2021高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基础第17讲DNA是主要的遗传物质及其结构与复制课件 85页

第17讲　DNA是主要的遗传物质 及其结构与复制 考点一　DNA是主要的遗传物质 1.肺炎双球菌转化实验 (1)实验材料:S型和R型肺炎双球菌 特点 类型　　　     菌落 荚膜 毒性 S型 光滑 有 　 有      R型 粗糙 无 　 无      　　(2)格里菲思体内转化实验   (3)艾弗里体外转化实验 2.噬菌体侵染细菌的实验 (1)实验材料:T 2 噬菌体和大肠杆菌 ①噬菌体结构 ②噬菌体的增殖(噬菌体侵染细菌的过程) (2)实验方法: 　　 放射性同位素标记法 　      ,用 35 S、 32 P分别标记噬菌体的 　 蛋白质      和 　 DNA      。 (3)实验过程及结果 ①标记噬菌体 ②已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌 分组 结果 结果分析 对比实验 (相互对照) 含 32 P的噬菌体+细菌 上清液中几乎无 32 P, 32 P主要分布在宿主细胞内 32 P—DNA进入了宿主细胞内 含 35 S的噬菌体+细菌 宿主细菌内无 35 S, 35 S主要分布在上清液中 35 S—蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面 (4)实验结果分析 (5)结论: 　 DNA      是噬菌体的遗传物质。 3.证明RNA是遗传物质的实验 (1)过程及现象   (2)结论: 　 RNA      是遗传物质。 4.DNA是主要的遗传物质 　　绝大多数生物的遗传物质是 　 DNA      ,只有极少数生物的遗传物质是 RNA,因而DNA是 　 主要      的遗传物质。 生物类型 所含核酸 遗传物质 举例 细胞生物 真核生物 DNA和RNA 　 DNA      动物、植物、真菌等 原核生物 　 DNA      细菌、蓝藻、放线菌等 非细胞生物 DNA病毒 仅有DNA 　 DNA      乙肝病毒、T 2 噬菌体、天花病毒等 RNA病毒 仅有RNA 　 RNA      烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等   1. 从格里菲思实验中的第④组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型 死细菌转化而来的。   ( ✕ ) 2. 从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有 S 型细菌而 无 R 型细菌。   ( ✕ ) 3. 格里菲思的实验证明 DNA 可以改变生物体的遗传性状。   ( ✕ ) 4. 艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了 DNA 是主要的遗传物质。 ( ✕ ) 5. 在艾弗里的实验中 ,DNA 酶将 S 型细菌的 DNA 分解为脱氧核苷酸 , 因此不能 使 R 型细菌发生转化。   ( √ ) 6. 32 P 、 35 S 标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明 DNA 是遗传物质、蛋白质 不是遗传物质。   ( ✕ ) 7. 噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠 杆菌细胞中。   ( √ ) 8. 分别用含有放射性同位素 35 S和放射性同位素 32 P的培养基培养噬菌体。   ( ✕ ) 9. 噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。   ( √ ) 10. 用 1 个 35 S 标记的 T 2 噬菌体去侵染大肠杆菌 , 裂解释放的子代噬菌体中只有 2 个含 35 S 。   ( ✕ )   1. 肺炎双球菌的体内、体外转化实验图解分析   图1　体内转化实验中S型细菌、R型细菌含量变化图 图2　肺炎双球菌体外转化实验中的部分图解 注:图1中实线表示R型细菌,虚线表示S型细菌。 (1)据图1所示的ab段R型细菌数量减少,其原因是什么? (2)据图1所示的bc段R型细菌数量增多,其原因是什么? (3)据图2分析在对R型细菌进行培养之前,必须首先进行的工作是什么? 2. 1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在 侵染细菌过程中的功能,搅拌离心后的实验数据如图所示,请分析: (1)图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是什么? (2)细胞外的 32 P含量为30%,原因是什么? 答案 　1.(1)小鼠体内形成对抗R型细菌的抗体,致使R型细菌数量减少。     (2)b之前,已有少量R型细菌转化为S型细菌,S型细菌能降低小鼠的免疫力,造 成R型细菌大量繁殖。 (3)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。 2.(1)作为对照组,以证明细菌未裂解。 (2)有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。   1.