【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（中图版）必修2教师用书：第3单元第1章 遗传的物质基础
文档属性
| 名称 | 【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（中图版）必修2教师用书：第3单元第1章 遗传的物质基础 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 8.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 中图版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-29 18:03:39 | ||
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文档简介
遗传与变异的分子基础
第一章 遗传的物质基础
第一节遗传物质的发现
(教师用书独具)
●课标要求
评述人类对遗传物质的探索历程。
●课标解读
1．列举出遗传物质在染色体上的理由。
2．解释肺炎双球菌转化实验的过程及结论。
3．理解噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。
4．通过烟草花叶病毒重建实验说明RNA是遗传物质的原因。
●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
图片展示成龙与父、子三代的照片，引导学生观 ( http: / / www.21cnjy.com )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：阅读教材相关 ( http: / / www.21cnjy.com )内容，填写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】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)尝试列举遗传物质在染色体上的理由。(2)分组抢答【正误判断】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】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【结论 ( http: / / www.21cnjy.com )语句】，小组交流“为什么说DNA是主要的遗传物质？”记忆【探究2】的名师点拨。 步骤6：结合【探究2】，对【例2】的【审题导析】进行点拨，分组作答【当堂双基达标】习题。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有关噬菌体知识，接着动画播放侵染过程，分析两种情况下不同装置放射性的高低的原因，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。
步骤8：课下完成【课时作业】及仔细阅读教材图解，思考同位素标记法的应用。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.列举出遗传物质在染色体上的理由。2．解释肺炎双球菌转化实验的过程及结论。3．理解噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。4．通过烟草花叶病毒重建实验说明RNA是遗传物质的原因。 1.掌握肺炎双球菌转化实验的过程及结论。(重难点)2．掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。(重难点)
遗传物质在染色体上
1.萨顿对蝗虫精子发生的研究
(1)发现现象
①染色体是各具独特形态的实体。
②体细胞中的染色体成对存在，一条来自父方，一条来自母方。
③在细胞减数分裂时，配对的两条染色体相互分开，独立进入配子。
④非同源染色体进入配子时自由组合。
(2)发现问题：在减数分裂时，染色体的行为与遗传因子的行为具有完全平行的现象。
(3)提出假设：遗传因子位于染色体上。
2．摩尔根通过果蝇杂交实验，得出特定的基因位于特定染色体的特定位置上的结论。
1．非同源染色体进入配子时自由组合，非等位基因在形成配子时也都是自由组合的吗？为什么？
【提示】 不都是。位于一对同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
DNA是主要的遗传物质
1.证据一：肺炎双球菌的转化实验
(1)肺炎双球菌的特点
种类项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面光滑 表面粗糙
菌体 有多糖类荚膜 无荚膜
毒性 有毒性 无毒性
(2)体内转化实验——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实验过程及现象
③结论：加热杀死的S型菌中含有某种物质使R型活细菌转化为S型活细菌。
2．格里菲思的实验能否证明S型菌体内的哪种物质是转化因子？
【提示】 不能。格里菲思的实验只证明了S型细菌体内含有转化因子，但没有证明转化因子是什么物质。
(3)体外转化实验——艾弗里的实验
①设计思路：将提纯的S型细菌的DNA、蛋白质和其他物质分别加入到R型细菌的培养基中，单独观察它们各自的功能。
②实现过程及现象
③结论：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，即DNA是具有转化作用的遗传物质，而蛋白质和其他物质不是遗传物质。
2．证据二：噬菌体侵染细菌的实验
(1)噬菌体组成
(2)同位素标记
(3)实验过程
(4)实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
3．能否使用14C和18O标记噬菌体？为什么？
【提示】 不能，因为噬菌体的DNA和蛋白质中都含有C和O元素。
3．RNA是遗传物质的证据
(1)烟草花叶病毒的基本成分为蛋白质和RNA，无DNA。
(2)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。
4．DNA是主要的遗传物质
绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物的遗传物质是RNA。
1．所有基因都位于染色体上。(×)
【提示】 原核生物、病毒及真核生物的细胞质基因等存在于DNA分子上，而其DNA分子不与蛋白质结合形成染色体。
2．每条染色体上载有许多基因可以说明基因遗传行为与染色体行为是平行的。(×)
【提示】 该事实能说明染色体是基因的载体，但不能证明二者遗传行为是平行的。
3．用含32P的普通培养基培养T2噬菌体，可标记噬菌体的DNA。(×)
【提示】 T2噬菌体是一种病毒，只能寄生在活细胞内才能繁殖。
4．所有生物的遗传物质都是DNA。(×)
【提示】 细胞生物的遗传物质是DNA，大多数病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA。
证明DNA是遗传物质的直接证据
【问题导思】
①R型细菌转化成S型细菌的原因是什么？
②噬菌体是如何侵染大肠杆菌的？
③噬菌体侵染大肠杆菌的实验中放射性分布不同的原因是什么？
1．肺炎双球菌的转化实验分析
体内转化实验 体外转化实验
实验者 格里菲思 艾弗里及其同事
培养细菌 小鼠(体内) 培养基(体外)
实验结果 加热杀死的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)体内实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化物质”，体外转化实验进一步证明“转化物质”是DNA(3)两个转化实验都遵循对照原则
肺炎双球菌转化的实质和影响因素
1．在加热杀死的S型细菌中，其蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质变性失活，但不要认为DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
2．转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
3．在转化过程中并不是所有的R型细 ( http: / / www.21cnjy.com )菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系，细菌的状态等因素影响。
2．噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验材料
T2噬菌体，是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，其头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在它的头部内含有DNA。
(2)实验过程
①标记细菌
细菌＋含35S的培养基→含35S的细菌。
细菌＋含32P的培养基→含32P的细菌。
②标记噬菌体
噬菌体＋含35S的细菌→含35S的噬菌体。
噬菌体＋含32P的细菌→含32P的噬菌体。
③噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体＋细菌→宿主细胞内没有35S,35S分布在宿主细胞外面。
含32P的噬菌体＋细菌→宿主细胞外几乎没有32P,32P主要分布在宿主细胞内。
(3)结果分析：过程③表明，噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，而是留在细菌外部，噬菌体的DNA却进入了细菌内部。
(4)结论：噬菌体在细菌内增殖是在亲代噬菌体 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA的作用下完成的，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代DNA遗传给后代的。因此，DNA是真正的遗传物质。
(5)误差分析
原因 分析
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
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
肺炎双球菌的转化实验和噬菌 ( http: / / www.21cnjy.com )体侵染细菌的实验是证明DNA是遗传物质的两个经典实验。这两个著名实验的设计思路是基本相同的，即设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用，从而证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
(2012·宁波高一检测)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体
( )
A．一定有35S，可能有32P
B．只有35S
C．一定有32P，可能有35S
D．只有32P
【审题导析】 解答本题须明确以下几点：
(1)大肠杆菌被35S标记。
(2)噬菌体被32P标记，且只是噬菌体的DNA被32P标记。
(3)噬菌体侵染细菌进入大肠杆菌的是噬菌体的DNA，形成子代噬菌体需要的原料由大肠杆菌提供。
【精讲精析】 噬菌体侵染 ( http: / / www.21cnjy.com )大肠杆菌时，进入的是DNA，在噬菌体DNA的指导下，利用大肠杆菌的脱氧核糖核苷酸为原料合成子代DNA，利用大肠杆菌的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳。DNA复制方式为半保留复制。32P标记的是亲代噬菌体的DNA,35S标记的是大肠杆菌的蛋白质和氨基酸。裂解后的所有噬菌体中，其蛋白质外壳一定有35S，只有两个子代噬菌体的DNA有32P。
【答案】 A
生物的遗传物质
【问题导思】
①遗传物质的种类有哪些？
②为什么说DNA是主要的遗传物质？
1．作为遗传物质必须具备的条件
(1)在细胞生长和繁殖的过程中能够自我复制。
(2)能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢。
(3)具有储存巨大数量遗传信息的能力。
(4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变发生以后还能继续复制，并可能遗传给后代。
2．DNA是主要的遗传物质
(1)遗传物质是DNA的生物
①细胞生物：无论是真核生物还是原核生物，DNA均为遗传物质。
②某些病毒：只含DNA的病毒，遗传物质是DNA，如T2噬菌体等。
(2)遗传物质是RNA的生物
只含RNA的病毒，其遗传物质是RNA，如流感病毒、SARS病毒、烟草花叶病毒、艾滋病病毒等。
1．一切生物的遗传物质是DNA或RNA ( http: / / www.21cnjy.com )，而不是DNA和RNA(朊病毒除外)，因为有细胞结构的生物(包括原核生物和真核生物)的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。
2．具有细胞结构的生物体内，既有DNA ( http: / / www.21cnjy.com )，又有RNA，但只有DNA是其遗传物质，不能说DNA是细胞生物的主要遗传物质。对整个生物界而言，才可说DNA是主要的遗传物质。
下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是
( )
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核糖核苷酸
【审题导析】 正确解答本题须明确以下几点：
(1)细胞生物的遗传物质是DNA，真核细胞生物染色体是DNA的主要载体。
(2)病毒的遗传物质是DNA或RNA。
(3)核酸的元素组成不含S。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 豌豆是细胞生物，其遗传物质是DNA，而不能说成主要是DNA，A项错误
B 酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有部分DNA，B项正确
C T2噬菌体的遗传物质是DNA，DNA中不含S元素，C项错误
D HIV的遗传物质是RNA，其水解后产生四种核糖核苷酸而不是脱氧核糖核苷酸，D项错误
【答案】 B
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，即转化物质是DNA。
2．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P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。
1．(2011·广东高考)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知( )
实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况
①②③④ RRRR 蛋白质荚膜多糖DNADNA(经DNA酶处理) R型R型R型、S型R型
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
【解析】 通过表中实验可以看出只有DNA能使R型细菌转化成S型，因此DNA是转化因子。
【答案】 C
2．所有病毒的遗传物质( )
A．都是DNA B．是DNA和RNA
C．都是RNA D．是DNA或RNA
【解析】 病毒是一类非细胞结构的、 ( http: / / www.21cnjy.com )只由DNA或RNA和蛋白质分子构成的微小生物。大多数病毒所含的核酸是DNA，这种类型的病毒以DNA作为遗传物质；少数病毒所含的核酸是RNA，这类病毒以RNA作为遗传物质。所以说，所有病毒的遗传物质是DNA或RNA。
【答案】 D
3．(2013·济南期末)1902年萨顿在研究蝗虫的精子发生时，发现了许多现象，下列叙述中不符合要求的一项( )
A．发现染色体是各具独特形态的实体
B．体细胞中染色体成对存在，每对染色体中的一个来自母方、一个来自父方
C．在细胞减数分裂时，配对的两条染色体相互分开，独立地进入配子；非同源染色体进入配子时自由组合
D．染色体在减数分裂中的行为与孟德尔提出的遗传因子具有完全平行的现象，染色体就是遗传因子
【解析】 染色体是遗传因子的载体，即遗传因子位于染色体上，而非染色体是遗传因子。
【答案】 D
4．用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，然后用标记的噬菌体做侵染大肠杆菌的实验，进入细菌体内的成分有( )
A．35S B．32P
C．35S和32P D．不含35S和32P
【解析】 用35S标记噬菌体的蛋白质，32P标记DNA，在侵染过程中蛋白质外壳留在外面，DNA进入细菌体内。
【答案】 B
5．下列是关于DNA是遗传物质的相关实验，请回答相关问题。
肺炎双球菌的转化实验
(1)过程①和②表明，将S型细菌的______和________与R型活细菌混合培养，其后代为________型细菌。
(2)过程③表明，将S型细菌的________与R型活细菌混合培养，________型细菌转化成________型细菌。
(3)过程④表明，转化成的________型细菌的后代也是有________性的________型细菌。
(4)实验最关键的设计思路是____________________。
(5)通过上述实验能证明DNA是主要的遗传物质而蛋白质等不是遗传物质吗？_____________________。
【解析】 艾弗里等人的实验是将S型细菌的 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质、DNA、多糖等物质分别与R型活细菌混合培养，只有DNA使R型细菌发生转化，其它物质不能使R型细菌发生转化，证明了DNA是遗传物质，其他物质不是遗传物质；DNA是主要的遗传物，是针对整个生物界而言，而不是针对某种生物；该实验的设计思路是把DNA、蛋白质等物质单独分开，研究各自的效应。
【答案】 (1)多糖 蛋白质 R
(2)DNA 部分R S
(3)S 毒 S
(4)把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地去观察它们在细菌转化过程中的作用
(5)上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质，但不能得出DNA是主要遗传物质的结论
一、选择题
1．在探索遗传本质的过程中，下列科学发现与使用的研究方法配对正确的是( )
①1866年，孟德尔的豌豆杂交实验，提出遗传定律
②1903年，萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”
③1910年，摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上
A．①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③类比推理
B．①假说—演绎法 ②类比推理 ③类比推理
C．①假说—演绎法 ②类比推理 ③假说—演绎法
D．①类比推理 ②假说—演绎法 ③类比推理
【解析】 孟德尔的豌豆杂交实验及摩尔根的果蝇杂交实验使用的方法为假说—演绎法，萨顿研究蝗虫的减数分裂使用的方法为类比推理。
【答案】 C
2．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是( )
A．存活，存活，存活，死亡
B．存活，死亡，存活，死亡
C．死亡，死亡，存活，存活
D．存活，死亡，存活，存活
【解析】 本题考查DNA是遗传物质的相关知识。能使小鼠死亡的是活的S型细菌，只有②中有活的S型细菌。
【答案】 D
3．(2012·深圳模拟)下列关于格里菲思的肺炎双球菌的转化实验的叙述，正确的是( )
A．加热杀死的有荚膜肺炎双球菌能使小白鼠致死
B．该实验证明了多糖是遗传物质，DAN不是
C．加热杀死的S型肺炎双球菌和活R型肺炎双球菌混合培养后感染小白鼠能使其致死
D．该实验证明DNA是遗传物质，而多糖类不是
【解析】 加热杀死的有荚膜肺炎双球菌 ( http: / / www.21cnjy.com )没有致病性，不能使小白鼠致死，但是和活R型肺炎双球菌混合培养后，由于发生转化作用，产生了S型细菌，感染小白鼠能使其致死。格里菲思的实验只是证明了转化因子的存在，并没有证明DNA是遗传物质，也没有证明多糖等不是遗传物质。
【答案】 C
4．格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果( )
A．证明了DNA是遗传物质
B．证明了RNA是遗传物质
C．证明了DNA是主要的遗传物质
D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质
【解析】 格里菲思实验只是证明了S型细菌中含有促使R型细菌转化为S型细菌的转化物质。
【答案】 D
5．(2013·济南期末)为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为如何选择同位素标记的方案( )
A．用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌
B．用18O或15N培养噬菌体，再去侵染细菌
C．将一组噬菌体用32P和35S标记
D．一组噬菌体用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳
【解析】 所谓的标记就是通过不同的同位 ( http: / / www.21cnjy.com )素追踪组成不同物质的情况。噬菌体的组成物质为DNA和蛋白质，它们共同的组成元素是C、H、O、N，所以不能选择这些同位素来标记。对于两种物质来说，绝大多数P元素在DNA上，而S元素是蛋白质特有的。
【答案】 D
6．(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
【解析】 培养噬菌体需用含细菌 ( http: / / www.21cnjy.com )的培养基；被标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经短时间培养后，搅拌离心处理；该实验中，若搅拌不充分，噬菌体的外壳没有与细菌完全分离，沉淀物中存在少量放射性35S；噬菌体侵染细菌的实验仅能说明DNA是遗传物质，没有说明蛋白质不是遗传物质。
【答案】 C
7．(2013·沈阳高一检测)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：
①用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌。
③用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌。
以上4个实验，保温一段时间后离心，检测到放射性的主要部分是( )
A．沉淀物和上清液、沉淀物、沉淀物、沉淀物
B．沉淀物和上清液、上清液、上清液、上清液
C．沉淀物、沉淀物、上清液、沉淀物和上清液
D．沉淀物和上清液、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
【解析】 首先要明确上清液中主要的成分 ( http: / / www.21cnjy.com )是噬菌体的蛋白质外壳，而沉淀物是细菌，而且噬菌体的DNA会侵染到细菌中；N既存在于DNA中也存在于蛋白质中，所以用15N标记的噬菌体在其蛋白质外壳和DNA中都含有标记元素，所以①的沉淀物和上清液中均有放射性；而②和④标记的都是细菌，所以放射性存在于沉淀物中；③是用32P标记的噬菌体侵染细菌，由于标记的是噬菌体的DNA分子，它会侵染到细菌中去，所以具有放射性的主要部分是沉淀物。
【答案】 A
8．(2013·宜昌期末)控制烟草花叶病毒的遗传物质初步水解的产物是( )
A．脱氧核糖、磷酸、含氮碱基
B．脱氧核糖核苷酸
C．核糖、磷酸、含氮碱基
D．核糖核苷酸
【解析】 控制烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，其基本单位是核糖核苷酸，即RNA初步水解产物为核糖核苷酸。
【答案】 D
9．(2012·长春模拟)科研人员将提取出 ( http: / / www.21cnjy.com )的“疯牛病”病毒用DNA水解酶和RNA水解酶分别进行处理后，发现该病毒仍具有侵染能力，但用蛋白酶处理后，病毒就会失去侵染能力，该现象说明( )
