第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
导学 聚焦 1.举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。 2.说出DNA分子的多样性和特异性
知识点（一） 说明基因与DNA关系的实例
1.说明基因与DNA关系的实例
小提醒：基因与DNA的关系
（1）基因与DNA不是一对一的关系，一个DNA分子有多个基因。
（2）并不是DNA分子任意一段序列都能构成基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2.判断下列说法是否正确
（1）每个基因都是DNA上的一个片段，DNA的每个片段都是一个基因。（ × ）
提示：基因通常是具有遗传效应的DNA片段，并不是DNA的所有片段都是基因。
（2）真核生物的基因均在染色体上呈线性排列。（ × ）
提示：线粒体和叶绿体中的基因不在染色体上。
（3）基因一定是有遗传效应的DNA片段。（ × ）
提示：RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段。
（4）不管是原核生物还是真核生物，体内所有基因的碱基总数均小于DNA分子的碱基总数。（ √ ）
探讨 分析基因和DNA的关系，提高理解能力
图甲表示果蝇某一条染色体上的几个基因，图乙表示物质或结构的从属关系，请分析回答：
（1）由图甲分析：
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？
提示：a.基因在染色体上呈线性排列；b.一条染色体上含有多个基因；c.染色体是基因的载体。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。
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：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。
（2）图乙表示染色体、基因、DNA、脱氧核苷酸之间的关系，则a、b、c、d分别是什么？
提示：a为染色体，b为DNA，c为基因，d为脱氧核苷酸。
1.全方位理解基因
（1）本质上，基因通常是有遗传效应的DNA片段。
（2）结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。
（3）功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
（4）位置上，基因在染色体上呈线性排列。
2.图解基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间的关系
1.（2024·安徽师范大学附属中学高一月考）下列关于染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的叙述，错误的是（ ）
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段，也可以是RNA片段
B.基因是决定生物性状的基本单位，通常由核苷酸构成
C.1条染色体上有1个或2个DNA分子，DNA都在染色体上
D.DNA是主要的遗传物质，每条染色体上有多个基因
解析：C 基因是一段有功能的核酸，在大多数生物中是一段DNA，在RNA病毒中是一段RNA，A正确；基因是一段有功能的核酸，核酸的基本单位是核苷酸，B正确；1条染色体上有1个或2个DNA分子，但DNA不都在染色体上，在线粒体、叶绿体、原核生物的拟核区，都有DNA，C错误；绝大多数生物的遗传物质都是DNA，DNA是主要的遗传物质，每条染色体上有多个基因，呈线性排列，D正确。
2.如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。下列有关叙述错误的是（ ）
A.d是脱氧核苷酸，其种类取决于c的种类
B.基因通常是具有遗传效应的f片段
C.e含有的碱基总数等于f
D.基因的主要载体是染色体
解析：C 图中c为含氮碱基，d为脱氧核苷酸，根据含氮碱基不同，可将脱氧核苷酸分为四种，A正确；基因（e）通常是有遗传效应的DNA（f）片段，故基因含有的碱基总数小于f，B正确，C错误；基因的主要载体是染色体，并在染色体上呈线性排列，D正确。
3.如图所示为某雄果蝇一条X染色体的DNA上部分基因的位置分布。下列说法正确的是（ ）
A.由图可知染色体是基因的主要载体
B.该染色体上的基因存在于该果蝇的各个体细胞中
C.朱红眼基因和暗红眼基因在减数分裂过程中遵循分离定律
D.该染色体所有基因所含有的碱基数等于该染色体DNA所含有的碱基数
解析：B 染色体是基因的主要载体，但据题图无法得出染色体是基因的主要载体的结论，A错误；该果蝇的各个体细胞都是由一个受精卵经过有丝分裂、分化产生的，因此，每个体细胞都有图示的染色体，B正确；朱红眼基因和暗红眼基因在同一条染色体上，因此在遗传时不遵循基因的分离定律，C错误；基因是有遗传效应的DNA片段，且基因在染色体上呈线性排列，因此，该染色体所有基因所含有的碱基数小于该染色体DNA所含有的碱基数，D错误。
知识点（二） DNA片段中的遗传信息
1.DNA片段中的遗传信息
小提醒：（1）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。
（2）对RNA病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
2.判断下列说法是否正确
（1）基因通常是有遗传效应的DNA片段。（ √ ）
（2）基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸。（ × ）
提示：对于RNA病毒来说，基因是RNA上有遗传效应的片段，基因的基本组成单位是核糖核苷酸。
（3）基因A和基因a的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同。（ × ）
提示：基因A和基因a的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的数量和排列顺序不同。
（4）因为DNA的组成成分相同，因此不同基因携带的遗传信息相同。（ × ）
提示：不同的基因碱基对的排列顺序不同，所以遗传信息也不同。
（5）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。（ × ）
提示：基因具有多样性的原因是构成基因的碱基数目和排列顺序不同，基因中的碱基种类相同。
（6）烟草花叶病毒中有遗传效应的RNA片段也叫作基因。（ √ ）
探讨 分析基因的多样性和特异性，提高理解能力
分析教材P58～59相关内容，回答下列有关问题：
（1）为什么一个含有2n个碱基的DNA分子有4n种碱基排列顺序，而不是42n种？
提示：因为一个DNA分子有两条链，两条链上的碱基互补配对，只要其中一条链上的碱基排列顺序确定，另一条链上的碱基排列顺序也就确定了，故只考虑DNA分子中一条链上碱基的种类和排列顺序即可。
（2）假设长度为17个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因，那么这17个碱基对可以排列出大约多少种基因？这说明了基因的什么特性？
提示：417种基因；说明了基因的多样性。
（3）假设人类基因组中第1号染色体上第1个基因由17个碱基对随机排列构成，那么你与你同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性为多少？这说明基因的什么特点？
提示：1/（417×417）；说明基因的特异性。
（4）基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？
提示：不是；基因的碱基排列顺序是特定的，具有特异性；如果把碱基随机排列，不一定具有遗传效应，则构不成基因。
1.（2024·江西丰城中学高二月考）基因通常是有遗传效应的DNA片段，下列理解正确的是（ ）
A.基因具有特异性和多样性，这与基因的核苷酸连接方式有关
B.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
C.人和豌豆等真核生物的基因指的是有遗传效应的DNA、RNA片段
D.烟草花叶病毒、丙型肝炎病毒的RNA片段就是控制性状的基因
解析：B 基因具有多样性和特异性，这与基因中核苷酸的数目和排列顺序有关，与核苷酸的连接方式无关，A错误；DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类数量和排列顺序，DNA分子的特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列，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，B正确；人和豌豆等真核生物的遗传物质都是DNA，故基因是有遗传效应的DNA片段，C错误；烟草花叶病毒、丙型肝炎病毒的遗传物质是RNA，其基因是有遗传效应的RNA片段，D错误。
2.下列叙述从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是（ ）
A.碱基的排列顺序千变万化，构成了DNA的多样性
B.碱基特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异性
C.一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式有41 000种
D.人体内合成β-珠蛋白的基因长度为1 700个碱基对，其碱基对可能的排列方式有41 700种
解析：D DNA的多样性是指碱基排列顺序的千变万化，DNA的特异性是指每一个DNA分子的碱基具有特定的排列顺序，A、B正确；2 000个碱基组成1 000个碱基对，其碱基对可能的排列方式有41 000种，C正确；β-珠蛋白基因碱基对的排列顺序是β-珠蛋白所特有的，其碱基对的排列方式只有1种，D错误。
3.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是（ ）
A.无论是原核生物还是真核生物，其基因在染色体上一般呈线性排列
B.基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
C.一个基因通常含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
D.染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子
解析：A 原核生物有基因但无染色体，A错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因，B正确；基因的组成单位通常是脱氧核苷酸，且脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，也决定了基因的特异性，C正确；染色体是DNA的主要载体，一条染色体上不一定只含有1个DNA分子，如在有丝分裂的前期和中期一条染色体上含有2个DNA分子，D正确。
（1）基因的本质是 基因通常是有遗传效应的DNA片段 。
（2）基因和染色体的关系是 染色体是基因的主要载体 。
（3）遗传信息是 基因中的脱氧核苷酸的排列顺序 。
1.大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7×106 bp（碱基对），在该DNA分子上分布有大约4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000 bp。根据题中信息，不能得出的结论是（ ）
A.基因位于DNA分子上
B.1个DNA分子上有多个基因
C.DNA分子上有非基因片段
D.DNA分子的碱基对总数与所含有的基因的碱基对总数相等
解析：D 该DNA分子上分布有大约4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000 bp，则所有基因含有的碱基对总数约为4.4×106个，小于DNA分子含有的碱基对总数，这同时也说明DNA分子上有非基因片段，故选D。
2.科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，这说明（ ）
A.基因在DNA上 B.基因在染色体上
C.基因具有遗传效应 D.DNA具有遗传效应
解析：C 题干中没有涉及基因和DNA的关系，A错误；题干中没有涉及基因与染色体的关系，B错误；由题干信息可知，肥胖这一性状是由HMGIC基因决定的，说明基因控制生物的性状，具有遗传效应，C正确；该实验中没有涉及性状表现与DNA的关系，因此不能说明DNA具有遗传效应，D错误。
3.（2024·四川成都高二月考）下列关于基因的说法，正确的是（ ）
A.基因一词是由美国生物学家摩尔根提出的
B.真核生物的基因均在染色体上
C.基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸
D.基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因
解析：D 基因一词是由丹麦生物学家约翰逊提出来的，A错误；染色体是真核生物的基因的主要载体，此外在叶绿体和线粒体内也有少量基因，B错误；对于某些病毒而言，基因是具有遗传效应的RNA片段，此时基因的基本组成单位是核糖核苷酸，C错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，基因可以是DNA片段，但DNA片段不一定是基因，如DNA片段中非遗传效应片段就不是基因，D正确。
4.（2024·辽宁铁岭高一月考）下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的叙述，错误的是（ ）
A.染色体是遗传物质DNA的主要载体
B.基因通常是有遗传效应的DNA片段
C.每个生物的脱氧核苷酸序列具有多样性和特异性
D.真核生物基因的遗传都遵循孟德尔遗传规律
解析：D DNA是主要遗传物质，染色体是DNA的主要载体，A正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，对于RNA病毒来说，其中的基因是有遗传效应的RNA片段，B正确；每个生物的的基因都具有特定的脱氧核苷酸序列，因而具有特异性，且每种生物体内都有多种基因，基因的多样性在于其中脱氧核苷酸序列的多样性，即每个生物的脱氧核苷酸序列具有多样性和特异性，C正确；真核生物的基因包括细胞核中的基因和细胞质中基因（位于线粒体和叶绿体中），其中，线粒体和叶绿体中的基因不遵循孟德尔遗传规律，真核生物细胞核基因遗传遵循孟德尔遗传规律，D错误。
5.根据下图，回答相关问题：
（1）若图中A为糖类，则A是 脱氧核糖 ，C是 磷酸 ，G是 蛋白质 。
（2）E的基本组成单位是图中的 D （填图中字母）。
（3）F和H的关系是 H（染色体）是F（DNA）的主要载体。
（4）在D构成的长链中，与1分子A相连接的有 1 分子的B。
（5）生物的性状遗传主要通过H上的 F （填图中字母）传递给后代。
解析：（1）A为脱氧核糖，C为磷酸，G为蛋白质。（2）E（基因）是具有遗传效应的DNA片段，其基本组成单位是D（脱氧核苷酸）。（3）F（DNA）和H（染色体）的关系是H是F的主要载体。（4）由于1个脱氧核糖核苷酸中只含1分子碱基、1分子磷酸和1分子脱氧核糖，所以与1分子A（脱氧核糖）相连接的有1分子的B（碱基）。（5）生物的性状遗传主要通过H上的DNA（F）传递给后代。
知识点一 说明基因与DNA关系的实例
1.（2024·山东青岛二中高一期末）下列关于DNA、基因、染色体的关系描述正确的是（ ）
A.大肠杆菌拟核基因成对存在，遵循分离定律
B.任何生物基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸
C.等位基因往往位于同源染色体上相同的位置，非等位基因一定位于非同源染色体上
D.真核细胞中染色体不是基因的唯一载体
解析：D 大肠杆菌是原核生物，细胞内没有染色体，不遵循分离定律，A错误；RNA病毒的遗传物质是RNA，基因的基本组成单位是核糖核苷酸，B错误；非等位基因有两种类型，一种是非同源染色体上的非等位基因，一种是同源染色体上的非等位基因，C错误；真核细胞中基因可以位于染色体、线粒体、叶绿体中，D正确。
2.（2024·吉林通化高一月考）下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是（ ）
A.一个基因含有许多个脱氧核苷酸，脱氧核苷酸的排列顺序蕴含着遗传信息
B.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
C.基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
D.染色体是DNA的主要载体，G和C含量较多的DNA分子更难以解旋
解析：B 基因是具有遗传效应的DNA片段，一个基因含有许多个脱氧核苷酸，遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，A正确；在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是二个磷酸基团和一个碱基，B错误；遗传物质是DNA时，基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因，C正确；DNA主要存在于细胞核中的染色体上，所以染色体是DNA的主要载体。DNA分子中氢键越多，结构越稳定，A、T碱基对之间具有两个氢键，C、G碱基对之间具有三个氢键，G和C含量较多的DNA分子更稳定，更难以解旋，D正确。
3.如图是果蝇染色体上的一段DNA的示意图。下列说法正确的是（ ）
A.白眼基因含有多个核糖核苷酸 B.白眼基因位于细胞质内
C.白眼基因是有遗传效应的DNA片段 D.白眼基因的基本组成单位是4种碱基
解析：C 白眼基因位于DNA分子上，它是有遗传效应的DNA片段，由多个脱氧核苷酸构成，A错误，C正确；染色体是基因的主要载体，分布在细胞核中，白眼基因位于果蝇染色体上，故白眼基因位于细胞核内，B错误；白眼基因的基本组成单位是（4种）脱氧核苷酸，D错误 。
4.（2024·海南海口高一月考）如图为小美同学体细胞中控制眼睑性状（单、双眼皮）的一对基因Aa位于一对染色体上的示意图。下列分析不科学的是（ ）
A.每条染色体上通常有一个DNA分子，一个DNA分子上有多个基因
B.这一对染色体，一条来自父方，一条来自母方
C.单眼皮和双眼皮是一对相对性状
D.A表示显性性状，a表示隐性性状
解析：D 每条染色体上通常有一个DNA分子，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有许多个基因，A正确；人体的一对染色体（即同源染色体）中，一条来自父方，一条来自母方，B正确；同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状，人类的单眼皮和双眼皮是一对相对性状，C正确；隐性基因习惯以小写英文字母表示，对应的显性基因则以相应的大写字母表示，所以A表示显性基因，a表示隐性基因，D错误。
5.（2024·山东聊城二中高一月考）下图是与遗传有关的结构示意图，下列叙述正确的是（ ）
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段
B.染色体是由DNA和基因组成的
C.DNA是遗传物质的载体
D.正常人体的所有细胞中，染色体的数目都为23对
解析：A DNA上具有特定的遗传信息的片段叫作基因，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，A正确；染色体是由蛋白质和DNA两种物质组成，B错误；染色体是遗传物质的载体，C错误；正常人的体细胞染色体的数量为23对，有的体细胞没有细胞核，所以没有染色体，如红细胞，D错误。
6.（2024·湖南浏阳高一月考）如图所示为细胞中与基因有关的物质或结构，请分析并回答下列问题。
（1）细胞内的遗传物质是 b（DNA） （填字母及物质名称），基因和b的关系是 基因通常是具有遗传效应的DNA片段 。
