【高中生物】基因的本质 2022-2023学年高一生物下学期期末满分冲刺攻略(人教版2019必修2)(原卷版).docx
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1、第3章 基因的本质遗传物质的探索1.肺炎链(双)球菌的转化实验体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及其同事培养细菌用小鼠(体内)用培养基(体外)实验结果加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌实验结论加热致死的S型细菌体内有转化因子S型细菌的DNA是遗传物质实验联系所用材料相同,都是肺炎链球菌(R型和S型);体内转化实验是基础,仅说明加热致死的S型细菌体内有转化因子,体外转化实验进一步证明转化因子是DNA;两实验都遵循对照原则、单一变量原则2.噬菌体侵染细菌实验(1)研究者:1952年赫尔希和蔡斯。(2)实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌培养液等
2、。(3)实验方法:放射性同位素标记法。(4)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒(无细胞结构),头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的,头部内含有DNA。 T2噬菌体的复制式繁殖增殖需要的条件内容模板T2噬菌体的DNA合成T2噬菌体DNA的原料大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸合成T2噬菌体蛋白质原料大肠杆菌的氨基酸场所大肠杆菌的核糖体标记T2噬菌体大肠杆菌用含35S的细菌培养基培养得到含35S的大肠杆菌,T2噬菌体经培养后得到含35S标记的T2噬菌体。大肠杆菌用含32P的细菌培养基培养得到含32P的大肠杆菌,T2噬菌体经培养后得到含32P标记的T2噬菌体。T2噬菌体侵染细菌 实验结果分析组别现
3、象分析原因35S标记T2噬菌体细菌上清液放射性很高蛋白质外壳没有进入大肠杆菌,离心后存在于上清液中沉淀物放射性低搅拌不充分,有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中32P标记T2噬菌体细菌沉淀物放射性很高DNA进入大肠杆菌,离心后存在于沉淀物中上清液放射性低(1)保温时间过短,有一部分T2噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内;(2)保温时间过长,T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代T2噬菌体4.DNA是主要的遗传物质(1)RNA是遗传物质的证据:烟草花叶病毒侵染实验实验过程组别烟草花叶病毒提取的物质感染烟草后的现象1蛋白质烟草叶不出现病斑2RNA烟草叶出现病斑3蛋
4、白质RNA烟草叶不出现病斑实验结论没有DNA的烟草花叶病毒能自我复制,并控制其遗传性状,RNA是其遗传物质。(2)不同生物的核酸和遗传物质生物类型所含核酸碱基种类核苷酸种类遗传物质实例细胞生物真核生物DNA和RNA5种8种DNA玉米、人原核生物细菌、蓝藻非细胞生物大多数病毒仅有DNA4种4种DNAT2噬菌体极少数病毒仅有RNARNASARS病毒生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA,朊病毒除外)。细胞内既含有DNA又含有RNA的生物和体内只有DNA的生物,其遗传物质都是DNA。凡是细胞生物,其遗传物质都是DNA。对于体内只有RNA没有DNA的生物,RNA是它们的遗传物质。但是这种生物在自然界中占
5、极少数,所以DNA是主要的遗传物质。DNA的结构 数量关系:互补的碱基数量相等,即A=T、C=G;AT碱基对间有两个氢键、G-C碱基对间有三个氢键,故通常G-C碱基对比例高的DNA稳定性高;脱氧核糖数磷酸数含氮碱基数;每个DNA分子片段中,游离的磷酸基团有2个。连接特点:互补链中的相邻碱基:通过氢键连接;单链中相邻脱氧核苷酸:通过磷酸二酯键连接;单链中相邻碱基:通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接;3端的脱氧核糖连接一个磷酸基团,其他每个脱氧核糖连接两个磷酸基团;5端的磷酸基团连接一个脱氧核糖,其他每个磷酸基团连接两个脱氧核糖。酶的作用位点:解旋酶:打开氢键,使DNA双链解开;DNA水解酶:打开磷
6、酸二酯键;限制酶:识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列,并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开;DNA聚合酶:形成磷酸二酯键,使子链延伸;DNA连接酶:形成磷酸二酯键,连接DNA片段。2.DNA分子的特点DNA分子结构的稳定性:即双螺旋结构的相对稳定性。a.DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变。b.DNA分子双螺旋结构的中间是碱基对,碱基对之间形成氢键,维持双螺旋结构的稳定。C.DNA分子两条链之间碱基互补配对原则严格不变,即A一T、C一G两两配对。d.每一种DNA分子中碱基对的排列顺序和碱基对数量稳定不变。e.DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相
7、等的规则双螺旋结构。DNA分子的多样性:由DNA分子中碱基对的数量和排列顺序多种多样导致的。一个双链DNA分子中有n个碱基对,每一对碱基都有4种组合方式,故该DNA分子的组合形式为4n种。DNA分子的多样性导致了生物界生物性状的多样性。DNA分子的特异性:每种生物的DNA分子都有特定的碱基数目和排列顺序。特定结构的DNA具有特定的功能,能指导合成特定的蛋白质,决定生物的某一特定性状。DNA分子的复制1.时间有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。2.场所:真核细胞中主要是细胞核,叶绿体、线粒体中也进行DNA的复制。3.条件模板:解旋后的两条单链。原料:四种脱氧核苷酸。能量:细胞提供的能量(ATP
8、)。酶:解旋酶、DNA聚合酶等。4.过程 遗传信息的传递与表达过程中的计算1.DNA分子中碱基的相关计算在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,即若在一条链中,则在互补链及整个DNA分子中都有。非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA一条链中,则在其互补链中,而在整个DNA分子中。2.DNA复制的相关计算(1)将1个含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养,复制n次。子代的DNA共有2n个,则含15N的DNA分子有2个,只含15N的DNA分子有0个,含14N的DNA分子有2
