【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（人教版）必修2教师用书：第3章《基因的本质》

第1节DNA是主要的遗传物质
(教师用书独具)
●课标要求
总结人类对遗传物质的探索过程。
●课标解读
1．总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2．分析证明DNA是主要遗传物质的实验设计思路。
3．探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。
●教学地位
本节是从分子层面上认识遗传物质的本质，为 ( http: / / www.21cnjy.com )学习DNA的复制，基因的表达和基因突变打下了基础。在高考中，对DNA是遗传物质的实验分析、设计及同位素标记法的应用的考查较为突出。
●教法指导
1．围绕“将DNA与蛋白质等物质分开，单独 ( http: / / www.21cnjy.com )地直接地去观察DNA的作用”这一主线，引导学生主动参与证明“DNA是主要的遗传物质”的实验设计及分析推理等一系列探究活动，从中培养学生的科学思维，使学生初步掌握科学研究的过程。
2．课件展示有关转化实验和侵染实验的比较表格，采取抢答、交流等方式填充两大经典实验的实验原理、实验结论及共同点。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．由每本书的后面都有的条形码引出超市携带 ( http: / / www.21cnjy.com )商品信息的商品条形码引入新课，让学生思考细胞核内存在的什么物质是类似于条形码的物质，进而思考蛋白质和DNA哪个是遗传物质？
2．图片展示成龙与父、子三 ( http: / / www.21cnjy.com )代的照片，引导学生观察祖孙三代的大鼻子，引出一个普遍的生物现象——生物的遗传。那么，遗传物质是什么？毋庸置疑是DNA，但DNA是一切生物的遗传物质吗？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P42～44相 ( http: / / www.21cnjy.com )关内容填写“【课前自主导学】知识1、2及【思考交流】1、2、3”；②阅读教材P44－46有关内容完成“【课前自主导学】知识3、4及思考交流4”。?步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】中的一种或两种方式创设情景，激趣导出本课时课题。?步骤2：检测预习效果：①尝试描述DNA作为遗传物质应具备哪些特点？②分组抢答【正误判断】及【对点连线】并进行校正。?步骤3：课件动画展示有关“体内转化及体外转化实验”结合【探究1】从实验方法、实验结果、结论等方面进行比较分析。?
步骤7：构建本课时知识网络，诵读【 ( http: / / www.21cnjy.com )结论语句】、小说交流“为什么说DNA是主要的遗传物质？”及教材P46【思考与讨论】，课下完成P46【拓展题】。?步骤6：结合【探究2】对【例3】的【审题导析】进行点拨，分组作答【当堂双基达标】。小结生物的遗传物质并非都是DNA。?步骤5：先指导学生阅读教材P45有关知识并仔细观察图3－6，接着动画播放侵染过程，分析两种情况下不同装置放射性高低的原因，总结结论。?步骤4：思考肺炎双球菌的转化实验可证明DNA作为遗传物质应具备的特点，分析【例1】，学生完成教材P46【基础题】的解答。
?
步骤8：课下完成【课后知能检测】及仔细阅读教材P43图3－2、教材P44图3－3及P45图3－6，思考常规实验的一般步骤及遵循原则。
课　标　解　读 重　点　难　点
1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要遗传物质的实验设计思路。
3.探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。 1.肺炎双球菌的转化实验。(重点)
2.噬菌体侵染细菌实验的方法、过程。(重难点)
(见学生用书第31页)
对遗传物质的早期推测
　　种类
比较项目 蛋白质 DNA
时间 20世纪20年代 20世纪30年代
理论认识 由多种氨基酸连接而成的生物大分子 (1)由许多脱氧核苷酸聚合成的生物大分子
(2)脱氧核苷酸包括磷酸、碱基和脱氧核糖
(3)脱氧核苷酸有4种，每一种都有特定的碱基
观点 蛋白质是生物体的遗传物质 蛋白质是遗传物质的观点占主导地位
理由 蛋白质中氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息 对DNA分子的结构没有清晰的了解
1．你认为遗传物质可能具备什么特点？(尝试写出两点)
【提示】　①能够自我复制，前后代有一定连续性。②分子结构相对稳定。
肺炎双球菌的转化实验
1.格里菲思的实验
(1)原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。
(2)实验材料：两种肺炎双球菌
　　项目
类别　　 菌落 菌体 毒性
S型细菌 表面光滑 有多糖类的荚膜 有
R型细菌 表面粗糙 无多糖类的荚膜 无
(3)实验过程及现象
(4)结论：加热杀死的S型细菌中含有转化因子，将R型细菌转化为S型活细菌。
2．格里菲思的实验有证明DNA是遗传物质吗？
【提示】　没有。
2．艾弗里实验
(1)过程(如图)
(2)结论：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，即DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
3．S型活菌的DNA与R型活细菌混合培养，形成的菌落中哪一类型数量较少些？
【提示】　S型细菌。
噬菌体侵染细菌的实验
1.T2噬菌体
结构
代谢特点 专门寄生在大肠杆菌体内，不能独立进行新陈代谢
增殖特点 在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分
2.实验方法
放射性同位素标记法。
3．实验过程及结果
(1)标记大肠杆菌：在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，获得分别含35S和32P的大肠杆菌。
(2)标记T2噬菌体：用分别含32P和35S的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。
(3)噬菌体侵染大肠杆菌
项目 含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌 含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌
搅拌、
离心后
上清液
沉淀物
放射性高
放射性低
放射性低
放射性高
细菌裂解后放出的T2噬菌体 检测不到35S标记的蛋白质 检测到32P标记的DNA
4.实验分析
(1)T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。
(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。
5．实验结论
DNA才是真正的遗传物质。
4．用15N、18O分别对蛋白质、DNA标记可行吗？
【提示】　不可行。
RNA是遗传物质的实验证据
1.烟草花叶病毒
2．侵染过程
3．结论
烟草花叶病毒的RNA控制其性状，即RNA是遗传物质。
生物的遗传物质
遗传物质
DNA RNA
生物种类 所有细胞
生物及部分病毒 部分病毒
结果 绝大多数生物的
遗传物质是DNA 少数生物的遗
传物质是RNA
结论 DNA是主要的遗传物质
1．加热杀死的S型细菌中的“转化因子”使S型活细菌转化为R型活细菌。(×)
【提示】　“S型细菌转化为R型活细菌”改为“R型活细菌细转化为S型活细菌”。
2．S型菌的DNA＋DNA酶＋R型菌的培养基上只有R型菌，可以证明DNA的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质。(√)
3．DNA是大肠杆菌的主要遗传物质。(×)
【提示】　DNA就是大肠杆菌的遗传物质。
4．T2噬菌体侵染实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。(×)
【提示】　未证明蛋白质不是遗传物质。
5．病毒的遗传物质是DNA和RNA。(×)
【提示】　改为DNA或RNA。
6．T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中首先标记的是T2噬菌体。(×)
【提示】　先标记的应为大肠杆菌。
(见学生用书第33页)
肺炎双球菌转化实验分析
【问题导思】
①体内转化和体外转化实验分别得到什么结论？
②体内转化和体外转化实验在设计上的共同之处有哪些？
③转化实验中“转化”的实质是什么？
实验名称
项目　　 体内转化实验 体外转化实验
时间 1928年 1944年
科学家 格里菲思 艾弗里及其同事
实验材料 小鼠
肺炎双球菌 R型细菌
S型细菌
实验方法 加热、注射 提纯、鉴定
细菌培
养方法 小鼠(体内) 培养基(体外)
实验结果 加热后杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌
实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质
联系 1.所用材料相同，都是肺炎双球菌(R型和S型)
2.体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA
3.两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则
　
1．转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。
2．加热到一定温度，蛋白质发生变性会导致S型细菌死亡，但一定温度范围内，DNA不会变性仍能保持生物活性。
　已知有荚膜的肺炎双球菌可引起动物致死性肺炎，无荚膜的肺炎双球菌对动物无害。请根据下列实验回答：从有荚膜的肺炎双球菌中提取了DNA、蛋白质、多糖等物质，分别加入培养无荚膜细菌的培养基中，并将培养液注射到小鼠体内，其结果不正确的是(　　)
【审题导析】　本题主要考查肺炎双球菌的转化实验过程及现象、结果分析等。应该从以下几点着手突破：
(1)明确有荚膜的肺炎双球菌即S型细菌的DNA能使无荚膜的肺炎双球菌即R型细菌发生转化。
(2)DNA酶能将DNA水解而使其活性丧失。
(3)获取题干重要信息“有荚膜的肺炎双球菌使动物死亡，而无荚膜的则对动物无毒害作用”。
【精讲精析】　从有荚膜的肺炎双球菌 ( http: / / www.21cnjy.com )体内提取的物质中，只有DNA才能使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌，使小鼠致死。A、B、C都正确。D中有DNA，但用DNA酶处理DNA分子，就会使DNA分子水解，不会使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌，小鼠应正常。
【答案】　D
噬菌体侵染细菌的实验分析
【问题导思】
①简述噬菌体侵染大肠杆菌的过程？
②噬菌体侵染细菌实验中，放射性分布情况如何？
③这个实验用到的放射性同位素是什么？
1．实验思路及方法
S是蛋白质的特有元素，P几乎都存在于DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独地观察它们的作用。
2．侵染特点及过程
(1)进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质留在外面不起作用。
(2)噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成→组装→释放五个过程。
3．标记噬菌体的元素选择
选用35S标记噬菌体蛋白质外壳，用32P标记 ( http: / / www.21cnjy.com )噬菌体的DNA。因为在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。进一步分析表明：S元素仅存在于蛋白质分子中，P元素几乎都存在于DNA分子中。因为蛋白质和DNA中都含有C、H、O、N，所以此实验不能用C、H、O、N进行标记。
4．实验步骤(如图)
①35S或32P标记的T2噬菌体(两组)→②用未标记的大肠杆菌培养标记的T2噬菌体→③搅拌→④离心→⑤放射性检测。
5．结果与分析
(1)蛋白质含有35S标记的噬菌体的感染实验，放射性同位素主要分布在上清液中。说明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳留在细菌外面。
(2)DNA含有32P标记的噬菌体的感染实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。说明噬菌体侵染细菌时DNA进入到细菌的细胞中。
6．实验误差分析
(1)用32P标记的噬菌体 ( http: / / www.21cnjy.com )侵染大肠杆菌，理论上讲，含32P标记的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液放射性为0；实际上，上清液中有少量放射性，原因是：
