考点7 遗传的分子基础
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专题四 遗传、变异与进化
考点7 遗传的分子基础
超级预测
知识预测
DNA问题是社会关注的热点，基因工程、基因污染、基因产物等都是高考命题着手点，分析2007--2009新课标考卷，遗传分子基础考点在2010年高考中有如下趋势：
1．DNA是遗传物质实验的经典实验及拓展应用。如2009广东生物9、2009江苏生物l3、2008江苏生物8和2007广东生物5都考查了肺炎双球菌的转化现象与结论。
2．DNA分子结构形成规律与特性。如2009广东生物24直接考查DNA的分子结构特点；2009江苏生物l2以物理模型为背景考查DNA复制的特点。
3．与前几年单纯考查中心法则不同，近两年结合细胞质基因、真核细胞和原核细胞的区别，考查不同种类生物得到遗传信息流动方向的命题突飞猛进，需要2010年考生多多注意。
能力测试21世纪教育网
分析前几年命题趋势，通过生理过程模型考查考生分析、处理信息能力的考题有所加强，如2009江苏生物28、2009宁夏理综31和2008江苏生物24都是通过原核细胞中的转录、翻译过程模型考查了转录、翻译过程有关知识。
赋分预测
新课标省份近3年高考试题中，本专题试题的赋分比重较大，2007年新课标四省份试题共有10分，2008年新课标五省份试题共l6分，2009年新课标十省份试题共41分，预计2010年课标考卷中遗传的分子基础赋分比重还会上升。
题型预测
从近几年的高考来看，本部分内容的考查题型主要以选择题的形式出现的比较多，主要考查考生的能力，简答题较少出现。
超值储备
知识能力储备
一、人类对遗传物餍的探索知能储备
l．证明DNA是遗传物质实验的经典实验及拓展应用(理解能力·2009广东生物9；2008江苏生物8；2007广东生物5·2010高考预测指数：★★★) 21世纪教育网
(1)肺炎双球菌转化实验
①体内转化：无毒性R型细菌+加热杀死的S型细菌混合 小鼠死亡。
解读：
a．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。
b．R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于基因重组。
②体外转化(见图7—1)
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③体内转化与体外转化实验的关系21世纪教育网
体内转化实验说明S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA。
(2)噬菌体侵染细菌实验
①分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养细菌（大肠杆菌）→
目的：分别获得含35S和32P的细菌。
②分别用含35S和32P的细菌培养T2噬菌体→目的：分别获得蛋白质中含35S和 DNA中含32P的T2噬菌体。
③分别用被35S和32P标记的T2噬菌体去感染未标记的细菌→目的：观察被感染的细菌中的放射性，分析在亲代和子代T2噬菌体之间具有连续性的物质是蛋白质还是DNA，即T2噬菌体的遗传物质是蛋白质还是DNA。21世纪教育网
(3)总结分析
相同点：两个经典实验的思路基本相同，都是设法把DNA与其他成分分开，单独、直接地去观察DNA的作用，且都充分运用了对照原则和单一变量原则。
不同点：他们采用的方法有所不同，在肺炎双球菌转化实验中是采用直接分离法，即真正将DNA和其他成分分离。在噬菌体侵染细菌实验中，采用放射性同位素标记示踪法，间接
将DNA和蛋白质分离。21世纪教育网
2．对DNA是主要的遗传物质的理解(理解能力·2009江苏生物5；2007广东文理38·2010高考预测指数：★★) 21世纪www教育网
(1)生物的遗传物质
细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞结构的生物(即病毒)的遗传物质是DNA或RNA。
(2)生物体内同时含有DNA和RNA时，DNA是遗传物质；生物体内没有DNA，只含有RNA时，RNA才是遗传物质。
(3)生物界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，因而DNA是主要的遗传物质。
二、DNA分子结构的主要特点知能储备
1．DNA分子结构形成规律与特性(理解与获取信息能力·2009广东生物24；2008广东理基37；2008江苏生物9；2007山东理综7·2010高考预测指数：★★★★★)
(1)DNA分子结构形成规律
①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的规则双螺旋结构。
②基本骨架：由磷酸和脱氧核糖交替连接而成。
③中间的碱基严格按照碱基互补配对原则，A与T之间通过两个氢键配对，G与C之间通过三个氢键配对。一般说来，G、C含量越多，DNA分子结构越稳定，因此处于炎热地区的
DNA分子中，G、C含量较多。
④DNA分子中，脱氧核苷酸数：脱氧核糖数：磷酸数：含氮碱基数=1：1：1：1。
⑤DNA分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分，即脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。21世纪教育网
(2)DNA分子的特性21世纪教育网
①稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
②多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。
③特异性：每种DNA有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。
2．DNA分子复制及复制方式的实验探究(实验与探究·2009江苏生物l2·2010高考预测指数：★★)
