主题一 遗传物质证据实验分析
【主题训练】 人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是( )
A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具有说服力
C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA
解析：孟德尔利用遗传因子解释了遗传的基本规律，并没有证实其本质；噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验均说明了DNA是遗传物质，噬菌体侵染细菌实验更有说服力；沃森和克里克提出DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数；烟草花叶病毒感染烟草实验说明有些病毒的遗传物质是RNA。
答案：B
【主题升华】 DNA是主要遗传物质经典实验分析
主题二 DNA分子复制中的比例问题
【主题训练】 科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素标记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。
请分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被15N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DNA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”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自________，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，根据其结果________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③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：经过一代培养后，只能是标记DNA分子的一条单链，所以要想对所有的DNA分子全部标记，要进行多代培养；在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两条单链均被15N标记，“轻带”为两条单链均被14N标记，“中带”为一条单链被14N标记，另一条单链被15N标记。
答案：(1)多 15N(或15NH4Cl)
(2)3 1 2 半保留复制
①B 半保留 ②不能 ③15N
【主题升华】 DNA半保留复制中有关比例问题
把15N标记的DNA分子放在含有14N的原料中复制，后代的比例及特点如下：
主题三 基因、DNA、性状和染色体之间的关系
【主题训练】 果蝇是研究遗传学问题的良好材料，请回答：
(1)果蝇体细胞中有4对染色体，对其基因组进行研究应测序5条染色体(即：3常染色体＋X＋Y)。在精子的形成过程中，当染色体第二次移向细胞两极时，细胞中有________个着丝点。
(2)红眼(A)、正常刚毛(B)和灰身(D)的果蝇经过人工诱变可以产生基因突变的个体。下图表示该突变个体的X染色体和常染色体及其上的相关基因。
①若只研究眼色，白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，F1果蝇表现型是______________________。
②基因型为ddXbXb和DDXBY的果蝇杂交得F1，求F1的基因型、表现型及其比例。请以遗传图解简要说明。
(3)摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因和染色体的关系，即________________________。
解析：(1)果蝇是雌雄异体的动物，对其基因组进行研究应测序5条染色体(3条常染色体，2条性染色体)；在精子的形成过程中，当染色体第二次(减Ⅱ)移向细胞两极时，由于细胞中姐妹染色单体分开，共有8个着丝点。(2)①若只研究眼色，白眼雌果蝇XaXa与红眼雄果蝇XAY杂交，F1果蝇表现型是红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。②基因型为ddXbXb和DDXBY的果蝇杂交得F1，求F1的基因型、表现型及其比例可画出遗传图解，注意P、配子、F1、×、箭头都要标明。(3)摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上，基因在染色体上呈线性排列。
答案：(1)8
(2)①红眼雌果蝇和白眼雄果蝇
②P：黑身、异常刚毛雌果蝇 灰身、正常刚毛雄果蝇
基因在染色体上呈线性排列
【主题升华】 染色体、DNA、基因的关系
1．染色体与DNA的关系：
染色体主要是由DNA分子和蛋白质组成，DNA是绝大多数生物的遗传物质，主要分布在细胞核中的染色体上，少量分布在细胞质中的线粒体、叶绿体中，所以染色体是遗传物质DNA的主要载体。
2．基因与DNA的关系：
基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，生物(某些病毒除外)的遗传物质是DNA，因此基因的化学本质是DNA；生物的性状是多种多样的，决定性状的基因也是种类繁多的。事实上，每个DNA分子可划分成许多片段，具有遗传效应的DNA片段才是基因。
3．染色体与基因的关系：
(1)染色体是遗传物质DNA的主要载体，基因是具有遗传效应的DNA片段，所以染色体是基因的主要载体，基因主要位于染色体上，并呈线性排列。
(2)染色体行为与基因行为的平行关系。
1．通过肺炎双球菌体内转化实验，格里菲思推论：加热杀死的S型细菌中，存在某种“转化因子”。
2．艾弗里及其同事进行的体外转化实验证明DNA是遗传物质。
3．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。
4．因为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。
一、肺炎双球菌的转化实验
1．格里菲思转化实验(体内转化)。
(1)原理：S型细菌可以使小鼠患败血症死亡。
(2)过程：
①注射R型活细菌→小鼠不死亡；
②注射S型活细菌→小鼠死亡；
③注射加热杀死的S型细菌→小鼠不死亡；
④注射S型死细菌＋R型活细菌→小鼠死亡。
(3)结论：S型死细菌中含有“转化因子”，能使无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌，使小鼠死亡。
2．艾弗里转化实验(体外转化)。
(1)过程：
①S型细菌DNA＋R型细菌→R型细菌＋S型细菌；
②S型细菌蛋白质＋R型细菌→R型细菌；
③S型细菌荚膜多糖＋R型细菌→R型细菌；
④S型细菌DNA＋DNA酶＋R型细菌→R型细菌。
(2)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
二、噬菌体侵染细菌的实验
1．原理：T2噬菌体侵染细菌后，在自身遗传物质的控制下，利用细菌体内的物质合成自身的组成成分，从而进行大量繁殖。
2．过程：
(1)标记大肠杆菌：在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，获得分别含35S和32P的大肠杆菌。
(2)标记T2噬菌体：用分别含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。
(3)对照实验：用分别含35S和32P的T2噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌。
(4)同位素检测：对两组大肠杆菌培养液进行离心检测。
3．结果：35S标记的T2噬菌体离心后，上清液中放射性高；32P标记的T2噬菌体离心后沉淀物中放射性高。
4．结论：DNA是遗传物质。
三、烟草花叶病毒感染烟草的实验
1．实验过程及结果。
2．结论：RNA是遗传物质。
3．人类的探索结论。
DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
1．判断正误：
(1)S型肺炎双球菌体内的DNA可使R型肺炎双球菌转化为S型菌。(√)
(2)用含35S的噬菌体侵染细菌，经离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质。(×)
解析：35S标记的是噬菌体外壳，侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，所以经离心后，沉淀物的放射性很低。
(3)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染实验证明了DNA是主要的遗传物质。(×)
解析：这两个实验证明了DNA是遗传物质，烟草花叶病毒侵染实验证明了RNA也可以是遗传物质，因为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。
(4)病毒的遗传物质都是RNA。(×)
解析：病毒的遗传物质是DNA或RNA。
2．问题导学：
(1)格里菲思的实验能否证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA?
