(共106张PPT)
第1节 DNA是主要的遗传物质
课前自主预习案
夯基提能 分层突破
强化落实 学业达标
高效课堂 实践运用
疑难解答 全程培优
课前自主预习案
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知
一、对遗传物质的早期推测
蛋白质
DNA
二、肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌的类型
有无荚膜 菌落特征 有无毒性
S型细菌 ____ 表_______ __
R型细菌 ___ 表______ ________
有
光滑
有
无
粗糙
无
2.肺炎链球菌转化实验的两个阶段
(1)格里菲思的体内转化实验
不死亡
死亡，分离出S型活细菌
不死亡
死亡，分离出S型活细菌
“转化因子”
(2)艾弗里的体外转化实验
R型细菌
DNA
三、噬菌体侵染细菌的实验
1．噬菌体的结构与代谢
蛋白质
DNA
寄生
2．实验方法：________________。
3．实验过程和现象
放射性同位素标记法
35S
32P
35S
32P
高
低
低
高
4．实验结果及结论
亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论
32P标记DNA ①____ ②____ ⑤____是遗传物质
35S标记蛋白质 ③____ ④____ 有
有
无
无
DNA
四、DNA是主要的遗传物质
1．RNA是遗传物质的实验证据
(1)烟草花叶病毒的组成
(2)侵染实验
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是________。
RNA
蛋白质
不感染病毒
感染病毒
RNA
2．DNA是主要的遗传物质
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是____的遗传物质。
主要
知识应用·强化落实——效果·检测·定向
一、连线
二、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。( )
2．格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。( )
3．艾弗里实验中S型菌的DNA加入R型菌的培养基上，最后生存的细菌都是S型菌。( )
提示：× 蛋白质高温变性的原因是空间结构遭到破坏，肽键依然存在，而双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应的实质是与肽键反应。
提示：× 格里菲思没有证明DNA是遗传物质，只证明了加热杀死的S型菌中含有某种转化因子。
提示：× 艾弗里实验中S型菌的DNA＋R型菌的培养基上生存的细菌不都是S型菌，大多数仍为R型菌。
夯基提能 分层突破
课程标准
概述DNA是主要的遗传物质
素养达成
1.掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论；掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论，体验探究生物遗传物质的实验思路。(科学探究)
2．分析比较本节三大实验的实验方法和实验结论。(科学思维)
3．查阅相关资料，深入理解“烟草花叶病毒的感染实验”，理解DNA是主要遗传物质的结论。(科学思维)
4．感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。(社会责任)
早在公元前3世纪，《吕氏春秋》中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种的性状能够保持相对稳定，那么决定这种遗传特性的物质到底是什么呢？
学习主题一 肺炎链球菌的转化实验
任务一 根据教材P43图3－2回答下列问题：
1．第一组和第二组实验对照能得到什么结论？
2．第二组和第三组实验对照能得到什么结论？
提示：R型细菌无毒性，S型细菌有毒性。
提示：加热能使S型细菌失去毒性。
3．从第四组的死亡小鼠中能分离出两种细菌吗？
4．四组实验中哪一组发生了细菌转化？对比之后，你能否得出DNA就是转化因子(遗传物质)的结论？
提示：能从死亡小鼠中分离出了S型活细菌和R型活细菌。
提示：第四组。不能，这只能得出“S型细菌含有能让R型细菌发生转化的转化因子”。
5．转化后的S型细菌与原来的S型细菌遗传物质完全相同吗？
提示：不完全相同，转化后的S型细菌含有R型细菌和S型细菌双方的遗传物质。
任务二 请根据教材P44图3－3思考下列问题：
1．哪组发生了R型菌的转化？发生转化的原因是什么？
2．在艾弗里第一组(S型细菌DNA和R型活细菌混合培养)实验中，所有R型细菌全部都转化为S型细菌吗？
提示：第一组到第四组；R型菌得到了S型菌的遗传物质。
提示：没有；大多数后代是R型细菌，因转化效率很低，只有少数R型细菌转化为S型细菌。
3．艾弗里在第五组实验中，设计了R型细菌与S型细菌提取物加DNA酶混合培养，分析设计该组实验的目的是什么？
提示：DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸，水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性，才能完成其功能。同时证明了DNA是遗传物质。
4.从对照实验设计角度分析：
(1)艾弗里实验的单一变量是什么？
(2)将可能作为“转化因子”的各种物质，分别进行实验的设计意图是什么？
5．第五组和第一组相对照，为什么能更有力地说明DNA是遗传物质？
提示：向R型细菌培养基中加入的S型细菌提取物及不同的酶。
提示：进行相互对照，可对实验结果进行对比分析，得出结论，同时可避免其他物质的干扰。
提示：第五组中的DNA酶将DNA水解，与第一组对照，能说明DNA是遗传物质。
任务三 请分析格里菲思的肺炎链球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系。
提示：格里菲思肺炎链球菌体内转化实验是艾弗里体外转化实验的基础，艾弗里体外转化实验是格里菲思体内转化实验的延伸。
任务四 艾弗里和他的同事在肺炎链球菌转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的实验设计思路是什么？
提示：在不同实验组中设置不同酶处理，将S型细菌提取物中的相应物质水解，从而排除该物质的作用。
1.DNA作为遗传物质的特点：
①具有稳定性；
②在细胞的生长和繁殖过程中能够精确地复制自己，使得前后代保持一定的连续性；
③能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；
④具有贮存大量遗传信息的能力。
2．对肺炎链球菌体内转化实验中细菌数量变化曲线的解读
在肺炎链球菌体内转化实验中，将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠体内S型活细菌、R型活细菌数量的变化情况如图所示：
(1)R型活细菌数量的变化
①ab段：小鼠体内还没有形成大量的抗R型活细菌的抗体，故该时间段内R型活细菌数量增多；
②bc段：小鼠体内形成大量的抗R型活细菌的抗体，致使R型活细菌数量减少；
③cd段：c点对应时间点之前，已有少量R型活细菌转化为S型活细菌，S型活细菌能降低小鼠的免疫力，使小鼠对R型活细菌的杀伤力减弱，导致R型活细菌大量繁殖，所以cd段R型活细菌数量增多。
(2)S型活细菌数量的变化
少量R型活细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型活细菌，S型活细菌有多糖类荚膜的保护，能在小鼠体内增殖，且随着小鼠免疫力的降低，小鼠对S型活细菌的杀伤力减弱，S型活细菌增殖加快、数目增加。
3.肺炎链球菌体内转化实验与体外转化实验的比较
项目 体内转化实验 体外转化实验
培养细菌 在小鼠体内 体外培养基
实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性对照 S型细菌各成分的作用进行对照
巧妙构思 将加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 用“酶解法”将细胞提取物中的某一物质分解、去掉、直接、单独地观察该种物质在实验中是否起作用
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； (2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸； (3)两个实验都遵循对照原则、单一变量原则 【重点笔记】
1．辨别两种不同类型的肺炎链球菌的方法
(1)显微观察：制作装片，光学显微镜下观察是否有荚膜，有荚膜的为S型细菌；无荚膜的为R型细菌。
(2)宏观观察：培养形成菌落，根据培养基中两种细菌不断增殖形成的菌落的形态进行区分，肉眼即可辨别，S型细菌形成的菌落表面光滑，R型细菌形成的菌落表面粗糙。
2．自变量控制中的“减法原理”
在对照实验中，与常态相比，人为去除某种影响因素称为“减法原理”。本实验中，第一组(不加酶)是对照组，第二至第五组(每组特异性去除了一种物质)是实验组。
3．加热的作用原理
蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80～100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
4．特别提醒
(1)这两个实验都不能说明DNA是主要的遗传物质。
(2)艾弗里实验的关键之处是在不同实验组中设置不同酶处理，将S型细菌提取物中的相应物质水解，从而排除该物质的作用。
(3)在格里菲思的实验中，导致小鼠死亡的真正原因是S型活细菌，而不是其DNA。
1．(合格考)肺炎链球菌的转化实验中，发现无致病性R型活细菌和被加热致死的有致病性S型细菌混合后，在小鼠体内找到了下列哪些类型的细菌( )
①有致病性R型细菌 ②无致病性R型细菌
③有致病性S型细菌 ④无致病性S型细菌
A．①② B．③④
C．②③ D．②④
答案：C
解析：S型细菌中存在某种转化因子，能将部分R型细菌转化为S型细菌，因此，无致病性R型活细菌和被加热致死的有致病性S型细菌混合后，在小鼠体内能找到无致病性R型细菌和有致病性S型细菌。
2．(合格考)如图所示，在肺炎链球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4号四支试管中，加入相应的物质，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是( )
A. 3和4 B．1、3和4
C．2、3和4 D．1、2、3和4
答案：D
解析：根据艾弗里的体外转化实验可知，1、3、4号试管中既有R型细菌又有S型细菌，2号试管只有R型细菌。因此，4支试管中都存在R型细菌。
3．(等级考)下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是( )
A．在转化实验中R型细菌全部转化为S型细菌
B．格里菲思的转化实验直接证明了DNA是遗传物质
C．艾弗里的转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
D．艾弗里的转化实验利用了自变量控制的减法原理
答案：D
解析：在转化实验中R型细菌有一少部分转化为S型细菌，A错误；格里菲思的转化实验证明了S型细菌中存在一种转化因子，可以把R型细菌转化成S型细菌，B错误；艾弗里的转化实验证明了DNA是遗传物质，C错误；在艾弗里的转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，利用了“减法原理”，D正确。
4．(等级考)某科研小组利用小鼠、R型和S型肺炎链球菌在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.该实验中细菌甲和乙分别对应R型细菌和S型细菌
B．经过步骤②后，鼠2血液中含有活菌甲和活菌乙
C．加热致死菌乙中的某种转化因子能使活菌甲转化成活菌乙
D．鼠5经过步骤⑤后死亡的原因是死菌甲中某种物质使活菌乙转化为活菌甲
答案：D
解析：注射活菌甲的鼠1存活，说明细菌甲无致病性，对应R型细菌；注射活菌乙的鼠4死亡，说明细菌乙有致病性，对应S型细菌，A正确；步骤②是将活菌甲与加热致死的细菌乙混合后注射到小鼠体内，结果鼠2死亡，将从鼠2体内分离出的活菌乙注射到鼠4体内，导致鼠4死亡，说明有部分活菌甲转化为活菌乙，且转化的性状能够遗传，因此鼠2血液中含有的活菌类型有甲和乙，B正确；结合对B选项的分析可推知：死菌乙中某种转化因子能使活菌甲转化成活菌乙，C正确；鼠5经过步骤⑤后死亡的原因是活菌乙能使鼠致死，活菌甲不具有致死效应，D错误。
学习主题二 噬菌体侵染细菌的实验
任务一 请你根据教材P45图3－6回答下列有关处理方法的问题：
1．两个实验中，为什么要分别用35S和32P标记噬菌体？为什么不能用14C或18O或3H进行标记？
提示：35S和32P可以分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，用不同的放射性同位素标记噬菌体，可以探究是何种成分侵染大肠杆菌。因为噬菌体的蛋白质和DNA中都含有C、H、O，结果无法区分，所以不能用这三种元素进行标记。
2．搅拌和离心的目的分别是什么？
3．请根据噬菌体的代谢特点，分析能否直接利用分别含放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体。
提示：搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体外壳，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
提示：不能。因为病毒无细胞结构，其体内缺少完整的独立生活的酶系统，专营活细胞内寄生生活，病毒在普通培养基上无法生存。
任务二 请你根据教材P45图3－6回答下列有关实验结果分析的问题：
