第三章 基因的本质
知识系统构建
规律方法整合
整合一 同位素标记噬菌体的有关分析
1．噬菌体的结构：噬菌体由DNA和蛋白质组成。
2．噬菌体侵染细菌的过程
3．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析
(1)32P噬菌体侵染大肠杆菌
(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌
例1 有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程。设计实验如图：
一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是( )
选项
放射性
S元素
P元素
A
全部无
全部32S
全部31P
B
全部有
全部35S
多数32P、少数31P
C
少数有
全部32S
少数32P、多数31P
D
全部有
全部35S
少数32P、多数31P
答案 D
解析 病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料有宿主细胞的31P(不具放射性)，也有自身核酸(含32P)，故子代病毒的核酸多数含31P，少数含32P；病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。
整合二 DNA分子结构的计算
碱基互补配对原则是核酸中碱基数量计算的基础。可推知以下多条用于碱基计算的规律。
项目
双链DNA分子
1链
2链
A、G、T、C的关系
A＝T；G＝C
A1＝T2；G1＝C2
A2＝T1；G2＝C1
A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝DNA中碱基总数50%
非互补碱基和之比：
或
1
m
1/m
互补碱基和之比：
或
n
n
n
某种碱基的比例(X为A、T、G、C中某种碱基的含量)
1/2(X1%＋X2%)
X1%
X2%
例2 已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的( )
A．34%和16% B．34%和18%
C．16%和34% D．32%和18%
答案 A
解析 设该DNA分子的两条链分别为1链和2链，双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则A＋T占66%，又因为双链DNA分子中，互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子比例和每条链中的比例相同，因此A1＋T1＝66%，G1＋C1＝34%，又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%，则A1＝66%－32%＝34%，G1＝34%－18%＝16%。根据DNA分子的碱基互补配对关系，所以T2＝A1＝34%，C2＝G1＝16%。
整合三 DNA复制的有关计算
DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：
1．DNA分子数
(1)子代DNA分子数＝2n个。
(2)含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。
(3)不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。
2．脱氧核苷酸链数
(1)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2 n＋1条。
(2)亲代脱氧核苷酸链数＝2条。
(3)新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
3．消耗的脱氧核苷酸数
(1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个 。
(2)第n次复制需该脱氧核苷酸数＝m·2n－1个。
例3 某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是( )
A．在第一次复制时，需要(m－A)个
B．在第二次复制时，需要2(m－A)个
C．在第n次复制时，需要2n－1(m－A)个
D．在n次复制过程中，总共需要2n(m－A)个
答案 D
解析 DNA复制n次是指DNA连续复制了n次，产生的子代DNA分子为2n个，形成的脱氧核苷酸链有2n＋1条。第n次复制是指DNA复制了n－1次，已产生子代的DNA分子继续进行第n次复制。两种复制情况下所需的脱氧核苷酸的数目是不同的。在计算DNA分子在第n次复制过程中所需含某种碱基的脱氧核苷酸数目时，要先计算出n次复制时所需要的该种脱氧核苷酸数，再减去(n－1)次复制过程中所需要的该种脱氧核苷酸数。该DNA分子含胞嘧啶数目为(m－A)个，复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(m－A)(2n－1)个。
整合四 基因、DNA与染色体之间的关系
下图是一对染色体，其中一条染色体来自母本，另一条来自父本。它们都含有同一性状的基因，而且这些基因都按照相同的顺序从染色体的一端排到另一端。在一对染色体上同一位置的基因都相同吗？这些基因与染色体呈现出何种关系？
科学家观察到基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，通过类比的方法，推断出基因位于染色体上并得到证明，且测定出了基因在染色体上的相对位置，在染色体上呈线性排列。每种生物的体细胞含有一定数目的染色体，真核细胞中DNA主要存在于细胞核内，少量存在于线粒体、叶绿体中。前者DNA位于染色体上，复制前每条染色体上有1个DNA分子，复制后每条染色体上有2个DNA分子；而后者DNA是裸露的。每个DNA分子上含有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。
例4 用a表示DNA，b表示基因，c表示脱氧核苷酸，d表示碱基，则四者的关系是( )
答案 D
解析 基因是有遗传效应的DNA片段，两者的基本组成单位均为脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成的。
热点考题集训
1．下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
答案 C
解析 噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养，需用含放射性的大肠杆菌培养才能使噬菌体带上放射性标记，A项错误；实验中保温时间不能过长，若保温时间太长则可能使一些含32P的子代噬菌体释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中检测到32P，B项错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分，部分噬菌体仍吸附在细菌表面而存在于沉淀物中，C项正确；本实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，因为缺少蛋白质进入细菌细胞的对照实验，D项错误。
2．为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为( )
A．用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌
B．用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌
C．将一组噬菌体用32P和35S标记
D．一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳
答案 D
解析 用32P和35S分别标记DNA和蛋白质外壳，35S仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中，32P仅存在于噬菌体的DNA中，而14C、18O、3H在蛋白质和DNA中都含有，无法区别是哪一种成分发挥作用，同时用32P、35S标记蛋白质和DNA，沉淀物和上清液中都有放射性，也无法判断是哪一种成分发挥作用。
3．如图甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是( )
答案 D
解析 图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵染植物细胞中的是乙病毒核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。
4．一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤(A)有40个。在不含15N的培养液中经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，需游离胞嘧啶(C)为m个，则n、m分别是( )
A．3、960 B．3、900
C．4、960 D．4、900
答案 D
解析 标记过的DNA分子不管复制多少次，其子代DNA分子中必然有两个DNA分子携带有标记。根据不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，可知共得到DNA分子16个，DNA分子需要复制4次；根据题中腺嘌呤40个可知A＝T＝40(个)，G＝C＝60(个)，16个DNA分子共需要60×16个碱基C，除去开始时作为模板的DNA分子，还需要C 960－60＝600(个)。
5．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是( )
A．含有15N的DNA分子占1/8
B．含有14N的DNA分子占7/8
C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．复制结果共产生16个DNA分子
答案 B
解析 由于DNA的复制是半保留复制，经过四次复制形成16个DNA分子都含有14N，有2个DNA分子中一条链含有15N，另一条链含有14N，其余14个DNA分子两条链全部含有14N，该DNA分子中含有胞嘧啶60个，由此计算出含有鸟嘌呤60个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40个，复制4次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为40×(24－1)＝600(个)。
6．假如某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA的相对分子质量为b。现将含15N的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，那么，子二代DNA的相对分子质量平均为( )
A．(a＋b)/2 B．(3a＋b)/4
C．(2a＋3b)/2 D．(a＋3b)/4
答案 B
解析 1个含15N的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，子二代有4个DNA，其中2个DNA各含1条14N链和1条15N链，另外2个DNA的2条链都含14N。4个子代DNA实际为6条14N链和2条15N链，相当于3个含14N的DNA和1个含15N的DNA，故子二代DNA的相对分子质量平均为(3a＋b)/4。
7．某生物的一个DNA分子长度为35 700埃。已知DNA每一个螺旋的长度为34埃，含10个碱基对，假设平均每个基因有250个碱基，则这个DNA中的基因数不会超过多少个( )
A．30 B．60 C．84 D．240
答案 C
解析 此DNA的螺旋数为＝1 050(个)，碱基总数为1 050×20＝21 000(个)。基因是具有遗传效应的DNA片段，即DNA中有些片段是没有基因的，如果把这些片段也考虑进去，核DNA中基因数不会超过＝84(个)。
8．下列叙述中正确的是( )
A．细胞中的基因都在染色体上
B．细胞中每条染色体上都只有一个DNA分子
C．在体细胞中，基因和染色体一般成对存在
D．非等位基因在形成配子时都是自由组合的
答案 C
解析 基因与染色体的行为虽然存在着明显的平行关系，但基因实质上是位于DNA上的，除染色体上有DNA外，细胞质中的线粒体、叶绿体等细胞器内也含有DNA，其上面也有基因(称为细胞质基因)，所以A项错误；细胞中的染色体经过复制后，每条染色体上含有两条染色单体，即两个DNA分子，所以B项错误；减数分裂过程中，发生自由组合的基因是位于非同源染色体上的非等位基因，同源染色体上的非等位基因不发生自由组合，故D项也错误。
9．R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌，S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细菌，可使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。
实验材料、用具：S型细菌、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。
艾弗里等人先做了以下3组实验：
第一组：S型细菌的蛋白质＋R型活细菌培养基→R型菌落
第二组：S型细菌荚膜的多糖＋R型活细菌培养基→R型菌落
第三组：S型细菌的DNA＋R型活细菌培养基→S型菌落、R型菌落
(1)艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请写出第四组实验方法和结果：__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从上述实验可以得出的结论是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从第三组实验可知，S型细菌的DNA或基因能否通过R型细菌的细胞膜？________。
(4)有人认为，上述4个实验并不能说明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分，区分的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)S型细菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活细菌培养基→R型菌落 (2)DNA是肺炎双球菌的遗传物质
(3)能 (4)本实验未能证实蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况 (5)S型细菌形成的菌落表面光滑，R型细菌形成的菌落表面粗糙
解析 (1)本题直接考查教材内容，第四组实验方法是用DNA水解酶处理S型细菌的DNA后，再与R型活细菌混合培养，观察结果，应该只有R型菌落，因为S型细菌的DNA水解后其生理功能丧失。(2)比较上述4组实验可以得出DNA是肺炎双球菌的遗传物质。(3)R型细菌转化为S型细菌，说明S型细菌的DNA进入R型细菌内并与它的DNA实现重组，即能说明S型细菌的DNA能通过R型细菌的细胞膜。(4)由于该实验没有证明蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况，所以有人认为该实验不能证明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质。(5)S型细菌有荚膜，菌落表面光滑，R型细菌无荚膜，菌落表面粗糙。
10．如图为大肠杆菌细胞内某种大分子片段的结构示意图，1、2、3、4代表结构名称。请据图回答下列问题：
(1)该种大分子的中文名称是____________，立体结构名称是____________。
(2)图中2表示____________，1、2、3结合在一起的结构__________________是组成该分子的单体之一。
(3)3和4之间靠____________相连接。
(4)1、2、3组成的分子彻底水解后，能产生含氮废物的是____________(填序号)。
(5)如果该分子一条链中的3占15%，互补链中的3占25%，则整个分子中3占____________。
答案 (1)脱氧核糖核酸 双螺旋结构
(2)脱氧核糖 鸟嘌呤(或胞嘧啶)脱氧核苷酸
(3)(3个)氢键 (4)3 (5)20%
解析 (1)图解是DNA的平面结构，DNA的中文名称是脱氧核糖核酸，立体结构是双螺旋结构。(2)图中1是磷酸，2是脱氧核糖(不能填五碳糖)。图中展示3和4之间是3个氢键，故3和4构成G和C碱基对，但不确定3是G还是C，因此1、2、3构成的脱氧核苷酸可能是鸟嘌呤脱氧核苷酸，也可能是胞嘧啶脱氧核苷酸。(3)如上所述，碱基对之间靠氢键连接。(4)含氮废物来自碱基。(5)某碱基在一条链上的比例＋该碱基在互补链上的比例＝该碱基在双链上的比例×2，所以G或C在整个DNA分子中的比例为(15%＋25%)÷2＝20%。
课件43张PPT。章末整合提升第3章 基因的本质知识系统构建规律方法整合内容索引热点考题集训知识系统构建主要反向平行外侧稳定性双螺旋遗传效应4种模板半保留遗传信息特异性规律方法整合整合一 同位素标记噬菌体的有关分析1.噬菌体的结构：噬菌体由DNA和蛋白质组成。2.噬菌体侵染细菌的过程3.噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析
(1)32P噬菌体侵染大肠杆菌(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌
例1 有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程。设计实验如图：
一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是答案解析解析 病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料有宿主细胞的31P(不具放射性)，也有自身核酸(含32P)，故子代病毒的核酸多数含31P，少数含32P；病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。整合二 DNA分子结构的计算碱基互补配对原则是核酸中碱基数量计算的基础。可推知以下多条用于碱基计算的规律。解析 设该DNA分子的两条链分别为1链和2链，双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则A＋T占66%，又因为双链DNA分子中，互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子比例和每条链中的比例相同，因此A1＋T1＝66%，G1＋C1＝34%，又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%，则A1＝66%－32%＝34%，G1＝34%－18%＝16%。根据DNA分子的碱基互补配对关系，所以T2＝A1＝34%，C2＝G1＝16%。
例2 已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的
A.34%和16% B.34%和18%
C.16%和34% D.32%和18%答案解析整合三 DNA复制的有关计算DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：1.DNA分子数
(1)子代DNA分子数＝2n个。
(2)含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。
(3)不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。2.脱氧核苷酸链数
(1)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。
(2)亲代脱氧核苷酸链数＝2条。
(3)新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
3.消耗的脱氧核苷酸数
(1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个 。
(2)第n次复制需该脱氧核苷酸数＝m·2n－1个。
例3 某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是
A.在第一次复制时，需要(m－A)个
B.在第二次复制时，需要2(m－A)个
C.在第n次复制时，需要2n－1(m－A)个
D.在n次复制过程中，总共需要2n(m－A)个答案解析解析 DNA复制n次是指DNA连续复制了n次，产生的子代DNA分子为2n个，形成的脱氧核苷酸链有2n＋1条。第n次复制是指DNA复制了n－1次，已产生子代的DNA分子继续进行第n次复制。两种复制情况下所需的脱氧核苷酸的数目是不同的。在计算DNA分子在第n次复制过程中所需含某种碱基的脱氧核苷酸数目时，要先计算出n次复制时所需要的该种脱氧核苷酸数，再减去(n－1)次复制过程中所需要的该种脱氧核苷酸数。该DNA分子含胞嘧啶数目为(m－A)个，复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(m－A)(2n－1)个。整合四 基因、DNA与染色体之间的关系
右图是一对染色体，其中一条染色体来自母本，另一条来自父本。它们都含有同一性状的基因，而且这些基因都按照相同的顺序从染色体的一端排到另一端。在一对染色体上同一位置的基因都相同吗？这些基因与染色体呈现出何种关系？ 科学家观察到基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，通过类比的方法，推断出基因位于染色体上并得到证明，且测定出了基因在染色体上的相对位置，在染色体上呈线性排列。每种生物的体细胞含有一定数目的染色体，真核细胞中DNA主要存在于细胞核内，少量存在于线粒体、叶绿体中。前者DNA位于染色体上，复制前每条染色体上有1个DNA分子，复制后每条染色体上有2个DNA分子；而后者DNA是裸露的。每个DNA分子上含有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。
例4 用a表示DNA，b表示基因，c表示脱氧核苷酸，d表示碱基，则四者的关系是答案解析解析 基因是有遗传效应的DNA片段，两者的基本组成单位均为脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成的。热点考题集训1.下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是
A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的
保温培养
C.用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不
充分所致
D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是
遗传物质√答案23451789106解析23451解析 噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养，需用含放射性的大肠杆菌培养才能使噬菌体带上放射性标记，A项错误；
实验中保温时间不能过长，若保温时间太长则可能使一些含32P的子代噬菌体释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中检测到32P，B项错误；
35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分，部分噬菌体仍吸附在细菌表面而存在于沉淀物中，C项正确；