（2）遗传物质的主要载体是 a（染色体）（填字母及物质名称），基因和a的关系是基因在a上呈线性排列 。
（3）c和b的关系是 c是组成b的基本单位 ，b被彻底水解后的产物是 d、e、f （填字母）。
（4）如果基因存在于 性染色体 上，则其遗传方式与性别相关联，这就是 伴性遗传 。这种遗传方式既遵循基因分离 定律，又有特殊性。
（5）b的空间结构是 规则的双螺旋结构 。若其中的（A＋T）/（G＋C）＝0.25，则G占总碱基数的比例为 40％ ，其中一条单链中（A＋T）/（G＋C）＝ 0.25 。
解析：（2）遗传物质DNA的主要载体是a（染色体），每条染色体上含有多个基因，基因在a（染色体）上呈线性排列。（3）c为核苷酸，b为DNA，c是组成b的基本单位，DNA彻底水解后的产物是d、e、f（脱氧核糖、含氮碱基和磷酸）。（4）如果基因存在于性染色体上，则其遗传方式与性别相关联，称为伴性遗传，这种遗传方式既遵循基因分离定律，又有特殊性。（5）b（DNA）的空间结构是规则的双螺旋结构，根据碱基互补配对原则，双链DNA中A＝T，C＝G，若其中的（A＋T）/（G＋C）＝1/4，则G＋C＝4/5，由于G＝C，则G占总碱基数的比例＝4/5÷2＝2/5＝40％；DNA分子的一条单链中（A＋T）与（G＋C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值，即该DNA分子中（A＋T）/（G＋C）＝0.25，则其中一条单链中（A＋T）/（G＋C）的值也为0.25。
知识点二 DNA片段中的遗传信息
7.（2024·广东东莞实验中学高一期中）下列关于基因的理解，正确的一项是（ ）
A.真核细胞的基因只存在于细胞核中，而核酸并非仅存在细胞核中
B.基因中碱基的排列顺序代表遗传信息
C.基因只存在于染色体上，所以染色体是基因的载体
D.真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是RNA
解析：B 真核细胞的基因主要存在于细胞核中，核酸包括DNA和RNA，其中RNA主要分布在细胞质中，DNA主要分布在细胞核中，A错误；遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序，不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序，B正确；基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体，有些基因位于叶绿体和线粒体中，C错误；真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA，D错误。
8.（2024·河北衡水十三中高二月考）烟草花叶病毒（TMV）感染烟草的实验，证实了RNA也可以是遗传物质。下列叙述错误的是（ ）
A.烟草细胞中的染色体上的基因呈线性排列
B.TMV的基因是具有遗传效应的RNA片段
C.TMV的不同基因所含的碱基种类和碱基数目是不同的
D.烟草细胞中非等位基因也可能位于同源染色体上
解析：C 烟草细胞中的染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，A正确；TMV的遗传物质是RNA，因此其基因是具有遗传效应的RNA片段，B正确；TMV的不同基因所含的碱基种类相同，都是A、C、G、U四种碱基，C错误；烟草细胞中非等位基因也可能位于同源染色体的不同位置上，也可位于非同源染色体上，D正确。
9.（2024·广西桂林高一期末）深圳华大基因研究院在深圳第十届“高交会”上宣布：大熊猫“晶晶”的基因组框架图绘制完成。大熊猫有21对染色体，包含2万～3万个基因。下列叙述合理的是（ ）
A.基因就是任意一个DNA片段
B.大熊猫的基因都位于染色体上
C.由1 000个碱基对组成的某基因具有特定的碱基排列顺序
D.大熊猫基因组计划测定的是21条染色体上DNA的碱基序列
解析：C 基因通常是有遗传效应的DNA片段，A错误；大熊猫的基因主要位于染色体上，线粒体中也存在少量的基因，B错误；每一个特定的基因都具有特定的碱基排列顺序，由1 000个碱基对组成的某基因具有特定的碱基排列顺序，C正确；大熊猫基因组计划测定的是22条染色体（20条常染色体＋X＋Y）上DNA的碱基序列，D错误。
10.生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为该种海蜇DNA上有一个长度为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。下列叙述不正确的是（ ）
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段
B.基因的特异性的基础是DNA上的有一定功能的特异性的碱基序列
C.基因是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控制性状
解析：D 基因通常是有遗传效应的DNA片段，是遗传物质的基本单位，DNA的任意片段不一定都具有遗传效应。
11.DNA是主要的遗传物质，储存有大量的遗传信息，DNA分子杂交技术可以用来比较不同种细胞生物DNA分子的差异。下列关于DNA分子的叙述错误的是（ ）
A.DNA分子中的碱基排列顺序千变万化构成DNA分子的多样性
B.烟草花叶病毒侵染烟草实验证明遗传物质并不都是DNA
C.每种DNA分子的（A＋G）与（T＋C）比值相等，（A＋T）与（G＋C）的比值一般不相等，体现了DNA分子的特异性
D.利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA分子的差异，杂交环越多，说明差异越小，亲缘关系越近
解析：D DNA分子中遗传信息蕴藏在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，A正确；烟草花叶病毒侵染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，B正确；DNA分子是双链，根据碱基互补配对原则可知，A＝T，G＝C，不同DNA的（A＋G）/（T＋C）＝1，（A＋T）/（G＋C）的值一般不相等，可以体现DNA分子的特异性，C正确；利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA分子的差异，杂交环越多，说明不同的序列越多，差异越大，亲缘关系越远，D错误。
12.（多选）（2024·辽宁大连高一期中）2018年，我国科学家成功将正常单倍体酿酒酵母细胞中的全部16条染色体融合，创建了只有1条线型染色体的酵母菌株SY14，成为国际首例人造单染色体真核细胞。菌株SY14除表现出小的适应性限制和有性生殖缺陷外，在形态、功能等各方面全部都正确如初。下列有关叙述正确的是（ ）
A.该条人造单染色体上含有多个基因
B.该条人造单染色体上的基因呈线性排列
C.该条人造单染色体复制后含有1个亲代DNA分子和1个子代DNA分子
D.菌株SY14可能因细胞中只含1条染色体，不能发生联会导致其有性生殖缺陷
解析：ABD 染色体上有许多基因，据此可知，该条人造单染色体上含有多个基因，A正确；基因在染色体上呈线性排列，该条人造单染色体上的基因也呈线性排列，B正确；DNA复制方式为半保留复制，故该条人造单染色体复制后含2个DNA分子，而且每个DNA分子中各有一条单链是亲代DNA分子的单链，C错误；由于菌株SY14中只有一条染色体，故其有性生殖缺陷的原因可能是细胞中只含1条染色体，无法正常联会导致的，D正确。
13.（多选）（2024·江西弋阳县第一中学高一月考）果蝇Ⅰ号染色体和Ⅲ号染色体上部分基因决定眼睛、身体的颜色及眼睛的形状等。某果蝇两条染色体上部分基因的分布情况如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A.果蝇所有的基因都位于染色体上
B.四对等位基因的遗传都遵循自由组合定律
C.图示基因都是具有遗传效应的DNA片段
D.该果蝇可形成基因组成为Prwni的配子
解析：CD 果蝇的大部分基因位于染色体上，线粒体中也含有少量基因，A错误；位于一对同源染色体上不同位置的非等位基因在遗传上不遵循自由组合定律，位于非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循自由组合定律，B错误；染色体由蛋白质和DNA组成，图示基因都是具有遗传效应的DNA片段，C正确；该果蝇在形成配子时，图中的两条非同源染色体可以分配到一个配子中，所以该果蝇可形成基因组成为Prwni的配子，D正确。
14.（2024·天津和平区高一月考）分析下图回答有关问题：
（1）图中B是 脱氧核糖 ，C是碱基。
（2）组成结构F DNA的基本组成单位是图中的 D 。
（3）图中E和F的关系是 DNA上有很多个基因，基因通常是具有遗传效应的DNA片段 。
（4）DNA分子具有一定的稳定性，从结构上分析，原因是DNA分子外侧有 脱氧核糖和磷酸交替连接 形成基本骨架，内侧碱基通过 氢键 连接，形成碱基对。
（5）一个H中含 1个或2 个F，一个F中含 许多 个E。
解析：（1）脱氧核苷酸是由一分子的磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成，而C是含氮碱基，故B是脱氧核糖。（2）DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，即图中的D。（3）E为基因，F为DNA，二者的关系：DNA上有很多个基因，基因通常是具有遗传效应的DNA片段。（4）DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对。（5）一条H染色体含有1个或2个DNA分子。基因通常是具有遗传效应的DNA片段，故1个DNA分子上含有许多个E基因。
12 / 12微专题五 DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题
题型一 有丝分裂中子染色体标记分析
1.研究1条染色体，母链标记，培养液不含标记同位素。
（1）过程图解
①培养一个细胞周期
②再培养一个细胞周期
（2）规律总结
若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
2.研究1个含有1对同源染色体的细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放在含14N的培养液中培养，让其连续进行2次有丝分裂，形成4个细胞。
如上图所示，最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是第一次分裂形成的2个子细胞都以第一种可能进行第二次分裂，即形成的2个细胞是，另外2个细胞是；第二种情况是第一次分裂形成的2个子细胞都以第二种可能进行第二次分裂，即形成的4个细胞都是；第三种情况是第一次分裂形成的2个子细胞分别以第一种可能和第二种可能进行第二次分裂，即形成的2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是。
【典例1】 1个不含15N的洋葱根尖分生区细胞在含15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期，然后转入不含15N标记的培养液中继续培养至第二个细胞周期的分裂中期，如图能正确表示该细胞分裂中期的是（只考虑其中一条染色体上的DNA分子）（ ）
解析：D DNA的复制方式为半保留复制，将1个不含15N的洋葱根尖分生区细胞放入含15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养一个细胞周期的时间，则第一个细胞周期结束后每条染色体的DNA上均有一条链有15N标记，一条链没有15N标记，取出细胞，移到不含15N标记的培养液中，经过DNA复制后，第二个细胞周期的分裂中期每条染色体含有两条染色单体，其中一条染色单体的DNA的一条链含15N标记，一条链没有15N标记，而另一条染色单体上的DNA的两条链均不含有15N标记，D正确。
【典例2】 （2024·河南焦作高一期末）蚕豆细胞含有12条染色体，将蚕豆根尖细胞染色体DNA的双链均用3H标记，在不含放射性标记的培养液中培养根尖细胞使其进行两次分裂。下列相关叙述错误的是（ ）
A.第一次分裂中期，细胞被3H标记的染色单体共有24条
B.第一次分裂后期，细胞两极染色体的放射性情况相同
C.第二次分裂中期，细胞内被3H标记的染色体共有12条
D.第二次分裂后期，细胞一极被3H标记的染色体共有12条
解析：D 蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是有丝分裂，由于DNA分子半保留复制，第一次分裂时，DNA复制一次，此时所有的DNA均含有一条链被3H标记，另一条链不被标记，由于蚕豆细胞含有12条染色体，第一次分裂中期，每条染色体上有两条姐妹染色单体，故细胞被3H标记的染色单体共有24条，而有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，细胞两极染色体的放射性情况相同，A、B正确；经过第一次有丝分裂，每个细胞中每条染色体都有一条DNA单链被3H标记，第二次分裂时，间期DNA复制，此时连在同一个着丝粒上的两个DNA，一个全不被标记，另一个DNA一条单链被3H标记，另一条单链不被标记，因此到中期时，每个细胞的12条染色体都被3H标记，C正确；第二次分裂后期，由于着丝粒分裂，姐妹染色单体的分离是随机的，移向细胞一极的12个DNA分子可能有0～12个被3H标记，D错误。
题型二 减数分裂中染色体的标记情况
用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示：
由图可以看出，在减数分裂过程中细胞连续分裂2次，DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有的DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N，子细胞的所有染色体都含15N。
综上分析可知：只要亲代细胞所有的DNA均被标记且只复制1次，产生的子代DNA分子全带15N标记，一次有丝分裂产生的2个子细胞和一次减数分裂产生的4个子细胞，均带15N标记。
小提醒：①一个DNA分子含两条DNA链，只要有一条DNA链带标记，该DNA分子便带标记。
②每条染色体含一个或两个DNA分子，只要有一条DNA链带标记，该染色体便带标记。
③每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一样的，只需分析一条染色体（减数分裂时只需分析一对同源染色体）即可。
【典例3】 （2024·山东菏泽高一月考）马蛔虫的体细胞中只含有两对同源染色体。研究小组将马蛔虫的一个精原细胞置于含放射性同位素32P的培养基中进行一次有丝分裂，再将其转移至普通培养基中进行减数分裂，获得8个精细胞。这8个精细胞中不含放射性同位素32P标记的细胞数目不可能是（不考虑染色体变异和互换）（ ）
A.0个 B.2个
C.4个 D.6个
解析：D 将马蛔虫的一个精原细胞置于含放射性同位素32P的培养基中进行一次有丝分裂，得到2个精原细胞，每个细胞中的染色体DNA分子均有1条链带有放射性标记，这2个精原细胞进行减数分裂Ⅰ得到的4个次级精母细胞中的2条染色体都含有放射性标记（每条染色体均只有1条染色单体被标记），经减数分裂Ⅱ后，姐妹染色单体分开，带标记和不带标记的染色单体随机组合，导致8个精细胞中含有放射性的细胞数目可能为4、8个，不含放射性同位素32P标记的细胞数目为0、2、4个，D错误。
【典例4】 将某二倍体动物精原细胞（2n＝38）全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养，经过减数分裂最终得到4个子细胞，检测相应细胞中标记的情况。若不考虑互换和染色体变异，下列叙述错误的是（ ）
A.最终可能出现2个子细胞中含32P，2个不含32P的情况
B.最终可能出现3个子细胞中含32P，1个不含32P的情况
C.减数分裂Ⅰ得到的2个子细胞均含有32P
D.减数分裂Ⅱ后期细胞中全部染色体均含32P
解析：D 精原细胞全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养，经过减数分裂最终得到4个子细胞，由于DNA是半保留复制，细胞中DNA复制后每条染色体上有一条姐妹染色单体含32P，另一条姐妹染色单体不含32P。由于减数分裂Ⅰ发生同源染色体分离，因此经过减数分裂Ⅰ后得到的两个子细胞均含有32P，减数分裂Ⅱ发生姐妹染色单体的分离，最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含32P的情况，也可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况，减数分裂Ⅱ后期细胞中一半染色体含32P。
1.（2024·江苏扬州高一期中）将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于不含32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是（ ）
A.若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B.若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1
C.若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行的是有丝分裂
D.若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行的是减数分裂
解析：B 若进行有丝分裂，第一次有丝分裂后，子细胞都含有标记（每条染色体上的DNA分子只有1条链被标记）；第二次有丝分裂复制后，每条染色体只有1条染色单体被标记，有丝分裂后期，染色单体随机分开，具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞有2个或3个或4个，因此含有32P染色体的子细胞比例为1/2或3/4或1，A错误；若进行减数分裂，DNA只复制一次，每条染色体的姐妹染色单体都被标记，减数分裂形成的4个细胞中染色体都被标记，故含32P染色体的子细胞比例一定为1，B正确；若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行的是减数分裂，C错误；若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行的是有丝分裂，D错误。
2.将DNA分子双链用3H标记的蚕豆（2n＝12）根尖移入普通培养液（不含放射性元素）中，让细胞连续进行有丝分裂。根据如图所示判断，在普通培养液中的第二次有丝分裂中期，一个细胞中染色体标记情况是（ ）
A.6个a，6个c B.12个b
C.6个b，6个c D.12个c
解析：B 根据题意可知，亲代DNA分子双链用3H标记，由于DNA分子为半保留复制，因此亲代细胞中染色体经过第一次复制后两个姐妹染色单体均有标记，如图a；第一次有丝分裂结束后产生的子细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被标记，该细胞中的染色体再经过第二次复制，一条染色体上的两个染色单体只有1个染色单体的一条链有标记，即只有1个染色单体有标记，如图b，因此在第二次有丝分裂中期，细胞中12条染色体上的两个染色单体均有一个带有标记。
3.（2024·河南濮阳高一期中）若将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关叙述错误的是（ ）
A.若子细胞中有的DNA不含3H，则该细胞的分裂方式为有丝分裂
B.若子细胞中染色体都含3H，则该细胞的分裂方式为减数分裂
C.若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为N
D.若子细胞中染色体数为N，则每个子细胞的DNA中都含有3H
