第3章 基因的本质

第3章 基因的本质第1节 DNA 是主要的遗传物质【知识要点提炼】1、肺炎双球菌的转化实验（1）格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：①向小鼠注射R 型活细菌，小鼠活；②向小鼠注射S 型活细菌，小鼠死；③向小鼠注射加热杀死的S 型细菌，小鼠活；④向小鼠注射R型活细菌＋加热杀死的S 型细菌，小鼠死，且从死鼠中分离得到了S 型活细菌。

实验④表明无毒性的R 型活细菌在与被加热杀死的S 型细菌混合后，R 型的活细菌转化为S 型活细菌，而且这种转化是可以遗传的。

格里菲思的推论是：在已经被加热杀死的S 型细菌中，必然含有某种促进这一转化的活性物质―“转化因子”，这种转化因子将无毒性的R 型细菌转化为有毒性的S 型活细菌。

（2）艾弗里证明DNA 是遗传物质的实验：①R 型菌＋S 型菌的DNA R 型菌＋S 型菌；②R 型菌＋S 型菌的蛋白质或S 型菌的荚膜多糖只有R 型菌；③R 型菌＋S 型菌的DNA ＋DNA 酶 只有R 型菌。

结论：DNA 才是使R 型活细菌产生稳定遗传变化的物质。

2、噬菌体侵染细菌的实验（1）噬菌体的结构组成：由蛋白质外壳和DNA 组成。

（2）赫尔希和蔡斯以T 2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的噬菌体侵染细菌的实验（见下表）。

实验T 2噬菌体 实验过程 检测结果（噬菌体上） 第一组35S 标记蛋白质 与细菌混合培养；在搅拌器中搅拌；然后离心；检测上清液和沉淀物中的放射性物质。

无放射性物质存在 第二组 32P 标记DNA 放射性物质主要存在处（3）结论：DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

【典型例题解析】例1 美国科学家艾弗里从S 型活细菌中提取出DNA 、蛋白质和多糖物质，然后把它们分别加入培养R 型细菌的培养基中。

结果发现加入了DNA 的培养基中，R 型细菌中的一部分转化成了S 型细菌。

而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R 型细菌不能发生这种变化。

这一现象说明（ ）（A ）S 型DNA 是使R 型细菌产生稳定遗传变化的物质（B ）S 型细菌的性状是由其DNA 决定的（C ）蛋白质和多糖在该转化实验中，正好起了对照作用（D ）在转化过程中，S 型细菌的DNA 可能进入R 型细菌的细胞中解析 对该实验结果进行分析可知，只有加进了S 型细菌的DNA 培养基中，R 型细菌才发生转化，表现出S 型细菌的性状，这说明S 型细菌的DNA 进入R 型细菌的细胞中，且实现对其性状的控制，说明DNA 是遗传物质。

加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，不发生这种转化，正好与DNA 是遗传物质的转化实验形成对照，同时也说明蛋白质、多糖等不是遗传物质。

答案：（A ）（B ）（C ）（D ）。

例2 用32P 标记噬菌体的DNA ，用35S 标记噬菌体的蛋白质，用这种噬菌体去侵染大肠杆菌，则在新形成的噬菌体中（ ）（A ）不可能检测到32P （B ）可能检测到35S（C ）可能检测到32P 和35S （D ）大部分检测不到32P培养 培养 培养解析在噬菌体侵染细菌的过程中，噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌细胞，而是噬菌体的DNA进入了细菌细胞。

新形成的噬菌体外壳（蛋白质）的原料（含S的氨基酸）来自细菌细胞中，所以，新形成的噬菌体体内不可能检测到35S。

故选项（B）、（C）是错误的。

新形成的噬菌体中的DNA原料（脱氧核苷酸）也来自细菌细胞中，应该说在新形成的噬菌体中也不可能检测到32P，但由于带有32P的噬菌体DNA在侵染时已注入到细菌细胞中，由这一部分DNA组成的噬菌体中可以检测到32P。

答案：（D）。

【随堂巩固练习】1、脱氧核苷酸的化学组成是（）（A）磷酸、核糖、碱基（B）磷酸、五碳糖、碱基（C）磷酸、脱氧核糖、核苷（D）磷酸、脱氧核糖、碱基2、在肺炎双球菌转化实验中，哪一过程能直接体现肺炎双球菌的转化（）（A）将无毒性的R型活菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡（B）将有毒性的S型活菌注射到小鼠体内，小鼠死亡（C）将加热杀死后的S型菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡（D）将无毒性的R型活菌与加热杀死后的S型菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡3、根据肺炎双球菌转化实验，设计如下实验，请分析并回答下列问题：①○R＋○S的DNA→？②○R＋○S的蛋白质→？③○R＋○S的糖类→？④○R＋○S的无机物→？（1）请推测①、②、③、④四组实验的结果。

