核心素养统率下的单元整体教学设计
[建构知识体系]
DNA是主要的遗传物质。DNA具有规则的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对保证了复制的准确性,新合成的每个DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条链。DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞。组成DNA的碱基序列的多样性构成了DNA的多样性,而碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性。
总之,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。本章概念图建构如下:
[统整学科素养]
生命的信息观、结构与功能观
通过深入理解基因的本质,认识到DNA碱基序列的统一性和多样性,理解DNA 中储存着丰富多样的遗传信息。通过对DNA半保留复制方式的学习,还将理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础,也是生命延续的基础,从而进一步理解生命的本质。沃森和克里克基于DNA双螺旋结构模型作出DNA半保留复制的预测,体现了科学家利用结构与功能观进行科学研究的方法。
[浸润素养]
1.下列关于基因的说法,错误的是 ( )
①DNA中碱基对数目等于其中所有基因的碱基对数目 ②基因可以控制生物一定的性状 ③真核生物的基因均在染色体上呈线性排列 ④基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸
⑤基因具有多样性 ⑥碱基对的数目与基因的多样性有关
A.①②⑥ B.②③④
C.④⑤⑥ D.①③④
2.基因通常是有遗传效应的DNA片段。下列关于基因与DNA的说法正确的是 ( )
A.豌豆体细胞中的基因都是成对存在的,在产生配子时成对的基因都彼此分离
B.同源染色体上等位基因A、a的两个DNA分子中(A+G)/(T+C)的值不同
C.正常情况下,同一条染色体上的DNA和基因的复制与分离总是同步的
D.同一生物体不同体细胞的结构与功能不同的根本原因是所含基因不同
3.下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是 ( )
A.每个DNA分子都是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的单链结构
B.DNA分子中的每个脱氧核糖均连接着两个磷酸
C.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连
D.双链DNA分子的两条链之间嘌呤总是和嘧啶形成碱基对
本章介绍了科学家发现遗传物质、揭示DNA的结构和复制方式的科学史,反映了科学家基于观察(或实验)提出假说、然后通过实验验证的过程。在该过程中,不同实验之间还具有逻辑关系:格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验是艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的基础;富兰克林拍摄的DNA衍射图谱、查哥夫对DNA碱基含量的测定,是沃森和克里克成功揭示DNA双螺旋结构的基础。通过对艾弗里实验的分析,理解自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”;运用假说—演绎法探究DNA的复制方式等,这些内容都有利于训练学生的科学思维。
[浸润素养]
1.艾弗里完成肺炎链球菌体外转化实验后,一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用,形成荚膜,而不是起遗传作用”。某生物学家从S型细菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为抗—S),提取出它的DNA,将DNA与对青霉素敏感的R型细菌(记为非抗—R)共同培养。结果发现,某些非抗—R型细菌已被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传。下列关于该实验的分析,不正确的是 ( )
A.抗—S型细菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因
B.已转化的抗—S型细菌的遗传物质主要是DNA
C.实验结果表明:上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的