解析：C 该动物细胞若进行有丝分裂，则第一次分裂形成的2个子细胞中每条染色体上的DNA均为3H1H的杂合链，第二次复制后，每条染色体上只有一条染色单体上含有杂合链DNA，另一条单体上不含3H；若该动物进行减数分裂，则形成的4个子细胞中每条染色体上均含有3H，因此若子细胞中有的DNA不含3H，则该细胞的分裂方式为有丝分裂；若子细胞中染色体都含3H，则该细胞的分裂方式为减数分裂，A、B正确；若子细胞中染色体数目为2N，说明该细胞为有丝分裂，则细胞中含有3H的染色体数目可能是0～2N，C错误；若子细胞中染色体数目为N，则说明该细胞为减数分裂，则每个子细胞的DNA中都含有3H，D正确。
4.（2024·山东青岛高一期中）用32P标记果蝇精原细胞所有核DNA双链，然后置于31P的培养液中培养。关于该果蝇的精原细胞的一次有丝分裂与减数分裂的叙述，正确的是（ ）
A.有丝分裂与减数分裂Ⅰ后期细胞中，32P的DNA的含量，前者是后者的两倍
B.有丝分裂与减数分裂Ⅱ后期细胞中，32P的DNA的含量，前者是后者的两倍
C.有丝分裂与减数分裂Ⅰ前期细胞中，32P的DNA的含量相同，染色体数不同
D.有丝分裂与减数分裂Ⅰ中期细胞中，32P的DNA的含量不同，染色体数相同
解析：B 有丝分裂后期的细胞中有16条染色体，且均具有32P的放射性，若精原细胞经一次减数分裂，同样经过了一次DNA复制，则减数分裂Ⅰ后期细胞中带有32P的DNA数量依然为16，A错误；有丝分裂后期细胞中带有32P的DNA分子有16个，而在减数分裂Ⅱ后期的细胞中DNA数目与体细胞中DNA数目相同，为8，且均带有32P，B正确；有丝分裂前期细胞中，32P的DNA的数量为16，染色体数量为8；减数分裂Ⅰ前期的细胞中含32P的DNA的数量为16，染色体数为8，C错误；有丝分裂中期细胞中，32P的DNA的数量为16，染色体数量为8；减数分裂Ⅰ中期的细胞中，32P的DNA的数量为16，染色体数量为8，D错误。
5.（2024·江西抚州高一期末）将两个双链均被3H标记的M基因导入某动物（2n＝40）精原细胞的染色体中，然后置于不含3H的培养液中培养，经过两次细胞分裂后产生4个子细胞，测定子细胞的染色体被标记情况。不考虑染色体片段的交换和染色体变异，下列叙述错误的是（ ）
A.若4个子细胞中只有2个含有3H，则一定进行了有丝分裂
B.可能出现3个子细胞中含3H、1个子细胞中不含3H的情况
C.每个子细胞中含有的基因M的数量是0个或1个或2个
D.4个子细胞中3H标记的染色体总数最多为4条，最少为2条
解析：A 若两个M基因插入到两条染色体中，则共有4条DNA单链被标记，则该精原细胞进行两次有丝分裂或减数分裂，含3H的染色体共有4条，则4个子细胞中被标记染色体的总条数为4条；若2个M基因插入到同一条染色体上，则4个子细胞中被标记染色体的总条数为2条，因此若4个子细胞中只有2个含有3H，则可能进行的是有丝分裂或减数分裂，无论是减数分裂还是有丝分裂，4个子细胞中3H标记的染色体总数最多为4条，最少为2条，A错误，D正确；M基因可能插入一条或两条染色体上，若两个M基因插入到两条染色体中并进行的是有丝分裂时，则共有4条DNA单链被标记，进行复制后，有4条染色体含有标记，分裂后期，染色体随机分配，则有丝分裂子细胞中被3H标记的染色体数可能为0、1、2、4，可能出现3个子细胞中含3H、1个子细胞中不含3H的情况，B正确；若2个M基因插入到非同源染色体上并进行减数分裂时，减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，每个子细胞中有0个或1个或2个M基因，C正确。
6.（2024·河北邢台南宫中学高一月考）若将某一雄性动物（2n＝4）的一个精原细胞中的DNA用32P充分标记，置于含31P的培养液中培养，经一次正常的有丝分裂后形成两个子细胞，其中一个子细胞继续在含31P的培养液中培养产生了四个精细胞。下列说法错误的是（ ）
A.正常情况下上述细胞中染色体数最多时为8条
B.有丝分裂产生的两个子细胞中所有染色体都含32P
C.每个精细胞中含32P标记的染色体数为0～2
D.四个精细胞中含32P标记的细胞数为0～4
解析：D 精原细胞2n＝4，正常情况下上述细胞处于有丝分裂后期，染色体数最多为8条，A正确；经过一次正常的有丝分裂，DNA复制一次，故有丝分裂产生的两个子细胞中所有染色体都含32P，B正确；经一次正常的有丝分裂DNA复制一次，形成两位子细胞的DNA一条链含有31P，一条链含有32P。再经过一次减数分裂，DNA再复制一次，每条染色体的两个姐妹染色单体只有一个单体含有32P，精细胞中染色体2条，每个精细胞中含32P标记的染色体数最少为0，最多是2条，即每个单体均为31P的在减数分裂Ⅱ后期时移向同一极，C正确；经一次正常的有丝分裂DNA复制一次，形成两位子细胞的DNA一条链含有31P，一条链含有32P。再经过一次减数分裂，DNA再半保留复制一次，产生的四个精细胞中如果都是含有31P的移向同一极，则含有32P标记的精细胞为2个，如果含有32P的单体和只含有31P的单体同时移向一极，则精细胞含有32P的数量为4个，D错误。
6 / 6第1节 DNA是主要的遗传物质
导学 聚焦 1.阐述格里菲思、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程。 2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程。 3.理解DNA是主要遗传物质的结论
知识点（一） 肺炎链球菌的转化实验
1.对遗传物质的早期推测
2.肺炎链球菌的类型（连线）
3.肺炎链球菌转化实验
（1）格里菲思的肺炎链球菌的体内转化实验
（2）艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验
4.判断下列说法是否正确
（1）R型细菌的菌体无荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑。（ × ）
提示：R型细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，无致病性。
（2）将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌全部是S型活细菌。（ × ）
提示：此实验中，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌包括R型活细菌和S型活细菌。
（3）格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。（ × ）
提示：格里菲思没有证明DNA是遗传物质，只证明了加热致死的S型细菌中含有某种转化因子。
（4）艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌绝大多数是S型细菌。（ × ）
提示：艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌中含S型细菌，但大多数仍为R型细菌。
（5）艾弗里实验中自变量的控制采取了减法原理。（ √ ）
（6）艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡。（ × ）
提示：艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌。
（7）艾弗里的实验证明转化因子是DNA。（ √ ）
探讨一 分析肺炎链球菌体内转化实验过程，提高理解能力
1.结合教材，分析格里菲思的体内转化实验，回答下列问题：
（1）实验①②对比说明什么？
提示：R型细菌无毒，S型细菌有毒。
（2）实验②③对比说明什么？
提示：加热致死的S型细菌无毒。
（3）实验②③④对比说明什么？
提示：加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌。
（4）综合以上实验得出的结论是什么？
提示：加热致死的S型细菌中含有一种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌。
探讨二 分析肺炎链球菌体外转化实验结果，提高实验分析能力
2.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
（1）概述该实验的设计思路。
提示：用酶解法分别去除细胞提取物中各种成分后，观察能否将R型细菌转化。
（2）第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？
提示：说明S型细菌的细胞提取物中含有转化因子。
（3）实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
提示：分别除去S型细菌细胞提取物中的蛋白质、RNA和酯类物质，以明确这些物质是不是转化因子。
（4）第一至第四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？
提示：S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
（5）第五组用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？
提示：DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构稳定，使其丧失转化功能。
（6）据此分析艾弗里的体外转化实验的结论是什么？
提示：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
3.研究表明，在肺炎链球菌转化实验中，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：
（1）S型活细菌是怎样产生的？
提示：加热致死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌。
（2）S型细菌是有毒性的，据此推测曲线BC段上升的原因是什么？
提示：有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。
（3）后期出现的大量S型细菌是怎样产生的？
提示：由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。
1.肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
2.肺炎链球菌转化实验中的注意事项
（1）在加热致死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。
（2）R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA进入了R型细菌体内，与R型细菌的DNA发生了重组。
（3）肺炎链球菌的体内转化实验仅说明加热致死的S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明了转化因子是DNA。
（4）在肺炎链球菌的转化实验中，当同时含有R型活细菌和S型细菌的DNA时，只有一部分R型细菌转化成S型细菌，因为转化率不能达到100％，所以会同时出现R型细菌和S型细菌。
1.肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.S型细菌的菌落是粗糙的，R型细菌的菌落是光滑的
B.S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射S型细菌后的小鼠仍存活
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌
D.该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
解析：D S型细菌的菌落光滑，R型细菌的菌落粗糙，A错误；S型细菌经加热后会使蛋白质变性失活，DNA的结构也会被破坏，但DNA会随温度的降低而逐渐恢复活性（使小鼠死亡的是S型活细菌，不是S型细菌的DNA），B错误；S型细菌中某种物质可促使部分R型细菌转化为S型细菌，因此可从死亡小鼠中分离得到S型细菌和R型细菌，C错误；该实验证明S型细菌中存在某种转化因子，但不能证明转化因子是S型细菌的DNA，D正确。
2.（2024·山东淄博高一期中）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组相同培养基上分别接种R型细菌、S型细菌、加热杀死的S型细菌、R型细菌和加热杀死的S型细菌。培养一段时间后，菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A.Ⅰ中菌落表面粗糙，Ⅱ中菌落表面光滑
B.对第Ⅳ组实验的分析应是以Ⅰ～Ⅲ组的实验现象为参照
C.Ⅳ组结果说明了加热杀死的S型细菌的DNA会使R型细菌发生转化
D.若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶，则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低
解析：C Ⅰ中是R型细菌，其菌落表面粗糙，Ⅱ中是S型细菌，其菌落表面光滑，A正确；Ⅰ、Ⅱ组的实验作为Ⅳ组的对照组，Ⅲ组培养基无菌落产生，但也需要设置作为对照，以排除加热杀死的S型细菌的作用，B正确；Ⅳ组的实验结果说明了加热杀死的S型细菌存在某种转化因子，不能说明该转化因子是S型细菌的DNA，C错误；由于转化因子是DNA，而DNA酶能将DNA水解，因此若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶，则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低，D正确。
知识点（二） 噬菌体侵染细菌的实验
1.实验者： 赫尔希和蔡斯 。
2.实验方法： 放射性同位素标记技术 。
3.实验材料：T2噬菌体和 大肠杆菌 。
（1）噬菌体的结构及生活方式
（2）T2噬菌体的增殖
①合成T2噬菌体的DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的 遗传物质 。
②合成T2噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的 四种脱氧核苷酸 。
③合成T2噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌的氨基酸；场所：大肠杆菌的 核糖体 。
4.实验过程
5.实验结果及结论
亲代噬菌体 寄主细胞内有无放射性 子代噬菌体有无放射性 实验结论
32P标记DNA 有 有 DNA 是噬菌体的遗传物质
35S标记蛋白质 无 无
6.实验分析
（1）T2噬菌体侵染细菌时， DNA 进入细菌的细胞中，而 蛋白质外壳 留在外面。
（2）子代T2噬菌体的各种性状是通过 亲代的DNA 来遗传的。
7.判断下列说法是否正确
（1）T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。（ × ）
提示：T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内。
（2）为获得放射性标记的T2噬菌体，可分别用含35S和32P的人工培养基培养噬菌体。（ × ）
提示：病毒没有细胞结构，不能独立代谢，必须用活细胞培养，不能用人工培养基直接培养噬菌体。
（3）T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，P存在于DNA中，S几乎全部存在于蛋白质中。（ √ ）
（4）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。（ × ）
提示：用35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，放射性物质主要集中在上清液中。
探讨 分析噬菌体侵染细菌实验过程，提高实验探究能力
1.如图为T2噬菌体的结构示意图，请分析回答下列问题：
（1）选取T2噬菌体作为实验材料，有何优点？
提示：T2噬菌体只含有DNA和蛋白质，且DNA和蛋白质能自然完全分离，实验结果更可靠。
（2）怎样才能让T2噬菌体的蛋白质和DNA被相应的同位素标记？
提示：先用含放射性同位素的培养基培养大肠杆菌，得到带有标记的大肠杆菌；再用带有标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，分别使其蛋白质和DNA带上标记。
2.如图为赫尔希和蔡斯进行的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程，请分析回答下列问题：
（1）能否用32P和35S同时标记T2噬菌体？能否用14C替代32P和35S标记T2噬菌体？
提示：不能，这样会导致无法区分蛋白质和DNA的作用。蛋白质和DNA中都含有C元素，用14C标记无法区分蛋白质和DNA。
（2）实验中搅拌和离心的目的是什么？
提示：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
（3）用32P标记的噬菌体侵染细菌，上清液中有少量放射性的原因是什么？
提示：保温时间过短，部分T2噬菌体没有侵染到大肠杆菌体内，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，部分T2噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
（4）用35S标记的噬菌体侵染细菌，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？
提示：由于搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。
1.归纳概括噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”
（1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
（2）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
2.大肠杆菌的三次应用
1.噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中S和P的分布规律是（ ）
A.外壳中有35S和32S，DNA内只含有32P
B.外壳中只有32S，DNA内只含有32P
C.外壳中有35S和32S，DNA内含有32P和31P
D.外壳中只有32S，DNA内都含有31P
解析：D 由于噬菌体侵染细菌过程中，蛋白质外壳不进入细菌，所以子代噬菌体内没有35S，只有32S；DNA进入细菌，利用31P标记的脱氧核苷酸合成子代DNA，新的DNA内有的既含有32P又含有31P，有的只含有31P，因此子代噬菌体都含有31P。
2.（2024·辽宁葫芦岛高一期末）如图表示以大肠杆菌和T2噬菌体为材料进行的实验研究。相关叙述错误的是（ ）
A.该过程获得的子代噬菌体中大多数具有放射性
B.步骤①的目的是获得含32P的大肠杆菌，32P主要分布在细菌拟核DNA中
C.步骤②的目的是获得32P标记的T2噬菌体，其中只有其DNA有标记
D.步骤③的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌程度不影响该实验结果
解析：A 由于合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，大肠杆菌提供的原料没有放射性，且DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体中少数具有放射性，A错误；步骤①是用含有放射性物质的培养基培养大肠杆菌，因此其目的是获得含32P的大肠杆菌，32P主要分布在细菌拟核中，B正确；步骤②目的是获得32P标记的T2噬菌体，T2噬菌体只有DNA中含有P元素，因此只有DNA有标记，C正确；步骤③的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌程度通常会影响35S标记噬菌体进行侵染实验的结果，但不影响该实验结果，D正确。
3.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，实验过程如图所示，下列有关分析正确的是（ ）
A.理论上，b和c中不应具有放射性
B.实验中b含少量放射性与①过程中培养时间过长或过短有关
