高中生物：第17講 核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)、DNA的分子結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

專題6

ZHUANTlLIU遺傳的分子基礎(chǔ)

第17講核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)、DNA的分子結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

知識內(nèi)容考試要求知識內(nèi)容考試要求

1.噬菌體侵染細(xì)菌的

b4.核酸分子的組成a

實(shí)驗(yàn)

2.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)5.DNA分子的結(jié)構(gòu)和

bb

驗(yàn)特點(diǎn)

3.煙草花葉病毒的感6.活動(dòng)：制作DNA雙

ab

染和重建實(shí)驗(yàn)螺旋結(jié)構(gòu)模型

考點(diǎn)1核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)

＞自主瓶理研教材，夯基固本

1.染色體是遺傳物質(zhì)的載體

從化學(xué)成分講，染色體是由DNA、RNA和蛋白質(zhì)組成,其中蛋白質(zhì)又分為組蛋白和非

組蛋白。DNA和組蛋白都是染色體的主要成分。

2.DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)

(1)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)

①設(shè)計(jì)思路：把DNA與蛋白質(zhì)區(qū)分開，直接、單獨(dú)地去觀察它們的作用。

②材料：大腸桿菌、T2噬菌體。

③原理：T2噬菌體侵染細(xì)菌后，在WA遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌的物質(zhì)來合

成自身的組成物質(zhì)，從而進(jìn)行大量增殖。

④方法：放射性同位素示蹤法。

⑤過程

"S標(biāo)記的噬菌體〕,山?

+混合培養(yǎng).結(jié)果［r上清液放射性高

攪拌、離心-I沉淀物放射性低

細(xì)菌;

+混合培養(yǎng),結(jié)果/上清液放射性低

"P標(biāo)記的噬菌體攪拌'離心〔沉淀物放射性高

⑥結(jié)論：噬菌體的增殖是在噬菌體DNA的作用下完成的，DNA是遺傳物質(zhì)。

(2)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

①活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

a.肺炎雙球菌類型

寺點(diǎn)

菌落莢膜毒性

S型光滑有有

R型粗糙無無

b.方法：分組、對照觀察。

c.原理：S型菌可使小鼠患敗血癥死亡。

d.過程

*注射

會(huì)——-----------

:型菌V注射

出——?----------死

S型菌

〃注射

—-U——

S瓢加熱殺死

,?五反口——?dú)死二v工注＞射—死

S型菌：:、二I

R型菌

e.結(jié)論：加熱殺死的S型菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。

②離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

a.方法：分組、對照觀察。

b.原理：從活的S型菌中抽提DNA、蛋白質(zhì)及多糖等物質(zhì)，將其分別加入已培養(yǎng)了R

型菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有加入DNA時(shí)，R型菌才轉(zhuǎn)化為S型菌。

C.過程

j-S型菌

I-DNA+R型菌【R型菌

對

照

一蛋白質(zhì)+R型菌一R型菌性

原

則

-多糖+R型菌~R型菌

—DNA酶處理過的DNA+R型菌

一R型菌

d.結(jié)論：DNA是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)即遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳

物質(zhì)。而且DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化效率就越高。

(3)煙草花葉病毒的感染和重建實(shí)驗(yàn)

①煙草花葉病毒的感染實(shí)驗(yàn)

煙草花］RNA工煙草一被感染

“土,葉病毒］重巨質(zhì)3煙草一未被感染

②煙草花葉病毒重建實(shí)驗(yàn)

"TMVA的RNA(RNAA)+TMVB的蛋白質(zhì)

(蛋白B)&?煙草一TMVA

過程《

'TMVB的RNA(RNAB)+TMVA的蛋白質(zhì)

、(蛋白A)則紇煙草fTMVB

③結(jié)論：在RNA病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。

［基礎(chǔ)診斷I

(1)赫爾希與蔡斯以噬菌體和細(xì)菌為研究材料，通過同位素示蹤技術(shù)區(qū)分蛋白質(zhì)與DNA,

證明了DNA是遺傳物質(zhì)(V)

(2)T2噬菌體可利用寄主體內(nèi)的物質(zhì)大量增殖(J)

(3)T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)(V)

(4)噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等(義)

(5)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)比肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)更具說服力(J)

(6)從格里菲思活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的病死小鼠體內(nèi)分離得到的肺炎雙球菌只有S型菌

而無R型菌(X)

(7)格里菲思活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀(X)

(8)在艾弗里離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，DNA酶將S型菌的DNA分解為脫氧核甘酸，因此

不能使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化(J)

(9)艾弗里的離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)采用了物質(zhì)提純、鑒定與細(xì)菌體外培養(yǎng)等技術(shù)(J)

［教材熱考拾遺］

(必修2P49-P50圖3-1、圖3-2相關(guān)內(nèi)容改編)材料分析題：

材料I：用同位素35、32P和32s、35s分別作如下標(biāo)記:

——_________噬菌體大腸桿菌

脫氧核甘酸32p31P

氨基酸32s35s

材料2:

有關(guān)膜苗無英膜酋

注射一結(jié)果

DNA+?小武死亡A

注他結(jié)果

要白質(zhì)+?小鼠正常B

\V英膜+?

