高三一轮复习生物笔记第七单元遗传的分子基础

第七单元遗传的分子基础第1课时DNA是主要的遗传物质一肺炎双球菌的转化实验（注意：操作过程、实验目的、实验设计基本思路和方法）1 体内转化实验与体外转化实验的比较体内转化实验体外转化实验时间、人物1928年，格里菲斯1944年，艾弗里细菌培养场所小鼠体内培养基实验材料R型和S型肺炎双球菌R型菌、S型菌的DNA、蛋白质和荚膜多糖实验过程实验结论S型菌体内有转化因子S型菌的DNA是遗传物质巧妙构思用加热杀死的S型菌做对照将物质提纯分离各自观察相同点巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌实验目的都是探究遗传物质成分体内转化实验是体外转化实验的基础，后者则是前者的延伸实验设计都遵循对照原则和单一变量原则2 实验拓展分析（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在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复其活性。

（2）R型细菌转化为S型细菌的原因是S型细菌DNA与R型菌DNA实现重组，表现出S 型菌的性状，此变异属于基因重组。

（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。

例题：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①R 蛋白质R型②R 荚膜多糖R型③R DNA R型、S型④R 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是主要的遗传物质答案：C。

二噬菌体侵染细菌的实验1 实验材料（1）噬菌体外壳：蛋白质，含S元素遗传物质：DNA，含P元素噬菌体为细菌病毒寄生在大肠杆菌内需要在活细胞中培养例题：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答案：D（2）大肠杆菌2 实验过程及现象（1）相关：①噬菌体侵染细菌要经过吸附--注入核酸--合成--组装--释放（高倍电镜）②真正进入噬菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体的蛋白质外壳留在外面不起作用③噬菌体增殖场所是大肠杆菌内，模板为噬菌体的DNA，原料、场所大肠杆菌提供例题：针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注，下列有关噬菌体的叙述，正确的是A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解答案：A（2）赫尔希和蔡斯的实验①实验思路及方法：S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体的DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独地观察它们各自作用。

（巧妙之处：把微观条件下看不到的侵染过程，转化为宏观实验）例题：艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。

这两个实验在设计思路上的共同点是A．重组DNA片段，研究其表型效应B．诱发DNA突变，研究其表型效应C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递答案：C②实验过程含35S的细菌培养基+ 培养含35S的大肠杆菌培养35S标记的噬菌体大肠杆菌+噬菌体+ 培养含32P的大肠杆菌培养32P标记的噬菌体含32P的细菌培养基含35S的噬菌体+大肠杆菌——>35S主要分布在上清液中，宿主细胞内无35S结论：35S-蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面含32P的噬菌体+大肠杆菌——>上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内结论：32P-DNA进入了宿主细胞内上清液和沉淀物放射性分析：在赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验中，在用35S标记的一组侵染实验,主要在上清液中检测到了放射性元素，那么沉淀物的少量放射性是如何产生的?而用32P标记的一组实验,却主要在试管的沉淀物中检测到了放射性同位素，那么上清液中的少量放射性又是如何产生的?答：上清液中含32P的原因：a保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌内，经离心后分布于上清液中。

b保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代。

沉淀物种含35S的原因：由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。

③实验结论：DNA才是真正的遗传物质。

例题：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答案：C噬菌体侵染细菌实验能否证明蛋白质不是遗传物质?这个问题一直存在争论。

我认为要解答这个问题，首先要了解当时科学研究的历史背景。

从上文《格里菲斯和艾弗里的探索之路》中我们可以知道，当时倾向性的判断认为，蛋白质是遗传物质。

但格里菲斯和艾弗里的实验却证明DNA是遗传物质，然而他们实验本身有不能令人信服的地方。

所以，在艾弗里之后，急需有人通过一个实验证明DNA是生物的遗传物质，哪怕是一种生物的。

赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验正是在这样的历史背景下出现的，他们的实验无可辩驳的证明了DNA是遗传物质。

从实验的科学性讲，由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入菌体，单就本实验而言，不能证明，蛋白质不是噬菌体的遗传物质，更不能证明蛋白质不是其他生物的遗传物质。