①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。
②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性。
(2)用35S标记的噬菌 ( http: / / www.21cnjy.com )体侵染大肠杆菌，理论上讲，含35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌，离心后全存在于上清液；实际上，沉淀物中也有少量放射性，原因是：由于搅拌不充分，有少量35S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，使沉淀物中出现少量的放射性。
　
1．若用32P和35S标记病毒而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有32P标记。
2．若用32P和35S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均有标记元素。
3．若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。
4．若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均可找到标记元素。
　(2011·江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
A．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
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．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
【审题导析】　T2噬菌体侵染实验中应先 ( http: / / www.21cnjy.com )对大肠杆菌进行用35S、32P标记；T2噬菌体的35S标记的蛋白质外壳未进入大肠杆菌，不能说明蛋白质不是遗传特质。
【精讲精析】　噬菌体不能用培养基直接进 ( http: / / www.21cnjy.com )行培养；用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌后一定要注意培养时间，否则实验不能成功；用35S标记的噬菌体侵染细菌的实验中，沉淀物存在少量放射性的原因，可能是搅拌不充分使部分噬菌体的外壳附着在细菌上而进入沉淀物中；32P、35S标记的噬菌体侵染实验能说明DNA是遗传物质，但不能说明蛋白质不是遗传物质。
【答案】　C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．在肺炎双球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。
2．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S元素存在于蛋白质中，P元素几乎全存在于DNA中。
3．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。
4．DNA是主要遗传物质的原因是绝大多数生物的遗传物质是DNA。
(见学生用书第34页)
1．下列对肺炎双球菌和T2噬菌体的相关描述中，正确的是(　　)
A．T2噬菌体可寄生在乳酸菌体内
B．T2噬菌体头部和尾部的外壳都由蛋白质构成
C．R型细菌在培养基上形成的菌落表面光滑
D．S型细菌可使人和小鼠患肺炎死亡
【解析】　T2噬菌体是专门寄生于大 ( http: / / www.21cnjy.com )肠杆菌体内的病毒，A项错误；R型细菌形成的菌落表面粗糙，C项错误；S型细菌可使人患肺炎，使小鼠患败血症，D项错误。
【答案】　B
2．艾弗里细菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中有光滑菌落产生的是(　　)
A．S型菌的蛋白质＋R型菌
B．S型菌的多糖＋R型菌
C．S型菌的DNA＋R型菌
D．S型菌的多糖＋S型菌的蛋白质＋R型菌
【解析】　只有S型菌的DNA，才能使R型菌转化为S型菌，而S型菌形成的菌落表面光滑。
【答案】　C
3．能证明RNA是遗传物质的实验是(　　)
A．烟草花叶病毒侵染实验
B．噬菌体侵染细菌实验
C．豌豆杂交实验
D．肺炎双球菌的转化实验
【解析】　B、D项涉及的生物均为细胞生物 ( http: / / www.21cnjy.com )，遗传物质为DNA，C项涉及的实验是来揭示孟德尔两大遗传定律的，只有A项实验是用来证明RNA是遗传物质的实验。
【答案】　A
4．下列有关遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．DNA是所有生物的遗传物质
B．真核细胞内的DNA是遗传物质，原核细胞内的RNA是遗传物质
C．人体细胞核内的遗传物质是DNA，而细胞质内的遗传物质是RNA
D．病毒的遗传物质是DNA或RNA
【解析】　所有的细胞生物及部分病毒的遗传物质是DNA，A、B项错误；人体细胞质的遗传物质也是DNA，C项错误。
【答案】　D
5．1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。
(1)下图中锥形瓶内的培养液是用来培养________。
(2)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是________。
A．用含35S的培养基直接培养噬菌体
B．用含32P的培养基直接培养噬菌体
C．用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
D．用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
(3)用被32P标记的噬菌体去侵染未 ( http: / / www.21cnjy.com )被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)若要标记噬菌体，必须先标记大肠杆菌，再用噬菌体去侵染大肠杆菌，因为噬菌体只能寄生在活细胞中，不能用培养液直接培养噬菌体。
(2)若在上清液中放射性较高，说明用35S标记的是蛋白质外壳，若在沉淀物中放射性较高，则说明用32P标记的是DNA。
(3)用32P标记噬菌体后，沉 ( http: / / www.21cnjy.com )淀物中放射性较高。若上清液中也有少量放射性物质，可能的原因是：没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体。
【答案】　(1)大肠杆菌　(2)C
(3)没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体
(见学生用书第107页)
一、选择题
1．以下是赫尔希和蔡斯实验的过程和结果，关于此实验的分析和结论不正确的是(　　)
上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低
上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高
A．上清液的主要成分是细菌的培养基和噬菌体蛋白质外壳，沉淀物的主要成分是细菌菌体
B．此实验表明DNA是遗传物质
C．①实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌
D．②实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌
【解析】　上清液主要成分是细菌的培养基 ( http: / / www.21cnjy.com )和噬菌体蛋白质外壳，质量较重的沉淀物的主要成分是细菌菌体，A项正确。此实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面，DNA才是真正的遗传物质。B项正确。①实验不能说明噬菌体的标记部分进入了细菌，因为噬菌体蛋白质外壳不能进入细菌，进入细菌体内的只有噬菌体DNA。C项错误，D项正确。
【答案】　C
2．(2013·青岛检测)如下图是“肺炎双 ( http: / / www.21cnjy.com )球菌转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是(　　)
S型细菌,和R型细菌))R型细菌)
A．①②④　　　　　　B．①②③
C．①③④ D．①②③④
【解析】　实验①中活的R型细 ( http: / / www.21cnjy.com )菌在S型细菌DNA的作用下，部分转化为S型细菌，且该性状能遗传，说明了DNA是遗传物质，为了排除其他物质是遗传物质的可能性，需要设一系列对照实验。题中②③④均分别与①构成对照。说明S型细菌的DNA被水解后，以及S型细菌的蛋白质、多糖等都不能使R型细菌转化成S型细菌。即证明了DNA水解产物、蛋白质和多糖等其他物质不是遗传物质。
【答案】　D
3．(2012·常州质检)下图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体(　　)
A．寄生于细胞内，通过RNA遗传
B．可单独生存，通过蛋白质遗传
C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传
D．可单独生存，通过RNA遗传
【解析】　这种病原体由RNA和蛋白质组 ( http: / / www.21cnjy.com )成，是RNA病毒，只有寄生在活细胞内利用细胞内的条件才能表现出生命现象；由图解可知，RNA能将亲代病毒的特征遗传给后代，而蛋白质却不能，所以RNA是遗传物质。
【答案】　A
4．(2013·原创题)下列关于生物体遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．细胞生物的遗传物质是DNA
B．大肠杆菌的遗传物质主要分布于染色体上
C．烟草花叶病毒的遗传物质水解后能产生4种脱氧核苷酸
D．T2噬菌体的核酸中含有硫元素
【解析】　一切细胞生物的遗传物质均是D ( http: / / www.21cnjy.com )NA；大肠杆菌为原核生物，无染色体；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，水解后的产物为核糖核苷酸；T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含硫元素。
【答案】　A
5．在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死 ( http: / / www.21cnjy.com )的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下列哪个选项(　　)
【解析】　在开始阶段由于小鼠免疫系统的作用， ( http: / / www.21cnjy.com )R型细菌数量下降，由于部分R型细菌转化为S型细菌，S型细菌数量增多导致小鼠免疫力降低，进而引起R型细菌数量上升。
【答案】　B
6．(2012·重庆高考)针对耐药菌 ( http: / / www.21cnjy.com )日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述，正确的是(　　)
A．利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质
B．以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸
C．外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡
D．能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解
【解析】　病毒不仅没有细胞结构，而且也 ( http: / / www.21cnjy.com )不能独立生存，只能在活细胞中进行增殖。病毒的生活史包括五个基本过程：吸附、注入(病毒自身的遗传物质)、复制(利用宿主细胞的核苷酸，以病毒的核酸为模板，合成病毒自身的核酸；利用宿主细胞的氨基酸合成病毒的蛋白质外壳)、组装、释放，故B项错误。噬菌体抗菌的机理是通过噬菌体的寄生作用，使细菌裂解死亡，故C项错误。病毒的增殖方式叫做“复制”，原核生物主要进行二分裂增殖，故D项错误。
【答案】　A
7．(2012·杭州高一月考)如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是(　　)
A．①要加热处理，②要将各提取物分别与R菌混合培养，③转入培养基
B．①不加热处理，②要将所有提取物与R菌共同培养，③转入培养基
C．③转入培养基培养，结果只有S或R一种菌落
D．③转入培养基培养，结果可能有S、R两种菌落
【解析】　该实验是将S活菌的有机物进行分 ( http: / / www.21cnjy.com )离，把它们单独与R菌混合培养，通过观察菌落形状，判断它们单独对R菌的作用效果。故①过程不能加热，③过程要用固体培养基，在培养基上可能出现S、R两种菌落。
【答案】　D
8．(2013·江门高一检测)下列①②③④均是遗传物质应具备的特点，噬菌体侵染细菌的实验能够直接证实DNA作为遗传物质的特点是(　　)