(1)在早期的研究中，科学家们提出了三个模型：
①全保留复制模型：母链DNA分开，分别复制形成2条子链DNA，此后2条母链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的2条子链彼此互补结合形成1条新的双链DNA分子。
②半保留复制模型
③分散式复制模型：亲代双链被切成双链片段，这些片段又可以作为新合成双链片段的模板，新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”。
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(2)半保留复制方式的探究
1958年米西尔森和斯旦尔采用含15N标记的NH4Cl培养大肠杆菌，然后用密度梯度离心技术测定分裂间期DNA复制时的密度变化，证实了DNA的半保留复制。
①在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA，在离心管中离心形成的带位于上层，称为轻带。
②在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA，在离心管中离心形成的带位于下层，称为重带。
③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基上，繁殖1代，将得到的I代DNA分子离心，在离心管中形成的带位于中层，这样就推翻了全保留复制的猜想，因为如果是全保留复制，I代DNA分子在离心管中的位置应该是重带和轻带，而不是中带。
④I代DNA分子继续在含14N的培养基上繁殖，得到Ⅱ代DNA分子，同样用密度梯度离心方法分离，发现Ⅱ代DNA分子在离心管中的位置是轻带和中带，这样又排除了分散复制的猜想，因为假如是分散复制，Ⅱ代DNA分子在离心管中的位置是中带或稍低一些。
三、基因的概念知能储备
1．基因与脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系(理解与获取信息·3年高考未考点·2010高考预测指数：★★★★)
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(1)基因与DNA的关系：基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA上有许多个基因。
(2)基因与染色体的关系：染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，并随染色体移动而移动。
(3)基因与遗传信息的关系：遗传信息是基因(或DNA)中碱基(脱氧核苷酸)的排列顺序，并不是DNA分子上所有的脱氧核苷酸排列顺序。
(4)与脱氧核苷酸的关系：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。
(5)基因与性状的关系：基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。基因控制生物的性状通过两种方式：一种是基因通过直接控制蛋白质的分子结构，直接控制生物的性状；另一种是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物的性状。
(6)与性状发育的关系：基因控制生物的性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。
(7)核基因与质基因：按基因存在部位划分，染色体上的基因是核基因，线粒体和叶绿体中的基因是质基因。
2．复制、转录和翻译的比较(理解能力与获取信息·2009江苏生物28；2009海南生物l2；2008广东生物26；2008江苏生物24；2007广东生物l0·2010高考预测指数：★★★★★)
DNA功能 传递遗传信息(复制) 表达遗传信息
转录 翻译
时间 有丝分裂间期减I间期 生长发育的连续过程中21世纪教育网
场所 真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体，原核细胞在核区 真核细胞在细胞核，原核细胞在核区 细胞质
原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 二十种簧
模板 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA
条件 特定的酶和ATP
过程 DNA边解旋边以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两涤子链，子链与对应链螺漩化 DNA解旋，以一条链为模板，按碱基互补配对原则形成mRNA(单链)，mRNA进入细胞质与核糖体结合+ tRNA一端的碱基与mRNA上的密码子配对，另一端携带相应氨基酸，合成有一定氨基酸序列的蛋白质
模板去向 分别进入两个子代DNA分子中 恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构 分解成单个核苷酸
特点 边解旋边复制；半保留复制；多起点复制 边解旋边转录，DNA双链全保留 一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链
产物 两个双链DNA分子 一条单链mRNA 蛋白质
意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
3．遗传信息的流动：中心法则(理解能力与获取信息·2008上海生物37．2010高考预测指数：★★★★★) 21世纪教育网
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中心法则揭示了基因的三大功能：
（1)储存遗传信息
（2)传递遗传信息
基因中的遗传信息，一方面在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期随DNA分子的复制而得以复制，再随细胞分裂而进入子细胞中去，这样就将亲代细胞中的遗传信息传递到子