D.实验证明:细菌中一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化
2.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验,实验过程如下图所示,下列有关分析正确的是 ( )
A.实验1中放射性仅在上清液a中
B.实验2中沉淀物d中的放射性高于上清液c
C.实验1中如果搅拌不充分,沉淀物b中的放射性偏低
D.实验2中如果保温时间太长或太短,则沉淀物d中的放射性比正常偏高
本章介绍的沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型具有划时代的意义,由此感悟模型构建在科学探究中的重要性。同时,二人默契配合也是科学合作研究的典范。本章安排了多个探究活动,如“制作DNA双螺旋结构模型”的探究实践活动,“证明DNA是遗传物质的实验”“证明DNA半保留复制的实验”的思考讨论等活动,通过这些活动,可以提高学生的探究能力、动手能力与合作能力等。
[浸润素养]
1.下列关于减数分裂模型和DNA双螺旋结构模型制作的叙述,错误的是 ( )
A.制作有3对同源染色体的减数分裂模型只需要2种不同颜色的橡皮泥
B.用一根铁丝将颜色和长短一样的橡皮泥扎起可代表已复制好的一条染色体
C.两组同学选用相同数目和种类的卡片所搭建的DNA结构模型碱基序列极可能不同
D.搭建的DNA双螺旋结构模型中的每个脱氧核糖上连接一个磷酸基团和一个碱基
2.科学家以大肠杆菌为实验材料,运用密度梯度离心、DNA 紫外光吸收光谱等方法研究 DNA 复制方式,实验基本操作及结果如图所示。在培养到6、13、20分钟时,分别取样,提取大肠杆菌DNA,经密度梯度离心后,测定紫外光吸收光谱,结果如图2中b、c、d所示。下列叙述错误的是 ( )
注:大肠杆菌约20分钟繁殖一代;紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中 DNA的主要分布位置,峰值越大,表明该位置的DNA 数量越多。
A.培养液中的15N不仅仅用于合成四种脱氧核苷酸
B.不可以通过测定放射性强度最终确定DNA 复制的方式
C.若将20分钟时提取的大肠杆菌DNA 解旋为单链再离心,则可根据峰值的位置确定是否为全保留复制
D.将实验延长至40分钟,若为半保留复制,则一个峰值出现在Q点位置,另一个峰值出现在Q点上方
通过对本章介绍的离心、同位素标记、体外转化体系等技术的了解,理解物理学和化学方法在生物学研究中的重要作用,进一步领悟多学科交叉的必要性。基于科学家对基因本质的探索历程,认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程,认同科学家探索求真、交流合作的科学精神在科学研究中的重要性。另外,本章还通过练习题渗透社会责任教育。例如,以DNA检测在严查偷猎野生动物行动中的应用为素材设计练习题,培养学生保护野生动物的责任感。
[浸润素养]
1.下列关于生命科学史实验中蕴含的科学思维和科学方法的叙述,错误的是 ( )
A.艾弗里利用物质的分离提纯和微生物培养技术,证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B.赫尔希、蔡斯利用32P、35S同位素同时标记噬菌体的DNA和蛋白质,证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA
C.沃森和克里克根据碱基数量关系和衍射图谱等资料构建出DNA的双螺旋结构模型
D.科学家利用15N同位素标记和密度梯度离心技术,验证了DNA半保留复制假说
2.DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用,可用于亲子鉴定、侦察罪犯等,请思考并回答下列有关DNA指纹技术的问题。
(1)DNA亲子鉴定中,DNA探针必不可少,DNA探针是一种已知碱基顺序的DNA片段。用DNA探针检测基因所用的原理是 。现在已知除了同卵双生双胞胎外,每个人的DNA都是独一无二的,就好像指纹一样,这说明
。
(2)为了确保实验的准确性,需要克隆出较多的DNA样品。若一个只含31P的DNA分子以被32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后,含32P的单链占全部单链的 。
(3)DNA指纹技术可应用在尸体的辨认工作中,意外事故中尸体的辨认就可借助于DNA指纹技术。
①如表所示为分别从尸体和死者生前物品中提取的某条染色体上同一区段DNA单链的碱基序列,根据碱基配对情况判断(不考虑基因突变),A、B、C三组DNA中不是同一人的是 组。
A组 B组 C组
尸体中 的DNA 碱基序列 ACTGACGGTT GGCTTATCGA GCAATCGTGC