C.实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关
D.该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
解析：A 35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是T2噬菌体的DNA，所以离心后，理论上，b和c中不应具有放射性，A正确；35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，T2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，所以若b中含有放射性，说明搅拌不充分，B错误；实验中c含有放射性与④过程中培养时间过长或过短有关，C错误；该实验只证明了DNA是遗传物质，没有证明蛋白质不是遗传物质，D错误。
规律方法
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
知识点（三） DNA是主要的遗传物质
1.RNA是遗传物质的证据
（1）实验材料
烟草花叶病毒（由 RNA和蛋白质 组成）和烟草。
（2）实验过程及结果
（3）实验结果分析与结论
烟草花叶病毒的 RNA 控制其遗传性状， RNA 是它的遗传物质。
2.DNA是主要的遗传物质
（1）生物类型与遗传物质的种类（连线）
（2）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。
3.判断下列说法是否正确
（1）真核生物细胞内含有的核酸有DNA和RNA，它们都是遗传物质。（ × ）
提示：真核生物细胞内的DNA为遗传物质，RNA不是遗传物质。
（2）烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是RNA。（ × ）
提示：烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA，有些病毒的遗传物质是DNA。
（3）病毒的遗传物质是DNA或RNA。（ √ ）
（4）细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。（ × ）
提示：细胞核内和细胞质中的遗传物质都是DNA。
（5）DNA是酵母菌的主要遗传物质。（ × ）
提示：DNA是酵母菌的遗传物质。
探讨 分析烟草花叶病毒和车前草病毒重建实验，提升实验分析能力
烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同，如图甲。将TMV的遗传物质和蛋白质分离，并分别单独感染健康烟叶，结果如图乙。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形成“杂种病毒”，然后感染健康烟叶，如图丙。回答相关问题：
（1）图甲能否说明病毒的RNA能感染烟叶？为什么？
提示：不能。因为是用完整的病毒感染烟叶，蛋白质和RNA并没有分离。
（2）图乙实验结果说明了什么？
提示：说明TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，而RNA能感染烟叶。
（3）推测图丙实验结果是什么？从烟叶中分离出来的子代病毒是哪种类型？
提示：结果是烟叶被感染，出现b病斑。杂种病毒中含有HRV的遗传物质，故其产生的子代为HRV。
不同生物的遗传物质
生物类型 细胞生物 非细胞生物
真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒
核酸种类 DNA和RNA DNA RNA
遗传物质 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
但一种生物的遗传物质是唯一的，对某种生物不能说“主要遗传物质”。
1.如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.水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白质和RNA
B.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C.接种RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同
D.RNA是TMV的主要遗传物质
解析：C 水和苯酚的作用是将TMV中的RNA与蛋白质分离开，A错误；该实验能证明RNA能进入烟草细胞，无法确定蛋白质能否进入烟草细胞中，B错误；TMV的遗传物质就是RNA，因此接种RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同，C正确；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，而不是表明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。
2.（2024·江西上饶高一期末）科学家通过实验分析，提出“DNA是主要的遗传物质”。对此认识正确的是（ ）
A.细胞核内的遗传物质是DNA，而细胞质中的遗传物质是RNA
B.只有极少数RNA病毒才以RNA为遗传物质
C.真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质
D.人类绝大多数情况下以DNA为遗传物质，极少数情况下以RNA为遗传物质
解析：B 细胞核和细胞质遗传物质都是DNA，A错误；病毒只有一种核酸，其遗传物质是DNA或RNA，只有极少数RNA病毒才以RNA为遗传物质，B正确；真核生物和原核生物都以DNA为遗传物质，C错误；人类是以DNA为遗传物质的，D错误。
（1）格里菲思实验的结论是 已经加热致死的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 。
（2）艾弗里实验的结论是 DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质 。
（3）噬菌体侵染细菌的实验的结论是 噬菌体的遗传物质是DNA 。
（4）DNA是主要的遗传物质的理由是 绝大多数生物的遗传物质是DNA 。
1.（2024·河北沧州高一月考）微生物学家格里菲思和艾弗里研究的肺炎链球菌转化实验作为实验证据，向遗传物质是蛋白质的观点首次提出挑战。下列相关叙述正确的是（ ）
A.对比R型细菌，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.格里菲思通过分析四组实验得出将R型活细菌转化为S型活细菌的物质是DNA
C.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型活细菌混合培养，会出现R型、S型活细菌
D.艾弗里实验过程中利用了自变量控制中的“加法原理”
解析：A S型细菌有荚膜，R型细菌无荚膜；S型肺炎链球菌使小鼠患败血病死亡，R型肺炎链球菌是无毒性，与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确；格里菲思通过实验提出被加热杀死的S型细菌中含有某种物质将R型活细菌转化为S型活细菌，把该物质命名为转化因子，但不能得出将R型活细菌转化为S型活细菌的物质是DNA，B错误；将S型细菌的DNA经DNA酶处理后DNA被分解，与R型活细菌混合培养无法完成转化，不会出现S型细菌，C错误；艾弗里实验利用相关的酶设法去除某种物质，利用了自变量控制中的“减法原理”，D错误。
2.艾弗里和他的同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如下表，从表可知（ ）
实验组 接种菌型 加入S型细菌的物质 培养基长菌情况
① R型 蛋白质 R型
② R型 荚膜多糖 R型
③ R型 DNA R型、S型
④ R型 DNA（经DNA酶处理） R型
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转化活性
C.①～④说明DNA是主要的遗传物质 D.③和④说明S型细菌的DNA是转化因子
解析：D 在含有R型细菌的培养基中加入S型细菌的蛋白质，R型细菌没有转化成S型细菌，说明S型细菌的蛋白质不是转化因子，A错误；实验②的结果只有R型细菌，说明S型细菌的荚膜多糖不能使R型细菌发生转化，B错误；①～④说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，C错误；③和④形成对照，说明S型细菌的DNA是转化因子，D正确。
3.（2024·四川德阳高一月考）下列有关遗传物质的叙述，正确的是（ ）
A.生物圈所有生物的遗传物质都是DNA
B.烟草花叶病毒等少部分病毒的遗传物质是RNA，其他生物的遗传物质是DNA
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：B RNA病毒的遗传物质是RNA，A错误；烟草花叶病毒等少部分病毒的遗传物质是RNA，其他生物的遗传物质是DNA，B正确；动物、植物、真菌、DNA病毒的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNA，C错误；真核生物、原核生物和DNA病毒的遗传物质是DNA，D错误。
4.（2024·江苏淮安高一期中）1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了T2噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能。用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物。检测上清液中的放射性，得到如下图所示的实验结果。请回答下列问题：
（1）要获得DNA被标记的T2噬菌体，其培养方法是先用含32P的 培养基 培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被32P标记的 大肠杆菌 。
（2）实验中搅拌的目的是 使吸附在细菌表面的噬菌体和细菌分离 ，搅拌时间应大于 2 min，否则上清液中的放射性会比较 低 。
（3）上清液中32P的放射性仍达到30％，其原因可能是 部分噬菌体未侵染进入细菌 。图中被侵染细菌的存活率曲线的意义是作为对照，如果明显低于100％，则上清液放射性物质32P的含量会 增高 ，原因是 大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放到上清液中 。
（4）上述实验中不用14C来标记T2噬菌体DNA或蛋白质，原因是 DNA和蛋白质中均含有C元素 。
（5）T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了 DNA是T2噬菌体的遗传物质 。
解析：（1）T2噬菌体是病毒，病毒是非细胞结构生物，只能寄生在活细胞中才能繁殖，所以要获得DNA被标记的噬菌体，其培养方法是用含32P的培养基培养大肠杆菌，使大肠杆菌被32P标记，再用此细菌培养噬菌体。（2）用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，便于离心分层，所以搅拌时间应至少大于2 min，否则上清液中的放射性较低。（3）上清液中仍有少量32P的放射性，主要原因是部分噬菌体未侵染进入细菌。如果时间过长，被侵染的细菌破裂，会释放出噬菌体，导致“被侵染细菌”的存活率明显低于100％，则上清液放射性物质32P的含量会增高。（4）因为DNA和蛋白质中均含有C元素，故不用14C来标记T2噬菌体DNA或蛋白质。（5）T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质。
知识点一 肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的转化实验是证实DNA可作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述错误的是（ ）
A.S型细菌可导致小鼠患肺炎，使小鼠并发败血症死亡
B.无荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内繁殖
C.肺炎链球菌的体内转化实验只能证明加热致死的S型细菌中存在转化因子
D.肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
解析：B S型细菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡，A正确；无荚膜的肺炎链球菌感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭，有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖，B错误；肺炎链球菌的体内转化实验证明已经加热致死的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，C正确；肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，D正确。
2.如图表示某生物兴趣小组做的肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是（ ）
A.DNA酶的作用是水解S型细菌的DNA
B.结果1中S型细菌占绝大多数
C.该实验证明DNA是遗传物质
D.结果2中全部为R型细菌
解析：B DNA酶的作用是水解S型细菌中的DNA，使其失去转化活性，A正确；结果1中只有少数R型细菌转化为S型细菌，S型细菌占少数，B错误；该实验证明DNA是遗传物质，C正确；S型细菌DNA被水解而失去作用，导致R型细菌无法转化为S型细菌，因此结果2中全部为R型细菌，D正确。
3.（2024·广东江门高一月考）在探究肺炎链球菌转化实验过程中，首先在标号为1、2、3、4、5的培养基中培养R型活细菌，接着分别加入经不同处理的S型细菌的细胞提取物（如下图所示），然后进行培养。下列相关叙述正确的是（ ）
A.一段时间后，只在5号培养基中未发现S型活细菌
B.这个实验说明了S型细菌的遗传物质主要是DNA
C.S型细菌的提取液加入蛋白酶后使混合液不再含有蛋白质
D.在本实验中，实验组做的相关处理采用了“加法原理”
解析：A DNA是肺炎链球菌的遗传物质，加入DNA酶后DNA被水解，不能发生转化，A正确；这个实验说明了S型细菌的遗传物质是DNA，B错误；S型细菌的提取液加入蛋白酶后，混合液含有蛋白酶，蛋白酶是蛋白质，C错误；本实验采用的是“减法原理”，D错误。
知识点二 噬菌体侵染细菌的实验
4.（2024·河北衡水十三中高二月考）利用含有32P标记的T2噬菌体侵染某种细菌，经过培养和搅拌以及离心后，发现离心管的沉淀物中含有较高放射性，而上清液中放射性很低。下列相关叙述错误的是（ ）
A.若该实验不经过搅拌，对实验结果没有明显影响
B.若上清液放射性偏高，则可能是培养时间过短所致
C.该实验结果不能证明噬菌体的遗传物质是DNA
D.通过用含有32P标记的肺炎链球菌培养T2噬菌体来标记噬菌体
解析：D 32P标记的DNA侵入到细菌细胞内，放射性主要出现在沉淀物中，不经过搅拌对实验结果没有明显影响，A正确；32P标记T2噬菌体的DNA分子，32P标记的DNA侵入到细菌细胞内，操作后放射性主要集中在沉淀物中，若上清液放射性偏高，则可能是培养时间过短，32P标记的DNA还没有注入到大肠杆菌细胞中，B正确；该实验缺乏对照实验，则不能充分证明噬菌体的遗传物质是DNA，C正确；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立进行各项生命活动，需在活细胞中进行增殖，T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌中的，故需要通过用含有32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体来标记噬菌体，D错误。
5.用3H、14C、35S标记T2噬菌体后，再让其侵染大肠杆菌（无放射性）。下列有关分析正确的是（ ）
A.只有T2噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记
B.在子代T2噬菌体的外壳中可检测到3H、14C、35S
C.在部分子代T2噬菌体的DNA中可检测到3H、14C
D.在子代T2噬菌体的DNA中部分含有3H、14C、35S
解析：C DNA和蛋白质分子中都含有H、C，所以用3H、14C、35S标记的是T2噬菌体的蛋白质和DNA，A错误；由于被3H、14C、35S标记的T2噬菌体蛋白质外壳不进入大肠杆菌体内，被3H、14C标记的T2噬菌体DNA进入大肠杆菌体内，但不能用于合成子代T2噬菌体的蛋白质外壳，所以子代T2噬菌体的蛋白质外壳中检测不到3H、14C、35S，B错误；由于3H、14C标记了T2噬菌体的DNA并进入大肠杆菌体内，所以部分子代T2噬菌体的DNA中可检测到3H、14C，C正确；子代T2噬菌体的DNA中不含35S，D错误。
6.如图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分步骤示意图，下列对此实验的有关叙述，正确的是（ ）
A.本实验使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的
B.本实验选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA
C.实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性
D.在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA不是蛋白质
解析：B 病毒的繁殖离不开细胞，要标记噬菌体，应先标记大肠杆菌，A错误；本实验选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA，B正确；实验中采用搅拌和离心等手段是为了把大肠杆菌和噬菌体的蛋白质外壳分开，C错误；仅用35S标记噬菌体壳体蛋白做侵染细菌实验，在新形成的噬菌体中没有检测到35S，只能说明蛋白质没有进入大肠杆菌内，而不能说明DNA是噬菌体的遗传物质，也不能说明蛋白质不是遗传物质，D错误。
7.（2024·浙江宁波高一期末）赫尔希和蔡斯通过如下两组实验证实了DNA是遗传物质。
实验一：35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌；
实验二：32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。
下列关于该实验的叙述正确的是（ ）
A.实验一中可用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳
B.实验二中搅拌不充分会造成较大的实验误差
C.实验一中细菌裂解释放的全部子代噬菌体都不含放射性
D.实验二中细菌裂解释放的大部分子代噬菌体含有放射性
解析：C 实验一中不能用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳，因为噬菌体的DNA中也含有氮元素，若用15N标记，则会导致噬菌体的DNA也被标记，且15N无放射性，A错误；32P标记的是噬菌体的DNA，离心后会随大肠杆菌进入沉淀物，搅拌不充分不会造成较大的实验误差，B错误；实验一中35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，故实验一中细菌裂解释放的子代噬菌体都不会含有放射性，C正确；32P标记的是噬菌体的DNA，根据DNA半保留复制的特点，可知实验二中细菌裂解释放的少部分子代噬菌体含有放射性，D错误。
知识点三 DNA是主要的遗传物质
8.（2024·山东威海高一期末）烟草花叶病毒（TMV）和车前草花叶病毒（HRV）同属于RNA病毒，都可以使烟草患病，但患病时叶片的症状表现不同。研究人员将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，检测叶片细胞中病毒的RNA和蛋白质类型。下列说法错误的是（ ）
A.导致烟草患病叶片症状表现不同的根本原因是TMV和HRV的RNA不同