注射結(jié)果

\(糖類)+.小磯正常C

'~*DNA+.注他結(jié)果

和DNA略.—小鼠死亡D

(1)用32P標(biāo)記噬菌體的大致操作過程：

@___________________________________________________________________________

⑵若材料1中的噬菌體和大腸桿菌分別換成煙草花葉病毒和煙葉細(xì)胞，則能說明

(3)分析材料2,A?D的結(jié)果中，哪項(xiàng)不正確？o說明理由：

(4)材料1、材料2共同說明的問題是o

解析：(1)由于噬菌體是病毒不能獨(dú)立培養(yǎng)，必須寄生在活細(xì)胞中，所以先用培養(yǎng)基培

養(yǎng)細(xì)菌，再用細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體。

(2)煙草花葉病毒的核酸是RNA,它可以侵染煙草的葉細(xì)胞，說明RNA是煙草花葉病

毒的遺傳物質(zhì)。

(3)由于DNA酶能夠分解DNA分子，不存在DNA時(shí)就不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌，

所以小鼠不會(huì)死亡。

(4)材料1、材料2共同說明的是DNA是遺傳物質(zhì)。

答案：(1)①在含有放射性32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌

②再用上述大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體

(2)RNA是遺傳物質(zhì)

(3)DDNA分子被DNA酶分解掉，R型菌不能轉(zhuǎn)化成S型菌，小鼠應(yīng)為正常

(4)DNA是遺傳物質(zhì)

＞精講練透研考法，精準(zhǔn)提升

□考法1肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的分析

(1)活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)與離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)比較

活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

培養(yǎng)場所在小鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)基

加熱殺死的S型菌能使R型菌轉(zhuǎn)化為

實(shí)驗(yàn)結(jié)果S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌

S型菌

實(shí)驗(yàn)結(jié)論S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型菌的DNA是遺傳物質(zhì)

將加熱殺死的S型菌及其與R型活菌將物質(zhì)提純分離后，直接地、單獨(dú)地

巧妙構(gòu)思

混合后的菌液，分別注入小鼠體內(nèi)觀察某種物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)中所起的作用

①所用材料相同，都是R型和S型兩市卜肺炎雙球菌；

②活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基研,離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延

聯(lián)系

伸；

③兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則

(2)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的分析

①加熱殺死S型菌的過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA熱穩(wěn)定性較高,

加熱只使其氫鍵斷裂，若將其慢慢冷卻，分離的單鏈又可以恢復(fù)其雙螺旋結(jié)構(gòu)，即在一定的

溫度范圍內(nèi)，加熱不會(huì)導(dǎo)致DNA變性。

②R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌的實(shí)質(zhì)是S型菌的DNA與R型菌的DNA實(shí)現(xiàn)重組，表現(xiàn)出S

型菌的性狀，此變異屬于廣義上的基因重組。

③轉(zhuǎn)化后形成的S型菌的性狀可以遺傳下去，說明S型菌的DNA是遺傳物質(zhì)。

④轉(zhuǎn)化的只是少部分R型菌。由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體

菌的狀態(tài)等因素的影響，所以并不是所有的R型菌都轉(zhuǎn)化成了S型菌。

:名師提醒

易錯(cuò)點(diǎn)1誤認(rèn)為肺炎雙球菌的活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是“S型菌的DNA可使小鼠致死”

［點(diǎn)撥］加熱殺死的S型菌與R型菌混合培養(yǎng)時(shí)，S型菌的DNA進(jìn)入R型菌體內(nèi)。結(jié)

果在S型菌DNA的控制下，R型菌體內(nèi)合成了S型菌的DNA和蛋白質(zhì)，從而組裝成了具

有毒性的S型菌。

易錯(cuò)點(diǎn)2誤認(rèn)為加熱殺死的S型菌可使所有R型菌實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化

［點(diǎn)撥1并非所有的R型菌都轉(zhuǎn)化為S型菌，事實(shí)上轉(zhuǎn)化的效率很低，并且轉(zhuǎn)化受DNA

的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素影響，因此只有少部分R型菌被轉(zhuǎn)化

為S型菌。

［題組沖關(guān)］

1.（2017?浙江4月選考）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分過程如圖所示。下列敘述正確的是

（）

A.S型肺炎雙球菌的菌落為粗糙的，R型肺炎雙球菌的菌落為光滑的

B.S型菌的DNA經(jīng)加熱后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活

C.從病死小鼠中分離得到的肺炎雙球菌只有S型菌而無R型菌

D.該實(shí)驗(yàn)未證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是由S型菌的DNA引起的