1．两个分组实验的结果中，对放射性分布的描述是放射性“有、无”还是“高、低”？
2．噬菌体侵染大肠杆菌实验，除了能证明DNA是遗传物质外，还能得出哪些结论？
提示：高、低。
提示：本实验还能间接证明DNA是遗传物质的两个特点：①DNA使前后代保持一定的连续性(即DNA复制)；②DNA能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢过程和性状。
【重点笔记】
同位素标记法在噬菌体侵染细菌的实验中的应用分析
(1)用哪种标记元素。若用32P和35S，则分别标记了DNA和蛋白质，若用C、H、O等，则同时标记了DNA和蛋白质，无法将二者区分开。
(2)注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同，具体见下表：
噬菌体 细菌 子代噬菌体
DNA 32P 31P 32P(少数)、31P(全部)
蛋白质 35S 32S 32S
DNA和蛋白质 14C、3H、18O、15N 12C、1H、 16O、14N C、H、O、N的两种同位素都有
名师提醒
标记T2噬菌体的三个“不能”
(1)不能用培养基直接培养来获得含放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖，故应先通过培养获得含放射性同位素标记的大肠杆菌，再用这些大肠杆菌来培养T2噬菌体。
(2)不能用35S和32P标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性，不能确定是何种元素的放射性。
1.实验思路
S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，直接地、单独地观察它们各自的作用。
2．噬菌体侵染细菌的过程
3．噬菌体侵染细菌实验过程、现象及结论
项目 实验组别 一 二
实 验 过 程 ①标记大肠杆菌 含35S标记的培养基＋无标记的大肠杆菌→含35S标记的大肠杆菌 含32P标记的培养基＋无标记的大肠杆菌→含32P标记的大肠杆菌
②标记噬菌体 无标记的T2噬菌体→侵染含35S标记的大肠杆菌→含35S标记的T2噬菌体 无标记的T2噬菌体→侵染含32P标记的大肠杆菌→含32P标记的T2噬菌体
③噬菌体侵染细菌 含35S标记的T2噬菌体＋无标记的大肠杆菌→混合培养(搅拌后离心) 含32P标记的T2噬菌体＋无标记的大肠杆菌→混合培养(搅拌后离心)
实验结果 上清液放射性很高，沉淀物放射性很低 上清液放射性很低，沉淀物放射性很高
实验分析 T2噬菌体侵染大肠杆菌时，含32P标记的T2噬菌体DNA进入了大肠杆菌体内，而含35S标记的T2噬菌体蛋白质外壳并未进入大肠杆菌体内 结论 直接证明：DNA是T2噬菌体的遗传物质 间接证明：①DNA能够自我复制，使生物体前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；②DNA能控制蛋白质的生物合成，从而控制生物体的代谢和性状 4.噬菌体侵染细菌实验的三次涉及大肠杆菌、两个关键环节
(1)三次涉及大肠杆菌
(2)两个关键环节——“保温”与“搅拌”
①保温时间要合适——T2噬菌体被32P标记的一组实验中，保温时间过短或过长都会使上清液中放射性偏高：a.保温时间过短，含32P标记的T2噬菌体DNA没有进入大肠杆菌；b.保温时间过长，大肠杆菌裂解，释放出了组装好的子代T2噬菌体，离心后子代T2噬菌体分布于上清液中。
②搅拌要充分——搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体、蛋白质外壳与大肠杆菌分离，搅拌不充分，35S标记的T2噬菌体及蛋白质外壳没有和大肠杆菌分离而随大肠杆菌到了沉淀物中，这样会造成沉淀物放射性偏高。
1．(合格考)有关32P标记的T2噬菌体侵染细菌的实验，叙述正确的是( )
A．该实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
B．搅拌的目的是让上清液析出重量较轻的T2噬菌体
C．离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
D．保温时间过长或过短都会导致上清液放射性偏高
答案：D
解析：噬菌体是病毒，不能在培养基上独立生存，因此不能用含32P的培养基直接标记噬菌体，应该先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用被32P标记的大肠杆菌培养噬菌体，A错误；噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离；离心的目的是使培养液分层，形成上清液和沉淀物，B、C错误；用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，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，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高，D正确。
2．(合格考)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，进行了如下实验：
①用32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌；
②用未标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌；
③用3H标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。
一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是( )
A．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液
B．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
C．沉淀物、上清液、沉淀物
D．上清液、上清液、沉淀物和上清液
答案：B
解析：在该实验中，沉淀物的主要成分是细菌，上清液的主要成分为噬菌体外壳。①用32P只能标记噬菌体的DNA，在该实验中，噬菌体的DNA会进入细菌体内，放射性主要出现在沉淀物中；②直接标记细菌，放射性主要出现在沉淀物中；③用3H可以标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，在该实验中，噬菌体的蛋白质外壳不会进入细菌体内，而DNA进入细菌体内，故放射性会同时出现在上清液和沉淀物中。
3．(等级考)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是( )
A．实验中可用15N代替32P标记DNA
B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
答案：C
解析：N在噬菌体外壳蛋白与DNA中都存在，本实验要标记DNA的特有元素，故不能用15N代替32P，A错误；噬菌体外壳蛋白是由噬菌体的遗传物质编码的，B错误；噬菌体侵染大肠杆菌后，以自身DNA为模板，利用大肠杆菌中的4种脱氧核苷酸为原料，合成子代DNA，C正确；本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
4．(等级考)(不定项)下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述，不正确的是( )
A．将噬菌体接种在含有32P的培养基中可获得32P标记的噬菌体
B．与被标记的噬菌体混合的细菌也要用放射性同位素标记
C．实验一中，培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量
D．实验二中，培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量
答案： ABC
解析：噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此将噬菌体接种在含有32P的培养基中不能获得32P标记的噬菌体，A错误；与被标记的噬菌体混合的细菌不能用放射性同位素标记，B错误；实验一中，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，经过搅拌后与细菌分开，再经过离心后分布在上清液中，因此培养时间过短不会影响上清液中放射性物质的含量，C错误；实验二中，培养时间过长会导致子代噬菌体释放，会影响上清液中放射性物质的含量，D正确。
学习主题三 DNA是主要的遗传物质
任务一 病毒中分别有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基？病毒的遗传物质是否都是RNA
提示：一种、四种、一种和四种；不一定，如噬菌体的遗传物质是DNA。
任务二 细胞中含有几种核酸、核苷酸、五碳糖及碱基？细胞核中的遗传物质是DNA，那么细胞质中的遗传物质是DNA还是RNA
提示：两种、八种、两种和五种；细胞质中的遗传物质也是DNA。
任务三 为什么说DNA是主要的遗传物质？
提示：因为大部分生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。
任务四 小麦根尖细胞中的“核酸”和“遗传物质”是否含义相同？为什么？
提示：不相同，因为小麦根尖细胞中有DNA和RNA两种核酸，但遗传物质仅指DNA。
任务五 HIV和噬菌体中的碱基种类有何区别？
提示：HIV中含尿嘧啶(U)，不含胸腺嘧啶(T)，而噬菌体中含胸腺嘧啶(T)，不含尿嘧啶(U)。
【重点笔记】
1．对“DNA是主要的遗传物质”的理解
“DNA是主要的遗传物质”是对整个生物界而言的。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数病毒(RNA病毒)的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。对某一生物来说，其遗传物质只能是一种，即DNA或RNA。
2．误区警示
遇到判断生物的遗传物质的试题时，需要注意问题的角度：看清是问哪一种或哪一类生物的遗传物质还是问整个生物界生物的遗传物质。如果是某种生物，那么其遗传物质是DNA或RNA。有细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA，只有RNA病毒的遗传物质才是RNA。而整个生物界生物的遗传物质则主要是DNA。
1．不同生物的遗传物质
生物 细胞生物 非细胞生物 类型 真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒
实例 真菌、原生生物、所有动植物 细菌、蓝细菌、放线菌等 噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等 HIV、SARS病毒、烟草花叶病毒等
核酸种类 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA
遗传物质 DNA DNA DNA RNA
结果：绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA 结论：DNA是主要的遗传物质 2.生物的遗传物质总结
(1)生物的遗传物质是DNA或RNA。
(2)既含有DNA，又含有RNA的生物和只含有DNA的生物，其遗传物质是DNA。
(3)只含RNA的病毒中，RNA才作为遗传物质。
(4)由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
(5)染色体不是遗传物质，但却是遗传物质的主要载体。
3．探究遗传物质的三种方法
1．(合格考)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．酵母菌的遗传物质主要是DNA
C．艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA
D．病毒的遗传物质是DNA或RNA
答案：D
解析：具有细胞结构的生物遗传物质都是DNA，不具有细胞结构的病毒的遗传物质是DNA或RNA，一种生物体内的核酸可能有两种，但遗传物质只有一种。
2．(等级考)下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是( )
A．红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲
C．加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合培养后可分离出S型活细菌
D．用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性
答案：B
解析：红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1，并不能直接证明核酸是遗传物质，A错误；病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲，可证明RNA(核糖核酸)是遗传物质，B正确；加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合培养后可分离出S型活细菌，只能证明加热杀死的S型细菌中含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”，并不能证明该转化因子是何种物质，C错误；用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性，由于外壳蛋白没有进入大肠杆菌细胞内，不能证明遗传物质是何种成分，D错误。
强化落实 学业达标
网络建构
主干落实
1.S型肺炎链球菌有荚膜，有毒；R型肺炎链球菌无荚膜，无毒。