①分子结构具有相对稳定性
②能够自我复制，保持前后代连续性
③能指导蛋白质合成，进而控制生物性状
④能产生可遗传的变异
A．①②　　　　　　B．③④
C．①④ D．②③
【解析】　噬菌体侵染细菌的实验证明 ( http: / / www.21cnjy.com )侵入细菌的噬菌体DNA可以指导噬菌体蛋白质外壳的合成，从而控制其性状，同时说明保证前后代连续性的物质是DNA分子。
【答案】　D
9．(2012·苏州高一检测)格里菲思和艾弗里用肺炎双球菌进行了著名的转化实验，关于此实验的叙述不正确的是(　　)
A．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA
B．说明了R型活菌能够单独转化为S型菌
C．说明了R型活菌是无毒性的
D．说明了加热杀死的S型细菌是无毒的
【解析】　R型活菌转化为S型菌的条件是有S型菌的DNA。
【答案】　B
10．(2013·南京质检)下列能够证明DNA是遗传物质的实验是(　　)
①艾弗里将从S型细菌中分离的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加到培养R型细菌的培养基中
②格里菲思以小鼠为实验材料进行肺炎双球菌的转化实验
③DNA双螺旋模型的构建
④噬菌体侵染细菌的实验
⑤孟德尔的豌豆杂交实验
A．①②④ B．③④⑤
C．②④ D．①④
【解析】　能够证明DNA是遗传物质的 ( http: / / www.21cnjy.com )实验有艾弗里体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验。格里菲思的实验证明并推论已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型细菌的“转化因子”，并没有证明遗传物质就是DNA。DNA双螺旋模型的构建、孟德尔的豌豆杂交实验与证明DNA是遗传物质无关。
【答案】　D
二、非选择题
11．(2012·株洲高一检测)在赫尔 ( http: / / www.21cnjy.com )希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性；而实验的实际最终结果显示：在离心上层液体中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是__________________。
(2)在理论上，上清液放射性 ( http: / / www.21cnjy.com )应该为0，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差分析
①在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到 ( http: / / www.21cnjy.com )用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性含量升高，其原因是________________________________________________________________________
________________________。
②在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠 ( http: / / www.21cnjy.com )杆菌细胞内，将________(填“是”或“不是”)误差的来源，理由是________________________________________________________________________
________________________。
(4)噬菌体侵染细菌的实验证明了________________________________________________________________________。
(5)上述实验中，________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA，理由是________________________________________________________________________。
【解析】　(1)噬菌体侵染细菌实 ( http: / / www.21cnjy.com )验中，采用的实验方法是同位素标记法。(2)在DNA中含有P元素，蛋白质中没有，故32P只能进入噬菌体的DNA中。在侵染过程中，由于噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌，离心后，上清液中是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中是被侵染的大肠杆菌，因此上清液中没有放射性。(3)从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，如果时间过长会使带有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放出来，使上清液带有放射性；如果部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌内，也会使上清液带有放射性。(4)噬菌体侵染细菌实验表明，在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质，证明了DNA是噬菌体的遗传物质。(5)N元素在DNA和蛋白质中都含有，因此不能用15N标记DNA。
【答案】　(1)同位素标记法(同位素示踪法)
(2)理论上讲，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体蛋白质外壳
(3)①噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来子 ( http: / / www.21cnjy.com )代噬菌体，经离心后分布于上清液中　②是　没有侵入到大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中使上清液具有放射性
(4)DNA是遗传物质
(5)不能　在DNA和蛋白质中都含有N元素
12．(2013·长沙模拟)在研究生物遗传物质的过程中，人们做了很多的实验进行探究，包括著名的“肺炎双球菌转化实验”。
(1)某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问题：
A．将一部分S型细菌加热杀死。
B．制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示)。
C．将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况(如下图)。
①制备符合实验要求的培养基时，除加入适当比例的水和琼脂外，还必须加入一定量的无机盐、氮源、有机碳源、生长因子等，并调整pH。
②本实验中的对照组是 ________。
③本实验能得出的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④加热杀死的S型菌中的DNA仍有活性的原因可能是________。
(2)艾弗里等人通过实验证实了在 ( http: / / www.21cnjy.com )上述细菌转化过程中，起转化作用的是DNA。请利用DNA酶(可降解DNA)做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。
①实验设计方案：
第一步：从S型细菌中提取DNA。
第二步：制备符合要求的培养基，均分为三份，标号为A、B、C，分别做如下处理。
编号 A B C
处理方法 不加任何
提取物 加入提取出的
S型细菌DNA ——
第三步：________________________________________________________________________。
第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间、观察菌落生长情况。
②预测实验结果：________________________________________________________________________。
③得出实验结论：DNA分子可以使R型细菌转化为S型细菌，DNA结构要保持________才能完成此转化过程。
【解析】　(1)本实验通过重复“肺炎 ( http: / / www.21cnjy.com )双球菌转化实验”研究生物的遗传物质，1、2、3组均为对照组，说明加热杀死的S型菌没有菌落产生以及R、S型菌的菌落情况，4组为实验组，实验结果为：既出现了S型肺炎双球菌的菌落，也出现了R型肺炎双球菌的菌落，与1、2、3组比较得出结论：S型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌。DNA的热稳定性较高，故加热杀死的S型菌中的DNA仍有活性。(2)此实验是利用DNA酶验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，实验的单一变量是有无DNA的存在，已知DNA酶可降解DNA，因而C组应加入提取出的S型细菌DNA和DNA酶，之后将R型细菌分别接种到三组培养基上，观察菌落生长情况。实验结果为A、C组中未出现S型细菌，只有B组培养基中出现S型细菌，说明DNA分子可以使R型细菌转化为S型细菌，而且只有DNA结构保持完整才能完成此转化过程。
【答案】　(1)②1、2、3组　③S型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌　④DNA的热稳定性较高
(2)①加入提取出的S型细菌DNA和DNA酶
将R型细菌分别接种到三组培养基上
②A、C组中未出现S型细菌；只有B组培养基中出现S型细菌
③完整
第2节DNA分子的结构
(教师用书独具)
●课标要求
1．搜集DNA分子结构模型建立过程的资料，并进行讨论交流。
2．概述DNA分子结构的主要特点。
3．制作DNA分子双螺旋结构模型。
●课标解读
1．概述DNA分子结构的主要特点。
2．制作DNA分子双螺旋结构模型。
3．讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。
●教学地位
DNA分子独特的双螺旋结构和碱基互补配 ( http: / / www.21cnjy.com )对能力与DNA分子的复制有密切关系。本课的内容与有丝分裂、减数分裂、生物的生殖等知识有关系，同时也是学生学习遗传规律的基础。纵观近三年的高考，对DNA的元素组成和分子结构及相关计算的考查尤为突出。
●教法指导
1．DNA双螺旋结构属于 ( http: / / www.21cnjy.com )分子水平且为三维立体结构，对于学生的空间思维能力要求较高，比较抽象。因此，在教学过程中运用多种多媒体教学手段，展示DNA的空间结构3D动画，化抽象为直观。
2．教学以“基本单位—单链—平面双 ( http: / / www.21cnjy.com )链—立体空间结构”为主线，逐步深入。知识间以问题串衔接，环环相扣，主动参与。建议将后面的碱基对序列的探究整合到学生自制的DNA模型中，更直观、教学效果更好。
3．建议在分析DNA分子 ( http: / / www.21cnjy.com )的结构时可归纳为“5、4、3、2、1”即5种元素：C、H、O、N、P；4种碱基：A、T、G、C，相应的有四种脱氧核苷酸；3种小分子：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；2条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；1种螺旋：规则的双螺旋结构。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．屏显“9.11事件”图片，展示 ( http: / / www.21cnjy.com )问题：(1)怎么样在最短的时间内，把被掩埋在废墟里上千具尸体(的身份)鉴定出来？(2)为什么检测DNA就可以确定他们的身份呢？
2．DNA 的雕塑—矗立在北京中 ( http: / / www.21cnjy.com )关村高科技园的一个具有独特形状的雕塑，你以前见过这样的雕塑吗？请同学们仔细观察这个雕塑有什么特点？这种设计是依据DNA分子的结构还是功能？那DNA分子究竟有什么样的结构呢？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P47～4 ( http: / / www.21cnjy.com )8，填写“【课前自主导学】知识1及【思考交流】1”；②阅读教材P49有关内容完成“【课前自主导学】知识2及思考交流2”。?步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】中的一种或两种方式创设情景，导出本课时题目—DNA分子的结构。?步骤2：评价自学效果：①课件打出一个DNA分子的平面结构，思考其中的连接是否完全正确？②分组抢答【正误判断】及【对点连线】并进行校正。?步骤3：先由学生迅速阅读教材模型构建历程，课件展示一些问题进行抢答，结合教材P49【思考与讨论】总结DNA分子的结构组成。?