比较肺炎双球菌体内和体外转化实验 项目 体内转化实验 体外转化实验 培养细菌 小鼠体内培养 培养基体外培养 实验原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌体内各成分的相互对照 实验结果 已经被加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌 实验结论 已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子” DNA是S型细菌的遗传物质,而蛋白质等其他 物质不是遗传物质 联系 ①所用材料相同,都是R型和S型肺炎双球菌 ②体内转化实验是基础,仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”,而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA ③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则 2.艾弗里肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 实验名称 艾弗里肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验 实验思路 设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自不同的作用 设计原则 对照原则和单一变量原则 处理方式 的区别 直接分离法:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型活细菌混合培养 同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特征元素( 32 P和 35 S) 实验结论 DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质 DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质 3.噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析 (1) 32 P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 (2) 35 S标记的噬菌体侵染大肠杆菌   考向一　考查肺炎双球菌转化实验的过程与结论 1. 1928年,英国科学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验: 第一组 第二组 第三组 第四组 实验处理 注射活的R型菌 注射活的S型菌 注射加热杀死的S型菌 注射活的R型菌与加热杀 死的S型菌 实验结果 小鼠不死亡 小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌 小鼠不死亡 小鼠死亡,从小鼠体内分离 出S型活细菌 下列关于此实验的分析不正确的是   (　 D 　) A.实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离出S型活细菌 B.对第4组实验的分析必须是以1~3组的实验为参照 C.本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化 D.本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子” 答案    D     本实验只能得出存在转化因子,但是“DNA是使R型菌转化为S型 菌的转化因子”的结论需要通过艾弗里的体外转化实验来得出,D错误。 2. (2019山东威海模拟)艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后,持反对观点 者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜,而不是起遗传作 用”。已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗 性不是由荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是   (　 A 　) A.R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌 B.R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现S型菌 C.R型菌+S型菌DNA→预期出现S型菌 D.R型菌+S型菌DNA→预期出现抗青霉素的R型菌 答案    A　 R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌,该实 验证明细菌中的一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化,而且 抗青霉素的S型菌DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因。因 此,该实验结果可以表明题述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的,A正确,B、 C、D错误。 题后悟道·归纳 格里菲思与艾弗里实验的三个不同 考向二　考查子代噬菌体的元素来源 3. (2019江苏扬州考前调研)某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了 噬菌体侵染细菌的实验,过程如图所示,下列有关分析正确的是   (　 　) A.