提示：不能。只能证明使R型细菌转化的物质是S型细菌内的某种物质——“转化因子”。
(2)噬菌体侵染细菌的实验中，上清液和沉淀物中含有的物质主要是什么？
提示：上清液中主要是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中主要是大肠杆菌。
(3)DNA是所有生物的遗传物质吗？请举例说明。
提示：不是。例如，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
1．下列关于遗传物质的说法，错误的是(A)
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细胞质的遗传物质是RNA ④细胞核的遗传物质是DNA ⑤HIV的遗传物质是DNA或RNA
A．②③⑤ B．②③④
C．①③⑤ D．③④⑤
解析：细胞生物的遗传物质是DNA，不管是在细胞质中还是在细胞核中遗传物质都是DNA，原核生物和真核生物的遗传物质也都是DNA；HIV的遗传物质是RNA。
2．在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是(C)
①孟德尔的豌豆杂交实验 ②摩尔根的果蝇杂交实验 ③肺炎双球菌转化实验 ④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
解析：本题考查对经典实验的识记。①孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律；②摩尔根的果蝇杂交实验证明基因在染色体上；③肺炎双球菌转化实验中，格里菲思证明了转化因子的存在，艾弗里等证明了DNA是遗传物质；④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗传物质。
3．将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，从其体内分离出来的仍是R型肺炎双球菌。将分离后的S型肺炎双球菌的DNA与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，则小白鼠死亡，并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌。以上实验说明(C)
A．R型和S型肺炎双球菌可以互相转化
B．S型的蛋白质外壳可诱导R型转化为S型
C．S型的DNA可诱导R型转化为S型，说明了DNA是遗传物质
D．S型的DNA可使小鼠致死
解析：本题重在考查实验设计的能力，通过题干可以发现，题干中的实验以DNA与蛋白质作对照，分别与R型茵放在一起，共同注射，观察能否引起小白鼠的死亡，其目的是证明DNA和蛋白质哪种能使R型菌发生转化，即哪种物质可作为遗传物质。小白鼠的死亡与否只是实验现象，以此体现实验结论，并不是实验的主要目的。
4．肺炎双球菌转化实验证明了(C)
A．基因位于染色体上
B．染色体是遗传物质的主要载体
C．DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
D．在不含DNA的生物体内，RNA就是该生物的遗传物质
解析：肺炎双球菌转化实验中，格里菲思实验的结论是已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质(转化因子)，艾弗里进一步证明DNA是遗传物质。
5．赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部位组合是(A)
A．①② B．①③ C．①④ D．③④
解析：图中①指的是氨基酸的R基，②③④分别指的是脱氧核苷酸的磷酸基团、脱氧核糖、含氮碱基。氨基酸中的S位于R基上，核苷酸中的P位于磷酸基团上。
6．肺炎球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能引起人或动物患肺炎或败血病；无荚膜的无毒性，不能引起人或动物患病。如图所示为1944年美国学者艾弗里和他的同事所做的细菌转化实验。请回答：
(1)实验A，老鼠患败血病死亡。以后各实验中，老鼠的情况分别为：B________，C________，D________，E________。
(2)不致病的肺炎球菌接受了_____________，
使它的遗传特性发生了改变。
(3)肺炎球菌的毒性由荚膜物质引起，荚膜物质是一种毒蛋白，这说明蛋白质的合成由________控制。
(4)这个实验说明_____________。
解析：因为肺炎球菌无荚膜的无毒性，有荚膜的有毒性，所以单独处理，前者生存，后者死亡。煮沸有毒性的细菌，蛋白质变性，毒性消失，而DNA结构稳定性强，加热没有变性，所以与无毒菌混合在体内发生DNA整合而控制有毒蛋白的合成，导致小鼠死亡。
答案：(1)能生存 能生存 死亡 能生存 (2)致病肺炎球菌的DNA (3)DNA (4)DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
一、选择题
1．1952年，赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体时，做法是(B)
A．分别用35S和32P的人工培养基培养T2噬菌体
B．分别用35S和32P的培养基培养细菌，再分别用上述细菌培养T2噬菌体
C．分别将35S和32P注入鸡胚，再用T2噬菌体感染鸡胚
D．分别用35S和32P的动物血清培养T2噬菌体
解析：噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，所以不能用人工培养基培养，A项错误；先分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，得到35S和32P标记的大肠杆菌后再用噬菌体分别侵染35S和32P标记的大肠杆菌，即可得到35S标记的噬菌体和32P标记的噬菌体。综上所述，B项正确，C、D项错误。
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。从表中可知(C)
A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
解析：①②组：R型细菌＋S型细菌的蛋白质/荚膜多糖，只长出R型细菌，说明蛋白质和荚膜多糖不是转化因子。③组：R型细菌＋S型细菌的DNA，结果既有R型细菌又有S型细菌，说明DNA可以使R型细菌转化为S型细菌；④组：用DNA酶将DNA水解，结果只长出R型细菌，说明DNA的水解产物不能使R型细菌转化为S型细菌，从反面说明了只有DNA才能使R型细菌发生转化。
3．用正常噬菌体(31P、32S)去感染大肠杆菌(含32P、35S)，得到的子代噬菌体所含的放射性元素是(B)
A．31P、32P、32S B．31P、32P、35S
C．31P、32S、35S D．32P、32S、35S
解析：本题考查对噬菌体侵染细菌过程的理解。合成噬菌体的蛋白质和DNA的原料及合成场所均来自细菌，噬菌体注入细菌体内的只是其DNA，而32P、35S分别标记大肠杆菌的DNA和蛋白质，那么，子代噬菌体的蛋白质中含35S，DNA中含31P和32P。
4．若用3H标记的大肠杆菌进行噬菌体侵染细菌实验，实验结果最可能是(D)
A．上清液中出现微量放射性，沉淀物中出现明显放射性
B．只有上清液中出现放射性
C．只有沉淀物中出现放射性
D．上清液和沉淀物中都出现明显的放射性
解析：噬菌体是细菌病毒，其化学成分是核酸和蛋白质。若用3H标记的大肠杆菌进行噬菌体侵染，则3H会出现在噬菌体的核酸和蛋白质中，噬菌体侵染细菌时，核酸进入细菌内，而蛋白质外壳留在细菌外面，所以无论是上清液还是沉淀物中都会有放射性。
5．下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，正确的是(B)
A．所有生物的遗传物质都是DNA
B．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA
C．动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNA
D．真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，其他生物的遗传物质是RNA
解析：DNA是主要的遗传物质是因为大部分生物是以DNA为遗传物质的，只有少数病毒以RNA为遗传物质；动物、植物、真菌均属于真核生物，除此之外原核生物中也是以DNA为遗传物质；除细胞生物外，部分病毒也是以DNA为遗传物质。
6．病毒甲具有RNA甲和蛋白质甲，病毒乙具有RNA乙和蛋白质乙，若将RNA甲和蛋白质乙组合成另一病毒丙，并以丙感染寄主细菌，则寄主细胞中的病毒具有(B)
A．RNA甲和蛋白质乙
B．RNA甲和蛋白质甲
C．RNA乙和蛋白质乙
D．RNA乙和蛋白质甲
解析：病毒丙浸染寄主细胞时，其遗传物质(RNA)进入寄主细胞内，并利用寄主细胞内的原料合成子代病毒的RNA和蛋白质，因此子代病毒与病毒甲相同。
7．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)
A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D．RNA是TMV的主要遗传物质
解析：水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开，A正确；能将TMV的蛋白质接种到正常烟草细胞内，B错误；烟草花叶病毒不是逆转录病毒，不能进行逆转录过程，C错误；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，而不是说明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。
二、非选择题
8．下面图甲为肺炎双球菌转化实验的一部分图解。请据图回答：
(1)该实验是________________所做的肺炎双球菌转化的实验图解。
(2)该实验是在________________________实验的基础上进行的，其目的是证明________的化学成分。
(3)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是_____________。
(4)依据上面图解的实例，可以作出__________________的假设。
(5)为验证上面的假设，他们设计了下面的实验(如图乙所示)，该实验中加DNA酶的目的是______________________，他们观察到的实验现象是___________________________________。
(6)通过上述两步实验，仍然不能说明___________________，为此他们设计了另一实验(如图丙所示)，他们观察到的实验现象是________________________，该实验能够______________________。
解析：艾弗里在格里菲思实验的基础上，设法将S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质分离开，分别单独观察各种物质的作用，从而证明了DNA是遗传物质。
答案：(1)艾弗里及其同事 (2)格里菲思的肺炎双球菌转化 转化因子 (3)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质 (4)DNA是遗传物质 (5)分解从S型细菌中提取的DNA 培养基中只长R型细菌 (6)蛋白质、多糖等不是遗传物质 培养基中只长R型细菌 蛋白质、多糖不是遗传物质
9．细胞生物都以DNA作为遗传物质，这是细胞具有统一性的证据之一。请回答：
(1)19世纪，人们发现了染色体在细胞遗传中的重要作用，在研究染色体主要组成成分的遗传功能时，科学家实验设计的关键思路是________________________________________________。最终证明了DNA是遗传物质。
(2)DNA的特殊结构适合作遗传物质。DNA双螺旋结构内部碱基排列顺序代表着__________________，碱基排列顺序千变万化构成了DNA分子的_________________。
(3)DNA是一种生物大分子，由许多单体连接而成。请在方框中画出DNA单体的模式图并标注各部分名称。