答案：D

2.某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：

①S型菌的DNA+DNA酶一加入R型菌f注入小鼠

②R型菌的DNA+DNA酶一加入S型菌一注入小鼠

③R型菌+DNA酶一高溫加熱后冷卻一加入S型菌的DNA-注入小鼠

④S型菌+DNA前一高溫加熱后冷卻-*加入R型菌的DNA-注入小鼠

以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)中小鼠存活的情況依次是（）

A.存活、存活、存活、死亡

B.存活、死亡、存活、死亡

C.死亡、死亡、存活、存活

D.存活、死亡、存活、存活

解析：選D。能使小鼠死亡的是活的S型菌。①DNA酶會(huì)將S型菌的DNA水解，使

其失去轉(zhuǎn)化作用，R型菌未發(fā)生轉(zhuǎn)化，小鼠存活：②雖然有DNA酶存在，但加入了S型菌，

小鼠死亡；③中沒有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；④高溫加熱使S型菌

的蛋白質(zhì)及DNA酶變性，雖然S型菌的DNA還存在，但由于后面加入R型菌的DNA,所

以不能發(fā)生轉(zhuǎn)化作用，小鼠存活。

D考法2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)分析

下面圖甲為噬菌體的結(jié)構(gòu)，圖乙為噬菌體侵染細(xì)菌的過程。

A

B

圖甲

(1)圖甲所示生物屬于病毒類，物質(zhì)A含P元素，物質(zhì)B含S元素。

(2)噬菌體的復(fù)制式增殖過程

①模板：進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的噬菌體DNA。

②合成噬菌體DNA的原料：大腸桿菌提供的四種脫氧核甘酸。

原料：大腸桿菌的氨基酸

③合成噬菌體的蛋白質(zhì)

場所：大腸桿菌的核糖體

④合成噬菌體DNA和蛋白質(zhì)的能量來自大腸桿菌的ATP。

(3)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果

細(xì)菌+含35s的培養(yǎng)基一含35s的細(xì)菌

①標(biāo)記細(xì)菌

細(xì)菌+含32P的培養(yǎng)基f含32P的細(xì)菌

標(biāo)記噬含35s的細(xì)菌+噬菌體-35s標(biāo)記的噬菌體

②

菌體［含32P的細(xì)菌+噬菌體-32p標(biāo)記的噬菌體

上清液(蛋白質(zhì)外

黑贏些蠹圮艇攪拌^殼)，放射性很高

沉淀物(細(xì)菌),

放射性很低

細(xì)菌裂解

子代噬菌體

③(無放射性元素35S)

清液(蛋白質(zhì)外

用”P標(biāo)侵染.未標(biāo)記培養(yǎng)攪拌—?dú)?，放射性很低

記噬菌體—"細(xì)胞—"離心沉淀物(細(xì)菌)，

放射性很高

④|

［細(xì)菌裂解

子代噬菌體

(有放射性元素”P：

⑷結(jié)論：噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。

【名師提醒

易錯(cuò)點(diǎn)I未明確“標(biāo)記”對象與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系

［點(diǎn)撥］(1)若用32P和35s標(biāo)記病毒而宿主細(xì)胞未被標(biāo)記，相當(dāng)于間接地將核酸和蛋白

質(zhì)分開，只在子代病毒的核酸中有32P標(biāo)記。

(2)若用32P和35s標(biāo)記宿主細(xì)胞而病毒未被標(biāo)記，則在子代病毒的核酸和外殼中均有標(biāo)

記元素。

(3)若用C、H、0、N等標(biāo)記病毒而宿主細(xì)胞未被標(biāo)記，則只在子代病毒的核酸中有標(biāo)

記元素。

(4)若用C、H、0、N等標(biāo)記宿主細(xì)胞而病毒未被標(biāo)記，則在子代病毒的核酸和外殼中

均可找到標(biāo)記元素。

易錯(cuò)點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)誤差分析不到位而失分

［點(diǎn)撥］(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因：①保溫時(shí)間

過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，上清液中

出現(xiàn)放射性。②噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離，這一段保溫時(shí)間過長，噬菌體

在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會(huì)使上清液中出現(xiàn)放射性。

(2)用35s標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有

少量含35s的噬菌體吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。

［題組沖關(guān)|

3.(2017?浙江11月選考)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)。下列關(guān)于該

實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()

A.噬菌體內(nèi)可以合成mRNA

B.攪拌的目的是使噬菌體與細(xì)菌充分混合

C.噬菌體與細(xì)菌混合培養(yǎng)的時(shí)間越長，實(shí)驗(yàn)效果越好

D.噬菌體侵染細(xì)菌后，產(chǎn)生許多遺傳信息相同的子代噬菌體

答案：D

4.用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，繁殖兩代后，理論上推測子代噬菌體

中的放射性情況是()