2．在肺炎链球菌转化实验中，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。
3．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。
4．肺炎链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。
5．烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
6．由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质。
高效课堂 实践运用
1.探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( )
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息
答案：C
解析：不同生物的蛋白质在结构上存在差异，蛋白质的不同结构可能对应不同的遗传信息，A正确；作为遗传物质，要能控制生物的性状，而蛋白质与生物的性状密切相关，B正确；蛋白质的热稳定性没有DNA高，且不能自我复制，C错误；作为遗传物质要能储存大量的遗传信息，而蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息，D正确。
2．肺炎链球菌的转化实验中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是( )
A．R型细菌和S型细菌 B．R型细菌和R型细菌
C．S型细菌和S型细菌 D．S型细菌和R型细菌
答案：A
解析：肺炎链球菌转化实验证明已经加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
3．在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体外壳蛋白质合成的描述中，正确的是( )
A．氨基酸原料和酶来自细菌
B．氨基酸原料和酶来自噬菌体
C．氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体
D．氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌
答案：A
解析：噬菌体属于病毒，没有细胞结构，在侵染细菌的过程中，噬菌体在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的核糖体、酶和氨基酸原料等合成自身的组成成分，实现大量增殖。
4．下列有关生物的遗传物质的叙述，错误的是( )
A．真核生物的遗传物质是DNA
B．原核生物的遗传物质是RNA
C．病毒的遗传物质是DNA或RNA
D．没有哪一个实验能证明DNA是主要的遗传物质
答案：B
解析：真核生物的遗传物质是DNA，A正确；原核生物的遗传物质是DNA，B错误；病毒只含有一种核酸，其遗传物质是DNA或RNA，C正确；DNA是主要的遗传物质是多个实验综合分析得出的，D正确。
5．下图表示科研人员探究烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程，由此可以判断( )
A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质没有进入烟草细胞中
C．侵入烟草细胞的RNA含有A、T、G、C四种碱基
D．RNA是TMV的主要遗传物质
答案：A
解析：从图示可知，水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA，A正确；能将TMV的蛋白质接种到正常烟草叶片细胞内，即TMV的蛋白质进入了烟草细胞中，B错误；RNA含有A、U、G、C四种碱基，C错误；本实验证明RNA是TMV的遗传物质，而不能证明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。
6．(不定项)用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述正确的是( )
A．离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
B．沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA
C．上清液具有放射性的原因是保温时间过长
D．噬菌体遗传特性的传递过程中起作用的是DNA
答案： ABD
解析：由题干“在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%”可知，被侵染的大肠杆菌还没有裂解，故离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中，A正确；32P标记的是噬菌体的DNA，故沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA，B正确；该实验中上清液具有放射性的原因是保温时间过短，有部分标记的噬菌体还未来得及侵染大肠杆菌，C错误。
7．下图是赫尔希和蔡斯做的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分图解，请回答下列问题：
(1)35S标记的是噬菌体的_____________，对该噬菌体进行标记的具体方法步骤是_________________________________________________________
_______________。
(2)正常情况下，上清液的放射性____ (填“高”或“低”)；如果搅拌不充分，会导致________出现放射性。
(3)噬菌体侵染细菌之后，合成子代噬菌体需要噬菌体提供的___________和细菌提供的________________。(选填“DNA模板”、“脱氧核苷酸”、“氨基酸”)
(4)图中所示实验并不能证明噬菌体的遗传物质是DNA，要证明噬菌体的遗传物质是DNA，还需要设置另外一组实验，即用____标记的噬菌体侵染大肠杆菌，预测在正常情况下该组实验中放射性较高的部位是________(填“上清液”或“沉淀物”)。
蛋白质(外壳)
先用含有放射性同位素35S的培养基培养大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌培养噬菌体
高
沉淀物
DNA模板
脱氧核苷酸、氨基酸
32P
沉淀物
解析：(1)仅在T2噬菌体的蛋白质中含有硫元素，所以35S标记的是噬菌体的蛋白质(外壳)；噬菌体专营寄生生活，不能用普通的培养基对其进行培养，所以对该噬菌体进行标记的具体方法步骤是：先用含有放射性同位素35S的培养基培养大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌培养噬菌体。(2)噬菌体侵染细菌过程中，35S标记的蛋白质外壳不进入细菌细胞中，而是留在外面，所以正常情况下，上清液的放射性高；如果搅拌不充分，留在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳将随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中，会导致沉淀物中的放射性较高。(3)噬菌体侵染细菌之后，合成子代噬菌体需要噬菌体提供的DNA模板和细菌提供的脱氧核苷酸、氨基酸(作为合成噬菌体DNA和蛋白质的原料)。(4)图中所示实验只能证明噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳不进入细菌细胞而留在外面，并不能证明噬菌体的遗传物质是DNA。要证明噬菌体的遗传物质是DNA，还需要设置另外一组实验，即用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌；由于噬菌体侵染细菌过程中，32P标记的噬菌体的DNA会进入细菌细胞，在其指导下合成子代病毒，因此可预测在正常情况下该组实验中放射性较高的部位是沉淀物。
疑难解答 全程培优
教材第42页 【问题探讨】
1．提示：遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制，准确地传递给下一代等。
2．提示：答案并不唯一，只要提出正确的思路即可。
教材第46页 【思考·讨论】
1．提示：细菌和病毒作为实验材料，具有的优点：(1)个体小，结构简单，容易看出因遗传物质改变而导致的生物的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构。(2)繁殖快，细菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
2．提示：从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。
3．提示：艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术等。科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
教材第47页 【练习与应用】
一、概念检测
1．D 枯草杆菌的遗传物质是DNA，DNA是使估草杆菌产生稳定遗传的物质，故只有将提取的枯草杆菌的DNA加入培养基中，才能获得活的能合成组氨酸的枯草杆菌。
2．A T2噬菌体由DNA和蛋白质组成。噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌的细胞中。赫尔希和蔡斯的实验很明确地表明遗传物质是DNA。
二、拓展应用
1．提示：实验表明，噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌体内的是噬菌体的DNA，而噬菌体的蛋白质外壳却留在细胞外。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成噬菌体的蛋白质外壳的。
2．提示：肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验表明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：①具有相对的稳定性；②能够准确地自我复制，使亲子代之间保持遗传的连续性；③能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；④能够产生可遗传的变异。(共79张PPT)
第2节 DNA的结构
课前自主预习案
夯基提能 分层突破
强化落实 学业达标
高效课堂 实践运用
疑难解答 全程培优
课前自主预习案
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1．构建者：____________。
2．构建过程
沃森和克里克
脱氧核苷酸
DNA衍射图谱
A＝T，
G＝C
T
G
3．新模型的特点及意义
(1)特点：A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有__________。
(2)意义
①能解释___________的数量关系。
②能解释DNA的____。
③模型与X射线衍射照片完全相符。
恒定的直径
A、T、G、C
复制
二、DNA的结构
1．结构图示
2．图示解读
基本组成元素 ____________
组成物质 ①______，②_________，③______
基本组成单位 ④_____________，共4种
整体结构 由两条链按__________的方式盘旋成双螺旋结构
结构特点 外侧 由________和______交替连接组成基本骨架
内侧 碱基之间通过氢键连接；遵循____________原则，即T(_________)一定与⑥________配对，C(________)一定与⑦________配对
C、H、O、N、P
碱基
脱氧核糖
磷酸
脱氧核苷酸
反向平行
脱氧核糖
磷酸
碱基互补配对
胸腺嘧啶
腺嘌呤
胞嘧啶
鸟嘌呤
知识应用·强化落实——效果·检测·定向
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中，碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。( )
2．组成DNA分子的基本单位是4种脱氧核苷酸，其中所含的碱基是A、U、G、C。( )
√
提示：× U(尿嘧啶)只在RNA中含有，DNA中特有的是T(胸腺嘧啶)。
3．在DNA中一定存在如下关系：C＝T，A＝G。( )
4．双链DNA中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。( )
提示：× 在DNA分子双链上，A和T配对，C与G配对，一定存在的关系：A＝T，G＝C。
提示：× 双链DNA中大多数磷酸与2个五碳糖连接，但位于末端的磷酸只与1个五碳糖连接。
夯基提能 分层突破
课程标准
概述DNA是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息
搜集DNA结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流
制作DNA双螺旋结构模型
素养达成
1.了解科学家构建模型的研究历程，领悟模型建构在研究中的应用，体会持之以恒的科学精神。(社会责任)
2．通过动手制作模型，培养观察能力、动手能力及空间想象能力等，形成结构与功能观。(科学探究)
3．理解并掌握DNA的结构特点，掌握有关的计算规律。(科学思维)
你知道冷泉港实验室吗？美国冷泉港实验室被誉为世界生命科学的圣地与分子生物学的摇篮，如今约有300位研究人员在冷泉港实验室从事科研工作。曾任冷泉港实验室负责人的沃森是DNA双螺旋结构的发现者之一，诺贝尔奖得主。请思考：沃森发现的DNA双螺旋结构与图中的结构一样吗？
学习主题一 DNA的结构