本实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，因为缺少蛋白质进入细菌细胞的对照实验，D项错误。 789106解析 用32P和35S分别标记DNA和蛋白质外壳，35S仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中，32P仅存在于噬菌体的DNA中，而14C、18O、3H在蛋白质和DNA中都含有，无法区别是哪一种成分发挥作用，同时用32P、35S标记蛋白质和DNA，沉淀物和上清液中都有放射性，也无法判断是哪一种成分发挥作用。2.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为
A.用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌
B.用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌
C.将一组噬菌体用32P和35S标记
D.一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳答案23451789106√解析234517891063.如图甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是答案解析 图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵染植物细胞中的是乙病毒核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。√解析234517891064.一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤(A)有40个。在不含15N的培养液中经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，需游离胞嘧啶(C)为m个，则n、m分别是
A.3、960 B.3、900
C.4、960 D.4、900答案√解析23451789106解析 标记过的DNA分子不管复制多少次，其子代DNA分子中必然有两个DNA分子携带有标记。根据不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，可知共得到DNA分子16个，DNA分子需要复制4次；根据题中腺嘌呤40个可知A＝T＝40(个)，G＝C＝60(个)，16个DNA分子共需要60×16个碱基C，除去开始时作为模板的DNA分子，还需要C 960－60＝600(个)。234517891065.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是
A.含有15N的DNA分子占1/8
B.含有14N的DNA分子占7/8
C.复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D.复制结果共产生16个DNA分子答案√解析23451789106解析 由于DNA的复制是半保留复制，经过四次复制形成16个DNA分子都含有14N，有2个DNA分子中一条链含有15N，另一条链含有14N，其余14个DNA分子两条链全部含有14N，该DNA分子中含有胞嘧啶60个，由此计算出含有鸟嘌呤60个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40个，复制4次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为40×(24－1)＝600(个)。234517891066.假如某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA的相对分子质量为b。现将含15N的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，那么，子二代DNA的相对分子质量平均为
A.(a＋b)/2 B.(3a＋b)/4
C.(2a＋3b)/2 D.(a＋3b)/4答案解析 1个含15N的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，子二代有4个DNA，其中2个DNA各含1条14N链和1条15N链，另外2个DNA的2条链都含14N。4个子代DNA实际为6条14N链和2条15N链，相当于3个含14N的DNA和1个含15N的DNA，故子二代DNA的相对分子质量平均为(3a＋b)/4。√解析234517891067.某生物的一个DNA分子长度为35 700埃。已知DNA每一个螺旋的长度为34埃，含10个碱基对，假设平均每个基因有250个碱基，则这个DNA中的基因数不会超过多少个
A.30 B.60 C.84 D.240答案解析 此DNA的螺旋数为 ＝1 050(个)，碱基总数为1 050×20＝
21 000(个)。基因是具有遗传效应的DNA片段，即DNA中有些片段是没
有基因的，如果把这些片段也考虑进去，核DNA中基因数不会超过
＝84(个)。√解析234517891068.下列叙述中正确的是
A.细胞中的基因都在染色体上
B.细胞中每条染色体上都只有一个DNA分子
C.在体细胞中，基因和染色体一般成对存在
D.非等位基因在形成配子时都是自由组合的答案√解析23451789106解析 基因与染色体的行为虽然存在着明显的平行关系，但基因实质上是位于DNA上的，除染色体上有DNA外，细胞质中的线粒体、叶绿体等细胞器内也含有DNA，其上面也有基因(称为细胞质基因)，所以A项错误；
细胞中的染色体经过复制后，每条染色体上含有两条染色单体，即两个DNA分子，所以B项错误；
减数分裂过程中，发生自由组合的基因是位于非同源染色体上的非等位基因，同源染色体上的非等位基因不发生自由组合，故D项也错误。234517891069.R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌，S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细菌，可使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。
实验材料、用具：S型细菌、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。
艾弗里等人先做了以下3组实验：
第一组：S型细菌的蛋白质＋R型活细菌培养基→R型菌落
第二组：S型细菌荚膜的多糖＋R型活细菌培养基→R型菌落
第三组：S型细菌的DNA＋R型活细菌培养基→S型菌落、R型菌落23451789106(1)艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请写出第四组实验方法和结果：____________________________________
__________________。答案解析 本题直接考查教材内容，第四组实验方法是用DNA水解酶处理S型细菌的DNA后，再与R型活细菌混合培养，观察结果，应该只有R型菌落，因为S型细菌的DNA水解后其生理功能丧失。S型细菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活细菌培养基→R型菌落(2)从上述实验可以得出的结论是____________________________。解析 比较上述4组实验可以得出DNA是肺炎双球菌的遗传物质。DNA是肺炎双球菌的遗传物质解析23451789106(3)从第三组实验可知，S型细菌的DNA或基因能否通过R型细菌的细胞膜？___。答案解析 R型细菌转化为S型细菌，说明S型细菌的DNA进入R型细菌内并与它的DNA实现重组，即能说明S型细菌的DNA能通过R型细菌的细胞膜。能(4)有人认为，上述4个实验并不能说明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质，理由是_________________________________________________________
_____。解析 由于该实验没有证明蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况，所以有人认为该实验不能证明蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质。本实验未能证实蛋白质和荚膜多糖通过细菌细胞膜进入细胞内的情况解析23451789106(5)实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分，区分的依据是_____________________________________________________。答案解析 S型细菌有荚膜，菌落表面光滑，R型细菌无荚膜，菌落表面粗糙。S型细菌形成的菌落表面光滑,R型细菌形成的菌落表面粗糙解析2345178910610.如图为大肠杆菌细胞内某种大分子片段的结构示意图，1、2、3、4代表结构名称。请据图回答下列问题：答案解析 图解是DNA的平面结构，DNA的中文名称是脱氧核糖核酸，立体结构是双螺旋结构。(1)该种大分子的中文名称是_____________，立体结构名称是__________。脱氧核糖核酸双螺旋结构解析23451789106(2)图中2表示_________，1、2、3结合在一起的结构_________________
___________是组成该分子的单体之一。答案解析 图中1是磷酸，2是脱氧核糖(不能填五碳糖)。图中展示3和4之间是3个氢键，故3和4构成G和C碱基对，但不确定3是G还是C，因此1、2、3构成的脱氧核苷酸可能是鸟嘌呤脱氧核苷酸，也可能是胞嘧啶脱氧核苷酸。脱氧核糖鸟嘌呤(或胞嘧啶) 脱氧核苷酸解析23451789106(3)3和4之间靠__________相连接。答案解析 如上所述，碱基对之间靠氢键连接。(4)1、2、3组成的分子彻底水解后，能产生含氮废物的是___(填序号)。解析 含氮废物来自碱基。(3个)氢键3解析23451789106(5)如果该分子一条链中的3占15%，互补链中的3占25%，则整个分子中3占______。答案解析 某碱基在一条链上的比例＋该碱基在互补链上的比例＝该碱基在双链上的比例×2，所以G或C在整个DNA分子中的比例为(15%＋25%)÷2＝20%。20%解析第1节 DNA是主要的遗传物质
[学习导航] 1.阅读教材，了解人类对遗传物质的早期猜测。2.结合教材图文，分析肺炎双球菌的转化实验。3.结合教材图3－6，分析噬菌体侵染细菌的实验，归纳实验结论。4.归纳DNA是生物主要的遗传物质。
[重难点击] 1.肺炎双球菌的转化实验。2.噬菌体侵染细菌的实验。
从图中我们可以看出，亲属之间在某些方面上具有一定的相似性，这就是我们平常所说的遗传。其实，早在公元前3世纪，《吕氏春秋》中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种能够保持相对稳定。那么生物之间的这种相似性是由什么物质起作用，而在亲子代之间连续传递的呢？本节课我们就一起学习生物的遗传物质。
一、肺炎双球菌的转化实验
1．对遗传物质的早期推测
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。20世纪30年代，人们认识到DNA的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
2．肺炎双球菌类型
种类
项目
S型细菌
R型细菌
菌落
表面光滑
表面粗糙
菌体
有无毒性
有
无
3.体内转化实验——格里菲思的实验
(1)实验过程及现象
(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”，将R型活细菌转化为S型活细菌。
4．体外转化实验——艾弗里的转化实验
(1)实验结果及现象
(2)结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
格里菲思将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S型菌，请分析：
1．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：在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌中的“转化因子”应该是哪种物质？
答案 是DNA。
2．研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：
(1)从免疫学角度解释曲线ab段下降的原因是什么？
答案 R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭。
(2)S型活细菌是怎样产生的？
答案 加热杀死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌。
(3)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？
答案 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。
知识整合 加热杀死的S型细菌和R型活细菌一起注射到小鼠体内时， 开始时R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭，数量下降，随着S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌， S型活细菌逐渐增多，毒性导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。
1．探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( )
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息
答案 C
解析 蛋白质的热稳定性较DNA差，且不能复制，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，可作为判断为遗传物质的理由。
2．艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知( )
实验组号
接种菌型
加入S型
细菌的物质
培养皿
长菌情况
①
R
蛋白质
R型
②
R
荚膜多糖
R型
③
R
DNA
R型、S型
④
R
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
答案 C
解析 第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型细菌转化为S型细菌无关，A、B项错误。第③组实验说明DNA与R型细菌转化为S型细菌有关。第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，C项正确。①～④只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。
易错提醒 肺炎双球菌转化实验的几个易错点
(1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。
(2)加热杀死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恢复又逐渐恢复活性。
(3)体内转化实验结论是S型细菌体内有“转化因子”，没有证明“转化因子”是DNA，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA
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：放射性同位素标记法。
3．实验材料：T2噬菌体(如图所示)
4．实验过程
(1)标记T2噬菌体
(2)侵染细菌
5．实验分析
(1)T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，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。
6．实验结论：DNA才是真正的遗传物质。
结合上述实验过程分析：
1．标记噬菌体时，为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？
答案 噬菌体营寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体。
2．能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？
答案 不能，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体。
3．实验中搅拌的目的是什么？
答案 目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
4．实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？
答案 离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
5．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
答案 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。
6．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
答案 (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。
(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
知识整合 噬菌体营寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体；搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，经过离心，噬菌体颗粒到了上清液中，大肠杆菌留在沉淀物中；如果搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，会随细菌离心到沉淀物中。保温时间要适当，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，时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
3．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是( )
A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐
B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照
C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律
D．若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质
答案 B
解析 由题干信息可知，图中亲代噬菌体已用32P标记，则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的实验，二者为相互对照实验；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，大肠杆菌裂解导致的，也可能是部分噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌，经搅拌、离心到上清液中。
4．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为( )
A．在外壳中找到15N和35S
B．在DNA中找到15N和32P
C．在外壳中找到15N
D．在DNA中找到15N、32P和35S
答案 B
解析 用15N、32P、35S共同标记噬菌体，15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的DNA,35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA复制，故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标记的蛋白质。
方法链接 “二看法”判断子代噬菌体标记情况
三、生物的遗传物质
1．RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒，只由蛋白质和RNA组成。
(2)实验过程
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。
2．绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA。因此，DNA是主要的遗传物质。
1．人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？
答案 分别是DNA、DNA、RNA、DNA。
2．下列有关遗传物质的叙述，哪些说法是正确的？
①DNA是所有生物的遗传物质
②核酸是一切生物的遗传物质
③酵母菌的遗传物质主要是DNA
④病毒的遗传物质是DNA或RNA
⑤艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA
答案 ②④。
3．蚕豆细胞内的遗传物质彻底水解的产物有哪些？
答案 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。
知识整合 细胞生物同时含有DNA 和RNA，其中DNA是遗传物质；病毒只含有一种核酸，含有DNA(如噬菌体(的，DNA是遗传物质，含有RNA(艾滋病病毒、烟草花叶病毒等(的，RNA 是遗传物质。
5．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明具有侵染作用
C．c、d两过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA组合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为烟叶感染车前草病毒的症状，并能从中分离出车前草病毒
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
答案 D
解析 由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟叶，因此无法证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质。
6．下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是( )
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
答案 B
解析 A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，初步水解后产生4种核糖核苷酸。
1．在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是( )
A．3和4 B．1、3和4
C．2、3和4 D．1、2、3和4
答案 D
解析 2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。
2．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是( )
