《基因的本質(zhì)》復(fù)習(xí)

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)者格里菲思艾弗里及其同事培養(yǎng)細(xì)菌小鼠(體內(nèi))培養(yǎng)基(體外)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加熱殺死后的S型細(xì)菌能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌實(shí)驗(yàn)結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)系1.材料相同，都是肺炎雙球菌(R型和S型)

2.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，僅說明S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA3.兩個(gè)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)都遵循對(duì)照原則轉(zhuǎn)化作用的實(shí)質(zhì)是外源DNA與受體DNA之間的重組，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息。DNA越純轉(zhuǎn)化效率越高。【例】

(2010·江蘇高考·T4)探索遺傳物質(zhì)的過程是漫長的，直到20世紀(jì)初期，人們?nèi)云毡檎J(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。當(dāng)時(shí)人們作出判斷的理由不包括(

)A.不同生物的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上存在差異B.蛋白質(zhì)與生物的性狀密切相關(guān)C.蛋白質(zhì)比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復(fù)制D.蛋白質(zhì)中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息【解析】蛋白質(zhì)與生物的性狀密切相關(guān)，體現(xiàn)了遺傳物質(zhì)控制生物的性狀和新陳代謝；蛋白質(zhì)中氨基酸的不同排列組合及其結(jié)構(gòu)的差異說明蛋白質(zhì)具有貯存大量遺傳信息的潛在能力。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，溫度過高、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均能使蛋白質(zhì)變性，故C項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾加熱殺死的S型肺炎雙球菌，其蛋白質(zhì)分子和DNA分子都會(huì)發(fā)生變性。蛋白質(zhì)分子變性后不能恢復(fù)其功能，但DNA分子變性后，隨著溫度的降低，DNA分子的兩條單鏈又自動(dòng)恢復(fù)成雙螺旋DNA分子。S型肺炎雙球菌的DNA片段進(jìn)入到R型肺炎雙球菌內(nèi)，通過基因重組完成轉(zhuǎn)化過程。艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思路上的共同點(diǎn)是(

)A.重組DNA片段，研究其表型效應(yīng)B.誘發(fā)DNA突變，研究其表型效應(yīng)C.設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)D.應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)，研究DNA在親代與子代之間的傳遞【解析】肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)沒有用到同位素示蹤技術(shù)，肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)屬于基因重組，赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)不屬于重組。二實(shí)驗(yàn)均不存在突變?！敬鸢浮緾二、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路同位素標(biāo)記法：用35S和32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，再利用兩種不同的噬菌體分別侵染細(xì)菌噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中32P和35S的存在部位實(shí)驗(yàn)材料T2噬菌體、大腸桿菌過程與結(jié)果(1)標(biāo)記細(xì)菌細(xì)菌＋含35S的培養(yǎng)基—→含35S的細(xì)菌細(xì)菌＋含32P的培養(yǎng)基—→含32P的細(xì)菌(2)標(biāo)記噬菌體噬菌體＋含35S的細(xì)菌—→含35S的噬菌體噬菌體＋含32P的細(xì)菌—→含32P的噬菌體(3)噬菌體侵染細(xì)菌含35S的噬菌體＋細(xì)菌→上清液放射性高，沉淀物放射性很低含32P的噬菌體＋細(xì)菌→上清液放射性低，沉淀物放射性很高實(shí)驗(yàn)分析過程(3)表明，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼并未進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌內(nèi)部實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個(gè)不同品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實(shí)驗(yàn)(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是(

)編號(hào)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果病斑類型病斑中分離出的病毒類型①a型TMV感染植物a型a型②b型TMV感染植物b型b型③組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)＋b型TMV的RNA)→感染植物b型a型④組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)＋a型TMV的RNA)→感染植物a型a型三、DNA分子的結(jié)構(gòu)（一）、關(guān)于DNA平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)(雙螺旋結(jié)構(gòu))特點(diǎn)：1.兩條鏈反向平行；2.脫氧核糖與磷酸交替排列在外側(cè)；3.兩條長鏈的堿基之間靠氫鍵連接成堿基對(duì)，堿基對(duì)的形成遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。（二）、DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.穩(wěn)定性的原因堿基之間通過氫鍵連接。A與T間兩個(gè)氫鍵，G與C間三個(gè)氫鍵，嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。2.多樣性的原因(1)堿基對(duì)的數(shù)量不同。(2)堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化。3.特異性的原因每一個(gè)特定的DNA分子具有特定的堿基數(shù)量和特定的堿基排列順序?！纠考?xì)胞內(nèi)某一DNA片段中有30%的堿基為A，則該片段中(