任务一 仔细阅读教材P48～49沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的过程，探究下列问题：
1．DNA的两条单链是由位于内侧的碱基连接而成还是由“脱氧核糖—磷酸”的基本骨架连接而成？请结合以下资料，判断模型1、模型2中哪一个是科学的？
资料一 嘌呤和嘧啶碱基具有疏水性，脱氧核糖和磷酸具有亲水性。
资料二 生物膜的流动镶嵌模型
请判断：在科学的模型下画“√”，反之画“×”。
×
√
2．两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？请结合以下资料进行分析：
资料三 DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。
资料四 嘌呤和嘧啶的分子结构图
结论： 。
提示：不是相同的碱基两两相连，应是嘌呤与嘧啶相连
任务二 请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？
结论： 。
A与T配对，G与C配对
DNA雕
1.DNA分子的结构层次
2．DNA的结构及特点
(1)DNA单链：脱氧核苷酸分子连接成脱氧核苷酸链(如上图)。
(2)DNA双链：两条脱氧核苷酸单链以氢键相连形成(如上图)。
①数量关系
a：每个DNA分子片段中，游离磷酸基团有2个。
b：脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数。
c：A—T碱基对有2个氢键，G—C碱基对有3个氢键。
②位置关系
a：单链中相邻碱基间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。
b：互补链中相邻碱基间通过氢键相连。
③化学键
氢键：连接互补链中相邻碱基的化学键。
磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键。
④DNA初步水解的产物是脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
【重点笔记】
1．利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构
五种元素：C、H、O、N、P。
四种碱基：A、G、C、T。
三种小分子：脱氧核糖、磷酸、碱基。
二条长链：脱氧核苷酸双链。
一种空间结构：规则的双螺旋结构。
2．“三看法”判断DNA结构
一看：每条链成键位置是否正确，正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的脱氧核糖的5号碳原子上的磷酸基团与相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的3号碳原子之间。
二看：两条单链是否反向平行。
三看：碱基之间是否遵循碱基互补配对原则。
1．(合格考)在DNA的一条单链中，相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来的( )
A．氢键
B．—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
C．肽键
D．—磷酸—脱氧核糖—磷酸—
答案：B
解析：在DNA的一条单链中，相邻碱基之间的连接是脱氧核苷酸之间的连接，故相邻的碱基A与T之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”彼此连接起来的。
2．(合格考)组成DNA的五碳糖、含氮碱基、脱氧核苷酸的种类数依次是( )
A．1、2、4 B．2、4、4
C．1、4、4 D．2、4、8
答案：C
解析：组成DNA的五碳糖、含氮碱基、脱氧核苷酸的种类数依次是1、4、4。
3．(等级考)DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是( )
A．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同
B．不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同
C.不同人体内的DNA的空间结构不同
D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
答案： BD
解析：该DNA含有四种碱基，且A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，因此与⑤有关的碱基对一定是A—T，与③有关的碱基对一定是G—C，但无法确定③⑤具体是哪一种碱基。DNA的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的，应为图中的①②。①中特有的元素是P，③中特有的元素是N，而C并不是②所特有的，③中也含有C。
4．(等级考)(不定项)下面为含有四种碱基的DNA的结构示意图，对该图描述正确的是( )
A．③有可能是碱基A
B．②和①相间排列，构成DNA分子的基本骨架
C．①②③中特有的元素分别是P、C和N
D．与⑤有关的碱基对一定是A—T
答案：B
解析：该DNA含有四种碱基，且A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，因此与⑤有关的碱基对一定是A—T，与③有关的碱基对一定是G—C，但无法确定③⑤具体是哪一种碱基。DNA的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的，应为图中的①②。①中特有的元素是P，③中特有的元素是N，而C并不是②所特有的，③中也含有C。
学习主题二 制作DNA双螺旋结构模型及碱基比率的计算
任务一 以下为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，请找出图中的错误有几处？分别是什么？
提示：4处；核糖应是脱氧核糖、碱基U应为T、磷酸二酯键的连接位置及C、G间氢键数错误。
任务二 结合DNA双螺旋结构模型的特点思考下列问题：
1．为什么DNA中嘌呤和嘧啶数量相等？
提示：碱基互补配对原则中，A总是和T配对，G总是和C配对，所以A＝T，G＝C，A＋G＝C＋T。
2．为什么“A＋T”或“G＋C”在整个双链上所占的比例与在每一条单链上所占的比例相等？
提示：设在双链DNA中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，T1＝A2，所以另一条链上：T2＋A2＝n%，整个DNA中：A＋T＝n%。
3．如果一条链上＝m，则其互补链上比值是多少？
提示：双链DNA的一条链上：＝m，因为＝＝m，所以互补链上＝。
4．DNA中共有4种类型的碱基对，若某个DNA具有n个碱基对，则该DNA可能有多少种排列方式？
提示：4n种。
5．运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链DNA中，(A＋G)/(C＋T)的值相同吗？在DNA的一条链中是否存在同样的规律？
提示：①相同。在双链DNA中，由于A＝T，G＝C，所以嘌呤数等于嘧啶数，即A＋G＝T＋C，可得(A＋G)/(T＋C)＝1，因此双链DNA中(A＋G)/(T＋C)的值相同。②在单链DNA中不存在同样的规律，因为A与T，G与C不一定相等。
6．DNA的两条链之间，哪些比例是相等的？哪些比例互为倒数？
提示：能配对的两个碱基之和所占的比例，即(A＋T)或(G＋C)在每条链上占的比例。
或在互补链上的比值互为倒数。
【重点笔记】
1．三步解决DNA中有关碱基比例的计算
第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA碱基的比例，还是占DNA一条链上碱基的比例。
第二步：画一个DNA模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。
第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
2.碱基数量计算的两个易错点
(1)看清单双链：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例。
(2)看清“个”或“对”：题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基。
3．关于碱基含量计算的“两点两法”
(1)“两点”为两个基本点。
①A与T配对，G与C配对(A—T，G—C)。
②双链DNA中，嘌呤总数＝嘧啶总数＝1/2碱基总数(A＋G＝T＋C)。
(2)“两法”为双链法和设定系数法。
①用两条直线表示DNA的双链结构即双链法。
②设定系数法即设定一个系数来表示碱基的总数或碱基的数目。
1.DNA双螺旋结构模型设计制作流程
(1)制作脱氧核苷酸模型
按照每个脱氧核苷酸的结构组成，挑选模型零件，组装成若干个脱氧核苷酸。
(2)制作脱氧核苷酸长链模型
按照一定的碱基排列顺序，将若干个脱氧核苷酸依次连起来，组成一条脱氧核苷酸长链。在组装另一条脱氧核苷酸长链时，方法相同，但要注意两点：一是两条长链的脱氧核苷酸数目必须相同；二是两条长链并排时，必须保证碱基之间能够相互配对，不能随意组装。
(3)制作DNA平面结构模型
按照碱基互补配对原则，将两条脱氧核苷酸长链连接起来。
(4)制作DNA的立体结构(双螺旋结构)模型
把DNA平面结构旋转一下，即可得到DNA双螺旋结构模型。
2．碱基互补配对原则
A－T，G－C，如图所示：
3．有关推论
(1)规律一：一个双链DNA中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即“嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数”。
注意：一个双链DNA中，A＋T与C＋G不一定相等，而且一般都不相等。
(2)规律二：在双链DNA中，A＋T或C＋G在全部碱基中所占的比例等于其任何一条单链中A＋T或C＋G所占的比例。
由图知：A1＋T1＋G1＋C1＝m，A2＋T2＋G2＋C2＝m，整个双链DNA上的碱基总数为2m。
因为A1＝T2、T1＝A2，则A1＋T1＝A2＋T2
A＋T＝(A1＋T1)＋(A2＋T2)
＝＝。
(3)规律三：在DNA双链中，一条单链的的值与另一条互补单链的的值互为倒数关系。简记为“不配对的碱基和之比在两条单链中互为倒数”。
注意：在整个DNA中该比值等于1。
(4)规律四：DNA双链中，一条单链的的值，与另一条互补链的的值是相等的，也与整个DNA中的的值是相等的。
注意：综合规律三、四可简记为“补则等，不补则倒”。
(5)规律五：不同生物的DNA中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A＋T)/(C＋G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA的特异性。
(6)规律六：若＝b%，则＝%。
(7)规律七：若已知A在双链中所占的比例为c%，则A1在单链中所占的比例无法确定，但最大值为2c%，最小值为0。
4．双链DNA中碱基数量关系的归纳
(1)碱基互补配对原则的应用：在双链DNA中，四种碱基的比例和为1。
(2)A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T＝A＋C＝G＋T＝总碱基数的1/2。
(3)互补碱基之和的比值[(A＋T)/(C＋G)]在已知链、互补链和整个DNA分子中相等；非互补碱基之和的比值[如(A＋C)/(T＋G)]在已知链与互补链间互为倒数，在整个DNA分子中该比值为1。
(4)在一个双链DNA中，某种碱基的比例等于其在每条链上所占比例的平均值。
1．(合格考)构建DNA双螺旋结构模型时，下列“部件”之间连接正确的是( )
答案：B
解析：两个脱氧核苷酸之间连接的化学键是磷酸二酯键，不在磷酸基团和磷酸基团之间，故A错误、B正确；脱氧核苷酸中间是脱氧核糖，磷酸基团和碱基在脱氧核糖的两侧，故C、D错误。
2．(合格考)某双链DNA一条链上(A＋T)/(G＋C)的值为0.3，则在整个DNA中A∶T∶G∶C为( )
A．1∶1∶1∶1 B．2∶2∶3∶3
C．3∶3∶10∶10 D．10∶10∶3∶3
答案：C
解析：某双链DNA一条链上(A＋T)/(G＋C)的值为0.3，则另一条链上(A＋T)/(G＋C)的值也为0.3。又因A＝T、C＝G，故在整个DNA中A∶T∶G∶C＝3∶3∶10∶10，C正确。
3．(合格考)甲生物核酸的碱基组成为嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基组成为嘌呤占34%、嘧啶占66%，则甲、乙生物可能是( )
A．发菜、变形虫 B．玉米、T2噬菌体
C．硝化细菌、绵羊 D．乳酸菌、SARS病毒
答案：D
解析：甲生物核酸的碱基组成中嘌呤数不等于嘧啶数，可能是含有DNA和RNA，也可能是只含有RNA一种核酸；乙生物遗传物质的碱基组成中嘌呤数不等于嘧啶数，说明只含有RNA，而上述答案中，只有D中SARS病毒的遗传物质是RNA。
4．(等级考)(不定项)下列有关DNA的一条单链与其所在DNA中、一条单链与其互补链中碱基数目比值的关系图，正确的是( )
答案： ABD
解析：双链DNA中，（A＋C）/（T＋G）一定等于1，故A正确；在DNA中，存在（A1＋T1）/（G1＋C1）＝（A2＋T2）/（G2＋C2）＝（A＋T）/（G＋C），故B、D正确；当一条链中存在（A1＋C1）/（T1＋G1）＝0.5时，其互补链中存在（A2＋C2）/（T2＋G2）＝（T1＋G1）/（A1＋C1）＝2，C错误。
强化落实 学业达标
网络建构
主干落实
1.DNA的双螺旋结构
(1)两条链反向平行。
(2)脱氧核糖和磷酸交替连接，排列于外侧，构成基本骨架。
(3)碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。
2．双链DNA中，嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数，即A＋G＝T＋C。