A．用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B．该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D．该实验证明了DNA是主要的遗传物质
答案 B
解析 32P、35S分别标记不同组T2噬菌体的DNA和蛋白质，A错误；该实验先标记噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌培养噬菌体，之后进行搅拌和离心，最后检测上清液和沉淀物的放射性，B正确；T2噬菌体只能用活的细胞培养，不能用培养基培养，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。
3．噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是( )
A．细菌的核苷酸和氨基酸
B．自身的核苷酸和细菌的氨基酸
C．自身的核苷酸和氨基酸
D．自身的氨基酸和细菌的核苷酸
答案 A
解析 噬菌体只能寄生在活的细胞中，在繁殖过程中以自己的遗传物质为模板，用宿主细胞的核苷酸和氨基酸作原料，进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成，A正确。
4．下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是( )
A．DNA是绝大多数生物的遗传物质
B．有些生物的遗传物质是RNA
C．在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
D．核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
答案 C
解析 具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质，病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。
5．下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题：
(1)噬菌体侵染细菌的正确顺序应是____________。
(2)图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是____________，注入细菌体内的物质是____________。
(3)图中E表明_______________________________________________________________。
(4)噬菌体侵染细菌实验得出了____________是遗传物质的结论。
答案 (1)BDAEC (2)蛋白质外壳 噬菌体DNA (3)噬菌体复制完成(产生性状完全相同的噬菌体后代)
(4)DNA
解析 噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤：①吸附：噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面；②侵入：噬菌体通过尾轴把DNA全部注入到细菌细胞内，蛋白质外壳留在细胞外面不起作用；③生物合成在细菌体内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的化学成分合成噬菌体DNA和蛋白质分子；④组装：新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体(结构、成分相同)；⑤释放：子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来，再去侵染其他细菌(功能相同)。由此可见，在子代噬菌体的复制过程中，只有亲代的DNA参与了(蛋白质未参与)，说明亲代的性状通过DNA传给后代，所以说DNA是遗传物质。
课时作业
[学考达标]
1．“肺炎双球菌的体外转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这一结论的关键是( )
A．用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体的含量
C．从死亡小鼠体内分离获得了S型菌
D．将S型菌的各种因子分离并分别加入各培养基中，培养R型菌，观察是否发生转化
答案 D
解析 当把S型菌的各种因子分离并分别与R型菌混合培养后，发现只有加入DNA的培养基中R型菌发生转化，出现S型菌，而加入其他因子的培养基中R型菌(如加入蛋白质)不发生转化，即不出现S型菌。
2．S型肺炎双球菌具有多糖类的荚膜，R型则不具有。下列叙述错误的是( )
A．培养R型活细菌时加入S型细菌的多糖类物质，能产生一些具有荚膜的细菌
B．培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA的完全水解产物，不能产生具有荚膜的细菌
C．培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA，能产生具有荚膜的细菌
D．培养R型活细菌时加入S型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细菌
答案 A
解析 S型细菌的DNA的完全水解产物、蛋白质、多糖等物质均不能使R型细菌转化为S型细菌。只有DNA才是遗传物质，能够使R型活细菌发生转化。
3．利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是( )
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C．F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
答案 D
解析 从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，F组加入了S型菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果。A组经煮沸、D组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。
4．赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部分组合是( )
A．①② B．①③
C．①④ D．③④
答案 A
解析 组成噬菌体蛋白质的基本单位是氨基酸，而P是噬菌体DNA组成成分之一——磷酸的构成元素，对照图解标号应分别选择①②。
5．如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体( )
A．寄生于细胞内，通过RNA遗传
B．寄生于细胞间，通过蛋白质遗传
C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传
D．寄生于细胞间，通过RNA遗传
答案 A
解析 从图示可看出，用RNA接种在叶片上，叶片出现了病斑；而用蛋白质外壳接种到叶片上，叶片上没有病斑；所以该病原体是通过RNA遗传的。
6．生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，如下图。下列有关分析不正确的是( )
A．理论上，b中不应具有放射性
B．b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关
C．b中是否含有放射性，与①过程中培养时间的长短有关
D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
答案 C
解析 用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳只能留在细菌细胞外，而搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌，因此，搅拌越充分，蛋白质外壳与细菌分离得越彻底，b中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离，则b中不含放射性。上述实验并没有“示踪”DNA在遗传中的作用，因此不能证明DNA是遗传物质。b中是否含有放射性，与①过程中培养时间的长短无关。
[高考提能]
7．病毒H1N1亚型是第一个被鉴定出的流行性感冒病毒，之后即不断地有新亚型的报道。下图为流行性感冒病毒构造示意图，其中甲(简称H)与病毒进入细胞有关；乙(简称N)则与病毒粒子出细胞有关。抗病毒药物“达菲”(Oseltamivir)主要是抑制乙的作用。则“达菲”主要是阻断该病毒增殖时的哪一过程( )
A．病毒入侵细胞
B．病毒的核酸复制
C．病毒粒子的组装
D．子病毒释放出细胞
答案 D
解析 病毒H1N1侵染细胞的过程与噬菌体侵染细胞一致，要经过吸附→注入→复制合成→组装→释放等步骤。由示意图可知：甲与注入有关，乙与释放有关，丙与复制合成有关，丁与组装有关。可见“达菲”主要是抑制乙的作用，主要是阻断该病毒增殖时的释放过程，D正确。
8．下图甲中的噬菌斑(白色区域)，是在长满大肠杆菌(黑色)的培养基上，由一个T2噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现利用培养基培养并连续取样的方法，得到噬菌体在感染大肠杆菌后数量的变化曲线(下图乙)，下列叙述错误的是( )
A．培养基中加入含35S或32P的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现
B．曲线ab段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成
C．曲线bc段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代
D．限制cd段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解
答案 C
解析 包括噬菌体在内的所有病毒均是严格的寄生生物，无独立的代谢能力，需要利用寄主细胞的原料增殖，而大肠杆菌可以利用环境中的物质进行代谢，A正确；曲线ab段，正处于噬菌体物质合成的阶段，细菌未裂解释放噬菌体，B正确；曲线bc段，噬菌斑从100个增殖到1 000个，是细菌裂解释放的噬菌体数量，并不代表噬菌体增殖10代，增殖10代得到的噬菌体数为100×210个，C错误；de段噬菌斑数量达到最大，说明d点之前绝大部分细菌已经裂解，D正确。
9．如图表示T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和核苷酸的种类，其中与实际情况相符的是( )
A．T2噬菌体 B．乳酸菌
C．酵母菌 D．家兔
答案 A
解析 T2噬菌体只含有DNA，乳酸菌、酵母菌、家兔既含有DNA又含有RNA，但遗传物质都是DNA。
10．根据下面的材料回答问题。
材料一 在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记。
噬菌体
大肠杆菌
脱氧核苷酸
32P
31P
氨基酸
32S
35S
材料二
(1)写出用32P标记噬菌体的大致操作过程。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)材料一中，子代噬菌体的DNA分子中含有同位素____________。
(3)若材料一中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟叶细胞，则能说明________________。
(4)分析材料二，A～D的结果中，哪项不正确？______。说明理由：______________________
________________________________________________________________________。
(5)材料一、材料二共同说明的问题是____________________________________________。
答案 (1)①在含有放射性32P的培养基中培养大肠杆菌
②再用上述大肠杆菌培养噬菌体 (2)31P和32P
(3)RNA是遗传物质 (4)D DNA分子被DNA酶分解掉，失去活性，R型细菌不能转化成S型细菌，小鼠不会死亡 (5)DNA是遗传物质
解析 (1)由于噬菌体是病毒，不能独立培养，必须寄生在活细胞中，所以先用培养基培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(3)烟草花叶病毒的核酸是RNA，它可以侵染烟草的叶细胞，说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。(4)由于DNA酶能够分解DNA分子，使其失去活性，不能使R型细菌转化成S型细菌，所以小鼠不会死亡。(5)材料一、材料二共同说明的问题是DNA是遗传物质。
11．1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题。
(1)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。噬菌体作为实验材料具有____________________的特点。
(2)通过________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
的方法分别获得被32P或35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中______________________变化。
(3)侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是____________________________________，
所以搅拌时间少于1 min时，上清液中的放射性________________。实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明________________。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明________________，否则细胞外________________放射性会增高。
(4)本实验证明病毒传递和复制遗传特性中________________起着重要作用。
答案 (1)结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)
(2)用分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P或35S标记的大肠杆菌 DNA和蛋白质的位置 (3)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 较低 DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌 细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来 32P (4)DNA
解析 (1)噬菌体作为实验材料，是因为其结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)。(2)噬菌体是病毒，离开活体细胞不能繁殖，所以要标记噬菌体，首先应用分别含32P 和35S的培养基培养大肠杆菌，再让噬菌体侵染标记后的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的位置变化。(3)噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，会使细胞外32P含量增高。图中被侵染细菌的存活率始终保持在100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。细胞外的35S含量只有80%，原因可能是在搅拌时侵染细菌的噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质。
12．某研究小组为探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验，请你完成相关内容。
(1)实验原理：__________________________________________________________。
(2)材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等渗生理盐水、注射器等。
(3)实验步骤：
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按下表所示配制注射溶液，然后分别注射入小白鼠体内。
组别
A
B
C
D
注射溶液
_______和
________
_______和
________
________
________
③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。
(4)结果预测及结论：
①A、C组发病，B、D组未发病，说明DNA是该病毒的遗传物质；
②______________，说明________________________________________________________。
(5)实验分析：
①________组和________组对照，能说明DNA是否是其遗传物质。
②B组和C组对照，能说明__________________________________________。
③C组和D组在实验对比时起到________作用。
答案 (1)酶具有专一性 (3)②A.该病毒核酸提取物
RNA酶 B．该病毒核酸提取物 DNA酶 C．该病毒核酸提取物 D．生理盐水 (4)②B、C组发病，A、D组未发病 RNA是该病毒的遗传物质 (5)①A C ②RNA是否是其遗传物质 ③对照
解析 本题是一个实验探究题，解答时要认真阅读试题，从题干信息中准确提取实验原理，分清实验组和对照组。从(4)(5)小题中可以确定表格中的空格处所填内容，A组和B组、C组和D组是不能互换的。A组和B组是两个实验组，C组和D组是两个对照组。
[真题体验]
13．(2016·江苏，1)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是( )
A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
答案 D
解析 格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；格里菲思实验证明了S型细菌中存在一种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，B错误；T2噬菌体属于病毒，营寄生生活，需先标记细菌，再标记噬菌体，C错误；赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D正确。
14．(2013·海南，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是( )
A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素
B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质
D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
答案 D
解析 核酸中不含S元素，故A错误；T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，故B错误；任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA中的一种，T2噬菌体的遗传物质是DNA，故C错误；T2噬菌体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖，D正确。
课件50张PPT。第1节 DNA是主要的遗传物质第3章 基因的本质学习导航
1.阅读教材，了解人类对遗传物质的早期猜测。
2.结合教材图文，分析肺炎双球菌的转化实验。
3.结合教材图3－6，分析噬菌体侵染细菌的实验，归纳实验结论。
4.归纳DNA是生物主要的遗传物质。
重难点击
1.肺炎双球菌的转化实验。
2.噬菌体侵染细菌的实验。课堂导入
从图中我们可以看出，亲属之间在某些方面上具有一定的相似性，这就是我们平常所说的遗传。其实，早在公元前3世纪，《吕氏春秋》中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种能够保持相对稳定。那么生物之间的这种相似性是由什么物质起作用，而在亲子代之间连续传递的呢？本节课我们就一起学习生物的遗传物质。 一、肺炎双球菌的转化实验当堂检测二、噬菌体侵染细菌的实验内容索引三、生物的遗传物质一、肺炎双球菌的转化实验基础梳理1.对遗传物质的早期推测
20世纪20年代，大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到 的重要性，但是认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。
2.肺炎双球菌类型蛋白质DNA蛋白质光滑粗糙有无3.体内转化实验——格里菲思的实验
(1)实验过程及现象不死亡死亡S型活细菌不死亡死亡S型活细菌(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有某种“ ”，将R型活细菌转化为S型活细菌。转化因子4.体外转化实验——艾弗里的转化实验
(1)实验结果及现象(2)结论： 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。R型菌S型菌DNA格里菲思将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S型菌，请分析：
1.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：在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌中的“转化因子”应该是哪种物质？答案 是DNA。问题探究答案答案 R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭。(1)从免疫学角度解释曲线ab段下降的原因是什么？答案 加热杀死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌。(2)S型活细菌是怎样产生的？2.研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：答案 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)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？答案知识整合加热杀死的S型细菌和R型活细菌一起注射到小鼠体内时， 开始时R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭，数量下降，随着S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌， S型活细菌逐渐增多，毒性导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。解析 蛋白质的热稳定性较DNA差，且不能复制，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，可作为判断为遗传物质的理由。拓展应用1.探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括