A.25%的子代噬菌體外殼帶有放射性

B.25%的子代噬菌體DNA帶有放射性

C.50%的子代噬菌體外殼帶有放射性

D.50%的子代噬菌體DNA帶有放射性

解析：選D。用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，繁殖兩代后，DNA復(fù)制兩

次，則子代噬菌體DNA一半帶有放射性，D正確。

“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況

「?頤］:提供原料.子代噬菌體都會(huì)被標(biāo)記

一看P標(biāo)記DNA:子代噬

標(biāo)記--------廣f菌體中會(huì)出現(xiàn)

生物

T噬菌體二看標(biāo)

記元素

s標(biāo)記蛋白質(zhì):子代噬

一*菌體中不會(huì)出現(xiàn)

□考法3對探索遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的5點(diǎn)總結(jié)

--------里里——?DNA是主要的遺傳物質(zhì)

(1)一切生物(骯病毒除外)的遺傳物質(zhì)是核酸(DNA或RNA)。

(2)細(xì)胞內(nèi)既有DNA又有RNA,但只有DNA是遺傳物質(zhì)，其細(xì)胞中的RNA只是遺傳

信息表達(dá)的媒介。

(3)病毒只含有一種核酸——DNA或RNA,遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。

(4)原核細(xì)胞的DNA分布于擬核和質(zhì)粒中。真核細(xì)胞的DNA主要存在于染色體上，少

數(shù)存在于細(xì)胞質(zhì)中的葉綠體、線粒體中。

(5)只有針對“所有生物”時(shí)，才可稱“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”，否則，針對任何一

種生物，其遺傳物質(zhì)均無“主要”之說——任何生物的遺傳物質(zhì)都是“唯一”的核酸(要么

為DNA,無DNA時(shí)為RNA)o

［題組沖關(guān)］

5.(2018?浙江4月選考)下列關(guān)于“核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，正確

的是()

A.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌后的子代噬菌體多數(shù)具有放

射性

B.肺炎雙球菌活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型菌是基因突變的結(jié)果

C.肺炎雙球菌離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說明DNA

是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)

D.煙草花葉病毒感染和重建實(shí)驗(yàn)中，用TMVA的RNA和TMVB的蛋白質(zhì)重建的病

毒感染煙草葉片細(xì)胞后，可檢測到A型病毒，說明RNA是TMVA的遺傳物質(zhì)

解析：選D。32P標(biāo)記的是DNA,噬菌體DNA合成的原料是無放射性的脫氧核昔酸，

所以子代噬菌體只有少數(shù)有放射性，A錯(cuò)誤；肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中R型菌轉(zhuǎn)化為S

型菌是S型菌存在某種轉(zhuǎn)化因子引起的，B錯(cuò)誤；肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中S型菌的DNA

使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌只能說明DNA是遺傳物質(zhì)，不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，C錯(cuò)誤；

TMVA的RNA和TMVB的蛋白質(zhì)重建的病毒感染煙草葉片細(xì)胞后檢測到A型病毒，說明

RNA是TMVA的遺傳物質(zhì)，D正確。

6.如圖表示科研人員驗(yàn)證煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過程，由此推斷正確的

是()

TMY放在水利」酚中振蕩「RNA3S」gl_-感染病毒

一L蛋白質(zhì)老也愕|---.未48染病毒

A.煙草細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是RNA

B.煙草細(xì)胞的細(xì)胞膜上有RNA的載體

C.感染煙草的病毒的蛋白質(zhì)和TMV的相同

D.接種的RNA在煙草細(xì)胞中進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄

解析：選C。從煙草花葉病毒中提取的RNA能使煙草感染病毒，而提取的蛋白質(zhì)卻不

能使煙草感染病毒，這說明RNA是遺傳物質(zhì)，可在煙草細(xì)胞內(nèi)合成TMV的蛋白質(zhì)。

考點(diǎn)2DNA的分子結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

國〉自主觥理

1.DNA分子的結(jié)構(gòu)

(1)脫氧核苗酸是脫氧核昔和磷酸連接起來的結(jié)構(gòu)單元,其中的脫氧核苜又是含氮堿基

與脫氧核糖結(jié)合形成的單位。

(2)DNA分子的基本單位是脫氧核甘酸，DNA是脫氧核甘酸的多聚體。由于組成脫氧核

甘酸的堿基只有4種：腺口票曲(A)、鳥喋吟(G)、胞口密噬(C)和胸腺喀呢(T),因此脫氧核甘酸

也有4種，即腺噂吟脫氧核甘酸、鳥噤吟脫氧核昔酸、胞喀噪脫氧核昔酸和胸腺喀咤脫氧核

昔酸。

2.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)沃森和克里克認(rèn)為，DNA分子的立體結(jié)構(gòu)是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。