A．“疯牛病”病毒由蛋白质和核酸构成
B．“疯牛病”病毒的遗传物质应该是蛋白质
C．“疯牛病”病毒对核酸水解酶具有抵抗力
D．“疯牛病”病毒不含蛋白质，只含核酸
【解析】 用DNA水解酶、R ( http: / / www.21cnjy.com )NA水解酶处理后仍具有侵染能力，说明其遗传物质不是DNA或RNA；用蛋白酶处理后，病毒失去侵染能力，说明起遗传作用的是蛋白质。
【答案】 B
10．下列叙述正确的是( )
A．含有RNA的生物，其遗传物质一定是RNA
B．只含有DNA的生物，其遗传物质不一定是DNA
C．既含有DNA又含有RNA的生物，其遗传物质是DNA和RNA
D．既含有DNA又含有RNA的生物，其遗传物质是DNA，不是RNA
【解析】 含有DNA的生物，DNA是遗传物质；不含有DNA，只含有RNA的生物，RNA是遗传物质。
【答案】 D
二、非选择题
11．对以下材料进行分析，并得出结论。
材料一 通过对生物在传种接代中的细胞学分析，染色体的含量在生物的生殖和发育过程中的变化如图所示(N为生殖细胞中染色体个数)：
材料二 通过对染色体化学成分的分析发现，染色体主要由DNA和蛋白质组成，DNA的含量稳定而蛋白质的含量不稳定。
材料三 病毒只由核酸(核心)和蛋白质( ( http: / / www.21cnjy.com )外壳)两种物质组成，用病毒侵染相应的生物细胞，只有核酸注入到受侵染的细胞内，被侵染的细胞最后裂解释放出很多新的病毒。
材料四 研究发现，人类、动物、植物、原核生物的遗传物质是DNA。病毒中有些种类的遗传物质是DNA，另外一些种类的遗传物质是RNA。
(1)从遗传学的角度分析“材料一”，可 ( http: / / www.21cnjy.com )以看出染色体在生物的传种接代中保持着________性和________________________________________________________________________
性。
(2)从遗传物质应具备的特点看，通过分析“材料二”认为________应该是遗传物质。
(3)通过分析“材料三”，你认为病毒中起 ( http: / / www.21cnjy.com )遗传作用的物质应该是________，“材料三”也是证明________是遗传物质的________证据。
(4)从“材料四”中，你可以归纳出的结论是： ( http: / / www.21cnjy.com )________________________________________________________________________
是主要的遗传物质。
【解析】 作为遗传物质必须具备稳定性 ( http: / / www.21cnjy.com )和连续性，而通过有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究发现，具有这两个特点的为染色体，从而说明染色体在遗传上有重要作用。对染色体的成分进行分析推断，DNA的含量稳定可能为遗传物质，但需要通过实验来证明。病毒侵染生物细胞时，核酸进入组织细胞内发挥作用，蛋白质留在外面，可以证明核酸是遗传物质。材料四通过对自然界生物种类遗传物质的研究，可以得出结论：DNA是主要的遗传物质。
【答案】 (1)稳定 连续 (2)DNA
(3)核酸 核酸 直接 (4)DNA
12．[实验探究] 下面介绍的是有关DNA研究的科学实验。
1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下图是实验的部分过程：
(1)写出以上实验的部分操作过程。
第一步：用35S标记噬菌体(的蛋白质外壳)。如何实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。
设计方法：________________________________________________________________________
____________________________。
理由：________________________________________________________________________。
第二步：________________________________________________________________________。
(2)以上实验结果说明：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)SARS病原体(冠状病 ( http: / / www.21cnjy.com )毒)侵染人体细胞的过程类似于噬菌体侵染细菌。结合上述实验过程及现象，请提出一种获得SARS疫苗(蛋白质外壳)的新途径？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 噬菌体营寄生生活，不能用含35S的合成培养基直接培养，可先用含35S的培养基培养大肠杆菌，然后再用标记的大肠杆菌培养噬菌体。
该实验仅为噬菌体侵染细菌实验中的一组，证明蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )白质外壳未进入细菌体内。另一组用32P标记的噬菌体侵染细菌，最终证明DNA进入了细菌体内。两组共同证明DNA是遗传物质。该实验的设计思路也为我们将病毒的核酸与蛋白质的分离提供了一条途径。
【答案】 (1)先将细菌培养在含35S的培养 ( http: / / www.21cnjy.com )基上；然后用噬菌体去侵染被35S标记的细菌 因为噬菌体营寄生生活，且寄主为细菌 用35S标记的噬菌体与细菌混合
(2)噬菌体的蛋白质外壳没有进入到细菌体内
(3)动物细胞培养→冠状病毒侵染→搅拌离心，从上清液中提取出蛋白质外壳
第二节DNA的分子结构
(教师用书独具)
●课标要求
说明DNA分子结构的主要特点。
●课标解读
1．总结组成DNA分子四种脱氧核糖核苷酸的异同。
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。
●教学地位
DNA分子独特的双螺旋结构和 ( http: / / www.21cnjy.com )碱基互补配对能力与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双螺旋结构属于分子水平 ( http: / / www.21cnjy.com )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—平面双链—立体 ( http: / / www.21cnjy.com )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分子的结构时可归纳 ( http: / / www.21cnjy.com )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
多媒体投影屏显“9.11事件”图片 ( http: / / www.21cnjy.com )，并提出问题：(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？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内容， ( http: / / www.21cnjy.com )填写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】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】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，结合教材内容总结DNA分子的结构组成。
步骤7：课下完成【课时作业】。结合教材 ( http: / / www.21cnjy.com )【巩固提高】检测对本课时知识理解及掌握情况。 步骤6：构建本课时知识网络，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】题目。 步骤5：由学生结合【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，观察图解结合【探究1】·【问题导思】口述DNA的结构组成及特点。记忆“54321”口诀，完成【例1】
课 标 解 读 重 点 难 点
1.总结组成DNA分子四种脱氧核糖核苷酸的异同。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。 掌握DNA分子的结构特点并会进行相应的碱基计算。(重难点)
DNA的基本组成单位——脱氧核糖核苷酸
1．结构模式
2．种类
共有4种，即腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。
1．由脱氧核糖核苷酸的结构模式图，分析DNA的组成元素主要有哪些？
【提示】 C、H、O、N、P等。
DNA双螺旋结构
1.整体：由两条脱氧核糖核苷酸链按反向平行方式向右盘旋而成。
2．排
列 外侧 由脱氧核糖和磷酸交替连接
组成，构成基本骨架 内侧 碱基通过氢键连接形成碱基对
3．碱基互补
配对原则A与T配对G与C配对
4．碱基对的排列方法在理论上几乎是无限的，这体现出了DNA分子作为遗传物质的多样性；而碱基对的特定排列顺序，又构成了DNA分子的特异性。
2．DNA分子中，A与T的数目一定相等吗？为什么？
【提示】 不一定，单链DNA分子中A与T不一定相等。
1．T2噬菌体的遗传物质不彻底水解可得到4种脱氧核糖核苷酸，彻底水解可得到5种碱基。(×)
【提示】 只能得到4种碱基。
2．DNA分子的骨架在内侧，是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。(×)
【提示】 DNA分子的骨架在外侧。
3．若一个DNA分子有n对碱基对，这个DNA分子最多有4n种碱基排列方式。(√)
4．DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。(×)
【提示】 DNA的两条链是脱氧核糖核苷酸链。
DNA分子结构及特性
【问题导思】
①DNA分子的结构层次是如何排列的？
②构成DNA分子的各部分是如何连接的？
1．DNA分子的结构
组成元素：C、H、O、N、P
组成化合物
基本单位： 脱氧核糖核苷酸(4种)
平面结构： 两条长链
空间结构：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。
2．特性
(1)稳定性
DNA分子结构的稳定性是指其双螺旋结构的相对稳定。与这种稳定性有关的因素主要有以下几点：
①DNA分子由两条脱氧核糖核苷酸长链盘绕成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。
②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变。
③DNA分子双螺旋结构中间为碱基对，对应碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。
④DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。
⑤每个特定的DNA分子中，碱基对的数量和排列顺序稳定不变。
(2)多样性
DNA分子多样性的决定因素：DNA ( http: / / www.21cnjy.com )分子中碱基对的数量和DNA分子中碱基对的排列顺序。例如，一个含有n对碱基的DNA分子最多可排列出的组合种类是4n。
(3)特异性
不同的DNA分子都具有各自的特性，所 ( http: / / www.21cnjy.com )以DNA分子的多样性也就意味着DNA分子的特异性。DNA分子的多样性与特异性，从分子水平上说明了生物界的多样性和生物个体之间存在差异的原因。DNA分子的特异性主要指碱基对(或核苷酸对)的种类、数量、排列顺序。
1．一分子脱氧核糖核苷酸中脱氧核糖上的3号碳原子与另一分子脱氧核糖核苷酸中的磷酸通过形成新的化学键(磷酸二酯键)相连接。
2．在A与T之间有两个氢键相连，在G与C之间有三个氢键相连，因此热稳定性高的DNA分子中含G与C碱基对较多。
3．DNA单链中相邻的碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，而在双链中碱基通过氢键连接。
下面对DNA的结构的叙述中，不正确的一项是
( )
A．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
B．DNA分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相同
C．DNA分子中只有四种碱基，故实际上只能构成44种DNA
D．DNA分子中碱基之间一一对应的配对关系称为碱基互补配对原则
【思维导图】
DNA的双
螺旋结构eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(外侧\o(――→,\s\up12(表现))脱氧核糖与磷,酸排列方式,内侧碱基互补,配对原则))
【精讲精析】
选项 分析判断
A DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替排列连接，排列在外侧，构成基本骨架，A项正确
B 碱基A与T配对，C与G配对，故嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相同，B项正确
C DNA分子的四种碱基构成碱基对，碱基对排列顺序具有多样性，种类为4n，n为碱基对数，C项错误
D 碱基互补配对原则是指DNA分子中碱基之间一一互补配对，D项正确
【答案】 C
碱基互补配对原则及相关计算
【问题导思】
①构成DNA分子的各碱基间有哪些规律？
②如何计算DNA分子中双链或单链中碱基的数量关系？
碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱 ( http: / / www.21cnjy.com )基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。该原则是核酸中碱基数量计算的基础，根据该原则可推知多条用于碱基计算的规律。
1．DNA双链为研究对象时碱基数量的关系
(1)A、T、G、C的关系：
A＝T，G＝C。
(2)非互补碱基和之比：
(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(T＋G)＝1。
结论：DNA中非互补碱基之和总相等。
(3)互补碱基和之比：
(A＋T)/(G＋C)不是定值。
(4)碱基比例与DNA分子的共性和特异性：
①共性的体现是(1)和(2)中的配对碱基相等，DNA中非互补碱基之和总相等。
②特异性的体现是(3)中的比值是不确定的。
2．DNA单链为研究对象时碱基数量的关系(如上图)
(1)A1＝T2，G1＝C2，C1＝G2，T1＝A2。
(2)若1链中(A1＋G1)/(T1＋C1)＝m，由(1)中的碱基关系推断，则2链中(A2＋G2)/(T2＋C2)＝1/m。
结论：两链间非互补碱基和之比互为倒数。
3．DNA双链和单链中碱基数量的联系(如上图)
(1)若在双链中(A＋T)/(G＋C)＝n，则在1链中(A1＋T1)/(G1＋C1)＝n,2链中(A2＋T2)/(G2＋C2)＝n。
结论：在同一DNA中，双链和单链中互补碱基和之比相等。
(2)若1链中A1占的比例为X1,2链中A2占的比例为X2，则整个DNA分子中A占的比例为(X1＋X2)/2。
结论：某碱基占双链DNA碱基总数的百分比数等于相应碱基占相应单链比值和的一半。
解答碱基计算题目的三个步骤
第一步：搞清题中所给出的碱基数或碱基数的和是占单链的比例还是双链的比例，所求的是占整个DNA分子的比例还是占其中一条链的比例。
第二步：画出一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。
第三步：根据碱基互补配对原则及有关规律进行计算。
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%
【审题导析】 解答本题须明确以下两点：
(1)DNA分子或DNA片段为双螺旋结构，碱基遵循互补配对原则。
(2)碱基互补配对，则DNA中A＝T，G＝C。
【精讲精析】 在DNA分 ( http: / / www.21cnjy.com )子中，A＝T，G＝C，故嘌呤的含量＝嘧啶的含量＝50%。A占30%，则G占50%－30%＝20%。DNA分子中不含U。
【答案】 C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
C、H、O、N、P等元素
4种脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖核苷酸链
DNA双螺旋结构提出者内容DNA分子结构特异性原因碱基互补配对原则
结 论 语 句
1．DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸，每个脱氧核糖核苷酸由一分子磷酸，一分子脱氧核糖和一分子碱基组成。
2．DNA分子的两条链是反向平行的，脱氧核糖和磷酸交互连接形成DNA分子的骨架，位于双螺旋结构的外侧，碱基对通过氢键相连，位于内侧。
3．碱基互补配对原则是腺嘌呤只与胸腺嘧啶配对，而鸟嘌呤只与胞嘧啶配对。
1．在制作DNA双螺旋模型时，磷酸、脱氧核糖、含氮碱基之间需要连接，下图中的连接方式正确的是( )
【解析】 考查脱氧核糖核苷酸的三种成分之间的连接方式，要注意磷酸—脱氧核糖—含氮碱基之间的连接顺序，同时要注意分子间化学键的形成部位。
【答案】 A
2．(2013·新课标全国卷Ⅱ)关于DNA和RNA的叙述，正确的是( )
A．DNA有氢键，RNA没有氢键
B．一种病毒同时含有DNA和RNA
C．原核细胞中既有DNA，也有RNA
D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
【解析】 本题考查DNA和RNA的 ( http: / / www.21cnjy.com )有关知识。依据DNA和RNA的有关内容，逐项进行分析解答。DNA分子结构中，配对的碱基之间以氢键相连，A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键；与DNA不同，RNA一般为单链分子，不形成双螺旋结构，但是很多RNA也需要通过碱基互补配对形成一定的结构来行使特殊的生物学功能，RNA的碱基配对规律和DNA基本相同，即A与U配对、G与C配对，故A项错误。病毒只含有DNA或RNA一种遗传物质，没有同时含有DNA和RNA的病毒，故B项错误。具有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA，但同时存在RNA，如细菌这类原核生物细胞中的质粒是环状DNA，核糖体上存在RNA，故C项正确。在叶绿体和线粒体中有DNA和RNA，在核糖体中只有RNA，故D项错误。
【答案】 C
3．双链DNA分子中共有 ( http: / / www.21cnjy.com )含氮碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)/(C＋G)＝2/5，问该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是( )
A．150个 B．200个
C．300个 D．400个
【答案】 B
4．已知DNA的一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是( )
A．0.4和0.6 B．2.5和1.0
C．0.4和0.4 D．0.6和1.0
【解析】 (1)先根据题意画出图示，并标上符合已知条件的特殊值。
(2)由图示可求互补单链的T＋C＝4，A＋G＝10，则互补单链的＝＝2.5。
(3)因为整个DNA分子中遵循碱基互补配对原则，即A＝T，G＝C，所以整个DNA分子中＝1。
【答案】 B
5．(2013·广州期末)下图是DNA的分子结构模式图，在图的下面用文字写出图中①～⑩的名称。
①______ ②________ ③________ ④______
⑤______ ⑥________ ⑦________ ⑧______
⑨______ ⑩________
【解析】 组成DNA的基本单位有四 ( http: / / www.21cnjy.com )种，即腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸及胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。碱基之间的配对关系为A与T配对，G与C配对。
【答案】 ①胞嘧啶 ②腺嘌呤 ③鸟嘌呤 ④胸腺嘧啶 ⑤脱氧核糖 ⑥磷酸 ⑦胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 ⑧碱基对 ⑨氢键 ⑩脱氧核糖核苷酸链
一、选择题
1．有关DNA分子的叙述中，错误的是( )
A．绝大多数生物的遗传信息储存于DNA分子中
B．DNA分子中，每个脱氧核糖分子只与1分子含N碱基和1分子磷酸相连
C．DNA分子中碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性
D．DNA分子中碱基对特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性
【解析】 绝大多数生物的遗传物质 ( http: / / www.21cnjy.com )是DNA。DNA分子中脱氧核糖(除去两端)分子都与1分子含N碱基和2分子磷酸相连。DNA分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序各不相同，使DNA分子具有多样性。而每个DNA分子又有特定的脱氧核糖核苷酸的排列顺序，又使DNA分子具有特异性。
【答案】 B
2．下列关于DNA的叙述中，正确的是( )
①同一生物个体各种体细胞核中的DNA具有相同的碱基组成
②双链DNA分子的碱基含量是A＋G＝C＋T或A＋C＝G＋T
③细胞缺水和营养不足将影响DNA的碱基组成
④DNA只存在于细胞核中
A．①② B．①②③
C．①②③④ D．③④
【解析】 DNA是生物的遗传物质， ( http: / / www.21cnjy.com )组成一个生物体的各种体细胞都共同来源于一个受精卵细胞，所以①对；而双链DNA分子的碱基含量A＝T、G＝C，所以②对；③细胞缺水和营养不足不会影响到细胞中DNA的组成；④DNA不但存在于细胞核中，也存在于细胞质中。
【答案】 A
3．(2013·章丘高一期末)某学生制作的以下碱基对模型中，正确的是( )
【解析】 选项B，A与T共 ( http: / / www.21cnjy.com )用两个氢键；选项C，右侧脱氧核糖与碱基和磷酸的连接方式不对，A与T共用两个氢键；选项D，碱基与脱氧核糖和磷酸连接方式不对，G与C共用三个氢键。
【答案】 A
4．(2013·济阳检测)20 ( http: / / www.21cnjy.com )世纪90年代，Cuenoud等发现DNA也有酶催化活性，他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNA E47，它可以催化两个底物DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是( )
A．在E47分子中，嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数
B．在E47分子中，碱基数＝脱氧核糖核苷酸数＝脱氧核糖数
C．在E47分子中，含有碱基U
D．在E47分子中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含N的碱基
【解析】 单链DNA分子中，嘌呤碱基数不一定 ( http: / / www.21cnjy.com )等于嘧啶碱基数。DNA分子中不含有尿嘧啶。在DNA分子单链中，除一端的一个脱氧核糖外，其余的每个脱氧核糖上都连着两个磷酸基。
【答案】 B
5．在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤 ( http: / / www.21cnjy.com )与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有4种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是( )