A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B.蛋白质与生物的性状密切相关
C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息答案解析2.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知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是主要的遗传物质答案解析解析 第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型细菌转化为S型细菌无关，A、B项错误。
第③组实验说明DNA与R型细菌转化为S型细菌有关。第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，C项正确。
①～④只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。肺炎双球菌转化实验的几个易错点
(1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。
(2)加热杀死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恢复又逐渐恢复活性。
(3)体内转化实验结论是S型细菌体内有“转化因子”，没有证明“转化因子”是DNA，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。二、噬菌体侵染细菌的实验基础梳理1.实验者： 。
2.实验方法： 法。
3.实验材料：T2噬菌体(如图所示)赫尔希和蔡斯放射性同位素标记DNA蛋白质4.实验过程
(1)标记T2噬菌体大肠杆菌大肠杆菌噬菌体噬菌体(2)侵染细菌高低低高5.实验分析
(1)T2噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中，而 留在外面。
(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过 来遗传的。
6.实验结论： 才是真正的遗传物质。DNA蛋白质外壳亲代的DNADNA结合上述实验过程分析：
1.标记噬菌体时，为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？答案 噬菌体营寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体。问题探究答案2.能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？答案 不能，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体。3.实验中搅拌的目的是什么？答案 目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。答案 离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。4.实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？答案 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。5.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？答案答案 (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。
(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。6.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？答案知识整合噬菌体营寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体；搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，经过离心，噬菌体颗粒到了上清液中，大肠杆菌留在沉淀物中；如果搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，会随细菌离心到沉淀物中。保温时间要适当，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，时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。 拓展应用3.为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要
加入32P标记的无机盐
B.若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相
互对照
C.噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离
定律
D.若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质答案解析解析 由题干信息可知，图中亲代噬菌体已用32P标记，则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的实验，二者为相互对照实验；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，大肠杆菌裂解导致的，也可能是部分噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌，经搅拌、离心到上清液中。4.如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为
A.在外壳中找到15N和35S
B.在DNA中找到15N和32P
C.在外壳中找到15N
D.在DNA中找到15N、32P和35S答案解析解析 用15N、32P、35S共同标记噬菌体，15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的DNA,35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA复制，故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标记的蛋白质。“二看法”判断子代噬菌体标记情况三、生物的遗传物质(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。
2.绝大多数生物的遗传物质是 ，只有极少数生物的遗传物质是 。因此， 是主要的遗传物质。基础梳理1.RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒，只由 和 组成。
(2)实验过程蛋白质RNA不感染病毒RNA感染病毒RNA蛋白质DNARNADNA1.人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？答案 分别是DNA、DNA、RNA、DNA。问题探究答案2.下列有关遗传物质的叙述，哪些说法是正确的？
①DNA是所有生物的遗传物质
②核酸是一切生物的遗传物质
③酵母菌的遗传物质主要是DNA
④病毒的遗传物质是DNA或RNA
⑤艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA答案 ②④。答案 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。3.蚕豆细胞内的遗传物质彻底水解的产物有哪些？答案知识整合细胞生物同时含有DNA 和RNA，其中DNA是遗传物质；病毒只含有一种核酸，含有DNA(如噬菌体)的，DNA是遗传物质，含有RNA(艾滋病病毒、烟草花叶病毒等)的，RNA 是遗传物质。拓展应用5.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是A.a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外
壳没有侵染作用
B.b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明具有侵染作用
C.c、d两过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA组合成的“杂种病毒”接
种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为烟叶感染
车前草病毒的症状，并能从中分离出车前草病毒
D.该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花
叶病毒的RNA不是遗传物质解析 由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟叶，因此无法证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质。答案解析6.下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是
A.豌豆的遗传物质主要是DNA
B.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸答案解析解析 A中豌豆的遗传物质只有DNA；
B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；
C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；
D中HIV的遗传物质是RNA，初步水解后产生4种核糖核苷酸。DNADNARNADNA当堂检测1.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是23451答案解析A.3和4 B.1、3和4
C.2、3和4 D.1、2、3和4√解析 2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。234512.在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是
A.用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B.该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质√答案23415解析23415解析 32P、35S分别标记不同组T2噬菌体的DNA和蛋白质，A错误；
该实验先标记噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌培养噬菌体，之后进行搅拌和离心，最后检测上清液和沉淀物的放射性，B正确；
T2噬菌体只能用活的细胞培养，不能用培养基培养，C错误；
该实验证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。234153.噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是
A.细菌的核苷酸和氨基酸
B.自身的核苷酸和细菌的氨基酸
C.自身的核苷酸和氨基酸
D.自身的氨基酸和细菌的核苷酸√答案解析解析 噬菌体只能寄生在活的细胞中，在繁殖过程中以自己的遗传物质为模板，用宿主细胞的核苷酸和氨基酸作原料，进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成，A正确。234154.下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是
A.DNA是绝大多数生物的遗传物质
B.有些生物的遗传物质是RNA
C.在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
D.核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质 答案解析解析 具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质，病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。√5.下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题：23415答案解析(1)噬菌体侵染细菌的正确顺序应是_______。
(2)图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是___________，注入细菌体内的物质是___________。
(3)图中E表明_____________________________________________。
(4)噬菌体侵染细菌实验得出了______是遗传物质的结论。 BDAEC蛋白质外壳噬菌体DNA噬菌体复制完成(产生性状完全相同的噬菌体后代)DNA解析 噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤：
①吸附：噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面；
②侵入：噬菌体通过尾轴把DNA全部注入到细菌细胞内，蛋白质外壳留在细胞外面不起作用；
③生物合成在细菌体内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的化学成分合成噬菌体DNA和蛋白质分子；
④组装：新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体(结构、成分相同)； 23415⑤释放：子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来，再去侵染其他细菌(功能相同)。由此可见，在子代噬菌体的复制过程中，只有亲代的DNA参与了(蛋白质未参与)，说明亲代的性状通过DNA传给后代，所以说DNA是遗传物质。 23415第2节 DNA分子的结构
[学习导航] 1.阅读教材P47“DNA双螺旋结构模型的构建”，了解科学家构建模型的研究历程，体验持之以恒的奋斗精神。2.结合教材图3－11，分析教材P49“DNA分子的结构模式图”，理解并掌握DNA分子的双螺旋结构模型的特点。3.学习制作DNA双螺旋结构模型，进一步理解其结构特点并掌握有关的计算规律。
[重难点击] 1.DNA分子的双螺旋结构模型的特点。2.DNA分子结构的有关计算规律。
通过前面的学习，我们知道生物的遗传物质主要是DNA，细胞生物和部分病毒的遗传物质都是DNA。那么DNA究竟具有怎样的结构呢？上图是坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕像和雅典奥运会中关于人类发现DNA的过程，这就是科学家模拟的DNA模型，下面就让我们重温科学家构建DNA模型的研究历程，分析DNA的结构特点。
一、DNA双螺旋结构模型的构建和主要特点
1．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)过程
2．DNA分子的结构
(1)写出图中各部分的名称：①胸腺嘧啶；②脱氧核糖；③磷酸；④胸腺嘧啶脱氧核苷酸；⑤碱基对；⑥腺嘌呤；⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶。
(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，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。
(3)双螺旋结构特点
①DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②DNA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。
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。
如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：
1．图中的[1]、[2]、[5]、[7]的名称分别是什么？
答案 [1]为碱基对、[2]为一条脱氧核苷酸单链片段、[5]为腺嘌呤脱氧核苷酸、[7]为氢键。
2．两条链之间的碱基是怎样结合的？配对有什么规律？
答案 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对；且有一定规律：A与T配对，G与C配对。
3．结构[2]中的相邻碱基C和A是如何连接的？
答案 连接方式为：C－脱氧核糖－磷酸基－脱氧核糖－A。
4．该片段中，游离的磷酸基有几个？
答案 2个。
5．现有M、N两个均含有200个碱基的双链DNA分子，其中M分子中共有260个氢键，N分子中含有20个腺嘌呤，那么M分子中有C－G碱基对多少个？这两个DNA分子中哪个结构更稳定？
分析 假设M分子只有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碱基对共60个。N分子中A－T对有20个，则G－C对有80个，氢键共有20×2＋80×3＝280个，氢键越多的DNA分子越稳定。
答案 M分子中有C－G碱基对共60个；N分子更稳定。
知识整合 DNA中两条链反向平行，每条链有一个游离的磷酸基；一条链内的相邻碱基由脱氧核糖－磷酸基－脱氧核糖连接；两条链之间的碱基由氢键连接形成碱基对，A－T之间有2条氢键，G－C之间有3条氢键；相同长度的DNA分子，G－C碱基对越多，氢键越多，DNA分子越稳定。
1．下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是( )
A．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
B．DNA分子中的两条链反向平行
C．DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等
D．DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则
答案 C
解析 在DNA分子中，A＝T、G＝C，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架；DNA分子两条链反向平行；A－T间是2个氢键，G－C间是3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。
2．如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是( )
A．DNA是双螺旋结构
B．碱基严格互补配对
C．嘌呤数等于嘧啶数
D．两条脱氧核苷酸链反向平行
答案 D
解析 由图示可以看出，DNA是双螺旋结构，且两条链之间碱基严格互补配对，即嘌呤数等于嘧啶数；从题中不能看出两条链的方向。
知识拓展 (1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。
(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律
1．制作DNA双螺旋结构模型
(1)组装“脱氧核苷酸模型”：利用材料制作若干个脱氧核糖、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。
(2)制作“多核苷酸长链模型”：将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成两条多核苷酸长链。注意两条长链的单核苷酸数目必须相同，碱基之间能够互补配对。
(3)制作DNA分子平面结构模型：按照碱基互补配对的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向相反。
(4)制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型：把DNA分子平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。
2．DNA分子双螺旋结构模型的计算规律
(1)在双链DNA片段中，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。
(2)的值在不同DNA分子中是不同的，是DNA分子多样性和特异性的表现。
(3)在一个双链DNA分子中，脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的数量比例为1∶1∶1。
(4)DNA分子中共有4种类型的碱基对，若某个DNA分子具有n个碱基对，则DNA分子可有4n种组合方式。
结合DNA分子双螺旋结构模型的特点，分析：
1．设在双链DNA分子中的1号链上A1＋T1＝n%，则2号链上A2＋T2的比例为多少？整个DNA分子中A＋T的比例又是多少？据此，你有什么结论？
分析 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。
答案 T2＋A2＝n%；整个DNA分子中：A＋T＝n%；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。
2．若1号链上：＝m，则2号链上的比例为多少？整个DNA分子中，该比值又是多少？据此，你有什么结论？
分析 ＝＝m，所以互补链上＝。即在双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，整个DNA分子中，该比值是1。
答案 ＝；在双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，整个DNA分子中，该比值是1。
知识整合 双链DNA分子中配对碱基之和的比值在两条单链和整个DNA分子中都相等；不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数，整个DNA分子中为1。
3．已知1个DNA分子中有4 000个碱基对，其中胞嘧啶有2 200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是( )
A．4 000个和900个 B．4 000个和1 800个
C．8 000个和1 800个 D．8 000个和3 600个
答案 C
解析 每个脱氧核苷酸含有一个碱基，因为含有4 000个碱基对，所以含有8 000个脱氧核苷酸。因为胞嘧啶和鸟嘌呤的数目是2 200对，所以腺嘌呤和胸腺嘧啶的数目是1 800对，又因腺嘌呤和胸腺嘧啶数目相等，所以腺嘌呤的数目是1 800个。
4．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．35% B．29% C．28% D．21%
答案 A
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。
易错提醒 进行碱基计算时要注意以下几点
(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。
1．1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于( )
①发现DNA如何存储遗传信息 ②确定DNA是主要的遗传物质 ③发现DNA分子中碱基含量的规律性 ④为DNA复制机制的阐明奠定基础
A．①③ B．②③
C．①④ D．③④
答案 C
