高二生物重要复习资料

1一、DNA是的遗传物质的证据1.肺炎双球菌的转化实验及解释：a.肺炎双球菌是怎样的生物？（可致人肺炎和小鼠败血症）。只有光滑型（S型）菌株能引起疾病。S型菌株的细胞外表面有一层胶状多糖物质──荚膜，不能被宿主的免疫机构所破坏，因而导致宿主感染。粗糙型（R型）菌株的细胞没有荚膜包被，对宿主无毒性。光滑型菌株在培养基上形成明亮的光滑菌落，粗糙型菌株无荚膜，菌落表面粗糙。b.格里菲斯实验：实验1：无荚膜（无毒，菌落粗糙Rough——R型），感染小鼠后小鼠不死亡；实验2：有多糠荚膜（有毒，菌落光滑Smooth——S型），感染小鼠后小鼠死亡；实验3：加热杀死的S型菌（无毒），感染小鼠后小鼠不死亡；实验4：无毒R菌+加热杀死S型菌（无毒），感染小鼠死亡，且能分离出活的S型菌；分析：进行实验1、实验2的目的是什么？可否直接进行实验4？实验1、实验2起对照作用，证明R菌和S菌的作用，并排除使小鼠死亡的其他原因。因此，不能直接进行实验4。实验1、实验2说明R菌无致死性，S菌有致死性；实验2、实验3说明死的S菌不具致死性；实验3、实验4说明R活菌与S死菌混合培养后产生了S活菌，且这种转化的性状可以遗传。该实验的结论：只是S菌中有一种转化因子能使R活菌转化为S活菌（不能证明DNA是遗传物质）。S菌中有一种转化因子到底是什么？c.艾弗里实验：将S菌的DNA、多糖、脂质、蛋白质、RNA分离、提纯，分别与R型活细菌混合培养，直接、单独地观察它们的作用。无毒R菌+加热杀死的S菌后转化为活的S型菌，加热杀死的S型含有转化因子，S型菌的转化因子使R型菌转化为S型。S菌的转化因子就是它的遗传物质。S菌的什么物质是转化因子？（遗传物质）。转化因子到底是什么？（怎样证明DNA是遗传物质的？）最关键的设计思路是设法把S菌的各种物质进行分离提纯，并分别观察它们对R菌的转化作用。特别是把S菌的DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。d.结论：只有DNA具有转化作用——DNA是肺炎双球菌的遗传物质。肺炎双球菌转化实验的原理和过程：为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？——蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80~100℃的温度范2围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55℃左右时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。艾弗里实验的DNA纯度不够，不能排除蛋白质的作用，——噬菌体侵染细菌的实验。2.噬菌体侵染细菌的实验：1）该实验用了什么方法？（放射性同位素标记法）。2）用35S、32P标记物质的理论基础是什么？用35S、32P标记是因为DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S。3）如果实验用上述方法进行，测试的结果如何？表明了什么？用带35S的噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体都不带标记。用带32P的T2噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体带标记。用32P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。4）噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的？由实验过程分析可知：噬菌体是在自身DNA的作用下在细菌体内完成增殖的。DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的。5）此实验的指导思想是什么？（将DNA与蛋白质分开，分别去感染细菌，直接、单独地观察它们的作用。）6）此实验证明DNA具备遗传物质的哪些特性？实验的结论是什么？结论：DNA是遗传物质。3.DNA是主要的遗传物质绝大多数生物的遗传物质是DNA。但要考虑到某些病毒体内没有DNA而只有RNA，其起遗传作用的只能是RNA了，因此，DNA是主要的遗传物质。