A．含胸腺嘧啶32%的样品
B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品
D．含胞嘧啶15%的样品
【解析】 DNA分子双螺 ( http: / / www.21cnjy.com )旋结构中，A与T之间可以形成2个氢键，而G与C之间可以形成3个氢键，3个氢键稳定性强，因此G与C含量多的生物，它的稳定性大于G与C含量少的生物。
【答案】 B
6．(2013·济南期末)在DNA分子的一条脱氧核糖核苷酸链中，相邻的碱基A与T之间的连接结构是( )
A．氢键
B．磷酸—脱氧核糖—磷酸
C．肽键
D．脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
【解析】 审题时应扣住“ ( http: / / www.21cnjy.com )一条脱氧核糖核苷酸链中，相邻的碱基A与T之间的连接结构”，相邻的脱氧核糖核苷酸相连接，依靠磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，因此两个碱基之间的连接结构是：脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖。
【答案】 D
7．(2012·淮北期末)下列关于碱基互补配对的含义的叙述不正确的是( )
A．DNA分子中有一个嘌呤就会有一个与之相配对的嘧啶
B．DNA分子中一条链的嘌呤数或嘧啶数一定等于另一条链的嘌呤数或嘧啶数
C．DNA分子中嘌呤总数一定等于嘧啶总数且各占50%
D．DNA分子中任何一种碱基所占的比例是两条单链上该碱基所占比例的平均数
【解析】 在DNA分子的双链中嘌呤和嘧啶互补配对，DNA分子中一条链的嘌呤数或嘧啶数一定等于另一条链的嘧啶数或嘌呤数。
【答案】 B
8．(2013·合肥期末)下列各项对DNA分子的叙述中，不正确的是( )
A．若一条链上A和T数目相等，则另一条链上A和T数目也相等
B．若一条链上G的数目为C的2倍，则另一条链上G的数目为C的0.5倍
C．若一条链上A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4，则另一条链上相应碱基比为4∶3∶2∶1
D．若一条链上的G∶T＝1∶2，则另一条链上C∶A＝1∶2
【解析】 已知一条链上A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4，依据碱基互补配对原则，其互补链上A∶T∶C∶G＝2∶1∶4∶3。
【答案】 C
9．某DNA分子中A＋T占整个DNA ( http: / / www.21cnjy.com )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＋T占整个D ( http: / / www.21cnjy.com )NA碱基总数的44%，则G＋C占整个DNA碱基总数的56%，又因整个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。可知b链上G＋C＝56%，其中G(a链)＝21%，可知C(b链)＝21%，推出G(b链)＝35%，故选A。
【答案】 A
10．下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是( )
A．核苷酸的组成种类
B．核苷酸间的连接方式
C．核苷酸的排列顺序
D．核苷酸的数量多少
【解析】 生物体内核酸分子功能多样性取决于结构多样性，核酸分子的结构多样性与核苷酸的种类、数目和排列顺序有关。
【答案】 B
二、非选择题
11．2011年3月日本发生强烈地震，引 ( http: / / www.21cnjy.com )发的海啸造成大量人员伤亡，事后的尸体辨认只能借助于DNA杂交技术。该方法是从尸体和死者生前的生活用品中分别提取DNA，在一定温度下水浴共热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份DNA样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本的DNA单链通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的DNA单链在一定程度上不能互补。借助该技术就可以对面目全非的尸体进行辨认。
下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体、同一区段DNA单链的碱基序列。
A组 B组 C组
尸体中的DNA碱基序列 ACTGACGGTT GGCTTATCGA GCAATCGTGC
家属提供的DNA碱基序列 TGACTGCCAA CCGAATAGCA CGTTAGCACG
(1)根据碱基配对情况判断，A、B、C三组DNA中不是同一人的是________。
(2)为什么从尸体细胞与死者家属提供的 ( http: / / www.21cnjy.com )死者生前生活用品中分别提取的DNA可以完全互补配对？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)DNA杂交技术同样可以用 ( http: / / www.21cnjy.com )于两物种亲缘关系的判断，若两个物种的DNA样本经处理后形成的杂合DNA区段越少，则两物种的亲缘关系________，杂合DNA区段越多，则两物种的亲缘关系________。
【解析】 人体所有体细胞均由一个受 ( http: / / www.21cnjy.com )精卵经有丝分裂产生的，有丝分裂产生的子细胞均含有相同的遗传物质；相同DNA分子的单链间能够发生碱基互补配对；亲缘关系越近的两个生物，DNA分子相同的区段越多，处理后形成的杂合区段越多，反之则少。
【答案】 (1)B组 (2)人体所有细胞均由一个受精卵经有丝分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质
(3)越远 越近
12．[实验探究] 肺炎双球 ( http: / / www.21cnjy.com )菌的转化实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质。DNA分子具有很强的稳定性，能耐较高的温度。请回答下列问题。
(1)DNA分子具有稳定性，主要原因有两个： ( http: / / www.21cnjy.com )①构成DNA的两条脱氧核糖核苷酸单链间的碱基对之间通过________连接起来，使DNA分子非常稳定；②构成DNA的两条脱氧核糖核苷酸链不是以平面的结构形式存在，而是形成规则的________结构，使DNA分子更加稳定。
(2)DNA分子能耐较高的温度，请你举出一 ( http: / / www.21cnjy.com )个实验现象说明此问题：________________________________________________________________________。
(3)DNA分子能耐较高的温度。那么DNA分子能不能耐酸(如pH＝3)呢？请设计实验，探究此问题。
①实验假设：________________________________________________________________________。
②实验原理：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③实验材料：活的R型肺炎双 ( http: / / www.21cnjy.com )球菌，S型肺炎双球菌经分离提纯的DNA，肺炎双球菌转化实验所需的实验仪器，pH＝3的酸溶液，相同生活状况的小鼠两只。
④实验步骤(只写出主要的思路，具体操作不要求)
第一步：取适量S型菌的DN ( http: / / www.21cnjy.com )A，________________________________________________________________________，
编号甲、乙两组；两只小鼠编号为1,2。
第二步：甲组DNA________________________，乙组DNA不进行处理。
第三步：将甲、乙两份DNA分别与两等份R型菌混合。
第四步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第五步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
⑤结果、结论略。
【解析】 本题以肺炎双球菌转 ( http: / / www.21cnjy.com )化实验为材料，考查DNA分子的稳定性。(1)DNA分子具有稳定性的原因有两个：碱基对间的氢键及两条单链形成的双螺旋结构。(2)加热杀死的S型菌仍能使R型菌转化为S型菌，说明加热后S型菌的DNA仍有活性。(3)要探究DNA分子是否耐酸，可将一份S型菌的DNA经pH＝3的酸溶液处理后，再与R型菌混合培养，注入到小鼠体内，看能否使小鼠患病死亡来确定；同时另设对照组。
【答案】 (1)①氢键 ②双螺旋
(2)加热杀死的S型菌仍能使R型菌转化为S型菌(其他合理答案也可)
(3)①DNA能耐pH＝3的酸溶液(或DNA不能耐pH＝3的酸溶液)
②S型菌的DNA能使R型菌转化为S型菌；S型菌会使小鼠患病死亡
④第一步：平均分为两份
第二步：在pH＝3的酸溶液中处理一段时间
第四步：将第三步中的两等份R型菌分别注入到1、2两只小鼠体内
第五步：定期观察两只小鼠的生活状况并进行比较
第三节DNA的复制
(教师用书独具)
●课标要求
概述DNA分子的复制。
●课标解读
1．简述探究DNA分子的复制过程。
2．解释DNA分子的复制概念、过程、特点及意义。
●教学地位
本节课内容是中图版高中生物必修二 ( http: / / www.21cnjy.com )第三单元第三节。这一课时，是遗传学的基本理论，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识的理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质非常重要。本节内容又是学习后续内容的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组等内容的理解和掌握。
●教法指导
1．充分发挥多媒体计算机的独特功能， ( http: / / www.21cnjy.com )把DNA的化学组成、立体结构和DNA的复制过程等重、难点知识编制成多媒体课件。将这些较难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。
2．通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。
3．通过讨论交流，通过提高学生的识图能力、思维能力，通过配合适当的练习，将知识化难为易。
4．通过单环化合物、双环化合物所占空间及碱基对之间氢键数的稳定性，来说明只能是A—T、C—G配对。
(教师用书独具)
●新课导入建议
用多媒体投影同卵双生双胞胎的图片，让 ( http: / / www.21cnjy.com )同学们来辨别他们的不同。最后同学们得到结论是双胞胎非常相似。你们知道他们长相相同的根本原因是由什么物质决定的吗？DNA具有那么精密的双螺旋结构，由亲代遗传给后代又是怎样复制的呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内容，填 ( http: / / www.21cnjy.com )写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】方式创设情景，导出本课时题目——DNA的复制。 步骤2：评价自学效果：(1)学生利用教师提供的材料，自主探索DNA复制过程，并用实物展台展示成果，提出假说。(2)分组抢答【正误判断】并进行校正。 步骤3：由学生介绍并分析科学家Kornberg和Meselson、Stehl的试验，验证假说。
步骤7：构建本课时知识网络，诵读【结 ( http: / / www.21cnjy.com )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】题目。 步骤6：分析【例3】的审题导析，以【例3】为例，让同学们共同讨论关于DNA复制的计算方法和注意事项。 步骤5：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】【例2】进行典例分析。 步骤4：结合教材图片采取板书对半保留复制进行分析，同时分析【探究1】知识点，识记【名师点拨】。
步骤8：课下完成【课时作业】结合教材【巩固提高】检测对本课时知识理解及掌握情况。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述探究DNA分子的复制过程。2．解释DNA分子的复制概念、过程、特点及意义。 1.DNA分子的复制过程。(重点)2．DNA分子半保留复制的有关计算。(重难点)
DNA的复制
1.DNA复制的概念、时间
(1)概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。
(2)时间：细胞有丝分裂的间期和减数分裂间期。
2．过程
解旋
合成
子链
形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构。
3．结果：形成两个与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子。
4．意义：将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
1．在植物细胞中，DNA分子复制的场所有哪些？
【提示】 细胞核、线粒体、叶绿体等。
DNA复制的特点和条件
1.DNA复制的特点
(1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
2．DNA复制的条件
DNA的复制需要模板、原料、能量和酶等必需条件。
2．DNA分子经复制能得到与亲代DNA分子完全相同的两个DNA分子，DNA复制具有精确性的原因是什么？
【提示】 DNA分子具有规则的双螺旋结构，DNA复制时以解开的每一条链为模板，严格遵循碱基互补配对原则。
1．DNA的复制发生在有丝分裂间期和减数第二次分裂间期。(×)
【提示】 减数第二次分裂间期不发生DNA的复制。
2．DNA分子复制时总是先解旋后复制，而且每个子代DNA中都保留了一条母链。(×)
【提示】 DNA分子复制时是边解旋边复制。
3．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在DNA子链与其互补的母链之间。(×)
【提示】 DNA复制时，第一步要解旋，解开两条扭成螺旋的双链，所以解旋酶的作用是打开两条母链之间的氢键。
4．DNA分子的复制不一定发生在细胞核中。(√)
DNA分子的复制过程
【问题导思】
①DNA分子的复制过程是怎样的？
②DNA分子的复制需要哪些条件？有什么特点？
③DNA分子的复制有什么意义？
1．复制的时间
体细胞的DNA分子复制发生在有丝分裂的间期。生殖细胞的DNA复制发生在减数第一次分裂前的间期。
2．复制的场所
DNA主要分布在细胞核内，细胞核是DNA复制的主要场所。
3．复制的过程(下图)
(1)解旋：亲代DNA在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，形成两条单链(母链)。解旋是使两条链之间的氢键断裂，需ATP提供能量。
(2)子链合成：以解开的两条母链为模板，以周围环境中游离的脱氧核糖核苷酸为原料各自合成与母链互补的一条子链。
(3)子代DNA分子的形成：两条母链分别与各自决定的子链组成两个完全相同的DNA分子。
4．复制的基本条件：模板、原料、能量以及酶等。
5．复制的特点：一是边解旋边复制；二是半保留复制。
6．复制的结果
一个亲代DNA分子形成了两个完全相同的子代DNA分子。
7．复制的意义：保持了遗传信息的连续性。
1．细菌拟核DNA、质粒DNA、病毒DNA分子都可进行复制，复制过程与真核细胞DNA相同。
2．影响DNA分子复制的因素有温度、pH等。
3．一般情况下，DNA能准确地进行复制，但在特殊情况下(外界因素和生物内部因素的作用下)可能造成碱基配对发生差错，影响DNA复制的准确性。
(2012·郑州高一检测)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是( )
A．每条染色体的两条单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条单体被标记
C．只有半数的染色体中一条单体被标记
D．每条染色体的两条单体都不被标记
【审题导析】 正确解答本题须明确：
(1)细胞周期中染色体及DNA的行为变化特点。
(2)DNA分子复制的特点是半保留复制。
【精讲精析】 DNA复制是半保留复 ( http: / / www.21cnjy.com )制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3H－T)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核糖核苷酸链含3H－T，然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期，每个DNA分子复制的两个DNA分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上，其中一个DNA分子的一条链含3H－T，如下图：
【答案】 B
证明DNA的复制是半保留复制的实验分析
【问题导思】
①实验采取了什么样的标记方法？
②密度梯度离心后，子代DNA的分布带有什么规律？
1．过程——同位素标记法
(1)用含15N的培养基培养大肠杆菌，使其DNA双链均含15N，成为“重”细菌。
(2)将DNA被15N标记的大肠杆菌转移到含14N的培养基中培养。
(3)每隔一段时间取样一次，测定不同世代细菌DNA的密度。
2．测定方法——密度梯度离心法
(1)抽提的细菌DNA直接进行密度梯度离心，结果不同世代细菌DNA分布位置如下图所示。
(2)将抽提的细菌DNA用酶将氢键断裂后，再进行密度梯度离心，结果如下图所示。
3．结果分析
若取一个全部被15N标记的DNA分子(0代)，转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下表：
世代
DNA分子的特点 DNA中脱氧核苷酸链的特点
分子总数 细胞中的DNA分子离心后在试管中的位置
不同DNA分子占全部DNA分子之比
只含15N的分子 含14N、15N的杂种分子 只含14N的分子
链总数
不同脱氧核糖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 0 0 2 1 0
1 2 全在中部 0 1 0 4 1/2 1/2
2 4 1/2中部，1/2上部 0 1/2 1/2 8 1/4 3/4
3 8 1/4中部，3/4上部 0 1/4 3/4 16 1/8 7/8
n 2n 2/2n中部，1－2/2n上部 0 2/2n(或1/2n－1) 1－2/2n 2n＋1 1/2n 1－1/2n
现将某哺乳动物的细胞放在含31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞，然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞，再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后，得到结果如图，若①②③表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答问题。
(1)G0、G1、G2三种DNA分子离心后的试管分别对应哪个图？G0________，G1________，G2________。
(2)G2代中①②③三条带中DNA分子数的比例为________。
(3)图中①②两条带中DNA分子所含的同位素P分别是：条带①________，条带②________。
(4)上述实验结果证明DNA分子的复制方式是____________，DNA的自我复制能使生物的____________保持相对稳定。
【审题导析】 解此类问题 ( http: / / www.21cnjy.com )，首先要熟练掌握DNA的复制过程，理解半保留复制的含义，在此基础上牢固把握如下思路：一个DNA的两条链，无论该DNA复制多少次，总是进入两个DNA分子中去。
【精讲精析】 首先应看懂图解，知道轻、中、重三种DNA分子划分的标准，然后回顾DNA分子复制过程，根据题意复制结果可以表示如下：
据图可以明显地看出，G0代 ( http: / / www.21cnjy.com )的DNA分子全部是由含31P的脱氧核糖核苷酸组成的，是轻DNA分子；G1代每一个DNA分子中，一条是含31P的母链，一条是含32P的子链，是中DNA分子；G2代共4个DNA分子，有2个DNA分子的一条链含31P，另一条链含32P，是中DNA分子，另2个DNA分子的两条链都含32P，是重DNA分子。
【答案】 (1)A B D
(2)0∶2∶2 (3)31P 31P和32P
(4)半保留复制 遗传特性
关于DNA复制的计算
【问题导思】
①DNA分子复制时，两条母链是否消耗原料？
②DNA分子复制时，碱基、脱氧核糖核苷酸、DNA链和DNA分子总数在数量上的变化有什么规律？
1．一个DNA分子复制n次
(1)复制至n代，DNA分子总数为2n。
(2)n代的DNA分子中，含原DNA母链的DNA分子有2个，占2/2n＝1/2n－1。
(3)n代DNA分子中，含原DNA母链的单链有2条，占全部单链的＝。
2．胸腺嘧啶(T)只存在于DNA中，在研究细胞周期中DNA的复制时间时，可用放射性同位素标记T作为标志。
3．若在双链DNA分子中含胸腺嘧啶(T)a个，占全部碱基的比例为b，则其一条链中含T的最大比例为2b。
4．若某DNA分子含某种碱基x个 ( http: / / www.21cnjy.com )，复制一次，需要加入含该碱基的脱氧核糖核苷酸x个，复制n次，则需要加入含该碱基的脱氧核糖核苷酸分子数为(2n－1)x。
解决DNA分子复制相关计算的注意事项
1．分析被标记DNA分子所占的比例 ( http: / / www.21cnjy.com )时，应注意求的是DNA分子数，还是脱氧核糖核苷酸链数；看准是“含”还是“只含”；还应注意培养液中化学元素的不同。
2．在计算消耗脱氧核糖核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制。
某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸分子个数为( )
A．330 B．660
C．990 D．1 320
【审题导析】 解答本题应遵循以下步骤：
(1)根据碱基总数及A＋T所占比例求出胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的个数。
(2)DNA片段复制2次，共得到子代DNA的个数为4。
(3)代入公式(2n－1)x，可得正确答案。
【精讲精析】 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个。复制2次后共有4个DNA片段，其中相当于3个是新合成的，所以需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸分子个数为330×3＝990。
【答案】 C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．DNA分子的复制是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程；发生在细胞有丝分裂的间期和减数分裂间期。
2．DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核糖核苷酸作原料以及酶和能量。
3．细胞核是DNA复制的主要场所，此外还有线粒体、叶绿体等。
4．DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。
1．山羊细胞中，DNA进行复制的场所是( )
A．细胞核和细胞质 B．细胞核和线粒体
C．线粒体和核糖体 D．细胞核和核糖体
【解析】 山羊细胞的DNA主要在细胞核的染色体上，少量在线粒体中。
【答案】 B
2．(2013·济南高一期末)将一 ( http: / / www.21cnjy.com )个DNA分子进行标记，让其连续复制三次，在最后得到的DNA分子中，被标记的DNA链占DNA总链数的( )