B.烟草细胞内既有DNA又有RNA，DNA是其主要的遗传物质
C.重组实验最终只能检测到TMV的RNA和蛋白质
D.重组实验叶片中检测到的病毒蛋白质合成所需原料和酶均来自烟草细胞
解析：B 导致烟草患病叶片症状表现不同的根本原因是TMV和HRV的RNA不同，即病毒TMV和HRV的遗传信息的不同是其RNA中的碱基序列不同导致的，A正确；烟草细胞内既有DNA又有RNA，DNA是其遗传物质，不是主要遗传物质，B错误；将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病。由于RNA是RNA病毒的遗传物质，且RNA来自TMV，因此能检测到TMV的RNA和蛋白质，C正确；病毒为专性寄生物，没有独立代谢系统，因此，重组实验叶片中检测到的病毒蛋白质合成所需原料和酶均来自烟草细胞，D正确。
9.下列有关生物体遗传物质的叙述，错误的是（ ）
A.大肠杆菌的遗传物质主要是DNA
B.酵母菌的遗传物质分布在细胞核和细胞质中
C.烟草花叶病毒的遗传物质不含有硫元素
D.HIV的遗传物质初步水解可产生4种核糖核苷酸
解析：A 大肠杆菌的遗传物质是DNA，A错误；酵母菌是真核生物，其遗传物质是DNA，分布在细胞核和细胞质中，B正确；烟草花叶病毒的遗传物质为RNA，不含有硫元素，C正确；HIV的遗传物质为RNA，初步水解可产生4种核糖核苷酸，D正确。
10.（2024·福建厦门一中高一月考）19世纪末，俄国的烟草染上了一种可怕的疾病，烟草的嫩叶抽出不久，就在上面出现一条条黄黄绿绿的斑纹，接着叶子卷缩起来，最后完全枯萎、腐烂，这种病叫作烟草花叶病，请思考并回答下列问题：
（1）为了寻找烟草花叶病毒的遗传物质，科学家进行了以下实验：
本实验的结论为：烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA 。但由于RNA在体外很不稳定，仅用RNA感染的成功率不高，请根据以下信息尝试改进实验并预期实验结果：
①存在S型和HR型两种烟草花叶病毒，感染烟草形成的病斑不同。
②两种病毒可以完成RNA的互换，互换后仍具有正常的致病能力。
改进方案： 让S型和HR型烟草花叶病毒的RNA互换，获得重组病毒分别侵染的烟草，观察形成的病斑 。
预期结果： 病斑的形状取决于RNA的类型 。
（2）科学家发现毡毛烟草能抵抗烟草花叶病毒，但不抗旱，普通烟草不能抵抗烟草花叶病毒，但抗旱。为了得到既能抗烟草花叶病毒、又抗旱的烟草品种，将毡毛烟草与普通烟草杂交，F1均为抗病但不抗旱，为了检测烟草花叶病抗性基因和抗旱基因是否位于同一条染色体上，请利用上述材料设计杂交实验，并预测实验结果。
实验设计： 将F1进行自交，观察并记录子代的性状及分离比 。
实验结果：若 子代出现抗病不抗旱∶抗病抗旱∶不抗病不抗旱∶不抗病抗旱＝1∶1∶1∶1 ，则不位于同一条染色体上。若 子代没有出现上述实验结果（或没有出现4种表型或4种表型的比例不是1∶1∶1∶1） ，则位于同一条染色体上。
解析：（1）根据实验现象可知，用烟草花叶病毒的RNA来感染烟草，结果烟草患病，而蛋白质感染的一组，烟草没有患病，说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。实验中由于RNA在体外很不稳定，仅用RNA感染的成功率不高，为此对实验进行了改进，方案是两种病毒互换核酸形成重组病毒，而后侵染烟草进行实验，实验设计为：一组用S型烟草花叶病毒的蛋白质外壳与HR型烟草花叶病毒的RNA组成的重组病毒感染烟草，另一组用HR型烟草花叶病毒的蛋白质外壳与S型烟草花叶病毒的RNA组成的重组病毒感染烟草。预期结果：两组感染烟草后形成的病斑不同。用S型烟草花叶病毒的蛋白质外壳与HR型烟草花叶病毒的RNA组成的重组病毒感染烟草，由于RNA是遗传物质，该烟叶上出现的病斑是HR型的病斑；用HR型烟草花叶病毒的蛋白质外壳与S型烟草花叶病毒的RNA组成的重组病毒感染烟草，由于RNA是遗传物质，烟叶上出现的病斑是S型的病斑，即病斑的形状取决于RNA的类型。（2）假设抗烟草花叶病毒和不抗该性状用基因A、a表示，抗旱和不抗旱性状用基因B、b表示。由于将毡毛烟草与普通烟草杂交，F1均为抗病但不抗旱，说明抗病对不抗为显性，不抗旱对抗旱为显性，因此亲代中毡毛烟草基因型为AABB，普通烟草基因型为aabb，则F1的基因型为AaBb，若要检测烟草花叶病抗性基因和抗旱基因是否位于同一条染色体上，可以设计测交实验，即让F1AaBb与多株普通烟草aabb进行杂交（或令F1自交），观察后代的表型及比例。实验结果：如果花叶病抗性基因和抗旱基因不位于同一条染色体上，即位于非同源染色体上，则遵循基因自由组合定律，那么后代会出现抗病不抗旱∶抗病抗旱∶不抗病不抗旱∶不抗病抗旱＝1∶1∶1∶1（抗病不抗旱∶抗病抗旱∶不抗病不抗旱∶不抗病抗旱＝9∶3∶3∶1）；若不出现上述实验结果，则花叶病抗性基因和抗旱基因位于一条染色体上。
11.（2022·浙江1月选考20题）S型肺炎链球菌的某种“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
解析：D 步骤①中，酶处理时间充足，以利于底物完全水解，A错误；DNA纯度越高，转化效率就越高，步骤②中，甲或乙的加入量会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体悬浮培养比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；步骤⑤中，通过在固体培养基上涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果，D正确。
12.（2024·山东烟台高一期中）下图表示在“肺炎链球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”中相关含量的变化，其他实验操作都合理的情况下，相关叙述错误的是（ ）
A.曲线1表示在“肺炎链球菌的转化实验”中，S型活细菌的数量变化
B.曲线2表示在“肺炎链球菌的转化实验”中，R型活细菌的数量变化
C.曲线3表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，上清液放射性含量的变化
D.曲线4表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，上清液放射性含量的变化
解析：B 曲线1的数量最初为零，此后呈现先增加后维持相对稳定的状态，可表示S型活细菌的数量变化，A正确；在“肺炎链球菌的转化实验”中，R型细菌数量不会降为0，故不能用曲线2表示，B错误；“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，随着时间的推移，噬菌体侵染细菌，上清液放射性降低，此后随着噬菌体增殖，数量增多，细菌被裂解，子代噬菌体释放，导致上清液放射性升高，可用图中的曲线3表示，C正确；“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，标记的是蛋白质外壳，存在于上清液中，所以上清液放射性不变，可用图中的曲线4表示，D正确。
13.肺炎链球菌S型与R型菌株，都对青霉素敏感（青霉素能抑制细菌细胞壁的形成，从而抑制其增殖）。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌，记为Penr S型。现用Penr S型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析错误的是（ ）
A.组1甲中部分小鼠患败血症，通过注射青霉素治疗后可康复
B.组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落
C.组3培养基中出现菌落是因为Penr S型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D.组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落
解析：A 抗青霉素的S型（Penr S型）细菌的DNA是转化因子。在甲组中，将加热杀死的Penr S型细菌与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为Penr S型细菌，部分小鼠会患败血症，注射青霉素治疗后，体内有抗青霉素的S型细菌存在的小鼠不能康复，A错误；Penr S型细菌的DNA能使R型细菌转化成S型细菌，所以组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落，B正确；组3培养基中出现菌落是因为Penr S型细菌的DNA转移到了R型细菌中，转化为S型细菌，能在含有青霉素的培养基中生长，C正确；组4中因为Penr S型细菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化因子，且活的R型细菌不抗青霉素，培养基中无菌落生长，所以观察不到R型菌落和S型菌落，D正确。
14.（多选）（2024·江苏盐城高一期末）1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，进行噬菌体侵染大肠杆菌实验，他们所做的两组实验结果如下表所示。下列有关叙述错误的是（ ）
噬菌体不同标记组别 放射性检测结果
上清液中 沉淀物中
甲 35S标记 75％ 25％
乙 32P标记 15％ 85％
A.上述实验方法与艾弗里的不同，但二者最关键的设计思路相同
B.甲、乙两组实验结果相互对照可以证明DNA是主要遗传物质
C.甲组沉淀物中含有25％的放射性，可能是培养时间过长所致
D.乙组上清液中含有15％的放射性，可能是搅拌和离心不充分所致
解析：BCD 赫尔希和蔡斯实验所用的实验方法是同位素标记技术，艾弗里及其同事所用的实验方法有细菌体外培养等，二者实验方法不同，但二者最关键的设计思路都是设法将蛋白质和DNA分开，单独地去观察它们各自的作用，A正确；甲、乙两组相互对照只能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，不能得出DNA是主要遗传物质的结论（还应有RNA可作为一些生物遗传物质的辅助实验），B错误；甲组中用35S标记，标记的是噬菌体的蛋白质，放射性应主要出现在上清液中，但沉淀物中含有25％的放射性，可能是搅拌不充分所致，而培养时间过长（子代噬菌体释放出来）不会影响35S的分布，C错误；乙组用32Р标记的是噬菌体的DNA，上清液中含有15％的放射性，可能是有一些噬菌体还未来得及将其DNA注入大肠杆菌，或者是保温时间过长，有部分子代噬菌体裂解释放所致，D错误。
15.（多选）下图为烟草花叶病毒（TMV）对叶片细胞的感染和病毒重建实验示意图，相关叙述正确的是（ ）
A.对烟草花叶病毒进行降解的步骤需要用蛋白酶
B.图中B型后代的组成是RNA B和蛋白B
C.该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
D.证明RNA是主要的遗传物质
解析：BC 据题图分析可知，对烟草花叶病毒进行降解获得了蛋白A、B，因此该过程不能用蛋白酶处理，A错误；图中B型后代的组成是RNA B和蛋白B，B正确；该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，C正确，D错误。
16.（2024·福建莆田二十五中高二月考）按照图示1→2→3→4进行实验，本实验验证了朊病毒是蛋白质（几乎不含P元素）侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图回答下列问题：
（1）本实验采用的方法是 同位素标记法 。要获得含有放射性的朊病毒，必须用含有放射性同位素的牛脑细胞培养，而不能用含同位素的培养基直接培养，原因是 病毒专性寄生在活细胞中，不能直接利用培养基中的物质 。
（2）从理论上讲，离心后上清液中 几乎不能 （填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，沉淀物中 几乎不能 （填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，出现上述结果的原因是 朊病毒不含核酸（只含蛋白质），几乎不含P元素，上清液和沉淀物中都几乎不能检测到32P 。
（3）如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的（NH4SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于 沉淀物 中，少量位于 上清液 中，产生实验误差的原因是 少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中 。
解析：（1）本实验采用的方法是同位素标记法。标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成标记，因为病毒专性寄生在活细胞中，不能直接利用培养基中的物质。（2）从理论上讲，离心后上清液中几乎不能检测到32P，沉淀物中几乎不能检测到32P，因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中P含量极低，所以朊病毒几乎不含P，即试管4中几乎没有32P。（3）用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，因此放射性物质主要随细胞到沉淀物中，同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质。
17.某研究小组在小白鼠体内的某组织中发现一种新病毒M，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验。
材料用具：病毒M核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠、生理盐水、注射器等。
实验步骡：
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。
②按下表配制溶液，并将配制的溶液分别注射到相应组别的小白鼠体内。
组别 A B C D
注射溶液 该病毒核酸提取物和RNA酶 该病毒核酸提取物和 该病毒核酸提取物
③在相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。
请回答下列问题：
（1）从注射的物质看，该探究实验所依据的生物学原理是 酶具有专一性（或病毒只含有一种核酸） ；从实验现象预测和相关判断看，该实验依据的生物学原理 核酸控制生物体的性状 。
（2）该实验中，进行步骤①操作的目的是 排除无关变量对实验结果的影响 ；步骤②中B组和D组应注射的溶液分别为 DNA酶 、 等量的生理盐水 。
（3）若四组小白鼠的表现分别为 A、C组小白鼠发病，B、D组小白鼠未发病 ，则病毒M的遗传物质为DNA。为使实验更加严谨，除需观察比较各组小白鼠的发病情况，还应从发病小白鼠体内的相应组织中抽取样品，检测 是否含有病毒M 。
解析：（1）该实验的目的是探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA，观察指标是小白鼠是否发病，依据的生物学原理是核酸是生物的遗传物质，控制着生物体的性状；自变量是使用的酶的种类，DNA酶能催化DNA水解，RNA酶能催化RNA水解，所依据的生物学原理是酶具有专一性。（2）无关变量是指在实验中除自变量以外的会影响实验结果的其他因素。该实验中，进行步骤①操作的目的是排除无关变量（小白鼠的生长状况）对实验结果的影响；该实验的自变量是使用的酶的种类，步骤②中A组注射RNA酶，则B组应注射DNA酶，D组作为空白对照，应注射等量的生理盐水。（3）若病毒M的遗传物质为DNA，A组注射RNA酶，不能水解病毒M的DNA，小白鼠会发病；B组注射DNA酶，能水解病毒M的DNA，小白鼠不会发病；C组注射该病毒核酸提取物，小白鼠会发病；D组注射生理盐水，小白鼠不会发病。除需观察比较各组小白鼠的发病情况，还应从发病小白鼠体内的相应组织中抽取样品，检测是否含有病毒M，以使实验更加严谨。
23 / 23第3节 DNA的复制
导学 聚焦 1.掌握DNA复制的过程。 2.理解DNA的复制方式及特点。 3.分析DNA半保留复制的实验，认同在探究过程中开展合作的必要性
知识点（一） 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据
1.对DNA复制的推测
（1）半保留复制
（2）全保留复制：DNA复制以 DNA双链 为模板，子代DNA的双链都是 新合成 的。
2.DNA半保留复制的实验证据
（1）实验材料： 大肠杆菌 。
（2）实验方法： 同位素标记 技术和离心技术。
（3）实验原理：只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度 居中 。
（4）实验过程
（5）实验预期
两条链被标记情况 密度大小 离心位置
都是15N 最大 靠近试管的 底 部
一条15N，一条14N 居中 位置 居中
都是14N 最小 靠近试管的 上 部
（6）实验结果
①提取亲代DNA→离心→位置靠近试管 底部 。
②繁殖一代后，提取DNA→离心→位置 居中 。
③繁殖两代后，提取DNA→离心→1/2位置 居中 ，1/2位置 更靠上 。
（7）实验结论：DNA的复制是以 半保留的方式 进行的。
小提醒：①该实验也可以用P、C等元素进行标记。②15N没有放射性，是一种稳定性同位素，不能通过检测放射性的方法对实验结果进行分析。
3.判断下列说法是否正确
（1）沃森和克里克证明了DNA分子的复制方式是半保留复制。（ × ）
提示：克里克和沃森提出了遗传物质自我复制假说，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，证明了DNA的半保留复制。
（2）全保留复制的子代DNA的双链都是新合成的。（ √ ）
（3）子代DNA分子中都含有一条母链和一条子链，称为半保留复制。（ √ ）
（4）DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。（ √ ）
（5）在证明DNA半保留复制的实验中，从第一代开始细菌DNA分子中至少有一条链含14N。（ √ ）
探讨 分析实验过程和结果，提高实验分析能力
科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制（复制完成后，亲代DNA双链被切成片段后，分散进入子代复制品的每条链中），如图所示。
请据图回答下列问题：
（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？
提示：对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。
（3）若DNA复制的方式是全保留复制，请你预期实验结果并完善表格：
大肠杆菌 DNA在离心管中的位置及比例 DNA分子所含N的类型
亲代 下部，100％ 15N/15N－DNA
第一代 下部 50％ ，上部 50％ 15N/15N－DNA、14N/14N－DNA
第二代 下部 25％ ，上部 75％ 15N/15N－DNA、14N/14N－DNA
（4）若DNA复制的方式是分散复制，则第一代和第二代出现条带的数量及位置如何？
提示：第一代只出现1条中带，第二代只出现1条位于中带和轻带之间的条带。
（5）科学家的实验结果显示第一代只出现一条中带，这个结果排除了哪种复制方式？
提示：排除了全保留的复制方式。
（6）科学家的实验结果显示第二代出现了一条中带和一条轻带，这个结果可以进一步将哪种复制方式排除掉？
提示：排除了分散复制的方式。
1.将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并提取DNA进行离心。下列相关说法中，不正确的是（ ）
A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层
C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层
D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制
解析：C 细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的上层，1/4的DNA位于试管的中层，C错误。