死者生前 物品中的 DNA碱基 序列 TGACTGCCAA CCGAATAGCA CGGTAAGACG
②为什么从死者尸体与死者生前物品中分别提取的DNA可以完全互补配对
。
章末 核心素养统率下的单元整体教学设计
生命观念
1.选D 基因通常是具有遗传效应的DNA片段,DNA中的碱基对数目大于其中所有基因的碱基对数目,①错误;基因可以控制蛋白质的合成,可以控制生物一定的性状,②正确;真核生物的基因不一定位于染色体上,也可能位于线粒体、叶绿体中,③错误;基因可能是一段DNA或RNA,因此基本组成单位为脱氧核苷酸或核糖核苷酸,④错误;基因中碱基对的排列顺序决定了基因具有多样性,而碱基对的数目与排列顺序有关,则与基因多样性有关,⑤⑥正确。
2.选C 一般情况下,豌豆体细胞核中的基因都是成对存在的,在产生配子时细胞核中成对的基因彼此分离,细胞质中的基因不是成对存在的,A错误;根据碱基互补配对原则,A与T配对,G与C配对,则在同源染色体上不同的DNA分子中,(A+G)/(T+C)的值都是1,B错误;同一生物体不同体细胞是由同一受精卵有丝分裂而来的,所含基因相同,D错误。
3.选D DNA分子是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的,一般为双链结构,A错误;DNA分子中的大多数脱氧核糖连接着两个磷酸,只有每条链的3'端的脱氧核糖连接着一个磷酸,B错误;DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连,C错误;双链DNA分子的两条链之间嘌呤总是和嘧啶形成碱基对,D正确。
科学思维
1.选B 抗—S型细菌既有荚膜又具有抗青霉素的能力,说明该菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因,A正确;已转化的抗—S型细菌的遗传物质是DNA,B错误;某些非抗—R型细菌被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传,表明DNA不只在细胞表面起化学作用,形成荚膜,也起遗传作用,因而上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的,C正确;分析实验过程可知,某些非抗—R型细菌被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传,说明与荚膜形成无关的性状——抗药性也会发生转化,D正确。
2.选B 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,经离心后,放射性主要存在于上清液a中,沉淀物b中可能会有少量放射性(搅拌不充分引起);32P标记的是噬菌体的DNA,离心后,放射性主要存在于沉淀物d中,上清液c中放射性低,A错误,B正确。实验1中35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳留在外面,经搅拌后与细菌分开,如果搅拌不充分,沉淀物b中的放射性会偏高,C错误。实验2中32P标记的是噬菌体的DNA,与细菌混合培养的时间过长,大肠杆菌裂解,子代噬菌体会释放出去;培养时间过短,噬菌体中的DNA不能及时注入大肠杆菌。以上两种情况皆会造成沉淀物d的放射性偏低,D错误。
科学探究
1.选D 制作有3对同源染色体的减数分裂模型只需要2种不同颜色的橡皮泥,分别代表来自父方和母方,A正确;用一根铁丝将颜色和长短一样的橡皮泥扎起可代表已复制好的一条染色体中的两条姐妹染色单体,B正确;两组同学选用相同数目和种类的卡片搭建DNA结构模型,由于搭建模型时卡片随机排列,碱基序列可能不同,C正确;搭建的DNA双螺旋结构模型中的大多数脱氧核糖上连接两个磷酸基团和一个碱基,只有每条链3'端的脱氧核糖上连接一个磷酸基团和一个碱基,D错误。
2.选C 培养液中的15N可以用于合成四种脱氧核苷酸,还可以用来合成蛋白质,A正确;由于15N没有放射性,因此本实验不能通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式,B正确;大肠杆菌约20分钟繁殖一代,DNA复制一代后均为15N/14N DNA,若将20分钟时提取的大肠杆菌DNA 解旋为单链再离心,则会出现含15N的DNA单链和含14N的DNA单链,P代表两条链都含15N的DNA,Q点表示一条链含15N,一条链含14N的DNA分子,无论是全保留复制还是半保留复制,均会出现一个峰值出现在P点位置,另一个峰值出现在Q点上方位置,因此无法根据峰值的位置确定是否为全保留复制,C错误;大肠杆菌约20分钟繁殖一代,将实验延长至40分钟,则复制了两代,若 DNA的复制方式为半保留复制,DNA复制两代后有1/215N/14N DNA和1/214N/14N DNA,P代表两条链都是15N的DNA,Q点表示一条链含15N,一条链含14N的DNA分子,所以显示出的紫外光吸收光谱为2个峰值,一个峰值出现在Q点位置,另一个峰值出现在Q点上方位置,D正确。