解析：(1)证明DNA是遗传物质的实验设计的关键思路：设法把DNA与蛋白质分开，单独、直接地观察DNA的作用。(2)DNA双螺旋结构内部碱基排列顺序代表着遗传信息，碱基排列顺序千变万化构成了DNA分子的多样性。(3)DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。
答案：(1)设法把DNA与蛋白质分开，单独、直接地观察DNA的作用 (2)遗传信息 多样性
(3)
课件41张PPT。生物必修2（人教版）第3章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质要点探究探究一 对遗传物质的早期推测
1．20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质，这是因为蛋白质中氨基酸的排列顺序多种多样，可能蕴含着遗传信息。2．DNA和蛋白质的比较。3.遗传物质应具备的特点。
(1)在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制，使得前后代具有一定的连续性。
(2)能够指导蛋白质合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程。
(3)具有多样性，能储存大量的遗传信息。
(4)结构稳定，在细胞中的含量相对稳定，保证物种的遗传稳定性。
结合前面遗传物质应具备的条件判断：DNA更可能是遗传物质。1．对遗传物质的早期推测主导观点——蛋白质是生物体的遗传物质。
2．对DNA的认识：
生物大分子——由许多脱氧核苷酸组成；
基本组成单位——脱氧核苷酸(4种)；
推测：脱氧核苷酸的排列顺序可能蕴含着遗传信息。归 纳提 炼1．下列哪一组物质的基本组成单位是相同的(A)
A．动物和植物的遗传物质
B．动物的肝糖原和抗原
C．人的胰岛素和性激素
D．植物的纤维素和维生素
解析：动物和植物的遗传物质是DNA；抗原大多数是蛋白质；胰岛素是蛋白质，而性激素属于脂质；纤维素是多糖，维生素多属于脂质。跟 踪训 练2．人类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(C)
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组合可以储存大量遗传信息跟 踪训 练解析：蛋白质不具备热稳定性，也不能复制，故选C项。其他选项所述的蛋白质的特点，与遗传物质应具备的特征一致，可作为遗传物质的理由。跟 踪训 练探究二 肺炎双球菌的转化实验
1．肺炎双球菌的特点。 2.格里菲思的体内转化实验。(1)格里菲思的推论：加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，能将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。
(2)已知在80～100℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55℃左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：加热杀死的S型细菌中的“转化因子”可能是DNA，而不是蛋白质。3．艾弗里的体外转化实验。
(1)设计思路：将提纯的S型细菌的DNA、蛋白质和荚膜多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，单独研究它们各自的功能。(2)实验过程及结果：(3)甲、乙、丙三组实验对照说明：DNA是转化因子，蛋白质等其他物质不是转化因子。
(4)丁组实验的目的是什么？
答案：证实DNA的分解产物不是转化因子，从反面证实了DNA是遗传物质。比较格里菲思和艾弗里的实验归 纳提 炼3．肺炎双球菌转化实验中，在培养有R型细菌的A、B、C、D四个试管中，依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现有R型细菌转化的是(A)
解析：只有DNA才能够使R型细菌转化为S型细菌。跟 踪训 练4．某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下4个实验：
①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠
②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠
③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠
④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠跟 踪训 练(1)以上四个实验小鼠的存活情况依次是________、________、________、________。
(2)将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项( )跟 踪训 练解析：(2)将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，随着R型细菌转化成S型细菌，S型细菌的数量增加。R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着S型细菌增多，小鼠免疫系统被破坏，R型细菌数量又开始增加。
答案：(1)存活 死亡 存活 存活 (2)B跟 踪训 练探究三 噬菌体侵染细菌的实验
1．实验材料——T2噬菌体。(1)①结构(如图1)：由头部和尾部组成，头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。
②特点：一种专门寄生在大肠杆菌体内的细菌病毒，在宿主细胞外没有(有、没有)独立代谢能力。
③生活史(如图2)：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体。
(2)大肠杆菌：单细胞原核生物。2．实验方法：放射性同位素标记法，用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA。
3．实验过程和结果：实验误差分析
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因。
①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；
②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，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。归 纳提 炼(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。归 纳提 炼5．右图所示为用同位素32P、35S分别标记噬菌体DNA和大肠杆菌氨基酸，然后进行“噬菌体侵染细菌的实验”，侵染后产生的子代噬菌体和母噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的DNA分子与蛋白质分子应含有的标记元素是(B)
A．31P、32P、32S B．31P、32P、35S
C．31P、32P、32S、35S D．32P、32S、35S跟 踪训 练6．1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。
(1)下图中锥形瓶内的培养液是用来培养________________的。跟 踪训 练(2)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是________。
A．用含35S的培养基直接培养噬菌体
B．用含32P的培养基直接培养噬菌体
C．用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
D．用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
(3)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是________________________。跟 踪训 练解析：(1)若要标记噬菌体，必须先标记大肠杆菌，再用噬菌体去侵染大肠杆菌，因为噬菌体只能寄生在活细胞中，不能用培养液直接培养噬菌体。(2)若在上清液中放射性较高，说明用35S标记了蛋白质外壳，若在沉淀物中放射性较高，则说明用32P标记了DNA。(3)用32P标记噬菌体后，沉淀物中放射性较高。若上清液中也有少量放射性物质，可能的原因是：存在没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体。跟 踪训 练答案：(1)大肠杆菌 (2)C (3)没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出子代噬菌体跟 踪训 练探究四 DNA是主要的遗传物质
研究表明，有些生物的遗传物质是RNA，如下面的烟草花叶病毒。
1．证明RNA是遗传物质的实验。
1957年格勒和施拉姆做了烟草花叶病毒的重建实验，过程如图：(1)烟草花叶病毒含有的核酸只有RNA，没有DNA。
(2)如果只用烟草花叶病毒的蛋白质去感染烟草，烟草不会(会、不会)出现病斑，如果用烟草花叶病毒的RNA去感染烟草，烟草会(会、不会)出现病斑。
(3)利用不同种类的蛋白质和核酸进行重建的杂种病毒去感染烟草(如图)，烟草出现的病斑类型总是和提供RNA的病毒一致。
(4)此实验说明：生物体中的核酸只有RNA时，RNA是遗传物质。2．综合肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌的实验和烟草花叶病毒侵染烟草的实验，我们可以得出，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。生物体内核酸的种类及遗传物质的判别归 纳提 炼7．下列关于生物体遗传物质的叙述，正确的是(D)
A．人体内的遗传物质主要是DNA
B．肺炎双球菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．大肠杆菌的遗传物质中含有硫元素
D．烟草花叶病毒的遗传物质水解后产生4种核糖核苷酸跟 踪训 练解析：人是细胞生物，含有两种核酸，遗传物质是DNA，而不是RNA。肺炎双球菌是原核生物，其细胞内无染色体，但遗传物质是DNA，所含有的元素是C、H、O、N、P，不含S。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。跟 踪训 练8．回答下列有关遗传物质的问题：
(1)人、噬菌体、烟草花叶病毒及根瘤菌的遗传物质分别是________、________、________、________。
(2)下列有关遗传物质的叙述，正确的是( )
A．DNA是所有生物的遗传物质
B．真核生物的DNA都以染色体为载体
C．遗传物质在亲代与子代之间传递性状
D．核酸是一切生物的遗传物质跟 踪训 练(3)下列哪项不是蚕豆细胞内遗传物质的载体( )
A．染色体 B．叶绿体
C．线粒体 D．核糖体
解析：遗传物质在亲代与子代之间传递遗传信息；真核生物中DNA的主要载体是染色体，另外线粒体和叶绿体也是DNA的载体。
答案：(1)DNA DNA RNA DNA (2)D (3)D跟 踪训 练
1．沃森和克里克创建了DNA分子双螺旋结构模型，建构了物理模型。
2．DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，两条链按反向平行方式盘旋。这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。
3．磷酸—脱氧核糖骨架排列在螺旋外部，构成基本骨架；碱基排列在螺旋内部。
4．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。
5．DNA中，A一定与T配对，G一定与C配对。这叫做碱基互补配对原则。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1．模型名称：DNA分子双螺旋结构模型。
