【高考生物复习专题41:遗传的物质基础】
在生物学领域,遗传的物质基础是DNA(脱氧核糖核酸),这是生命的蓝图,负责传递遗传信息。本专题针对2016年高考生物复习,旨在强化学生对这一核心知识点的理解和应用。
1. 艾弗里实验:该实验是证明DNA作为遗传物质的关键实验。艾弗里通过将S型肺炎双球菌的DNA、蛋白质、多糖等成分分别加入R型菌的培养基,发现只有加入DNA时,R型菌才会转化为S型菌,表现出S型菌的特性。这表明DNA是转化因子,即遗传信息的载体。然而,实验并不能证明DNA是唯一的遗传物质,因为当时并不知道RNA的作用。
2. 转化与变异:在转化过程中,R型菌转变为S型菌是一种基因重组的现象,而非定向变异。生物的变异通常都是随机的。将S型菌的DNA直接注射到小鼠体内,由于缺乏适当的细胞环境,不会直接导致S型菌的形成。
3. DNA结构:DNA分子由两条反平行的链组成,通过磷酸二酯键连接,形成双螺旋结构。限制酶可以切割DNA链的磷酸二酯键,DNA连接酶则可以将断开的链重新连接。DNA的特异性由碱基序列决定,而非(A+T)/(G+C)的比例。DNA复制遵循碱基互补配对规则,如果A占全部碱基的n/m,那么G的数量为pm/2n-p,其中p为A的个数,m和n为比例系数。
4. 生物学史实:孟德尔使用豌豆作为实验材料,揭示了遗传的基本定律;范·海尔蒙特的实验认为植物生长的养料主要来自水;富兰克林和威尔金斯的工作对DNA双螺旋模型的建立至关重要;赫尔希和蔡斯的实验通过标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,证明了DNA是遗传物质,而非证明DNA的半保留复制。
5. 艾弗里实验的表格分析:实验结果表明,只有添加了完整DNA的情况下,R型菌才能转化为S型菌,而其他成分如蛋白质和多糖则无法引发转化,进一步证明DNA是转化因子。DNA经DNA酶处理后,失去转化能力,强调了DNA在转化过程中的关键作用。
6. DNA是主要遗传物质的证据:格里菲斯的实验初步提示了转化的存在,但并未明确转化因子是什么;艾弗里通过分离DNA和其他成分,直接证明了DNA是转化因子,即遗传物质;赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验则直接展示了DNA是如何作为遗传物质进入宿主细胞的,但并没有比较DNA与其他遗传物质的重要性,因此不能得出DNA是主要遗传物质的结论。
本复习专题深入探讨了遗传的物质基础——DNA,包括其在转化、变异、结构以及生物实验历史中的重要角色。通过对这些知识点的强化练习,考生可以更好地理解和掌握遗传学的基础理论,为高考生物考试做好充分准备。