步骤7：构建本课时知识网络 ( http: / / www.21cnjy.com )，诵读【结论语句】，草纸上规范描绘DNA分子的平面结构图，感知结构中的物质连接方式。完成【当堂双基达标】。?步骤6：先由学生解答教材P51【基础题】2题及【拓展题】，接着结合【探究2】总结有关碱基的数量关系计算的规律。分析【例2】。?步骤5：结合【探究3】以小组为单位进行DNA双螺旋结构模型的制作，评价制作的质量。回答教材P50【讨论】，点拨【例1】的【审题导析】，学生自主完成本题解答。?步骤4：课件展示DNA分子的平面结构图及立体结构图，观察图解结构【探究4】，【问题导思】口述DNA的结构组成及特点，记忆“54321”口诀。
?
步骤8：课下完成【课后知能检测】及教材P51【基础题】1、3题。结合教材P47【本节聚焦】检测对本课时知识理解及掌握情况。
课　标　解　读 重　点　难　点
1.概述DNA分子结构的主要特点。
2.制作DNA分子双螺旋结构模型。
3.讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。 1.DNA分子的结构特点。(重点)
2.DNA分子相关碱基计算。(难点)
(见学生用书第35页)
DNA双螺旋结构模型的构建历程
1.构建者
沃森和克里克。
2．构建历程
科学家 科研成果
英国生物物理学　　家威尔金斯 DNA衍射图谱
沃森、克里克 推算出DNA分子具有螺旋结构
沃森、克里克 构建了多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型
特点：碱其位于螺旋的外部―→磷酸－核糖骨架在外，碱基在内且相同碱基进行配对
奥地利生物学家
查哥夫 A的量等于T的量，G的量等于C的量
沃森和克里克 重构模型：让A、T配对，G、C配对
沃森、克里克 形成DNA双螺旋结构模型
1．在DNA的一条单链中，嘌呤总数等于嘧啶总数吗？
【提示】　一般不成立。
DNA分子的结构
(1)组成元素：C、H、O、N、P五种元素。
(2)结构及特点(如图)
2．在DNA的一条单链中，相邻的碱基A与T是通过哪种结构连接起来的？
【提示】　—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
1．DNA的两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构。(×)
【提示】　DNA的两条主链是脱氧核糖核苷酸长链。
2．根据DNA分子中碱基互补配对原则可知：A＝U，G＝C。(×)
【提示】　DNA的碱基组成是A、T、C、G，不含U。
3．DNA分子中G－C碱基对含量越高，DNA分子越稳定。(√)
4．A＋T/G＋C的比值在不同DNA分子中是不同的。(√)
5．DNA分子初步水解的产物有4种，彻底水解的产物有5种。(×)
【提示】　彻底水解的产物有6种，即一分子磷酸、一分子脱氧核糖及4种碱基。
(见学生用书第36页)
DNA分子的结构及特点
【问题导思】
①DNA分子中的各部分是如何连接的？
②DNA的结构具有哪些特点？
③DNA分子结构的稳定性是由哪些因素决定的？
1．DNA分子的结构
(1)平面结构
①一条脱氧核苷酸链：由一分子脱 ( http: / / www.21cnjy.com )氧核苷酸中脱氧核糖上的3′号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成化学键(3′，5′－磷酸二酯键)相连接。如图所示：
②两链之间的碱基对：A一定与T配对，两碱基之间形成两个氢键；G一定与C配对，两碱基之间形成三个氢键。如图所示：
(2)立体结构
两条长链反向平行盘旋形成规则的双螺旋结构。
①两条链反向平行。
②脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧。
③碱基排列在内侧，且遵循碱基互补配对原则。
如图
,
\x(　,“3”→三种物质：\a\vs4\a ( http: / / www.21cnjy.com )l\co1(○)、、____),“4”→四种碱基对应四种脱氧核苷酸,“5”→五种元素：含C、H、O；\a\vs4\al\co1(○)一定含P；,____)一定含NＫＫ
　(3)特点
①稳定性
原因：a.DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。
b．DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架。
c．DNA分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。
d．DNA分子之间的碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。
②多样性
原因：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样。
③特异性
原因：每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序。
　(2012·济宁高一检测)如图是DNA片段的结构图，请据图回答问题：
　 　　　　　　　　甲　　　　　　 　乙
(1)图甲是DNA片段的________结构，图乙是DNA片段的________结构。
(2)填出图中部分结构的名称：[2]__________、[3]________、[5]________。
(3)从图中可以看出DNA分子中的两条链都是由______和________交替连接构成的。
(4)连接碱基对的[7]是________，碱基配对的方式如下：即________与________配对；________与________配对。
(5)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成________结构。
【审题导析】　认真读图，理解清楚下列关键点：
(1)DNA平面结构与双螺旋结构。
(2)DNA双链与DNA单链。
(3)DNA单链与DNA单链片段。
(4)脱氧核苷酸与核苷酸。
【精讲精析】　(1)从图中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面结构，而乙表示的是DNA分子的立体(空间)结构。
(2)图中2表示的是一条脱氧核苷酸单链片段，3表示脱氧核糖，而5表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。
(3)从图甲的平面结构可以看出：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。
(4)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且有一定规律：A与T配对，G与C配对。
(5)根据图甲可以判断： ( http: / / www.21cnjy.com )组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。
【答案】　(1)平面　立体(或空间)
(2)一条脱氧核苷酸单链片段　脱氧核糖　腺嘌呤脱氧核苷酸
(3)脱氧核糖　磷酸
(4)氢键　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鸟嘌呤)　C(胞嘧啶)
(5)反向平行　规则的双螺旋
双链DNA分子碱基的数量关
系及相关计算
【问题导思】
①DNA的一条单链中A＋T的和占该链碱基比率与双链中A＋T的和占双链碱基比率有何关系？
②两个非互补碱基之和占DNA碱基总数的比例是多少？
1．最基本的原则
碱基互补配对原则。
2．在双链DNA分子中
A＝T、G＝C、A＋G＝T＋C或A＋C＝T＋G；
(A＋G)/(T＋C)＝1。
(1)DNA分子两条链之间存在着A1＝T2，T1＝A2，
G1＝C2，C1＝G2的关系。
(2)互补碱基之和的比值
＝＝
即：在已知链、互补链和整个DNA分子中互补碱基之和的比值相等。
3．在双链DNA分子中
一条链中的A＋T与另一条链中的T＋A相等，一条链中的G＋C与另一条链中的C＋G相等。
4．如果一条链中的(A＋ ( http: / / www.21cnjy.com )T)/(G＋C)＝a，那么另一条链中其比值也是a；如果一条链中(A＋G)/(T＋C)＝b，那么在另一条链中其比值是1/b。
5．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＋C＝T＋G＝A＋G＝T＋C。
6．在双链DNA分子的一条链中，A＋ ( http: / / www.21cnjy.com )T的和占该链的碱基比率等于另一条链中的A＋T的和占该链的碱基比率，还等于双链DNA分子中A＋T的和占整个DNA分子的碱基比率。即(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%＝(A总＋T总)%，同理(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%＝(G总＋C总)%。
　(2012·海口高一质检)某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54%，其中α链的碱基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则β链中胞嘧啶占整个DNA分子碱基的比例是(　　)
A．13%　　　　　　　　B．26%
C．27% D．28%
【审题导析】　本题主要考查双链DNA分子中碱基的数量关系的应用。解答此题应该以以下几个方面入手突破：
(1)整个DNA分子中G＋C所占比例与每一条链上G＋C所占该链碱基总数的比例相等。
(2)α链上G占比例与互补链β链上C所占该链碱基总数的比例相等。
【精讲精析】　整个DNA中的G＋C占整 ( http: / / www.21cnjy.com )个DNA碱基总数的54%，则α链上的G＋C占该链碱基总数的比例也为54%，又知α链中胞嘧啶占该链碱基总数比为28%，则α链中G占该链的比例为54%－28%＝26%，则与之互补的β链中胞嘧啶占β链碱基总数的比例也为26%，而β链碱基总数为双链DNA总碱基数的一半，由此推出β链中胞嘧啶占DNA分子总碱基的比例为：26%/2＝13%。
【答案】　A
制作DNA双螺旋结构模型
【问题导思】
①DNA只含4种脱氧核苷酸，它如何能够储存足够量的遗传信息？
②DNA分子是如何维系它的遗传稳定性的？
③根据构建的模型，设想DNA分子的复制方式吗？
1．制作依据
DNA的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。
2．制作流程
(1)制作若干个磷酸、脱氧核糖、碱基
　,整合Ｆ
(2)若干个脱氧核苷酸
　,连接Ｆ
(3)脱氧核苷酸链
　,两条Ｆ
(4)DNA分子的平面结构
　,旋转Ｆ
(5)DNA分子双螺旋结构
3．注意事项
(1)制作时，按DNA分子结构层次从小到大，从简单到复杂依次完成。
(2)制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型时注意各分子的大小比例。
(3)A与T的一端应剪成相互吻合的形状；G与C也如此。这两种碱基对模型的长度应相等，以保证DNA分子中两条平行链之间的距离相等。
(4)两条链的长度、碱基总数一致，碱基互补、方向相反。
(5)磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。
(6)制作中各零件连接应牢固，避免旋转中脱落。
(7)各组模型制作不同数量和顺序的A－T、C－G、T－A、G－C四种碱基对排列，领悟DNA分子的多样性。
　某同学欲制作一段具有10对碱基的DNA片段模型，他需准备的代表磷酸的球形塑料片、代表不同碱基的长方形塑料片和代表脱氧核糖的五边形塑料片的个数分别是(　　)
A．20、20、20　　　　　　　　B．10、20、20
C．20、20、10 D．20、40、20
【审题导析】　解答此题的关键：由DNA分子的平面结构可知DNA分子中的碱基数、磷酸数及脱氧核糖数相等。
【精讲精析】　此题主要考查动手制作DNA双螺旋结构模型的实际操作能力，具体分析如下：
【答案】　A
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建,DNA(基因)的结构)特点空间结构
结 论 语 句
1．DNA的基本组成单位为4种脱氧核苷酸。
2．DNA分子是由两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
3．DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱其排列在内侧。
4．DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，即A配T，G配C。Ｋ
(见学生用书第38页)
1．下列哪项不是沃森和克里克构建过的模型(　　)