2．构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。
二、DNA分子的结构
1．结构层次。
基本组成元素——C、H、O、N、P等
↓
基本组成物质——磷酸脱氧核糖、含氮碱基
↓ (A、G、C、T四种)
基本组成单位——脱氧核糖核苷酸(四种)
↓聚合
DNA单链——脱氧核苷酸长链
↓两条
DNA双链——DNA双螺旋结构。
2．结构特点。
(1)双链反向平行。
(2)脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
(4)A和T之间形成二个氢键，C和G之间形成三个氢键，故DNA分子中G－C比例高的稳定性强。
1．判断正误：
(1)DNA分子由两条方向相同的脱氧核苷酸链盘旋而成。(×)
解析：构成DNA分子的两条脱氧核苷酸链反向平行。
(2)沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构中，磷酸－脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部。(√)
(3)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系：C＝T，A＝G。(×)
解析：DNA分子中A与T配对，G与C配对，故存在的数量关系应为A＝T，G＝C。
2．问题导学：
(1)不同DNA分子的基本骨架是否相同？请说明理由。
提示：相同。不同DNA分子的基本骨架都是磷酸与脱氧核糖分子交替排列连接而成。
(2)DNA分子结构稳定，你知道为什么吗？
提示：①DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连形成碱基对；②DNA分子的基本骨架固定不变。
1．提出DNA双螺旋结构模型的科学家是(B)
A．施莱登、施旺
B．沃森、克里克
C．孟德尔、摩尔根
D．列文·虎克、罗伯特·虎克
2．在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来的(B)
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－
3．关于DNA和RNA的叙述，正确的是(C)
A．DNA有氢键和高能磷酸键
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
4．在制作DNA双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。图中错误的是(B)
5．制作DNA双螺旋结构模型时，下图为两个脱氧核苷酸的模型，其中圆圈代表磷酸，下列说法正确的是(C)
A．长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B．两个圆圈可用曲别针(代表化学键)连接，以形成DNA的单链
C．曲别针(代表化学键)应该连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆圈上
D．如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相同
6．下图是DNA片段的结构图，请据图回答：
(1)图甲是DNA片段的________结构，图乙是DNA片段的________结构。
(2)填出图中部分结构的名称：[2]_________、[3]________、[5]___________。
(3)连接碱基对的[7]是________，碱基配对的方式如下：______与______配对；______与______配对。
(4)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成____________结构。
解析：(1)由图分析可得，图甲是DNA分子的平面结构图，图乙是DNA分子的立体结构图。
(2)准确识记DNA分子结构，并依此作答。
(3)(4)DNA分子双螺旋结构的特点有：DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构；DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架；DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。
答案：(1)平面 立体(或空间)
(2)一条脱氧核苷酸单链片段 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸
(3)氢键 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶)
(4)反向平行 规则的双螺旋
一、选择题
1．有关DNA分子结构的叙述，正确的是(D)
A．DNA分子由4种核糖核苷酸组成
B．DNA单链上相邻碱基以氢键连接
C．碱基与磷酸相连接
D．磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架
解析：DNA是由4种脱氧核苷酸组成的，故A错误。DNA单链上的碱基是不直接相连的，故B错误。碱基是与脱氧核糖相连接的，故C错误。磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架，故D正确。
2．关于下图DNA分子片段的说法不正确的是(D)
A．①所指的碱基代表鸟嘌呤
B．②所指的碱基是DNA分子中特有的
C．③代表碱基互补配对形成的氢键
D．DNA分子片段中A－T碱基对含量越高，DNA分子结构越稳定
解析：图中①所指碱基为鸟嘌呤(G)；②所指碱基为胸腺嘧啶(T)，T是DNA特有的；③代表氢键；DNA分子中A－T碱基对有2个氢键，G－C碱基对有3个氢键，若G－C碱基对含量越高，则DNA分子结构越稳定。
3．细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中(C)
A．G的含量为30% B．U的含量为30%
C．嘌呤含量为50% D．嘧啶含量为40%
解析：根据DNA双螺旋结构中A＝T、C＝G可知，嘌呤之和等于嘧啶之和，故C正确。其他碱基的含量分别为：T＝A＝30%、C＝G＝[1－(30%＋30%)]/2＝20%。U参与构成RNA，DNA中没有。
4．分析某生物的双链DNA，发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%，其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，则另一条链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是(A)
A．17% B．32%
C．34% D．50%
解析：由于A＋T＝64%，所以A、T占整个DNA分子的比例A＝T＝32%；而其中一条链上的A占该链全部碱基的30%，占整个DNA分子的15%，所以另一条链上的A占整个DNA分子的比例为32%－15%＝17%。
5．DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个，因此这个片段中含有的游离的磷酸的数目和氢键的数目依次为(B)
A．200个和400个 B．2个和510个
C．2个和400个 D．400个和510个
解析：DNA分子由两条链组成，而且这两条链的方向是相反的，在每条链的一端都有一个游离的磷酸，则两条链共有2个游离的磷酸。在DNA分子中，A与T配对，G与C配对，且A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，由题可知，氢键的数目是90×2＋(200－90)×3＝510。
6．下面是4位同学拼制的DNA分子中一条多核苷酸链局部平面结构模型，正确的是(C)
解析：圆圈表示磷酸基团，五边形表示五碳糖，长方形表示碱基，由于磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧，故A、B错误；两个磷酸连接五碳糖的部位不同，故D错误，C正确。
7．某DNA双链中，一条单链的(A＋T)/(C＋G)＝b，则其互补链中、整个DNA分子中该比例分别为(C)
A．b、1 B．1/b、1
C．b、b D．1/b、b
解析：DNA分子具有独特的双螺旋结构，它是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成的；其外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基对(A－T、C－G)通过氢键连接。在一条单链中(A＋T)/(C＋G)＝b，由于碱基互补配对，则其互补链中(T＋A)/(G＋C)＝b，所以在整个DNA分子中(A＋T)/(C＋G)也等于b，故选C。
二、非选择题
8．下图所示DNA分子平面结构图，仔细阅图回答下列各问：
(1)写出图中各编号的中文名称：
①________；②________；③________；④________；⑤________；⑥________；⑦________；⑧________；⑨________
(2)图中共有脱氧核苷酸________个，碱基________对。
(3)如果将细胞培养在含15N的同位素培养基上，则能在此图的________成分(填写编号)上可以测到15N。
(4)如果将细胞培养在含32P的同位素培养基上，则能在此图的________成分上可以测到32P。
(5)DNA分子具有独特的________结构，连接两条链的碱基之间具有________的能力；DNA分子碱基对排列顺序的千变万化和碱基对的特定的排列顺序决定了生物体具有________和________的特点。
(6)某DNA分子含有5000个碱基对，基中T为4000个，则G为________个，脱氧核苷酸为________个，磷酸为________个。在DNA分子中，如果碱基A＋T＝56%，则其中一条单链中的A＋T占该单链碱基总数的________，若此单链中，G占18%，则在另一条单链中G占单链碱基数为________。
解析：(1)DNA分子的结构及组成成分。(2)此DNA分子片段中共有脱氧核苷酸8个，碱基对4对。(3)将细胞培养在含15N的同位素培养基上，含氮碱基中都有15N。(4)将细胞培养在含32P的同位素培养基上，则磷酸基团中可以测到32P；DNA分子具有独特的双螺旋结构，连接两条链的碱基之间具有互补配对的能力。(5)DNA分子碱基对排列顺序的千变万化和碱基对的特定排列顺序决定了生物体具有多样性和特异性的特点。(6)根据碱基互补配对原则：A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝50%。
答案：(1)①磷酸基 ②脱氧核糖 ③胞嘧啶 ④胞嘧啶脱氧核糖核苷酸 ⑤腺嘌呤(A) ⑥鸟嘌呤(G) ⑦胞嘧啶(C) ⑧胸腺嘧啶(T) ⑨氢键 (2)8 4 (3)③～⑧中均可 (4)① (5)双螺旋 互补配对 多样性 特异性 (6)1000个 10000个 10000个 28% 54%
9．DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，在亲子鉴定、侦查罪犯等方面是目前最为可靠的鉴定技术。请思考回答下列有关DNA指纹技术的问题：
(1)如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示。则该小孩的真正生物学父亲是________。
(2)现在已知除了一卵双生双胞胎外，每个人的DNA都是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了DNA分子具有________性。
(3)DNA指纹技术运用了DNA分子结构的相关知识，据此请回答：DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成__________；DNA分子中的________和________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，________排列在内侧；碱基互补配对原则是指：A(腺嘌呤)一定与______(________)配对；______(________)一定与C(胞嘧啶)配对。
(4)为什么用DNA做亲子鉴定，而不用RNA?