理论上,b和c中不应具有放射性 B.实验中b含少量放射性与①过程中培养时间的长短有关 C.实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关 D.检测实验结果,a、d中有少量的放射性,b、c中有大量的放射性 答案    A      35 S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,所以离心后,理论上b中不应具 有放射性, 32 P标记的DNA进入细菌体内,离心后,放射性应在沉淀物中,因此理 论上上清液c中不应含有放射性,A正确;搅拌的目的是将吸附在细菌上的噬 菌体与细菌分开,若该过程搅拌不充分,则会导致沉淀物中含有少量的放射 性,B错误;实验2上清液会含有放射性,与③过程中培养时间的长短有关,C错 误;检测实验结果,b、c中有少量的放射性,a、d中有大量的放射性,D错误。 4. 如果用 3 H、 15 N、 35 S标记噬菌体后,让其侵染细菌(无放射性),分析正确的是   (　 C 　) A.只有噬菌体的蛋白质被标记了,DNA没有被标记 B.子代噬菌体的外壳中可检测到 3 H、 15 N、 35 S C.子代噬菌体的DNA分子中可检测到 3 H、 15 N D.子代噬菌体的DNA分子中部分含有 3 H、 14 N、 32 S 答案    C 　DNA分子中含有H、N元素,所以用 3 H、 15 N、 35 S标记噬菌体后,噬 菌体的蛋白质和DNA都被标记了,A错误;由于 3 H、 15 N、 35 S标记的噬菌体蛋 白质外壳,不进入细菌, 3 H、 15 N标记的噬菌体DNA分子进入细菌但不能用于 合成子代噬菌体的外壳,所以子代噬菌体的外壳中应该没有放射性,B错误;由 于 3 H、 15 N标记了噬菌体DNA分子,所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到 3 H、 15 N,C正确;子代噬菌体的DNA分子中不含有S,D错误。 题后悟道·方法 “二看法”判断子代噬菌体标记情况 考向三　考查对遗传物质的判断 5. 下面是某兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA而设 计的实验步骤,请将其补充完整。 (1)实验目的:略。 (2)材料用具:显微注射器,该流感病毒的核酸提取液,猪胚胎干细胞,DNA水解 酶和RNA水解酶等。 (3)实验步骤: 第一步:把该流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组,                。 第二步:取等量的猪胚胎干细胞分成三组,用显微注射技术分别把A、B、C三 组处理过的核酸提取液注射到三组猪胚胎干细胞中。 第三步:将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间,然后从 培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品,检测是否有该流感病毒产生。 (4)请预测实验结果及结论: ①       ; ②       ; ③若A、B、C三组均出现该流感病毒,则该流感病毒的遗传物质既不是DNA 也不是RNA。 答案　 (3)分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两 组核酸提取液,C组不做处理　(4)①若A、C两组出现该流感病毒,B组没有出 现,则该流感病毒的遗传物质是RNA　②若B、C两组出现该流感病毒,A组 没有出现,则该流感病毒的遗传物质是DNA 解析　 病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的,核酸是遗传物质,核酸为DNA或 RNA中的一种,根据题目要求探究的问题及给予的材料、试剂分析可知,实 验中分别利用DNA水解酶、RNA水解酶处理该病毒核酸提取液,然后注射到 猪胚胎干细胞中培养,由于酶具有专一性,可根据培养后是否检测到该流感病 毒来判断其核酸类型。 题后悟道·方法 探究遗传物质的方法 1.探究思路 (1)若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开,单独看作用。 (2)若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性。 2. 探究方法 (1) 分离提纯法 : 艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验 , 缺点是物 质纯度不能保证 100% 。 (2)同位素标记法:噬菌体侵染细菌的实验。方法:分别标记两者的特有元素; 将病毒的化学物质分开,单独、直接地观察它们各自的作用。目的:把DNA 与蛋白质区分开。 (3)病毒重组法:将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组 合,得到杂种病毒,用杂种病毒去感染宿主细胞。 (4)酶解法:利用酶的专一性,如加入DNA水解酶,将DNA水解,观察起控制作用 的物质是否还有控制作用 , 若“是”其遗传物质不是 DNA, 若“否”其遗传 物质可能是 DNA 。 考点二　DNA分子的结构、复制及基因的本质 1.DNA双螺旋结构的形成 (1)DNA双螺旋模型构建者: 　 沃森      和 　 克里克      。 (2)图解DNA分子结构 2.DNA分子的特性 (1)相对稳定性:DNA分子中 　 磷酸和脱氧核糖      交替连接的方式不变,两条 链间 　 碱基互补配对      的方式不变。 (2)多样性:不同的DNA分子中 　 脱氧核苷酸      数目不同,排列顺序多种多 样。若某DNA分子中有 n 个碱基对,则排列顺序有 　 4 n      种。 (3)特异性:每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的 　 碱基对排列顺序      , 代表了特定的遗传信息。 3.DNA分子的复制 (1)DNA复制的假说与证据 ①沃森和克里克的假说: 　 半保留      复制。 ②实验材料:大肠杆菌 实验方法: 　 放射性同位素      标记法、离心技术   以上实验证明DNA分子复制的特点是 　 半保留复制      。 概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 时期 间期 过程 解旋→合成子链→子链延伸→亲子链复旋 条件 模板:亲代DNA的每一条链 原料:4种游离的 　 脱氧核苷酸      能量: 　 ATP      释放的能量 酶: 　 解旋酶      和 　 DNA聚合酶      结果 1个DNA复制形成2个 　 完全相同      的DNA 特点 边解旋边复制, 　 半保留      复制 精确复制 独特的 　 双螺旋结构      提供模板; 　 碱基互补配对      原则 意义 将 　 遗传信息      从亲代传给子代,从而保持了 　 遗传信息      的连续性 (2)DNA的复制过程 4.基因的本质 (1)染色体、DNA和基因的关系   (2)基因与碱基的关系 遗传信息蕴藏在 　 4种碱基      的排列顺序中,构成基因的碱基数 　 小于      (填 “大于”“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。   1. 分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。   ( ✕ ) 2. DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基。   ( ✕ ) 3. DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连。    ( ✕ ) 4. DNA分子的X光衍射照片属于物理模型。   ( ✕ ) 5. 人体内控制 β- 珠蛋白的基因由 1 700 个碱基对组成 , 其碱基对可能的排列方 式有 4 1 700 种。   ( ✕ ) 6. DNA 复制遵循碱基互补配对原则 , 新合成的 DNA 分子中两条链均是新合成 的。   ( ✕ ) 7. 单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。   ( ✕ ) 8. 将已被 15 N 标记了 DNA 的大肠杆菌在含 14 N 的培养基中培养繁殖一代 , 若子 代大肠杆菌的 DNA 分子中既含有 14 N, 又含有 15 N, 则可说明 DNA 的复制为半保 留复制。   ( ✕ ) 9. DNA 分子复制时解旋酶与 DNA 聚合酶不能同时发挥作用。   ( ✕ ) 10. 真核细胞的基因只存在于细胞核中 , 而核酸并非仅存在于细胞核中。 ( ✕ )   1. 下面是DNA分子结构模型,思考相关问题:   (1)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗?为什么? (2)图中碱基之间是如何连接的? (3)DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么? (4)如何根据碱基的种类和比例确定核酸的类型? 2. 下图是DNA复制的有关图示,A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→G表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起始点,“→”表示复制方向。 (1)若A中含48 502个碱基对,而子链延伸速度是10 5 个碱基对/min,则此DNA分 子复制完成约需30 s。而实际上只需约16 s。根据A→C图分析,是什么原因? (2) 哺乳动物的 DNA 分子展开可达 2 m 之长 , 若按 A→C 的方式复制 , 至少需 8 h, 而实际上需 6 h 左右。据 D→G 图分析 , 是什么原因 ? (3)C 与 A 相同 ,G 与 D 相同 ,C 、 G 能被如此准确地复制出来 , 原因是什么 ? 答案     1.(1)不能。组成DNA分子的两条链的方向相反,其中①是上一个脱氧 核苷酸的组成物质。　(2)双链DNA中,反向平行的两条链之间的碱基通过氢 键连接成碱基对,而同一条链上相邻碱基之间是通过“—脱氧核糖—磷酸— 脱氧核糖—”相连的。　(3)DNA初步水解的产物是4种脱氧核苷酸,彻底水 解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。　(4)根据碱基的种类确定是 DNA还是RNA,若含有碱基U则是RNA,若含有碱基T而不含有碱基U,则是 DNA;根据碱基的比例确定是单链还是双链,若嘌呤数/嘧啶数=1,则一般是双 链,若嘌呤数/嘧啶数 ≠ 1,则是单链。 2.(1)复制是双向进行的。　(2)从多个起始点同时进行复制。　(3)DNA分子 独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板;DNA分子的碱基互补配对原则保 证了DNA分子的复制准确无误地完成。 