A．碱基在外侧的双螺旋结构模型
B．同种碱基配对的三螺旋结构模型
C．碱基在外侧的三螺旋结构模型
D．碱基互补配对的双螺旋结构模型
【解析】　A、C、D项涉及的模型均是沃森、克里克依据前辈科学家的主要科研成果结合他们的博学知识及超凡的空间想象力构建的，B项则不是。
【答案】　B
2．组成DNA的结构的基本成分是(　　)
①核糖　②脱氧核糖　③磷酸　④腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶　⑤胸腺嘧啶　⑥尿嘧啶
A．①③④⑤　　　　　　　B．①②④⑥
C．②③④⑤ D．②③④⑥
【解析】　构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，由一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子碱基组成，碱基有4种：腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。
【答案】　C
3．下列关于DNA分子结构的叙述中，错误的是(　　)
A．每个双链DNA分子最多含有四种脱氧核苷酸
B．每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C．每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．一段双链DNA分子中若含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤
【解析】　每个脱氧核苷酸由一分子碱基、一 ( http: / / www.21cnjy.com )分子磷酸和一分子脱氧核糖相连而成，连接关系是中间为脱氧核糖，其一端连接磷酸，另一端连接碱基。脱氧核苷酸相互连接时，是一个脱氧核苷酸的磷酸和另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连接，碱基不参与连接，但和互补链上的碱基通过氢键相连接。每个脱氧核糖也和两个磷酸相连接。
【答案】　B
4．地球上的生物多种多样，不同生物的DNA不同，每一种生物的DNA又具有特异性。决定DNA遗传特异性的是(　　)
A．脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点
B．嘌呤总数与嘧啶总数的比值
C．碱基互补配对的原则
D．碱基排列顺序
【解析】　每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，这决定了DNA分子具有特异性。
【答案】　D
5．下面是DNA分子结构模式图。请据图回答下列问题：
(1)[　　]____________是组成DNA的基本单位。请写出其内三部分结构4、5、6所代表的物质的名称：________、________、________。
(2)DNA分子两条链上的碱基通过[　　]_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______连接而成对存在，根据碱基互补配对原则可知1为________，2为________。
(3)DNA在细胞内的空间构型为________，它最初是由________和________两位科学家提出的。
【解析】　(1)组成DNA的基 ( http: / / www.21cnjy.com )本单位是4种碱基(A、T、C、G)对应的4种脱氧核苷酸；图中4代表胸腺嘧啶，5代表脱氧核糖，6代表磷酸。(2)DNA分子两条链上的碱基通过氢链连接，严格遵循碱基互补配对原则，其中A与T、C与G配对，所以1为C(胞嘧啶)，2为A(腺嘌呤)。(3)沃森和克里克发现DNA在细胞内呈规则的双螺旋结构。
【答案】　(1)7　脱氧(核糖)核苷酸　胸腺嘧啶　脱氧核糖　磷酸　(2)9　氢键　C　A　(3)双螺旋结构　沃森　克里克
(见学生用书第109页)
一、选择题
1．下列关于DNA分子的叙述正确的是(　　)
①若DNA分子一条链中A和T的数目相等，则另一条链中A和T的数目也相等
②若DNA分子的一条链中G的数目为C的2倍，则另一条链中G的数目为C的1/2
③若DNA分子的一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链中相应碱基的比例关系为2∶1∶4∶3
④若DNA分子的一条链中G∶T＝1∶2，则另一条链的C∶A＝2∶1
A．①②④　　　　　　　　B．①②③
C．②③④ D．①③④
【解析】　在双链DNA分子中，两条 ( http: / / www.21cnjy.com )长链上的碱基配对遵循一一对应的碱基互补配对原则，即A＝T，G＝C，因此一条链中A＝T，则其互补链中T＝A；同理，若一条链中G的数目为C的2倍，则其互补链中C的数目是G的2倍；若一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则其互补链中T∶A∶C∶G＝1∶2∶3∶4，即A∶T∶C∶G＝2∶1∶4∶3；若一条链中G∶T＝1∶2，则其互补链中C∶A＝1∶2，故只有④叙述错误。
【答案】　B
2．(2013·开封高一调研)下列各项中，能正确表示DNA分子中脱氧核苷酸对的是(　　)
　A　　　　　B　　　　　C　　　　　　D
【解析】　DNA分子结构的碱基配对是A与T、G与C，排除答案B、D选项；又因为DNA的两条脱氧核苷酸是反向平行的，C项错误。
【答案】　A
3．下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构模型构建方面的突出贡献的说法中，正确的是(　　)
A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像
B．沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型
C．查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系
D．富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量，C的量等于G的量
【解析】　A项提及的两位科学 ( http: / / www.21cnjy.com )家提供的是DNA分子衍射图谱，非电子显微图像，查哥夫发现A的量等于T的量，C的量等于G的量，碱基间的正确配对是克里克和沃森尝试发现的。
【答案】　B
4．(2013·镇江高一检测)某生物的碱基组成是嘌呤碱基占碱基总数的60%，嘧啶碱基占碱基总数的40%，它不可能是(　　)
A．棉花 B．绵羊
C．T2噬菌体 D．烟草花叶病毒
【解析】　棉花和绵羊体内有DNA和RNA，其 ( http: / / www.21cnjy.com )嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等；烟草花叶病毒只含单链RNA，嘌呤碱基数和嘧啶碱基数不一定相等；而噬菌体只含双链DNA，其嘌呤碱基数和嘧啶碱基数一定相等。
【答案】　C
5．某DNA分子含腺嘌呤520个，占碱基总数的20%，则该DNA分子中含胞嘧啶(　　)
A．350个 B．420个
C．520个 D．780个
【解析】　考查DNA分子中碱基之间的数量关 ( http: / / www.21cnjy.com )系。在DNA分子中，A＝T，G＝C。A＝T＝520个，A＝T＝20%，则A＋T＝40%，G＋C＝1－40%＝60%，所以G＝C＝30%。在DNA分子中碱基总数为520÷20%＝2 600个，则DNA分子中含胞嘧啶：2 600×30%＝780个。
【答案】　D
6．(2010·上海高考)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中(　　)
A．G的含量为30% B．U的含量为30%
C．嘌呤含量为50% D．嘧啶含量为40%
【解析】　在DNA双链间只有A＝T和G≡C碱基对，故A＝T＝30%，G＝C＝20%，A＋G＝50%，T＋C＝50%。
【答案】　C
7．(2013·沈阳联考)下图为DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是(　　)
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C．图中游离的磷酸基团有一个
D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
【解析】　①磷酸和②脱氧核糖相间排列，构成了 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA分子的基本骨架；②③属于同一核苷酸，①属于另一核苷酸，故④不是一个核苷酸，游离的磷酸基团有2个。
【答案】　D
8．(2013·聊城质检)下列叙述中不正确的是(　　)
A．DNA分子结构的多样性取决于4种碱基配对方式的多样性
B．生物界的丰富多彩，起决定作用的是DNA的多样性
C．体现生物界多样性的是蛋白质的多样性
D．没有蛋白质的多样性，就没有丰富多彩的生物世界
【解析】　DNA分子结构的多样 ( http: / / www.21cnjy.com )性取决于4种碱基排列方式的多样性，而碱基配对的方式是固定不变的。生物多样性归根到底是由DNA多样性决定的。蛋白质是生命活动的体现者。
【答案】　A
9．(2012·荆州高一质检)在制作DNA双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型。圆代表磷酸，下列正确的是(　　)
A．长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B．两个圆可用别针(代表磷酸二脂键)连结，以形成DNA的侧链
C．别针(代表磷酸二脂键)应连结在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上
D．如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相同
【解析】　长方形表示的是含氮碱基，有A、T、 ( http: / / www.21cnjy.com )G、C四种，没有U，圆表示的是磷酸，五边形表示的是脱氧核糖，在DNA单链中，脱氧核苷酸之间通过3，5－磷酸二酯键相连，即别针应连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上，而不是两个圆之间，两条DNA单链模型的位置关系应为反向平行。
【答案】　C
10．某DNA分子中A＋T ( http: / / www.21cnjy.com )占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例是(　　)
A．35%　　　B．29% C．28%　　　D．21%
【解析】　整个DNA中的A ( http: / / www.21cnjy.com )＋T占整个DNA碱基总数的44%，则G＋C占整个DNA碱基总数的56%，又因为其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，所以与G对应的互补链(b)上的C占B链碱基总数的21%，则G(a链上)＋C(b链上)占DNA分子碱基总数的21%。因为总的G＋C占整个DNA分子碱基总数的56%，所以G(b链上)＋C(a链上)占DNA整个分子碱基总数的35%，推得G占b链碱基总数的35%，所以答案选A。
【答案】　A
二、非选择题
11．如图为DNA分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。请据图回答问题。
(1)从主链上看，两条单链________平行；从碱基关系看，两条单链________________。
(2)________和________相间排列，构成了DNA分子的基本骨架。
(3)图中有________种碱基，________种碱基对。
(4)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：
①该DNA片段中共有腺嘌呤________个，C和G构成的碱基对共________对。
②在DNA分子稳定性的比较中，________碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。
(5)图中的A与ATP中的A的区别是 ( http: / / www.21cnjy.com )________________________________________________________________________
__________________。
(6)与该图中的DNA片段大小相同的DNA最多有________种。
【解析】　(1)从主链上看，两条单链是反向平行的；从碱基关系看，两条单链遵循碱基互补配对原则。
(2)脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。