社会责任
1.选B 艾弗里利用物质的分离提纯技术,得到细胞提取物,利用经不同方式处理的细胞提取物进行体外转化实验,证实能使R型细菌转化为S型细菌的遗传物质是DNA,A正确。赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA(而非同时标记DNA和蛋白质),证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA,B错误。沃森和克里克根据碱基的数量关系和衍射图谱等资料搭建出DNA的双螺旋结构模型,C正确。科学家以大肠杆菌为材料,运用15N同位素标记和密度梯度离心技术进行实验,证明了DNA的半保留复制,D正确。
2.解析:(1)DNA探针检测基因依据的原理是碱基互补配对原则和DNA分子的特异性。每个人的DNA独一无二,不同个体之间的DNA各不相同,说明DNA分子具有多样性;每个人又有特定的DNA序列,说明DNA分子具有特异性。
(2)一个双链被31P标记的DNA分子,在复制过程中,只能提供2条含31P的单链,复制3次后,得到8个DNA分子、16条脱氧核苷酸链,其中只有2条单链含31P,所以含32P的单链占全部单链的(16-2)/16=7/8。
(3)①分析表格可知,A组尸体中的DNA碱基序列和死者生前物品中的DNA碱基序列能完全进行互补配对,但B组与C组的不能完全互补配对,说明B、C组与尸体中的DNA不是同一个人的。②一个人的所有细胞都来自同一个受精卵的有丝分裂,不考虑基因突变时,从死者生前物品中提取的DNA与死者尸体中的DNA相同,碱基可以完全互补配对。
答案:(1)碱基互补配对原则和DNA分子的特异性 DNA分子具有多样性和特异性 (2)7/8 (3)①B、C ②人体所有细胞均由一个受精卵经有丝分裂产生,含有相同的遗传物质(或DNA)
2 / 5(共36张PPT)
章末
核心素养统率下的
单元整体教学设计
[建构知识体系]
DNA是主要的遗传物质。DNA具有规则的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制的准确性，新合成的每个DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条链。DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞。组成DNA的碱基序列的多样性构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性。
总之，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。本章概念图建构如下：
[统整学科素养]
生命的信息观、结构与功能观
通过深入理解基因的本质，认识到DNA碱基序列的统一性和多样性，理解DNA 中储存着丰富多样的遗传信息。通过对DNA半保留复制方式的学习，还将理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础，也是生命延续的基础，从而进一步理解生命的本质。沃森和克里克基于DNA双螺旋结构模型作出DNA半保留复制的预测，体现了科学家利用结构与功能观进行科学研究的方法。
浸润素养
√
1.下列关于基因的说法，错误的是 ( )
①DNA中碱基对数目等于其中所有基因的碱基对数目 ②基因可以控制生物一定的性状 ③真核生物的基因均在染色体上呈线性排列 ④基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸 ⑤基因具有多样性 ⑥碱基对的数目与基因的多样性有关
A.①②⑥ B.②③④
C.④⑤⑥ D.①③④
解析：基因通常是具有遗传效应的DNA片段，DNA中的碱基对数目大于其中所有基因的碱基对数目，①错误；基因可以控制蛋白质的合成，可以控制生物一定的性状，②正确；真核生物的基因不一定位于染色体上，也可能位于线粒体、叶绿体中，③错误；基因可能是一段DNA或RNA，因此基本组成单位为脱氧核苷酸或核糖核苷酸，④错误；基因中碱基对的排列顺序决定了基因具有多样性，而碱基对的数目与排列顺序有关，则与基因多样性有关，⑤⑥正确。
√
2.基因通常是有遗传效应的DNA片段。下列关于基因与DNA的说法正确的是 ( )
A.豌豆体细胞中的基因都是成对存在的，在产生配子时成对的基因都彼此分离
B.同源染色体上等位基因A、a的两个DNA分子中(A+G)/(T+C)的值不同