_______________________________________________。
解析：本题考查DNA分子中碱基排列顺序的多样性和特异性的应用。
(1)观察图知，孩子的DNA指纹图谱一部分与母亲相同，另一部分应该与父亲的DNA指纹图谱相同，所以孩子的真正生物学父亲是B。(2)除一卵双生双胞胎外，每个人的DNA不同且每个人的DNA是独一无二的，说明了DNA分子具有特异性。(3)DNA分子的主要特点是：DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧；碱基互补配对原则是指：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。
(4)DNA是人类的遗传物质，所以用DNA做亲子鉴定。
答案：(1)B (2)特异 (3)双螺旋结构 脱氧核糖 磷酸 碱基 T(胸腺嘧啶)
G(鸟嘌呤) (4)因为DNA是人类的遗传物质
课件28张PPT。生物必修2（人教版）第3章 基因的本质 第2节 DNA分子的结构要点探究探究一 DNA双螺旋结构模型的构建
DNA双螺旋结构模型的提出是多个科学家不懈努力的结果，阅读教材内容，完成下面的内容并思考。
DNA双螺旋结构模型的建立过程的启示
(1)科学研究需要协作精神。
(2)科学研究需要不断提升技术手段来获得相应的知识。
(3)科学研究需要不懈的努力和不断修正自己错误的发展思想。归 纳提 炼1．非同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是(D)
A．碱基序列
B．碱基数目
C．(A＋T)/(G＋C)的值
D．碱基种类跟 踪训 练解析：A项中，非同源染色体上的DNA不同，碱基序列一定不同。B项中，不同的DNA，碱基数目一般不同。C项中，(A＋T)/(G＋C)的值具有特异性，不同的DNA不同。D项中，不同的DNA碱基种类一般都含有四种：A、T、G、C。跟 踪训 练2．下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是(B)
A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链的基础上，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基
B．威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构跟 踪训 练C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学
D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启发，构建出科学的模型
解析：沃森和克里克依据威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱及有关数据，推算出DNA分子呈螺旋结构。跟 踪训 练探究二 DNA分子的结构
如图为DNA分子的双螺旋结构模型图。1．DNA分子的结构。
(1)图中各部分的名称：
①胸腺嘧啶(T)；②脱氧核糖；③磷酸；④碱基对；⑤腺嘌呤(A)；⑥鸟嘌呤(G)；⑦胞嘧啶(C)。
(2)从图中可以看出，和A配对的一定是T，和G配对的一定是C。
(3)碱基对之间靠氢键连接，其中A－T之间是2个氢键，G－C之间是3个氢键，因此DNA分子中G－C含量越高，DNA分子稳定性越高。
(4)图中表示DNA的基本组成单位的是①②③。2．双螺旋结构特点。
(1)DNA分子是由两条链构成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基对排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基配对的规律是：A与T配对，G与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆
五种元素：C、H、O、N、P。
四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸。
三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。
两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。
一种螺旋：规则的双螺旋结构。归 纳提 炼3．某学生制作的以下碱基对模型中，正确的是(B)
解析：解答本题的关键是熟悉DNA分子的结构。根据DNA分子结构“两条链反向平行”的特点，可判断出选项B正确。跟 踪训 练4．如图为DNA分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。请据图回答下列问题：
(1)从主链上看，两条单链________平行；从碱基关系看，两条单链____________。跟 踪训 练(2)________和________相间排列，构成了DNA分子的基本骨架。
(3)图中有______种碱基，______种碱基对。
(4)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：
①该DNA片段中共有腺嘌呤______个，C和G构成的碱基对共______对。
②在DNA分子稳定性的比较中，________碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。跟 踪训 练解析：(1)从主链上看，两条单链是反向平行的；从碱基关系看，两条单链遵循碱基互补配对原则。(2)脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。(3)图中涉及4种碱基，4种碱基之间的配对方式有两种，但碱基对的种类有4种，即A—T、T—A、G—C、C—G。跟 踪训 练(4)假设该DNA片段只有A、T两种碱基，则200个碱基，100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G—C或C—G碱基对共60个，所以该DNA中腺嘌呤数为：(200－2×60)/2＝40个。C和G共60对，由于G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此，G与C构成的碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。
答案：(1)反向 碱基互补配对 (2)脱氧核糖 磷酸
(3)4 4 (4)①40 60 ②G与C跟 踪训 练探究三 DNA分子中碱基的计算规律
(1)腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。因此，嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。一条链中的A和另一条链中的T相等，可记为A1＝T2，同样：T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2。(2)设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝T2＋A2＝n%。整个DNA分子中：A＋T＝n%。即在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。归 纳提 炼归 纳提 炼2．进行碱基计算要注意以下几点。
(1)单位是“对”还是“个”，这方面往往带来数据成倍的错误。
(2)注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链。
(3)解题时最好画一下简图，比较直观，减少因为思路不清引起的错误。5．某DNA分子中，G＋C之和占全部碱基的35.8%，一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(B)
A．32.9%和17.1% B．31.3%和18.7%
C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9%跟 踪训 练解析：由于DNA分子中(G＋C)之和在整体中的比例与在单链DNA中该比例均相等，可推出该已知链中G＋C＝35.8%，又因T与C分别占32.9%与17.1%，可求出该链中的A为1－(G＋C＋T)＝1－(35.8%＋32.9%)＝31.3%，G＝35.8%－17.1%＝18.7%。其互补链中T和C应与该链中A与G的含量相等。跟 踪训 练6．某DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例是(A)
A．35% B．29%
C．28% D．21%跟 踪训 练解析：整个DNA中的A＋T占整个DNA碱基总数的44%，则G＋C占整个DNA碱基总数的56%，又因为其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，所以与G对应的互补链(b)上的C占b链碱基总数的21%，则G(a链上)＋C(b链上)占DNA分子碱基总数的21%。因为总的G＋C占整个DNA分子碱基总数的56%，所以G(b链上)＋C(a链上)占DNA整个分子碱基总数的35%，推得G占b链碱基总数的35%，所以答案选A。跟 踪训 练
1．在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种(A、T、C、G)，因此，构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种，它们的名称是：腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
2．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、能量和酶等基本条件。
3．DNA分子独特的双螺旋结构，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分子通过复制，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。
一、对DNA分子复制的推测
1．假说：半保留复制方式。
2．提出者：沃森和克里克。
3．内容：
(1)解旋：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂。
(2)复制：以解开的两条单链作为复制的模板，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。
(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，因此，这种复制方式被称为半保留复制。
二、DNA分子的复制
1．复制过程。
概念
指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
时期
有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
流程
解旋→以母链为模板按碱基互补配对原则合成子链→子链延伸→亲子链复旋
条件
①模板：亲代DNA的每一条链；
②原料：4种游离的脱氧核苷酸；
③能量：ATP释放的能量；
④酶：DNA解旋酶和DNA聚合酶
结果
1个DNA复制形成2个完全相同的DNA
特点
边解旋边复制，半保留复制
精确复制
①独特的双螺旋结构提供模板
②碱基互补配对原则
意义
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性
