内大量增殖 对被标记物质进行测试 由于噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部 而是留在细菌外部 故上清液 蛋白质和噬菌体 放射性高 沉 淀物 细菌 放射性低 答案实验过程 等量的大肠杆菌菌液t2噬菌体32p标记35s标记未被标记预测实验结果 1 b 2 a 一 dna分子的结构 1 模型的构建者 沃森和克里克 2 化学组成 3 空间结构 4 结构特性 二 dna分子的复制 1 对dna分子复制的推测 沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说 2 概念 以亲代dna分子为模板 按 碱基互补配对原则 合成子代dna分子的过程 3 过程 解旋 以母链为模板合成互补的子链 延伸子链 母链 子链盘绕成双螺旋结构 4 发生时期 有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期 随染色体复制而完成 5 所需条件 6 特点 7 精确复制的原因 8 意义 三 基因 1 概念的理解 2 基因的功能 需特别关注的1个易失分点 认知纠偏 1 半保留复制是指子代dna分子中的一条链来自亲代dna 另一条链是新合成的 2 经过半保留复制 子代的两个dna分子与亲代dna分子具有相同的碱基序列 3 真核生物染色体复制时伴随dna的复制 其复制方式依然为半保留复制 复制后的两个子代dna分子位于一条染色体上的两个姐妹染色单体中 设误角度 高考命题常从以下角度设置陷阱 将dna半保留复制模式偷换为全保留复制 科学家以大肠杆菌为实验对象 运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了dna复制方式的探索实验 实验内容及结果见下表 下列说法错误的是 a 通过第3组和第1 2组的结果进行比较 说明dna分子的复制方式为半保留复制 b 若第3组的离心结果是 轻 和 重 两条密度带 则说明dna分子复制方式不是半保留复制 c 若在相同条件下将子 代继续培养 将子n代dna离心的结果依然是 轻 和 中 两条带 d 若在相同条件下将子 代继续培养 子n代dna中含有15n和含有14n的dna分子比例为1 2n 1 1 解析本试题考查考生对半保留复制方式的理解能力和分析能力 子代dna分子组成通过第3组实验结果与第1 2组结果进行比较 可以看出子一代dna分子的 离心结果为中带 表示不是14n 14n 也不是15n 15n 而是15n 14n 故dna分子复制过程中保留了亲代的一条链 即半保留复制 a正确 相反 如果第3组的实验结果为 轻 和 重 两条密度带的话 就说明亲代的dna分子完全保留了下来 并且新合成了一条完整的dna分子 那么这时的dna分子复制方式应该就是全保留复制 b正确 按照半保留复制方式推测子n代的dna分子只有两种形式 14n 14n和15n 14n 离心结果就应该是 轻 和 中 两条带 c正确 子n代的dna分子总数应该为2n 其中有2条为15n 14n 有 2n 2 条为14n 14n 故 含有15n和含有14n的dna分子比例为2 2n 故d错误 答案d 1 下图是某dna分子的片段 下列是对该图中几种键的叙述 不正确的是 a 若要打断5 在细胞内用解旋酶 在细胞外可用高温处理 b dna聚合酶可以连接2与3之间的化学键 c 限制性核酸内切酶可切断4处的化学键 d dna连接酶可连接4处断裂的化学键 解析5是氢键 在细胞内解旋酶的作用下可断裂 在细胞外直接用高温处理即可 故a正确 dna聚合酶作用的是磷酸二酯键 应是4处的化学键 故b错误 限制性核酸内切酶作用的是磷酸二酯键 应是4处的化学键 故c 正确 dna连接酶作用的也是磷酸二酯键 故d正确 答案b 2 已知病毒的核酸有双链dna 单链dna 双链rna 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 解析c d两选项中 分析蛋白质的氨基酸组成 与题意 确定其核酸属于上述哪一种类型 无关 分析碱基类型和分析核糖类型均是区分是dna还是rna的 不能区分是单链还是双链 故a对 答案a 3 下图为细胞内某基因 15n标记 结构示意图 a占全部碱基的20 下列说法错误的是 a 该基因中不可能含有s元素 b 该基因的碱基 c g a t 为3 2 c 限制性核酸内切酶作用于 部位 dna解旋酶作用于 部位 d 将该基因置于14n培养液中复制3次后 含15n的脱氧核苷酸链占1 4 解析基因是有遗传效应的dna片段 其元素只含c h o n p 不可能含有s元素 在双链dna分子中 a等于t也占全部碱基的20 由于a t g c 100 c g 得出c和g各占全部碱基30 所以该基因的碱基 c g a t 为3 2 限制性核酸内切酶作用于磷酸二酯键dna解旋酶作用于氢键 该基因复制3次共产生8个dna 16条脱氧核苷酸链 有两条母链含15n 所以含15n的脱氧核苷酸链占1 8 选项d错误 答案d 4 根据dna分子结构模式图回答下列问题 1 写出下列结构的名称 表示的是 2 分析这种结构的主要特点 构成dna分子的两条链按反向平行盘旋成双螺旋结构 其基本骨架由构成 dna分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 并且遵循原则 解析 1 dna分子遵循碱基互补配对原则 即a与t配对 g与c配对 表示胸腺嘧啶 表示鸟嘌呤 合称鸟嘌呤脱氧核苷酸 2 dna分子结构的特点有 由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构 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 碱基配对有一定规律 a t g c 碱基互补配对原则 