3．互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA中都相等。
4．在DNA中，含G—C碱基对越多的DNA相对越稳定。
5．非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，而在整个DNA中比值为1。
高效课堂 实践运用
1.在双链DNA中，与腺嘌呤配对的碱基是( )
A．胸腺嘧啶 B．胞嘧啶
C．尿嘧啶 D．鸟嘌呤
答案：A
解析：腺嘌呤是碱基A，与之配对的是胸腺嘧啶T。
2．下列有关DNA结构的叙述，正确的是( )
A．基本组成单位是核糖核苷酸
B．磷酸和五碳糖排列在内侧
C．碱基对构成DNA的基本骨架
D．具有规则的双螺旋结构
答案：D
解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，A错误；磷酸和五碳糖交替连接排列在外侧，碱基对排列在内侧，B错误；DNA的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的，C错误；DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，形成规则的双螺旋结构，D正确。
3．1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于( )
①证明DNA是遗传物质 ②确定DNA是染色体的组成成分
③发现DNA如何存储遗传信息 ④解释A、T、G、C的数量关系
A．①③ B．②③
C．②④ D．③④
答案：D
解析：在沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型之前，就已经明确了染色体的组成成分；艾弗里等人通过大量的生物实验证明DNA是遗传物质，①②错误。
4．如图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸)，下列为几位同学对此图的评价，叙述正确的是( )
A．甲说：“物质组成和结构上没有错误”
B．乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”
C．丙说：“至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
D．丁说：“如果他画的是RNA双链，则该图应是正确的”
答案：C
解析：DNA中含有的五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；DNA中不含碱基U，含碱基T；C和G间的氢键应为3个；一条单链上两个相邻脱氧核苷酸之间的连接方式不正确，应是一个脱氧核苷酸的脱氧核糖与另一个脱氧核苷酸的磷酸连接。
5．DNA由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。如果DNA的一条链上某碱基序列是5′ AGCTGCG 3′，则另一条链与之配对的部分是( )
A．5′ CGCAGCT 3′
B．5′ TCGACGC 3′
C．5′ AGCTGCG 3′
D．5′ GCGTCGA 3′
答案：A
6．假设一个DNA片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是( )
A．26%，312个 B．24%，288个
C．24%，298个 D．12%，144个
答案：B
解析：DNA中，G＋T＝C＋A各占50%，所以T＝26%，G＝24%，G的数目设x，＝＝，x＝288，B正确。
7．如图表示某DNA片段，有关该图的叙述正确的是：
(1)DNA分子双螺旋结构的基本骨架是____和____(填序号)交替排列而成。②③④形成___________________。
(2)④⑤之间的键是_______，能破坏该键的是________酶。
(3)该DNA片段由_____条____向平行链组成，A＋C占全部碱基的比例是________。
②
③
胞嘧啶脱氧核糖核酸
氢键
解旋
两
反
1/2
解析：(1)DNA分子双螺旋结构的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成；②为磷酸基团，③为脱氧核糖，④为胞嘧啶，②③④形成胞嘧啶脱氧核糖核苷酸。(2)④为胞嘧啶，⑤为鸟嘌呤，④⑤构成一对碱基对，碱基对靠氢键连接；解旋酶能作用氢键，使得DNA分子双螺旋解开，因此能破坏氢键的是解旋酶。(3)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构，因此该DNA片段由两条反向平行链组成，DNA片段中碱基互补配对，A＝T，G＝C，因此A＋C占全部碱基的比例是1/2。
疑难解答 全程培优
教材第48页 【问题探讨】
提示：本节的问题探讨主要是培养收集资料、讨论交流的能力。
教材第48～49页 【思考·讨论】
1．(1)两条链。DNA的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架。
(3)腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶 (C)配对。碱基排列在内侧。
2．提示：要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；对所从事的研究要有兴趣和激情等。
教材第51页 【探究·实践】
1．提示：DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基的排列顺序却是千变万化的。碱基千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息。
2．提示：(1)靠DNA碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；(2)在DNA双螺旋结构中由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力。
3．开放性试题，答案合理即可。
教材第52页 【练习与应用】
一、概念检测
1．(1)× DNA链不一定都含A、T、G、C四种碱基。
(2)√ 一个双链DNA中，A＝T，G＝C，故(A＋G)/(T＋C)＝1。
2．①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胸腺嘧啶脱氧核苷酸
⑧碱基对 ⑨氢键 ⑩一条脱氧核苷酸链的片段
3．C 该DNA片段所含全部碱基数＝ (即)。由该DNA片段含有4种碱基可知，b肯定小于0.5；又因为双链DNA中，任意两种不互补碱基之和等于碱基总数的一半，所以胞嘧啶数＝1/2(碱基总数－腺嘌呤数－胸腺嘧啶数)＝a(1/2b－1)个。
4．C DNA的两条单链方向相反，且碱基互补配对。
二、拓展应用
提示：碱基互补配对是DNA的结构基础，同时能够保证遗传信息传递的准确性。(共70张PPT)
第3节 DNA的复制
课前自主预习案
夯基提能 分层突破
强化落实 学业达标
高效课堂 实践运用
疑难解答 全程培优
课前自主预习案
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知
一、对DNA复制的推测
1．提出者：_______________。
2．假说内容：
(1)解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的______断裂。
(2)复制
(3)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，这种复制方式称作__________。
沃森和克里克
氢键
两条单链
脱氧核苷酸
碱基互补配对
半保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据
1．实验材料：________。
2．实验技术：运用__________技术和密度梯度离心技术。
3．实验过程：
大肠杆菌
同位素标记
15NH4Cl
14NH4Cl
DNA
离心
4．实验结果
(1)复制一次产生的DNA分子中，一条链含14N，另一条链含15N，DNA分子密度居中；
(2)复制两次产生的DNA分子中，有两个DNA分子双链均含______，另两个DNA分子中一条链含15N，另一条链含14N。
5．实验结论：DNA的复制方式为__________。
14N
半保留复制
三、DNA复制的过程
1．DNA复制的概念、时间、场所
(1)概念：以__________为模板合成子代DNA的过程。
(2)时间：有丝分裂的______和____________________。
(3)场所：主要是_________。
亲代DNA
间期
减数分裂Ⅰ前的间期
细胞核
2．DNA
复制的过程
能量
解旋酶
解开
母链
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
碱基互补配对
双螺旋结构
3．特点
(1)过程：____________。
(2)方式：__________。
4．准确复制的原因
(1)DNA独特的______结构，为复制提供了精确的模板；
(2)通过____________，保证了复制能够准确地进行。
5．意义：将________从亲代细胞传给子代细胞，保持了遗传信息的______。
边解旋边复制
半保留复制
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
连续性
知识应用·强化落实——效果·检测·定向
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．证明DNA复制方式的实验只能用同位素标记N。( )
2．在证明DNA复制方式的实验中，从Ⅰ代开始细菌DNA分子中至少有一条链含14N。( )
3．DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA中两条链均是新合成的。( )
提示：× DNA的组成元素有C、H、O、N、P，这几种元素都有同位素，所以标记任何一种元素都可以。
√
提示：× DNA的复制方式为半保留复制，所以子代DNA的两条链中包含了一条母链和一条子链。
夯基提能 分层突破
课程标准
概述DNA分子通过半保留方式进行复制
1.通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。(生命观念)
2．分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力。(科学思维)
3．运用假说—演绎法，探究DNA半保留复制。(科学探究)
杰克逊是美国杰出的歌手、词曲创作人、舞蹈家、表演家、慈善家，2009年6月25日辞世，享年50岁。多少歌迷为此心碎，多少人对此难以置信，难道我们真的永远无法再看到他了吗？一些生命复制技术专家相信，起死回生的复制技术成真，只是时间上的问题而已。要实现复制人的梦想，必须对DNA进行复制。请思考：
(1)什么是DNA的复制？
(2)DNA复制需要哪些条件？
学习主题一 对DNA复制的推测
任务一 科学家在研究DNA的复制方式时，提出了两种复制模式：全保留复制和半保留复制(如图所示)
请据图回答问题：
1．用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？
提示：同位素标记技术。
2．如何测定子代DNA带有同位素的情况？
3．若DNA复制的方式为全保留复制，上述实验结果会怎样？
提示：对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。
提示：①亲代大肠杆菌：提取DNA→离心→全部是重带。②繁殖一代后取出：提取DNA→离心→1/2重带、1/2轻带。③繁殖两代后取出：提取DNA→离心→1/4重带、3/4轻带。
任务二 在DNA复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶，这两种酶的作用分别是什么？
提示：解旋酶的作用是将两条脱氧核苷酸链打开，DNA聚合酶的作用是将单个的脱氧核苷酸连接到3′－端。
任务三 DNA的复制为什么需要适宜的温度和pH
提示：因为DNA复制过程需要酶的参与，而酶的活性受温度和pH的影响。
任务四 如果将DNA分子的两条链用15N标记，转移到含14N的培养基中培养，复制2次后，含15N的DNA、含14N的DNA、含15N的DNA链、含14N的DNA链各是多少？
提示：2个、4个、2条、6条。
【重点笔记】
易错提醒
(1)该实验在探究过程中使用的方法是假说—演绎法。
(2)在实验过程中一定要注意提取DNA的时间，应以大肠杆菌繁殖一次所用的时间为间隔。
1.对DNA复制的推测
假说 遗传物质自我复制的假说
提出者 沃森和克里克
内容 (1)解旋：DNA复制时，DNA的双螺旋解开，配对碱基之间的氢键断裂
(2)复制：以解开的两条母链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键结合到作为模板的单链上
特点 新合成的每个DNA分子中，都保留了原来的DNA分子中的一条链，是半保留复制
2.DNA半保留复制的实验证据分析
(1)实验方法：同位素标记法和密度梯度离心法。
(2)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA分子密度居中。
(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。
(4)实验预期：离心后应出现3条DNA带。
①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。
②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。
③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