C.正常情况下，同一条染色体上的DNA和基因的复制与分离总是同步的
D.同一生物体不同体细胞的结构与功能不同的根本原因是所含基因不同
解析：一般情况下，豌豆体细胞核中的基因都是成对存在的，在产生配子时细胞核中成对的基因彼此分离，细胞质中的基因不是成对存在的，A错误；根据碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，则在同源染色体上不同的DNA分子中，(A+G)/(T+C)的值都是1，B错误；同一生物体不同体细胞是由同一受精卵有丝分裂而来的，所含基因相同，D错误。
3.下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是 ( )
A.每个DNA分子都是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的单链结构
B.DNA分子中的每个脱氧核糖均连接着两个磷酸
C.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连
D.双链DNA分子的两条链之间嘌呤总是和嘧啶形成碱基对
√
解析：DNA分子是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的，一般为双链结构，A错误；DNA分子中的大多数脱氧核糖连接着两个磷酸，只有每条链的3'端的脱氧核糖连接着一个磷酸，B错误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，C错误；双链DNA分子的两条链之间嘌呤总是和嘧啶形成碱基对，D正确。
本章介绍了科学家发现遗传物质、揭示DNA的结构和复制方式的科学史，反映了科学家基于观察(或实验)提出假说、然后通过实验验证的过程。在该过程中，不同实验之间还具有逻辑关系：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验是艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的基础；富兰克林拍摄的DNA衍射图谱、查哥夫对DNA碱基含量的测定，是沃森和克里克成功揭示DNA双螺旋结构的基础。通过对艾弗里实验的分析，理解自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”；运用假说—演绎法探究DNA的复制方式等，这些内容都有利于训练学生的科学思维。
浸润素养
1.艾弗里完成肺炎链球菌体外转化实验后，一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用，形成荚膜，而不是起遗传作用”。某生物学家从S型细菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为抗—S)，提取出它的DNA，将DNA与对青霉素敏感的R型细菌(记为非抗—R)共同培养。结果发现，某些非抗—R型细菌已被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传。下列关于该实验的分析，不正确的是 ( )
A.抗—S型细菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因
B.已转化的抗—S型细菌的遗传物质主要是DNA
C.实验结果表明：上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的
D.实验证明：细菌中一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化
√
解析：抗—S型细菌既有荚膜又具有抗青霉素的能力，说明该菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因，A正确；已转化的抗—S型细菌的遗传物质是DNA，B错误；某些非抗—R型细菌被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传，表明DNA不只在细胞表面起化学作用，形成荚膜，也起遗传作用，因而上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的，C正确；分析实验过程可知，某些非抗—R型细菌被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传，说明与荚膜形成无关的性状——抗药性也会发生转化，D正确。
2.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程如下图所示，下列有关分析正确的是 ( )