2.（2024·湖南邵东高二月考）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，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是（ ）
A.该实验运用了离心技术和同位素标记技术
B.子一代结果若为②，可以排除全保留复制的学说
C.根据半保留复制学说，推测子二代结果应为①
D.若加入解旋酶后离心，推测子一代结果应为①
解析：D 本实验运用了同位素标记技术和密度梯度离心法来探究DNA的复制方式，A正确；由于亲代DNA的含氮碱基皆含有15N，将其移入含14N的培养基中培养，得到子一代DNA分子中一条含有15N，另一条含有14N，位于试管中的“中带”区，应为②，该结果不支持全保留复制，B正确；若为半保留复制，则子二代DNA中1/2为14N/15N、1/2为14N/14N，即如图中①，C正确；由于亲代DNA的含氮碱基皆含有15N，将其移入含14N的培养基中培养，得到子一代DNA加入解旋酶后离心，会得到一条重带，一条轻带，与①不符，D错误。
规律方法
离心后，DNA分子在试管中的分布
（1）两条链都被15N标记的DNA分子密度最大，离心后应位于试管的底部；
（2）两条链都被14N标记的DNA分子密度最小，密度梯度离心后应位于试管的顶部；
（3）两条链中一条链被14N标记，另一条链被15N标记的DNA分子，密度梯度离心后应位于试管的中部。
知识点（二） DNA复制的过程
1.DNA复制的概念：以 亲代DNA 为模板合成 子代DNA 的过程。
2.发生时期：在真核生物中，这一过程是在 细胞分裂前的间 期，随着染色体的复制而完成的。
3.DNA复制的过程
4.结果：一个DNA分子形成了两个 完全相同 的DNA分子。
5.DNA复制的特点
（1）过程： 边解旋边复制 ，多起点复制。
（2）方式：半保留复制。
6.准确复制的原因
（1）DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
（2）通过 碱基互补配对 ，保证了复制能够准确地进行。
7.DNA复制的意义
将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了 遗传信息 的连续性。
8.判断下列说法是否正确
（1）DNA复制时，双螺旋的两条链全部解开后，才开始子链的合成。（ × ）
提示：DNA复制是一个边解旋边复制的过程。
（2）在DNA复制过程中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA水解为脱氧核苷酸。（ √ ）
（3）DNA复制只以亲代DNA分子的一条链为模板。（ × ）
提示：DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板。
（4）DNA分子复制时，两条子链的合成方向是相反的。（ √ ）
（5）DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同。（ × ）
提示：DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序互补。
（6）真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中。（ × ）
提示：真核细胞的DNA复制可发生在细胞核、线粒体和叶绿体中。
探讨 分析DNA复制过程和特点，提高推理能力
1.如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图回答相关问题：
（1）说出图中酶①和酶②的名称。
提示：酶①为解旋酶；酶②为DNA聚合酶。
（2）图示过程主要发生在什么时期？
提示：细胞分裂前的间期。
（3）据图可知，酶②使两条子链从5'端到3'端，还是从3'端到5'端进行合成？
提示：从5'端到3'端进行合成。
（4）合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？
提示：互补。
（5）DNA分子的复制具有哪些特点？
提示：半保留复制、边解旋边复制。
2.如果用15N标记某一DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次，结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题：
（1）复制n次后，DNA分子总数和含有15N的DNA分子数分别是多少？
提示：2n个；2个。
（2）复制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？
提示：2n个；（2n－2）个。
（3）复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少？
提示：2n＋1条；2条；（2n＋1－2）条。
1.DNA复制的起点和方向
（1）原核生物：单起点双向复制
（2）真核生物：多起点双向复制
多起点复制提高了复制的效率。在复制速率相同的前提下，真核生物细胞的复制泡大小不一，原因是它们的复制起始时间有先后，上图中DNA是从其最右边开始复制的。
2.“图解法”分析DNA复制相关计算
（1）将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次（如上图），则：
①子代DNA共2n个
②脱氧核苷酸链共2n＋1条
（2）DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·（2n－1）个。
②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
1.如图为真核细胞DNA复制过程模式图，相关分析错误的是（ ）
A.酶①为解旋酶，酶②为DNA聚合酶
B.图示体现了边解旋边复制及半保留复制的特点
C.在复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期分开
D.复制结束后形成的两个DNA分子是完全相同的
解析：C 由题图可知，酶①作用于DNA的两条母链之间，使DNA双链配对碱基之间的氢键断开，为解旋酶，酶②是DNA聚合酶，将游离的脱氧核苷酸结合在一起形成子链DNA，A正确；题图显示新形成的甲、乙两条DNA分子中均含有一条亲代DNA母链，符合半保留复制的特点，同时题图也显示了DNA边解旋边复制的特点，B正确；细胞分裂间期1个DNA分子复制形成的2个DNA分子由1个着丝粒连接，有丝分裂后期以及减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，两个DNA分子也随之分开，减数分裂Ⅰ后期着丝粒不分裂，C错误；DNA复制以亲代DNA分子的两条链为模板，并遵循碱基互补配对的原则，所以复制结束后得到的两个DNA分子完全相同，D正确。
2.（2024·山西运城高一期末）一个用15N标记的细菌DNA分子，含100个碱基对，腺嘌呤有40个，其中一条链上含胞嘧啶30个，将它们放入含14N的培养基中连续繁殖3代。下列叙述错误的是（ ）
A.子代只含14N的DNA分子数为6个
B.第3次复制需游离的胞嘧啶160个
C.子代DNA分子两条链中的鸟嘌呤含量相等
D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是1∶1
解析：B DNA复制方式为半保留复制，一个用15N标记的细菌DNA分子，3次复制产生8个DNA分子，其中含有15N/14N的DNA分子为2个，其余只含有14N的DNA分子数为8－2＝6个，A正确；DNA分子中A有40个，故T＝40个，DNA分子中有200个碱基，故C＝G＝60个，故第3次复制需游离的胞嘧啶为23－1×60＝240个，B错误；因子代DNA分子与亲代DNA相同，即G＝60个，其中一条链G＝30个，则另一条链G＝60－30＝30个，C正确；因碱基互补配对原则，双链DNA分子中的嘌呤数与嘧啶数相等，故子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是1∶1，D正确。
易错提醒
DNA复制相关计算的3个易错点
（1）“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。
（2）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分子都只有两个。
（3）看清碱基的数目单位是“对”还是“个”，是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词。
（1）DNA复制是 以亲代DNA为模板合成子代DNA 的过程。
（2）DNA复制的特点是 边解旋边复制和半保留复制 。
（3）DNA准确复制的原因是 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复制的意义是DNA通过复制， 将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性 。
1.（2024·四川遂宁射洪中学高一月考）科研工作者用大肠杆菌提取液（不含大肠杆菌DNA）构建细胞外DNA人工合成体系，向提取液中加入4种带放射性同位素标记的脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP…）、微量的T2噬菌体DNA，静置一段时间，经检测生成了放射性DNA分子。关于上述实验叙述错误的是（ ）
A.脱氧核苷三磷酸既能为DNA的合成提供原料，也能提供能量
B.新合成的DNA链在DNA聚合酶的催化下从5'端向3'端延伸
C.新合成的DNA碱基序列与大肠杆菌的DNA碱基序列相同
D.新合成的DNA碱基序列与T2噬菌体的DNA碱基序列相同
解析：C 脱氧核苷三磷酸水解去掉两个磷酸基团成为脱氧核苷酸，该过程释放能量，脱氧核苷酸是DNA的基本单位，故脱氧核苷三磷酸既能为DNA的合成提供原料，也能提供能量，A正确；DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，故新合成的DNA链在DNA聚合酶的催化下从5'端向3'端延伸，B正确；依据题干信息细胞外DNA人工合成体系，不含大肠杆菌DNA，故新合成的DNA碱基序列与大肠杆菌的DNA碱基序列不相同，C错误；依据题干信息细胞外DNA人工合成体系，DNA模板是T2噬菌体DNA，故新合成的DNA碱基序列与T2噬菌体的DNA碱基序列相同，D正确。
2.如图为科学家利用大肠杆菌探究DNA的复制过程，下列叙述正确的是（ ）
A.实验中采用了放射性同位素标记和密度梯度离心的研究方法
B.通过比较试管②和①的结果，无法证明DNA复制为半保留复制
C.可用T2噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便
D.大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞只有DNA含15N
解析：B 本实验应用了14N和15N，14N和15N都没有放射性，所以本实验采用了同位素标记和密度梯度离心的研究方法，A错误；通过比较试管②和①的结果，说明其复制方式不是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制，B正确；T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养液中独立生活和繁殖，因而不能代替大肠杆菌进行实验，C错误；蛋白质和核酸等物质都含有N元素，所以大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中含15N的物质有DNA、RNA、蛋白质等，D错误。
3.如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是（ ）
A.酶①和酶②均作用于氢键
B.该过程的模板链是a、b链
C.该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期
D.DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制
解析：A 由题图可知，酶①（解旋酶）使氢键断裂，而酶②（DNA聚合酶）催化形成磷酸二酯键，A错误。
4.（2024·湖北宜昌高一期末）一个被15N标记的、含1 000个碱基对的DNA分子片段，其中T＋A占30％，若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复制3次，相关叙述错误的是（ ）
A.用放射性同位素标记法证明DNA分子是半保留复制
B.DNA分子边解旋边复制
C.3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为100％
D.第3次复制需消耗1 200个A
解析：A 15N没有放射性，探究DNA复制时利用的是同位素的质量差异，用不同的DNA条带判定DNA复制的方式，A错误；DNA分子边解旋边复制，以半保留复制方式进行，B正确；由于DNA进行半保留复制，3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为100％，C正确；第3次复制得到23－22＝4个DNA，每个DNA中含有T＋A＝600个，T＝A＝300个，因此第3次复制需消耗300×4＝1 200个A，D正确。
5.如图1为大肠杆菌的DNA分子结构示意图（片段），图2为DNA分子复制图解。请据图回答问题：
（1）图1中1、2、3结合在一起的结构叫 脱氧核苷酸 。
（2）图1中若3是鸟嘌呤，4的中文名字应该是 胞嘧啶 。
（3）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个，则该DNA片段中共有腺嘌呤 40 个，C和G共有 60 对。
（4）图2中的DNA复制完成后，A'链与 B 链相同、B'链与 A 链相同，因此该过程形成的两个DNA分子完全相同。每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链，这与复制过程中的 碱基互补配对原则有关，这种复制方式称为 半保留复制 。
解析：（1）图1中1、2、3结合在一起的结构叫脱氧核糖核苷酸。（2）如果3是鸟嘌呤，则4是胞嘧啶。（3）已知某DNA片段含有200个碱基，碱基间的氢键共有260个，且A、T之间有2个氢键，C、G之间有3个氢键，假设该DNA分子含有腺嘌呤N个，则胞嘧啶的数量为100－N，所以2N＋3（100－N）＝260，N＝40，所以该DNA片段中共有40个腺嘌呤，共有60对C和G。（4）图2中的DNA复制完成后，A'链与B链相同、B'链与A链相同。每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链，这与复制过程中的碱基互补配对原则有关，这种复制方式称为半保留复制。
知识点一 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据
1.沃森和克里克在发表了DNA分子双螺旋结构的论文后，又提出了DNA自我复制的假说。下列有关假说内容的叙述，错误的是（ ）
A.DNA复制时，双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂
B.以解开的两条单链为模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上
C.新形成的DNA分子由一条模板单链和一条新链组成
D.新形成的两个DNA分子分别由两条母链、两条子链结合而成
解析：D DNA复制时，双链解旋，互补的碱基之间的氢键断裂，A正确；以解开的两条单链为模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上，B正确；新形成的DNA分子由一条模板母链和一条新的子链组成，C正确，D错误。
2.体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP，37 ℃下保温。下列叙述中，正确的是（ ）
A.能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致
B.不能生成DNA，因为缺少DNA模板
C.能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联
D.不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件
解析：B DNA复制的四个基本条件是模板、酶、能量、原料。没有加入模板DNA，所以无DNA生成。
3.（2024·河北迁安高一月考）将DNA全部用15N进行标记的大肠杆菌置于含有14NH4Cl的普通培养液中，使大肠杆菌连续繁殖三代，利用密度梯度离心技术检测DNA的离心位置，图中阴影是密度梯度离心结果，则亲代、子一代、子二代、子三代DNA带依次是（ ）
A.①②③④ B.③①④②
C.①③②④ D.①②④③
解析：B 亲代DNA为15N/15N-DNA，离心结果为③；子一代DNA为14N/15N-DNA，离心结果为①；子二代DNA为1/214N/14N-DNA、1/214N/15N-DNA，离心结果为④；子三代DNA为3/414N/14N-DNA、1/414N/15N-DNA，离心结果为②，B正确。
知识点二 DNA复制的过程
4.下列关于DNA复制的叙述中，正确的是（ ）
A.DNA的复制只发生于有丝分裂前的间期
B.DNA的复制只能发生于细胞核中
C.DNA的复制需要解旋酶和DNA聚合酶，原料是八种游离的核苷酸
D.DNA复制有精确的模板，并严格遵守碱基互补配对原则，所以能准确地将遗传信息传递给子代
解析：D DNA的复制发生于有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，A错误；DNA的复制也可以发生于线粒体和叶绿体中，B错误；DNA的复制原料是四种游离的脱氧核苷酸，C错误。
5.（2024·河南省直辖县高一月考）在遗传工程中，若有一个控制有利性状的DNA分子片段，要使其数量增加，可进行人工复制，复制时应给予的条件是（ ）
①模板链 ②A、U、G、C碱基 ③A、T、C、G碱基
④核糖 ⑤脱氧核糖 ⑥DNA聚合酶 ⑦ATP ⑧磷酸 ⑨DNA水解酶
A.①③④⑦⑧⑨ B.①②④⑥⑦⑧
C.①②⑤⑥⑦⑨ D.①③⑤⑥⑦⑧
解析：D DNA分子复制时以两条链分别为模板，所以需要模板链，①正确；碱基U是RNA分子特有的，DNA分子复制时不需要U，②错误；DNA分子的基本单位——脱氧核苷酸中含有A、T、C、G碱基，③正确；核糖是构成RNA分子的物质，④错误；脱氧核糖是构成脱氧核苷酸的五碳糖，⑤正确；DNA聚合酶能催化合成脱氧核苷酸链，⑥正确；ATP能为DNA分子复制提供能量，⑦正确；磷酸是构成脱氧核苷酸的物质，⑧正确；DNA水解酶催化DNA分子水解，所以在DNA分子复制过程不需要，⑨错误。综上所述，复制时应给予的条件是①③⑤⑥⑦⑧，D正确。
6.DNA一般能准确复制，其原因是（ ）
①DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板 ②DNA复制发生于细胞分裂前的间期
③碱基互补配对是严格的 ④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A.②④ B.②③
C.①④ D.①③
解析：D DNA独特的双螺旋结构在解旋后为DNA复制提供了精确的两条模板，严格的碱基互补配对保证了DNA复制的准确性，保证了子代DNA与亲代DNA相同。
7.（2024·河北任丘高一月考）DNA的复制开始于复制起点——“富含AT”的碱基对序列，一旦复制起点被启动蛋白识别，启动蛋白就会募集其他蛋白质，从而解开双链DNA，形成复制叉。下列有关DNA复制的叙述，错误的是（ ）
A.“其他蛋白质”应当包括解旋酶
B.DNA复制时会同时出现多个复制叉
C.“富含AT”序列更易于DNA双链的分离
D.复制形成的两条DNA子链碱基互补、方向相反
解析：B 解旋酶的作用是把双链DNA氢键打断，形成两条单链。依题意，“其他蛋白质”参与解开双链DNA，故应包括解旋酶，A正确；DNA分子可以多起点双向复制，可以形成多个复制叉，但复制叉的形成并不是同步的，B错误；A—T碱基对具有2个氢键，C—G碱基对有3个氢键，“富含A—T”序列更易于DNA双链的分离，C正确；由于两条DNA模板链碱基互补、方向相反，所以复制形成的两条链也是碱基互补，方向相反，D正确。
