专题十四 核酸是遗传物质的证据与DNA的分子结构考纲要求1.噬菌体侵染细菌的实验必考(b)、加试(b)。2.肺炎双球菌转化实验必考(b)、加试(b)。3.烟草花叶病毒的感染和重建实验必考(a)、加试(a)。4.核酸分子的组成必考(a)、加试(a)。5.DNA分子的结构和特点必考(b)、加试(b)。6.活动：制作DNA双螺旋结构模型必考(b)、加试(b)。考点一核酸是遗传物质的证据1噬菌体侵染细菌实验(1)T2噬菌体结构及生活方式(2)实验过程(3)结论：在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质。技巧噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法2肺炎双球菌转化实验(1)原理：活的S型菌使小鼠患败血症而死亡。(2)材料：S型(有毒)和R型(无毒)肺炎双球菌、小鼠。(3)过程活体实验过程和结论离体实验过程和结论3烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验(1)实验过程及现象 (2)结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。4病毒重建及其对烟草叶细胞的感染(1)实验过程及现象(2)结果分析与结论：重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系而不是提供蛋白质的株系。思考诊断1赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制()提示该实验证明了DNA是遗传物质。2肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质()提示肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质。3噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌离体转化实验更具说服力()4噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸()提示噬菌体是利用自己的DNA为模板合成子代的DNA。5分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体()提示培养基培养细菌，不能培养噬菌体。6用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致()1噬菌体的复制式增殖过程(1)模板：进入细菌体内的是噬菌体DNA。(2)合成噬菌体DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。(3)合成噬菌体的蛋白质2噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌(2)含35S的噬菌体侵染大肠杆菌3肺炎双球菌离体转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较比较项目肺炎双球菌离体转化实验噬菌体侵染细菌实验设计思路设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能处理方法直接分离：分离S型菌的DNA、荚膜物质、蛋白质等，分别与R型菌混合培养同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA结论证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质；说明了遗传物质可发生可遗传的变异证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质；说明DNA能控制蛋白质的合成；说明DNA能自我复制4.生物体内核酸种类及遗传物质生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物DNA和RNADNA酵母菌、玉米、人原核生物DNA和RNADNA细菌、蓝细菌、放线菌非细胞生物大多数病毒仅有DNADNA乙肝病毒、T2噬菌体、天花病毒极少数病毒仅有RNARNA烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等题型一噬菌体侵染细菌的实验1(2015嘉兴五校第一次联考)用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的30%。在侵染时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述错误的是()A离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中B沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNAC上清液的放射性主要来自噬菌体的蛋白质外壳D在噬菌体遗传特性的传递过程中起作用的是DNA答案C解析32P标记在噬菌体的DNA上，因此在实验过程中上清液中出现放射性的原因可能是培养时间过短，部分噬菌体的DNA还没有注入大肠杆菌内，或培养时间过长，部分被噬菌体侵染的大肠杆菌裂解，使含有放射性的子代噬菌体存在于上清液中。2(2015杭州二中月考)赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无32P标记的大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是()A搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离B32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性C如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低D本实验结果说明DNA在亲子代之间的传递具有连续性答案C解析噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是通过物理作用使已吸附的噬菌体与大肠杆菌分离，A项正确；32P主要存在于噬菌体的DNA上，进入细菌体内复制和指导蛋白质合成，噬菌体合成后主要存在于细菌体内，有少量没有侵入到细菌内，B项正确；离心前混合时间过长，会导致细菌裂解，大量噬菌体释放，故上清液中放射性增加，C项错误；本实验结果说明DNA在噬菌体增殖中起到连续性作用，D项正确。