解析 双螺旋结构模型的确定解释了DNA为什么能存储大量遗传信息，为DNA半保留复制奠定了基础，因此①④正确。
2．关于DNA分子结构的叙述，正确的是( )
A．组成双链DNA分子的脱氧核苷酸可以只有1种
B．每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
C．双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的
D．双链DNA分子中，A＋T＝G＋C
答案 C
解析 根据碱基互补配对原则，组成双链DNA分子的脱氧核苷酸至少有2种，其中的五碳糖为脱氧核糖；位于DNA分子长链结束部位的每个脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基；双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的；双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，有A＋G＝T＋C。
3．下图为某同学在学习了DNA分子的结构后画的含有两个碱基对的DNA分子片段(其中○代表磷酸基团)，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：该图中核糖应改为脱氧核糖
D．丁说：如果他画的是双链RNA分子，则该图就是正确的
答案 C
解析 该同学要画的为DNA分子结构图，图中的错误：五碳糖应为脱氧核糖；碱基不应含尿嘧啶(U)；磷酸与磷酸之间无化学键的连接，磷酸应与脱氧核糖交替连接。
4．DNA的一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4。上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别为( )
A．0.4、0.6 B．2.5、1.0
C．0.4、0.4 D．0.6、1.0
答案 B
解析 根据碱基互补配对原则，在整个DNA分子中，因为A＝T，G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)的比值为1.0。在双链DNA分子中，一条链上的(A＋G)/(T＋C)与另一条链上(T＋C)/(A＋G)的值相等，为0.4，因而互补链中(A＋G)/(T＋C)＝2.5，互为倒数。
5．下面图甲是用DNA测序仪测出的某DNA片段上一条脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序(TGCGTATTGG)，请回答下列问题：
(1)据图甲推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是____________个。
(2)根据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序，推测图乙中显示的脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为__________(从上往下)。
(3)图甲所显示的DNA片段与图乙所显示的DNA片段中的(A＋G)/(T＋C)总是为____________，由此证明DNA分子中碱基的数量关系是____________。图甲中的DNA片段与图乙中的DNA片段中的A/G分别为____________、____________，由此说明了DNA分子具有特异性。
答案 (1)5 (2)CCAGTGCGCC (3)1 嘌呤数等于嘧啶数 1 1/4
解析 (1)图甲中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个，胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是1个，根据碱基互补配对原则，其互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸。(2)看清楚图甲中各列所示的碱基种类是读出脱氧核苷酸链碱基序列的关键。(3)在双链DNA分子中，因为碱基互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数；不同的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)、A/G、T/C是不同的，体现了DNA分子的特异性。
课时作业
[学考达标]
1．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是( )
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶
C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶
答案 C
解析 根据碱基互补配对原则可知，另一个碱基为T，两个脱氧核苷酸含有两个磷酸和两个脱氧核糖。
2．下面为DNA分子的结构示意图，对该图的正确描述是( )
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸
C．④占的比例越大，DNA分子越稳定
D．DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
答案 D
解析 DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，A错误；胞嘧啶脱氧核苷酸由②③⑨组成，B错误；④是A与T之间的氢键，G、C含量越多，DNA分子越稳定，C错误；根据碱基互补配对原则，⑤、⑥、⑦、⑧依次代表A、G、C、T，D正确。
3．以下四个双链DNA分子中，稳定性最差的是( )
A．A占25% B．T占30%
C．G占25% D．C占30%
答案 B
解析 DNA分子结构稳定性表现在相对稳定的双螺旋结构；碱基对通过氢键连接，氢键含量越高，稳定性越强。根据碱基互补配对原则可计算四个双链DNA分子中含G≡C碱基对最少的稳定性最差。A项中G＋C＝50%；B项中G＋C＝40%；C项中G＋C＝50%；D项中G＋C＝60%。
4．由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基对的排列顺序不同，可分为多少种，说明了DNA分子的什么特性( )
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
答案 D
解析 一个DNA分子中碱基对的排列方式有4n种(其中n为碱基对的数目)，体现了DNA分子的多样性。
5．在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型( )
A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
答案 A
解析 A和G都是嘌呤碱基，C和T都是嘧啶碱基，在DNA分子中，总是A＝T，G＝C，依题意，用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。
6．下列关于双链DNA的叙述，不正确的是( )
A．若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等
B．若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T
C．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4
D．若一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3
答案 C
解析 根据DNA双螺旋结构中的碱基互补配对原则，即A对T，G对C，由此推测两条链上互补碱基的数量关系是A＝T，G＝C。若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等，A项正确；若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T，B项正确；若一条链A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，对应另一条链T∶A∶C∶G＝1∶2∶3∶4，调整为A∶T∶G∶C的顺序，应等于2∶1∶4∶3，C项错误、D项正确。
[高考提能]
7．关于下图DNA分子片段的说法，不正确的是( )
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
答案 D
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，A、B正确；③代表氢键，C正确；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，D错误。
8．某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子( )
A．含有4个游离的磷酸基团
B．含有腺嘌呤脱氧核苷酸20个
C．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．碱基排列方式共有4100种
答案 C
解析 一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团，A项错误。由一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，计算得一条链上100个碱基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一条链上含A、T、G、C则依次是20、10、40、30，故该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为10＋20＝30个，B项错误。四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C＝(10＋20)∶(20＋10)∶(30＋40)∶(40＋30)＝3∶3∶7∶7，C项正确。含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4100种，且一个DNA分子只有一种特定的碱基排列顺序，D项错误。
9．假设一个DNA分子片段中，碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是( )
A．26%,312个 B．24%,288个
C．24%,298个 D．12%,144个
答案 B
解析 DNA分子的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原则，即DNA分子中有一个A，必须有一个和其互补的T；有一个C，必有一个G。根据这个原理可知G＝＝24%；又知T共312个，占26%，则可知该DNA分子片段中共有碱基312÷26%＝1 200个；前面已计算出G占24%，则G的数目是1 200×24%＝288个。
10．经检测得知，一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总数量的比例是y，以下推断正确的是( )
A．与鸟嘌呤互补的碱基比例是1－y
B．该DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是x/y
C．该DNA分子的碱基之间的氢键数是x(1＋2/y)
D．与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x(1－2y)/y
答案 D
解析 由题意可知，G、C所占比例都为y，数量都为x；A、T所占比例都为1/2－y，数量都为(x/y－2x)/2＝(x/2y)－x。A项，与鸟嘌呤互补的碱基比例是y；B项，该DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是1；C项，G、C之间有三个氢键，A、T之间有两个氢键，该DNA分子的碱基之间的氢键数是3x＋2(x/2y－x)＝x＋x/y；D项，A、T与鸟嘌呤不互补，其数目为x(1－2y)/y。
11．下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题，请回答：
(1)若A占20%，则G占____________。
(2)若双链DNA中A占20%，且一条链中的A占20%，则此链中C所占比例的最大值是____________。
(3)一条链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互补链中的此值是____________。
(4)一条链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互补链中的此值是____________。
(5)若A有P个，占全部碱基数的20%，则该DNA分子中的G有____________个。
答案 (1)30% (2)60% (3)2.5 (4)0.4 (5)1.5P
解析 (1)由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：A＋G＝50%，因而G占30%。(2)由双链DNA分子A占20%可知：该DNA分子中(A＋T)占40%，(C＋G)占60%，对任意一条链而言，某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例，因而，C最多占该链的60%。(3)由双链DNA中，一条链中的(A＋C)/(T＋G)与另一条链中的该比值互为倒数可知：其互补链中的(A＋C)/(T＋G)＝1/0.4＝2.5。(4)由于双链DNA及任意一条链中的(A＋T)/(C＋G)为一定值，可知其互补链中的(A＋T)/(C＋G)＝0.4。(5)若A有P个，占全部碱基数的20%，则DNA分子的总碱基数为P/20%＝5P(个)，而由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：G占总碱基数的50%－20%＝30%，则G有5P×30%＝1.5P(个)。
12．下图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，请回答下面的问题。
(1)在制作模型前进行的设计中，甲处应考虑具备____________________种材料，它们分别是________________________；其中五边形材料表示________________。
(2)乙表示的物质是____________，a位置的元素是____________。制作一个乙用到了____________种材料。
(3)由乙连接成丙的过程，需考虑的主要有：两条链中五边形材料的顶角应呈____________(填“同向”或“反向”)关系；若一条链的下端是磷酸，则另一条链的上端应该是____________，这样制作的目的是体现DNA双链____________的特点。
(4)随机将班里某两位同学制作的单链连接成双链，不合理的地方最可能是____________。
(5)丙到丁过程体现了DNA分子____________的特点，丁中排在外侧的物质是____________。
答案 (1)6 磷酸、脱氧核糖、四种碱基 脱氧核糖
(2)脱氧核苷酸 氧 3 (3)反向 磷酸 反向平行 (4)双链间的碱基配对不遵循碱基互补原则 (5)(双)螺旋 交替连接的脱氧核糖和磷酸
13．已知大多数生物的DNA是双链的，但也有个别生物的DNA是单链的。有人从两种生物中提取出DNA，分析它们的碱基比例如下，请据表分析下列问题：
生物
A
T
C
G
甲
25
33
19
21
乙
31
31
19
19
(1)从生物____________的碱基比例来看，它的DNA分子的结构应为____________链，是极少数病毒具有的。
(2)从生物______________的碱基比例来看，它代表着大多数生物种类DNA分子的结构，其碱基构成特点为______________________________。
(3)现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是( )
A．含胸腺嘧啶32%的样品
B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品
D．含胞嘧啶15%的样品
答案 (1)甲 单 (2)乙 A＝T、G＝C (3)B
解析 双链DNA分子的两条链之间由氢键相连，碱基之间的连接遵循碱基互补配对原则，即A等于T，G等于C，若A≠T，G≠C，则说明该DNA分子不是双链，而是单链。DNA分子双螺旋结构中，A与T之间可以形成2个氢键，而G与C之间可以形成3个氢键，3个氢键稳定性强，因此，G和C含量多的生物，稳定性大于G与C含量少的生物。
[真题体验]
14．(2016·上海，28)在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为( )
A．58 B．78 C．82 D．88
答案 C
解析 构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链间的氢键数共有24个，总共需要订书钉24个，所以共需订书钉82个。
15．(2014·山东，5)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列关系图中正确的是( )
答案 C
解析 DNA分子中(A＋C)/(T＋G)应始终等于1，A项错误；一条单链中(A＋C)/(T＋G)与其互补链中(A＋C)/(T＋G)互为倒数，一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝0.5时，互补链中(A＋C)/(T＋G)＝2，B项错误；一条单链中(A＋T)/(G＋C)与其互补链中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等，C项正确、D项错误。
课件36张PPT。第2节 DNA分子的结构第3章 基因的本质 学习导航
1.阅读教材P47“DNA双螺旋结构模型的构建”，了解科学家构建模型
的研究历程，体验持之以恒的奋斗精神。
2.结合教材图3－11，分析教材P49“DNA分子的结构模式图”，理解
并掌握DNA分子的双螺旋结构模型的特点。
3.学习制作DNA双螺旋结构模型，进一步理解其结构特点并掌握有关
的计算规律。
重难点击
1.DNA分子的双螺旋结构模型的特点。
2.DNA分子结构的有关计算规律。课堂导入
通过前面的学习，我们知道生物的遗传物质主要是DNA，细胞生物和部分病毒的遗传物质都是DNA。那么DNA究竟具有怎样的结构呢？上图是坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕像和雅典奥运会中关于人类发现DNA的过程，这就是科学家模拟的DNA模型，下面就让我们重温科学家构建DNA模型的研究历程，分析DNA的结构特点。一、DNA双螺旋结构模型的构建和主要特点当堂检测二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律内容索引一、DNA双螺旋结构模型的构建和主要特点 基础梳理1.DNA双螺旋结构模型的构建
(1)构建者：美国生物学家 和英国物理学家 。
(2)过程沃森克里克脱氧核苷酸DNA衍射图谱外部骨架A=T，G=C 相同碱基TC2.DNA分子的结构(1)写出图中各部分的名称：① ；② ；③ ；④ ；⑤ ；⑥____
___；⑦ ；⑧ 。
(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，碱基对之间靠 连接。其中A－T之间是___个氢键，G－C之间是 个氢键。胸腺嘧啶脱氧核糖磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶氢键32(3)双螺旋结构特点
①DNA分子是由两条链组成的，这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构。
②DNA分子中的 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。
③两条链上的碱基通过 连接成碱基对。碱基配对的规律是： 与T配对， 与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做____________原则。反向平行脱氧核糖和磷酸氢键AG碱基互补配对碱基如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：答案 [1]为碱基对、[2]为一条脱氧核苷酸单链片段、[5]为腺嘌呤脱氧核苷酸、[7]为氢键。问题探究答案1.图中的[1]、[2]、[5]、[7]的名称分别是什么？答案 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对；且有一定规律：A与T配对，G与C配对。2.两条链之间的碱基是怎样结合的？配对有什么规律？答案 连接方式为：C－脱氧核糖－磷酸基－脱氧核糖－A。3.结构[2]中的相邻碱基C和A是如何连接的？答案答案 2个。4.该片段中，游离的磷酸基有几个？答案答案 M分子中有C－G碱基对共60个；N分子更稳定。5.现有M、N两个均含有200个碱基的双链DNA分子，其中M分子中共有260个氢键，N分子中含有20个腺嘌呤，那么M分子中有C－G碱基对多少个？这两个DNA分子中哪个结构更稳定？答案分析 假设M分子只有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碱基对共60个。N分子中A－T对有20个，则G－C对有80个，氢键共有20×2＋80×3＝280个，氢键越多的DNA分子越稳定。 分析知识整合DNA中两条链反向平行，每条链有一个游离的磷酸基；一条链内的相邻碱基由脱氧核糖－磷酸基－脱氧核糖连接；两条链之间的碱基由氢键连接形成碱基对，A－T之间有2条氢键，G－C之间有3条氢键；相同长度的DNA分子，G－C碱基对越多，氢键越多，DNA分子越稳定。拓展应用1.下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是
A.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
B.DNA分子中的两条链反向平行
C.DNA分子中氢键数目和碱基数目一定相等
D.DNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则答案解析解析 在DNA分子中，A＝T、G＝C，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本骨架；DNA分子两条链反向平行；A－T间是2个氢键，G－C间是3个氢键，氢键数目和碱基数目不相等。 2.如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是答案解析A.DNA是双螺旋结构
B.碱基严格互补配对
C.嘌呤数等于嘧啶数
D.两条脱氧核苷酸链反向平行解析 由图示可以看出，DNA是双螺旋结构，且两条链之间碱基严格互补配对，即嘌呤数等于嘧啶数；从题中不能看出两条链的方向。(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。
(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。二、制作DNA双螺旋结构模型及有关计算规律 1.制作DNA双螺旋结构模型
(1)组装“脱氧核苷酸模型”：利用材料制作若干个 、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。
(2)制作“多核苷酸长链模型”：将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成两条多核苷酸长链。注意两条长链的单核苷酸数目必须 ，碱基之间能够 。