（2）若①组实验中添加的○S的DNA预先用DNA酶处理，结果会不同吗？为什么？。

（3）上述实验说明了。

4、噬菌体侵染细菌后形成的子代噬菌体中，新合成的DNA分子的原料来自于（）（A）亲代噬菌体的DNA（B）子代噬菌体的DNA（C）噬菌体内的化学成分（D）细菌内的化学成分5、用噬菌体去感染用15N标记的细菌，待细菌解体后，15N存在于（）（A）只在噬菌体的外壳中（B）只在噬菌体的尾部（C）在噬菌体的外壳和DNA中（D）只在噬菌体的DNA中6、T2 噬菌体侵染细菌的实验证明（）（A）DNA是遗传物质（B）RNA是遗传物质（C）蛋白质是遗传物质（D）DNA是主要的遗传物质7、噬菌体和烟草花叶病毒的遗传物质分别是（）（A）RNA、RNA（B）DNA、DNA（C）DNA、RNA（D）RNA、DNA8、右图中的A和B所示甲、乙两种不同的病毒侵染烟草可引起不同形状的病斑（甲病毒引起的病斑为圆形，乙病毒引起的病斑为三角形）。

（1）把乙病毒的组成成分拆开，再分别侵染正常植株（如图代表磷酸基代表碱基代表脱氧核糖C和D所示）。

根据实验结果可知，引起病斑的物质是。

（2）如图E所示，用甲、乙不同组分重建病毒新品系，可引起烟草病斑，其病斑形状是。

（3）图E中丙的类型与甲、乙、新品系三种中的哪一种相同？第2节 DNA分子的结构【知识要点提炼】1、DNA双螺旋结构模型的特点①DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链螺旋，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。

②磷酸―脱氧核糖构成的骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部。

③腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。

2、DNA分子的结构①DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

②DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。

③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A－T、G－C配对。

碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。

【典型例题解析】例1下列关于双链DNA的叙述，错误的是（）（A）若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上A和T数目也相等（B）若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T（C）若一条链上的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上也是A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4（D）若一条链的G∶T=1∶2，则另一条链的C∶A=1∶2解析此题考查的知识点是DNA双螺旋结构中的碱基互补配对原则，即A对T、G对C，由此推测两条链上互补碱基的数量关系是A＝T、G＝C。

本题的各选项均可用此数量关系来判断。

从选项（C）“若一条链上的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4”，可对应出另一条链是T∶A∶C∶G＝1∶2∶3∶4，调整为A∶T∶G∶C的顺序，应等于2∶1∶4∶3。

答案：（C）。

例2在制作DNA双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。

下列连接中，错误的是（）（A）（B）（C）（D）解析DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。

脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖，三者之间的连接如选项（A）所示。

DNA分子是由两条链组成的，脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。

具体连接如选项（C）、（D）。

选项（B）中的连接方式是磷酸和磷酸连接，因此是错误的。

答案：（B）。

【随堂巩固练习】1、DNA分子的双链结构中，排列在外侧、组成基本骨架的成分是（）（A）脱氧核糖和碱基（B）脱氧核糖和磷酸（C）全是碱基（D）全是脱氧核糖2、右图是DNA 分子平面结构图，读图回答下列各问：（1）写出图中各编号名称：① ② ③④ ⑤ ⑥⑦ ⑧ ⑨（2）图中有脱氧核苷酸 个，碱基 对。

（3）如果将细胞培养在含15N 的同位素培养基上，则能在此图的 成分（填写编号）上可以测到15N 。

（4）如果将细胞培养在含32P 的同位素培养基上，则能在此图的 成分上可以测到32P 。

3、有两对通过氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有1个腺嘌呤，1个胞嘧啶，则其它组成中的磷酸、脱氧核糖的数量及碱基的数量和种类分别是 （ ）（A ）3个；3个；1个T 、一个G （B ）2个；2个；1个C 、一个G（C ）4个；4个；1个T 、一个G （D ）4个；4个；1个U 、一个G4、某一DNA 分子中有腺嘌呤200个，胞嘧啶300个，该DNA 分子中共有碱基数为（ ）（A ）400个 （B ）500个 （C ）600个 （D ）1000个5、某一双链DNA 分子的碱基中，腺嘌呤数占18%，那么胞嘧啶数应占 （ ）（A ）18% （B ）32% （C ）36% （D ）9%6、某DNA 分子一条链上的腺嘌呤为17%，胞嘧啶为22%，那么另一条链上的鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和应为 （ ）（A ）39% （B ）50% （C ）55% （D ）61%7、DNA 分子的一条链中C T G A ＋＋=0.5，那么它的互补链中碱基的比数是 （ ） （A ）0.5 （B ）1（C ）1.5 （D ）2 8、构成DNA 分子的碱基种类是固定不变的，但各种碱基的数目却因生物种类而异。

下列比例关系中，因生物种类不同而不同的是 （ ）（A ）T G CA ++ （B ）T A CG ++ （C ）T C GA ++ （D ）T A 和C G9、制作DNA 双螺旋结构模型时，应从哪几方面考虑脱氧核糖、磷酸、碱基3种成分之间的关系？第3节 DNA 的复制【知识要点提炼】1、对DNA 分子复制的推测复制时，DNA 分子的双螺旋解开，互补的碱基之间氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。

DNA的复制方式为半保留复制，即新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA 分子中的一条链（模板链）。

2、DNA分子复制的过程DNA的复制是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。

复制是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期，随着染色体的复制而完成的。

DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。

DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。

DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。