23基因的本质

1、第3章 基因的本质,第1节 DNA是主要的遗传物质,20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？,一、对遗传物质的早期推测,阅读课本P4243，思考以下问题： 20世纪20年代，人们为什么会认为蛋白质是遗传物质？到20世纪30年代呢？,1.探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( ) A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息,【解析】选

2、C。A项，不同生物的蛋白质在结构上存在差异，则可贮存遗传信息，由此判断A项正确；B项，蛋白质与生物的性状密切相关，体现了遗传物质控制生物的性状和新陈代谢，由此判断B项正确；C项，蛋白质结构不稳定，温度过高、强酸、强碱均能使蛋白质变性，由此判断C项错误；D项，蛋白质中氨基酸的不同排列组合，说明蛋白质具有贮存大量遗传信息的潜在能力，由此判断D项正确。,通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的，首先是，而他的实验又是在的实验基础上进行的。,艾弗里,格里菲思,二、肺炎双球菌的转化实验,有荚膜,无荚膜,光滑,粗糙,有毒性,无毒性,1、肺炎双球菌体内转化实验(英.1928.格里菲思）,实验结论

3、：,已经被杀死的S型细菌中必然有含某种促成R型细菌转化成S型细菌的活性物质“转化因子”。,2.格里菲思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,D,3.格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验,下列关于此实验的分析错误的是(),A.对实验结果的分析,四组实验必须相互对照 B.实验说明活R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化 C.该实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子” D.获得该实验结论的关键步骤是第四组小鼠死亡并分离出S型活菌,C,2.肺炎双球菌的体外

4、转化实验（艾弗里.1944）,肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照如下：,【高考警示钟】 肺炎双球菌转化的实质和影响因素 (1)在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 (2)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。 (3)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。,4.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知( ),三维设计P40例1,A.不能证明S型菌的蛋白质不

5、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,C,5.下列关于肺炎双球菌转化实验的叙述中，正确的是( ) A.加热杀死后的S型细菌中DNA已经全部断裂，失去活性 B.在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化 C.在转化过程中，加热杀死后的S型细菌中DNA没有进入R型活细菌的细胞中 D.加热杀死的S型细菌也能使小鼠的体细胞发生转化,B,6.通过肺炎双球菌转化实验证实的是 A.蛋白质不是遗传物质，DNA是遗传物质 B.基因位于染色体上 C.DNA是主要的遗传物质 D.在不含DNA的生物

6、体内，RNA就是该生物的遗传物质 【解析】选A。,7.下列关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述中错误的是( ) A.需对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定 B.培养基的成分应适合噬菌体生长和繁殖 C.转化的有效性与提取的DNA纯度密切相关 D.实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是,【解析】选B。,三、噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯、1952）,8.(双选)T2噬菌体是噬菌体的一个品系，是一类专门寄生在细菌体内的病毒，头部呈正20面体，具有蝌蚪状外形。下列关于T2噬菌体的叙述错误的是( ) A.外壳由蛋白质构成 B.头部包裹的DNA作为遗传物质 C.是生命体，能独立进行新陈代谢 D.繁殖

7、子代需要的原料来自噬菌体本身 【解析】选C、D。,【高考警示钟】 1.噬菌体侵染细菌实验中的标记误区 (1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。 (2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。,2.噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同 (1)前者采用放射性同位素标记法，即分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)； (2)后者则采用直接分离法，即分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养。,9.(201

8、2上海高考)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体() A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞 B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中 C.DNA可用15N放射性同位素标记 D.蛋白质可用32P放射性同位素标记,【解析】选B。噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA,对蛋白质和DNA进行标记要用特有的元素,即分别用35S和32P进行标记,而不能用共有的元素15N进行标记。噬菌体侵染大肠杆菌时把DNA注入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,这一特性将蛋白质和DNA分离开,实验结果更科学、更准确。,

9、10.关于T2噬菌体侵染细菌实验的叙述正确的是() A.选用T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其成分只有蛋白质和DNA B.被35S标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中直接获得的 C.实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分离 D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质 【解析】选A。,11.在证明DNA是遗传物质的实验中,赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质,在图中标记元素所在部位依次是() A.B.C.D.,D,12.噬菌体侵染大肠杆菌的实验不能说明的是() 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

10、成 【解析】选A。噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,侵入大肠杆菌体内的噬菌体DNA不但能够复制,而且能指导蛋白质的合成,从而形成子代噬菌体的蛋白质外壳。这证明DNA是遗传物质,而在整个过程中,不能证明DNA能产生可遗传的变异。,13.(双选)下面是噬菌体侵染细菌实验的部分步骤示意图,有关叙述正确的是(),A.选用噬菌体做实验是因为其成分只有蛋白质和DNA B.35S噬菌体不是接种在含35S的培养基中直接获得的 C.实验中用搅拌和离心等是为了把DNA和蛋白质分离 D.在新形成的噬菌体中没有检测到35S,说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质,AB,14.某科学家在做“噬菌体侵染细菌实验”时,用放射性