(3)制作DNA分子平面结构模型：按照 的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向 。
(4)制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)模型：把DNA分子平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。基础梳理脱氧核糖相同互补配对碱基互补配对相反2.DNA分子双螺旋结构模型的计算规律
(1)在双链DNA片段中，腺嘌呤与 嘧啶相等，鸟嘌呤与 相等，即A＝ ，G＝ 。因此，嘌呤总数与嘧啶总数 ，即A＋G＝ 。
(2) 的值在不同DNA分子中是 的，是DNA分子多样性和特异性
的表现。
(3)在一个双链DNA分子中，脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的数量比例为
。
(4)DNA分子中共有 种类型的碱基对，若某个DNA分子具有n个碱基对，则DNA分子可有 种组合方式。胸腺胞嘧啶CT相等T＋C不同1∶1∶144n结合DNA分子双螺旋结构模型的特点，分析：答案 T2＋A2＝n%；整个DNA分子中：A＋T＝n%；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。问题探究分析 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。1.设在双链DNA分子中的1号链上A1＋T1＝n%，则2号链上A2＋T2的比例为多少？整个DNA分子中A＋T的比例又是多少？据此，你有什么结论？分析答案答案分析知识整合双链DNA分子中配对碱基之和的比值在两条单链和整个DNA分子中都相等；不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数，整个DNA分子中为1。拓展应用3.已知1个DNA分子中有4 000个碱基对，其中胞嘧啶有2 200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是
A.4 000个和900个 B.4 000个和1 800个
C.8 000个和1 800个 D.8 000个和3 600个答案解析解析 每个脱氧核苷酸含有一个碱基，因为含有4 000个碱基对，所以含有8 000个脱氧核苷酸。因为胞嘧啶和鸟嘌呤的数目是2 200对，所以腺嘌呤和胸腺嘧啶的数目是1 800对，又因腺嘌呤和胸腺嘧啶数目相等，所以腺嘌呤的数目是1 800个。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。4.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.35% B.29% C.28% D.21%答案解析进行碱基计算时要注意以下几点
(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。反向平行磷酸脱氧核糖互补配对当堂检测1.1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于
①发现DNA如何存储遗传信息 ②确定DNA是主要的遗传物质 ③发现DNA分子中碱基含量的规律性 ④为DNA复制机制的阐明奠定基础
A.①③ B.②③
C.①④ D.③④√23451答案解析 双螺旋结构模型的确定解释了DNA为什么能存储大量遗传信息，为DNA半保留复制奠定了基础，因此①④正确。解析2.关于DNA分子结构的叙述，正确的是
A.组成双链DNA分子的脱氧核苷酸可以只有1种
B.每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
C.双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的
D.双链DNA分子中，A＋T＝G＋C√23415解析 根据碱基互补配对原则，组成双链DNA分子的脱氧核苷酸至少有2种，其中的五碳糖为脱氧核糖；位于DNA分子长链结束部位的每个脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基；双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的；双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，有A＋G＝T＋C。解析答案234153.下图为某同学在学习了DNA分子的结构后画的含有两个碱基对的DNA分子片段(其中○代表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是答案解析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：该图中核糖应改为脱氧核糖
D.丁说：如果他画的是双链RNA分子，则该图就是正确的√23415解析 该同学要画的为DNA分子结构图，图中的错误：五碳糖应为脱氧核糖；碱基不应含尿嘧啶(U)；磷酸与磷酸之间无化学键的连接，磷酸应与脱氧核糖交替连接。234154.DNA的一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4。上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别为
A.0.4、0.6 B.2.5、1.0
C.0.4、0.4 D.0.6、1.0答案解析√解析 根据碱基互补配对原则，在整个DNA分子中，因为A＝T，G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)的比值为1.0。在双链DNA分子中，一条链上的(A＋G)/(T＋C)与另一条链上(T＋C)/(A＋G)的值相等，为0.4，因而互补链中(A＋G)/(T＋C)＝2.5，互为倒数。5.下面图甲是用DNA测序仪测出的某DNA片段上一条脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序(TGCGTATTGG)，请回答下列问题：23415(1)据图甲推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是____个。5解析 图甲中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个，胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是1个，根据碱基互补配对原则，其互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸。答案解析(2)根据图甲中脱氧核苷酸链中的碱基排列顺序，推测图乙中显示的脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为______________(从上往下)。23415解析 看清楚图甲中各列所示的碱基种类是读出脱氧核苷酸链碱基序列的关键。答案解析CCAGTGCGCC(3)图甲所显示的DNA片段与图乙所显示的DNA片段中的(A＋G)/(T＋C)总是为_____，由此证明DNA分子中碱基的数量关系是__________________________。图甲中的DNA片段与图乙中的DNA片段中的A/G分别为___、____，由此说明了DNA分子具有特异性。23415答案解析1嘌呤数等于嘧啶数11/4解析 在双链DNA分子中，因为碱基互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数；不同的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)、A/G、T/C是不同的，体现了DNA分子的特异性。23415第3节 DNA的复制
[学习导航] 1.结合DNA分子的结构特点，了解沃森和克里克对DNA分子复制方式的早期推测。2.结合教材图文，了解DNA半保留复制的实验证据。3.归纳DNA分子的复制过程及总结DNA准确复制的原因。
[重难点击] 1.DNA分子的复制过程和特点。2.DNA复制的有关计算。
生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？DNA的复制就是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，即1DNA→2DNA。新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？这一节我们就一起来学习DNA复制的过程。
一、DNA分子复制方式的推测和实验证据
1．对DNA分子复制的推测
(1)提出者：沃森和克里克。
(2)假说
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：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，这种复制方式被称做半保留复制。
2．DNA分子复制的实验证据(选学)
(1)实验方法：放射性同位素标记法和密度梯度离心技术。
(2)实验原理
①DNA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。
②两条链中都含有14N，那么这样的DNA分子质量小，离心时应该在试管的上部。
③两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么这样的DNA分子离心时应该在试管的中部。
(3)实验过程
(4)实验结果
①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→轻带、中带。
(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。
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？
答案 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？
答案 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？
答案 2n＋1条、2条、(2n＋1－2)条。
4．设亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则：
(1)经过n次复制，共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
答案 m·(2n－1)个。
(2)在第n次复制时，需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
答案 m·2n－1个。
知识整合 将含有15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养，复制n次：
(1)产生2n个DNA分子，其中含15N的DNA分子有2个，含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子数是(2n－2)个。
(2)2n个DNA分子有2n＋1条脱氧核苷酸链，其中：含15N的脱氧核苷酸链数是2条、含14N的脱氧核苷酸链数是(2n＋1－2)条。
(3)若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：
①经过n次复制，共需要消耗该脱氧核苷酸：m·(2n－1)个。
②在第n次复制时，需要消耗该脱氧核苷酸：m·2n－1个。
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下图所示。下列对此实验的叙述不正确的是( )
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
C．预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
D．上述实验结果证明DNA分子的复制方式为半保留复制
答案 B
解析 15N－DNA在14N的培养基上进行第一次复制后，产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链。这样的DNA用离心法分离后，应该全部处在试管的中部。Ⅰ代的两个DNA分子再分别进行复制，它们所产生的两个子代DNA分别为全14N－DNA分子和14N、15N—DNA分子。此时，将该DNA作离心处理，产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的。Ⅲ代细菌DNA分子共有8个，各条单链的相对分子质量之和为(7a＋b)，平均相对分子质量为。
2．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．4次 B．3次 C．5次 D．6次
答案 A
解析 利用DNA复制规律得知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000＝(2n－1)×200，得n＝4。
3．用经3H标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统计得知培养基中共有后代噬菌体m个，其中含有标记元素的噬菌体占的比例为( )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 每个噬菌体共有2条被标记的DNA链，n个噬菌体DNA经复制后被标记的DNA链进入2n个子代噬菌体内，所以被标记的噬菌体所占比例为。
二、DNA分子复制的过程
1．DNA复制的概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2．时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。
3．过程
4．结果：形成两个完全相同的DNA分子。
5．特点
(1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
6．意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
下图是真核生物DNA复制的示意图，据图分析：
1．图中有几个DNA的复制起点？它们开始的时间相同吗？
答案 有3个复制起点，各个起点开始的时间不同(最右边最早)。
2．每个复制起点的延伸方向是单向的还是双向的？
答案 是双向的。
3．在DNA复制的过程中，两条子链延伸的方向是否相同？
答案 不同，原因是DNA分子中的两条链是反向平行的，因此子链的延伸方向也是相反的。
4．DNA分子的复制是非常精确的，其原因有哪些？
答案 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。
知识整合 真核生物的DNA复制是多起点双向进行的，复制时两条子链的延伸方向相反；DNA分子精确复制的原因有：一是独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，二是严格按照碱基互补配对进行。
4．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B．DNA通过一次复制后产生四个子代DNA分子
C．真核生物DNA复制的场所只有细胞核
D．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
答案 A
解析 DNA复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA的过程。DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。真核生物DNA复制的主要场所是细胞核，线粒体、叶绿体内也可进行。
5．下图表示DNA复制的过程，结合图示，下列有关叙述不正确的是( )
A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开
B．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反
C．从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间
D．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
答案 C
解析 DNA分子复制过程中的解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开；DNA分子的两条链是反向平行的，两条链复制时箭头方向是相反的；图示中复制的起点只有1个，不能体现DNA分子具有多起点复制的特点；DNA聚合酶的作用底物是单个游离的脱氧核苷酸。
方法链接 巧记DNA分子复制的“一、二、三、四”
1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．复制均在细胞核内进行
B．复制仅发生在有丝分裂的间期
C．复制过程先解旋后复制
D．碱基互补配对保证了复制的准确性
答案 D
解析 只要细胞分裂，DNA就复制，DNA不只存于细胞核内；细胞分裂方式亦不只是有丝分裂；DNA是边解旋边复制，不分先后。
2．DNA分子复制时，解旋酶作用的部位应该是( )
A．腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键
B．腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键
C．脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键
D．脱氧核糖与磷酸之间的化学键
答案 B
解析 DNA复制过程中用到解旋酶和DNA聚合酶，其中解旋酶的作用是把两条螺旋的双链解开，破坏的是A与T、G与C之间的氢键。
3．细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是( )
A．第一次分裂的子代DNA应为⑤
B．第二次分裂的子代DNA应为①
C．第三次分裂的子代DNA应为③
D．亲代的DNA应为⑤
答案 A
解析 亲代DNA为15N－15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N－14N，应如图②所示。
4．女性子宫瘤最长的DNA分子可达36 mm，DNA复制速度约为4 μm/min，但复制过程仅需40 min左右即可完成，这可能是因为( )
A．边解旋边复制
B．只有一个复制起点，但解旋之后可以向着两个方向复制
C．以半保留方式复制
D．复制起点多，分段同时复制
答案 D
解析 真核细胞中的DNA分子复制起点多，并且同时复制，所以比较迅速。
5．如图为高等植物细胞中DNA复制过程模式图，请根据图示过程，回答下列问题：
(1)由图示可知，1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子的方式是________________。
(2)细胞中DNA复制的场所为________________________________；在复制完成后，乙、丙分开的时期为_____________________________________________________________。
(3)把乙(只含14N)放在含15N的培养液中培养，复制2次后子代DNA单链中含15N的DNA单链所占的比例是________________。
答案 (1)半保留复制 (2)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期和减数第二次分裂后期 (3)
课时作业
[学考达标]
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不正确的是( )
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，以游离的脱氧核苷酸为原料，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．形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链
D．形成的两个DNA分子是由两条母链、两条子链分别结合而成
答案 D
解析 沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制，即形成的DNA分子包括一条母链和一条子链。
2．下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是( )
A．DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸
B．在复制过程中，解旋和复制是同时进行的
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
答案 B
解析 在DNA分子复制过程中，解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键，形成两条脱氧核苷酸长链。边解旋边复制也是DNA复制的一个特点。以解开的每一条单链为模板，按照碱基互补配对原则，各合成一条子链，最后每条新合成的子链与对应的模板链螺旋，形成两个一样的DNA分子。
3．下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是( )
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间氢键合成 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子链与母链盘绕成双螺旋结构
A．①③④②⑤ B．③①⑤④②
C．①④②⑤③ D．③①④②⑤
答案 D
解析 DNA复制的基本过程是：解旋→合成子链→双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。
4．DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是( )
A．解旋酶破坏氢键并使DNA双链分开
B．游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对
C．与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链
D．子链与母链盘绕成双螺旋结构
答案 B
解析 碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性。
5．已知一条完全标记上15N的DNA分子在含14N的培养基中经n次复制后，仅含14N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，则n是( )
A．2 B．3 C．4 D．5
答案 C
解析 DNA分子复制是半保留复制，所以无论这个DNA分子复制多少次，总有两个DNA分子各有一条链带有15N标记，因此仅含14N的DNA分子总数应为14个，复制n次后，共得到16个DNA分子；由公式2n＝16可知DNA分子复制了4次。
6．在噬菌体侵染细菌的实验中，如果细菌体内的DNA和蛋白质分别含有31P和32S，噬菌体中的DNA和蛋白质分别含有32P和35S，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含有35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的( )
A．1/4和1 B．3/4和0 C．1/4和0 D．3/4和1
答案 C