1.DNA分子结构的解读 (1)基本结构——脱氧核苷酸 ①由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成,三者之间的数量关系为1∶1∶1。 ②每个DNA片段中,游离的磷酸基团有2个。 (2)水解产物 DNA的初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮 碱基。 (3)DNA分子中存在的化学键 ①氢键:碱基对之间的化学键,可用解旋酶断裂,也可加热断裂。 ②磷酸二酯键:磷酸和脱氧核糖之间的化学键,用限制性核酸内切酶处理可切 割,用DNA连接酶处理可连接。 (4)碱基对数与氢键数的关系 若碱基对数为 n ,则氢键数为2 n ~3 n ,若已知A有 m 个,则氢键数为3 n - m 。 2.双链DNA分子中碱基的计算规律   (1)互补的两种碱基数量相等,即A=T,C=G。 (2)任意两种不互补的碱基数量之和占碱基总数的50%,即嘌呤之和=嘧啶之 和=总碱基数 × 50%,A+G=T+C=A+C=T+G=(A+T+C+G) × 50%,   =   =1。 (3)在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分 子中都相等。 设在双链DNA分子中的一条链上A 1 +T 1 = n %,因为A 1 =T 2 ,A 2 =T 1 ,则:A 1 +T 1 =A 2 +T 2 = n %。所以A+T=   =   = n %。 简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。 (4)双链DNA分子中,非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。 设双链DNA分子中,一条链上:   = m , 则:   =   = m ,互补链上   =   。 简记为“DNA两互补链中,不配对两碱基之和的比值乘积为1”。 3.DNA分子复制中相关计算的规律方法 DNA分子复制为半保留复制,若将一个全部N原子被 15 N标记的DNA转移到含 14 N的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下:   (1)子代DNA分子数:2 n ①无论复制多少次,含 15 N的DNA分子始终是2个。 ②含 14 N的DNA分子有2 n 个,只含 14 N的DNA分子有(2 n -2)个,做题时应看准是 “含 ”还是“只含”。 (2)子代DNA分子的总链数:2 n × 2=2 n +1 ①无论复制多少次,含 15 N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数” 还是“链数”。 ②含 14 N的链是(2 n +1 -2)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸 m 个,则经过 n 次复制需要消耗游离 的该脱氧核苷酸为 m × (2 n -1)个。 ②若进行第 n 次复制,则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 m × 2 n -1 个。 考向一　考查DNA分子结构 1. 如图表示一个DNA分子的片段,下列有关表述正确的是(　 B 　) A.④代表的物质中储存着遗传信息 B.不同生物的DNA分子中④的种类无特异性 C.转录时该片段的两条链都可作为模板链 D.DNA分子中A与T碱基对含量越高,其结构 越稳定 答案    B　 遗传信息蕴藏在4种脱氧核苷酸的排列顺序之中,单个核苷酸不能 储存遗传信息,A错误;不同生物的DNA均由4种脱氧核苷酸(包括④)组成,B正 确;转录时以DNA的一条链为模板,C错误;由于C—G碱基对含3个氢键,而A— T碱基对含2个氢键,所以C—G碱基对含量越高,DNA结构越稳定,D错误。 2. 在搭建DNA分子模型的实验中,若有4种碱基塑料片共20个,其中4个C,6 个G,3个A,7个T,脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个,脱氧核糖塑料片40个,磷 酸塑料片100个,代表氢键的连接物若干,脱氧核糖和碱基之间的连接物若干, 则所搭建的DNA分子片段最长为多少碱基对   (　 A 　) A.4　　B.5　　C.6　　D.7 答案    A　 设能搭建的DNA分子含有 n 个碱基对,则每条链需要脱氧核糖和 磷酸之间的连接物的数目为2 n -1,共需(2 n -1) × 2个,已知脱氧核糖和磷酸之间 的连接物有14个,则 n =4,所以只能搭建出一个含有4个碱基对的DNA分子片 段,A正确。 题后悟道·方法 “三看法”判断DNA分子结构的正误 考向二　考查DNA的复制 3. DNA是以半保留方式进行复制的,如果放射性完全标记的1个双链DNA分 子在无放射性标记的溶液中复制两次,那么所产生的4个DNA分子的特点是   (　 A 　) A.部分DNA分子含有放射性 B.全部DNA分子含有放射性 C.所有分子的一条链含有放射性 D.所有分子的两条链都没有放射性 答案    A 　根据DNA分子半保留复制的特点,完全标记的1个双链DNA分子, 在无放射性标记的溶液中复制两次所形成的4个DNA分子,只有2个DNA分子 含有放射性,且分子中都是一条链含有放射性,另一条链无放射性,A正确。 4. 