11、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。 (2)子代噬菌体的蛋白质分子中,都没有元素,由此说明 ; 子代噬菌体的蛋白质分子都含元素,这是因为_。 (3)实验中用放射性同位素标记噬菌体时,选取35S和32P,这两种同位素分别标记蛋白质和DNA的原因是。可否用14C和18O标记(并说明原因)?_。,32P 31P,35S 噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入,32S 子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用32S标记的氨基酸为原料合成的,因为S仅存在于蛋白质外壳中,而P仅存在于DNA中

12、;不能 用14C和18O标记,因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素,侵染细菌后无法确认放射性物质的来源,课堂小结,肺炎双球菌的转化实验证明DNA是遗传物质 噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质 生物的遗传物质 核酸是生物的遗传物质； 具有细胞的生物的遗传物质是DNA； 病毒的遗传物质是DNA或RNA； 所以每种生物的遗传物质只能是DNA或RNA中的一种，因为绝大数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。,15.回答下列有关遗传物质的问题: (1)人、噬菌体、烟草花叶病毒及根瘤菌中遗传物质的核苷酸分别有多少种() A.8、4、4、8B.4、4、4、4 C.5、4、4、5

13、D.8、4、5、4 (2)上述四类生物中组成它们的核酸的核苷酸种类分别是(),这些核酸中含氮碱基种类分别是()答案仍从(1)选项中选择,B,A,C,(3)下列有关遗传物质的叙述正确的是() A.DNA是所有生物的遗传物质 B.真核生物的DNA都以染色体为载体 C.遗传物质在亲代与子代之间传递性状 D.核酸是生物的遗传物质,D,16.下列关于“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，正确的是( ) A.所有生物的遗传物质都是DNA B.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 C.动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNA D.真核生

14、物、原核生物的遗传物质是DNA，其他生物的遗传物质是RNA 【解析】选B。,17.下列有关生物体遗传物质的叙述,正确的是() A.DNA是人体的主要遗传物质 B.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.烟草花叶病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 【解析】选B。,第2节 DNA的分子结构,一.DNA分子的组成,DNA的结构是在1953年 由沃森和克里克确定的,二.DNA的空间结构规则的双螺旋结构,3、两条链上的碱基通过氢键连接起来，构成碱基对,二.DNA的空间结构规则的双螺旋结构,结构特点：,1、两条反向平行的脱氧核苷 酸长链相互缠绕成双螺旋结构,2、两条链

15、的磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧，构成基本骨架,稳定性：,三.DNA分子的特性：,多样性：,特异性：,碱基对的排列顺序千变万化,每个DNA分子有其特定的碱基对排列顺序,两条多核苷酸链的基本骨架是稳定不变的，两条链上的碱基之间通过氢键互补配对，相互制约。,1.下图为DNA分子部分结构示意图,以下叙述正确的是(双选）,A.DNA的稳定性与有关,其数量越多，DNA的稳定性越强 B.是一个胞嘧啶脱氧核苷酸 C.是磷酸二酯键 D.A链、B链的方向相反,骨架是磷酸和脱氧核糖,AD,2.有关DNA分子结构的叙述,正确的是(双选) 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相连 C.碱基

16、与磷酸基相连接 D.磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架,AD,3.有一对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的结构中有一个腺嘌呤,则它的其他组成应是 A.三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 B.二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶 C.二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 D.二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶,C,4.从某生物组织中提取DNA进行分析,其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,又知该DNA分子的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,24%是胞嘧啶,则与H链相对应的另一条链中,腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的() A.26%、22%B.24%、28% C.14%、1

17、1% D.11%、14%,A,5.已知某双链DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%,则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的() A.34%和16% B.34%和18% C.16%和34% D.32%和18%,A,6.某DNA分子片段中,胞嘧啶有240个,占全部碱基的30%,则该片段中腺嘌呤有() A.240个B.160个C.800个D.48个 【解析】选B。在DNA分子中,由于遵循碱基互补配对原则,即A=T,G=C,故当胞嘧啶有240个,占全部碱基的30%时,此片段的全部碱基数为24030%=800个,腺嘌呤和胸腺嘧啶各占20