A．1/32 B．1/16
C．1/8 D．1/4
【解析】 标记了一个DNA分子之后，就 ( http: / / www.21cnjy.com )等于标记了两条DNA链。那么，无论复制多少次，被标记的总是这两条链，所以本题的计算方法是用2除以最后得到的总的DNA链数，即2÷16＝1/8。
【答案】 C
3．(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】 在DNA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
4．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】 注意题中的信息，模板为另一条母链，所以复制后得到的碱基排列顺序应该和这条母链相同。
【答案】 B
5．(2013·潍坊高一期末)根据下图回答问题。
(1)该图表示的生理过程是________，该过程主要发生在细胞的________部分。
(2)图1、2、3、4、5分别是________________。
(3)假如经过科学家的测 ( http: / / www.21cnjy.com )定，A链上的一段脱氧核糖核苷酸序列(M)中的A∶T∶C∶G为2∶1∶1∶3，能不能说该科学家的测定是错误的？________，原因是___________。
(4)如果以A链上的M为模板复制的B′链中的碱基比例应该为_____________。
【解析】 图示为DNA复制过程，DNA的 ( http: / / www.21cnjy.com )复制过程主要发生在细胞核中。复制时，以DNA的两条链为模板，按照碱基互补配对原则分别合成子代DNA分子。在双链DNA分子中A＝T，G＝C，但其中一条链上不存在此规律。
【答案】 (1)DNA复制 细胞核 (2)A、T、C、C、T (3)不能 在单链中不一定是A＝T，G＝C
(4)A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶1
一、选择题
1．下列有关DNA复制的叙述，不正确的是( )
A．DNA在复制过程中可能会发生差错
B．DNA的复制过程是先解旋后复制
C．DNA的复制通常发生在细胞分裂间期
D．DNA复制过程需要DNA聚合酶
【解析】 DNA的复制过程是边解 ( http: / / www.21cnjy.com )旋边复制；DNA复制通常发生在细胞分裂间期；需要DNA聚合酶等；一般情况下，子代DNA与亲代DNA保持一致，也有可能发生差错。
【答案】 B
2．(2013·泰安高一检测)下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B. DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C. DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制
D．单个脱氧核糖核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
【解析】 DNA的复制过程是在细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞有丝分裂的间期和减数分裂间期，随着染色体的复制而完成的，这是一个边解旋边复制的过程，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞内游离的四种脱氧核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。
【答案】 A
3．(2013·长春高一期末)DNA分子解旋是指( )
A．DNA分子中碱基对之间的氢键断裂
B．DNA分子完全水解
C．DNA分子断裂
D．DNA分子不完全水解
【解析】 DNA分子两条链上的碱基是通过氢键连接起来的，故解旋是断开DNA分子中碱基对之间的氢键。
【答案】 A
4．(2012·延安高一 ( http: / / www.21cnjy.com )期末)某双链DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有a个。该DNA在连续复制时，对所需要的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数目的叙述，不正确的是( )
A．在第一次复制时，需要(m－a)个
B．在第二次复制时，需要2(m－a)个
C．在第n次复制时，需要2n－1(m－a)个
D．不论复制多少次，需要胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数目等于DNA分子中的脱氧核糖数目
【解析】 DNA每次复制时，需要胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数目等于原有DNA分子中的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数目。
【答案】 D
5．一个DNA中有1 000个 ( http: / / www.21cnjy.com )碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，如果连续复制2次，参加到复制过程中的游离脱氧核糖核苷酸中的胞嘧啶的总数是( )
A．600 B．1 200
C．1 800 D．2 400
【解析】 该DNA分子中A＝2 ( http: / / www.21cnjy.com ) 000×20%＝400，而且A＝T，G＝C，因此该DNA分子中C为600个，DNA分子复制2次，相当于新合成了3个DNA分子，因此需消耗C为1 800个。
【答案】 C
6．(2013·济南高一检测)如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核糖核苷酸链。一般地说，下列说法错误的是( )
A．b和c的碱基序列互补
B．a和c的碱基序列互补
C．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与b链中同项比值相同
D．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与c链中同项比值相同
【解析】 由题图知，a链与d链互补，c链也与d链互补，故a与c链相同。
【答案】 B
7．某一个DNA的碱基总数中，腺嘌 ( http: / / www.21cnjy.com )呤为200个，复制数次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核糖核苷酸3 000个，则该DNA分子已经复制了几次( )
A．三次 B．四次
C．五次 D．六次
【解析】 每个DNA分子含有A 200个 ( http: / / www.21cnjy.com )，3 000个腺嘌呤脱氧核糖核苷酸是15 个DNA分子中所含有的总量，再加上亲代的一个DNA分子，总数是16个DNA分子。所以，共复制了四次，是第五代。
【答案】 B
8．一个被放射性元素标记双链DNA分子的噬菌体侵染细菌后，若此细菌破裂后释放出200个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的( )
A．1% B．2%
C．25% D．50%
【解析】 因DNA分子是半保留复 ( http: / / www.21cnjy.com )制，放射性元素所标记的双链DNA分子不论复制多少次，其两条链只能存在于两个DNA分子中，即只有两个噬菌体具有放射性，占总数的2/200。
【答案】 A
9．(2013·海南高一检测)如图为某 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5 000对，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是( )
A．复制时作用于①处的酶为解旋酶
B．复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸9 900个
C．④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D．子代中含15N的DNA分子占3/4
【解析】 复制时作用于①处的是DNA聚合 ( http: / / www.21cnjy.com )酶；该DNA分子中有碱基5 000对，总碱基数为10 000个，A＋T占碱基总数的34%，结合图可知G＋C占碱基总数的66%，则G＝C＝3 300(个)，复制2次，需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸3 300×4－3 300＝9 900(个)；④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；结合图可知子代中含15N的DNA分子应占DNA分子总数的1/4。
【答案】 B
10．(2013·泰安高一期末)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】 从图中可以看出有多 ( http: / / www.21cnjy.com )个复制起点，但由于复制环的大小不同，所以复制起始的时间有先有后；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；这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性，每次复制都可产生两个DNA分子，提高了效率。
【答案】 A
二、非选择题
11.
如图是DNA分子复制的图解，请据图回答下面的问题。
(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的碱基的__________，参与配对的物质是游离在周围的________。
(3)图中的[3]过程表 ( http: / / www.21cnjy.com )示形成两个新的________分子，这一过程包括子链中脱氧核糖核苷酸的______与______交互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)DNA复制，一般是严格的________复制，DNA复制的遗传学意义是为______在上下代之间的________准备了物质基础。遗传信息的传递使亲代生物的性状可在子代得到表现。例如(试举一例)________________________________________________________________________。
【解析】 此题考查DNA分子复制的条件 ( http: / / www.21cnjy.com )、过程及意义。DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等条件。复制产生的子代DNA与亲代DNA完全相同，保证了遗传信息准确地传给后代，保持了遗传信息的连续性。
【答案】 (1)解旋 解旋 (2)互补 ( http: / / www.21cnjy.com )配对 脱氧核糖核苷酸 (3)DNA 脱氧核糖 磷酸 螺旋 DNA聚合酶 (4)半保留 遗传信息 传递 子女长得像父母
12．(2013·南京高一期末检 ( http: / / www.21cnjy.com )测)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
组别 1组 2组 3组 4组
培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代数 多代 多代 一代 两代
培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代
操作 提取DNA并离心
离心结果 仅为轻带(14N/14N) 仅为重带(15N/15N) 仅为中带(15N/14N) 1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)
请分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过______代培养，且培养液中的______是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DN ( http: / / www.21cnjy.com )A离心结果，第________组结果对得到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分子的复制方式是________。
(3)分析讨论
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻” ( http: / / www.21cnjy.com )和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置________，放射性强度发生变化的是________带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ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DNA单链中的N尚有少部分为________。
【解析】 (1)要得到DNA ( http: / / www.21cnjy.com )中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过多代培养，并且培养液中15NH4Cl是唯一氮源。(2)从图表看，证明DNA分子的复制方式是半保留复制，第3组实验结果起到了关键作用，因为其离心后仅为中带(15N/14N)；作为对照，还需与第1组和第2组的结果进行比较。(3)①亲代DNA为15N/15N，原料为14N，离心的结果为“轻”(14N/14N)和“重”(15N/15N)，则“重带”DNA来自于亲代DNA，即B，这种复制方式没有发生母链与子链的重新组合，因而不是半保留复制。②判断DNA的复制方式主要是看子代DNA与亲代DNA的关系，实质是母链与子链是否发生重新组合，若将DNA双链分开离心，则不能判断DNA的复制方式。③在同等条件下，将子Ⅱ代继续培养(原料为14N)，密度带仍为两种，即轻带(14N/14N)和中带(15N/14N)，位置未发生变化，其中随着n的增加轻带的数量会逐渐增加，而中带不变，因而放射性强度发生变化的是轻带。④子Ⅰ代DNA的“中带”(15N/14N)比以往实验结果略宽，说明该实验结果中的“中带”不完全是15N/14N，有可能是新形成的子链(14N)中混有少量的15N。
【答案】 (1)多 15NH4Cl
(2)3 1 2 半保留复制
(3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻 ④15N
遗传物质
1.细胞生物的遗传物质
在具有细胞结构的生物体中，细胞内的核酸 ( http: / / www.21cnjy.com )有两种，即DNA和RNA。大量的实验证明，在这两种核酸共存的细胞生物的遗传过程中，真正控制遗传性状的是DNA，而不是RNA。
2．病毒的遗传物质
自然界中的病毒是一类无细胞结构的生物，它由 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质分子(衣壳)及核酸分子构成。然而，病毒中的核酸只有一种，即DNA或RNA，由此将病毒分为DNA病毒(如寄生在大肠杆菌体内的T2噬菌体)及RNA病毒(如SARS病毒)，这两类病毒在遗传时其性状均由各自的核酸控制，因此病毒的遗传物质应为DNA或RNA。
综合上述情况可知，生物的遗传物质为DNA和RNA。而由于自然界中绝大多数生物都以DNA作为遗传物质，故说DNA是主要的遗传物质。
1944年，美国科学家艾弗里和他的同事从S型活细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将它们分别加入培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加入了DNA的培养基中，R型细菌转化成了S型细菌，而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种转化。这一现象不能说明( )
A. S型细菌的性状是由其DNA决定的
B．在转化过程中，S型细菌的DNA未能进入到R型细菌的细胞中
C. DNA是遗传物质
D．蛋白质和多糖在该转化实验中，正好起了对照作用
【解析】 本题考查对肺炎 ( http: / / www.21cnjy.com )双球菌的转化实验的分析。对实验结果进行逻辑分析：只有加进了S型细菌DNA的培养基中，R型细菌才发生转化，表现出S型细菌的性状，这说明S型细菌的DNA肯定进入了R型细菌细胞中，实现了对其性状的控制，也说明DNA是遗传物质。加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，不发生这种转化，正好与DNA是遗传物质的转化实验形成了对照，同时也说明蛋白质等不是遗传物质。
【答案】 B
与DNA相关的规律与计算
1.DNA分子特性
DNA分子独特的双螺旋结构及严格的碱基互补配对原则，决定了DNA分子具有稳定性、多样性与特异性。
规律一：关于DNA分子的多样性，DNA碱基的 ( http: / / www.21cnjy.com )排列方式可用公式mn表示(m代表碱基的种类，n代表碱基对的数目)。这里特别要注意n代表的是碱基对，不是碱基数目。
规律二：关于同样长度的DNA分子稳定性大小的比较，G－C碱基对越多，稳定性越强。
2．碱基互补配对原则
(1)碱基互补配对
①双链DNA中
a．互补碱基的数量相等，即A＝T，C＝G。
b．不互补碱基的和相等(嘌呤数和嘧啶数相等)，即A＋G＝A＋C＝T＋G＝T＋C。
②两条链之间
a．互补碱基的比恒定，即(A1 ( http: / / www.21cnjy.com )＋T1)/(C1＋G1)＝(A2＋T2)/(C2＋G2)，且等于双链分子中该比值；双链分子中该比值反映了DNA分子的特异性。
b．不互补碱基的比互为倒数，即(A1＋C ( http: / / www.21cnjy.com )1)/(T1＋G1)＝(T2＋G2)/(A2＋C2)；双链DNA分子中该比值为1；双链DNA分子中该比值反映了生物的统一性。
(2)DNA多样性与碱基对之间的关系
DNA种类＝4碱基对数＝4单链碱基数。
3．半保留复制
规律一：DNA分子复制n次，共产生新DNA分子2n个，其中含原DNA分子链的DNA只有两个。
规律二：关于连续复制n次与第n次复制的计算。如果DNA分子中含有某碱基(如A)m个，则
①复制n次，需加入该碱基(如A)：(2n－1)·m个。
②第n次复制，需加入该碱基(如A)：2n－1·m个。
有100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸________个，这n次复制共需游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸________个。
A．40n－1 B．40n
C．40×2n－1 D．40×(2n－1)
【解析】 该DNA分子中共有10 ( http: / / www.21cnjy.com )0个碱基对即200个碱基，其中有C60个，则G也为60个，腺嘌呤A的个数为＝40(个)，则T也为40个。若复制n 次应产生2n个子代DNA，第n次需建新子链2n条，相当于个DNA，故应需胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸的个数为×40，即2n－1×40，若求共需腺嘌呤数，应为2n个子代DNA中腺嘌呤数减去2条模板链中的腺嘌呤数(即相当于一个DNA中的腺嘌呤数)，即为2n×40－40＝40×(2n－1)。
【答案】 C D
1．洋葱的遗传物质是( )
A．DNA B．RNA
C．DNA和RNA D．DNA或RNA
【解析】 虽然洋葱细胞内同时存在DNA和RNA，但起遗传物质作用的是DNA而不是RNA。
【答案】 A
2．下列关于遗传物质的说法，错误的是( )
①真核生物的遗传物质是DNA
②原核生物的遗传物质是RNA
③细胞核的遗传物质是DNA
④细胞质的遗传物质是RNA
⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A．①②③ B．②③④
C．②④⑤ D．③④⑤
【解析】 凡具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。甲型H1N1流感病毒的遗传物质是RNA。
【答案】 C
3．一个DNA分子中有腺嘌呤1 500个，腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3∶1，则这个DNA分子中含有脱氧核糖的数目为( )
A．2 000个 B．3 000个
C．4 000个 D．8 000个
【解析】 脱氧核糖的数目等 ( http: / / www.21cnjy.com )于脱氧核糖核苷酸的数目。由双链DNA中A＝T，G＝C，又A∶G＝3∶1，知A占碱基总数的3/8，则脱氧核糖总数为4 000个。
【答案】 C
4．某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧 ( http: / / www.21cnjy.com )啶之和占全部碱基的54%，其中α链上的碱基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则β链中腺嘌呤占该链上所有碱基的比例和β链中的胞嘧啶占整个DNA分子中所有碱基的比例分别为( )
A．24%、13% B．23%、27%
C．48%、26% D．22%、28%
【解析】 假设该DNA分子中 ( http: / / www.21cnjy.com )碱基总数为200个，则G＋C＝108(个)，又因G＝C，所以G＝C＝54(个)；已知Aα＝100×22%＝22(个)，Cα＝28(个)，又因Cα＋Cβ＝C，所以Cβ＝54－28＝26(个)，则β链中C占整个DNA分子中所有碱基的比例为26÷200＝13%。关于腺嘌呤的计算，因为T＝A＝(200－108)/2＝46(个)，Aβ＝46－22＝24(个)，则在β链中腺嘌呤占该链上所有碱基的比例为24%。
【答案】 A
5．(2013·济南期末)若DNA分子的一条链中(A＋T)/(C＋G)＝a，则其互补链中该比值为( )
A．a B．1/a
C．1 D．1－1/a
【解析】 画两条直线分别代表DNA分子的两 ( http: / / www.21cnjy.com )条单链(如图所示)，假设①链为已知链。将题设条件中碱基比的分母设为1，则(A＋T)/(C＋G)＝a中，C＋G＝1，A＋T＝a，则互补链②中T＋A＝a，G＋C＝1，即互补链中(A＋T)/(C＋G)＝a。
【答案】 A
6．已知双链DNA分子的一条单链中，(A＋G)/(T＋C)＝m，求解下列问题。
(1)在其互补链中，上述比值为________，据此可得出推论：__________________________________。
(2)在整个DNA分子中，上 ( http: / / www.21cnjy.com )述比值为________，据此可得出推论：___________________________________。
如果在一单链中，(A＋T)/(G＋C)＝n时，求解下列问题。
(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_______________________。
【解析】 (1)设DNA双链分 ( http: / / www.21cnjy.com )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，可按以下简图形式“直观地”求解。即：
由图可知，两条链“上、下”对应的碱基数相等。
故互补链中(T＋C)/(A＋G)＝m，即(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分子中的嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和”。
(3)根据以上分析可知，整个DNA分 ( http: / / www.21cnjy.com )子中有：Aa＋Ta＝Tb＋Ab，Ga＋Ca＝Gb＋Cb，所以有(Aa＋Ta)/(Ga＋Ca)＝(Tb＋Ab)/(Gb＋Cb)＝n。
(4)整个DNA分子中的Aa＝Tb ( http: / / www.21cnjy.com )，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值相同。