答案 1 胸腺嘧啶鸟嘌呤脱氧核苷酸 2 磷酸和脱氧核糖交替连接碱基互补配对 考查频率 5年3考 考向透析 以dna分子结构的特点为载体 考查dna分子的骨架和碱基互补配对 以及由碱基互补配对延伸的相关计算 以选择题为主 考查角度1 dna分子的结构特点 真题1 2009年广东高考 多选 有关dna分子结构的叙述 正确的是 a dna分子由4种脱氧核苷酸组成 b dna单链上相邻碱基以氢键连接 c 碱基与磷酸基相连接 d 磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna链的基本骨架 解析dna分子由4种脱氧核苷酸 即腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 组成 磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna链的基本骨架 碱基排列在内侧 两条链的碱基通过氢键链接 同一条链上相邻的碱基则是通过脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖连接在一起的 故选a d 答案ad 真题2 2013年广东高考 1953年watson和crick构建了dna双螺旋结构模型 其重要意义在于 证明dna是主要的遗传物质 确定dna是 染色体的组成成分 发现dna如何储存遗传信息 为dna复制机制的阐明奠定基础 a b c d 解析watson和crick构建的dna双螺旋结构模型对于发现dna如何储存遗传信息 如何复制有重要意义 答案d 考查角度2 碱基互补配对 真题3 2012年福建高考 双脱氧核苷酸常用于dna测 序 其结构与脱氧核苷酸相似 能参与dna的合成 且遵循碱基互补配对原则 dna合成时 在dna聚合酶作用下 若连接上的是双脱氧核苷酸 子链延伸终止 若连接上的是脱氧核苷酸 子链延伸继续 在人工合成体系中 有适量的序列为gtacatacatg的单链模板 胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸 则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有 a 2种b 3种c 4种d 5种 解析考查dna复制和获取信息的能力 胸腺嘧啶双脱 氧核苷酸能够与模板链中的a配对 单链模板中共有4个碱基a 合成子链过程中 如果第一个碱基a与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对 则子链合成终止 获得一条子链 如果第一个碱基a与胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对 则子链继续合成 直到第2个碱基a与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对时终止 依此类推 总共能合成长度不同的5条子链 答案d 考查频率 5年5考 考向透析 以半保留复制模型为载体 通过设置问题情境考查半保留复制的过程 条件 重点考查考生分析问题和解决问题的能力 考查角度1 dna分子复制过程 真题4 2009年江苏高考 下图为真核生物染色体上dna分子复制过程示意图 有关叙述错误的是 a 图中dna分子复制是从多个起点同时开始的 b 图中dna分子复制是边解旋边双向复制的 c 真核生物dna分子复制过程需要解旋酶 d 真核生物的这种复制方式提高了复制速率 解析本试题考查考生对图表的分析能力 根据dna分子复制过程示意图可以得知 dna分子复制为多起点复制 并且是双向复制 但由于复制形成的环大小不同 故复制并非同时进行的 故a错误 b正确 dna分子复制过程中需要解旋酶解开dna分子的双螺旋结构 c正确 这种复制方式明显要比一个复制起点的复制速率要快 故可以提高复制效率 d正确 答案a 考查角度2 半保留复制的相关计算 真题5 2012年山东高考 假设一个双链均被32p标记的噬菌体dna由5000个碱基对组成 其中腺嘌呤占全部碱基的20 用这个噬菌体侵染只含31p的大肠杆菌 共释放出100个子代噬菌体 下列叙述正确的是 a 该过程至少需要3 105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 b 噬菌体增殖需要细菌提供模板 原料和酶等 c 含32p与只含31p的子代噬菌体的比例为1 49 d 该dna发生突变 其控制的性状即发生改变 解析a选项需要原料的只有99个 即共需要g的个数为5000 碱基对 2 30 99 亲代的dna做模板不需要 故a错 b选项错在模板上 原料和场所及atp 酶都是由细菌提供 但模板由亲代噬菌体提供 c选项含32p和只含31p的子代噬菌体分别为2个和98个 故c正确 由于dna上有非基因序列 基因中有非编码序列 密码子具有简并性等原因 dna发生突变并不意味着性状发生改 变 d错 答案c 考查角度3 dna复制与染色体复制之间的关系 真题6 2010年山东高考 蚕豆根尖细胞在含3h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 解析本试题考查半保留复制和dna 染色体之间的关系 我们以一条染色体为例 分析上述过程中的染色体中dna的两条链组成 用h或者 3h表示 如图 一 dna分子的结构及相关计算 1 dna分子的组成单元 将蚕豆根尖细胞在含 3h标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期 经过染色体的复制 则所有染色体中的染色单体中的dna分子中有一条链是带有标记的 经过分离 然后在不含放射性的培养基中培养至中期 经过间期的复制 这时的染色体中只有一条染色单体中的dna分子中有一条链含有标记 