)A.G的含量為30%

B.U的含量為30%C.嘌呤含量為50%D.嘧啶含量為40%【解析】因在DNA雙鏈間只有A—T和G—C堿基對(duì)，故A＝T＝30%，G＝C＝20%，A＋G＝50%，T＋C＝50%?！敬鸢浮緾DNA分子中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其延伸1.原則A—T、G—C，圖示為2.延伸(1)腺嘌呤與胸腺嘧啶相等，鳥嘌呤與胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。(2)嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等，即A＋G＝T＋C。(3)不互補(bǔ)的兩堿基之和的比值等于1。即(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(T＋G)＝1。不互補(bǔ)的兩堿基之和占總數(shù)的50%，即(A＋G)/總＝(A＋C)/總＝(T＋C)/總＝(T＋G)/總。(4)相互配對(duì)堿基之和所占比例“三不變”：(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)＝定值。(5)在DNA的兩條互補(bǔ)鏈中，(A＋G)/(T＋C)的比例互為倒數(shù)關(guān)系。即(A1＋G1)/(T1＋C1)＝(T2＋C2)/(A2＋G2)。四、DNA分子復(fù)制及相關(guān)計(jì)算（一）、DNA分子的復(fù)制時(shí)期體細(xì)胞：有絲分裂的間期原始生殖細(xì)胞：減數(shù)第一次分裂前的間期場所細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、擬核條件模板：親代DNA分子的2條鏈原料：4種游離的脫氧核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、DNA聚合酶等特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制準(zhǔn)確復(fù)制的原因獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)能為復(fù)制提供精確的模板；堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，使復(fù)制準(zhǔn)確無誤的進(jìn)行（二）、有關(guān)DNA復(fù)制的幾個(gè)問題1.復(fù)制的場所：主要場所是細(xì)胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(如質(zhì)粒)中也進(jìn)行DNA復(fù)制。2.外界條件對(duì)DNA復(fù)制的影響在DNA復(fù)制的過程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影響酶活性的因素和影響細(xì)胞呼吸的因素，都會(huì)影響DNA復(fù)制。3.DNA復(fù)制的過程4.DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性(1)一般情況下，DNA能準(zhǔn)確地進(jìn)行復(fù)制，其原因有：①DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板。②DNA具有堿基互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行。(2)特殊情況下，在外界因素和生物內(nèi)部因素的作用下，可能造成堿基配對(duì)發(fā)生差錯(cuò)，引起基因突變。5.DNA的半保留復(fù)制特點(diǎn)：新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。6.DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算(1)1個(gè)DNA分子復(fù)制n代后，能形成2n個(gè)DNA分子，這些DNA分子中，只有兩個(gè)含有第一代DNA分子的單鏈。(2)已知1個(gè)DNA分子中的P全部為32P標(biāo)記，然后轉(zhuǎn)移到31P的培養(yǎng)基中復(fù)制n代，其計(jì)算規(guī)律為：被標(biāo)記的DNA分子(含32P)的比例為1/2n－1，被標(biāo)記的DNA鏈(含32P)的比例為1/2n。(3)已知某DNA分子中含某種堿基(如腺嘌呤A)的數(shù)目為a，該DNA分子經(jīng)過n次復(fù)制，所需要的該種游離堿基數(shù)目的計(jì)算公式為：所需要的游離堿基數(shù)＝a·(2n－1)。注：(1)(2)(3)中的n均為DNA復(fù)制次數(shù)。蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是(

)A.每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記B.每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記C.只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記D.每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記【解析】以體細(xì)胞中含有一對(duì)染色體為例：從圖示中，可看出：每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記了?！敬鸢浮緽五、基因與脫氧核苷酸、DNA、染色體的關(guān)系真核細(xì)胞中并非所有基因都位于染色體上，也就是說，染色體并不是DNA的唯一載體，細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中也有少量DNA。另外原核細(xì)胞的DNA是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起構(gòu)成染色體?！纠咳粝聢D是果蠅某條染色體上的一段DNA分子的示意圖。下列說法正確的是(

)A.白眼基因含有多個(gè)核糖核苷酸B.白眼基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段C.白眼基因位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)D.白眼基因基本組成單位是4種堿基【解析】基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，其基本組成單位與DNA相同，即為脫氧核苷酸，不是堿基；染色體是DNA的主要載體，白眼基因位