【答案】 (1) 在两条互补链中，嘌呤碱 ( http: / / www.21cnjy.com )基之和与嘧啶碱基之和的比值互为倒数关系 (2)1 在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和 (3)n
(4)n 在整个DNA分子中，与分子内任意一条链上的该比值相同
第一章 遗传的物质基础
第一节遗传物质的发现
(教师用书独具)
●课标要求
评述人类对遗传物质的探索历程。
●课标解读
1．列举出遗传物质在染色体上的理由。
2．解释肺炎双球菌转化实验的过程及结论。
3．理解噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。
4．通过烟草花叶病毒重建实验说明RNA是遗传物质的原因。
●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
图片展示成龙与父、子三代的照片，引导学生观 ( http: / / www.21cnjy.com )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：阅读教材相关 ( http: / / www.21cnjy.com )内容，填写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】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)尝试列举遗传物质在染色体上的理由。(2)分组抢答【正误判断】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】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【结论 ( http: / / www.21cnjy.com )语句】，小组交流“为什么说DNA是主要的遗传物质？”记忆【探究2】的名师点拨。 步骤6：结合【探究2】，对【例2】的【审题导析】进行点拨，分组作答【当堂双基达标】习题。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有关噬菌体知识，接着动画播放侵染过程，分析两种情况下不同装置放射性的高低的原因，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。
步骤8：课下完成【课时作业】及仔细阅读教材图解，思考同位素标记法的应用。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.列举出遗传物质在染色体上的理由。2．解释肺炎双球菌转化实验的过程及结论。3．理解噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。4．通过烟草花叶病毒重建实验说明RNA是遗传物质的原因。 1.掌握肺炎双球菌转化实验的过程及结论。(重难点)2．掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。(重难点)
遗传物质在染色体上
1.萨顿对蝗虫精子发生的研究
(1)发现现象
①染色体是各具独特形态的实体。
②体细胞中的染色体成对存在，一条来自父方，一条来自母方。
③在细胞减数分裂时，配对的两条染色体相互分开，独立进入配子。
④非同源染色体进入配子时自由组合。
(2)发现问题：在减数分裂时，染色体的行为与遗传因子的行为具有完全平行的现象。
(3)提出假设：遗传因子位于染色体上。
2．摩尔根通过果蝇杂交实验，得出特定的基因位于特定染色体的特定位置上的结论。
1．非同源染色体进入配子时自由组合，非等位基因在形成配子时也都是自由组合的吗？为什么？
【提示】 不都是。位于一对同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
DNA是主要的遗传物质
1.证据一：肺炎双球菌的转化实验
(1)肺炎双球菌的特点
种类项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面光滑 表面粗糙
菌体 有多糖类荚膜 无荚膜
毒性 有毒性 无毒性
(2)体内转化实验——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实验过程及现象
③结论：加热杀死的S型菌中含有某种物质使R型活细菌转化为S型活细菌。
2．格里菲思的实验能否证明S型菌体内的哪种物质是转化因子？
【提示】 不能。格里菲思的实验只证明了S型细菌体内含有转化因子，但没有证明转化因子是什么物质。
(3)体外转化实验——艾弗里的实验
①设计思路：将提纯的S型细菌的DNA、蛋白质和其他物质分别加入到R型细菌的培养基中，单独观察它们各自的功能。
②实现过程及现象
③结论：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，即DNA是具有转化作用的遗传物质，而蛋白质和其他物质不是遗传物质。
2．证据二：噬菌体侵染细菌的实验
(1)噬菌体组成
(2)同位素标记
(3)实验过程
(4)实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
3．能否使用14C和18O标记噬菌体？为什么？
【提示】 不能，因为噬菌体的DNA和蛋白质中都含有C和O元素。
3．RNA是遗传物质的证据
(1)烟草花叶病毒的基本成分为蛋白质和RNA，无DNA。
(2)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。
4．DNA是主要的遗传物质
绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物的遗传物质是RNA。
1．所有基因都位于染色体上。(×)
【提示】 原核生物、病毒及真核生物的细胞质基因等存在于DNA分子上，而其DNA分子不与蛋白质结合形成染色体。
2．每条染色体上载有许多基因可以说明基因遗传行为与染色体行为是平行的。(×)
【提示】 该事实能说明染色体是基因的载体，但不能证明二者遗传行为是平行的。
3．用含32P的普通培养基培养T2噬菌体，可标记噬菌体的DNA。(×)
【提示】 T2噬菌体是一种病毒，只能寄生在活细胞内才能繁殖。
4．所有生物的遗传物质都是DNA。(×)
【提示】 细胞生物的遗传物质是DNA，大多数病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA。
证明DNA是遗传物质的直接证据
【问题导思】
①R型细菌转化成S型细菌的原因是什么？
②噬菌体是如何侵染大肠杆菌的？
③噬菌体侵染大肠杆菌的实验中放射性分布不同的原因是什么？
1．肺炎双球菌的转化实验分析
体内转化实验 体外转化实验
实验者 格里菲思 艾弗里及其同事
培养细菌 小鼠(体内) 培养基(体外)
实验结果 加热杀死的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)体内实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化物质”，体外转化实验进一步证明“转化物质”是DNA(3)两个转化实验都遵循对照原则
肺炎双球菌转化的实质和影响因素
1．在加热杀死的S型细菌中，其蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质变性失活，但不要认为DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
2．转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
3．在转化过程中并不是所有的R型细 ( http: / / www.21cnjy.com )菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系，细菌的状态等因素影响。
2．噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验材料
T2噬菌体，是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，其头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在它的头部内含有DNA。
(2)实验过程
①标记细菌
细菌＋含35S的培养基→含35S的细菌。
细菌＋含32P的培养基→含32P的细菌。
②标记噬菌体
噬菌体＋含35S的细菌→含35S的噬菌体。
噬菌体＋含32P的细菌→含32P的噬菌体。
③噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体＋细菌→宿主细胞内没有35S,35S分布在宿主细胞外面。
含32P的噬菌体＋细菌→宿主细胞外几乎没有32P,32P主要分布在宿主细胞内。
(3)结果分析：过程③表明，噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，而是留在细菌外部，噬菌体的DNA却进入了细菌内部。
(4)结论：噬菌体在细菌内增殖是在亲代噬菌体 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA的作用下完成的，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代DNA遗传给后代的。因此，DNA是真正的遗传物质。
(5)误差分析
原因 分析
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
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
肺炎双球菌的转化实验和噬菌 ( http: / / www.21cnjy.com )体侵染细菌的实验是证明DNA是遗传物质的两个经典实验。这两个著名实验的设计思路是基本相同的，即设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用，从而证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
(2012·宁波高一检测)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体
( )
A．一定有35S，可能有32P
B．只有35S
C．一定有32P，可能有35S
D．只有32P
【审题导析】 解答本题须明确以下几点：
(1)大肠杆菌被35S标记。
(2)噬菌体被32P标记，且只是噬菌体的DNA被32P标记。
(3)噬菌体侵染细菌进入大肠杆菌的是噬菌体的DNA，形成子代噬菌体需要的原料由大肠杆菌提供。
【精讲精析】 噬菌体侵染 ( http: / / www.21cnjy.com )大肠杆菌时，进入的是DNA，在噬菌体DNA的指导下，利用大肠杆菌的脱氧核糖核苷酸为原料合成子代DNA，利用大肠杆菌的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳。DNA复制方式为半保留复制。32P标记的是亲代噬菌体的DNA,35S标记的是大肠杆菌的蛋白质和氨基酸。裂解后的所有噬菌体中，其蛋白质外壳一定有35S，只有两个子代噬菌体的DNA有32P。
【答案】 A
生物的遗传物质
【问题导思】
①遗传物质的种类有哪些？
②为什么说DNA是主要的遗传物质？
1．作为遗传物质必须具备的条件
(1)在细胞生长和繁殖的过程中能够自我复制。
(2)能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢。
(3)具有储存巨大数量遗传信息的能力。
(4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变发生以后还能继续复制，并可能遗传给后代。
2．DNA是主要的遗传物质
(1)遗传物质是DNA的生物
①细胞生物：无论是真核生物还是原核生物，DNA均为遗传物质。
②某些病毒：只含DNA的病毒，遗传物质是DNA，如T2噬菌体等。
(2)遗传物质是RNA的生物
只含RNA的病毒，其遗传物质是RNA，如流感病毒、SARS病毒、烟草花叶病毒、艾滋病病毒等。
1．一切生物的遗传物质是DNA或RNA ( http: / / www.21cnjy.com )，而不是DNA和RNA(朊病毒除外)，因为有细胞结构的生物(包括原核生物和真核生物)的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。
2．具有细胞结构的生物体内，既有DNA ( http: / / www.21cnjy.com )，又有RNA，但只有DNA是其遗传物质，不能说DNA是细胞生物的主要遗传物质。对整个生物界而言，才可说DNA是主要的遗传物质。
下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是
( )
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核糖核苷酸
【审题导析】 正确解答本题须明确以下几点：
(1)细胞生物的遗传物质是DNA，真核细胞生物染色体是DNA的主要载体。
(2)病毒的遗传物质是DNA或RNA。
(3)核酸的元素组成不含S。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 豌豆是细胞生物，其遗传物质是DNA，而不能说成主要是DNA，A项错误
B 酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有部分DNA，B项正确
C T2噬菌体的遗传物质是DNA，DNA中不含S元素，C项错误
D HIV的遗传物质是RNA，其水解后产生四种核糖核苷酸而不是脱氧核糖核苷酸，D项错误
【答案】 B
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，即转化物质是DNA。
2．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P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。
1．(2011·广东高考)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知( )
实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况
①②③④ RRRR 蛋白质荚膜多糖DNADNA(经DNA酶处理) R型R型R型、S型R型
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
【解析】 通过表中实验可以看出只有DNA能使R型细菌转化成S型，因此DNA是转化因子。
【答案】 C
2．所有病毒的遗传物质( )
A．都是DNA B．是DNA和RNA
C．都是RNA D．是DNA或RNA
【解析】 病毒是一类非细胞结构的、 ( http: / / www.21cnjy.com )只由DNA或RNA和蛋白质分子构成的微小生物。大多数病毒所含的核酸是DNA，这种类型的病毒以DNA作为遗传物质；少数病毒所含的核酸是RNA，这类病毒以RNA作为遗传物质。所以说，所有病毒的遗传物质是DNA或RNA。
【答案】 D
3．(2013·济南期末)1902年萨顿在研究蝗虫的精子发生时，发现了许多现象，下列叙述中不符合要求的一项( )
A．发现染色体是各具独特形态的实体
B．体细胞中染色体成对存在，每对染色体中的一个来自母方、一个来自父方
C．在细胞减数分裂时，配对的两条染色体相互分开，独立地进入配子；非同源染色体进入配子时自由组合
D．染色体在减数分裂中的行为与孟德尔提出的遗传因子具有完全平行的现象，染色体就是遗传因子
【解析】 染色体是遗传因子的载体，即遗传因子位于染色体上，而非染色体是遗传因子。
【答案】 D
4．用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，然后用标记的噬菌体做侵染大肠杆菌的实验，进入细菌体内的成分有( )
A．35S B．32P
C．35S和32P D．不含35S和32P
【解析】 用35S标记噬菌体的蛋白质，32P标记DNA，在侵染过程中蛋白质外壳留在外面，DNA进入细菌体内。
【答案】 B
5．下列是关于DNA是遗传物质的相关实验，请回答相关问题。
肺炎双球菌的转化实验
(1)过程①和②表明，将S型细菌的______和________与R型活细菌混合培养，其后代为________型细菌。
(2)过程③表明，将S型细菌的________与R型活细菌混合培养，________型细菌转化成________型细菌。
(3)过程④表明，转化成的________型细菌的后代也是有________性的________型细菌。
(4)实验最关键的设计思路是____________________。
(5)通过上述实验能证明DNA是主要的遗传物质而蛋白质等不是遗传物质吗？_____________________。
【解析】 艾弗里等人的实验是将S型细菌的 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质、DNA、多糖等物质分别与R型活细菌混合培养，只有DNA使R型细菌发生转化，其它物质不能使R型细菌发生转化，证明了DNA是遗传物质，其他物质不是遗传物质；DNA是主要的遗传物，是针对整个生物界而言，而不是针对某种生物；该实验的设计思路是把DNA、蛋白质等物质单独分开，研究各自的效应。
【答案】 (1)多糖 蛋白质 R
(2)DNA 部分R S
(3)S 毒 S
(4)把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地去观察它们在细菌转化过程中的作用
(5)上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质，但不能得出DNA是主要遗传物质的结论
一、选择题
1．在探索遗传本质的过程中，下列科学发现与使用的研究方法配对正确的是( )
①1866年，孟德尔的豌豆杂交实验，提出遗传定律
②1903年，萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”
③1910年，摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上
A．①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③类比推理
B．①假说—演绎法 ②类比推理 ③类比推理
C．①假说—演绎法 ②类比推理 ③假说—演绎法
D．①类比推理 ②假说—演绎法 ③类比推理
【解析】 孟德尔的豌豆杂交实验及摩尔根的果蝇杂交实验使用的方法为假说—演绎法，萨顿研究蝗虫的减数分裂使用的方法为类比推理。
【答案】 C
2．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是( )
A．存活，存活，存活，死亡
B．存活，死亡，存活，死亡
C．死亡，死亡，存活，存活
D．存活，死亡，存活，存活
【解析】 本题考查DNA是遗传物质的相关知识。能使小鼠死亡的是活的S型细菌，只有②中有活的S型细菌。
【答案】 D
3．(2012·深圳模拟)下列关于格里菲思的肺炎双球菌的转化实验的叙述，正确的是( )
A．加热杀死的有荚膜肺炎双球菌能使小白鼠致死
B．该实验证明了多糖是遗传物质，DAN不是
C．加热杀死的S型肺炎双球菌和活R型肺炎双球菌混合培养后感染小白鼠能使其致死
D．该实验证明DNA是遗传物质，而多糖类不是
【解析】 加热杀死的有荚膜肺炎双球菌 ( http: / / www.21cnjy.com )没有致病性，不能使小白鼠致死，但是和活R型肺炎双球菌混合培养后，由于发生转化作用，产生了S型细菌，感染小白鼠能使其致死。格里菲思的实验只是证明了转化因子的存在，并没有证明DNA是遗传物质，也没有证明多糖等不是遗传物质。
【答案】 C
4．格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果( )
A．证明了DNA是遗传物质
B．证明了RNA是遗传物质
C．证明了DNA是主要的遗传物质
D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质
【解析】 格里菲思实验只是证明了S型细菌中含有促使R型细菌转化为S型细菌的转化物质。
【答案】 D
5．(2013·济南期末)为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为如何选择同位素标记的方案( )
A．用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌
B．用18O或15N培养噬菌体，再去侵染细菌
C．将一组噬菌体用32P和35S标记
D．一组噬菌体用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳
【解析】 所谓的标记就是通过不同的同位 ( http: / / www.21cnjy.com )素追踪组成不同物质的情况。噬菌体的组成物质为DNA和蛋白质，它们共同的组成元素是C、H、O、N，所以不能选择这些同位素来标记。对于两种物质来说，绝大多数P元素在DNA上，而S元素是蛋白质特有的。
【答案】 D
6．(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
【解析】 培养噬菌体需用含细菌 ( http: / / www.21cnjy.com )的培养基；被标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经短时间培养后，搅拌离心处理；该实验中，若搅拌不充分，噬菌体的外壳没有与细菌完全分离，沉淀物中存在少量放射性35S；噬菌体侵染细菌的实验仅能说明DNA是遗传物质，没有说明蛋白质不是遗传物质。
【答案】 C
7．(2013·沈阳高一检测)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：
①用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌。
③用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌。
以上4个实验，保温一段时间后离心，检测到放射性的主要部分是( )
A．沉淀物和上清液、沉淀物、沉淀物、沉淀物
B．沉淀物和上清液、上清液、上清液、上清液
C．沉淀物、沉淀物、上清液、沉淀物和上清液
D．沉淀物和上清液、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
【解析】 首先要明确上清液中主要的成分 ( http: / / www.21cnjy.com )是噬菌体的蛋白质外壳，而沉淀物是细菌，而且噬菌体的DNA会侵染到细菌中；N既存在于DNA中也存在于蛋白质中，所以用15N标记的噬菌体在其蛋白质外壳和DNA中都含有标记元素，所以①的沉淀物和上清液中均有放射性；而②和④标记的都是细菌，所以放射性存在于沉淀物中；③是用32P标记的噬菌体侵染细菌，由于标记的是噬菌体的DNA分子，它会侵染到细菌中去，所以具有放射性的主要部分是沉淀物。
【答案】 A
8．(2013·宜昌期末)控制烟草花叶病毒的遗传物质初步水解的产物是( )
A．脱氧核糖、磷酸、含氮碱基
B．脱氧核糖核苷酸
C．核糖、磷酸、含氮碱基
D．核糖核苷酸
【解析】 控制烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，其基本单位是核糖核苷酸，即RNA初步水解产物为核糖核苷酸。
【答案】 D
9．(2012·长春模拟)科研人员将提取出 ( http: / / www.21cnjy.com )的“疯牛病”病毒用DNA水解酶和RNA水解酶分别进行处理后，发现该病毒仍具有侵染能力，但用蛋白酶处理后，病毒就会失去侵染能力，该现象说明( )
A．“疯牛病”病毒由蛋白质和核酸构成
B．“疯牛病”病毒的遗传物质应该是蛋白质
C．“疯牛病”病毒对核酸水解酶具有抵抗力
D．“疯牛病”病毒不含蛋白质，只含核酸
【解析】 用DNA水解酶、R ( http: / / www.21cnjy.com )NA水解酶处理后仍具有侵染能力，说明其遗传物质不是DNA或RNA；用蛋白酶处理后，病毒失去侵染能力，说明起遗传作用的是蛋白质。
【答案】 B
10．下列叙述正确的是( )