(2)DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

①DNA分子是由兩條長鏈組成的，這兩條長鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)?；?/p>

本骨架是由一條鏈上的一個(gè)核甘酸以脫氧核糖與另一個(gè)核甘酸上的磷酸基團(tuán)結(jié)合形成的，其

中脫氧核糖和磷酸基團(tuán)排列在主鏈的外側(cè)，堿基位于主鏈內(nèi)側(cè)。

②DNA分子一條鏈上的核甘酸堿基總是跟另一條鏈上的核甘酸堿基互補(bǔ)配對，由氫鍵

連接。堿基互補(bǔ)配對原則：腺喋吟與胸腺喀配通過兩個(gè)氫鍵相連，鳥喋吟與胞喀個(gè)通過三個(gè)

氫健相連。

③DNA中堿基含量的卡伽夫法則：在DNA分子中，A(腺喋吟)和T(胸腺喀咤)的分子數(shù)

相等，G(鳥喋G)和C(胞租。)的分子數(shù)相等,但A+T的量不一定等于G+C的量。

3.制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

(1)實(shí)驗(yàn)原理

①DNA分子由兩條反向平行的脫氧核仃酸長鏈盤旋而成。

②DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。

③DNA分子兩條鏈上的堿基按照堿基互補(bǔ)配對原則兩兩配對,并且以氫鍵連接。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟

①用不同顏色的卡紙剪成幼蜃代表堿基，用其他顏色的卡紙剪成圓形代表磷酸，另一

種顏色的卡紙剪成五邊形代表脫氧核糖。

②使用訂書機(jī)將磷酸、脫氧核糖、堿基連接，制作成一個(gè)個(gè)含有不同堿基的脫氧核甘酸

模型。

③用訂書機(jī)把一個(gè)個(gè)脫氧核甘酸模型連接起來，形成一條多核昔酸的長鏈;根據(jù)堿基互

補(bǔ)配對原則，制作一條與這條鏈完全互補(bǔ)的脫氧核甘酸長鏈。

④將脫氧核甘酸中的磷酸固定在細(xì)鐵絲上，然后把兩條鏈平放在桌子上，用訂書機(jī)把配

對的堿基兩兩連接在一起。

⑤將兩條鏈的末端分別與硬紙方塊連接在一起，兩手分別提起硬紙方塊，輕輕旋轉(zhuǎn)，即

可得到一個(gè)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

［基礎(chǔ)診斷］

(1)沃森和克里克研究DNA分子的結(jié)構(gòu)時(shí)，運(yùn)用了構(gòu)建物理模型的方法(J)

(2)喋嗆堿基與嗜咤堿基的結(jié)合保證了DNA分子空間結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定(J)

(3)DNA分子中的每個(gè)磷酸均連接著一個(gè)脫氧核糖和一個(gè)堿基(X)

(4)DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸一脫氧核糖一磷酸相連(X)

(5)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的(X)

(6)不同生物的DNA分子中互補(bǔ)配對的堿基之和的比值可能相同(J)

(7)同一生物個(gè)體不同細(xì)胞中DNA分子的(A+T)/(C+G)的值不同(X)

(8)人體內(nèi)控制珠蛋白的基因由1700個(gè)堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有4"。。

種(X)

［教材熱考拾遺］

(必修2P55圖3-5改編)下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)圖像，據(jù)圖分析下列問題:

(1)圖中④_______(填“能”或“不能”)表示胞喀咤脫氧核甘酸，一個(gè)DNA分子片段

中有個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。

(2)雙鏈DNA中，反向平行的兩條鏈之間的堿基通過連接成堿基對，而同一條

鏈上核甘酸之間是通過相連的。

(3)解旋酶作用的部位是(填數(shù)字)，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用的部

位是(填數(shù)字)。

(4)DNA初步水解的產(chǎn)物是,DNA徹底水解的產(chǎn)物是

(5)根據(jù)堿基的種類確定是DNA還是RNA,若含有堿基_______則是RNA,若含有堿

基而不含有堿基則是DNA；根據(jù)堿基的比例確定是單鏈還是雙鏈，若喋

吟數(shù)/嚏噬數(shù)1,則一般是雙鏈，若喋吟數(shù)/嚏噬數(shù)1,則是單鏈。

答案：⑴不能2

(2)氫鍵脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖

⑶⑨⑩

(4)4種脫氧核甘酸磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基

(5)UTU=W

＞精講練透研考法，精準(zhǔn)提升

□考法1DNA分子結(jié)構(gòu)模型解讀

GAATT

—II—IC-

cTTAAI

G-

圖2

⑴由圖1可解讀以下信息

每個(gè)DNA分子片段中，游離磷酸基團(tuán)有2個(gè)