如图表示DNA复制的过程,结合图示,下列有关叙述不正确的是     (　 C 　)   A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开 B.DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链的方向相反 C.从图示可知,DNA分子具有多起点复制的特点,缩短了复制所需的时间 D.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 答案    C     DNA复制过程的第一步是解旋,需要用解旋酶破坏DNA双链之间 的氢键,使两条链解开,A正确;由图可知,DNA分子的复制具有双向复制的特 点,且生成的两条子链的方向相反,B正确;图中DNA复制只有一个起点,不能 说明DNA分子具有多起点复制的特点,C错误;DNA分子复制时,需要DNA聚 合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段,D正确。 题后悟道·归纳 根据图示信息判断DNA复制的类型 在真核生物中,DNA复制一般是多起点复制。在原核生物中,DNA复制一般 是一个起点。无论是真核生物还是原核生物,DNA复制大多数都是双向进行 的。如图所示为真核生物DNA的多起点、双向复制: 图中显示多起点复制,但多起点并非同时进行,其意义在于提高复制速率。 考向三　考查DNA结构与复制中的碱基计算 5. 经检测得知 , 一双链 DNA 分子中鸟嘌呤的数目为 x , 其占碱基总数量的比例 是 y , 以下推断正确的是   ( 　 D 　 ) A. 与鸟嘌呤互补的碱基比例是 1- y B. 该 DNA 分子中嘌呤和嘧啶的比例是 x / y C. 该 DNA 分子中碱基之间的氢键数是 x (1+2/ y ) D. 与鸟嘌呤不互补的碱基数目是 x (1-2 y )/ y 答案    D 　由题意可知,G、C所占比例都为 y ,数量都为 x ;A、T所占比例都为1 /2- y ,数量都为( x / y -2 x )/2= x /2 y - x 。与鸟嘌呤互补的碱基比例是 y ;该DNA分子中 嘌呤和嘧啶的比例是1;G—C碱基对中有三个氢键,A—T碱基对中有两个氢 键,该DNA分子中碱基之间的氢键数是3 x +2( x /2 y - x )= x + x / y ;腺嘌呤和胸腺嘧啶 与鸟嘌呤不互补,其数目为 x (1-2 y )/ y 。 6. (2019黑龙江牡丹江一中高三期末)下列关于双链DNA分子的结构与复制的 叙述,正确的是   (　 B 　) A.一个含有 m 个腺嘌呤的DNA分子经过 n 次复制,共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷 酸2 n -1 × m 个 B.在一个双链DNA分子中,碱基A占全部碱基的34%,则碱基G占16% C.含有 a 个碱基、 b 个腺嘌呤的双链DNA分子中,共含有 a - b 个氢键 D.一个大肠杆菌拟核中的DNA分子中含有2个游离的磷酸基团 答案    B 　一个含有 m 个腺嘌呤的DNA分子经过 n 次复制,需要腺嘌呤脱氧核 苷酸数是(2 n -1) × m 个,A错误;双链DNA分子中A与T配对,G与C配对,即A=T,G= C,A+G之和占碱基总数的一半,故碱基A若占全部碱基的34%,则碱基G占1 6%,B正确;A—T之间为两个氢键,G—C之间为三个氢键,含有 a 个碱基、 b 个 腺嘌呤的双链DNA分子中,A—T碱基对为 b 对,G—C碱基对的数量为( a -2 b ) ÷ 2,故氢键数量为2 b +3 × ( a -2 b ) ÷ 2=3 a /2- b ,C错误;大肠杆菌的拟核为环状DNA分 子,不含游离的磷酸基团,D错误。 题后悟道·方法 DNA分子中碱基比例的计算步骤 第一步:搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例, 还是占DNA分子一条链上碱基的比例。 第二步:画一个DNA分子模式图,并在图中标出已知的和所求的碱基。 第三步:根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。 素养引领·情境命题 1. (2019江苏,3,2分)赫尔希和蔡斯的T 2 噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA 是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是       (　 C 　) A.实验中可用 15 N代替 32 P标记DNA B.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的 C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌 D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 答案    C　 本实验巧妙地运用 32 P标记DNA,将DNA与蛋白质区分开,单独直接 观察DNA的遗传作用,DNA和蛋白质中都含有N,故不可用 15 N代替 32 P标记 DNA,A错误;子代T 2 噬菌体的外壳蛋白是由T 2 噬菌体DNA控制合成的,B错误; T 2 噬菌体DNA的合成所需要的原料由大肠杆菌提供,C正确;该实验证明了T 2 噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。 2. (2019海南单科)下列实验及结果中,能作为直接证据说明“核糖核酸是遗 传物质”的是   (　 B 　) A.