(5)实验过程
(6)过程分析
①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。
(7)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。
1．(合格考)下列有关探究DNA复制过程的说法，不正确的是( )
A．实验利用了同位素标记法
B．细胞有丝分裂一次意味着DNA复制一次
C．密度梯度超速离心后，DNA在试管中的位置与相对分子质量无关
D．实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点
答案：C
解析：探究DNA复制的实验中，用15N标记亲代细胞的DNA，在含14N的培养液中连续分裂两次(在每次分裂前的间期DNA都复制一次)，分别取分裂一次和分裂两次的细胞DNA，进行密度梯度超速离心，DNA在试管中的位置取决于DNA所含同位素的情况，即相对分子质量的大小。实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点。
2．(合格考)细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA离心分离，下图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是( )
A.子一代DNA应为②
B．子二代DNA应为①
C．子三代DNA应为④
D．亲代的DNA应为⑤
答案：C
解析：亲代DNA全为15N，应为⑤，复制一次后，DNA一条链为15N，一条链为14N，应为②；复制两次后形成4个DNA，其中2个全为14N，2个是一条链为15N，一条链为14N，应为①；复制三次后形成8个DNA，其中6个DNA全为14N，2个DNA的一条链为14N，一条链为15N，故C错。
3．(等级考)(不定项)“探究DNA的复制过程”实验中，科学家设计了以NH4Cl为氮源培养大肠杆菌的同位素示踪实验，下列叙述正确的是( )
A．可先将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养
B．15N/15N DNA、15N/14N DNA、14N/14N DNA的密度各不相同
C．可对每一代大肠杆菌直接做密度梯度离心，无需破碎细胞处理
D．分析子一代与子二代的离心结果可得出DNA分子的复制方式
答案： ABD
解析： DNA分子的元素组成包括C、H、O、N、P，可将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中获得双链被15N标记的DNA分子，A正确；离心后15N/15N DNA为重密度带、15N/14N DNA为中密度带、14N/14N DNA为轻密度带，故三者的密度各不相同，B正确；需要将每一代大肠杆菌破碎，释放出DNA分子进行密度梯度离心，会出现密度带，C错误；子一代均为中密度带，子二代1/2中密度带、1/2轻密度带，说明DNA分子的复制方式是半保留复制，D正确。
学习主题二 DNA的复制
活动1 阅读教材P55～56，结合图3－10，探究下列问题：
1．DNA复制时有几条模板链？新合成的DNA中的两条链全是子链吗？
2．DNA复制时，用什么方法识别DNA中哪一条链是母链，哪一条链是子链？DNA复制所形成的子代DNA是否是亲代DNA链和子代DNA链随机结合的？
提示：①两条模板链(亲代DNA分子解开螺旋的两条链)。②不是，是一条母链和一条子链。
提示：①同位素标记法。②不是，是亲代DNA链与其互补的子链结合形成的子代DNA。
3．若将某一试管中加入缓冲液、ATP、解旋酶、DNA模板和四种脱氧核苷酸，并置于适宜的温度下，能否完成DNA的复制？并分析其原因。
4．若1个DNA含有m个腺嘌呤，则复制n次需要多少游离的腺嘌呤脱氧核苷酸？
提示：不能。复制条件不完全，缺少DNA聚合酶等。
提示：需m·(2n－1)个。因为1个DNA复制n次，共形成2n个DNA，其中有两条脱氧核苷酸链为母链，不需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸。
5．DNA复制具有准确性，那么在任何情况下，DNA复制产生的子代DNA与亲代DNA都完全相同吗？
提示：不一定。DNA复制时，会受到各种因素的干扰，碱基序列可能会发生改变，从而使后代DNA与亲代DNA碱基序列不同，导致遗传信息发生改变。
任务二 根据图1、图2见【图文联动】思考下列问题：
1．图1中进行的是什么过程？发生的时期和场所是什么？
2．图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分别作用于图2中的哪个部位？abcd四条脱氧核苷酸链中，哪些链的碱基排列顺序是相同的？
提示：DNA复制；有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期。真核生物DNA复制的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；原核生物DNA复制的场所主要是拟核。
提示：酶1是解旋酶，作用于f，酶2是DNA聚合酶，作用于e；a和c的碱基排列顺序相同，b和d的碱基排列顺序相同。
3．从图1中是否可以看出DNA复制是半保留复制？为什么？图1所示的特点还有什么？可用什么方法检测母链和子链？
4．DNA复制受到各种外界因素的干扰时，碱基序列会发生变化吗？
提示：可以，因为两条母链进入到两个子代DNA中，新形成的子代DNA中只有一条链是亲代的母链。图中还能看出DNA是边解旋边复制的；可采用同位素标记法检测母链和子链。
提示：碱基序列可能会发生改变，使后代DNA与亲代DNA不同，遗传信息也发生改变。
任务三 如图为真核生物染色体上DNA复制过程的示意图，请据图分析DNA复制效率较高的原因。
提示：(1)从多个起点开始进行复制；(2)边解旋边复制；(3)每个起点都是同时向两个方向进行复制。
DNA复制过程图解
任务二图示
1.全面理解DNA的复制
(1)DNA复制的场所：主要是在细胞核。
真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体，其中主要场所是细胞核。
原核生物：拟核、细胞质(如质粒的复制)。
病毒：宿主细胞内。
(2)真核生物细胞核中DNA复制发生的时间：在体细胞中发生在有丝分裂前的间期；在有性生殖过程中发生在减数分裂Ⅰ前的间期。
(3)复制所需的酶是指一个酶系统，不仅仅是指解旋酶和DNA聚合酶，还包括DNA连接酶等。
①解旋酶的作用是破坏碱基对间的氢键。
②DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。
③DNA连接酶的作用是连接DNA片段。
(4)两个子代DNA的位置及分开时间：复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中。
(5)DNA复制的方向：5′－端→3′－端
2．DNA复制的有关计算
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
(1)DNA分子数
①子代DNA分子数＝2n个。
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。
③不含亲代链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。
②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。
③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数：若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸m(2n－1)个；第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
【重点笔记】
1．巧记DNA的复制——“一所，两期，三步，四条件”
“一所”是指复制的场所主要是细胞核；“两期”是指复制的时期主要是有丝分裂前的间期和减数分裂Ⅰ前的间期；“三步”是指“三个步骤”即解旋、形成子链、母链与子链形成新的DNA；“四条件”是指原料、模板、能量和酶。
2．DNA复制相关计算时四个易错点
(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只是最后一次复制。
(2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。
(3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA都只有两个。
(4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。
1．(合格考)下图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析正确的是( )
A．酶①和酶②均作用于氢键
B．该过程的模板链是a、d链
C．该过程中的c、d链结构相同
D．DNA的复制是半保留复制
答案：D
解析：图中酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键，A项错误；该过程中a、b链为模板链，c、d链分别是以a、b链为模板合成的子链，c、d链碱基互补，B、C项错误；DNA的复制是半保留复制，D项正确。
2．(合格考)下列关于真核细胞中DNA复制的叙述，错误的是( )
A．子链的延伸方向是5′→3′
B．复制过程不需要能量的驱动
C．复制主要发生在细胞核中
D．复制是边解旋边复制的过程
答案：B
解析：DNA复制时，DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从引物的3′端延伸DNA链，因此DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，A正确；复制过程需要消耗能量，需要能量的驱动，B错误；真核细胞中DNA主要分布在细胞核中，因此复制主要发生在细胞核中，C正确；DNA的边解旋边复制是DNA复制的特点，即复制是边解旋边复制的过程，D正确。
3．(等级考)如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分子复制过程中解旋酶作用于氢键
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
答案：A
解析：分析题图可知，图中的三个复制起点复制的DNA片段的长度不同，圈比较大的表示复制开始的时间较早，因此DNA分子复制的起始时间不同，A错误；DNA分子的复制过程是边解旋边复制的，B正确；DNA分子的复制首先要在解旋酶的作用下使双链间的氢键断裂，C正确；真核生物的DNA分子复制具有多个起点，这种复制方式加速了复制进程，提高了复制速率，D正确。
4．(等级考)(不定项)用一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个。下列叙述正确的是( )
A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等
B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键
C．该噬菌体繁殖4次，子代中只有14个含有31P
D．噬菌体DNA第4次复制共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸
答案： ABD
解析：噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，其DNA的复制及表达需要大肠杆菌提供原料、酶和ATP等，A正确；DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，T有（m－n）个，因此氢键个数＝2（m－n）＋3n＝（2m＋n）个，B正确；子代噬菌体中有16个含31P，C错误；噬菌体DNA第4次复制共需要腺嘌呤脱氧核苷酸＝（m－n）·24－1＝8（m－n）个，D正确。
强化落实 学业达标
网络建构
主干落实
1.DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸原料以及酶和能量。
2．DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。
3．DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
4．DNA通过复制，保持了遗传信息的连续性。
高效课堂 实践运用
1.下列关于人体细胞内DNA复制的叙述，错误的是( )
A．主要在细胞核内复制
B．复制以两条DNA母链为模板
C．复制以4种核糖核苷酸为原料
D．DNA复制会消耗能量
答案：C
解析：由于DNA主要分布在细胞核内，所以DNA的复制主要发生在细胞核内，A正确；DNA复制时分别以两条链为模板进行复制，B正确；DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸，所以复制时以4种脱氧核苷酸为原料，C错误；DNA复制时需消耗能量(ATP)，D正确。
2．某DNA的两条链均被3H标记，将该DNA在不含标记元素的环境中连续复制两次，则所形成的4个子代DNA分子为( )
答案：C
解析：DNA是半保留复制，一个双链均被3H标记的DNA复制两次后形成的4个DNA中，只有两分子DNA被3H标记。
3．下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是( )
①互补碱基对之间氢键断裂
②互补碱基对之间氢键连接
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对
⑤子链与母链盘绕成双螺旋结构
A．①③④②⑤ B．③①⑤④②
C．①④②⑤③ D．③①④②⑤
答案：D