(3)图中涉及到4种碱基，4种碱基之间的配对方式有两种，但碱基对的种类有4种，即A－T、T－A、G－C、C－G。
(4)假设该DNA片段只有A、T两种碱基 ( http: / / www.21cnjy.com )，则200个碱基，100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G－C或C－G碱基对共60个，所以该DNA中腺嘌呤数为×(200－2×60)＝40个。C和G共60对，由于G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此，G与C构成的碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。
(5)图中的A为腺嘌呤，而ATP中的A指腺苷，即由腺嘌呤和核糖构成。
(6)图中的DNA片段共有碱基对：4对。因此最多形成44种。
【答案】　(1)反向　碱基互补配对 ( http: / / www.21cnjy.com )　(2)脱氧核糖　磷酸　(3)4　4　(4)①40　60　②G与C　(5)图中A为腺嘌呤，ATP中A为腺苷　(6)44
12．已知双链DNA分子中的一条链中(A＋G)/(T＋C)＝m，求：
(1)在其互补链中的上述比例是__ ( http: / / www.21cnjy.com )______，据此可得出的结论是________________________________________________________________________。
(2)在整个DNA分子中上述 ( http: / / www.21cnjy.com )比例为________，据此可得出的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
如果在双链DNA分子的一条链中，(A＋T)/(G＋C)＝n时，求：
(3)在其互补链中的上述比例是________。
(4)在整个DNA分子中上述比例为________。
据(3)和(4)可得出的结论是___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________________________________________________________________。
【解析】　(1)设DNA双链分别为a链和b链，其中a链为已知链，则b链为互补链。根据碱基互补配对原则，在双链DNA分子中有如下关系：Aa＝Tb，Ab＝Ta，Ga＝Cb，Gb＝Ca；所以(Aa＋Ga)/(Ta＋Ca)＝(Tb＋Cb)/(Ab＋Gb)＝m，其互补链中(Ab＋Gb)/(Tb＋Cb)＝1/m，即“两条互补链中这种碱基的比例互为倒数”。在实际解题过程中，可按右面简图形式“直观地”求解。即：
由图可知，两条链“上、下”对应的碱基 ( http: / / www.21cnjy.com )数相等，故(T＋C)/(A＋G)＝m，则该链中(A＋G)/(T＋C)＝1/m。(2)在双链DNA分子中，由于A＝T，G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)＝1，即“整个双链DNA分子中的嘌呤碱基数量之和等于嘧啶碱基数量之和”。(3)根据以上分析可知，整个DNA分子中有：Aa＋Ta＝Tb＋Ab，Ga＋Ca＝Cb＋Gb，所以有(Aa＋Ta)/(Ga＋Ca)＝(Ab＋Tb)/(Gb＋Cb)＝n。(4)整个DNA分子中的Aa＝Tb，Ab＝Ta，Ga＝Cb，Gb＝Ca，所以有(A＋T)/(G＋C)＝[(Aa＋Ab)＋(Ta＋Tb)]/[(Ga＋Gb)＋(Ca＋Cb)]＝2(Aa＋Ta)/2(Ga＋Ca)＝n。根据(3)和(4)知，整个DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与分子内任一链上的该比例相同。
【答案】　(1)1/m　两条互补链中该碱基比例互为倒数　(2)1　嘌呤碱基数量之和等于嘧啶碱基数量之和
(3)n　(4)n　在整个DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)的比例与任一条链上的该比例相同
第3节DNA的复制
第4节基因是有遗传效应的DNA片段
(教师用书独具)
●课标要求
概述DNA分子的复制。
●课标解读
1．概述DNA分子的复制。
2．探讨DNA复制的生物学意义。
3．举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
4．运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
5．说明基因和遗传信息的关系。
●教学地位
DAN复制是在DNA结构的基础上， ( http: / / www.21cnjy.com )进一步阐明DNA具有通过复制传递遗传信息的功能。学好DAN复制，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识的进一步理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制”又是学习变异部分的基础。 基因的本质是有遗传效应的DNA片段，此内容既是对本章内容的概括与提升，又为第4章《基因的表达》作铺垫。预计今后的高考中，将会结合基因突变、细胞分裂及同位素示踪技术等考查DNA分子结构、复制和相关计算等。
●教法指导
1．充分运用课件展示DNA复制过程， ( http: / / www.21cnjy.com )关键点设置问题串如复制过程中涉及的酶有哪几种？复制过程的模板是DNA的几条链？原料有几种？复制的过程可归纳为哪三步？
2．认识DNA上的脱氧核苷酸序列与 ( http: / / www.21cnjy.com )遗传信息多样性的关系时，一边注重进行资料分析，又要注重引导，弄清楚每张碱基卡片代表的意义，总结DNA分子的多样性和特异性。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．展示2副相同的挂图“ ( http: / / www.21cnjy.com )中国印？舞动的北京 ”，让大家看看两幅图有什么区别？在生物界中，DNA是如何保持亲代与子代相同的呢？他们是怎样复制的呢？他们复制的过程是怎样的呢？
2．展示DNA分子的双螺旋 ( http: / / www.21cnjy.com )模型以及明星父子照片，生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P52～ ( http: / / www.21cnjy.com )54相关内容，填写“【课前自主导学】知识1、2及思考交流1”；②阅读教材P55～57内容完成“【课前自主导学】知识3、4及思考交流2”。?步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第1种【奥运会徽图标】方式或以第二种设问方式导出课题。?步骤2：检测预习效果：作答【正误判断】并进行校正。抢答DNA复制有何特点及复制所需原料。?步骤3：结合教材P53图3－12采取板书对半保留复制进行分析，同时参考【探究1】知识点1的实验表格。识记【名师点拨】。?
步骤7：诵读【结论语句】、当堂完成 ( http: / / www.21cnjy.com )【当堂双基达标】，分组解答教材P54【基础题】及P58【拓展题】；课下完成【课后知能检测】。并对本章内容进行小结。?步骤6：引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。?步骤5：阅读教材P55～56有关材料，总结基因的本质及与染色体的关系，参看【探究2】，学生分组解答【例2】。?步骤4：课件动画播放DNA分子复制的整个过程，仔细观察其变化，思考复制的模板、条件、原料、特点、意义等。并以【例1】进行典例分析。
课　标　解　读 重　点　难　点
1.概述DNA分子的复制。
2.探讨DNA复制的生物学意义。
3.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
4.运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
5.说明基因和遗传信息的关系。 1.DNA分子的复制过程。(重点)
2.基因与DNA、遗传信息间的关系。(重点)
3.DNA分子的多样性和特异性。(难点)
(见学生用书第39页)
对DNA分子复制的推测
1.假说提出者
克里克和沃森。
2．假说
半保留复制方式。
(1)内容
(2)特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。
DNA分子的复制
概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
时间 有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期
场所 主要是细胞核
需要
条件
模板 解旋后的两条DNA单链
原料 四种脱氧核苷酸
能量 ATP
酶 解旋酶、DNA聚合酶等
复制
模型
复制
过程 (1)解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开
(2)合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链
(3)形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子
特点 (1)边解旋边复制
(2)半保留复制
结果 形成两条完全相同的DNA分子
复制的
意义 将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性
准确复
制的
原因 (1)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板
(2)通过碱基互补配对，保证了复制准确无误地进行
1．真核细胞DNA复制的主要场所是细胞核，还有哪些场所呢？
【提示】　线粒体和叶绿体。
基因与DNA分子的关系及实例
大肠杆菌、人的全部基因的碱基对总
数只是DNA分子碱基对总数的一部分 ,)转入绿色荧光蛋白基因的小
鼠发出绿色荧光，小鼠体内
的HMGIC基因与肥胖直接有关,) ,)
DNA片段中的遗传信息
1.遗传信息
DNA分子中4种碱基的排列顺序。
2．特点
(1)多样性：碱基排列顺序的千变万化。
(2)特异性：每一个DNA分子有特定的碱基排列顺序。
3．与生物的多样性、特异性的关系
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
2．基因是DNA片段，这种说法正确吗？
【提示】　不正确，应在DNA前加上“具有遗传效应的”。
1．DNA复制只发生在有丝分裂间期。(×)
【提示】　还有减Ⅰ前的间期，但减Ⅱ间期不进行。
2．DNA双螺旋全部解链后，开始DNA复制。(×)
【提示】　边解旋边复制。
3．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接成子链，并且2条子链形成子代DNA分子。(×)
【提示】　在DNA聚合酶的作用下，而不是DNA酶；子代DNA是亲代1条模板链和子链形成的。
4．构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。(×)
【提示】　前者远远小于后者。
5．某DNA片段中有100个脱氧核苷酸，则可能的排列顺序为2100种。(×)
【提示】　100个＝50对，即应为450种
6．不同DNA分子携带的遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同。(√)
(见学生用书第40页)
DNA半保留复制的实验证据
及复制过程中相关数量关系
【问题导思】
①实验结果中呈现的三条离心带分别是什么？有何区别？
②可否用35S对DNA进行标记，探究DNA复制特点？
③DNA复制具有何种特点？
1．实验
关于DNA复制方式的研究，充分体现了假说—演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。
实验材料 大肠杆菌
实验方法 同位素示踪法和离心技术
实验假设 DNA以半保留的方式复制
实验预期 离心后出现3条DNA带
①重带(密度最大，最靠近试管低部)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)
②杂交带(密度居中，位置也居中，也称中带)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)
③轻带(密度最小，离试管底部最远)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)
实验过程 ①用15N标记的NH4Cl培养大肠杆菌，获得15N/15N－DNA