①饕A—T堿基對有二個(gè)氫鍵,G—C堿基對有

三個(gè)氫鍵

「脫氧核糖數(shù)=磷酸數(shù)=含氮堿基數(shù)

單鏈中相鄰堿基：通過脫氧核糖一磷酸一

②位置_r脫氧核糖連接

醫(yī)圉匚互補(bǔ)鏈中相鄰堿基:通過氫鍵相連

廠氫鍵:連接互補(bǔ)鏈中相鄰堿基的化學(xué)鍵

③回至錮t磷酸二酯鍵:連接單鏈中相鄰兩個(gè)脫氧

—核昔酸的化學(xué)鍵

(2)圖2是圖1的簡化形式，其中①是磷酸二酯鍵，③是氫鍵。解旋酶作用于③部位,

限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于①部位.

【名師提醒

(1)誤以為構(gòu)成DNA基本骨架的化學(xué)元素是C、H、0、N、P。磷酸和脫氧核糖交替排

列構(gòu)成DNA的基本骨架，它們的元素組成是C、H、O、P,沒有N。

(2)誤以為在一條脫氧核普酸鏈中，相鄰的堿基之間的連接物是氫鍵。在一條脫氧核普

酸鏈中，相鄰的堿基之間的連接物是“脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖”。

(3)誤以為DNA分子中每個(gè)脫氧核糖都連接著兩個(gè)磷酸基團(tuán)。DNA分子的每條脫氧核

昔酸鏈中，除最末端的一個(gè)脫氧核糖只連接一個(gè)磷酸基團(tuán)外，其余均連接著兩個(gè)磷酸基團(tuán)。

(4)誤以為A與T配對，G和C配對表示卡伽夫法則?？ㄙし蚍▌t表示的是堿基之間的

數(shù)量關(guān)系，不是配對關(guān)系。

［題組沖關(guān)I

1.(2017?浙江11月選考)某真核生物DNA片段的結(jié)構(gòu)示意圖如下。下列敘述正確的是

()

A.①的形成需要DNA聚合醐催化

B.②表示腺喋吟脫氧核甘

C.③的形成只能發(fā)生在細(xì)胞核

D.若a鏈中A+T占48%,則DNA分子中G占26%

答案：D

2.(2019?紹興檢測)下列有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的說法，正確的是()

A.DNA單鏈上相鄰堿基以磷酸二酯鍵相連

B.(A+G)/(T+C)的比值體現(xiàn)了DNA分子的特異性

C.DNA的多樣性取決于構(gòu)成它的堿基種類的多樣性

D.藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞的遺傳物質(zhì)水解可得到4種脫氧核甘酸

解析：選D。DNA單鏈上相鄰堿基之間靠“脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖”連接，A錯(cuò)

誤；雙鏈DNA分子中堿基(A+G)/(T+C)的比值為1,沒有特異性，B錯(cuò)誤；構(gòu)成DNA的

堿基只有4種，但構(gòu)成DNA分子的堿基的排列順序是千變?nèi)f化的，體現(xiàn)了DNA分子的多

樣性，C錯(cuò)誤；藍(lán)細(xì)菌是原核生物，其遺傳物質(zhì)是DNA,D正確。

□考法2雙鏈DNA分子中堿基含量的計(jì)算

根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則和卡伽夫法則，在雙鏈DNA分子中各種堿基之間存在一定的數(shù)

量關(guān)系，而且有一定的規(guī)律，可以歸納為以下幾點(diǎn)：

(1)互補(bǔ)的兩個(gè)堿基數(shù)量相等，即八=『C=Go

(2)任意兩個(gè)不互補(bǔ)的堿基數(shù)量之和占堿基總數(shù)的50%,即喋吟之和=喀咤之和=總堿

A+GA+C

基數(shù)X50%,A+G=T+C=A+C=T+G=(A+T+C+G)X50%,

1十C1十u

(3)在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相

等。

設(shè)在雙鏈DNA分子中的一條鏈上Ai+「=〃％,因?yàn)锳I=T2，A2=TI,則：Ai+「=

“％"%

A2+T2—n%＞所以A+T=AI+A2+TI+T2=2="%。簡記為："配對的兩堿基之和

在單、雙鏈中所占比例相等”。

(4)雙鏈DNA分子中，非互補(bǔ)堿基之和所占比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)。

Ai+G,Ai+GiT+CA2+G2

設(shè)雙鏈DNA分子中，一條鏈上:則:22互補(bǔ)鏈上

「+0一機(jī)’T1+C1A2+G2T2+C2

_1_

簡記為：“DNA兩互補(bǔ)鏈中，不配對兩堿基之和的比值乘積為1”。

【名師提醒

三步解決DNA分子中有關(guān)堿基比例的計(jì)算

第一步：搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個(gè)DNA分子堿基的比例，還是占

DNA分子一條鏈上堿基的比例。

第二步：畫一個(gè)DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知的和所求的堿基。

第三步：根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。

［題組沖關(guān)I

3.(2019?浙江杭州校級期中)在一個(gè)雙鏈DNA分子中，堿基總數(shù)為a,腺喋吟數(shù)為b,

下列選項(xiàng)不正確的是()