A.实验1中放射性仅在上清液a中
B.实验2中沉淀物d中的放射性高于上清液c
C.实验1中如果搅拌不充分，沉淀物b中的放射性偏低
D.实验2中如果保温时间太长或太短，则沉淀物d中的放射性比正常偏高
√
解析： 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，经离心后，放射性主要存在于上清液a中，沉淀物b中可能会有少量放射性(搅拌不充分引起)；32P标记的是噬菌体的DNA，离心后，放射性主要存在于沉淀物d中，上清液c中放射性低，A错误，B正确。实验1中35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，经搅拌后与细菌分开，如果搅拌不充分，沉淀物b中的放射性会偏高，C错误。实验2中32P标记的是噬菌体的DNA，与细菌混合培养的时间过长，大肠杆菌裂解，子代噬菌体会释放出去；培养时间过短，噬菌体中的DNA不能及时注入大肠杆菌。以上两种情况皆会造成沉淀物d的放射性偏低，D错误。
本章介绍的沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型具有划时代的意义，由此感悟模型构建在科学探究中的重要性。同时，二人默契配合也是科学合作研究的典范。本章安排了多个探究活动，如“制作DNA双螺旋结构模型”的探究实践活动，“证明DNA是遗传物质的实验”“证明DNA半保留复制的实验”的思考讨论等活动，通过这些活动，可以提高学生的探究能力、动手能力与合作能力等。
浸润素养
1.下列关于减数分裂模型和DNA双螺旋结构模型制作的叙述，错误的是 ( )
A.制作有3对同源染色体的减数分裂模型只需要2种不同颜色的橡皮泥
B.用一根铁丝将颜色和长短一样的橡皮泥扎起可代表已复制好的一条染色体
C.两组同学选用相同数目和种类的卡片所搭建的DNA结构模型碱基序列极可能不同
D.搭建的DNA双螺旋结构模型中的每个脱氧核糖上连接一个磷酸基团和一个碱基
√
解析：制作有3对同源染色体的减数分裂模型只需要2种不同颜色的橡皮泥，分别代表来自父方和母方，A正确；用一根铁丝将颜色和长短一样的橡皮泥扎起可代表已复制好的一条染色体中的两条姐妹染色单体，B正确；两组同学选用相同数目和种类的卡片搭建DNA结构模型，由于搭建模型时卡片随机排列，碱基序列可能不同，C正确；搭建的DNA双螺旋结构模型中的大多数脱氧核糖上连接两个磷酸基团和一个碱基，只有每条链3'端的脱氧核糖上连接一个磷酸基团和一个碱基，D错误。
2.科学家以大肠杆菌为实验材料，运用密度梯度离心、DNA 紫外光吸收光谱等方法研究 DNA 复制方式，实验基本操作及结果如图所示。在培养到6、13、20分钟时，分别取样，提取大肠杆菌DNA，经密度梯度离心后，测定紫外光吸收光谱，结果如图2中b、c、d所示。下列叙述错误的是 ( )
注：大肠杆菌约20分钟繁殖一代；紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中 DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA 数量越多。
A.培养液中的15N不仅仅用于合成四种脱氧核苷酸
B.不可以通过测定放射性强度最终确定DNA 复制的方式
C.若将20分钟时提取的大肠杆菌DNA 解旋为单链再离心，则可根据峰值的位置确定是否为全保留复制
D.将实验延长至40分钟，若为半保留复制，则一个峰值出现在Q点位置，另一个峰值出现在Q点上方
√
解析：培养液中的15N可以用于合成四种脱氧核苷酸，还可以用来合成蛋白质，A正确；由于15N没有放射性，因此本实验不能通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式，B正确；大肠杆菌约20分钟繁殖一代，DNA复制一代后均为15N/14N DNA，若将20分钟时提取的大肠杆菌DNA 解旋为单链再离心，则会出现含15N的DNA单链和含14N的DNA单链，P代表两条链都含15N的DNA，Q点表示一条链含15N，一条链含14N的DNA分子，无论是全保留复制还是半保留复制，均会出现一个峰值出现在P点位置，另一个峰值出现在Q点上方位置，因此无法根据峰值的位置确定是否为全保留复制，C错误；
大肠杆菌约20分钟繁殖一代，将实验延长至40分钟，则复制了两代，若 DNA的复制方式为半保留复制，DNA复制两代后有1/215N/14N DNA和1/214N/14N DNA，P代表两条链都是15N的DNA，Q点表示一条链含15N，一条链含14N的DNA分子，所以显示出的紫外光吸收光谱为2个峰值，一个峰值出现在Q点位置，另一个峰值出现在Q点上方位置，D正确。