②将大肠杆菌转移到含14N的普通培养液中培养
③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA
④将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置
实验
结果
(与预
期结果
相同)
实验结果 DNA复制方式为半保留复制
2.复制过程中DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关数量关系
已知某一DNA分子用15N标记(0代 ( http: / / www.21cnjy.com ))，将含有该标记DNA分子的细胞(或某种细菌)转移到只含14N的培养基中培养(进行DNA复制)若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表：
世
代
DNA分子的特点
分
子
总
数 细胞
中的
DNA
分子
在离
心管
中的
位置
不同DNA分子占全部DNA分子之比
只含
15N
分子 含14N、
15N杂
种分子 只含
14N
分子
DNA中脱氧核
苷酸链的特点
链
总
数
不同脱氧核苷酸链占全部链之比
含15N
的链 含14N
的链
0 1 全在
下部 1 2 1
1 2 全在
中部 1 4
2 4 中
上 8
3 8 中
上 16
n 2n 中
1－
上
1－ 2n＋1 1－
　
1．研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法，常标记3H、15N、32P，通过离心在试管中形成不同位置。
2．运用DNA半保留复制特点，解决消耗某种脱氧核苷酸数量问题时，应注意亲代DNA分子的两条母链被保留下来，不需消耗原料。
3．在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制。
　DNA的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
(1)在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
(2)在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
(3)将亲代15N大肠杆菌转移到氮 ( http: / / www.21cnjy.com )源为含14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离，不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
实验预测：
(1)如果与对照(14N/14N)相比 ( http: / / www.21cnjy.com )，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带：一条________带和一条________带，则可以排除半保留复制和分散复制。
(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除______________，但不能肯定是________________________。
(3)如果子代Ⅰ只有一条中密度带 ( http: / / www.21cnjy.com )，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定：若子代Ⅱ可以分出________________和______________，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代Ⅱ不能分出中、轻密度两条带，则排除________，同时确定为________。
【审题导析】　解读DNA的三种复制方式，解答此题应该从以下几点考虑：
(1)亲代DNA复制一代后出现重带或轻带的一定为全保留复制。
(2)无论复制几代只出现两条轻代的一代为分散复制。
【精讲精析】　从题目中的 ( http: / / www.21cnjy.com )图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔连接而成的。
【答案】　(1)轻(14N/14N)　重(15N/15N)
(2)全保留复制　半保留复制和分散复制　(3)一条中密度带　一条轻密度带　半保留复制　分散复制
对基因概念的理解
【问题导思】
①脱氧核苷酸、基因、DNA之间的关系如何？
②基因与染色体间的关系如何？
③不同生物体内的基因是否都不相同？
1．基因与脱氧核苷酸的关系
(1)基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。
(2)基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息。
(3)基因中脱氧核苷酸的排列顺序的多样性决定了基因的多样性。
2．基因与DNA的关系
(1)基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多个基因。一个DNA分子上的碱基总数大于该DNA分子上所有基因上的碱基数之和。
(2)基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因控制特定的性状。
3．基因与染色体的关系
(1)基因在染色体上呈线性排列。
(2)染色体是基因的主要载体，但不是惟一载体，如线粒体、叶绿体中也有少量的DNA，也是基因的载体。
4．脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解
　染色体、DNA、基因三者关系密切，下列叙述中不正确的是(　　)
A．正常细胞中每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多个基因
B．复制、分离和传递，三者都能相伴而行
C．三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用
D．在进行有性生殖的生物的传种接代过程中，染色体行为决定后两者
【审题导析】　解答此题关键在于理解三个概念的关系即：
(1)染色体是细胞核中载有遗传信息(基因)的物质，在显微镜下呈丝状或棒状，由DNA和蛋白质组成。
(2)基因的本质是具有遗传效应的DNA片段。
【精讲精析】　DNA是主要的遗传物质，基因是有遗传效应的DNA片段，染色体是DNA与基因的载体，而不是遗传物质。
【答案】　C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。
2．DNA复制需模板、原料、能量和酶等基本条件。
3．DNA通过复制，保持了遗传信息的连续性。
4．基因是具有遗传效应的DNA片段。
5．DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息。
(见学生用书第42页)
1．用32P标记一个T2噬菌体的双链DN ( http: / / www.21cnjy.com )A分子，它侵染一个含31P的细菌后释放出了200个后代，则后代中含32P的噬菌体最多占总数的(　　)
A．2%　　　B．1%　　　C．0.5%　　　D．50%
【解析】　一个噬菌体中只有一个D ( http: / / www.21cnjy.com )NA分子，当它侵染含31P的细菌后就以被32P标记的DNA为模板进行复制，不过利用的酶、原料、ATP等均是由细菌提供的。DNA分子的复制方式为半保留复制，故在最终形成的200个噬菌体的DNA中，最多只有2个DNA分子含32P，即在200个噬菌体中含32P的噬菌体最多占1%。
【答案】　B
2．(2012·湛江高一检测)下列对沃森和克里克的科学研究过程的叙述，错误的是(　　)
A．构建了DNA的双螺旋结构
B．沃森、克里克和威尔金斯共同获得了诺贝尔奖
C．提出了DNA半保留复制的假说
D．提出的DNA半保留复制的假说内容有：新合成的每个DNA分子中，不一定保留原来DNA分子中的一条链
【解析】　沃森和克里克关于DNA半保留复制的假说内容中有：新合成的每个DNA分子中，都保留有原来DNA分子中的一条链，D项错误。
【答案】　D
3．已知DNA分子的一条母链上的 ( http: / / www.21cnjy.com )部分碱基排列顺序为—A—C—G—T—，那么，以另一条母链为模板，经复制后得到的对应子链的碱基排列顺序是(　　)
A．—T—G—C—A—　　　　B．—A—C—G—T—
C．—U—G—C—A— D．—A—C—G—U—
【解析】　DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则，以另一条母链为模板形成的子代DNA的相对应的子链的碱基顺序与已知的母链是相同的。
【答案】　B
4．关于基因的概念，错误的是(　　)
A．基因是具有遗传效应的DNA片段
B．基因是DNA上有一定功能的特定的碱基排列顺序
C．基因是DNA上任意一段
D．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位
【解析】　基因是有遗传效 ( http: / / www.21cnjy.com )应的DNA片段，是特定的碱基排列顺序。由于DNA分子上有很多不能控制生物性状的区段，所以基因不能是DNA上的任意一段。
【答案】　C
5．如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图(片段)。请据图回答问题：
(1)图中1表示________，2表示________，1、2、3结合在一起的结构叫________________________。其排列顺序中蕴藏着____________________。
(2)图中3有________种，中文名字分别是________________________________________________________________________
________。
(3)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。该片段复制4次，共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸________个。
(4)假定大肠杆菌只含14N的DN ( http: / / www.21cnjy.com )A的相对分子质量为a；只含15N的DNA的相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养到含14N的培养基中，子一代DNA的平均相对分子质量为________，子二代DNA的平均相对分子质量为________________________________________________________________________。
【解析】　(1)DNA、基因、脱氧核苷酸、碱基之间的关系可表示为：
(2)图中3为碱基，由于有3个氢键存在，因此应为C(胞嘧啶)或G(鸟嘌呤)。
(3)A、T碱基对间的氢键数为2个，G、 ( http: / / www.21cnjy.com )C碱基对间的氢键数为3个，由计算得腺嘌呤40个，C与G共60对。含60个胞嘧啶的DNA复制4次，形成16个DNA分子，新增DNA分子15个，需胞嘧啶为60×15＝900个。
(4)由于DNA分子的半保留复制 ( http: / / www.21cnjy.com )，因此子一代DNA分子的一条链含15N，一条链含14N，则子一代DNA的平均相对分子质量为(a＋b)/2，同时，子二代DNA的平均相对分子质量为[2a＋×2]/4＝(3a＋b)/4。
【答案】　(1)磷酸　脱氧核糖　脱氧核苷酸　遗传信息　(2)2　鸟嘌呤、胞嘧啶　(3)900
(4)(a＋b)/2　(3a＋b)/4
(见学生用书第111页)
一、选择题
1．下列在分裂过程中不存在DNA复制的细胞有(　　)
A．小麦根尖分生区细胞
B．人的成熟红细胞
C．硝化细菌
D．人的精原细胞
【解析】　人的成熟的红细胞无细胞核及各种细胞器，无DNA，所以不存在DNA复制。
【答案】　B
2．(2011·上海高考)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在(　　)
A．两条DNA母链之间
B．DNA子链与其互补的母链之间
C．两条DNA子链之间
D．DNA子链与其非互补母链之间
【解析】　DNA复制特点为半保留复制。复制时，首先是构成DNA的两条母链解旋，然后以分开的两条母链为模板，按照碱基互补配对原则合成子链。
【答案】　A
3．(2013·太原模拟)DNA一般能准确复制，其原因是(　　)
①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板
②DNA复制发生于细胞周期的间期
③碱基互补配对是严格的
④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A．②④　　　　　　　　B．②③