解析 噬菌体侵染细菌时进入细菌体内的只有噬菌体的DNA，被标记的蛋白质外壳留在外面，新的噬菌体的蛋白质是以细菌的氨基酸为原料重新合成的，因此所有子代噬菌体的外壳都含有32S而不含35S。假如一个含有32P的噬菌体在细菌体内利用31P复制了三次，由于DNA是半保留复制，在产生的8个子代噬菌体中，只有2个含有32P，占所有子代噬菌体的1/4。
[高考提能]
7．下列有关真核细胞DNA分子复制的叙述，正确的是( )
A．复制形成的两个子代DNA分子共4个游离的磷酸基团
B．DNA复制时只以一条脱氧核苷酸链作为模板
C．DNA聚合酶催化碱基对之间的连接
D．复制过程中先全部解旋，再进行半保留复制
答案 A
解析 在DNA分子里的磷酸基团，通过磷酸二酯键的形式，连接一条链上两个相邻的脱氧核糖。所以链中的磷酸基团是不游离的。在链的顶端，由于最后一个磷酸基团没办法连接下一个脱氧核糖了，因此它是游离的，A正确；DNA复制时两条脱氧核苷酸链都作为模板，B错误；DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸形成磷酸二酯键连接起来，C错误；DNA复制过程中边解旋，边进行半保留复制，D错误。
8．某DNA分子共有x个碱基，其中胞嘧啶为m个，该DNA分子复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为( )
A．7(x－m) B．8(x－m)
C．7(x/2－m) D．8(2x－m)
答案 C
解析 在DNA分子中，A＝T，G＝C，所以当DNA分子共有x个碱基，其中胞嘧啶为m个时，T应为(x/2 －m)个。DNA分子复制3次，得到8个DNA分子，因此，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为(8－1)×(x/2－m)＝7(x/2－m)个，故选C。
9．如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项中正确的是( )
A．a和c的碱基序列互补，b和c的碱基序列相同
B．a链中的比值与d链中同项比值相同
C．a链中的比值与b链中同项比值相同
D．a链中的比值与c链中同项比值不同
答案 C
解析 DNA复制的特点是半保留复制，b链是以a链为模板合成的，a链和b链合成一个子代DNA分子。a链中的值等于b链中的值。
10．将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P －胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到下图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是( )
A．DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型，比例为1∶3
B．DNA复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离定律
C．复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n－1)(m－a)/2
D．复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n＋l－2条
答案 D
解析 由题可知，T＝a个，故C＝m/2－a，DNA第二次复制，总的DNA有4个，其中类型Ⅰ的DNA有2个，类型Ⅱ的DNA有2个，A错误；基因的分离定律适用于真核生物，B错误；复制n次，需要C＝(m/2－a)(2n－1)，C错误；复制n次，脱氧核苷酸链有2n＋1条，不含放射性的有2条，故含有放射性的有2n＋1－2条，D正确。
11．DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的。当时推测可能有如图A所示的三种方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲代链的去向，实验过程是：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)，在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N－DNA(亲代)，将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后离心得到如图B所示的结果。请依据上述材料回答下列问题：
(1)如果与对照相比，子代Ⅰ离心后能分出轻和重两条密度带，则说明DNA传递遗传信息的方式是________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中密度带，则可以排除DNA传递遗传信息的方式是_________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：
①若子代Ⅱ离心后能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是____________。
②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是____________。
(2)他们观测的实验数据如下：
梯度离心DNA浮力密度(g/mL)表
世代
实验
对照
亲代
1.724
1.710
子代Ⅰ
1.717
1.710
子代Ⅱ
() 1.717，() 1.710
1.710
分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的____________方式相吻合。
答案 (1)全保留复制 全保留复制 ①半保留复制 ②分散复制 (2)半保留复制
解析 (1)由题意可知，如果子代Ⅰ离心后能分出轻和重两条密度带，可得出是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中密度带，肯定不可能是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制。子代Ⅱ为第二次复制的产物，若是半保留复制会有中和轻密度带；若是全保留复制会有重和轻密度带。若子代Ⅱ能分出轻、中密度带，可推知为半保留复制方式；若没中、轻密度带之分，则可能为分散复制。(2)分析表中的数据，子代Ⅰ为全中；子代Ⅱ为中、轻；子代Ⅲ为中、轻，可推测该复制方式为半保留复制。
12．如图为DNA复制的图解，请据图回答下列问题：
(1)DNA复制发生在________________________________期。
(2)②过程称为____________。
(3)③中的子链是____________。
(4)③过程必须遵循____________原则。
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA复制具有____________的特点。
(6)具有N个碱基对的一个DNA分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸。
①该片段完成n次复制需要____________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
②该片段完成第n次复制需要____________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
答案 (1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间 (2)解旋 (3)Ⅱ、Ⅲ (4)碱基互补配对 (5)半保留复制 (6)①(2n－1)(N－m) ②2n－1(N－m)
13．将大肠杆菌置于含15N的培养基上培养。这样，后代大肠杆菌细胞中的DNA双链均被15N标记。然后将被15N标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基中，繁殖两代。亲代、第一代、第二代大肠杆菌DNA的状况如图所示，请据图回答下列问题：
(1)第一代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果将第二代大肠杆菌的DNA分子总量作为整体1，其中，带有15N的第二代大肠杆菌DNA分子约占总量的____________%。
(3)如果将第二代大肠杆菌的DNA单链总量作为整体1，其中第二代大肠杆菌的DNA中被15N标记的DNA单链约占总量的____________%。
答案 (1)以亲代15N标记的DNA分子为模板，通过碱基互补配对原则合成 (2)50 (3)25
解析 (1)DNA精确复制的原因：一是以含15N的亲代DNA分子作模板，二是碱基互补配对原则。(2)亲代DNA为标有15N的DNA，第一代DNA为杂合DNA分子(即一条链含15N，一条链含14N)，第二代以两个杂合DNA为模板，以含14N的脱氧核苷酸为原料，共合成4个DNA，其中两个完全标有14N，两个仍为杂合(即含15N)占总量的50%。(3)第二代4个DNA分子中，含15N的链有两条，占总链的比例为2/8＝25%。
[真题体验]
14．(2014·上海，4)某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是( )
答案 D
解析 因为DNA复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将进入不同的子代DNA分子中，可见A、B项错误；因为第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C项中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，因此C项错误、D项正确。
15．(2012·山东，5改编)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是( )
A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D．含32P与含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
答案 C
解析 噬菌体的DNA含有10 000个碱基，A＝T＝2 000，G＝C＝3 000。在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，100个子代噬菌体含有100个DNA，相当于新合成了99个DNA，至少需要的鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸是99×3 000＝297 000个，A错；含有32P的噬菌体共有2个，只含有31P的噬菌体共有98个，含31P的噬菌体共有100个，C对，D错。
课件36张PPT。第3节 DNA的复制第3章 基因的本质学习导航
1.结合DNA分子的结构特点，了解沃森和克里克对DNA分子复制方式
的早期推测。
2.结合教材图文，了解DNA半保留复制的实验证据。
3.归纳DNA分子的复制过程及总结DNA准确复制的原因。
重难点击
1.DNA分子的复制过程和特点。
2.DNA复制的有关计算。课堂导入
生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？DNA的复制就是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，即1DNA→2DNA。新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？这一节我们就一起来学习DNA复制的过程。 一、DNA分子复制方式的推测和实验证据当堂检测二、DNA分子复制的过程内容索引一、DNA分子复制方式的推测和实验证据 1.对DNA分子复制的推测
(1)提出者： 。
(2)假说
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 断裂。
②复制：解开的 作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据____
_________原则，通过形成 ，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，这种复制方式被称做 。基础梳理沃森和克里克氢键两条单链碱基互补配对氢键半保留复制2.DNA分子复制的实验证据(选学)
(1)实验方法： 法和密度梯度离心技术。
(2)实验原理
①DNA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 部。
②两条链中都含有14N，那么这样的DNA分子质量小，离心时应该在试管的 部。
③两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么这样的DNA分子离心时应该在试管的 部。放射性同位素标记底上中(3)实验过程(4)实验结果
①立即取出，提取DNA→离心→ 带。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→ 带。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→
(5)实验结果和预期的一致，说明DNA的复制是以 的方式进行的。全部重全部中半保留如果用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？答案 2n个、2个。问题探究答案答案 2n个、(2n－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？答案 2n＋1条、2条、(2n＋1－2)条。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？答案答案 m·(2n－1)个。4.设亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则：
(1)经过n次复制，共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？答案 m·2n－1个。(2)在第n次复制时，需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？答案知识整合将含有15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养，复制n次：
(1)产生2n个DNA分子，其中含15N的DNA分子有2个，含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子数是(2n－2)个。
(2)2n个DNA分子有2n＋1条脱氧核苷酸链，其中：含15N的脱氧核苷酸链数是2条、含14N的脱氧核苷酸链数是(2n＋1－2)条。
(3)若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：
①经过n次复制，共需要消耗该脱氧核苷酸：m·(2n－1)个。
②在第n次复制时，需要消耗该脱氧核苷酸：m·2n－1个。拓展应用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下图所示。下列对此实验的叙述不正确的是答案解析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
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
D.上述实验结果证明DNA分子的复制方式为半保留复制解析 15N－DNA在14N的培养基上进行第一次复制后，产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链。这样的DNA用离心法分离后，应该全部处在试管的中部。Ⅰ代的两个DNA分子再分别进行复制，它们所产生的两个子代DNA分别为全14N－DNA分子和14N、15N—DNA分子。此时，将该DNA作离心处理，产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的 Ⅲ代细菌DNA分子共有8个，各条单链的相对分子质量之和为(7a＋b)，平均相对分子质量为2.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.4次 B.3次 C.5次 D.6次答案解析 利用DNA复制规律得知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000＝(2n－1)×200，得n＝4。解析3.用经3H标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统计得知培养基中共有后代噬菌体m个，其中含有标记元素的噬菌体占的比例为答案解析解析 每个噬菌体共有2条被标记的DNA链，n个噬菌体DNA经复制后被标记的DNA链进入2n个子代噬菌体内，所以被标记的噬菌体所占比例为二、DNA分子复制的过程基础梳理1.DNA复制的概念：以 为模板合成 的过程。
2.时间：细胞有丝分裂的 期和减数 期。亲代DNA子代DNA第一次分裂前的间间3.过程能量解旋两条螺旋的双链脱氧核苷酸DNA聚合酶双螺旋结构4.结果：形成两个 的DNA分子。
5.特点
(1) 。
(2) 复制。
6.意义：将 从亲代传给子代，保持了 的连续性。完全相同边解旋边复制半保留遗传信息遗传信息下图是真核生物DNA复制的示意图，据图分析：答案 有3个复制起点，各个起点开始的时间不同(最右边最早)。问题探究答案1.图中有几个DNA的复制起点？它们开始的时间相同吗？答案 是双向的。2.每个复制起点的延伸方向是单向的还是双向的？答案 不同，原因是DNA分子中的两条链是反向平行的，因此子链的延伸方向也是相反的。3.在DNA复制的过程中，两条子链延伸的方向是否相同？答案答案 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分子的复制是非常精确的，其原因有哪些？知识整合真核生物的DNA复制是多起点双向进行的，复制时两条子链的延伸方向相反；DNA分子精确复制的原因有：一是独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，二是严格按照碱基互补配对进行。解析 DNA复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA的过程。DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。真核生物DNA复制的主要场所是细胞核，线粒体、叶绿体内也可进行。拓展应用4.下列关于DNA复制的叙述，正确的是
A.在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B.DNA通过一次复制后产生四个子代DNA分子
C.真核生物DNA复制的场所只有细胞核
D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链答案解析5.下图表示DNA复制的过程，结合图示，下列有关叙述不正确的是答案解析A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反
C.从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间
D.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段解析 DNA分子复制过程中的解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开；DNA分子的两条链是反向平行的，两条链复制时箭头方向是相反的；图示中复制的起点只有1个，不能体现DNA分子具有多起点复制的特点；DNA聚合酶的作用底物是单个游离的脱氧核苷酸。巧记DNA分子复制的“一、二、三、四”间一间边解旋边复制半保留复制当堂检测1.下列关于DNA复制的叙述，正确的是
A.复制均在细胞核内进行
B.复制仅发生在有丝分裂的间期
C.复制过程先解旋后复制
D.碱基互补配对保证了复制的准确性√23451答案解析 只要细胞分裂，DNA就复制，DNA不只存于细胞核内；细胞分裂方式亦不只是有丝分裂；DNA是边解旋边复制，不分先后。解析2.DNA分子复制时，解旋酶作用的部位应该是
A.腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键
B.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键
C.脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键
D.脱氧核糖与磷酸之间的化学键√答案23415解析 DNA复制过程中用到解旋酶和DNA聚合酶，其中解旋酶的作用是把两条螺旋的双链解开，破坏的是A与T、G与C之间的氢键。解析A.第一次分裂的子代DNA应为⑤
B.第二次分裂的子代DNA应为①
C.第三次分裂的子代DNA应为③
D.亲代的DNA应为⑤234153.细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是√答案解析解析 亲代DNA为15N－15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N－14N，应如图②所示。234154.女性子宫瘤最长的DNA分子可达36 mm，DNA复制速度约为4 μm/min，但复制过程仅需40 min左右即可完成，这可能是因为
A.边解旋边复制
B.只有一个复制起点，但解旋之后可以向着两个方向复制
C.以半保留方式复制
D.复制起点多，分段同时复制答案√解析 真核细胞中的DNA分子复制起点多，并且同时复制，所以比较迅速。解析5.如图为高等植物细胞中DNA复制过程模式图，请根据图示过程，回答下列问题：23415答案(1)由图示可知，1个DNA分子复制出乙、丙2个
DNA分子的方式是___________。
(2)细胞中DNA复制的场所为______________________；在复制完成后，乙、丙分开的时期为________________________________。
(3)把乙(只含14N)放在含15N的培养液中培养，复制2次后子代DNA单链中
含15N的DNA单链所占的比例是___。半保留复制细胞核、线粒体和叶绿体有丝分裂后期和减数第二次分裂后期第4节 基因是有遗传效应的DNA片段
[学习导航] 1.阅读分析教材“资料分析”，归纳概括基因和DNA的关系。2.阅读教材“DNA片段中的遗传信息”，利用数学方法归纳DNA分子的多样性和特异性。3.归纳基因的概念。
[重难点击] 1.基因的本质。2.DNA与染色体的关系。
在孟德尔分离定律中我们提到了遗传因子，它是一种可以遗传的物质，也就是我们常说的基因。随后又学习了萨顿假说，摩尔根通过果蝇的遗传实验将基因定位在染色体上。而在本章学习中知道了染色体中只有DNA是遗传物质。回忆了这些知识，我们会提出问题：基因是不是在DNA上？它有遗传性吗？基因与DNA究竟是什么关系？下面我们学习“基因是有遗传效应的DNA片段”。
一、说明基因与DNA关系的实例
请据图回答下列问题：
1．若图中A为糖类，则A、C、G分别是什么？
答案 分别为脱氧核糖、磷酸、蛋白质。
2．D、E、F、H之间有什么数量关系？
答案 每一条H(染色体)上有1个或者2个F(DNA)分子；每个F(DNA)分子上有许多个E(基因)；每个E(基因)含有许多个D(脱氧核苷酸)。
3．真核生物中，H是F的唯一载体吗？
答案 不是，染色体是DNA的主要载体，另外叶绿体和线粒体也是DNA的载体。
知识整合 每一条染色体上有1个或者2个DNA分子，每个DNA分子上有许多个基因，每个基因含有许多个脱氧核苷酸；真核细胞中染色体是DNA的主要载体，另外叶绿体和线粒体也是DNA的载体。