1．判断正误：
(1)DNA复制过程中需要ATP和尿嘧啶核糖核苷酸。(×)
解析：DNA的复制过程不需要尿嘧啶核糖核苷酸，尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料。
(2)经过DNA复制得到的子代DNA是由亲代DNA链和复制的新链随机结合而成的。(×)
解析：DNA复制是严格按照碱基互补配对原则进行的半保留复制，并不是随机结合。
DNA解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA分解成脱氧核苷酸。(√)
2．问题导学：
(1)DNA复制除了在细胞核中进行外，还能发生在哪些场所？
提示：真核生物的DNA复制还在叶绿体、线粒体；原核生物的DNA复制主要在拟核；病毒的DNA复制在宿主细胞中。
(2)DNA复制过程中碱基互补配对方式有哪些？
提示：A与T，T与A，G与C，C与G。
1．DNA分子复制时需要解旋，下列哪一组碱基对被解开(C)
A．鸟嘌呤和腺嘌呤
B．胸腺嘧啶和胞嘧啶
C．腺嘌呤和胸腺嘧啶
D．腺嘌呤和胞嘧啶
2．下列关于DNA复制的叙述中，不正确的是(B)
A．DNA的复制过程是边解旋边复制
B．在叶肉细胞中DNA的复制发生在细胞核、叶绿体和线粒体中
C．DNA复制过程中，要消耗ATP并且需要酶的催化
D．DNA复制需要的原料是脱氧核糖核酸
3．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(B)
A．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
B．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
C．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
D．DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制
4．某DNA分子片段为，可进行人工复制使其数量增加，复制时应给予的条件是(A)
①ATGTG和TACAC作模板链 ②四种核糖核苷酸 ③四种脱氧核苷酸 ④DNA聚合酶 ⑤DNA水解酶
A．①③④ B．①②④
C．①②⑤ D．①③⑤
5．下列关于DNA分子复制的叙述中，正确的是(D)
A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B．DNA独特的双螺旋结构保证了DNA的准确复制
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．每条子链与其模板链形成一个新的DNA分子
6．下图为真核细胞DNA复制过程模式图，请根据图示过程，回答问题：
(1)由图示得知，1个DNA分子甲复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是__________。
(2)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供________。
(3)细胞中DNA复制的场所是________________；在复制完成后，乙、丙分开的时期为________________。
(4)若一个卵原细胞的一条染色体上的β－珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是________。
解析：根据题意和图示分析可知：(1)DNA分子复制的方式是半保留复制。(2)双链DNA解开需要消耗能量，将氢键断裂。(3)细胞中含有DNA分子的结构都可进行DNA分子复制，所以DNA复制的场所有细胞核、线粒体和叶绿体；在复制完成后，由于着丝点分裂使乙、丙分开，发生在有丝分裂后期、减数第二次分裂后期。(4)因为一个卵原细胞通过减数分裂只能形成一个卵细胞，所以若一个卵原细胞的一条染色体上的β－珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是1/4。
答案：(1)半保留复制 (2)能量(ATP)
(3)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期、减数第二次分裂后期 (4)1/4
一、选择题
1．DNA复制过程的正确顺序是(D)
①互补碱基对之间的氢键断裂 ②互补碱基对之间的氢键合成 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子链与母链盘旋成双螺旋结构
A．①③④②⑤ B．③①⑤④②
C．①④②⑤③ D．③①④②⑤
解析：DNA复制时先用解旋酶打开螺旋，使氢键断裂，然后以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对，形成的新的子代DNA重新盘旋成双螺旋结构。
2．一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是(B)
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104
B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
解析：由5 000个碱基对组成的双链DNA中，腺嘌呤占全部碱基的20%，则胞嘧啶C占30%，即一个这样的DNA中，A＝T＝2 000个，G＝C＝3 000个，将其置于只含31P的环境中复制3次需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
3．人的类胚胎干细胞在含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(B)
A．每条染色体的两条染色单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条染色单体被标记
C．只有半数的染色体中一条染色单体被标记
D．每条染色体的两条染色单体都不被标记
解析：由“人的类胚胎干细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期”可知DNA复制第一次，根据半保留复制，每个DNA分子中有一条链含放射性；由“在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期”可知DNA复制第二次，根据半保留复制，一个染色体上的两个DNA分子一个含放射性，一个不含放射性，每个染色体单体含一个DNA分子，判断出每条染色体中都只有一条染色单体含放射性。
4．用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖4代，a、b、c为3种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，如下图，这3种DNA分子的比例正确的是(D)
分析：染色体和DNA复制问题的处理方法——画线法
操作如下：
第一步：画出含有染色体的细胞图，在细胞图的下方画出相应染色体上的DNA分子。
第二步：用不同颜色区分特殊链或将有关信息标在线段上。如图：
第三步：与题结合，处理问题。
解析：假设亲代DNA分子为n个，则繁殖4代后，DNA分子总数为16n，其中，只含15N的DNA分子为0个，同时含14N和15N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有14n个，它们呈现的比例为D图所示。
5．双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有(D)
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
解析：由题干可知，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸可以与DNA序列中的碱基A发生互补配对，在人工合成的DNA序列中有4个碱基A，可以在4处与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸发生碱基互补配对产生4个不同长度的子链；若在这4处都没有发生碱基互补配对，则产生第5种子链，因此以该单链为模板最多能合成5种不同长度的子链。
6．下列有关计算中，错误的是(C)
A．用32P标记的噬菌体在大肠杆菌内增殖3代，具有放射性的噬菌体占总数的1/4
B．某DNA片段有300个碱基对，其中1条链上A＋T比例为35%，则第3次复制该DNA片段时，需要780个胞嘧啶脱氧核苷酸
C．细胞内全部DNA被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂产生的每个子细胞染色体均有一半有标记
D．DNA双链被32P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占2/2n
解析：复制3次，含32P的噬菌体占2/8＝1/4。该片段中C＝300×2×(1－35%)÷2＝195个，第3次复制需C＝195×23－1＝780个。DNA双链被32P标记后，不管复制多少次，都只有2个DNA带有标记，所以复制n次，子代DNA中有标记的占2/2n。
7．关于下列DNA片段(如下图所示)的相关叙述正确的是(A)
A．把该DNA放在含14N的培养液中复制两代，子代DNA中不含有15N的DNA占3/4
B．②处碱基对的缺失将导致染色体变异
C．作用于①和③的酶的种类可能相同
D．若该DNA片段含120个磷酸基团，则其指导合成的蛋白质最多含40个氨基酸
解析：DNA复制两代，共有4个DNA分子，亲代DNA中只有一条链是15N，所以子代含有15N的DNA分子只有1个，不含有15N的DNA分子有3个，占3/4，A正确；②处碱基对的缺失将导致基因突变，B错误；酶具有专一性，所以作用于①③处的酶种类不同，C错误；DNA片段有120个磷酸基团，即有120个碱基，所以指导合成的蛋白质最多含有20个氨基酸，D错误。
二、非选择题
8．将亲代DNA用15N标记，放在含有14N的培养基上培养，如图是DNA复制图解，请据图回答问题：
(1)图中长方形A表示____________，图中的箭头B表示____________，图中体现了DNA复制的特点是____________。
(2)DNA复制完一次后，2个子代DNA分子共有______个游离的磷酸基团，分析得知，新合成的DNA分子中，A＝T，G＝C。这个事实说明DNA的合成遵循______。新合成的DNA分子中，带有15N标记的链约占总链数的50%，这个事实说明___________________。
(3)15N标记的DNA分子复制4次后，含14N的DNA分子占DNA分子总数的________，若该DNA分子共有300个碱基对，其中胞嘧啶为260个，则第4次复制时，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为_____个。
解析：(1)A催化游离的脱氧核苷酸形成互补链，是DNA聚合酶，箭头B代表的是复制的方向，从图中能够看出DNA边解旋边复制的特点。(2)每个DNA分子的两链中，每一条链都有一个游离的磷酸基团，所以复制后形成的2个DNA分子共有4个游离的磷酸基团；在DNA分子复制的过程中遵循碱基互补配对的原则；新DNA分子中新链和旧链各一半，表现了DNA分子的半保留复制的特点。(3)由于DNA分子的半保留复制的特点，所以含有15N的DNA分子只有2个，经4次复制后共产生了16个DNA分子，而每个DNA分子中都含有14N；300个碱基对的DNA分子，含有胞嘧啶260个，则含有腺嘌呤为40个，则第4次复制过程中，会增加8个新DNA分子，所以需要游离的腺嘌呤320个