8.（2024·辽宁庄河高一月考）DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持遗传信息的连续性。下图为DNA复制过程模式图，下列相关说法，正确的是（ ）
A.复制时两条子链的延伸方向相反
B.该过程中需要解旋酶和RNA聚合酶
C.亲代DNA的双螺旋结构全部打开再复制
D.合成的两条子链的碱基序列可互补配对
解析：D DNA双链是反向平行的，且子链的合成方向都是从5'端→3'端，因此复制时两条子链的延伸方向相同，A错误；该复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶，RNA聚合酶参与转录过程，B错误；DNA分子复制过程是边解旋边复制，不需要把DNA双螺旋结构全部解旋才开始复制，C错误；复制时合成的两条子链是分别以两条母链为模板合成的，故合成的两条子链可互补配对，D正确。
9.（2024·福建福州连江第一中学高一期中）真核细胞的DNA分子复制时可观察到多个复制泡（如图所示）。请结合所学知识分析，下列叙述正确的是（ ）
A.DNA分子复制时需要RNA聚合酶
B.真核细胞DNA以一端为起点复制至另一端
C.这种复制方式不利于提高复制效率
D.复制起始时间越早，复制泡越大
解析：D DNA分子复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，A错误；真核细胞的DNA分子复制时可观察到多个复制泡，说明真核细胞DNA是多起点复制，B错误；真核细胞的DNA分子具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率，C错误；复制起始时间越早，复制时间越长，复制泡越大，D正确。
10.（2024·山东青岛高一期末）如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接。一个15N标记的双链DNA片段含有500个碱基对，其中胞嘧啶有150个，提供含14N的脱氧核苷酸，共进行4次复制。下列说法错误的是（ ）
A.真核生物DNA复制的场所有细胞核和细胞质
B.复制时共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸2 450个
C.产生的含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/8
D.阻断DNA连接酶的活性，会出现短片段子链的积累
解析：B 真核生物DNA复制的场所主要是细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也可发生，A正确；一个DNA分子含有500个碱基对，即1 000个脱氧核糖核苷酸，其中胞嘧啶150个，则该DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸＝（1 000－150×2）÷2＝350个，该DNA分子连续复制4次后共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸＝350×（24－1）＝5 250个，B错误；子代DNA中含有15N的DNA有2个，经过4次复制子代DNA分子有16个，故子代DNA中含有15N标记的占全部DNA的比例为2/16＝1/8，C正确；题中显示延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接，因此，若阻断DNA连接酶的活性，则会导致短片段无法连接，会出现短片段子链的积累，D正确。
11.（多选）下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是（ ）
A.DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸，酶②催化碱基对之间的连接
B.在复制过程中解旋和复制是同时进行的
C.解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP
D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
解析：BC 酶①是解旋酶，作用于氢键，酶②是DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸的连接，A错误；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D错误。
12.（多选）（2024·河南濮阳高一月考）如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34％。若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述错误的是（ ）
A.复制时作用于③处的酶为解旋酶
B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸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1/2
解析：CD ③处是氢键，复制时作用于③处的酶为解旋酶，A正确；DNA分子中有碱基5 000对，A＋T占碱基总数的34％，则G＋C＝66％，G＝C＝3 300个，复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为：3 300×（22－1）＝9 900个，B正确；DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，C错误；DNA分子只有一条链含15N，其复制是半保留复制，连续复制2次后，形成的4个DNA分子，只有一个DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D错误。
13.（2024·山东青岛高一期中）DNA可以通过自我复制完成遗传信息的传递。下图表示真核生物DNA复制的示意图（引物是一段引导DNA子链合成的RNA片段）。
（1）图中A物质是 解旋酶 ，据图分析可得出DNA分子复制的特点有 半保留复制、边解旋边复制 。
（2）DNA双链之间的碱基配对方式是 A和T、G和C 。若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶450个，该DNA连续复制四次，在第五次复制时需要消耗 8 800 个胞嘧啶脱氧核苷酸。
（3）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是 噬菌体复制DNA需要宿主细胞大肠杆菌提供原料 。用3H充分标记的大肠杆菌培养噬菌体，得到的子代噬菌体含有3H标记的比例是100％。
（4）引物的3'端和脱氧核苷酸靠 磷酸二酯 键相连。复制过程中，引物最终会被酶切除，从核酸的碱基组成分析，该酶能准确识别出引物的原因是 RNA中含有U（尿嘧啶），DNA中没有 。
解析：（1）该图表示真核生物DNA复制的示意图，酶A是打开DNA分子双螺旋结构的解旋酶，由图分析可知，新合成的子链与母链结合，体现出半保留复制的特点，解旋酶A边向左移动，DNA分子形成的子链边延长，这体现出边解旋边复制的特点。（2）DNA碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A—T、C—G、T—A、G—C。1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶450个，则胞嘧啶有1 000－450＝550个，若该DNA连续复制四次，在第五次复制时需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数为×550＝8 800个。（3）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性。用3H充分标记的大肠杆菌培养噬菌体，由于DNA的半保留复制，得到的子代噬菌体含有3H标记的比例是100％。（4）引物的3'端通过磷酸二酯键与脱氧核苷酸相连，引物的本质是RNA，其被酶切除时DNA分子并没有受到影响，因而可能是该酶能够准确识别出引物RNA中特有的碱基U（尿嘧啶），DNA中没有。
15 / 15第2节 DNA的结构
导学 聚焦 1.概述DNA结构的主要特点。 2.制作DNA双螺旋结构模型。 3.理解碱基互补配对原则，掌握DNA结构的相关计算
知识点（一） DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者：美国生物学家 沃森 和英国物理学家 克里克 。
2.构建历程
3.新模型的特点及意义
4.判断下列说法是否正确
（1）威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微照片。（ × ）
提示：在DNA结构模型构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱。
（2）查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系。（ × ）
提示：查哥夫发现了在DNA中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量。
（3）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。（ × ）
提示：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。
（4）沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型中，脱氧核糖—磷酸骨架排列在螺旋外部，碱基排列在螺旋内部。（ √ ）
（5）沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法。（ √ ）
探讨 依据事实分析资料，提高模型构建能力
1.DNA的两条单链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？请结合资料一判断。（在科学的模型下画“√”，反之画“×”）
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。
2.两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？请结合资料二、三分析：
资料二 DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。
资料三 嘌呤和嘧啶的分子结构图。
结论： 不是相同的碱基两两相连，应是嘌呤与嘧啶相连 。
3.请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？
来源 碱基的相对含量
腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T
人 30.9 19.9 19.8 29.4
牛 27.9 22.7 22.1 27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9
结核分枝杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6
结论： A与T配对，G与C配对 。
（2024·陕西西安高一期中）DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型的构建提供主要依据的是（ ）
①查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
②克里克提出的DNA半保留复制机制
③艾弗里去除肺炎链球菌的相关物质并证明DNA是遗传物质
④富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析：D ①查哥夫发现的DNA中腺嘌呤含量与胸腺嘧啶含量相等，鸟嘌呤的含量与胞嘧啶的含量相等，为DNA双螺旋结构模型构建提供依据，①正确；②克里克提出的DNA半保留复制机制是在DNA双螺旋结构建构之后，不能为DNA模型的构建提供主要依据，②错误；③艾弗里去除肺炎链球菌的相关物质并证明DNA是遗传物质，但不能为DNA模型的构建提供主要依据，③错误；④富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱为DNA双螺旋结构模型构建提供依据，④正确。
知识点（二） DNA的结构和特点
1.DNA的结构
小提醒：RNA一般为单链，RNA中特有碱基是U，特有五碳糖是核糖。
（1）平面结构
（2）空间结构
小提醒：“反向”含义的理解：脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1'-C，与磷酸基团相连的碳叫作5'-C。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5'端，另一端有一个羟基（—OH），称作3'端。DNA的两条单链走向相反，从双链的一端开始，一条单链是从5'端到3'端的，另一条单链则是从3'端到5'端的。
2.判断下列说法是否正确
（1）DNA中A与T碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强。（ × ）
（2）DNA两条链上的碱基通过氢键相连。（ √ ）
（3）每个DNA分子中，脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数。（ √ ）
（4）DNA中的氢键数目和碱基数目一定相等。（ × ）
提示：A—T碱基对中有2个氢键、G—C碱基对中有3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。
探讨一 分析DNA双螺旋结构模型，提高理解能力
1.如图是DNA片段的结构图，甲图为平面结构，乙图为双螺旋结构。
（1）该DNA分子中一个磷酸与几个脱氧核糖相连？一个脱氧核糖与几个磷酸相连？一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过什么相连？
提示：一个或两个；一个或两个；“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”。
（2）该DNA分子中两条链的碱基通过什么相连？该片段中有几个游离的磷酸基团？
提示：氢键；2个。
（3）为什么DNA分子中G与C碱基所占的比例越高，DNA分子结构的稳定性越强？
提示：G与C之间有三个氢键，而A与T之间只有两个氢键，因此G与C所占的比例越高，DNA分子的稳定性越强。
探讨二 分析DNA分子中碱基的数量关系，提高演绎推理能力
2.如图DNA分子中一条链为1链，另一条链为2链。
根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
（1）A1＋A2＝ T1＋T2 ；G1＋G2＝ C1＋C2 。
即：双链中A＝ T ，G＝ C ，A＋G＝ T＋C ＝ A＋C ＝ T＋G ＝（A＋G＋T＋C）。
规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
（2）A1＋T1＝ A2＋T2 ；G1＋C1＝ G2＋C2 。
＝＝（N为相应的碱基总数），＝＝。
规律二：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，简记为“补则等”。
（3）与的关系是 互为倒数 。
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
（4）若＝a，＝b，则＝ （a＋b） 。
规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
准确辨析DNA结构中的数量关系、位置关系及连接方式
1.（2024·河北衡水高一月考）下列有关DNA的结构的叙述，正确的是（ ）
A.链状DNA分子中每一个脱氧核糖均与两个磷酸相连
B.环状DNA分子中嘌呤数与嘧啶数不相等
C.一般DNA的两条链按同向平行方式盘旋成螺旋结构
D.DNA的两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
解析：D 链状DNA分子中多数脱氧核糖均与两个磷酸相连，但每条链末端的一个脱氧核糖只连接一个磷酸，A错误；环状DNA分子中嘌呤数与嘧啶数相等，B错误；一般DNA的两条链按反向平行方式盘旋成螺旋结构，C错误；DNA的两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，即A—T、G—C，D正确。
2.如图为DNA分子片段的结构模式图，有关叙述错误的是（ ）
A.分子的两条链呈反向平行 B.配对的碱基间以氢键连接
C.④是鸟嘌呤脱氧核苷酸 D.RNA分子中不存在②
解析：C DNA分子的两条链呈反向平行的双螺旋结构，A正确；DNA分子的两条链碱基之间通过氢键连接，碱基之间遵循碱基互补配对原则，B正确；④虽然包括磷酸、含氮碱基（鸟嘌呤）和脱氧核糖，但不是一个脱氧核苷酸单位，C错误；②是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖而非脱氧核糖，D正确。
3.（2024·四川南充高一月考）下列有关DNA分子结构的说法，错误的是（ ）
A.若DNA的一条链中（A＋G）/（T＋C）＝0.5，则其互补链中（A＋G）/（T＋C）＝2
B.在一个双链DNA分子中，嘌呤数与嘧啶数相等
C.某些DNA中，每个磷酸基团上均连着两个脱氧核糖
D.在DNA中，碱基的比例总是（A＋G）/（T＋C）＝1
解析：D 在DNA双链中，A总是与T配对，C总是与G配对，因此，某一条链中A＋G＝另一条链中的T＋C，该链的T＋C＝另一条链的A＋G，因此当DNA的一条链中（A＋G）/（T＋C）＝0.5，则其互补链中（T＋C）/（A＋G）＝0.5，可进一步推知其互补链中（A＋G）/（T＋C）＝2，A正确；在一个双链DNA分子中，嘌呤碱基总是与嘧啶碱基互补配对，因此嘌呤数与嘧啶数相等，B正确；链状DNA分子中，每个磷酸基团上连着一个或两个脱氧核糖；而环状DNA中，每个磷酸基团上均连着两个脱氧核糖，C正确；在DNA双链中，由于A总是与T配对，C总是与G配对，因此A＝T，C＝G，可推知（A＋G）/（T＋C）＝1，但是在DNA单链中，（A＋G）/（T＋C）不一定等于1，D错误。
4.下列关于 DNA 的分子结构与特点的叙述，错误的是（ ）
A.脱氧核苷酸是脱氧核苷和磷酸连接起来的结构单元
B.A与 T、G与C都通过两个氢键相连，这就是碱基互补配对原则
C.每个 DNA 分子中，碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D.双链 DNA 分子中，若一条脱氧核苷酸链中 G＋C＝28％，则 DNA 分子中A占36％
解析：B 脱氧核苷酸是脱氧核苷和磷酸连接起来的结构单元，A正确；A与T配对，G与C配对，A、T之间通过两个氢键相连，G、C之间通过三个氢键相连，B错误；DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸含有一个磷酸、一个脱氧核糖和一个含氮碱基，因此每个 DNA 分子中，碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数，C正确；双链 DNA 分子中，若一条脱氧核苷酸链中G＋C＝28％，则 DNA 分子中G＋C＝28％，A＋T＝72％，A＝T＝36％，D正确。
知识点（三） 制作DNA双螺旋结构模型
1.制作DNA双螺旋结构模型
2.判断下列说法是否正确
（1）磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架。（ √ ）
（2）双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数。（ √ ）
（3）DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的。（ √ ）