A.堿基之間的氫鍵數(shù)為(3a—2b)/2

B.一條鏈中A+T的數(shù)值為b

C.G的數(shù)量為a—b

D.一條鏈中(A+T)/(G+C)的比值為2b/(a-2b)

解析：選C,胸腺喀噫=腺喋吟=b,鳥喋吟=胞啥噫=a/2—b,因此堿基之間的氫鍵

數(shù)為：2b+3(a/2-b)=(3a-2b)/2,A正確：由于雙鏈DNA分子中，A=T=b,A+T=2b,

單鏈中A+T=b,B正確；雙鏈DNA分子中(A+T)/(G+C)的比值與每條單鏈中該比值相等,

雙鏈DNA分子中(A+T)/(G+C)=2a/(a-2b),D正確。

4.(2019?浙江麗水中學(xué)期中)某研究小組測定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，

根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿

基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是()

互

補(bǔ)

鏈

AB

解析：選C。由堿基互補(bǔ)配對原則可知，不同雙鏈DNA分子中，一條單鏈中(A+T)/(G

+C)的值與DNA分子雙鏈中(A+T)/(G+C)的值總是相等；一條單鏈中(A+C)/(T+G)的值

是不確定的，而DNA分子雙鏈中(A+C)/(T+G)的值都為1,C正確。

■■■隨堂達(dá)標(biāo)反饋■■■

1.(2018?浙江11月選考)下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是()

A.煙草的遺傳物質(zhì)可被RNA酶水解

B.肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)主要是DNA

C.勞氏肉瘤病毒的遺傳物質(zhì)可逆轉(zhuǎn)錄出單鏈DNA

D.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)可被水解成4種脫氧核糖核酸

答案：C

2.（2016?浙江10月選考）用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其過程和結(jié)果如圖所示。

據(jù)圖分析可知（）

A.RNA是轉(zhuǎn)化因子

B.莢膜多糖具有生物活性

C.DNA是轉(zhuǎn)化因子

D.DNA是主要的遺傳物質(zhì)

解析：選C。肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是轉(zhuǎn)化因子。

3.（2015?浙江10月選考）下列關(guān)于用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染35s標(biāo)記的大腸桿菌實(shí)驗(yàn)

的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.子代噬菌體的DNA控制子代噬菌體的蛋白質(zhì)合成

B.合成子代噬菌體外殼的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體外殼都含35s

C.合成子代噬菌體DNA的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體DNA都不含32P

D.大腸桿菌的DNA中喋吟堿基之和與嗒嚏堿基之和的比值與噬菌體的相同

解析：選C。T2噬菌體侵染35s標(biāo)記的大腸桿菌時(shí)，只有DNA進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)；

子代噬菌體的DNA控制子代噬菌體的蛋白質(zhì)合成，合成子代噬菌體外殼的原料來自大腸桿

菌，子代噬菌體外殼都含35s,合成子代噬菌體DNA的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體DNA

中只有兩個(gè)含32p；大腸桿菌的DNA中噤吟堿基之和與喀嚏堿基之和的比值與噬菌體的相

同，都是lo

4.（2019?浙江金華十校高二期末）下列關(guān)于“核酸是遺傳物質(zhì)證據(jù)”相關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，

正確的是（）

A.R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌屬于基因突變

B.活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是“轉(zhuǎn)化因子”

C.將S型菌的DNA注射到小鼠體內(nèi)導(dǎo)致小鼠死亡

D.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中攪拌可使細(xì)菌外的噬菌體與細(xì)菌分離

解析：選D0R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌屬于基因重組；活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)臉證明了“轉(zhuǎn)化因子”

的存在，但是不能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA;將S型菌的DNA注射到小鼠體內(nèi)，不會(huì)導(dǎo)致小

鼠死亡，將活的S型菌（或S型菌的DNA+R型菌）注射到小鼠體內(nèi)會(huì)導(dǎo)致小鼠死亡；噬菌

體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，攪拌的目的是使細(xì)菌外的噬菌體與細(xì)菌分離。

5.（2019?浙江溫州十校聯(lián)盟）下圖為噬菌體DNA片段，且兩條鏈均被32P標(biāo)記。用該噬

菌體去侵染被I'N標(biāo)記的細(xì)菌，在其中增殖4次。以下說法不正確的是（）

A.圖中④可表示兩種脫氧核糖核昔酸

B.噬菌體被標(biāo)記的是圖中的①結(jié)構(gòu)