18、%,通过计算可求得其分别有160个。,7.某生物的全部核酸中碱基组成为:嘌呤碱基占总数的58%,嘧啶碱基占总数的42%,则该生物不可能是 A.烟草花叶病毒 B.T2噬菌体 C.酵母菌 D.家兔,B,8.1953年,沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型。关于DNA分子双螺旋结构的特点,叙述错误的是() A.DNA分子由两条反向平行的链组成 B.脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧 C.碱基对构成DNA分子的基本骨架 D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 【解析】选C。DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替排列构成的。,9.(双选)下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是() A.每个碱基分子上均

19、连接一个磷酸和一个脱氧核糖 B.DNA分子两条链的碱基之间是通过氢键相连的 C.不同DNA分子中(A+T)/(C+G)比例是不变的 D.DNA分子以磷酸和脱氧核糖交替排列为基本骨架 【解析】选B、D。,第三节 DNA的复制,一、对DNA分子复制的推测 什么叫半保留复制？ 二、DNA半保留复制的实验证据 方法：同位素标记法,以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA分子的过程。,( 2) 复制的时间：,细胞分裂间期,（1）概念：,C、合成子代DNA,（3）复制过程：,A、解旋,B、合成子链,三、DNA复制的过程,ATP,（4）需要的条件：,A.酶（解旋酶和DNA聚合酶）,C.模板：,亲代DNA解开螺

20、旋后的两条母链,B.原料：,四种脱氧核苷酸,D.能量：,（5）场所： （6）特点： （7）准确复制的原因： （8）结果： （9）意义,细胞核（主要）、线粒体、叶绿体,边解旋边复制、半保留复制,DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制 提供模板； 碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。,一个DNA分子形成两个完全相同的 DNA分子,将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持遗传信息的连续性,1.下图是DNA复制的有关图示。ABC表示大肠杆菌的DNA复制片段,DF表示哺乳动物的DNA分子复制片段。图中黑点表示复制起点,“”表示复制方向,“”表示时间顺序。请回答有关复制的一些问题:,(1)C与A、F与D

21、相同,C、F之所以能被如此准确地复制出来,是因为DNA分子独特的可以为复制提供精确的模板;通过可以保证复制能够准确无误地进行。 (2)DNA分子复制的时期是,复制需要的基本条件是。,(3)AF均有以下特点:延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子的复制是。 (4)DNA分子的复制方式是半保留复制,这种复制方式已在1958年被科学家运用技术得到证实。,答案:(1)双螺旋结构碱基互补配对(原则) (2)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期模板、原料、能量、酶 (3)边解旋边复制 (4)(放射性)同位素示踪,2.下列关于DNA复制的叙述,正确的是 A.在细胞有丝分裂间期,发生DNA的复制 B.DNA

22、通过一次复制后产生四个DNA分子 C.DNA双螺旋结构全部解链后,开始DNA的复制 D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用连接合成新的子链,A,3.下列关于DNA的复制的叙述中,不正确的是 A.DNA的复制过程是边解旋边复制 B.在叶肉细胞中DNA的复制发生在细胞核、叶绿体和线粒体中 C.DNA复制过程中,要消耗ATP并且需要酶的催化 D.DNA复制需要的原料是脱氧核糖核酸,D,4.用15N标记细菌的DNA分子,再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖4代,a、b、c为3种DNA分子,a只含15N,b同时含14N和15N,c只含14N,则如图所示这三种DNA分子的比例正确的是(),【解析】选D。假设

23、亲代DNA分子为n个,则繁殖4代后,DNA分子总数为16n,其中,只含15N的DNA分子为0个,同时含14N和15N的DNA分子为2n个,只含14N的DNA分子有14n个,则它们呈现的比例如D图所示。,5.某双链DNA分子共含有碱基1400个,其中一条单链上(A+T)/(G+C)=2:5,问该DNA分子连续复制两次,共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是( ) A.300个 B.400个 C.600个 D.1200个,C,5.用32P标记的一个噬菌体侵染用15N标记的大肠杆菌,一段时间后大肠杆菌裂解释放出100个子代噬菌体。下列有关叙述不正确的是() A.所有子代噬菌体的蛋白质外壳中都含15N

24、B.所有子代噬菌体的核酸中都含15N C.含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的1/50 D.所有子代噬菌体只含15N不含32P,D,6.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能的是() A.含有15N的DNA分子占1/8 B.含有14N的DNA分子占7/8 C.消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个 D.产生了16个DNA分子,B,7.(能力挑战题)假设将含有一对同源染色体的一个精原细胞的一个DNA分子用15N标记,并只供给精原细胞含14N的原料,则该细胞进行减数分裂产生的4个精子中,含15N标记的DNA分子的精子所占比例为() A.100%B.50% C.25%D.0,A,第4节 基因是有遗传效应的DNA片段,1.据图分析得出 (1)基因与染色体的关系是:基因在染色体上呈_排列。 (2)染色体由DNA和蛋白