通过对本章介绍的离心、同位素标记、体外转化体系等技术的了解，理解物理学和化学方法在生物学研究中的重要作用，进一步领悟多学科交叉的必要性。基于科学家对基因本质的探索历程，认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同科学家探索求真、交流合作的科学精神在科学研究中的重要性。另外，本章还通过练习题渗透社会责任教育。例如，以DNA检测在严查偷猎野生动物行动中的应用为素材设计练习题，培养学生保护野生动物的责任感。
1.下列关于生命科学史实验中蕴含的科学思维和科学方法的叙述，错误的是 ( )
A.艾弗里利用物质的分离提纯和微生物培养技术，证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B.赫尔希、蔡斯利用32P、35S同位素同时标记噬菌体的DNA和蛋白质，证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA
浸润素养
√
C.沃森和克里克根据碱基数量关系和衍射图谱等资料构建出DNA的双螺旋结构模型
D.科学家利用15N同位素标记和密度梯度离心技术，验证了DNA半保留复制假说
解析：艾弗里利用物质的分离提纯技术，得到细胞提取物，利用经不同方式处理的细胞提取物进行体外转化实验，证实能使R型细菌转化为S型细菌的遗传物质是DNA，A正确。赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA(而非同时标记DNA和蛋白质)，证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，B错误。沃森和克里克根据碱基的数量关系和衍射图谱等资料搭建出DNA的双螺旋结构模型，C正确。科学家以大肠杆菌为材料，运用15N同位素标记和密度梯度离心技术进行实验，证明了DNA的半保留复制，D正确。
2.DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，可用于亲子鉴定、侦察罪犯等，请思考并回答下列有关DNA指纹技术的问题。
(1)DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针是一种已知碱基顺序的DNA片段。用DNA探针检测基因所用的原理是_________
____________________________。现在已知除了同卵双生双胞胎外，每个人的DNA都是独一无二的，就好像指纹一样，这说明________
______________________。
碱基互补
配对原则和DNA分子的特异性
DNA分
子具有多样性和特异性
(2)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品。若一个只含31P的DNA分子以被32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的 。
7/8
(3)DNA指纹技术可应用在尸体的辨认工作中，意外事故中尸体的辨认就可借助于DNA指纹技术。
①如表所示为分别从尸体和死者生前物品中提取的某条染色体上同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断(不考虑基因突变)，A、B、C三组DNA中不是同一人的是 组。
B、C
A组 B组 C组
尸体中 的DNA 碱基序列 ACTGACGGTT GGCTTATCGA GCAATCGTGC
死者生前 物品中的 DNA碱基 序列 TGACTGCCAA CCGAATAGCA CGGTAAGACG
②为什么从死者尸体与死者生前物品中分别提取的DNA可以完全互补配对
_______________________________________________________________________。
人体所有细胞均由一个受精卵经有丝分裂产生，含有相同的遗传物质(或DNA)
解析：(1)DNA探针检测基因依据的原理是碱基互补配对原则和DNA分子的特异性。每个人的DNA独一无二，不同个体之间的DNA各不相同，说明DNA分子具有多样性；每个人又有特定的DNA序列，说明DNA分子具有特异性。
(2)一个双链被31P标记的DNA分子，在复制过程中，只能提供2条含31P的单链，复制3次后，得到8个DNA分子、16条脱氧核苷酸链，其中只有2条单链含31P，所以含32P的单链占全部单链的(16-2)/16=7/8。
(3)①分析表格可知，A组尸体中的DNA碱基序列和死者生前物品中的DNA碱基序列能完全进行互补配对，但B组与C组的不能完全互补配对，说明B、C组与尸体中的DNA不是同一个人的。②一个人的所有细胞都来自同一个受精卵的有丝分裂，不考虑基因突变时，从死者生前物品中提取的DNA与死者尸体中的DNA相同，碱基可以完全互补配对。