A．含有RNA的生物，其遗传物质一定是RNA
B．只含有DNA的生物，其遗传物质不一定是DNA
C．既含有DNA又含有RNA的生物，其遗传物质是DNA和RNA
D．既含有DNA又含有RNA的生物，其遗传物质是DNA，不是RNA
【解析】 含有DNA的生物，DNA是遗传物质；不含有DNA，只含有RNA的生物，RNA是遗传物质。
【答案】 D
二、非选择题
11．对以下材料进行分析，并得出结论。
材料一 通过对生物在传种接代中的细胞学分析，染色体的含量在生物的生殖和发育过程中的变化如图所示(N为生殖细胞中染色体个数)：
材料二 通过对染色体化学成分的分析发现，染色体主要由DNA和蛋白质组成，DNA的含量稳定而蛋白质的含量不稳定。
材料三 病毒只由核酸(核心)和蛋白质( ( http: / / www.21cnjy.com )外壳)两种物质组成，用病毒侵染相应的生物细胞，只有核酸注入到受侵染的细胞内，被侵染的细胞最后裂解释放出很多新的病毒。
材料四 研究发现，人类、动物、植物、原核生物的遗传物质是DNA。病毒中有些种类的遗传物质是DNA，另外一些种类的遗传物质是RNA。
(1)从遗传学的角度分析“材料一”，可 ( http: / / www.21cnjy.com )以看出染色体在生物的传种接代中保持着________性和________________________________________________________________________
性。
(2)从遗传物质应具备的特点看，通过分析“材料二”认为________应该是遗传物质。
(3)通过分析“材料三”，你认为病毒中起 ( http: / / www.21cnjy.com )遗传作用的物质应该是________，“材料三”也是证明________是遗传物质的________证据。
(4)从“材料四”中，你可以归纳出的结论是： ( http: / / www.21cnjy.com )________________________________________________________________________
是主要的遗传物质。
【解析】 作为遗传物质必须具备稳定性 ( http: / / www.21cnjy.com )和连续性，而通过有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究发现，具有这两个特点的为染色体，从而说明染色体在遗传上有重要作用。对染色体的成分进行分析推断，DNA的含量稳定可能为遗传物质，但需要通过实验来证明。病毒侵染生物细胞时，核酸进入组织细胞内发挥作用，蛋白质留在外面，可以证明核酸是遗传物质。材料四通过对自然界生物种类遗传物质的研究，可以得出结论：DNA是主要的遗传物质。
【答案】 (1)稳定 连续 (2)DNA
(3)核酸 核酸 直接 (4)DNA
12．[实验探究] 下面介绍的是有关DNA研究的科学实验。
1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下图是实验的部分过程：
(1)写出以上实验的部分操作过程。
第一步：用35S标记噬菌体(的蛋白质外壳)。如何实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。
设计方法：________________________________________________________________________
____________________________。
理由：________________________________________________________________________。
第二步：________________________________________________________________________。
(2)以上实验结果说明：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)SARS病原体(冠状病 ( http: / / www.21cnjy.com )毒)侵染人体细胞的过程类似于噬菌体侵染细菌。结合上述实验过程及现象，请提出一种获得SARS疫苗(蛋白质外壳)的新途径？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 噬菌体营寄生生活，不能用含35S的合成培养基直接培养，可先用含35S的培养基培养大肠杆菌，然后再用标记的大肠杆菌培养噬菌体。
该实验仅为噬菌体侵染细菌实验中的一组，证明蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )白质外壳未进入细菌体内。另一组用32P标记的噬菌体侵染细菌，最终证明DNA进入了细菌体内。两组共同证明DNA是遗传物质。该实验的设计思路也为我们将病毒的核酸与蛋白质的分离提供了一条途径。
【答案】 (1)先将细菌培养在含35S的培养 ( http: / / www.21cnjy.com )基上；然后用噬菌体去侵染被35S标记的细菌 因为噬菌体营寄生生活，且寄主为细菌 用35S标记的噬菌体与细菌混合
(2)噬菌体的蛋白质外壳没有进入到细菌体内
(3)动物细胞培养→冠状病毒侵染→搅拌离心，从上清液中提取出蛋白质外壳
第二节DNA的分子结构
(教师用书独具)
●课标要求
说明DNA分子结构的主要特点。
●课标解读
1．总结组成DNA分子四种脱氧核糖核苷酸的异同。
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。
●教学地位
DNA分子独特的双螺旋结构和 ( http: / / www.21cnjy.com )碱基互补配对能力与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双螺旋结构属于分子水平 ( http: / / www.21cnjy.com )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—平面双链—立体 ( http: / / www.21cnjy.com )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分子的结构时可归纳 ( http: / / www.21cnjy.com )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
多媒体投影屏显“9.11事件”图片 ( http: / / www.21cnjy.com )，并提出问题：(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？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内容， ( http: / / www.21cnjy.com )填写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】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】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，结合教材内容总结DNA分子的结构组成。
步骤7：课下完成【课时作业】。结合教材 ( http: / / www.21cnjy.com )【巩固提高】检测对本课时知识理解及掌握情况。 步骤6：构建本课时知识网络，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】题目。 步骤5：由学生结合【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，观察图解结合【探究1】·【问题导思】口述DNA的结构组成及特点。记忆“54321”口诀，完成【例1】
课 标 解 读 重 点 难 点
1.总结组成DNA分子四种脱氧核糖核苷酸的异同。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。 掌握DNA分子的结构特点并会进行相应的碱基计算。(重难点)
DNA的基本组成单位——脱氧核糖核苷酸
1．结构模式
2．种类
共有4种，即腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。
1．由脱氧核糖核苷酸的结构模式图，分析DNA的组成元素主要有哪些？
【提示】 C、H、O、N、P等。
DNA双螺旋结构
1.整体：由两条脱氧核糖核苷酸链按反向平行方式向右盘旋而成。
2．排
列 外侧 由脱氧核糖和磷酸交替连接
组成，构成基本骨架 内侧 碱基通过氢键连接形成碱基对
3．碱基互补
配对原则A与T配对G与C配对
4．碱基对的排列方法在理论上几乎是无限的，这体现出了DNA分子作为遗传物质的多样性；而碱基对的特定排列顺序，又构成了DNA分子的特异性。
2．DNA分子中，A与T的数目一定相等吗？为什么？
【提示】 不一定，单链DNA分子中A与T不一定相等。
1．T2噬菌体的遗传物质不彻底水解可得到4种脱氧核糖核苷酸，彻底水解可得到5种碱基。(×)
【提示】 只能得到4种碱基。
2．DNA分子的骨架在内侧，是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。(×)
【提示】 DNA分子的骨架在外侧。
3．若一个DNA分子有n对碱基对，这个DNA分子最多有4n种碱基排列方式。(√)
4．DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。(×)
【提示】 DNA的两条链是脱氧核糖核苷酸链。
DNA分子结构及特性
【问题导思】
①DNA分子的结构层次是如何排列的？
②构成DNA分子的各部分是如何连接的？
1．DNA分子的结构
组成元素：C、H、O、N、P
组成化合物
基本单位： 脱氧核糖核苷酸(4种)
平面结构： 两条长链
空间结构：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。
2．特性
(1)稳定性
DNA分子结构的稳定性是指其双螺旋结构的相对稳定。与这种稳定性有关的因素主要有以下几点：
①DNA分子由两条脱氧核糖核苷酸长链盘绕成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。
②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变。
③DNA分子双螺旋结构中间为碱基对，对应碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。
④DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。
⑤每个特定的DNA分子中，碱基对的数量和排列顺序稳定不变。
(2)多样性
DNA分子多样性的决定因素：DNA ( http: / / www.21cnjy.com )分子中碱基对的数量和DNA分子中碱基对的排列顺序。例如，一个含有n对碱基的DNA分子最多可排列出的组合种类是4n。
(3)特异性
不同的DNA分子都具有各自的特性，所 ( http: / / www.21cnjy.com )以DNA分子的多样性也就意味着DNA分子的特异性。DNA分子的多样性与特异性，从分子水平上说明了生物界的多样性和生物个体之间存在差异的原因。DNA分子的特异性主要指碱基对(或核苷酸对)的种类、数量、排列顺序。
1．一分子脱氧核糖核苷酸中脱氧核糖上的3号碳原子与另一分子脱氧核糖核苷酸中的磷酸通过形成新的化学键(磷酸二酯键)相连接。
2．在A与T之间有两个氢键相连，在G与C之间有三个氢键相连，因此热稳定性高的DNA分子中含G与C碱基对较多。
3．DNA单链中相邻的碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，而在双链中碱基通过氢键连接。
下面对DNA的结构的叙述中，不正确的一项是
( )
A．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
B．DNA分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相同
C．DNA分子中只有四种碱基，故实际上只能构成44种DNA
D．DNA分子中碱基之间一一对应的配对关系称为碱基互补配对原则
【思维导图】
DNA的双
螺旋结构eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(外侧\o(――→,\s\up12(表现))脱氧核糖与磷,酸排列方式,内侧碱基互补,配对原则))
【精讲精析】
选项 分析判断
A DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替排列连接，排列在外侧，构成基本骨架，A项正确
B 碱基A与T配对，C与G配对，故嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相同，B项正确
C DNA分子的四种碱基构成碱基对，碱基对排列顺序具有多样性，种类为4n，n为碱基对数，C项错误
D 碱基互补配对原则是指DNA分子中碱基之间一一互补配对，D项正确
【答案】 C
碱基互补配对原则及相关计算
【问题导思】
①构成DNA分子的各碱基间有哪些规律？
②如何计算DNA分子中双链或单链中碱基的数量关系？
碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱 ( http: / / www.21cnjy.com )基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。该原则是核酸中碱基数量计算的基础，根据该原则可推知多条用于碱基计算的规律。
1．DNA双链为研究对象时碱基数量的关系
(1)A、T、G、C的关系：
A＝T，G＝C。
(2)非互补碱基和之比：
(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(T＋G)＝1。
结论：DNA中非互补碱基之和总相等。
(3)互补碱基和之比：
(A＋T)/(G＋C)不是定值。
(4)碱基比例与DNA分子的共性和特异性：
①共性的体现是(1)和(2)中的配对碱基相等，DNA中非互补碱基之和总相等。
②特异性的体现是(3)中的比值是不确定的。
2．DNA单链为研究对象时碱基数量的关系(如上图)
(1)A1＝T2，G1＝C2，C1＝G2，T1＝A2。
(2)若1链中(A1＋G1)/(T1＋C1)＝m，由(1)中的碱基关系推断，则2链中(A2＋G2)/(T2＋C2)＝1/m。
结论：两链间非互补碱基和之比互为倒数。
3．DNA双链和单链中碱基数量的联系(如上图)
(1)若在双链中(A＋T)/(G＋C)＝n，则在1链中(A1＋T1)/(G1＋C1)＝n,2链中(A2＋T2)/(G2＋C2)＝n。
结论：在同一DNA中，双链和单链中互补碱基和之比相等。
(2)若1链中A1占的比例为X1,2链中A2占的比例为X2，则整个DNA分子中A占的比例为(X1＋X2)/2。
结论：某碱基占双链DNA碱基总数的百分比数等于相应碱基占相应单链比值和的一半。
解答碱基计算题目的三个步骤
第一步：搞清题中所给出的碱基数或碱基数的和是占单链的比例还是双链的比例，所求的是占整个DNA分子的比例还是占其中一条链的比例。
第二步：画出一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。
第三步：根据碱基互补配对原则及有关规律进行计算。
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%
【审题导析】 解答本题须明确以下两点：
(1)DNA分子或DNA片段为双螺旋结构，碱基遵循互补配对原则。
(2)碱基互补配对，则DNA中A＝T，G＝C。
【精讲精析】 在DNA分 ( http: / / www.21cnjy.com )子中，A＝T，G＝C，故嘌呤的含量＝嘧啶的含量＝50%。A占30%，则G占50%－30%＝20%。DNA分子中不含U。
【答案】 C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
C、H、O、N、P等元素
4种脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖核苷酸链
DNA双螺旋结构提出者内容DNA分子结构特异性原因碱基互补配对原则
结 论 语 句
1．DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸，每个脱氧核糖核苷酸由一分子磷酸，一分子脱氧核糖和一分子碱基组成。
2．DNA分子的两条链是反向平行的，脱氧核糖和磷酸交互连接形成DNA分子的骨架，位于双螺旋结构的外侧，碱基对通过氢键相连，位于内侧。
3．碱基互补配对原则是腺嘌呤只与胸腺嘧啶配对，而鸟嘌呤只与胞嘧啶配对。
1．在制作DNA双螺旋模型时，磷酸、脱氧核糖、含氮碱基之间需要连接，下图中的连接方式正确的是( )
【解析】 考查脱氧核糖核苷酸的三种成分之间的连接方式，要注意磷酸—脱氧核糖—含氮碱基之间的连接顺序，同时要注意分子间化学键的形成部位。
【答案】 A
2．(2013·新课标全国卷Ⅱ)关于DNA和RNA的叙述，正确的是( )
A．DNA有氢键，RNA没有氢键
B．一种病毒同时含有DNA和RNA
C．原核细胞中既有DNA，也有RNA
D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
【解析】 本题考查DNA和RNA的 ( http: / / www.21cnjy.com )有关知识。依据DNA和RNA的有关内容，逐项进行分析解答。DNA分子结构中，配对的碱基之间以氢键相连，A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键；与DNA不同，RNA一般为单链分子，不形成双螺旋结构，但是很多RNA也需要通过碱基互补配对形成一定的结构来行使特殊的生物学功能，RNA的碱基配对规律和DNA基本相同，即A与U配对、G与C配对，故A项错误。病毒只含有DNA或RNA一种遗传物质，没有同时含有DNA和RNA的病毒，故B项错误。具有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA，但同时存在RNA，如细菌这类原核生物细胞中的质粒是环状DNA，核糖体上存在RNA，故C项正确。在叶绿体和线粒体中有DNA和RNA，在核糖体中只有RNA，故D项错误。
【答案】 C
3．双链DNA分子中共有 ( http: / / www.21cnjy.com )含氮碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)/(C＋G)＝2/5，问该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是( )
A．150个 B．200个
C．300个 D．400个
【答案】 B
4．已知DNA的一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是( )
A．0.4和0.6 B．2.5和1.0
C．0.4和0.4 D．0.6和1.0
【解析】 (1)先根据题意画出图示，并标上符合已知条件的特殊值。
(2)由图示可求互补单链的T＋C＝4，A＋G＝10，则互补单链的＝＝2.5。
(3)因为整个DNA分子中遵循碱基互补配对原则，即A＝T，G＝C，所以整个DNA分子中＝1。
【答案】 B
5．(2013·广州期末)下图是DNA的分子结构模式图，在图的下面用文字写出图中①～⑩的名称。
①______ ②________ ③________ ④______
⑤______ ⑥________ ⑦________ ⑧______
⑨______ ⑩________
【解析】 组成DNA的基本单位有四 ( http: / / www.21cnjy.com )种，即腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸及胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。碱基之间的配对关系为A与T配对，G与C配对。
【答案】 ①胞嘧啶 ②腺嘌呤 ③鸟嘌呤 ④胸腺嘧啶 ⑤脱氧核糖 ⑥磷酸 ⑦胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 ⑧碱基对 ⑨氢键 ⑩脱氧核糖核苷酸链
一、选择题
1．有关DNA分子的叙述中，错误的是( )
A．绝大多数生物的遗传信息储存于DNA分子中
B．DNA分子中，每个脱氧核糖分子只与1分子含N碱基和1分子磷酸相连
C．DNA分子中碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性
D．DNA分子中碱基对特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性
【解析】 绝大多数生物的遗传物质 ( http: / / www.21cnjy.com )是DNA。DNA分子中脱氧核糖(除去两端)分子都与1分子含N碱基和2分子磷酸相连。DNA分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序各不相同，使DNA分子具有多样性。而每个DNA分子又有特定的脱氧核糖核苷酸的排列顺序，又使DNA分子具有特异性。
【答案】 B
2．下列关于DNA的叙述中，正确的是( )
①同一生物个体各种体细胞核中的DNA具有相同的碱基组成
②双链DNA分子的碱基含量是A＋G＝C＋T或A＋C＝G＋T
③细胞缺水和营养不足将影响DNA的碱基组成
④DNA只存在于细胞核中
A．①② B．①②③
C．①②③④ D．③④
【解析】 DNA是生物的遗传物质， ( http: / / www.21cnjy.com )组成一个生物体的各种体细胞都共同来源于一个受精卵细胞，所以①对；而双链DNA分子的碱基含量A＝T、G＝C，所以②对；③细胞缺水和营养不足不会影响到细胞中DNA的组成；④DNA不但存在于细胞核中，也存在于细胞质中。
【答案】 A
3．(2013·章丘高一期末)某学生制作的以下碱基对模型中，正确的是( )
【解析】 选项B，A与T共 ( http: / / www.21cnjy.com )用两个氢键；选项C，右侧脱氧核糖与碱基和磷酸的连接方式不对，A与T共用两个氢键；选项D，碱基与脱氧核糖和磷酸连接方式不对，G与C共用三个氢键。
【答案】 A
4．(2013·济阳检测)20 ( http: / / www.21cnjy.com )世纪90年代，Cuenoud等发现DNA也有酶催化活性，他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNA E47，它可以催化两个底物DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是( )
A．在E47分子中，嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数
B．在E47分子中，碱基数＝脱氧核糖核苷酸数＝脱氧核糖数
C．在E47分子中，含有碱基U
D．在E47分子中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含N的碱基
【解析】 单链DNA分子中，嘌呤碱基数不一定 ( http: / / www.21cnjy.com )等于嘧啶碱基数。DNA分子中不含有尿嘧啶。在DNA分子单链中，除一端的一个脱氧核糖外，其余的每个脱氧核糖上都连着两个磷酸基。
【答案】 B
5．在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤 ( http: / / www.21cnjy.com )与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有4种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是( )
A．含胸腺嘧啶32%的样品
B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品
D．含胞嘧啶15%的样品
【解析】 DNA分子双螺 ( http: / / www.21cnjy.com )旋结构中，A与T之间可以形成2个氢键，而G与C之间可以形成3个氢键，3个氢键稳定性强，因此G与C含量多的生物，它的稳定性大于G与C含量少的生物。
【答案】 B