4．DNA的结构1）DNA的基本单位：4种脱氧核苷酸，分别由A、T、G、C4种碱基决定。每一个脱氧核苷酸均如图由一个磷酸、一个脱氧核糖和一个含氮碱基组成。2）DNA双链且反向平行：双核苷酸链的外侧骨架一条为：磷—脱—磷—脱氧；另一条为：脱氧—磷—脱氧—磷；两条链上的脱氧核苷酸数目相等，长度一样，排列反向平行。3）碱基互补配对原则：在形成DNA双链时两条链之间的氢键一定是A-T配对，G-C配对，原因是A-T之间可形成两个稳定的氢键，G-C之间可形成三个稳定的氢键，若打破这一原则，不能形成稳定的氢键连接。由于G-C之间可形成三个稳定的氢键，因此DNA中G-C碱基对占比例越多，DNA结构就越稳定。4）DNA的半保留复制：亲代DNA的两条链都做模板，按碱基互补配对原则，形成子代DNA分子；因此，每个子代DNA分子均有一条母链和一条子链组成，称半保留复制。DNA进行复制，条件是:需要一条DNA链作模板，以含有A、T、G、C的四种碱基的脱氧核苷酸为原料、ATP为能源，加上DNA聚合酶。31958年，科学家设计了DNA合成的同位素标记实验。先将大肠杆菌放入含15N的培养基中培养若干代，使所有细菌的DNA都标记上15N，然后将这些细菌转移到只含有14N的培养基中培养。分别取完成一次细胞分裂的细菌和完成两次细胞分裂的细菌，将细菌中的DNA分离出来，进行密度梯度离心并分析（含15N的DNA与含14N的DNA密度不同，离心后分层）。经过同位素标记，将复制后的DNA分子进行密度梯度离心会出现什么样的结果呢？可能会出现三种DNA分子：a.双链均含15N的DNA分子；双链均含14N的DNA分子；b.双链分别含15N和14N的DNA分子。C.双链DNA分子既含15N又含14N的双链均含15N的分子密度大，离心后的条带应分布于离心管的底部；双链均含14N的DNA密度较小，离心后的条带应距离心管底部最远；而两条链分别含15N的DNA和双链均含14N的DNA分子密度应该介于双链均含15N的DNA和双链均含14N的DNA之间，离心后的条带应介于前两种条带之间。讨论、分析：1）从实验结果可知，亲代DNA分子是什么样的DNA分子？2）请从实验结果推测，子一代细胞DNA分子的双链组成有什么特点？子二代细胞DNA分子的双链组成又有什么特点？DNA分子复制的特点（结论：新合成的双链中，一条链来自亲代DNA，另一链是新合成的。细胞中DNA分子的复制是以亲代的一条链DNA为模板，按照细碱基互补配对原则，合成另一条碱基互补的新链，复制称为半保留，子代DNA与亲代DNA分子完全相同，因此，DNA的复制称为半保留复制5）DNA分子中各种碱基的数量关系(1)在双链DNA分子中，A＝T、G＝C；A十G=T+C或A+C＝T+G；(A+G)／(T+C)=1。(2)如果一条链中的(A十T)／(G+C)=a，那么另一条链中其比例也是a；如果一条链中(A十G)／(T+C)＝b，那么在另一条链中其比例是1／b。(3)根据碱基互补配对原则可知，两个非互补配对碱基之和占DNA碱基总数的50％，因为A十C＝T+G、A+G＝T+C。6）有关DNA复制的计算(1)复制n代后子代DNA的总数=2n。(2)复制n代后，含有亲代DNA链的子代DNA数永远是两个，则占子代DNA的比例为2/2n。(3)计算DNA复制n代时需要多少原料（所需的核苷酸数）:先计算出一个DNA含有的某种脱氧核苷酸个数为A,则复制n代后需要该种脱氧核苷酸=A×（2n-1）。5.基因概念的理解基因是有遗传效应的DNA分子片段，是控制性状的遗传物质的功能单位。遗传效应是指基因具有复制、转录、翻译、重组和突变以及调控等功能。1)基因与性状关系:控制性状的遗传物质的结构和功能单位，不同的基因控制不同的性状。2)与DNA的关系:基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA上有许多个基因。43)与染色体的关系:染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，基因随染色体移动而移动。4）与遗传信息的关系:遗传信息是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，基因所在的DNA片段的两条链，只有一条携带遗传信息(信息链)，DNA双链中的一条链对某个基因来说是信息链，而对另一个基因来说可能是非信息链，转录时以基因为单位，以基因的信息链为模板。