遗传的物质基础1.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质。
()【答案】×分析:T2噬菌体是由DNA和蛋白质组成的,遗传物质是DNA。
2.噬菌体以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。
()【答案】×分析:噬菌体是一种专门寄生在细菌细胞内的病毒,在噬菌体侵染细菌的过程中,以噬菌体DNA为模板合成子代噬菌体的核酸,而不是以细菌DNA为模板。
3.噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是DNA用15N放射性同位素标记。
()【答案】×分析:噬菌体侵染细菌的实验是用32P标记噬菌体的DNA,而不是用15N标记的DNA。
4.人类对遗传物质本质的探索过程中,噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。
()【答案】√分析:艾弗里等人从S型肺炎双球菌中提取的DNA纯度最高的时候还含有0.02%的蛋白质,而噬菌体侵染细菌实验实现了将DNA和蛋白质完全分离,因此噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。
5.在“噬菌体侵染细菌的实验”中用32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。
()【答案】×分析:噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质,因为蛋白质没有进入细菌体内。
6.真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。
()【答案】×分析:真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。
7.mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。
()【答案】×分析:在翻译过程中,核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质,而不是mRNA在核糖体上移动。
8.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。
()【答案】√分析:DNA能够通过转录将遗传信息传递给mRNA,进一步通过翻译完成蛋白质的合成,所以DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。
探索遗传物质的经典实验(1)T2噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA。
如果仅凭猜想,控制其性状的遗传物质有可能是_____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ _______。
(2)怎样才能得到被32P标记的T2噬菌体?请简述实验方案。
(3)科学家若用含有15N的培养基培养大肠杆菌,再用该大肠杆菌培养T2噬菌体,待大肠杆菌解体后,15N存在于T2噬菌体的________________________中。
【解析】(1)单凭猜想,遗传物质可能会有三种情况:蛋白质和DNA都是遗传物质,仅DNA是遗传物质,仅蛋白质是遗传物质。
(2)解答该问题要考虑到病毒本身不能增殖,必须借助于宿主细胞,因此应考虑先培养出有标记的宿主细胞,然后再培养出有标记的噬菌体。
(3)T2噬菌体是由DNA和蛋白质组成的,蛋白质分子中含有元素C、H、O、N,而DNA分子中含有元素C、H、O、N、P,噬菌体在大肠杆菌中增殖时,所用原料(氨基酸和脱氧核苷酸)都来自大肠杆菌。
由于大肠杆菌在含15N的培养基中培养,所以大肠杆菌内的氨基酸和脱氧核苷酸都含15N。
因此,在子代噬菌体的蛋白质和DNA中都含有15N。
【答案】(1)蛋白质和DNA都是遗传物质;蛋白质是遗传物质,DNA不是;DNA是遗传物质,蛋白质不是(2)将宿主细菌在含32P的培养基中培养,获得含有32P的细菌;用T2噬菌体去侵染被32P标记的细菌,待细菌细胞裂解后,释放出的噬菌体便会被32P标记。
(3)蛋白质外壳(或蛋白质)和DNA(1)解决本题首先要明确:①噬菌体侵染细菌的实验结论:_______________________________________________________________________。
②用32P标记噬菌体的____________,用35S标记噬菌体的________________。
③噬菌体的生活方式:________________________。
(2)关于放射性元素存在位置的理解:①仅用32P标记的噬菌体侵染细菌后离心,放射性存在于上清液中的原因是什么?②仅用35S标记的噬菌体侵染细菌后离心,放射性存在于沉淀物中的最可能原因是什么?【答案】(1)提示:①DNA是遗传物质②DNA蛋白质③寄生(2)①提示:侵染时间过短会有很多噬菌体还没来得及侵入细菌;或侵染时间过长,子代噬菌体从细菌中释放出来。
②提示:搅拌不充分。
