专题六 遗传的分子基础
考点 1．人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ) 2．DNA分子结构的主要特点(Ⅱ) 3．DNA分子的复制(Ⅱ) 4．基因的概念(Ⅱ) 5．遗传信息的转录和翻译(Ⅱ) 6．基因与性状的关系(Ⅱ) 考情 1．考查题型：选择题和非选择题。 2．呈现形式：文字题、曲线题、流程图题等。 3．(1)选择题：借助某种传染病考查遗传的物质基础，常考生物学史、遗传学研究方法、遗传信息的转录和翻译。(2)非选择题：基因的位置。
Hexinpanduan
核心判断
(1)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素标记法区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质。(√)
(2)肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。(×)
(3)P标记的噬菌体和S标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌的实验说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。(×)
(4)噬菌体能以宿主菌的DNA为模板合成子代噬菌体的DNA。(×)
(5)用S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。(√)
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(6)沃森和克里克以DNA大分子为研究材料，采用X射线衍射的方法，破译了全部密码子。(×)
(7)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架。(√) (8)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。(×) (9)真核细胞的转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料。(×)
考向一 DNA是遗传物质的实验证据
1．(2017·全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是( C )
A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖 B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C．培养基中的P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中 D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
[解析] T2噬菌体的核酸是DNA，DNA的元素组成为C、H、O、N、P，培养基中的P经宿主(大肠杆菌)摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C项正确。T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中，不能寄生在肺炎双球菌中，A项错误；T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中，不能发生于病毒颗粒中，B项错误；人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，且二者的增殖过程不同，D项错误。
2．(2017·江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是( C ) A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡 C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有P标记
[解析] 格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么，A项错误；艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，并没有证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡，B项错误；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中，C项正确；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有P标记，因为噬菌体在进行DNA复制的时候，模板是亲代噬菌体中带有P标记的DNA分子，而原料是大肠杆菌中没有带P标记的脱氧核苷酸，D项错误。
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Hexinzhishi
核心知识
1．肺炎双球菌体外转化实验与噬菌体侵染细胞实验的比较 艾弗里实验 噬菌体侵染细菌的实验 设计 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思路 功能
处理 方法 直接分离：分离S型菌的__DNA__、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养 ①__DNA__是遗传物质，而蛋白质不是同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(P和S) ①DNA是遗传物质，但不能证明__蛋白质不是遗传物质__ ②说明了DNA能控制__蛋白质__的合成 ③DNA能__自我复制__ 3235结论 遗传物质 ②说明了遗传物质可发生可遗传的变异 2．肺炎双球菌体内转化的实质 R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA整合到了R型细胞的DNA中，变异类型属于__基因重组__。
3．噬菌体浸染细菌实验中放射性原因分析
(1)用P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：
①__保温时间过短__，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。
②__保温时间过长__，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。
(2)用S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于__搅拌不充分__，有少量含S的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。
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Tixingtupo
题型突破
题型1 考查探索遗传物质的经典实验
1．(2016·江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是( D ) A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果 B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质 C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用P直接标记的 D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
[解析] 格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A项错误。格里菲思实验仅仅说明存在“转化因子”，没有证明DNA是肺炎双球菌的遗传物质，B项错误。赫尔希和蔡斯实验是先用含P的培养基培养大肠杆菌，再用T2噬菌体去侵染这种大肠杆菌，所以T2噬菌体的DNA不是用P直接标记的，C项错误。赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D项正确。
2．(2018·西安二模)科学理论的得出离不开科学方法和科学技术的支持。下列关于人类探索遗传奥秘历程中的科学实验方法及技术的叙述，错误的是( B )
A．艾弗里及其同事所做的肺炎双球菌的体外转化实验中，运用了物质分离、提取和鉴定技术
B．赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，离心后的上清液中含有大量被
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感染的大肠杆菌
C．威尔金斯等提供的DNA衍射图谱数据，为沃森和克里克建立DNA双螺旋结构模型提供了支持
D．1958年，科学家通过同位素示踪技术，证实了DNA的半保留复制
[解析] 艾弗里及其同事是将S型菌的DNA、蛋白质、脂质和荚膜多糖等一一提取出来(运用了物质分离、提取技术)，分别和R型活菌培养，观察菌落的特征(运用了鉴定技术)，A项正确；赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，离心后密度小的上清液中，含有重量较轻的T2噬菌体的蛋白质外壳，B项错误；沃森和克里克以威尔金斯及其同事提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA分子呈螺旋结构，C项正确；1958年，科学家通过同位素示踪技术，根据双链DNA在试管中的分布情况，证实了DNA分子是以半保留的方式进行复制的，D项正确。
技巧方法
DNA是遗传物质的实验比对策略
解答DNA是遗传物质实验比对类试题时，要牢记以下几点：
(1)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌的DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。
(2)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
(3)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。 (4)因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素，所以噬菌体侵染细菌实验不能标记C、H、O、N元素。
题型2 探索生物遗传物质经典实验的拓展分析
3．(2018·天津市五区县高三期末)DNA能通过玻璃滤器，但细菌不能。在一底部烧结了玻璃滤器的U型管(已灭菌)的左支加入R型肺炎双球菌活菌菌液，右支加入杀死的S型菌菌液，两管口用无菌脱酯棉塞紧，在适宜温度下培养一段时间后发现( D )
A．在U型管的左、右支均能检测到R型活菌 B．在U型管的左、右支均能检测到S型活菌
C．在U型管的左支能检测到S型活菌，遗传物质和原S型菌完全相同 D．在U型管的左支能检测到S型活菌，具有R型和S型菌的遗传物质
[解析] 在U型管的左支加入R型肺炎双球菌活菌菌液，右支加入杀死的S型菌菌液，而DNA能通过玻璃滤器，但细菌不能。说明U型管右支的S型菌DNA进入到左支，左支的部分R型能转化成S型菌；而右支没有R型和S型菌。故选：D。
4．细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜，菌落光滑，可致病，对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型：R型，无荚膜，菌落粗糙，不致病；抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型
细菌和R型细菌进行下列实验，对其结果的分析最合理的是( D )
A．甲组中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复 B．乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长 C．丙组培养基中含有青霉素，所以生长的菌落是PenrS型细菌 D．丁组培养基中无菌落生长
[解析] 甲组中部分R型菌可转化为PenrS型菌，使部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后小鼠不可康复；乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后只有PenrS型菌的菌落能继续生长；丙组培养基中含有青霉素，R型菌不能生长，也不能发生转化，所以不会出现菌落；丁组中因为PenrS型菌的DNA被水解而无转化因子，且R型菌不抗青霉素，所以无菌落生长。
考向二 DNA的结构、复制与相关计算
Zhentihuifang
真题回放
(2016·上海卷)在DNA分子模型的搭建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA链片段，那么使用的订书钉个数为( C )
A．58 C．82
B．78 D．88
[解析] 一个脱氧核苷酸分子由一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子含N碱基构成，一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个；两个脱氧核苷酸分子通过磷酸二酯键相连，一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链碱基间的氢键数共有10×2＋4＝24。总共需要订书钉40＋18＋24＝82个。
Hexinzhishi
核心知识
1．巧用数字“五、四、三、二、一”记忆DNA的结构
2．从六个方面掌握DNA的复制