答案：(1)DNA聚合酶 DNA复制方向 边解旋边复制 (2)4 碱基互补配对原则 DNA复制方式为半保留复制 (3)100% 320
9．下图是DNA分子复制的图解，请据图回答：
(1)图中的[1]表示________过程，需要________酶的作用。
(2)图中的[2]过程表示以母链为模板进行碱基的________。
(3)图中的[3]过程包括子链中相邻脱氧核苷酸的________与________交替连接以及子链与母链在空间结构上的____________化。参与此过程的酶有____________等。
(4)分析DNA复制过程所需条件：模板是_______________；
原料是___________；酶有__________、___________等；还需要能量。
(5)DNA分子被15N标记的大肠杆菌，放在没有标记的培养基中培养，繁殖3代后所有大肠杆菌体内，标记的DNA分子占DNA分子总数的________，标记的链占全部DNA单链的________。
解析：分析题图可知：[1]过程表示解旋，需要解旋酶的参与；[2]过程表示以DNA的单链为模板，复制子代DNA分子的过程，此过程需要四种游离的脱氧核苷酸的参与，脱氧核苷酸之间通过磷酸和脱氧核糖交替连接，两条链之间通过氢键相连；[3]过程表示形成两个新的DNA分子，此过程需要DNA聚合酶的参与。无论复制几次，含15N的DNA分子数和DNA单链数都是2，经复制3次后DNA分子数为8，DNA单链总数为16，因此标记的DNA分子占DNA分子总数的1/4，标记的链占全部DNA单链的1/8。
答案：(1)解旋 解旋 (2)互补配对 (3)脱氧核糖
磷酸 螺旋 DNA聚合酶 (4)DNA的两条母链 四种游离的脱氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 (5)1/4 1/8
课件25张PPT。生物必修2（人教版）第3章 基因的本质 第3节 DNA的复制要点探究探究一 DNA分子复制的实验证据
1．实验方法：放射性同位素标记法和离心技术。
2．实验原理：如果DNA的两条链都用15N标记，那么这样的DNA分子质量大，离心时应该在试管的底部；两条链中都含有14N，那么这样的DNA分子质量小，离心时应该在试管的上部；两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么这样的DNA分子质量居中，离心时应该在试管的中部。3．实验过程：4．预期的实验结果：
5．实验结果和预期的一致，说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。 DNA分子在复制时，以解旋形成的两条链(旧链)为模板，按照碱基互补配对原则吸收脱氧核苷酸与之配对，形成两条子链(新链)，新链与旧链螺旋成一个新的DNA分子，所以称之为半保留复制。归 纳提 炼 1．在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N－DNA(相对分子质量为a)和15N－DNA(相对分子质量为b)。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图所示。下列对此实验的叙述不正确的是(B)跟 踪训 练A．Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N
B．Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4
C．预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为(7a＋b)/8
D．上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制跟 踪训 练2．以DNA的一条链“—A—T—C—”为模板，推测经复制后的子链是(A)
A．“—T—A—G—” B．“—U—A—G—”
C．“—T—A—C—” D．“—T—U—C—”跟 踪训 练探究二 DNA分子复制的过程1．概念：是指以亲代DNA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第一次分裂前的间期。
3．场所：细胞核、线粒体和叶绿体。主要场所是细胞核。
4．条件：(1)模板：亲代DNA的两条链；(2)原料：四种脱氧核苷酸；(3)酶：解旋酶和DNA聚合酶；(4)能量。5．过程
(1)解旋：DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。
(2)合成子链：以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的四种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的子链。
(3)形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构，从而形成两个与亲代DNA完全相同的DNA分子。归 纳提 炼3．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，下列有关叙述错误的是(A)
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跟 踪训 练4．假设一个DNA分子中含有1000个碱基，将这个DNA分子放在含32P标记的脱氧核苷酸的培养基中让其复制一次，则新形成的一个DNA分子的相对分子质量比原来增加了(A)
A．1 000 B．2 000
C．500 D．无法确定跟 踪训 练解析：白化病是常染色体隐性遗传。因为男方父亲患白化病，而男方表现正常，所以，男方基因一定为Aa。女方父母正常，但其弟患白化病，所以女方父母的遗传因子组成都为Aa，女方表现正常，所以女方的遗传因子组成，有1/3的可能是AA，2/3的可能是Aa。这对夫妇生出白化病孩子的概率为(2/3)×(1/4)＝1/6。跟 踪训 练探究三 有关DNA分子复制的计算
如果用15N标记DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制。根据DNA分子半保留复制的特点，不同世代DNA中脱氧核苷酸的链的特点如下：根据上表归纳：若培养n代，结果是：
1．DNA分子数。
(1)子代DNA分子总数＝2n个。
(2)含15N的DNA分子数＝2个。
(3)含14N的DNA分子数＝2n个。
(4)只含15N的DNA分子数＝0个。
(5)只含14N的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)含15N的脱氧核苷酸链数＝2条。
(3)含14N的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
3．消耗的脱氧核苷酸数。
设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：
(1)经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·(2n－1)个。
(2)在第n次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·2n－1个。归 纳提 炼5．假如某大肠杆菌的DNA分子用15N标记后其相对分子质量为a，用14N标记后其相对分子质量为b。现将用15N标记后的大肠杆菌，培养在含有14N的培养基中，则子一代、子二代的DNA分子平均相对分子质量分别为(A)
A．(a＋b)/2；(a＋3b)/4
B．a＋b；a＋3b
C．(a＋b)/2；(a＋b)/2
D．a＋b；(a＋b)/3跟 踪训 练 6．某一个DNA分子中，A为200个，复制数次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3 000个，该DNA分子已经复制了几次(A)
A．4次 B．3次
C．5次 D．6次跟 踪训 练
1．遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，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。
2．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。DNA分子上分布着多个基因。
3．基因是有遗传效应的DNA片段。
4．人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染色体＋X＋Y)上DNA的碱基序列。
一、基因与DNA的关系
1．从数量上看。
(1)每个DNA分子上有许多基因。
(2)所有基因的碱基总数小于(填“大于”、“等于”或“小于”)DNA分子的碱基总数，即DNA分子上只有部分碱基参与基因的组成。
2．从功能上看。
基因是有遗传效应的DNA片段。
二、DNA片段中的遗传信息
1．遗传信息：指基因中脱氧核苷酸的排列顺序。
2．DNA分子的特性。
(1)多样性：DNA分子由于碱基对的数量不同以及碱基对排列顺序的千变万化，构成了多样性。
(2)特异性：每个DNA分子的碱基的特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异性。
3．与生物体多样性和特异性的关系。
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
1．判断正误：
(1)基因是有遗传效应的脱氧核苷酸序列。(√)
(2)构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。(×)
(3)不同DNA携带的遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同。(√)
2．问题导学：
(1)可否利用DNA分子中不具有遗传效应的非基因片段来鉴别生物体？为什么？
提示：可以。在不同生物体DNA分子中非基因片段碱基排列顺序存在差异，可用于鉴别生物体。
(2)DNA分子为什么能够携带丰富的遗传信息？
提示：由于组成DNA分子的碱基数量多及碱基的排列顺序千变万化。
(3)由20个碱基对组成的脱氧核苷酸链，共有几种排列方式？
提示：420。
1．决定DNA分子有特异性的因素是(D)
A．两条长链上的脱氧核苷酸与磷酸的交替排列顺序是稳定不变的
B．构成DNA分子的脱氧核苷酸只有4种
C．严格的碱基互补配对原则
D．每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序
2．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(C)
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
3．同源染色体上的两个DNA分子一般大小是相同的，那么在这两个DNA分子的同一位置上的基因(C)
A．碱基对的排列顺序相同
B．在DNA分子双链中成对存在
C．碱基对的排列顺序可能相同也可能不同
D．是一对控制相对性状的等位基因
4．下列有关细胞中基因、DNA、染色体的相关叙述中，正确的是(A)
A．基因是具有遗传效应的DNA片段
B．每个DNA分子上都有一个基因
C．一条染色体上只有一个DNA分子
D．基因在每条染色体上都成对存在
5．同源染色体上的两个DNA分子大小一般是相同的，那么在这两个DNA分子的同一位置上的基因(C)
A．碱基的排列顺序相同
B．碱基的排列顺序不同
C．可能相同也可能不同
D．与在染色体上的位置无关