9、n个,只含15N的DNA分子有(2n-2)个。脱氧核苷酸链共2n+1条,含15N的脱氧核苷酸链有两条,含14N的脱氧核苷酸链有2n+1-2条。(2)DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m(2n1)。第n次复制所需该种脱氧核苷酸数为m2n-1。1通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的,首先是艾弗里,而他的实验又是在格里菲思实验基础上进行的。下列关于格里菲思和艾弗里的实验表述,错误的是()A小鼠体内转化实验提出了“转化因子是什么”的问题BR型菌有致病性,其细胞外的多糖类荚膜有利于在宿主体内生活并繁殖C体外转化实
10、验利用减法原理,证明了DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质D从注射了R型活菌与S型死菌混合物的死亡小鼠体内分离到活的S型菌2下列关于遗传学发展史上经典实验的叙述,正确的是()A孟德尔的豌豆杂交实验发现了两大遗传规律并揭示了遗传因子的化学本质B摩尔根的果蝇眼色遗传实验证明了眼色的遗传符合基因的分离定律C萨顿以果蝇为实验材料,通过实验将基因定位于染色体上D格里菲斯实验结论是S型菌体内有“转化因子”,理由是DNA是亲子代之间保持连续的物质3关于DNA结构特点的叙述,错误的是()ADNA分子的两条链反向平行B脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架C碱基对通过肽键相互连接DDNA呈双螺旋结构4图为DNA
11、复制过程示意图,下列有关叙述错误的是()A复制后,a、b、c三条链中(AT)/(GC)的值相等B图中两个酶2的移动方向都与酶1相同C脱氧核糖核苷酸是酶2的底物D酶2催化磷酸二酯键的形成5根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异,将S型菌分为S、S、S等类型。不同类型的S型菌发生基因突变后失去荚膜,成为相应类型的R型菌(R、R、RI)。S型菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。将加热杀死的甲菌破碎后,获得提取物对提取物进行不同酶处理加入到乙菌培养基中培养检测子代细菌(丙)的类型。下列实验思路与结果预期,能说明细菌发生转化而未发生基因突变的一组是()A甲R,乙S,丙S、R
12、B甲S,乙R,丙S、RC甲S,乙R,丙S、SD甲S,乙R,丙S、R6科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时,分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如下标记。以下说法不正确的是()第一组第二组第三组噬菌体成分用35S标记未标记用14C标记大肠杆菌成分用32P标记用18O标记未标记A第二组实验中,子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18OB第三组实验中,子代噬菌体的DNA中不一定含有14CC第一组实验中,噬菌体DNA在细菌体内复制了三次,释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0D第三组实验经过一段时间培养后离心,检测到放射
13、性主要出现在沉淀物中7烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶,但二者致病的病斑不同,如下图所示。下列说法中不正确的是()Aa过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶,结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用Bb过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶,结果说明其具有感染作用Cc、d过程表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”感染烟叶,结果说明该“杂种病毒”有感染作用,表现病症为感染HRV症状,并能从中分离出HRVD该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质,蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质8在氮源分别为14N和15N 的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分别
14、为 14N/14NDNA(拟核DNA相对分子质量为 a)和15N/15NDNA(拟核DNA相对分子质量为b)。将一个15N 标记的亲代大肠杆菌(15N/15NDNA)转移到含14N的培养基上,让其连续繁殖两代(和),用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。下列关于此实验的叙述,不正确的是()A代大肠杆菌DNA分子中一条链含14N,另一条链含15NB代大肠杆菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4C预计代大肠杆菌拟核DNA分子的平均相对分子质量为(7ab)/8D上述实验结果证明DNA的复制方式为半保留复制9下列关于DNA分子的计算,正确的是() 同种生物不同个体的细胞中,DNA分子的(A+
15、T)/(G+C)的值一般相同不同种生物的不同细胞中,DNA分子的(A+G)/(T+C)的值一定不同若DNA的一条链中(A+G)/(T+C)=05,则其互补链中(A+G)/(T+C)=05 ,则整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=05若DNA的一条链中(A+T)/(G+C)=05,则其互补链中(A+T)/(G+C)=2,则整个DNA分子中(A+T)/(G+C)=210对AT碱基对和20对CG碱基对,可构成的DNA分子种类数小于430种在双链的DNA分子中A/G、T/G、A/C、T/C和(A+T)/(G+C)比值的不同,可以表现DNA分子间的不同和差异,但所有双链DNA分子中A/T、C/G、G
16、/C、T/A和(A+G)/(T+C)等的比值都是相同的,无法表现DNA分子间的不同和差异。ABCD10某学习小组在双螺旋结构模型构建活动中,尝试利用如下表所示材料构建一个含脱氧核苷酸数最多的双螺旋结构模型。各分子之间的连接键及碱基对之间的氢键都用订书针(足够多)代替,一个订书针代表一个键。下列叙述正确的是()600个520个A150个G120个T130个C140个A用以上材料能构建一个含520个脱氧核苷酸的双螺旋结构模型B分子中每个脱氧核糖上都连接着两个磷酸基团和一个含氮碱基C用以上材料构建的分子模型可以有420种碱基排列方式D在构建该双螺旋结构模型的过程中,一共需要用到2118个订书针11下
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