6．(2013·济南期末)在DNA分子的一条脱氧核糖核苷酸链中，相邻的碱基A与T之间的连接结构是( )
A．氢键
B．磷酸—脱氧核糖—磷酸
C．肽键
D．脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
【解析】 审题时应扣住“ ( http: / / www.21cnjy.com )一条脱氧核糖核苷酸链中，相邻的碱基A与T之间的连接结构”，相邻的脱氧核糖核苷酸相连接，依靠磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，因此两个碱基之间的连接结构是：脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖。
【答案】 D
7．(2012·淮北期末)下列关于碱基互补配对的含义的叙述不正确的是( )
A．DNA分子中有一个嘌呤就会有一个与之相配对的嘧啶
B．DNA分子中一条链的嘌呤数或嘧啶数一定等于另一条链的嘌呤数或嘧啶数
C．DNA分子中嘌呤总数一定等于嘧啶总数且各占50%
D．DNA分子中任何一种碱基所占的比例是两条单链上该碱基所占比例的平均数
【解析】 在DNA分子的双链中嘌呤和嘧啶互补配对，DNA分子中一条链的嘌呤数或嘧啶数一定等于另一条链的嘧啶数或嘌呤数。
【答案】 B
8．(2013·合肥期末)下列各项对DNA分子的叙述中，不正确的是( )
A．若一条链上A和T数目相等，则另一条链上A和T数目也相等
B．若一条链上G的数目为C的2倍，则另一条链上G的数目为C的0.5倍
C．若一条链上A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4，则另一条链上相应碱基比为4∶3∶2∶1
D．若一条链上的G∶T＝1∶2，则另一条链上C∶A＝1∶2
【解析】 已知一条链上A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4，依据碱基互补配对原则，其互补链上A∶T∶C∶G＝2∶1∶4∶3。
【答案】 C
9．某DNA分子中A＋T占整个DNA ( http: / / www.21cnjy.com )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＋T占整个D ( http: / / www.21cnjy.com )NA碱基总数的44%，则G＋C占整个DNA碱基总数的56%，又因整个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。可知b链上G＋C＝56%，其中G(a链)＝21%，可知C(b链)＝21%，推出G(b链)＝35%，故选A。
【答案】 A
10．下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是( )
A．核苷酸的组成种类
B．核苷酸间的连接方式
C．核苷酸的排列顺序
D．核苷酸的数量多少
【解析】 生物体内核酸分子功能多样性取决于结构多样性，核酸分子的结构多样性与核苷酸的种类、数目和排列顺序有关。
【答案】 B
二、非选择题
11．2011年3月日本发生强烈地震，引 ( http: / / www.21cnjy.com )发的海啸造成大量人员伤亡，事后的尸体辨认只能借助于DNA杂交技术。该方法是从尸体和死者生前的生活用品中分别提取DNA，在一定温度下水浴共热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份DNA样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本的DNA单链通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的DNA单链在一定程度上不能互补。借助该技术就可以对面目全非的尸体进行辨认。
下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体、同一区段DNA单链的碱基序列。
A组 B组 C组
尸体中的DNA碱基序列 ACTGACGGTT GGCTTATCGA GCAATCGTGC
家属提供的DNA碱基序列 TGACTGCCAA CCGAATAGCA CGTTAGCACG
(1)根据碱基配对情况判断，A、B、C三组DNA中不是同一人的是________。
(2)为什么从尸体细胞与死者家属提供的 ( http: / / www.21cnjy.com )死者生前生活用品中分别提取的DNA可以完全互补配对？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)DNA杂交技术同样可以用 ( http: / / www.21cnjy.com )于两物种亲缘关系的判断，若两个物种的DNA样本经处理后形成的杂合DNA区段越少，则两物种的亲缘关系________，杂合DNA区段越多，则两物种的亲缘关系________。
【解析】 人体所有体细胞均由一个受 ( http: / / www.21cnjy.com )精卵经有丝分裂产生的，有丝分裂产生的子细胞均含有相同的遗传物质；相同DNA分子的单链间能够发生碱基互补配对；亲缘关系越近的两个生物，DNA分子相同的区段越多，处理后形成的杂合区段越多，反之则少。
【答案】 (1)B组 (2)人体所有细胞均由一个受精卵经有丝分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质
(3)越远 越近
12．[实验探究] 肺炎双球 ( http: / / www.21cnjy.com )菌的转化实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质。DNA分子具有很强的稳定性，能耐较高的温度。请回答下列问题。
(1)DNA分子具有稳定性，主要原因有两个： ( http: / / www.21cnjy.com )①构成DNA的两条脱氧核糖核苷酸单链间的碱基对之间通过________连接起来，使DNA分子非常稳定；②构成DNA的两条脱氧核糖核苷酸链不是以平面的结构形式存在，而是形成规则的________结构，使DNA分子更加稳定。
(2)DNA分子能耐较高的温度，请你举出一 ( http: / / www.21cnjy.com )个实验现象说明此问题：________________________________________________________________________。
(3)DNA分子能耐较高的温度。那么DNA分子能不能耐酸(如pH＝3)呢？请设计实验，探究此问题。
①实验假设：________________________________________________________________________。
②实验原理：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③实验材料：活的R型肺炎双 ( http: / / www.21cnjy.com )球菌，S型肺炎双球菌经分离提纯的DNA，肺炎双球菌转化实验所需的实验仪器，pH＝3的酸溶液，相同生活状况的小鼠两只。
④实验步骤(只写出主要的思路，具体操作不要求)
第一步：取适量S型菌的DN ( http: / / www.21cnjy.com )A，________________________________________________________________________，
编号甲、乙两组；两只小鼠编号为1,2。
第二步：甲组DNA________________________，乙组DNA不进行处理。
第三步：将甲、乙两份DNA分别与两等份R型菌混合。
第四步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第五步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
⑤结果、结论略。
【解析】 本题以肺炎双球菌转 ( http: / / www.21cnjy.com )化实验为材料，考查DNA分子的稳定性。(1)DNA分子具有稳定性的原因有两个：碱基对间的氢键及两条单链形成的双螺旋结构。(2)加热杀死的S型菌仍能使R型菌转化为S型菌，说明加热后S型菌的DNA仍有活性。(3)要探究DNA分子是否耐酸，可将一份S型菌的DNA经pH＝3的酸溶液处理后，再与R型菌混合培养，注入到小鼠体内，看能否使小鼠患病死亡来确定；同时另设对照组。
【答案】 (1)①氢键 ②双螺旋
(2)加热杀死的S型菌仍能使R型菌转化为S型菌(其他合理答案也可)
(3)①DNA能耐pH＝3的酸溶液(或DNA不能耐pH＝3的酸溶液)
②S型菌的DNA能使R型菌转化为S型菌；S型菌会使小鼠患病死亡
④第一步：平均分为两份
第二步：在pH＝3的酸溶液中处理一段时间
第四步：将第三步中的两等份R型菌分别注入到1、2两只小鼠体内
第五步：定期观察两只小鼠的生活状况并进行比较
第三节DNA的复制
(教师用书独具)
●课标要求
概述DNA分子的复制。
●课标解读
1．简述探究DNA分子的复制过程。
2．解释DNA分子的复制概念、过程、特点及意义。
●教学地位
本节课内容是中图版高中生物必修二 ( http: / / www.21cnjy.com )第三单元第三节。这一课时，是遗传学的基本理论，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识的理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质非常重要。本节内容又是学习后续内容的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组等内容的理解和掌握。
●教法指导
1．充分发挥多媒体计算机的独特功能， ( http: / / www.21cnjy.com )把DNA的化学组成、立体结构和DNA的复制过程等重、难点知识编制成多媒体课件。将这些较难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。
2．通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。
3．通过讨论交流，通过提高学生的识图能力、思维能力，通过配合适当的练习，将知识化难为易。
4．通过单环化合物、双环化合物所占空间及碱基对之间氢键数的稳定性，来说明只能是A—T、C—G配对。
(教师用书独具)
●新课导入建议
用多媒体投影同卵双生双胞胎的图片，让 ( http: / / www.21cnjy.com )同学们来辨别他们的不同。最后同学们得到结论是双胞胎非常相似。你们知道他们长相相同的根本原因是由什么物质决定的吗？DNA具有那么精密的双螺旋结构，由亲代遗传给后代又是怎样复制的呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内容，填 ( http: / / www.21cnjy.com )写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】方式创设情景，导出本课时题目——DNA的复制。 步骤2：评价自学效果：(1)学生利用教师提供的材料，自主探索DNA复制过程，并用实物展台展示成果，提出假说。(2)分组抢答【正误判断】并进行校正。 步骤3：由学生介绍并分析科学家Kornberg和Meselson、Stehl的试验，验证假说。
步骤7：构建本课时知识网络，诵读【结 ( http: / / www.21cnjy.com )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】题目。 步骤6：分析【例3】的审题导析，以【例3】为例，让同学们共同讨论关于DNA复制的计算方法和注意事项。 步骤5：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】【例2】进行典例分析。 步骤4：结合教材图片采取板书对半保留复制进行分析，同时分析【探究1】知识点，识记【名师点拨】。
步骤8：课下完成【课时作业】结合教材【巩固提高】检测对本课时知识理解及掌握情况。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述探究DNA分子的复制过程。2．解释DNA分子的复制概念、过程、特点及意义。 1.DNA分子的复制过程。(重点)2．DNA分子半保留复制的有关计算。(重难点)
DNA的复制
1.DNA复制的概念、时间
(1)概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。
(2)时间：细胞有丝分裂的间期和减数分裂间期。
2．过程
解旋
合成
子链
形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构。
3．结果：形成两个与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子。
4．意义：将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
1．在植物细胞中，DNA分子复制的场所有哪些？
【提示】 细胞核、线粒体、叶绿体等。
DNA复制的特点和条件
1.DNA复制的特点
(1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
2．DNA复制的条件
DNA的复制需要模板、原料、能量和酶等必需条件。
2．DNA分子经复制能得到与亲代DNA分子完全相同的两个DNA分子，DNA复制具有精确性的原因是什么？
【提示】 DNA分子具有规则的双螺旋结构，DNA复制时以解开的每一条链为模板，严格遵循碱基互补配对原则。
1．DNA的复制发生在有丝分裂间期和减数第二次分裂间期。(×)
【提示】 减数第二次分裂间期不发生DNA的复制。
2．DNA分子复制时总是先解旋后复制，而且每个子代DNA中都保留了一条母链。(×)
【提示】 DNA分子复制时是边解旋边复制。
3．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在DNA子链与其互补的母链之间。(×)
【提示】 DNA复制时，第一步要解旋，解开两条扭成螺旋的双链，所以解旋酶的作用是打开两条母链之间的氢键。
4．DNA分子的复制不一定发生在细胞核中。(√)
DNA分子的复制过程
【问题导思】
①DNA分子的复制过程是怎样的？
②DNA分子的复制需要哪些条件？有什么特点？
③DNA分子的复制有什么意义？
1．复制的时间
体细胞的DNA分子复制发生在有丝分裂的间期。生殖细胞的DNA复制发生在减数第一次分裂前的间期。
2．复制的场所
DNA主要分布在细胞核内，细胞核是DNA复制的主要场所。
3．复制的过程(下图)
(1)解旋：亲代DNA在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，形成两条单链(母链)。解旋是使两条链之间的氢键断裂，需ATP提供能量。
(2)子链合成：以解开的两条母链为模板，以周围环境中游离的脱氧核糖核苷酸为原料各自合成与母链互补的一条子链。
(3)子代DNA分子的形成：两条母链分别与各自决定的子链组成两个完全相同的DNA分子。
4．复制的基本条件：模板、原料、能量以及酶等。
5．复制的特点：一是边解旋边复制；二是半保留复制。
6．复制的结果
一个亲代DNA分子形成了两个完全相同的子代DNA分子。
7．复制的意义：保持了遗传信息的连续性。
1．细菌拟核DNA、质粒DNA、病毒DNA分子都可进行复制，复制过程与真核细胞DNA相同。
2．影响DNA分子复制的因素有温度、pH等。
3．一般情况下，DNA能准确地进行复制，但在特殊情况下(外界因素和生物内部因素的作用下)可能造成碱基配对发生差错，影响DNA复制的准确性。
(2012·郑州高一检测)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是( )
A．每条染色体的两条单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条单体被标记
C．只有半数的染色体中一条单体被标记
D．每条染色体的两条单体都不被标记
【审题导析】 正确解答本题须明确：
(1)细胞周期中染色体及DNA的行为变化特点。
(2)DNA分子复制的特点是半保留复制。
【精讲精析】 DNA复制是半保留复 ( http: / / www.21cnjy.com )制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3H－T)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核糖核苷酸链含3H－T，然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期，每个DNA分子复制的两个DNA分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上，其中一个DNA分子的一条链含3H－T，如下图：
【答案】 B
证明DNA的复制是半保留复制的实验分析
【问题导思】
①实验采取了什么样的标记方法？
②密度梯度离心后，子代DNA的分布带有什么规律？
1．过程——同位素标记法
(1)用含15N的培养基培养大肠杆菌，使其DNA双链均含15N，成为“重”细菌。
(2)将DNA被15N标记的大肠杆菌转移到含14N的培养基中培养。
(3)每隔一段时间取样一次，测定不同世代细菌DNA的密度。
2．测定方法——密度梯度离心法
(1)抽提的细菌DNA直接进行密度梯度离心，结果不同世代细菌DNA分布位置如下图所示。
(2)将抽提的细菌DNA用酶将氢键断裂后，再进行密度梯度离心，结果如下图所示。
3．结果分析
若取一个全部被15N标记的DNA分子(0代)，转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下表：
世代
DNA分子的特点 DNA中脱氧核苷酸链的特点
分子总数 细胞中的DNA分子离心后在试管中的位置
不同DNA分子占全部DNA分子之比
只含15N的分子 含14N、15N的杂种分子 只含14N的分子
链总数
不同脱氧核糖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 0 0 2 1 0
1 2 全在中部 0 1 0 4 1/2 1/2
2 4 1/2中部，1/2上部 0 1/2 1/2 8 1/4 3/4
3 8 1/4中部，3/4上部 0 1/4 3/4 16 1/8 7/8
n 2n 2/2n中部，1－2/2n上部 0 2/2n(或1/2n－1) 1－2/2n 2n＋1 1/2n 1－1/2n
现将某哺乳动物的细胞放在含31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞，然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞，再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后，得到结果如图，若①②③表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答问题。
(1)G0、G1、G2三种DNA分子离心后的试管分别对应哪个图？G0________，G1________，G2________。
(2)G2代中①②③三条带中DNA分子数的比例为________。
(3)图中①②两条带中DNA分子所含的同位素P分别是：条带①________，条带②________。
(4)上述实验结果证明DNA分子的复制方式是____________，DNA的自我复制能使生物的____________保持相对稳定。
【审题导析】 解此类问题 ( http: / / www.21cnjy.com )，首先要熟练掌握DNA的复制过程，理解半保留复制的含义，在此基础上牢固把握如下思路：一个DNA的两条链，无论该DNA复制多少次，总是进入两个DNA分子中去。
【精讲精析】 首先应看懂图解，知道轻、中、重三种DNA分子划分的标准，然后回顾DNA分子复制过程，根据题意复制结果可以表示如下：
据图可以明显地看出，G0代 ( http: / / www.21cnjy.com )的DNA分子全部是由含31P的脱氧核糖核苷酸组成的，是轻DNA分子；G1代每一个DNA分子中，一条是含31P的母链，一条是含32P的子链，是中DNA分子；G2代共4个DNA分子，有2个DNA分子的一条链含31P，另一条链含32P，是中DNA分子，另2个DNA分子的两条链都含32P，是重DNA分子。
【答案】 (1)A B D
(2)0∶2∶2 (3)31P 31P和32P
(4)半保留复制 遗传特性
关于DNA复制的计算
【问题导思】
①DNA分子复制时，两条母链是否消耗原料？
②DNA分子复制时，碱基、脱氧核糖核苷酸、DNA链和DNA分子总数在数量上的变化有什么规律？
1．一个DNA分子复制n次
(1)复制至n代，DNA分子总数为2n。
(2)n代的DNA分子中，含原DNA母链的DNA分子有2个，占2/2n＝1/2n－1。
(3)n代DNA分子中，含原DNA母链的单链有2条，占全部单链的＝。
2．胸腺嘧啶(T)只存在于DNA中，在研究细胞周期中DNA的复制时间时，可用放射性同位素标记T作为标志。
3．若在双链DNA分子中含胸腺嘧啶(T)a个，占全部碱基的比例为b，则其一条链中含T的最大比例为2b。
4．若某DNA分子含某种碱基x个 ( http: / / www.21cnjy.com )，复制一次，需要加入含该碱基的脱氧核糖核苷酸x个，复制n次，则需要加入含该碱基的脱氧核糖核苷酸分子数为(2n－1)x。
解决DNA分子复制相关计算的注意事项
1．分析被标记DNA分子所占的比例 ( http: / / www.21cnjy.com )时，应注意求的是DNA分子数，还是脱氧核糖核苷酸链数；看准是“含”还是“只含”；还应注意培养液中化学元素的不同。
2．在计算消耗脱氧核糖核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制。
某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸分子个数为( )
A．330 B．660
C．990 D．1 320
【审题导析】 解答本题应遵循以下步骤：
(1)根据碱基总数及A＋T所占比例求出胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的个数。
(2)DNA片段复制2次，共得到子代DNA的个数为4。
(3)代入公式(2n－1)x，可得正确答案。
【精讲精析】 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个。复制2次后共有4个DNA片段，其中相当于3个是新合成的，所以需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸分子个数为330×3＝990。
【答案】 C
本 课 知 识 小 结
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结 论 语 句
1．DNA分子的复制是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程；发生在细胞有丝分裂的间期和减数分裂间期。
2．DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核糖核苷酸作原料以及酶和能量。
3．细胞核是DNA复制的主要场所，此外还有线粒体、叶绿体等。
4．DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。
1．山羊细胞中，DNA进行复制的场所是( )
A．细胞核和细胞质 B．细胞核和线粒体
C．线粒体和核糖体 D．细胞核和核糖体
【解析】 山羊细胞的DNA主要在细胞核的染色体上，少量在线粒体中。
【答案】 B
2．(2013·济南高一期末)将一 ( http: / / www.21cnjy.com )个DNA分子进行标记，让其连续复制三次，在最后得到的DNA分子中，被标记的DNA链占DNA总链数的( )
A．1/32 B．1/16
C．1/8 D．1/4
【解析】 标记了一个DNA分子之后，就 ( http: / / www.21cnjy.com )等于标记了两条DNA链。那么，无论复制多少次，被标记的总是这两条链，所以本题的计算方法是用2除以最后得到的总的DNA链数，即2÷16＝1/8。
【答案】 C