解析：DNA复制的基本过程是：解旋→合成子链→双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。
4．在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示：
请分析回答：
(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链含_____，另一条链含____。
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离，请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。
14N
15N
(3)若将15N－DNA(亲代)的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，则所产生的子代DNA中全含15N(重DNA)，一条链含15N(中DNA)及两条链均不含15N(轻DNA)的比例为________，在这些子代DNA中，含15N的链与全部子代DNA链的比例为___________。
(4)若一个DNA分子的一条单链中＝1.5，此比例在其互补链中的比值是_____；在整个DNA分子中的比值是___。以该单链为模板合成的子代DNA分子中，A＋G的总含量占________。
0∶2∶6
2∶16(或1∶8)
2/3
1
50%
疑难解答 全程培优
教材第53页 【问题探讨】
1．提示：半保留复制。
2．提示：不确定性；严谨性。
教材第54页 【思考·讨论】
1．15N/14N－DNA 1/214N/14N－DNA 1/215N/14N－DNA
2．第一代出现的结果是1/214N/14N－DNA 1/215N/15N－DNA 第二代出现的结果是3/414N/14N－DNA 1/415N/15N－DNA。
教材第55页 【旁栏思考题】
全保留复制。
教材第56页 【练习与应用】
一、概念检测
1．(1)× DNA的复制随着染色体的复制而完成。
(2)× DNA的复制发生在细胞分裂前的间期。
2．B DNA复制主要发生在真核生物的细胞核内，另外线粒体、叶绿体及原核生物的拟核等也可发生复制，A错误；碱基互补配对原则保证了复制的准确性，B正确；1个DNA分子复制1次产生2个DNA分子，C错误；游离的脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成子链，D错误。
3．C
二、拓展应用
1．提示：可能有31.6×108×2×10－9≈6个碱基会发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响。
2．提示：真核生物中DNA的复制是从多个起点开始的，这种复制方式提高了复制效率。(共55张PPT)
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
课前自主预习案
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知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知
一、基因与DNA关系的实例
说明基因与DNA关系的实例
(1)教材P57～58思考·讨论中资料1和3说明基因中的碱基数目只是_____分子碱基总数的一部分，可推测每个DNA分子上有许多个_____，只有部分碱基参与基因的组成，结论是基因是特定的______片段。
(2)教材P57思考·讨论资料2中绿色荧光与基因有关，且基因具有一定的独立性，可推测基因能控制生物体的_____，结论是基因具有特定的________。
由上述材料可知：基因通常是有遗传效应的________。
DNA
基因
DNA
性状
遗传效应
DNA片段
二、DNA片段中的遗传信息
1．遗传信息：DNA中________的排列顺序。
2．特点
①多样性：___________的千变万化。
②特异性：每一个DNA分子有_________________。
③稳定性：DNA的结构较稳定。
3．与生物体多样性和特异性的关系
DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的________。
4种碱基
碱基排列顺序
特定的碱基排列顺序
物质基础
知识应用·强化落实——效果·检测·定向
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．基因通常是DNA上的片段。( )
2．基因通常是有遗传效应的DNA片段。( )
3．基因和DNA是同一概念。( )
4．任何生物的基因都是有遗传效应的DNA片段。( )
×
×
√
提示：× RNA病毒(如烟草花叶病毒、禽流感病毒、埃博拉病毒等)的遗传物质是RNA，其基因是有遗传效应的RNA片段。
5．基因A和基因B的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同。( )
6．遗传信息是指DNA中的碱基排列顺序。( )
7．基因具有多样性的原因是构成基因的碱基种类、数目和排列顺序不同。( )
8．对于有些病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。( )
9．DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。( )
×
×
×
√
√
10．一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。( )
11．每个DNA分子上的碱基排列顺序是特定的，其中蕴藏着特定的遗传信息，从而保持了物种的遗传特性。( )
提示：√ 基因通常是有遗传效应的DNA片段，通常一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段。
提示：√ DNA分子具有特异性，每个DNA分子上的碱基排列顺序都是特定的。DNA分子能够储存足够量的遗传信息，而遗传信息蕴藏在4种脱氧核苷酸的排列顺序中，保持了物种的遗传特性。
夯基提能 分层突破
课程标准
概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上
素养达成
1.理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。(生命观念)
2．比较归纳基因、DNA和染色体的关系。(科学思维)
染色体是遗传信息的载体，染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质。那么蕴藏生物遗传信息的究竟是DNA，还是蛋白质？遗传信息分子应该具备什么特点？这些遗传信息与我们常说的基因又有什么关系呢？
学习主题一 说明基因与DNA关系的实例
任务一 阅读教材P57～58“思考·讨论”回答下列问题：
1．生物体内的DNA分子数与基因数目相同吗？
提示：不相同。生物体内的DNA分子数少于基因数目。
2．生物体内所有基因的碱基总数与DNA的碱基总数相同吗？
3．由1和2题你能得出什么结论？
提示：不相同。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA的碱基总数。
提示：基因是DNA的片段，基因不是连续地分布在DNA上的，而是由碱基序列分隔开的。
任务二 请据图回答下列问题：
1．D、E、F、H之间有什么数量关系？
2．真核生物中，H是F的唯一载体吗？
提示：每一条H(染色体)上有1个或者2个F(DNA)分子；每个F(DNA)分子上有许多个E(基因)；每个E(基因)含有许多个D(脱氧核苷酸)。
提示：不是，染色体是DNA的主要载体，另外叶绿体和线粒体也是DNA的载体。
【重点笔记】
(1)基因通常是有遗传效应的DNA片段，即具有复制、转录、翻译等功能，能够控制一定的性状(转录、翻译的相关知识见第4章)。
(2)基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因。有的DNA片段没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。
(3)对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。
对教材第57～58页【思考·讨论】的总结如下：
1．(合格考)最新研究表明，人类24条染色体上含有3万～4万个蛋白质编码基因。这一事实说明( )
A．基因是DNA上有遗传效应的片段
B．基因是染色体
C．1条染色体上有许多个基因
D．基因只存在于染色体上
答案：C
解析：24条染色体上含有3万～4万个基因，说明1条染色体上含有许多个基因，C正确。
2．(合格考)如图表示基因与染色体之间的关系，下列相关叙述，错误的是( )
A.H是遗传物质的主要载体
B．C的种类有五种
C．E在H上呈线性排列
D．E中的遗传信息在复制过程中严格遵循碱基互补配对原则
答案：B
解析：细胞核中的遗传物质全部分布在染色体上，但细胞质中的遗传物质分布在线粒体和叶绿体中，所以说染色体是遗传物质的主要载体，A正确；因为D是构成DNA的基本单位——脱氧核苷酸，所以C(碱基)的种类只有四种，B错误；基因是具有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，C正确；基因在复制过程中要严格遵循碱基互补配对原则，以确保遗传信息准确地传递给子代，D正确。
学习主题二 DNA片段中的遗传信息
任务一 基因通常是有遗传效应的DNA片段，对于不含DNA的RNA病毒而言，该定义准确吗？试完善基因的定义。
提示：不准确。对于RNA病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段。准确地说，基因是有遗传效应的DNA或RNA片段。
任务二 如图甲见【图文联动】表示果蝇某一条染色体上的几个基因，图乙见【图文联动】表示物质或结构的从属关系，请分析回答：
1．图甲体现了基因与染色体有什么关系？基因都在染色体上吗？
2．一条染色体上有几个DNA分子？一个DNA分子中有很多个基因，这些基因是不是连续排列的？
提示：①基因在染色体上呈线性排列；②一条染色体上含有多个基因；③染色体是基因的主要载体。不是，真核生物的核基因位于染色体上，质基因位于叶绿体或线粒体中，原核生物的基因位于拟核或质粒中，病毒的基因位于核酸分子中。
提示：一条染色体上有1个或2个DNA分子。一个DNA分子中基因并非是连续排列的，基因之间有一些碱基序列不属于基因。
3．若由2 000个脱氧核苷酸构成一个基因，则可能有多少种脱氧核苷酸排列顺序？由此可说明DNA(基因)具有什么特性？某个基因中含2 000个脱氧核苷酸，则该基因中有多少种脱氧核苷酸排列顺序？
提示：41 000种；多样性；1种。
4．图乙中表示染色体、基因、DNA、脱氧核苷酸之间的关系，则a、b、c、d分别是什么？
5．在刑侦领域，DNA分子能够像指纹一样用来鉴定个人的身份，你能解释其中的生物学原理吗？
提示：a为染色体，b为DNA，c为基因，d为脱氧核苷酸。
提示：DNA分子具有多样性和特异性，每个人的DNA分子中脱氧核苷酸序列是不同的，故每个人的DNA分子中脱氧核苷酸序列是特定的。
任务二图示
1.基因的内涵
2．染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
3．基因、染色体、蛋白质、性状的关系
(1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。
(2)对于原核细胞来说，基因存在于拟核中的DNA分子或质粒上，DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这一载体。
4．DNA分子的特性
(1)稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：不同DNA分子中脱氧核苷酸的数量不同，排列顺序多种多样。n个碱基对构成的DNA分子中，脱氧核苷酸的排列顺序有4n种。
(3)特异性：每种DNA都有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。
【重点笔记】
归纳总结
脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系
1．(合格考)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4种
答案：A
解析：DNA具有多样性，不同种生物、同种生物的不同个体之间DNA不同，每一个体的DNA又具有特异性。基因能控制性状，一个DNA上有多个基因，可以控制多种性状；遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序；脱氧核苷酸是构成基因的基本组成单位，有4种。
2．(合格考)用a表示DNA，b表示基因，c表示脱氧核苷酸，d表示碱基，则四者的关系是( )
答案：D
解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，二者的基本组成单位均为脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖，一分子含氮碱基组成的。
3．(等级考)下列关于染色体、DNA、基因之间关系的叙述，正确的是( )
A．染色体是DNA的唯一载体
B．1条染色体上含有1个或2个基因
C．基因在染色体上呈线性排列
D．基因是DNA分子的任意片段
答案：C
解析：染色体是DNA的主要载体，A错误；每条染色体上含有一个或两个DNA，DNA分子上含有多个基因，B错误；一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，D错误。
强化落实 学业达标
网络建构
主干落实
1.基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2．DNA分子具有多样性、特异性和稳定性。