【总结提升】遗传物质探究实验的解题规律(1)艾弗里肺炎双球菌转化实验中的相互对照:S 型细菌⎩⎪⎨⎪⎧ DNA 多糖蛋白质脂质DNA 分解物+R 型细菌――→相互对照⎩⎨⎧ ①DNA 是遗传物质②其他物质不是遗传 物质 (2)子代噬菌体的放射性分析: 被标记的物质子代噬菌体 用32P 标记亲代噬菌体的DNA只有含有亲代噬菌体DNA 链的子代噬菌体具有放射性 用35S 标记亲代噬菌体的蛋白质均不具有放射性用32P 标记细菌内的含P 物质,如DNA 、核苷酸等用35S 标记细菌内的含S 物质,如蛋白质、氨基酸等 因为合成子代噬菌体的原料全部来自细菌,所以子代噬菌体均具有放射性DNA 分子的结构、复制及相关计算【典例2】 (2014·山东理综)某研究小组测定了多个不同双链DNA 分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA 分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA 分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是( ) 【解析】 DNA 分子中(A +C)/(T +G)应始终等于1;一条单链中(A +C)/(T+G)与其互补链中(A +C)/(T +G)互为倒数,一条单链中(A +C)/(T +G)=0.5时 ,互补链中(A +C)/(T +G)=2;一条单链中(A +T)/(G +C)与其互补链中(A +T)/(G +C)及DNA 分子中(A +T)/(G +C)都相等。
【答案】 C(1)明确DNA 复制的相关问题:①复制方式:_____________________________________。
②相关计算:一个DNA 分子复制n 次,则有a.子代DNA 分子数为2n ⎩⎨⎧ 含有亲代链的DNA 分子数为: 不含有亲代链的DNA 分子数为:b.子代脱氧核苷酸链数为2n +1条⎩⎨⎧ 亲代脱氧核苷酸链为: 新合成的脱氧核苷酸链为:(2)依据题中DNA 含有的标记元素,分析DNA 复制离心后的情况:DNA 两条链的标记情况密度 试管中的位置 ________ 最小________ 15N/14N 居中 居中________ 最大________ 【答案】 (1)提示:①半保留复制②a.2 2n -2 b .2条 2n +1-2条(2)提示:DNA 两条链的标记情况密度 试管中的位置 14N/14N 远离底部15N/15N 靠近底部【总结提升】与碱基互补配对或DNA 复制相关的计算方法(1)双链DNA 分子中碱基含量的计算。
①规律一:双链DNA 中,A +G =T +C =A +C =T +G =总碱基的一半。
②规律二:若在DNA 一条链中A +G T +C =a ,则在互补链中A +G T +C =1a,而在整个DNA 分子中A +G T +C=1。
③规律三:若在一条链中A +T G +C =m ,在互补链及整个DNA 分子中A +T G +C=m 。
④规律四:某碱基在DNA 中所占比例等于它在每条链中所占比例和的一半,如A 总碱基=A 1%+A 2%2。
(2)与DNA 复制有关的计算。
假设1个DNA 分子复制n 次,则①子代DNA 数为2n { 含母链的DNA 数:2 完全含母链的DNA 数:0 不含母链的DNA 数:2n -2②子代DNA 链数为2n +1⎩⎨⎧母链所占比例:12n 子链所占比例:1-12n③复制差错的计算:DNA复制过程中其中一条链发生差错,复制n代后,含有突变基因的异常DNA分子占DNA总数的50%。
④复制原料的计算:若某DNA分子含某碱基m个,该DNA分子进行n次复制,则需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m×(2n-1);进行第n代复制时,需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m×2n-1。
遗传信息的转录和翻译【典例3】(2014·孝感模拟)下图表示真核细胞细胞核内某种遗传信息流动过程,相关叙述正确的是()A.细胞分裂间期一定有该过程发生,衰老细胞中不再发生该过程B.图示能表示成熟的水稻叶肉细胞某基因的基因表达全过程C.图中的d代表核糖体,细胞中的c一般有20种D.细胞的分裂和分化过程中都一定会发生图示过程【解析】在真核细胞中,该过程表示DNA分子的转录过程,细胞分裂间期一定有该过程发生,衰老细胞中也可以发生该过程;该图不能表示成熟的水稻叶肉细胞某基因的基因表达全过程,只能表示DNA分子的转录过程;图中的d 代表RNA聚合酶,c代表核糖核苷酸,细胞中的c(核糖核苷酸)一般有4种;无论细胞的分裂还是细胞的分化过程都会产生蛋白质,都会发生DNA分子的转录过程。
【答案】 D(1)明确图中各标号的名称并理解相关信息:①图中a、b、c、d的名称分别是什么?②由a形成b的过程中模板是哪一条?原料是什么?(2)明确下列各类生物遗传信息的传递过程:生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒,如噬菌体________烟草花叶病毒________逆转录病毒________细胞生物________【答案】(1)①提示:双链DNA、mRNA、核糖核苷酸、RNA聚合酶。
②提示:甲,c(核糖核苷酸)。
(2)提示:生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒,如噬菌体烟草花叶病毒逆转录病毒细胞生物【总结提升】DNA复制、转录和翻译的分析技巧(1)DNA分子复制过程的分析:①判断依据:模板为DNA的两条链,且合成双链DNA。
②子代DNA的组成:分别由一条母链和一条子链组成。
③子代DNA的分离时期:有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。
(2)DNA分子转录过程的分析:①判断依据:模板为DNA的一条链,且合成单链RNA。
②转录方向:由于图二中d是已经与模板DNA分离的游离的RNA片段,因此可知转录的方向是由右向左进行,且a为RNA聚合酶。
③标号名称:b与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。
④发生场所:在真核细胞中图二过程主要发生在细胞核中,叶绿体和线粒体中也可进行。
(3)翻译过程的分析:①判断依据:模板为mRNA,且合成场所为核糖体。
②名称确定:Ⅰ为tRNA,Ⅱ为核糖体,Ⅲ为mRNA,Ⅳ为多肽链。