1．如图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，下列叙述正确的是( )
A．白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸
B．S基因是有遗传效应的DNA片段
C．白眼基因在常染色体上
D．基因片段中有5种碱基，8种核苷酸
答案 B
解析 白眼基因位于X染色体上，组成基因片段的基本组成单位是脱氧核苷酸，有4种碱基，4种脱氧核苷酸。
2．人类14号染色体信息已被破译，总计含87 410 661个碱基对，这一结果于2003年1月4日发表在英国科学周刊《自然》杂志上。研究报告称，第14号染色体含有1 050个基因。则平均每个基因含有的碱基数为( )
A．83 248 B．166 496
C．1 050 D．不能确定
答案 D
解析 一个DNA分子中含有多个基因。在基因之间的DNA片段属于间隔区段，这些间隔区段因为没有遗传效应而不属于基因。人类14号染色体上的87 410 661个碱基对，并不全属于该染色体上含有的1 050个基因。
二、DNA片段中的遗传信息
1．遗传信息
生物的遗传性状以遗传信息形式编排在DNA分子上，表现为特定的碱基排列顺序。由于基因是有遗传效应的DNA片段，因此基因中脱氧核苷酸的排列顺序可以代表遗传信息；由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同，因此不同的基因就含有不同的遗传信息。
2．基因的多样性和特异性
(1)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，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性，即基因的多样性。
(2)特异性：每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，都储存着特定的遗传信息，即基因的特异性。
3．生物多样性与DNA分子多样性的关系
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．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？这说明了遗传信息的什么特性？
答案 417种。说明了遗传信息的多样性。
2．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的，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？这说明遗传信息的什么特点？
答案 1/(417×417)，几率很小。说明遗传信息的特异性。
知识整合 基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息，遗传信息具有多样性和特异性。
3．“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有( )
A．稳定性 B．特异性
C．多样性 D．可变性
答案 B
解析 每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，即DNA分子具有特异性，根据这一特性可辅助进行刑事侦破、亲子鉴定等。
4．下列关于遗传信息的说法，不确切的是( )
A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B．遗传信息主要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
答案 D
解析 生物体的所有性状，都以一种特定的脱氧核苷酸排列顺序来代表，这种排列顺序就是遗传信息。
1．下列关于基因的叙述，正确的是( )
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
答案 C
解析 基因是有遗传效应的DNA片段，而不是DNA分子中任意一片段；人体细胞中染色体是基因的主要载体，线粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因的基本单位是脱氧核苷酸；基因的多样性与DNA分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。
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
答案 C
解析 根据对照实验，正常小鼠吃高脂肪食物则肥胖，具有HMGIC基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常，说明肥胖由基因控制，从而得出基因能够控制性状，具有遗传效应。
3．下列关于DNA和基因的关系的叙述，正确的是( )
A．基因是碱基对随机排列而成的DNA片段
B．DNA的碱基排列顺序就代表基因
C．一个DNA分子上有许多个基因
D．组成不同基因的碱基数量一定不同
答案 C
解析 每个DNA分子上有多个基因，它们在染色体上呈线性排列。
4．下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是( )
A．核苷酸的组成种类
B．核苷酸的连接方式
C．核苷酸的排列顺序
D．核苷酸数量的多少
答案 B
解析 核酸分子的多样性与核苷酸的种类、数量和排序有关，在核苷酸链中，核苷酸之间都是通过磷酸二酯键相连接的。
5．DNA分子杂交技术在社会生活中已经得到广泛应用。如用在侦察犯罪上，可从犯罪嫌疑人和现场遗留物中分别提取DNA，然后在一个温度下水浴加热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本中的DNA单链会通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的DNA单链一定程度上不能互补，这样可以鉴别犯罪嫌疑人。由以上材料，完成下列问题：
(1)人体DNA的载体是____________________。
(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分子用32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制三次后，含32P的单链占全部单链的____________。
(3)侦察犯罪的理论基础是：不同个体的DNA分子具有____________。
答案 (1)染色体和线粒体 (2) (3)特异性
课时作业
[学考达标]
1．下列有关基因的叙述，正确的是( )
A．基因是体现生物遗传效应的结构单位和功能单位
B．经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对
C．人体细胞内的基因全部位于染色体上
D．基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代
答案 A
解析 基因是有遗传效应的DNA片段。一个DNA分子上有许多个基因，但并非基因与基因紧密相连，那些没有遗传效应的DNA片段并不是基因，因此B项中基因的平均长度小于n/2m个脱氧核苷酸对。人体细胞内的基因主要在染色体上，线粒体DNA分子上也有少量基因。有性生殖的生物通过减数分裂将遗传信息传递给下一代，无性生殖的生物通过有丝分裂将遗传信息传递给下一代。
2．组成DNA的碱基只有4种，4种碱基的配对方式只有2种，但DNA分子具有多样性和特异性，主要原因是( )
A．DNA分子是高分子化合物
B．脱氧核糖结构不同
C．磷酸的排列方式不同
D．碱基的排列顺序不同，碱基数目很多
答案 D
3．某生物体有10对同源染色体，其生殖细胞中的DNA总量约为7×109个脱氧核苷酸对，假定每个基因平均含有1.4×104个脱氧核苷酸，则此生殖细胞中，染色体上的基因个数( )
A．小于5×105个 B．等于5×105个
C．小于1×106个 D．等于1×106个
答案 C
解析 生殖细胞中基因总数为(2×7×109)÷(1.4×104)＝106个，但基因不只是位于染色体上，故此生殖细胞中染色体上的基因个数小于106个。
4．下列关于基因的说法，正确的是( )
A．基因就是任意一段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
答案 C
解析 并非DNA上任意一个片段就是基因，必须是具有遗传效应的DNA片段才是基因。
5．目前，DNA计算机技术已成为科学研究的热点。若用DNA分子存储信息，理论上一个含有100个碱基的双链DNA分子片段最多可存储多少个不同的数据( )
A．50 B．100 C．450 D．4100
答案 C
解析 100个碱基的DNA分子片段中有50个碱基对，由此形成的不同DNA分子碱基序列有450种，所以，理论上一个含有100个碱基的DNA分子片段最多可存储450个不同的数据。
6．遗传信息是指( )
A．有遗传效应的脱氧核苷酸序列
B．脱氧核苷酸序列
C．氨基酸序列
D．核苷酸序列
答案 A
解析 所谓的遗传信息是指能够表达(形成特定氨基酸顺序的蛋白质)出来的DNA(基因)脱氧核苷酸序列(有遗传效应的DNA片段)，不同的脱氧核苷酸序列能够控制形成不同氨基酸顺序的蛋白质。
[高考提能]
7．确认两个基因是相同基因的依据是两者( )
A．位于同一条染色体上
B．位于同源染色体的同一位置
C．控制相对性状
D．具有相同的碱基排列顺序
答案 D
解析 基因中碱基的排列顺序就代表遗传信息，如果两个基因相同，其基因中的碱基排列顺序一定相同，否则两基因就不同，而位于同源染色体同一位置的基因可能是等位基因，等位基因碱基排列顺序不同。
8．基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约80%相同，则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例是( )
A．20% B．80% C．10% D．无法确定
答案 D
解析 基因是有遗传效应的DNA片段。据估计，人的一个染色体组中约有30亿个碱基，其中构成基因的碱基数不超过全部碱基的10%。基因研究结果表明人与小鼠的基因碱基序列约80%相同，但不能根据部分碱基序列相同的比例来推断全部碱基序列相同的比例。
9．如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是( )
A．基因R、S、N、O在果蝇所有体细胞中都表达
B．R、S、N、O互为非等位基因
C．果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D．基因R、S、N、O中的比值一般相同
答案 B
解析 R、S、N、O控制果蝇不同的性状，在果蝇体细胞中选择性表达，互为非等位基因。
10．科学家通过对前列腺癌细胞的研究发现，绿茶中的多酚可减少BCL—XL蛋白，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用。这表明绿茶具有抗癌作用，根本原因是由于绿茶细胞中具有( )
A．多酚 B．多酚酶基因
C．BCL—XL蛋白 D．BCL—XL蛋白酶
答案 B
解析 材料指出多酚能抗癌，但多酚不是蛋白质，因而不是由基因直接控制的，所以多酚的合成需要相应的酶催化。
11．下图所示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[ ]____________，基因和b的关系是__________________。
(2)遗传物质的主要载体是[ ]____________，基因和a的关系是______________________。
(3)c和b的关系是____________________，b被彻底水解后的产物是____________(填字母)。
(4)h可用____________试剂鉴定。
(5)如果基因存在于____________上，则其遗传方式与性别相关联，这就是____________。
(6)b的空间结构是________________。若其中的＝0.25，则G占总碱基数比例为____________，其中一条单链中＝____________。
答案 (1)b DNA 基因是有遗传效应的DNA(b)片段 (2)a 染色体 基因在a上呈线性排列 (3)c是组成b的基本单位 d、e、f (4)双缩脲 (5)性染色体
伴性遗传 (6)规则的双螺旋结构 40% 0.25
解析 图中a为染色体，b为DNA，c为脱氧核苷酸，d、e、f可代表磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，g为C、H、O、N、P五种元素，h为蛋白质。
12．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)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及数目不同 (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)基因间隔区B (6)B
13．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_________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)是 因为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
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不一定相同。(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。
[真题体验]
14．(经典题)下列关于染色体、DNA、基因三者之间的关系的叙述，不正确的是( )
A．三者行为一致
B．三者都是生物细胞内的遗传物质
C．每条染色体上含有1个或2个DNA分子，DNA分子上含有多个基因
D．在生物的繁衍过程中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为
答案 B
解析 生物细胞内的遗传物质只能是DNA，基因是具有遗传效应的DNA片段，染色体是DNA的主要载体。
15．(2014·福建，5)STR是DNA分子上以2～6个核苷酸为单元重复排列而成的片段，单元的重复次数在不同个体间存在差异。现已筛选出一系列不同位点的STR用作亲子鉴定，如7号染色体有一个STR位点以“GATA”为单元，重复7～14次；X染色体有一个STR位点以“ATAG”为单元，重复11～15次。某女性7号染色体和X染色体DNA的上述STR位点如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．筛选出用于亲子鉴定的STR应具有不易发生变异的特点
B．为保证亲子鉴定的准确率，应选择足够数量不同位点的STR进行检测
C．有丝分裂时，图中(GATA)8和(GATA)14分别分配到两个子细胞中
D．该女性的儿子X染色体含有图中(ATAG)13的概率是1/2
答案 C
解析 A项，子代细胞的核DNA有50%来自母方，所以可以通过比较亲子代间DNA的差异确定亲子关系，若无变异发生，则子代应有50%的核DNA与母亲的核DNA相同，但若鉴定的DNA片段变异性较强，会干扰亲子鉴定的准确率，故选择用于亲子鉴定的STR应具有不易发生变异的特点；B项，为保证亲子鉴定的准确率，应选择足够数量不同位点的STR进行检测，这样可以减少偶然因素导致的误差；C项，在有丝分裂过程中，核DNA复制后平均分配到两个子细胞中，所以两个子细胞中都同时具有(GATA)8和(GATA)14，不会发生(GATA)8和(GATA)14分别分配到两个子细胞中的现象；D项，该女性的儿子从母亲那里获得两条X染色体中的一条，所以儿子的X染色体中含有(ATAG)13的概率为1/2。
课件27张PPT。第4节 基因是有遗传效应的DNA片段第3章 基因的本质学习导航
1.阅读分析教材“资料分析”，归纳概括基因和DNA的关系。
2.阅读教材“DNA片段中的遗传信息”，利用数学方法归纳DNA分子
的多样性和特异性。
3.归纳基因的概念。
重难点击
1.基因的本质。
2.DNA与染色体的关系。课堂导入
在孟德尔分离定律中我们提到了遗传因子，它是一种可以遗传的物质，也就是我们常说的基因。随后又学习了萨顿假说，摩尔根通过果蝇的遗传实验将基因定位在染色体上。而在本章学习中知道了染色体中只有DNA是遗传物质。回忆了这些知识，我们会提出问题：基因是不是在DNA上？它有遗传性吗？基因与DNA究竟是什么关系？下面我们学习“基因是有遗传效应的DNA片段”。一、说明基因与DNA关系的实例当堂检测二、DNA片段中的遗传信息内容索引一、说明基因与DNA关系的实例基础梳理许多部分独立性性状DNA遗传效应遗传效应的DNA片段请据图回答下列问题：答案 分别为脱氧核糖、磷酸、蛋白质。问题探究1.若图中A为糖类，则A、C、G分别是什么？答案 每一条H(染色体)上有1个或者2个F(DNA)分子；每个F(DNA)分子上有许多个E(基因)；每个E(基因)含有许多个D(脱氧核苷酸)。2.D、E、F、H之间有什么数量关系？答案答案 不是，染色体是DNA的主要载体，另外叶绿体和线粒体也是DNA的载体。3.真核生物中，H是F的唯一载体吗？答案知识整合每一条染色体上有1个或者2个DNA分子，每个DNA分子上有许多个基因，每个基因含有许多个脱氧核苷酸；真核细胞中染色体是DNA的主要载体，另外叶绿体和线粒体也是DNA的载体。拓展应用1.如图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，下列叙述正确的是答案解析A.白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸
B.S基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因在常染色体上
D.基因片段中有5种碱基，8种核苷酸解析 白眼基因位于X染色体上，组成基因片段的基本组成单位是脱氧核苷酸，有4种碱基，4种脱氧核苷酸。2.人类14号染色体信息已被破译，总计含87 410 661个碱基对，这一结果于2003年1月4日发表在英国科学周刊《自然》杂志上。研究报告称，第14号染色体含有1 050个基因。则平均每个基因含有的碱基数为
A.83 248 B.166 496
C.1 050 D.不能确定答案解析 一个DNA分子中含有多个基因。在基因之间的DNA片段属于间隔区段，这些间隔区段因为没有遗传效应而不属于基因。人类14号染色体上的87 410 661个碱基对，并不全属于该染色体上含有的1 050个基因。解析二、DNA片段中的遗传信息基础梳理1.遗传信息
生物的遗传性状以 形式编排在DNA分子上，表现为特定的 。由于基因是 的DNA片段，因此基因中_____
______的排列顺序可以代表遗传信息；由于不同基因的 的排列顺序(碱基顺序)不同，因此不同的基因就含有不同的 。遗传信息碱基排列顺序有遗传效应脱氧核苷酸脱氧核苷酸遗传信息2.基因的多样性和特异性
(1)多样性：构成DNA分子的碱基只有 种，配对方式只有 种，但是碱基对的 却可以成千上万，形成的碱基对的 也可以千变万化，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了 的多样性，即基因的多样性。
(2)特异性：每个特定的DNA分子都有特定的 顺序，都储存着特定的遗传信息，即基因的特异性。
3.生物多样性与DNA分子多样性的关系
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 。42数目排列顺序遗传信息碱基排列物质基础1.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？这说明了遗传信息的什么特性？答案 417种。说明了遗传信息的多样性。问题探究答案2.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的，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？这说明遗传信息的什么特点？答案 1/(417×417)，几率很小。说明遗传信息的特异性。知识整合基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息，遗传信息具有多样性和特异性。拓展应用3.“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有
A.稳定性 B.特异性
C.多样性 D.可变性答案解析解析 每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，即DNA分子具有特异性，根据这一特性可辅助进行刑事侦破、亲子鉴定等。4.下列关于遗传信息的说法，不确切的是
A.基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B.遗传信息主要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答案解析解析 生物体的所有性状，都以一种特定的脱氧核苷酸排列顺序来代表，这种排列顺序就是遗传信息。染色体效应线性脱氧核苷酸 或2 1个遗传物质很多基本单位当堂检测1.下列关于基因的叙述，正确的是
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√23451答案解析 基因是有遗传效应的DNA片段，而不是DNA分子中任意一片段；人体细胞中染色体是基因的主要载体，线粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因的基本单位是脱氧核苷酸；基因的多样性与DNA分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。解析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√答案23415解析23415解析 根据对照实验，正常小鼠吃高脂肪食物则肥胖，具有HMGIC基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常，说明肥胖由基因控制，从而得出基因能够控制性状，具有遗传效应。234153.下列关于DNA和基因的关系的叙述，正确的是
A.基因是碱基对随机排列而成的DNA片段
B.DNA的碱基排列顺序就代表基因
C.一个DNA分子上有许多个基因
D.组成不同基因的碱基数量一定不同√答案解析解析 每个DNA分子上有多个基因，它们在染色体上呈线性排列。234154.下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是
A.核苷酸的组成种类
B.核苷酸的连接方式
C.核苷酸的排列顺序
D.核苷酸数量的多少答案√解析 核酸分子的多样性与核苷酸的种类、数量和排序有关，在核苷酸链中，核苷酸之间都是通过磷酸二酯键相连接的。解析5.DNA分子杂交技术在社会生活中已经得到广泛应用。如用在侦察犯罪上，可从犯罪嫌疑人和现场遗留物中分别提取DNA，然后在一个温度下水浴加热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本中的DNA单链会通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的DNA单链一定程度上不能互补，这样可以鉴别犯罪嫌疑人。由以上材料，完成下列问题：
(1)人体DNA的载体是______________。
(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分子用32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制三次后，含32P的单
链占全部单链的___。
(3)侦察犯罪的理论基础是：不同个体的DNA分子具有_______。 23415答案染色体和线粒体特异性