红花植株与白花植株杂交,F 1 为红花,F 2 中红花∶白花=3∶1 B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲 C.加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌 D.用放射性同位素标记T 2 噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性 答案    B　 红花植株与白花植株杂交,F 1 为红花,F 2 中红花∶白花=3∶1,属于性 状分离现象,不能说明RNA是遗传物质,A错误;病毒甲的RNA与病毒乙的蛋 白质混合后感染烟草只能得到病毒甲,说明病毒甲的RNA是遗传物质,B正确; 加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌,只能说 明加热杀死的S型菌存在转化因子,不能说明RNA是遗传物质,C错误;用放射 性同位素标记T 2 噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性,说明蛋白 质未进入大肠杆菌,不能证明RNA是遗传物质,D错误。 3. 禽流感是由禽流感病毒(一种不能进行逆转录的RNA病毒)引起的禽类急性 传染病,该病毒也能感染人类。下列有关叙述正确的是   (　 C 　) A.禽流感病毒遗传物质的基本组成单位是核糖核酸 B.禽流感病毒的衣壳蛋白在自身的核糖体内合成 C.家禽和人类的被感染细胞表面可能具有相似的受体 D.被禽流感病毒感染的宿主细胞的裂解属于细胞坏死 答案    C　 根据题意,禽流感病毒的遗传物质是RNA,其基本组成单位是核糖 核苷酸;病毒没有细胞结构,禽流感病毒的衣壳蛋白在宿主细胞内的核糖体上 合成;禽流感病毒既能感染禽类也能感染人类,说明家禽和人类的被感染细胞 表面可能具有相似的受体;被禽流感病毒感染的宿主细胞的裂解属于细胞凋 亡。 4. (2020山东模拟)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结 构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后, 子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被 32 P标记且以碱基 “C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模 板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等,还需要加入下列哪些原料(　 　) ①dGTP,dATP,dTTP,dCTP ②dGTP,dATP,dTTP ③α位 32 P标记的ddCTP ④γ位 32 P标记的ddCTP A.①③　　B.①④　　C.②③　　D.②④ 答案    A　 由题意可知,该同学的目的是得到被 32 P放射性标记且以碱基 “C”为末端的、不同长度的子链DNA片段,则必须提供四种dNTP,如果没 有dCTP则所有片段长度均一致,因为所有子链在合成时均在第一个C处掺入 双脱氧的C而停止复制,故选①。由图可知,ddCTP要作为DNA复制的原料则 需要脱去两个磷酸基团,故应将放射性 32 P标记于α位,故选③。 5. 【不定项选择题】利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组 肺炎双球菌先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列 说法正确的是       (　 　) A.通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌 C.F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果 D.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组 答案    ABC 　E组没有出现S型细菌,F组出现S型细菌,所以通过E、F对照,能 说明转化因子是DNA而不是蛋白质。F组加入了S型菌的DNA,可以分离出S 型和R型两种肺炎双球菌,而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果。 能导致小鼠死亡的是B、C、F组,D错误,A、B、C正确。 6. 【不定项选择题】如图为T 2 噬菌体感染大肠杆菌后,大肠杆菌体内放射性 RNA与T 2 噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述正确的是   (　 　) A.可在培养基中加入 3 H-尿嘧啶用以标记RNA B.参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物 C.第0 min时,与DNA杂交的RNA来自T 2 噬菌体及大肠杆菌的转录 D.随着感染时间增加,噬菌体DNA的转录增加,细菌基因活动受到抑制 答案    ABD     大肠杆菌可吸收培养基中所加入的 3 H-尿嘧啶来合成RNA,进 而完成RNA的标记;参与分子杂交的放射性RNA是由相应生物DNA转录产 生的;第0 min时,噬菌体尚未感染细菌,因此与DNA杂交的RNA只来自大肠杆 菌的转录;产生图示结果的原因是噬菌体感染细菌后,水解细菌DNA,并利用 其水解产物来合成噬菌体DNA,故随着感染时间增加,噬菌体DNA的转录增 加,而细菌基因的表达受到抑制。