C．①④ D．①③
【解析】　DNA规则双螺旋结构经解旋后 ( http: / / www.21cnjy.com )为DNA复制提供两条模板(即复制的标准)，严格的碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性，它保证子代DNA是以亲代DNA提供的两条模板为标准合成的。
【答案】　D
4．(2013·郑州质检)用15N标记含 ( http: / / www.21cnjy.com )有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列结果不可能的是(　　)
A．含有14N的DNA分子占7/8
B．含有15N的脱氧核苷酸链占1/16
C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．复制后共产生16个DNA分子
【解析】　DNA分子的复制是 ( http: / / www.21cnjy.com )半保留复制，无论复制几次都只有2个DNA含有15N，而子代每一个DNA分子都含有14N，故含有14N的DNA分子占100%；连续复制4次后共有DNA 16个，B、D都正确；胞嘧啶(C)有60个，所以G有60个，而A＋T＋C＋G＝100×2＝200，则A＋T＝80，又A＝T，故A＝T＝40，所以需要腺嘌呤脱氧核苷酸40×(24－1)＝600(个)，C正确。
【答案】　A
5．(2012·长沙模拟 ( http: / / www.21cnjy.com ))5－BrU(5－溴尿嘧啶)既可以与A配对，又可以与C配对，将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5－BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到C—G的替换(　　)
A．2次　　　B．3次　　　C．4次　　　D．5次
【解析】　第一次：T—A―→T—A、A— ( http: / / www.21cnjy.com )5－BrU，第二次：A—5－BrU―→A—5－BrU(或T)、5－BrU—C，第三次：5－BrU—C―→5－BrU—C(或A)、C—G。
【答案】　B
6．下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是(　　)
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
【解析】　本题通过信息考查DNA复制的 ( http: / / www.21cnjy.com )相关知识。从题图中可以看出有多个复制起点，但不是同时开始复制，所以A不对。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等参与。这种多起点、半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性，还提高了DNA复制的效率。
【答案】　A
7．(2012·海口质检)某个DNA片 ( http: / / www.21cnjy.com )段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，其需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为(　　)
A．330 B．660 C．990 D．1 320
【解析】　该DNA片段共有碱基5 ( http: / / www.21cnjy.com )00×2＝1 000个，已知(A＋T)/1 000×100%＝34%，所以C＝G＝1 000×[(1－34%)/2]＝330。复制2次后共有4条DNA片段，其中有3条是新合成的，所以需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为：330×3＝990。
【答案】　C
8．“人类基因组计划”最新研究表明：人体24条染色体上含有2万～2.5万个基因，这一事实说明(　　)
A．一个DNA分子上有许多个基因
B．基因是有遗传效应的片段
C．基因是染色体片段
D．基因只存在于染色体上
【解析】　识读题干信息，无法得出基因的“遗传效应”，也不能得出基因只位于染色体上以及基因是染色体的片段，因此B、C、D均错误。
【答案】　A
9．下列关于基因的叙述中，不正确的是(　　)
A．同种生物不同个体之间DNA完全相同
B．一个DNA分子可以控制许多性状
C．基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
D．基因中的脱氧核苷酸共有四种
【解析】　同种生物不同个体间DNA也可能不同，因为DNA在间期复制时可能发生差错。
【答案】　A
10．下列有关染色体、DNA、基因三者关系的叙述，错误的是 (　　)
A．每条染色体上含有一个或两个DNA，一个DNA分子上含有多个基因
B．生物的遗传中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为
C．三者都是生物细胞内的主要遗传物质
D．三者都能复制、分离和传递
【解析】　由概念可知，DN ( http: / / www.21cnjy.com )A是主要的遗传物质，而染色体不是遗传物质，只是遗传物质的主要载体，染色体上还含有蛋白质。一个DNA分子上有多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。染色体的行为决定着DNA和基因的行为。在生命活动过程中，基因、DNA都会随染色体的复制而复制。
【答案】　C
二、非选择题
11．如图是DNA分子复制的图解，请据图回答问题。
(1)图中的[1]表示________过程，需要________酶的作用。
(2)图中的[2]过程表示以母链为模板进行碱基的____________。
(3)图中的[3]过程包括子链中相 ( http: / / www.21cnjy.com )邻脱氧核苷酸的________与________交替连接以及子链与母链在空间结构上的____________化。参与此过程的酶有________等。
(4)分析DNA复制过程所需 ( http: / / www.21cnjy.com )条件：模板是________________；原料是____________________；酶有______________、________等；能量由________提供。
(5)DNA分子被15N标记的大肠杆菌 ( http: / / www.21cnjy.com )，放在没有标记的培养基上培养，繁殖三次后所有大肠杆菌体内，标记的DNA分子占DNA分子总数的________，标记的链占全部DNA单链的________。
【解析】　分析题图可知：[1]过程表示解旋 ( http: / / www.21cnjy.com )，需要解旋酶的参与；[2]过程表示以DNA的单链为模板，复制子代DNA分子的过程，此过程需要四种游离的脱氧核苷酸的参与，脱氧核苷酸之间通过磷酸基团和脱氧核糖交替连接，两条链之间通过氢键相连；[3]过程表示形成两个新的DNA分子，此过程需要DNA聚合酶的参与。不论复制几次，含15N的DNA分子和DNA单链都是2，经复制三次后DNA分子数为8，DNA单链总数为16，因此标记的DNA分子占DNA分子总数的1/4，标记的链占全部DNA单链的1/8。
【答案】　(1)解旋　解旋
(2)互补配对
(3)脱氧核糖　磷酸基团　螺旋　DNA聚合酶
(4)DNA的两条母链　四种游离的脱氧核苷酸　解旋酶　DNA聚合酶　ATP
(5)1/4　1/8
12．(2013·辽阳模 ( http: / / www.21cnjy.com )拟)某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)。请回答下列问题：
(1)综合分析本实验的DNA离心结果，前三组 ( http: / / www.21cnjy.com )实验中，第________组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式。
(2)分析讨论
①若实验三的离心结果为：如果D ( http: / / www.21cnjy.com )NA位于1/2重带和1/2轻带位置，则是________复制；如果DNA位于全中带位置，则是________复制。为了进一步得出结论，该小组设计了实验四，请分析：如果DNA位于________(位置及比例，下同)带位置，则是全保留复制；如果DNA位于________带位置，则是半保留复制。
②若将实验三得到的DNA双链分开后再离心，其结果________(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。为什么？
________________________________________________________________________。
(3)实验得出结论：DNA复制方 ( http: / / www.21cnjy.com )式为半保留复制。若将实验四的实验时间改为60 min，离心后密度带的数量和位置是否发生变化？________。若实验三的结果中，子一代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为________。
【解析】　(1)由于第一组 ( http: / / www.21cnjy.com )A是完全含14N的DNA，第二组B是经多代培养后完全被15N标记的DNA，而第三组是第二组B经过一次复制形成的子代DNA，其离心结果显示，新合成的DNA全部为中带，即一条链含被标记的15N，一条链含未被标记的14N。必须将第一组的A(全部轻带)与第二组的B(全部重带)进行比较，才能说明B的子一代的全部中带的获得方式是半保留复制。(2)若子Ⅰ代出现两条带，分别是轻带和重带，则重带DNA只能来自B被15N标记的DNA，轻带只能来自新合成的DNA，因此，可推测DNA的复制方式不是一条链来自亲代DNA，一条链新合成的半保留复制，而是全保留复制；若将实验三得到的子一代DNA双链分开，则离心结果也会出现轻带和重带两条带，故不能判断DNA的复制方式。(3)若将子代继续培养，则子n代离心，密度带仍旧为中带和轻带两条；若实验结果中子一代中带略宽，其最可能的原因是新合成的DNA单链中仍有部分被15N标记。
【答案】　(1)三　一　二
(2)①全保留　半保留　1/4轻和3/4重　1/2中和1/2重
②不能　不论是全保留还是半保留，实验结果都是一样的
(3)没有变化　15N
同位素标记法的实验应用及分析
1.概述
同位素标记法是用同位素标记化合物，让它们一起运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，可以明白化学反应的详细过程的方法。
2．方法应用
用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
3．应用分析
(1)标记某元素，追踪其转移途径。如 ( http: / / www.21cnjy.com )用18O标记HO，光合作用只产生18O2；再用18O标记C18O2，光合作用只产生O2；证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O，而不是来自CO2。
(2)标记特征元素，探究化合 ( http: / / www.21cnjy.com )物的作用。如T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，用32P标记噬菌体的DNA，大肠杆菌内发现放射性物质；35S标记噬菌体的蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性物质；证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
(3)标记特征化合物，探究详细生理过程，研 ( http: / / www.21cnjy.com )究生物学原理。如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程；用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中染色体的变化规律；用15N标记DNA，证明了DNA复制的特点是半保留复制。
4．注意事项
用同位素标记法进行一些科学实 ( http: / / www.21cnjy.com )验的探究时，应注意标记元素的种类及标记对象的正确选择，否则会导致实验结果不准确，实验操作不严密，甚至导致实验的失败。比如此方法在遗传物质证明实验中，标记元素及标记对象的选择非常重要，下面几种情况均不能达到实验目的。
(1)若用32P和35S标记寄主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均有标记元素。
(2)若用C、