3．DNA中碱基对的排列顺序代表遗传信息。
高效课堂 实践运用
1.遗传信息是指( )
A．核苷酸
B．脱氧核苷酸
C．蛋白质上的氨基酸序列
D．DNA上的脱氧核苷酸序列
答案：D
解析：遗传信息是指基因中能控制生物性状的脱氧核苷酸的排列顺序。
2．下列属于基因的是( )
A．控制抗体合成的DNA片段
B．组成DNA的4种脱氧核苷酸及其序列
C．组成染色体的主要化学成分
D.含有编码淀粉酶遗传信息的DNA分子
答案：A
解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，而非任意的DNA序列，故A正确、B错误；染色体的主要成分是蛋白质和DNA，C错误；含有编码淀粉酶遗传信息的DNA分子中可能含有一个或多个基因，同时存在无遗传效应的片段，D错误。
3．DNA分子的多样性和特异性分别决定于( )
A．碱基对不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序
B．细胞分裂的多样性和DNA复制的稳定性
C．碱基对不同的排列顺序和碱基互补配对原则
D．DNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性
答案：A
解析：碱基对的不同排列顺序决定了DNA分子的多样性，而特定的碱基排列顺序决定了DNA分子的特异性。
4．铁皮石斛具有良好的药用和保健价值，资源濒危、价格昂贵。常见的石斛属植物有十多种，市场上有人用其他近缘物种假冒铁皮石斛。质检人员从市场上抽检部分商品，对这类植物中较为稳定的“matK基因”进行序列分析，得到四种碱基含量如下表。请回答问题：
(1)据表可知，被检测的matK基因是DNA片段，判断依据是其碱基中不含________。
(2)分析四种碱基含量，由于____________，表明质检人员检测的是该基因的一条单链。与铁皮石斛的matK基因中碱基含量比较，能初步确定抽检样品中________为“假冒品”。
(3)仅依据上述信息，质检人员还无法判断样品2一定是铁皮石斛，理由是____________________可能不同。已知铁皮石斛matK基因中第1 015个碱基为T，若样品2在多次随机抽检中该位点均为C，则可判断样品2______(填“是”或“不是”)铁皮石斛。
U
A与T含量不同
1、3、4
matK基因的碱基排列顺序
不是
解析：（1）据表可知，被检测的matK基因是有遗传效应的DNA片段，而不是RNA片段，判断依据是该基因的碱基组成中不含U。（2）分析四种碱基含量，由于A与T含量不同，表明质检人员检测的是该基因的一条单链。与铁皮石斛的matK基因中碱基含量比较，能初步确定抽检样品中1、3、4为“假冒品”。（4）仅依据上述信息，质检人员还无法判断样品2一定是铁皮石斛，理由是matK基因碱基排列顺序可能不同。已知铁皮石斛matK基因中第1 015个碱基为T，若样品2在多次随机抽检中该位点均为C，则可判断样品2不是铁皮石斛。
疑难解答 全程培优
教材第57页 【问题探讨】
1．提示：导入了生长激素基因。
2．提示：导入的外源基因是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
教材第57～58页 【思考·讨论】
1．提示：生物体内的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。
2．提示：基因具有遗传效应就是说可以编码蛋白质。生长激素基因的遗传效应是使生长速率更快。
3．提示：基因通常是有遗传效应的DNA片段。
教材第58～59页 【思考·讨论】
1．4100种。
2．提示：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。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。
3．提示：在人类的DNA分子中，脱氧核苷酸序列的多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
4．提示：基因不是碱基对随机排列成的DNA片段。理论上，所有碱基对的随机排列都能构成基因，但是在生物的进化过程中，由于自然选择的作用，环境只选择能与其相适应的具有特定脱氧核苷酸序列的基因，因此，一些随机排列的脱氧核苷酸序列会被淘汰，从而消失。
教材第59页 【练习与应用】
一、概念检测
1．B 基因中4种碱基对的排列顺序是特定的。
2.
二、拓展应用
1．提示：DNA测序，DNA具有特异性，每种生物的基因的碱基序列都有特定的排列顺序。
2．略。(共21张PPT)
专项培优 三 章末排查强化
易错易混早防范
疑难解答·全程培优
基础排查过三关
易错易混早防范
易错点1 肺炎链球菌转化实验中的4个易错分析
点拨 (1)体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌，使小鼠致死。
(2)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。
(3)在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，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。
(4)转化的实质是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，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。
易错点2 噬菌体侵染大肠杆菌实验的误差分析
点拨 (1)用32P标记DNA的噬菌体侵染大肠杆菌的实验：
(2)用35S标记蛋白质的噬菌体侵染大肠杆菌的实验：
疑难解答·全程培优
教材第62页 【复习与提高】
一、选择题
1．C 艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验在设计思路上的共同点是设法把DNA与蛋白质分开，分别研究DNA和蛋白质各自的效应。
2．A 噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA控制，以细菌体内的氨基酸为原料合成的。
3．A 用TMV的RNA与HRV的蛋白质外壳组成的重组病毒感染烟草叶片时，进入烟草细胞中的是TMV的RNA，在烟草细胞中繁殖子代病毒时，合成蛋白质的模板来自TMV的RNA，合成蛋白质的原料由烟草细胞提供，繁殖出来的子代病毒具有TMV的RNA和蛋白质。
4．D DNA具有多样性的主要原因是DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序。
二、非选择题
1．提示：形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化的过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。
2．提示：(1)不同；说明DNA具有多样性。
(2)DNA具有稳定性，因为同一生物不同器官都是由同一受精卵发育而来的，细胞中的DNA碱基序列一般相同。说明了DNA具有特异性，不同生物的DNA携带的遗传信息不同。
(3)所有生物由共同的祖先进化而来。
基础排查过三关
第1关：基础知识——填一填
1．S型细菌的________能使R型活细菌转化为S型细菌。
2．噬菌体由________和________组成，在侵染细菌时只有________注入到细菌体内。
3．DNA双螺旋结构的特点
(1)两条长链按________方式盘旋成双螺旋结构。
(2)________和________交替连接，排列在DNA的外侧，构成基本骨架，________排列在内侧。
(3)DNA两条链上的碱基通过________连接成碱基对，并且遵循____________原则。
DNA
蛋白质
DNA
DNA
反向平行
脱氧核糖
磷酸
碱基
氢键
碱基互补配对
4．DNA分子具有________、________和稳定性等特点。
5．基因的本质：__________________________。
6．基因的功能是进行遗传信息的________、________和________。
7．DNA复制的特点是边解旋边复制和________复制。
多样性
特异性
基因通常是有遗传效应的DNA片段
储存
传递
表达
半保留
第2关：切入高考——判一判
1．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶。( )
2．在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述。判断正误：
(1)T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖。( )
(2)T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质。( )
(3)培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中。( )
(4)人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同。( )
×
×
×
√
×
3．[经典高考]富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大贡献。( )
4．[经典高考]RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质。( )
5．[经典高考]1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于发现DNA如何存储遗传信息，为DNA半保留复制机制的阐明奠定了基础。( )
6．[经典高考]用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。( )
√
×
√
√
第3关：做高考——攀顶峰
1．[2023·山东卷]将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5′端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是( )
A．据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象
B．甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C．丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D．②延伸方向为5′端至3′端，其模板链3′端指向解旋方向
答案：D
解析：据题干信息，延伸进行时2条链延伸速率相等， 甲时①比②短，说明①在此前延伸时暂停过，而乙时①比②长，说明②在延伸时暂停过，A正确；甲时①和②等长的部分两条链中A和T是互补的，这段区间①中A、T之和与②中A、T之和相等，若②比①长的部分不存在A 和 T，那么两条链A、T之和是相等的，B正确；丙时复制结束，①和②作为该 DNA的两条子链等长而且互补，按照碱基互补配对原则，①中A、T之和与②中 A、T之和一定相等，C正确；DNA子链延伸的方向都是5′端到 3′端，①和②是一个 DNA复制产生的两条子链，二者反向平行，②又和其模板链反向平行，所以②的模板链和①方向相同，都是5′端指向解旋方向，D错误。
2．[2022·浙江1月]S型肺炎双球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解
B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果
C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
答案：D
解析：步骤①中，酶处理后要保证底物完全水解，A错误；甲或乙的加入量属于无关变量，应相同，否则会影响实验结果，B错误；液体培养基利于营养物质和细菌充分接触，加快物质交换的速度，有利于细菌转化，C错误；S型菌菌落光滑，有荚膜，R型菌菌落粗糙，无荚膜，通过鉴定细胞形态或观察菌落可以确定是否出现S型菌，D正确。
3．[2022·河北卷]关于遗传物质DNA的经典实验，叙述错误的是( )
A．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B．孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
D．双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
答案：A
解析：摩尔根通过假说—演绎法利用果蝇杂交遗传实验证明了基因位于染色体上，A错误；孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，格里菲思提出的“转化因子”是DNA，两者化学本质相同，B正确；肺炎双球菌体外转化实验利用酶解法去掉DNA或者DNA蛋白质，噬菌体浸染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质，两者均采用了能区分DNA和蛋白质的技术，C正确；DNA两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，使DNA分子具有稳定的直径，D正确。故选A。
4．[2022·海南卷]某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
A. ①和④ B．②和③
C．②和④ D．④和③
材料及标记 实验组 T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
答案：C
解析：噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，即C正确，ABD错误。故选C。