答案b 1 在脱氧核苷酸分子中 特别要注意三个小分子之间的连接 其中 脱氧核糖的1号碳原子与含氮碱基相连 5号碳原子与磷酸分子相连 如下图 2 每个dna片段中 每条链都有一个游离的磷酸基团 3 磷酸 脱氧核糖 碱基 脱氧核苷酸之间的数量关系为1 1 1 1 4 核酸水解产物 初步水解产物是核苷酸 彻底水解产物是磷酸 五碳糖 碱基 2 dna分子的结构 1 脱氧核苷酸之间的连接依靠磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键 用限制性内切酶处理可以切断 用dna连接酶处理可以连接 2 两条链之间的碱基与碱基靠氢键连接 可以用解旋酶切开 也可用加热的方法断开 3 dna分子碱基互补配对的相关计算 1 不同个体的dna是不相同的 但同一个体不同的体细胞中的细胞核内的dna一般是相同的 2 dna分子多样性和差异性表现在碱基的排列顺序千变万化上 而不是核苷酸和碱基的种类或数目 若一个dna分子有1000个碱基 则由此组成的dna分子共有4500种 不同类型的生物或同种生物不同个体之间 因差异性的存在 在实践上可用于亲子鉴定 侦察罪犯 辨认尸体 确定不同生物之间的亲缘关系等方面 3 脱氧核苷酸聚合成长链的过程中产生水 即脱氧核苷酸dna h2o n个核苷酸形成dna双链时脱去 n 2 个h2o 在形成单链rna时 脱去 n 1 个h2o 4 dna分子各种碱基的数量关系 1 在整个dna分子中 a t g c a g t c a c t g a g t c 1 2 dna分子的一条链中的a t 另一条链的t a 同理 g c c g 3 在整个dna分子中 两个非配对碱基之和占碱基总数的50 即a c t g 50 a g t c 50 4 如果一条链中的 a t g c a 则另一条链中的 a t g c 比例也是a 如果一条链中的 a g t c b 则另一条链中 a g t c 的比例是1 b 5 在dna分子一条链中 a t占这一条链的碱基比率 等于另一条链中a t占其链的碱基比率 还等于双链dna分子中a t占整个dna分子的碱基比率 即 a1 t1 a2 t2 总 a t 同理 g1 c1 g2 c2 总 g c 特别提醒dna分子结构的 五 四 三 二 一 记忆 五种元素 c h o n p 四种碱基 a g c t 相应的有四种脱氧核苷酸 三种物质 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 两条长链 两条反向平行的脱氧核苷酸链 一种螺旋 规则的双螺旋结构 典例1下图为核苷酸链结构图 下列表述不正确的是 a 能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b b 图中与每个五碳糖直接相连的碱基各有1个 c 各核苷酸之间是通过化学键 连接起来的 d 若该链为脱氧核苷酸链 从碱基组成上看 缺少的是t 解析能构成一个完整核苷酸的是图中的a 图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个 各核苷酸之间是通过化学键 连接起来的 若该链为脱氧核苷酸链 从碱基组成上看 缺少的是t 答案a 典例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 则另一条链中鸟嘌呤占该dna分子碱基总数的 a 12 b 23 c 24 d 26 解析在dna分子中 两个互补碱基之和占dna的比例与占每一条链的比例相同 即在dna分子中 a t 54 则g c 46 一条链g占22 则该链上的c占24 46 22 等于互补链上的g 故互补链中的g占整个dna分子碱基的比例应该是24 2 12 故a正确 答案a 二 dna分子的复制 1 dna复制的准确性 dna分子之所以能自我复制 取决于dna的双螺旋结构 它为复制提供了模板 同时 由于碱基具有互补配对的特性 因此能确保复制的完成 2 研究dna分子复制的方法为同位素标记和密度梯度离心 常用的标记元素为3h 15n 32p 根据离心后在试 管中形成不同位置的带进行判断 3 dna复制中的相关计算 亲代dna分子经n次复制后 则 1 dna分子数 子代dna分子数 2n个 含亲代母链的dna分子数 2个 不含亲代母链的dna分子数 2n 2个 2 若取一个被15n标记的dna分子 0代 转移到含有14n 的培养基中培养 复制 若干代 其结果分析如下表 3 消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代dna分子含有某种脱氧核苷酸m个 则经过n次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为m 2n 1 第n次复制需要该脱氧核苷酸个数为m 2n 1 典例3含有500个碱基对的一个dna分子片段 内含200个胸腺嘧啶 如果连续复制3次 则需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸 a 600个b 1400个c 1800个d 2100个 解析dna分子片段含有碱基对500个 其中含胸腺嘧啶200个 则鸟嘌呤为300个 连续复制3次需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为 23 1 300 2100 个 故选d 答案d 典例4用32p标记一个dna分子的两条链 让该dna分子 在31p的培养液中连续复制4次 则含32p的子代dna分子个数是 a 1b 2c 8d 16 解析一个dna连续复制4次共形成16个dna 由于dna复制是半保留复制 所以有2个dna含有32p31p 14个dna含有31p31p 则含32p的子代dna分子有2个 答案b 三 基因的本