该实验同时证明：aDNA分子具有相对稳定性bDNA能自我复制，使后代保持一定连续性cDNA能控制蛋白质的生物合成不能证明：DNA分子产生可遗传的变异三烟草花叶病毒侵染细菌的实验1 实验过程2 实验结果分析与结论烟草花叶病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。

例题：有人将车前草病毒（HRV）与烟草花叶病毒(TMV)的RNA、蛋白质分离、组合，分别进行实验，进一步明确RNA也是遗传物质。

实验步骤如下：①用车前草病毒（HRV）与烟草花叶病毒（TMV）分别感染烟草叶片出现两种不同病斑，如示意图（a）、(b)。

②用烟草花叶病毒（TMV）的蛋白质外壳去侵染烟草叶片。

③用车前草病毒（HRV）的RNA去侵染烟草叶片。

④将车前草病毒（HRV）的RNA与烟草花叶病毒的蛋白质结合在一起，形成一个类似“杂种”的新品系，用它进行侵染实验。

（1）这个实验说明RNA是遗传物质，能说明蛋白质不是遗传物质吗？联系噬菌体侵染细菌的实验，由于蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，没有参与增殖过程，所以不能证明蛋白质是噬菌体的遗传物质，照这个说法，这个实验岂不是也不能证明蛋白质是遗传物质了吗？（2）这个实验中，用TMV和HRV蛋白质外膜分别感染烟草，没有出现病斑，有资料说这是对照组，但有些又说是实验组，哪个更合理一些？四生物的遗传物质非细胞结构：DNA或RNA生物原核生物：DNA细胞结构真核生物：DNA结论：绝大多数生物（细胞结构的生物和DNA病毒）的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

例题：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．①②B．②③C．③④D．④⑤答案：C例题：人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,下列有关叙述正确的是A. 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B. 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力C. 沃森和克里克提出在DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D. 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA答案：B第2课时DNA分子的结构、复制与基因的本质一DNA分子的结构1 化学元素组成：C、H、O、N、P一分子含氮碱基基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子脱氧核糖一分子磷酸磷酸二酯键——形成：DNA连接酶、DNA聚合酶；形成时脱水打开：限制性核酸内切酶两条脱氧核苷酸长链——反向平行空间结构：规则的双螺旋结构基本骨架：磷酸和脱氧核糖交替连接——磷酸二酯键（沃森和克里克）内侧：碱基对——氢键连接，A-T间2个，C-G间3个氢键——打开解旋酶或加热，合成不需要酶碱基互补配对原则——A-T，C-G，嘌呤=嘧啶2 DNA分子结构的稳定性、多样性和特异性(1)多样性：碱基对(或脱氧核苷酸对)排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性―→遗传信息的多样性生物多样性。

(2)特异性：每个DNA分子的碱基对的排列顺序是特定的，构成了每个DNA分子的特异性遗传信息的特异性生物的特异性。

(3)稳定性：主要取决于DNA分子的双螺旋结构。

例题：1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于①证明DNA是主要的遗传物质②确定DNA是染色体的组成成分③发现DNA如何存储遗传信息④为DNA复制机构的阐明奠定基础A. ①③B. ②③C. ②④D. ③④答案：D3 碱基互补配对原则及相关计算（1）双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基之和的比值等于1（2）双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。

（3）双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。

即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数。

（4）双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。

例题：在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的54％，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链见机总数的22％和28％，则另一条链中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占该链碱基总数的（）A.24％,22％B.22％,28％C.26％,24％D.23％,27％答案：A二DNA分子的复制1 推测：沃森和克里克提出遗传物质自我复制假说2 DNA分子的复制（1）概念：以亲代DNA为模板，按碱基互补配对原则合成子代DNA的过程。

（2）例题：科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，实验结果见相关图示)：（1）复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要________等(至少答两点)。

（2）为了证明DNA复制的方式为半保留复制，请设计实验三(用图示和相关文字补充在上图中)，并画出结果C(同时含有14N和15N的DNA分子称为中链DNA)。