C.子代噬菌體的DNA大部分含"N,少部分含32P

D.子代噬菌體的蛋白質(zhì)在細(xì)菌的核糖體上合成，均含"N

解析：選C。根據(jù)氫鍵的數(shù)量可知，圖中④可表示胞喀噫脫氧核糖核菩酸或者鳥喋吟脫

氧核糖核甘酸，A正確；根據(jù)提供的信息可知，噬菌體DNA被32P標(biāo)記，即圖中①磷酸被

標(biāo)記，B正確：子代噬菌體的DNA全部含6N,少部分含Mp,C錯(cuò)誤；子代噬菌體的蛋白

質(zhì)在細(xì)菌的核糖體上合成，均含UN,D正確。

6.（2019?浙江紹興期末）如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)圖，請據(jù)圖回答下列問題：

（1）指出圖中序號代表的結(jié)構(gòu)名稱：②,

④。

⑵圖中所示的DNA的空間結(jié)構(gòu)是（填“平面”或“雙螺旋”）結(jié)構(gòu)，從圖中可

知，每個(gè)脫氧核糖連接著個(gè)磷酸。

（3）DNA中的遺傳信息是指.

（4）已知G和C之間有3個(gè)氫鍵，A和T之間有2個(gè)氫鍵。若某DNA片段中，堿基對

為〃，A有機(jī)個(gè)，則氫鍵數(shù)為個(gè)。

答案：（1）脫氧核糖胞喀咤脫氧核甘酸

（2）平面1或2

（3）堿基對的排列順序（脫氧核甘酸的排列順序）

（4）3〃一9

■■■預(yù)測高效提升■■■

1.（2019?浙江省綠色評■估聯(lián)盟高三考試）下列關(guān)于肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)

誤的是（）

A.需對S型菌中的物質(zhì)進(jìn)行提取、分離和鑒定

B.配制的培養(yǎng)基應(yīng)適合肺炎雙球菌的生長和繁殖

C.轉(zhuǎn)化的有效性與R型菌的DNA純度有密切關(guān)系

D.實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是

解析：選C。需對S型菌中的物質(zhì)進(jìn)行提取、分離和鑒定，以便確定轉(zhuǎn)化因子是何種物

質(zhì)，A正確；配制的培養(yǎng)基應(yīng)適合肺炎雙球菌的生長和繁殖，以確保肺炎雙球菌能增殖和轉(zhuǎn)

化，B正確；轉(zhuǎn)化的有效性與S型菌的DNA純度有密切關(guān)系，C錯(cuò)誤；將S型菌的各種成

分分離開，分別與R型菌混合，實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是，D正確。

2.用32P標(biāo)記的噬菌體侵染不含32P的大腸桿菌。下列敘述正確的是（）

A.子代噬菌體的蛋白質(zhì)由大腸桿菌的DNA編碼

B.親代噬菌體DNA連續(xù)復(fù)制3次產(chǎn)生的DNA中，含32P的DNA占1/8

C.合成子代噬菌體DNA的原料來自大腸桿菌

D.噬菌體DNA與大腸桿菌DNA的（A+C）/（T+G）的值不同

解析：選C?子代噬菌體的蛋白質(zhì)由噬菌體的DNA編碼，A錯(cuò)誤；親代噬菌體DNA

連續(xù)復(fù)制3次產(chǎn)生的DNA中，含32P的DNA占2/8,B錯(cuò)誤；合成子代噬菌體DNA的原

料來自大腸桿菌，C正確；噬菌體DNA與大腸桿菌DNA的（A+C）/（T+G）的值相同，D錯(cuò)

、口

7天o

3.（2019?舟山模擬）肺炎雙球菌中的S型菌具有多糖類莢膜，R型菌則不具有。下列敘

述錯(cuò)誤的是（）

A.R型活菌+S型菌的多糖一有莢膜的細(xì)菌

B.R型活菌+S型菌DNA水解產(chǎn)物~不能夠產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌

C.R型活菌+S型菌DNA-產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌

D.R型活菌+S型菌蛋白質(zhì)一不能夠產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌

解析：選A。S型菌的多糖不是轉(zhuǎn)化因子，不能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，A項(xiàng)錯(cuò)誤；S

型菌DNA的完全水解產(chǎn)物已經(jīng)失去活性，也沒有轉(zhuǎn)化能力，B項(xiàng)正確；S型菌的DNA能

使R型菌轉(zhuǎn)化，C項(xiàng)正確；S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子，不能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，D

項(xiàng)正確。

4.1952年科學(xué)家利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，進(jìn)行了“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”。下

列相關(guān)敘述正確的是（）

A.用32P和35s分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA

B.用35s標(biāo)記T2噬菌體，侵染、離心后35s主要存在于沉淀物中

C.合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)所需原料和能量均由細(xì)菌提供

D.該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)

解析：選C。用32P和35s分別標(biāo)記T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，A