题型二肺炎双球菌转化实验3(2016浙江10月选考)用R型和S型肺炎双球菌进行实验，其过程和结果如图所示。据图分析可知()ARNA是转化因子 B荚膜多糖具有生物活性CDNA是转化因子 DDNA是主要的遗传物质答案C解析分析题图可知，DNA酶使DNA水解为核苷酸，加入S型菌的荚膜多糖、RNA的两组都没有S型菌出现，只有加入S型菌的DNA的那一组出现了S型菌，说明DNA是转化因子，故选C。4下图是肺炎双球菌的转化实验，下列说法中正确的是()A实验遵循了对照原则和单一变量原则Ba、d组小鼠死亡是小鼠免疫功能丧失的结果C从d组死亡小鼠身上分离到的S型菌是由S型死细菌转化的D从变异的角度看，细菌的转化属于基因突变答案A解析图中a、b，a、c和c、d相互对照，各对照组间只有一个变量不同，不要误以为a、d和b、d之间有两个变量，单一变量原则主要指对照组之间，A正确；a、d组小鼠死亡是S型菌使小鼠患败血症的结果，B错误；S型菌经过加热后蛋白质发生变性，不可能转化为活细菌，而是R型菌转化为S型活菌，C错误；细菌的转化属于基因重组，D错误。题型三烟草花叶病毒的感染和重建实验5烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者的病斑不同，如图所示。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的蛋白质外壳没有侵染作用Bb过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用Cc、d过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒D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不是遗传物质答案D解析由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草叶片，因此没有证明烟草花叶病毒的RNA是不是遗传物质。6某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见下表。其中预测正确的是()“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代表现型甲的DNA乙的蛋白质1与甲种一致2与乙种一致乙的DNA甲的蛋白质3与甲种一致4与乙种一致A.1、3 B1、4C2、3 D2、4答案B解析DNA和蛋白质这两种物质中，DNA是噬菌体的遗传物质。所以组成成分为甲的DNA和乙的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致；组成成分为乙的DNA和甲的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致。考点二DNA的分子结构和特点1DNA分子的化学组成(1)基本组成元素：C、H、O、N、P。(2)基本单位2DNA分子结构的特点(1)DNA分子由两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构外侧(基本骨架)：每条链上的一个脱氧核苷酸的脱氧核糖与另一个脱氧核苷酸的磷酸基团结合。内侧：碱基对。(2)碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过氢键形成碱基对，且腺嘌呤与胸腺嘧啶通过两个氢键相连，鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连。(3)卡伽夫法则：在DNA分子中，A和T的分子数相等，G和C的分子数相等，但AT的量不一定等于GC的量。(4)空间结构：规则的双螺旋结构。技巧DNA分子结构的“五、四、三、二、一”思考诊断1双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过氢键连接的()提示一条脱氧核苷酸链中磷酸和脱氧核糖之间通过磷酸二酯键连接起来。2磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架()3DNA有氢键，RNA没有氢键()提示DNA是双链结构，两条链是通过氢键连接的，RNA也有局部双链结构，也含有氢键。4HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸()提示HIV的遗传物质是RNA，水解产生4种核糖核苷酸。5DNA单链上相邻碱基以氢键相连()提示DNA单链上相邻碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接，不是以氢键连接。6真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA()1DNA的分子组成2DNA分子的空间结构分析分类主链内侧构成方式磷酸和脱氧核糖交替连接构成，两条主链呈反向平行，有规则盘旋成双螺旋主链上对应碱基以氢键连接成对，碱基配对有一定的规律(AT，GC)，碱基对平面之间平行排列位置双螺旋结构外侧双螺旋结构内侧动态变化相对稳定碱基比率和碱基序列可变3.DNA碱基互补配对原则的有关计算规律1：互补的两个碱基数量相等，即AT，CG。规律2：任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的50%。规律3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。规律4：若一条链中，n，则另一条链中n，n。即DNA分子中互补碱基对之和之比为一恒定值。规律5：若一条链中K，则另一条链中，1。即DNA分子中非互补碱基对之和之比总等于1且在所有DNA中无特异性。题型一核酸分子的组成1组成核酸分子的单体是()A一分子含氮碱基 B一分子五碳糖 C一分子磷酸 D一个核苷酸答案D解析核酸是由核苷酸聚合形成的，因此其单体是核苷酸。2如图所示，一分子b由一分子磷酸、一分子碱基和一分子a构成，则下列叙述不正确的是()Ab的组成元素有C、H、O、N、P五种Ba属于不能水解的糖，是构成生物体的重要成分C蓝细菌内含的m共四种Db是组成核酸分子的单体答案C解析b是核苷酸，组成核苷酸的元素有C、H、O、N、P五种，A正确；a为五碳糖(核糖或脱氧核糖)，属于不能水解的单糖，是构成生物体的重要成分，B正确；蓝细菌内既含