6．如图表示一个DNA分子上的三个片段A、B、C，请完成下列问题：
(1)片段A和C之所以能称为基因，是因为它们都是________。
(2)片段A和片段C的不同之处是___________________。
(3)片段A和片段B的不同之处是___________________。
(4)一般情况下，在一个DNA分子中类似于B的片段的长度要________类似于A的片段的长度。
(5)在人类染色体DNA不表达的片段中有一部分是串连重复的序列，它们在个体之间具有显著的差异性，这种短序列应该位于图中的_____________。
(6)上题中所说的短序列可应用于( )
A．生产基因工程药物 B．侦查罪犯
C．遗传病的产前诊断 D．基因治疗
答案：(1)一段具有遗传效应的DNA片段，能控制一定的生物性状 (2)其内部的遗传信息即脱氧核苷酸的排列顺序或数目不同 (3)片段B中的碱基序列不携带遗传信息，不具有遗传效应 (4)大于
(5)基因间区B (6)B
一、选择题
1．生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇DNA分子上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。下列叙述错误的是(D)
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
C．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D．DNA的任意片段都能在另一种生物体内表达
2．下列关于基因的说法，正确的是(C)
A．基因就是一段DNA分子
B．基因一定位于染色体上
C．基因是有遗传效应的DNA片段
D．不同基因上带有的遗传信息相同
3．下列关于基因的叙述，正确的是(C)
A．DNA分子上任意一个片段都是基因
B．人体细胞中染色体是基因的唯一载体
C．等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
D．基因的多样性决定了DNA分子的多样性
4．下列关于遗传信息的说法，不确切的是(D)
A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B．遗传信息的传递是通过染色体上的基因传递的
C．生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上
D．遗传信息即生物表现出来的性状
5．由80个碱基组成的DNA分子片段，可由其碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传信息，其种类最多可达(C)
A．4120 B．804
C．440 D．260
6．DNA指纹技术在刑事侦破和亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有(B)
A．稳定性 B．特异性
C．多样性 D．可变性
解析：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序各不相同，即DNA分子具有特异性，根据这一特征可辅助进行刑事侦破，亲子鉴定等。
7．下图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是(D)
A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制
B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP
C．从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的
D．DNA在复制过程中是先解旋，后半保留复制
解析：DNA复制的特点是半保留复制，过程是边解旋边复制，需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构，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，A正确；解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP，B正确；合成两条子链的方向是相反的，C正确；DNA在复制过程中是边解旋边复制，特点是半保留复制，D错误。
二、非选择题
8．请据图回答下列问题。
(1)若图中A为糖类，则A是________，C是_______________，G是________。
(2)B有4种，即[____]________、[____]________、[____]________、[____]________；F的基本组成单位是图中的______。
(3)图中E和F的关系是_______________。
(4)F和H的关系是_____________。
(5)一个H和F有两种比例关系：______和________，一个F中含有________个E，一个E中含________个D。
(6)E的主要载体是图中的____，除此之外，________和________也是E由亲代传递给子代的载体。
(7)遗传信息是E中______的排列顺序。
(8)“种瓜得瓜，种豆得豆”的遗传主要是通过H上的______传递给后代，实际上是通过______的排列顺序来传递遗传信息的。
解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是遗传物质DNA的主要载体；1条染色体上通常含有1个DNA分子，1个DNA分子上含有许多基因，1个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。
答案：(1)脱氧核糖 磷酸 蛋白质 (2)A 腺嘌呤 T 胸腺嘧啶 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 D (3)E是有遗传效应的F片段 (4)H(染色体)是F(DNA)的主要载体 (5)1∶1 1∶2 许多 成百上千 (6)H 叶绿体 线粒体 (7)D (8)F D
9．由于DNA上的“遗传因子”基本都是符合孟德尔的遗传定律的，因此人类可以利用PCR技术合成的DNA进行亲子鉴定，其原理是：首先获取被测试者的DNA，并进行PCR扩增，取其中一样本DNA用限制酶切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特制的“探针”去寻找基因。相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光照射下，便会显示由DNA探针凝聚在一起的黑色条码。每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合。
(1)2002年6月，我国第一张18位点的“基因身份证明”在湖北武汉诞生。人的“基因身份证明”是否终身有效？________。理由是__________________________。
(2)双胞胎或多胞胎的“基因身份证明”是否一定完全相同？________，原因是____________________。
(3)图示某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA指纹图谱示意图，请推测该小孩真正生物学上的父亲是________，原因是____________________。
解析：(1)同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的，所以DNA相同，具有个体的特异性和稳定性，故基因身份证明终身有效。(2)同卵双胞胎DNA相同，但异卵双胞胎DNA不同。(3)对比DNA指纹图谱就会发现孩子的基因有一半与母亲相同，还有一半与B相同，而A、C、D与孩子DNA指纹图谱不相同，所以B是孩子真正生物学上的父亲。
答案：(1)是 同一个体的不同生长发育阶段和不同组织的DNA是相同的，所以它有高度的个体特异性和稳定性 (2)不一定 如果是异卵双生的双胞胎，其遗传物质不相同 (3)B 子代遗传物质一半来自父亲，一半来自母亲
课件16张PPT。生物必修2（人教版）第3章 基因的本质 第4节 基因是有遗传效应的DNA片段要点探究探究一 对基因的理解
1．基因与DNA的关系。
(1)基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多个基因。一个DNA分子中的碱基总数大于该DNA分子上所有基因的碱基数之和。
(2)基因具有遗传效应是指其能控制生物体的性状。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因控制特定的性状。2．基因与染色体的关系。
(1)基因在染色体上呈线性排列。
(2)染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，如线粒体、叶绿体中也有少量的DNA，也是基因的载体。归 纳提 炼1．下列关于基因的说法中，正确的是(C)
A．基因就是一段DNA分子
B．基因一定位于染色体上
C．基因是具有遗传效应的DNA片段
D．不同基因上带有的遗传信息相同跟 踪训 练2．下列叙述中正确的是(D)
A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基
B．基因是具有遗传效应的DNA片段，基因都分布在染色体上
C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的种类决定的
D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上可能含有2个DNA分子跟 踪训 练探究二 DNA分子的特点
1．稳定性。
指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。相对稳定的原因有：
(1)DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化。
(2)碱基配对方式始终不变，即A—T，G—C。2．多样性。
构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数目(n)却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化(4n)，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。3．特异性。
每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性。 1．遗传信息是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，但并不是DNA分子上所有的脱氧核苷酸的排列顺序都叫遗传信息。
2．遗传信息蕴藏在DNA分子4种碱基的排列顺序里面，所以DNA分子的多样性和特异性必然导致基因中遗传信息的多样性和特异性。归 纳提 炼3．决定DNA遗传特异性的是(D)
A．碱基互补配对原则
B．脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点
C．嘌呤总数与嘧啶总数的比值
D．碱基排列顺序跟 踪训 练 4．由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基的排列顺序不同，可分为多少种，说明了DNA分子的什么特性(D)
①504种 ②450种 ③425种 ④遗传性 ⑤多样性
⑥特异性
A．①④ B．②⑤
C．②⑥ D．③⑤跟 踪训 练
