内容正文:
专题五 基因的本质与表达及生物的变异与进化
连线织网——循图串知,建构“大概念”知识体系
基础自查(一) 基因的本质
系统主干知识
1.归纳遗传物质探索历程的“两标记”和“三结论”
(1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同
第一次标记
分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌,目的是获得带有标记的大肠杆菌
第二次标记
分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体
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,目的是使噬菌体带上放射性标记
(2)遗传物质发现中的三个实验结论
①格里菲思的体内转化实验的结论:加热致死的S型细菌中存在“转化因子”。
②艾弗里及其同事的体外转化实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
③噬菌体侵染细菌实验的结论:DNA是噬菌体的遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质。
2.明确噬菌体侵染细菌实验放射性分布误差产生的三个原因
3.探索遗传物质的三种方法
4.理清DNA结构的两种关系和两种化学键
数量关系
每个DNA分子片段中,游离的磷酸基团有2个
A—T之间有两个氢键,G—C之间有三个氢键
脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数
位置关系
单链中相邻碱基:通过—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接
互补链间相邻碱基:通过氢键相连
化学键
氢键:连接互补链间相邻碱基的化学键
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磷酸二酯键:连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键
[微提醒] 双链DNA的碱基之间的关系
①双链DNA分子中常用公式:A=T、C=G、A+G=T+C=A+C=T+G。
②“单链中互补碱基之和”占该链碱基数比例=“双链中互补碱基之和”占双链总碱基数比例。
③某单链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。
5.图示分析DNA的复制(以真核细胞为例)
澄清概念微点
(一)微点判断
(1)分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体,可得到被标记的噬菌体。(×)
(2)流感病毒与肺炎链球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的。(×)
(3)DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸,每个碱基都连接一个脱氧核糖。(×)
(4)细胞内DNA复制子链延伸时,游离的脱氧核苷酸添加到3′端。(√)
(5)DNA复制过程中DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(×)
(6)若酵母菌的DNA中碱基A约占32%,DNA复制后的DNA分子中碱基C约占18%。(√)
(二)概念融通
(1)将某种噬菌体的一个DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其侵染无标记的大肠杆菌,将大肠杆菌在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个噬菌体带标记。
(2)DNA能够准确复制的原因是
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DNA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。
(3)在细胞内,DNA的两条链都能作为模板,由于DNA分子的两条链是反向平行的,每条链都通过磷酸和脱氧核糖交替连接而成,因此每条链的两端是不同的,其中,一端是3′-端(有一个羟基),另一端是5′-端(有一个游离的磷酸基团)。在DNA复制过程中,DNA聚合酶催化子链合成的方向是5′→3′。DNA复制又是边解旋边复制的过程。请根据下图推测DNA聚合酶是如何催化DNA复制的。DNA复制时,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开,形成两条模板链,一条模板链是3′→5′走向,其子链在5′→3′方向上连续合成,称为前导链;另一条模板链的子链也是沿5′→3′方向合成,但是与前导链的合成方向正好相反,随着复制的进行会形成许多不连续的片段,最后不连续的片段相互连接形成一条完整的DNA单链,称为后随链。
(4)在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中,不能(填“能”或“不能”)利用噬菌体侵染细菌的实验操作过程,理由:因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时,RNA和蛋白质没有分开,是完整的病毒侵入宿主细胞,所以本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质,然后再单独导入宿主细胞,单独观察它们的作用。
练明基础考法
题点(一) 探索遗传物质的本质经典实验分析
1.(2022·湖南高考)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生( )
A.新的噬菌体DNA合成
B.新的噬菌体蛋白质外壳合成
C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
解析:选C T2噬菌体侵染大肠杆菌后,其DNA会在大肠杆菌体内复制,合成新的噬菌体DNA,A正确;T