3．(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】 在DNA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
4．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】 注意题中的信息，模板为另一条母链，所以复制后得到的碱基排列顺序应该和这条母链相同。
【答案】 B
5．(2013·潍坊高一期末)根据下图回答问题。
(1)该图表示的生理过程是________，该过程主要发生在细胞的________部分。
(2)图1、2、3、4、5分别是________________。
(3)假如经过科学家的测 ( http: / / www.21cnjy.com )定，A链上的一段脱氧核糖核苷酸序列(M)中的A∶T∶C∶G为2∶1∶1∶3，能不能说该科学家的测定是错误的？________，原因是___________。
(4)如果以A链上的M为模板复制的B′链中的碱基比例应该为_____________。
【解析】 图示为DNA复制过程，DNA的 ( http: / / www.21cnjy.com )复制过程主要发生在细胞核中。复制时，以DNA的两条链为模板，按照碱基互补配对原则分别合成子代DNA分子。在双链DNA分子中A＝T，G＝C，但其中一条链上不存在此规律。
【答案】 (1)DNA复制 细胞核 (2)A、T、C、C、T (3)不能 在单链中不一定是A＝T，G＝C
(4)A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶1
一、选择题
1．下列有关DNA复制的叙述，不正确的是( )
A．DNA在复制过程中可能会发生差错
B．DNA的复制过程是先解旋后复制
C．DNA的复制通常发生在细胞分裂间期
D．DNA复制过程需要DNA聚合酶
【解析】 DNA的复制过程是边解 ( http: / / www.21cnjy.com )旋边复制；DNA复制通常发生在细胞分裂间期；需要DNA聚合酶等；一般情况下，子代DNA与亲代DNA保持一致，也有可能发生差错。
【答案】 B
2．(2013·泰安高一检测)下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B. DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C. DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制
D．单个脱氧核糖核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
【解析】 DNA的复制过程是在细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞有丝分裂的间期和减数分裂间期，随着染色体的复制而完成的，这是一个边解旋边复制的过程，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞内游离的四种脱氧核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。
【答案】 A
3．(2013·长春高一期末)DNA分子解旋是指( )
A．DNA分子中碱基对之间的氢键断裂
B．DNA分子完全水解
C．DNA分子断裂
D．DNA分子不完全水解
【解析】 DNA分子两条链上的碱基是通过氢键连接起来的，故解旋是断开DNA分子中碱基对之间的氢键。
【答案】 A
4．(2012·延安高一 ( http: / / www.21cnjy.com )期末)某双链DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有a个。该DNA在连续复制时，对所需要的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数目的叙述，不正确的是( )
A．在第一次复制时，需要(m－a)个
B．在第二次复制时，需要2(m－a)个
C．在第n次复制时，需要2n－1(m－a)个
D．不论复制多少次，需要胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数目等于DNA分子中的脱氧核糖数目
【解析】 DNA每次复制时，需要胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数目等于原有DNA分子中的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数目。
【答案】 D
5．一个DNA中有1 000个 ( http: / / www.21cnjy.com )碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，如果连续复制2次，参加到复制过程中的游离脱氧核糖核苷酸中的胞嘧啶的总数是( )
A．600 B．1 200
C．1 800 D．2 400
【解析】 该DNA分子中A＝2 ( http: / / www.21cnjy.com ) 000×20%＝400，而且A＝T，G＝C，因此该DNA分子中C为600个，DNA分子复制2次，相当于新合成了3个DNA分子，因此需消耗C为1 800个。
【答案】 C
6．(2013·济南高一检测)如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核糖核苷酸链。一般地说，下列说法错误的是( )
A．b和c的碱基序列互补
B．a和c的碱基序列互补
C．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与b链中同项比值相同
D．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与c链中同项比值相同
【解析】 由题图知，a链与d链互补，c链也与d链互补，故a与c链相同。
【答案】 B
7．某一个DNA的碱基总数中，腺嘌 ( http: / / www.21cnjy.com )呤为200个，复制数次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核糖核苷酸3 000个，则该DNA分子已经复制了几次( )
A．三次 B．四次
C．五次 D．六次
【解析】 每个DNA分子含有A 200个 ( http: / / www.21cnjy.com )，3 000个腺嘌呤脱氧核糖核苷酸是15 个DNA分子中所含有的总量，再加上亲代的一个DNA分子，总数是16个DNA分子。所以，共复制了四次，是第五代。
【答案】 B
8．一个被放射性元素标记双链DNA分子的噬菌体侵染细菌后，若此细菌破裂后释放出200个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的( )
A．1% B．2%
C．25% D．50%
【解析】 因DNA分子是半保留复 ( http: / / www.21cnjy.com )制，放射性元素所标记的双链DNA分子不论复制多少次，其两条链只能存在于两个DNA分子中，即只有两个噬菌体具有放射性，占总数的2/200。
【答案】 A
9．(2013·海南高一检测)如图为某 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5 000对，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是( )
A．复制时作用于①处的酶为解旋酶
B．复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸9 900个
C．④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D．子代中含15N的DNA分子占3/4
【解析】 复制时作用于①处的是DNA聚合 ( http: / / www.21cnjy.com )酶；该DNA分子中有碱基5 000对，总碱基数为10 000个，A＋T占碱基总数的34%，结合图可知G＋C占碱基总数的66%，则G＝C＝3 300(个)，复制2次，需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸3 300×4－3 300＝9 900(个)；④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；结合图可知子代中含15N的DNA分子应占DNA分子总数的1/4。
【答案】 B
10．(2013·泰安高一期末)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】 从图中可以看出有多 ( http: / / www.21cnjy.com )个复制起点，但由于复制环的大小不同，所以复制起始的时间有先有后；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；这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性，每次复制都可产生两个DNA分子，提高了效率。
【答案】 A
二、非选择题
11.
如图是DNA分子复制的图解，请据图回答下面的问题。
(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的碱基的__________，参与配对的物质是游离在周围的________。
(3)图中的[3]过程表 ( http: / / www.21cnjy.com )示形成两个新的________分子，这一过程包括子链中脱氧核糖核苷酸的______与______交互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)DNA复制，一般是严格的________复制，DNA复制的遗传学意义是为______在上下代之间的________准备了物质基础。遗传信息的传递使亲代生物的性状可在子代得到表现。例如(试举一例)________________________________________________________________________。
【解析】 此题考查DNA分子复制的条件 ( http: / / www.21cnjy.com )、过程及意义。DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等条件。复制产生的子代DNA与亲代DNA完全相同，保证了遗传信息准确地传给后代，保持了遗传信息的连续性。
【答案】 (1)解旋 解旋 (2)互补 ( http: / / www.21cnjy.com )配对 脱氧核糖核苷酸 (3)DNA 脱氧核糖 磷酸 螺旋 DNA聚合酶 (4)半保留 遗传信息 传递 子女长得像父母
12．(2013·南京高一期末检 ( http: / / www.21cnjy.com )测)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
组别 1组 2组 3组 4组
培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代数 多代 多代 一代 两代
培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代
操作 提取DNA并离心
离心结果 仅为轻带(14N/14N) 仅为重带(15N/15N) 仅为中带(15N/14N) 1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)
请分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过______代培养，且培养液中的______是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DN ( http: / / www.21cnjy.com )A离心结果，第________组结果对得到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分子的复制方式是________。
(3)分析讨论
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻” ( http: / / www.21cnjy.com )和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置________，放射性强度发生变化的是________带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ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DNA单链中的N尚有少部分为________。
【解析】 (1)要得到DNA ( http: / / www.21cnjy.com )中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过多代培养，并且培养液中15NH4Cl是唯一氮源。(2)从图表看，证明DNA分子的复制方式是半保留复制，第3组实验结果起到了关键作用，因为其离心后仅为中带(15N/14N)；作为对照，还需与第1组和第2组的结果进行比较。(3)①亲代DNA为15N/15N，原料为14N，离心的结果为“轻”(14N/14N)和“重”(15N/15N)，则“重带”DNA来自于亲代DNA，即B，这种复制方式没有发生母链与子链的重新组合，因而不是半保留复制。②判断DNA的复制方式主要是看子代DNA与亲代DNA的关系，实质是母链与子链是否发生重新组合，若将DNA双链分开离心，则不能判断DNA的复制方式。③在同等条件下，将子Ⅱ代继续培养(原料为14N)，密度带仍为两种，即轻带(14N/14N)和中带(15N/14N)，位置未发生变化，其中随着n的增加轻带的数量会逐渐增加，而中带不变，因而放射性强度发生变化的是轻带。④子Ⅰ代DNA的“中带”(15N/14N)比以往实验结果略宽，说明该实验结果中的“中带”不完全是15N/14N，有可能是新形成的子链(14N)中混有少量的15N。
【答案】 (1)多 15NH4Cl
(2)3 1 2 半保留复制
(3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻 ④15N
遗传物质
1.细胞生物的遗传物质
在具有细胞结构的生物体中，细胞内的核酸 ( http: / / www.21cnjy.com )有两种，即DNA和RNA。大量的实验证明，在这两种核酸共存的细胞生物的遗传过程中，真正控制遗传性状的是DNA，而不是RNA。
2．病毒的遗传物质
自然界中的病毒是一类无细胞结构的生物，它由 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质分子(衣壳)及核酸分子构成。然而，病毒中的核酸只有一种，即DNA或RNA，由此将病毒分为DNA病毒(如寄生在大肠杆菌体内的T2噬菌体)及RNA病毒(如SARS病毒)，这两类病毒在遗传时其性状均由各自的核酸控制，因此病毒的遗传物质应为DNA或RNA。
综合上述情况可知，生物的遗传物质为DNA和RNA。而由于自然界中绝大多数生物都以DNA作为遗传物质，故说DNA是主要的遗传物质。
1944年，美国科学家艾弗里和他的同事从S型活细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将它们分别加入培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加入了DNA的培养基中，R型细菌转化成了S型细菌，而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种转化。这一现象不能说明( )
A. S型细菌的性状是由其DNA决定的
B．在转化过程中，S型细菌的DNA未能进入到R型细菌的细胞中
C. DNA是遗传物质
D．蛋白质和多糖在该转化实验中，正好起了对照作用
【解析】 本题考查对肺炎 ( http: / / www.21cnjy.com )双球菌的转化实验的分析。对实验结果进行逻辑分析：只有加进了S型细菌DNA的培养基中，R型细菌才发生转化，表现出S型细菌的性状，这说明S型细菌的DNA肯定进入了R型细菌细胞中，实现了对其性状的控制，也说明DNA是遗传物质。加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，不发生这种转化，正好与DNA是遗传物质的转化实验形成了对照，同时也说明蛋白质等不是遗传物质。
【答案】 B
与DNA相关的规律与计算
1.DNA分子特性
DNA分子独特的双螺旋结构及严格的碱基互补配对原则，决定了DNA分子具有稳定性、多样性与特异性。
规律一：关于DNA分子的多样性，DNA碱基的 ( http: / / www.21cnjy.com )排列方式可用公式mn表示(m代表碱基的种类，n代表碱基对的数目)。这里特别要注意n代表的是碱基对，不是碱基数目。
规律二：关于同样长度的DNA分子稳定性大小的比较，G－C碱基对越多，稳定性越强。
2．碱基互补配对原则
(1)碱基互补配对
①双链DNA中
a．互补碱基的数量相等，即A＝T，C＝G。
b．不互补碱基的和相等(嘌呤数和嘧啶数相等)，即A＋G＝A＋C＝T＋G＝T＋C。
②两条链之间
a．互补碱基的比恒定，即(A1 ( http: / / www.21cnjy.com )＋T1)/(C1＋G1)＝(A2＋T2)/(C2＋G2)，且等于双链分子中该比值；双链分子中该比值反映了DNA分子的特异性。
b．不互补碱基的比互为倒数，即(A1＋C ( http: / / www.21cnjy.com )1)/(T1＋G1)＝(T2＋G2)/(A2＋C2)；双链DNA分子中该比值为1；双链DNA分子中该比值反映了生物的统一性。
(2)DNA多样性与碱基对之间的关系
DNA种类＝4碱基对数＝4单链碱基数。
3．半保留复制
规律一：DNA分子复制n次，共产生新DNA分子2n个，其中含原DNA分子链的DNA只有两个。
规律二：关于连续复制n次与第n次复制的计算。如果DNA分子中含有某碱基(如A)m个，则
①复制n次，需加入该碱基(如A)：(2n－1)·m个。
②第n次复制，需加入该碱基(如A)：2n－1·m个。
有100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸________个，这n次复制共需游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸________个。
A．40n－1 B．40n
C．40×2n－1 D．40×(2n－1)
【解析】 该DNA分子中共有10 ( http: / / www.21cnjy.com )0个碱基对即200个碱基，其中有C60个，则G也为60个，腺嘌呤A的个数为＝40(个)，则T也为40个。若复制n 次应产生2n个子代DNA，第n次需建新子链2n条，相当于个DNA，故应需胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸的个数为×40，即2n－1×40，若求共需腺嘌呤数，应为2n个子代DNA中腺嘌呤数减去2条模板链中的腺嘌呤数(即相当于一个DNA中的腺嘌呤数)，即为2n×40－40＝40×(2n－1)。
【答案】 C D
1．洋葱的遗传物质是( )
A．DNA B．RNA
C．DNA和RNA D．DNA或RNA
【解析】 虽然洋葱细胞内同时存在DNA和RNA，但起遗传物质作用的是DNA而不是RNA。
【答案】 A
2．下列关于遗传物质的说法，错误的是( )
①真核生物的遗传物质是DNA
②原核生物的遗传物质是RNA
③细胞核的遗传物质是DNA
④细胞质的遗传物质是RNA
⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A．①②③ B．②③④
C．②④⑤ D．③④⑤
【解析】 凡具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。甲型H1N1流感病毒的遗传物质是RNA。
【答案】 C
3．一个DNA分子中有腺嘌呤1 500个，腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3∶1，则这个DNA分子中含有脱氧核糖的数目为( )
A．2 000个 B．3 000个
C．4 000个 D．8 000个
【解析】 脱氧核糖的数目等 ( http: / / www.21cnjy.com )于脱氧核糖核苷酸的数目。由双链DNA中A＝T，G＝C，又A∶G＝3∶1，知A占碱基总数的3/8，则脱氧核糖总数为4 000个。
【答案】 C
4．某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧 ( http: / / www.21cnjy.com )啶之和占全部碱基的54%，其中α链上的碱基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则β链中腺嘌呤占该链上所有碱基的比例和β链中的胞嘧啶占整个DNA分子中所有碱基的比例分别为( )
A．24%、13% B．23%、27%
C．48%、26% D．22%、28%
【解析】 假设该DNA分子中 ( http: / / www.21cnjy.com )碱基总数为200个，则G＋C＝108(个)，又因G＝C，所以G＝C＝54(个)；已知Aα＝100×22%＝22(个)，Cα＝28(个)，又因Cα＋Cβ＝C，所以Cβ＝54－28＝26(个)，则β链中C占整个DNA分子中所有碱基的比例为26÷200＝13%。关于腺嘌呤的计算，因为T＝A＝(200－108)/2＝46(个)，Aβ＝46－22＝24(个)，则在β链中腺嘌呤占该链上所有碱基的比例为24%。
【答案】 A
5．(2013·济南期末)若DNA分子的一条链中(A＋T)/(C＋G)＝a，则其互补链中该比值为( )
A．a B．1/a
C．1 D．1－1/a
【解析】 画两条直线分别代表DNA分子的两 ( http: / / www.21cnjy.com )条单链(如图所示)，假设①链为已知链。将题设条件中碱基比的分母设为1，则(A＋T)/(C＋G)＝a中，C＋G＝1，A＋T＝a，则互补链②中T＋A＝a，G＋C＝1，即互补链中(A＋T)/(C＋G)＝a。
【答案】 A
6．已知双链DNA分子的一条单链中，(A＋G)/(T＋C)＝m，求解下列问题。
(1)在其互补链中，上述比值为________，据此可得出推论：__________________________________。
(2)在整个DNA分子中，上 ( http: / / www.21cnjy.com )述比值为________，据此可得出推论：___________________________________。
如果在一单链中，(A＋T)/(G＋C)＝n时，求解下列问题。
(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_______________________。
【解析】 (1)设DNA双链分 ( http: / / www.21cnjy.com )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，可按以下简图形式“直观地”求解。即：
由图可知，两条链“上、下”对应的碱基数相等。
故互补链中(T＋C)/(A＋G)＝m，即(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分子中的嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和”。
(3)根据以上分析可知，整个DNA分 ( http: / / www.21cnjy.com )子中有：Aa＋Ta＝Tb＋Ab，Ga＋Ca＝Gb＋Cb，所以有(Aa＋Ta)/(Ga＋Ca)＝(Tb＋Ab)/(Gb＋Cb)＝n。
(4)整个DNA分子中的Aa＝Tb ( http: / / www.21cnjy.com )，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值相同。
【答案】 (1) 在两条互补链中，嘌呤碱 ( http: / / www.21cnjy.com )基之和与嘧啶碱基之和的比值互为倒数关系 (2)1 在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和 (3)n
(4)n 在整个DNA分子中，与分子内任意一条链上的该比值相同