探讨 制作DNA双螺旋结构模型，提高模型构建能力
1.在制作的DNA模型中，每个脱氧核糖均连接一个磷酸和一个碱基吗？
提示：DNA分子中，每个脱氧核糖均连接一个碱基；而除3'端的脱氧核糖只连接一个磷酸外，其他部位的脱氧核糖均连接两个磷酸。
2.某双链DNA模型中A有20个，C有30个，推测该DNA模型中一共有多少个碱基？
提示：100个。
3.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：2处；①核糖应是脱氧核糖；②磷酸二酯键连接位置。
1.（2024·江苏镇江高一期末）活动小组为制作DNA双螺旋结构模型，选取实验材料代表相应的基团或化学键，材料的种类和数量如表所示。下列叙述正确的有（ ）
材料 种类 脱氧 核糖 磷酸 基团 代表化学 键的小棒 碱基
A T C G
数量 （个） 45 45 足量 15 10 25 15
A.制成的双螺旋模型最多能含25个碱基对
B.制成的双螺旋模型最多能含59个氢键
C.制成的双螺旋模型最多能有422种碱基排列方式
D.单链中相邻两个碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”连接
解析：B 该模型可以形成10个A—T碱基对，15个G—C碱基对，但表格只提供45个磷酸基团，因此该模型最多只能形成22个碱基对，A错误；由于该模型只能形成含22个碱基对的DNA双链，若15个G—C碱基对均参与构成模型，由于G—C碱基对形成三个氢键，因此所有的G—C碱基对形成45个氢键，剩下7个A—T碱基对形成14个氢键，最多共形成59个氢键，B正确；由于碱基对的数量是固定的，因此制成的双螺旋模型不可能有（小于）422种碱基排列方式，C错误；单链中相邻两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，D错误。
2.下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段（其中“○”代表磷酸），下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是（ ）
A.甲说：“该图没有什么物质和结构上的错误”
B.乙说：“该图有一处错误，就是U应改为T”
C.丙说：“该图有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
D.丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图就是正确的”
解析：C 题图中有三处错误，错误一：组成DNA分子的五碳糖应该是脱氧核糖，所以题图中的核糖应改为脱氧核糖；错误二：碱基应为A、T、G、C四种，图中的U应改为T；错误三：单链中脱氧核苷酸之间的连接形式不应该是磷酸与磷酸相连，而是磷酸与脱氧核糖相连。
（1）DNA双螺旋结构的主要特点是①两条脱氧核苷酸链 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；③碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。
（2）双链DNA分子中 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分子中 都相等。
1.（2022·浙江6月选考13题）某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是（ ）
A.在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B.制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C.制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
解析：C 在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接碱基和磷酸，A错误；鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连，B错误；制成的模型中，A和T、C和G的分子数分别相等，所以A＋C的量等于T＋G的量，C正确；磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧，D错误。
2.如图所示为DNA分子的某一片段，下列相关叙述正确的是（ ）
A.构成DNA分子的基本单位是⑦
B.DNA分子中⑤的相对含量越多结构越稳定
C.图中④的种类由③决定，共有5种
D.DNA分子彻底水解的产物是4种脱氧核苷酸
解析：B 构成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，即题图中的④，A错误；A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，C和G的相对含量越多，DNA分子的结构越稳定，B正确；题图中④是脱氧核苷酸，其种类由③所示的碱基决定，共有4种，C错误；DNA分子彻底水解的产物是脱氧核糖、碱基和磷酸，D错误。
3.（2024·江苏镇江句容市第三中学高一月考）酵母菌的DNA中碱基A约占32％，关于酵母菌核酸的叙述错误的是（ ）
A.DNA复制后形成的子代DNA中的A约占32％
B.DNA中C约占18％
C.DNA中（A＋G）∶（C＋T）＝1
D.DNA一条单链中A占32％
解析：D DNA分子复制为半保留复制，复制时遵循A—T、G—C的配对原则，子代DNA与亲代DNA具有相同的遗传信息，由于亲代DNA中碱基A约占32％，故子代DNA中的A约占32％，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32％，则A＝T＝32％，G＝C＝（1－2×32％）÷2＝18％，B正确；DNA两条链中遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则（A＋G）/（T＋C）＝1，C正确；根据已知条件，无法计算该DNA一条单链中A所占比例，D错误。
4.下图为DNA的分子结构模式图，据图回答以下问题：
（1）DNA基本结构
①由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成，三者之间的数量关系为 1∶1∶1 。
②磷酸：每个DNA片段中，游离的磷酸基团有 2 个。
（2）水解产物
DNA的初步水解产物是 脱氧核糖核苷酸 ，彻底水解产物是 磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 。
（3）脱氧核糖和磷酸的连接关系
一个脱氧核糖连接 一个或两个 磷酸，一个磷酸连接 一个或两个 脱氧核糖。
（4）DNA分子中的氢键
A与T之间有 2 个氢键，G与C之间有 3 个氢键。
知识点一 DNA双螺旋结构模型的构建
1.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA结构模型构建方面的突出贡献的说法，正确的是（ ）
A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像
B.沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型
C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系
D.富兰克林和查哥夫发现DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量
解析：B 在DNA结构模型构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA衍射图谱，A错误；查哥夫发现了在双链DNA中A的量总是等于T的量、C的量总是等于G的量，沃森和克里克在此基础上提出了A与T配对、C与G配对的正确关系，还构建了DNA双螺旋结构模型，B正确，C、D错误。
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（ ）
A.沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA是以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分析，得出DNA呈双螺旋结构
C.沃森和克里克曾尝试搭建了多种模型，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：B 沃森和克里克以DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA呈螺旋结构，B错误。
知识点二 DNA的结构和特点
3.（2024·河北秦皇岛高一期末）关于DNA的双螺旋结构，下列说法错误的是（ ）
A.双链之间的相邻碱基通过氢键连接
B.双链DNA分子含有2个游离的磷酸基团
C.DNA一条单链中，有游离磷酸基团的这一端称为5'端
D.一条链上的相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”连接
解析：D DNA双链之间的相邻碱基，通过氢键连接，构成碱基对，A正确；DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'端，另一端有一个羟基（—OH），称作3'端。可见，双链DNA分子每条链的5'端有一个游离的磷酸基团，因此双链DNA分子含有2个游离的磷酸基团，B、C正确；一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，D错误。
4.某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.①表示胞嘧啶 B.②表示腺嘌呤
C.③表示葡萄糖 D.④表示氢键
解析：D 根据碱基互补配对原则可知，DNA结构中与A配对的是T，①表示胸腺嘧啶，A错误。与G配对的是C，②表示胞嘧啶，B错误。③表示脱氧核糖，是脱氧核苷酸中的单糖，C错误。④表示氢键，D正确。
5.（2024·广东实验中学高一期中）如图为核苷酸链的结构示意图，下列叙述错误的是（ ）
A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a
B.每个五碳糖与一个磷酸基团直接相连
C.各核苷酸之间是通过化学键c连接起来的
D.若该链为脱氧核苷酸链，缺少的碱基是T
解析：B 能构成一个完整核苷酸的是图中的a（包括磷酸、五碳糖和含氮碱基），A正确；在核苷酸链中最末端的五碳糖只与一个磷酸基团相连，其他每个五碳糖与两个磷酸基团直接相连，B错误；各核苷酸之间是通过化学键c（磷酸二酯键）连接起来的，C正确；组成DNA的含氮碱基有A、C、G、T，若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T，D正确。
知识点三 制作DNA双螺旋结构模型
6.某班级分组制作DNA双螺旋结构模型时，采用了如下流程：制作脱氧核苷酸→制作脱氧核苷酸链→制作双链DNA→螺旋化。下列叙述不正确的是（ ）
A.制作脱氧核苷酸链时，相邻脱氧核苷酸的磷酸基团直接相连
B.制作脱氧核苷酸时，将磷酸和碱基连在脱氧核糖的特定位置
C.制作双链DNA时，两条链之间的碱基A与T配对，G与C配对
D.各组DNA模型的碱基序列往往不同，反映了DNA分子的多样性
解析：A 制作脱氧核苷酸链时，相邻脱氧核苷酸之间以磷酸和脱氧核糖相连，A错误；制作脱氧核苷酸时，磷酸连在脱氧核糖的5号碳原子上，碱基连在脱氧核糖的1号碳原子上，B正确；制作双链DNA时，两条链之间的碱基A与T配对，G与C配对，C正确；组成DNA的脱氧核苷酸有4种，各组DNA模型的碱基序列往往不同，反映了DNA分子的多样性，D正确。
7.在制作DNA双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型，○代表磷酸，下列叙述正确的是（ ）
A. 可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B.两个○可用别针（代表共价键）连接，以形成DNA的侧链
C.别针（代表共价键）应连接在一个核苷酸的和另一个核苷酸的○上
D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相同
解析：C 本题是制作DNA双螺旋结构模型，碱基 包含A、T、C、G四种含氮碱基，没有碱基U，A错误；磷酸二酯键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脱去1分子水形成的，不是两个脱氧核苷酸的两个磷酸基团形成，别针（代表共价键）应连接在一个核苷酸的和另一个核苷酸的○上，B错误，C正确；DNA分子的两条链是反向平行的，若两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相反，而不能相同，D错误。
8.（2024·湖南宁乡高一期中）一条双链DNA分子，G和C占全部碱基的44％，其中一条链的碱基中，26％是A，20％是C，那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比及双链DNA分子中碱基A所占的比例是（ ）
A.28％和22％、28％ B.30％和24％、28％
C.26％和20％、24％ D.30％和24％、26％
解析：B 已知DNA分子中，G和C占全部碱基的44％，即C＋G＝44％，则C＝G＝22％、A＝T＝50％－22％＝28％。又已知一条链的碱基中，A占26％，C占20％，即A1＝26％、C1＝20％，根据碱基互补配对原则，A＝（A1＋A2）÷2，则A2＝30％，同理C2＝24％。综上互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比为30％和24％，双链DNA分子中碱基A所占的比例是28％，B正确。
9.（2024·广东惠州高一月考）下表为几种生物体内的DNA中各种碱基的比例统计结果。下列说法错误的是（ ）
生物 猪 牛
器官 肝 脾 胰 肺 肾 胃
（A＋T）/（C＋G） 1.43 1.43 1.43 1.29 1.29 1.29
A.不同生物DNA中遗传信息的本质是碱基的比例不同
B.同一个体的不同细胞的DNA中嘌呤/嘧啶比例为1
C.猪肝细胞的DNA中A/C、T/G、A/G、T/C的比例均为1.43
D.牛的肾脏细胞的核酸中（A＋G）/（T＋C）的比例可能大于1
解析：A 不同生物DNA中遗传信息的本质是碱基的排列顺序不同，A错误；由于DNA为双链，遵循碱基互补配对原则，所以其中嘌呤与嘧啶的比例为1，B正确；猪肝细胞的DNA中（A＋T）/（C＋G）＝1.43，由于A＝T，C＝G，所以A/C、T/G、A/G、T/C的比例均为1.43，C正确；牛的肾脏细胞的核酸包括DNA和RNA，而DNA中A＝T，C＝G，RNA为单链，含有的A、U、C、G四种碱基比例未知，所以核酸中（A＋G）/（T＋C）的比例可能大于1，D正确。
10.（多选）（2024·辽宁铁岭高一期中）DNA熔解温度（Tm）是使DNA双螺旋结构解开一半所需要的温度，不同种类DNA的Tm不同。如图表示DNA中G＋C含量（占全部碱基的比例）与Tm的关系。下列有关叙述正确的是（ ）
A.若DNA中（G＋C）/（A＋T）＝1，则G与C之间的氢键总数比A与T之间多
B.一般来说，某DNA的Tm值与G＋C的比例呈正相关
C.维持DNA双螺旋结构的主要分子间相互作用有氢键和磷酸二酯键
D.Tm值相同的DNA中G＋C数量也相同
解析：ABC G和C之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，若DNA分子中（G＋C）/（A＋T）＝1，说明C和G和A和T数量相同，则G与C之间的氢键总数比A与T之间多，A正确；该图表示DNA中G＋C含量（占全部碱基的比例）与Tm的关系，DNA分子的Tm值与（C＋G）含量呈正相关，B正确；每条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，两条链之间的碱基通过氢键连接，可见DNA主要依靠氢键和磷酸二酯键来维持其双螺旋结构，C正确；两个DNA分子若Tm值相同，则它们中的G＋C含量（占全部碱基的比例）相同，但（G＋C）的数量不一定相同，D错误。
11.（多选）科学家在人体快速分裂的细胞中发现了DNA的四螺旋结构，形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G四平面”，继而形成立体的“G四联体螺旋结构”（如图）。下列叙述错误的是（ ）
A.该“G-四联体螺旋结构”的元素组成是C、H、O、N、P、S
B.每个“G-四联体螺旋结构”中含有两个游离的磷酸基团
C.“G-四联体螺旋结构”进行复制时遵循碱基互补配对原则
D.该“G-四联体螺旋结构”中富含G—C碱基对，（A＋G）/（T＋C）的值等于1
解析：ABD DNA的组成元素是C、H、O、N、P五种元素，不含S，A错误；“G-四联体螺旋结构”只含一个游离的磷酸基团，B错误；DNA的“G-四联体螺旋结构”进行复制时遵循碱基互补配对原则，即A和T配对，C和G配对，C正确；双链DNA中A与T配对，G与C配对，（A＋G）/（T＋C）的值为1，此结构的单链DNA分子中该比值不一定等于1，D错误。
12.图1是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解（a～d），图2是用DNA测序仪测出的某生物的一个DNA分子片段上被标记一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序（TGCGTATTGG），请回答下列问题：
（1）图1中物质a是构成DNA的基本单位，叫作 脱氧核糖核苷酸 ，b中游离的磷酸基团代表DNA链的 5' 端。
（2）与DNA病毒相比，RNA病毒更容易变异，请结合图1中的d和RNA的结构说明其原因 DNA为双螺旋结构，比RNA的单链结构更加稳定 。
（3）若某基因具有1 000个碱基对，其中碱基G和C占40％，则腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为 600 。
（4）据图2推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是 5 个。
（5）根据图2所示的脱氧核甘酸链碱基排序，图3显示的脱氧核苷酸链碱基序列为 CCAGTGCGCC （从上往下序列）。
（6）图2中DNA片段与图3中的DNA片段中A/G的值分别为 1∶1 、 1∶4 ，由此说明了DNA分子的特异性。
解析：（1）分析图1可知，a是构成DNA的基本单位，叫作脱氧核糖核苷酸；b中游离的磷酸基团代表DNA链的5'端。（2）DNA为双螺旋结构，比RNA的单链更加稳定，因此与DNA病毒相比，RNA病毒更容易变异。（3）某基因具有1 000个碱基对，其中碱基G和C占40％，故碱基A和T占60％，根据碱基互补配对原则A＝T，故该基因片段中腺嘌呤脱氧核苷酸占30％，则腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为1 000×2×30％＝600。（4）由图2可知，该脱氧核苷酸链上有4个鸟嘌呤脱氧核苷酸与1个胞嘧啶脱氧核苷酸，根据碱基互补配对原则，该脱氧核苷酸链的互补链上含有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸，故该DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是5个。（5）结合图2与图3，图3显示的脱氧核苷酸链碱基序列为CCAGTGCGCC。（6）图2中有1个腺嘌呤脱氧核苷酸、4个胸腺嘧啶脱氧核苷酸、4个鸟嘌呤脱氧核苷酸和1个胞嘧啶脱氧核苷酸，故DNA片段中的A/G＝（1＋4）∶（1＋4）＝1∶1；图3中有1个腺嘌呤脱氧核苷酸、1个胸腺嘧啶脱氧核苷酸、3个鸟嘌呤脱氧核苷酸和5个胞嘧啶脱氧核苷酸，故DNA片段中的A/G＝（1＋1）∶（5＋3）＝1∶4，不同的分子中A/G的值不同，体现了DNA分子的特异性。
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