5)与脱氧核苷酸的关系:每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。6）与性状的关系:基因控制生物的性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。6．复制、转录和翻译三者之间的区别（1）复制、转录、翻译过程中，都严格遵守碱基互补配对原则。只不过在复制过程中，A是与T配对，而在转录过程中，A则是与U配对；在翻译过程中氨基酸与信使RNA的碱基并不是直接对应关系，只能是转运RNA上一端的三个碱基（称反密码子）与信使RNA上的密码子配对，转运RNA的另一端则携带氨基酸。（2）其他易混淆知识的比较对比项目复制转录翻译场所细胞核细胞核核糖体模板DNA解旋后的两条母链DNA解旋后的一条母链mRNA原料脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸产物两个相同的DNA分子mRNA分子蛋白质（多肽链）【达标训练】一、选择题1．DNA分子上有遗传效应的片段是基因，与基因有关的不正确叙述是A．基因能复制B．基因能转录C．基因在A、B中都要解旋D．基因只复制而不转录【解析】复制是产生与亲代DNA分子完全相同的子代DNA的过程，所以DNA的任何片段都应复制；转录是产生信使RNA进而翻译为蛋白质决定生物的某一性状，所以DNA转录时，只转录有遗传效应的DNA片段（基因）。【答案】D2．具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为A．60个B．80个C．120个D．180个【解析】考查DNA分子的化学结构和复制的有关知识。题干“具有100个碱基对的1个DNA分子区段”，提示该DNA分子为双链DNA，根据碱基互补配对原则，该DNA分子含有40个T，则必然含有40个A，其余碱基的数量为G=C=60；根据DNA复制的特点，该DNA复制一次，需要60个C，形成两个完全一样的子代DNA，两个子代DNA继续复制一次又各需60个C，所以该DNA连续复制两次共需180个C。搞清脱氧核苷酸与碱基的关系，熟练掌握DNA复制5的特点，是解答本题的关键。【答案】D3．一种动物体内的某种酶由150个氨基酸组成，在控制这个酶合成的基因中核苷酸的最少个数是A．300个B．450个C．600个D．900个【解析】考查基因控制蛋白质合成的过程。在信使RNA中，三个相邻的碱基决定一个氨基酸，而信使RNA是由DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成的。所以，一个氨基酸和基因中的三个碱基对（6个碱基）相对应。基因是由两条脱氧核苷酸链构成的（尽管只有一条链具有转录功能），解题过程中忽略基因和信使RNA的对应情况，是解题失误的主要原因。【答案】D4．在蛋白质合成的翻译过程中，碱基互补配对发生于哪两者之间A．氨基酸与转运RNAB．信使RNA与转运RNAC．DNA与信使RNAD．核糖体与信使RNA【解析】A、D不存在碱基互补配对关系，C是转录过程中发生的碱基配对关系。【答案】B5．已知某物种的细胞中含有26个DNA分子，其中有2个DNA分子各含有24000个碱基，由这两个DNA分子所控制合成的多肽链中，最多含有多少种氨基酸A．8000B．4000C．16000D．20【解析】考查蛋白质分子的化学组成。天然氨基酸种类较多，但构成蛋白质的氨基酸约有20种。本题已知条件较多，但与题目解答并无直接联系，主要起迷惑干扰作用。这就要求学生解题时认真、全面审视题目要求。根据题目提供的诸多条件，错误认为本题会考查多肽链所含氨基酸的数量，从而根据转录、翻译的过程求解获得答案A，是本题出错的最主要原因。【答案】D6．DNA的复制需要A．能量B．酶和模板C．脱氧核苷酸D．上述三个答案【解析】DNA复制的条件是：①模板；②能量；③原料：脱氧核苷酸；④酶。【答案】D7．若用物理或化学方法抑制恶性肿瘤细胞的DNA复制，这些细胞将停留在细胞周期的A．前期B．中期C．后期D．间期【答案】D8．某种DNA分子中，胸腺嘧啶数占全部碱基的23.8%，则腺嘌呤数与胞嘧啶数之和占全部碱