代细胞或者通过减数分裂和受精作用将遗传信息传递给下一代，基因中的遗传信息就这样一代一代地传递下去。
(3)表达遗传信息
基因中的遗传信息，另一方面在后代的个体发育中，它又以一定方式反映到蛋白质的分子结构上，导致后代表现出与亲代，基因中的性状。这一过程叫遗传信息的表达。
方法技巧储备
1．核酸的种类的判断方法(理解能力·3年高考未考点·2010高考预测指数：★★)
由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类。21世纪教育网
(1)若有u无T，则该核酸为RNA。21世纪教育网
（2)若有T无u，且A=T、G=C，则该核酸一般为双链DNA。
(3)若有T无u，且A#T、G#C，则该核酸为单链DNA。
2．半保留复制及转录翻译过程中的计算技巧点拨(理解能力·3年高考未考点·2010高考预测指数：★★)
(1)若将一个双链均含放射性的DNA分子，置于无放射性
的环境中时：
①无放射性元素的DNA分子随DNA复制次数增加比例
增加，个数为(2n一2)。
②只有一条链含放射性元素的DNA分子只有2个。
③双链均含放射性元素的DNA分子不存在。
④在DNA分子中含某碱基数为口个，若其复制n次，则需从环境中吸收a(2n-1)个含该碱基的游离脱氧核苷酸。
(2)基因表达中的相关计算规律
①转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1／2。
②翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的l／3。21世纪教育网
即基因中的碱基数(指双链)、RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6：3：1。
③DNA分子中只有具有遗传效应的片段是基因，基因之间还存在着无遗传效应的脱氧核苷酸序列。
④基因中还存在着非编码序列(真核细胞包括非编码区和编码区内的内含子，原核细胞只包括非编码区)，以及转录形成终止密码子的碱基对。所以DNA分子中碱基数目与氨基酸数目之比远大于6：1。21世纪教育网
[典题] 将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例依次是 ( )
A．1／4、1／16 B．1／4、1／8
C．1／2、1／4 D．1／8、1／8
[解析】 15N标记的一个DNA放在含有14N的培养基中让其复制三次后，共有8个DNA分子、l6条单链，其中含有15N的DNA分子有两个、含有15N的DNA单链有两条，因此含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为2／8，含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例为2／16，即l／4和1／8。
[答案】 B
易混易错储备
一、易混知识点储备
1．不同生物的遗传物质
(1)细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞结构的生物(即病毒)的遗传物质是DNA或RNA。生物界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，因而DNA
是主要的遗传物质。21世纪教育网
(2)不同生物的遗传物质如下表：
生物类型 病毒 原核生物 真核生物
体内核酸种类 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA
体内碱基种类 4种 5种 5种
体内核苷酸种类 4种 8种 8种
遗传物质 DNA或RNA DNA DNA
实例 噬菌体或烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝藻 玉米、小麦、人
2．不同生物遗传信息的传递过程21世纪教育网
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二、典型易错题点拨
1．对“遗传信息、密码子、反密码子”的概念区别不清
【易错典题1】 下列有关概念的叙述，正确的是 ( )
A．遗传信息是指RNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序
B．遗传信息全部以密码子的方式体现出来
C．遗传信息可以通过DNA复制传递给后代
D．反密码子与相应的DNA模板链上对应碱基相同
【解析】 遗传信息是指DNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序；密码子是mRNA上决定一个氨基酸的相邻三个碱基；遗传信息可以通过DNA分子的复制传递给后代；反密码子是tRNA分子上与mRNA分子上密码子互补配对的三个碱基，与相应的DNA模板链上对应碱基相同，但是DNA中碱基为T而在tRNA中碱基为U。
【答案】：C(易错选A、B或D)
【错因分析】“遗传信息、密码子、反密码子”是考生最容易混淆的知识点，混淆的关键原因是对这三者所在的位置没有搞明白：遗传信息——DNA；密码子——信使RNA；反密码子——转运RNA。21世纪教育网
2．不能灵活地运用碱基互补配对原则进行计算
【易错典题2】 已知某DNA分子共含有1 000个碱基对，其中一条链上A：G：T：C=1：2：3：4。该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是 ( )
A．600个 B．900个 C．1 200个 D．1 800个
【解析】 DNA分子的复制是半保留复制，复制时遵循碱基互补配对原则。由题意可知，一条链上鸟嘌呤占2／10、胞嘧啶占4／10，故其数量分别是l 000×2／10=200、1 000×4／10=400。由此得出另一条链鸟嘌呤占400，整个DNA分子中鸟嘌呤占600个，复制2次形成4个DNA分子，其中从总量上看有一个相当于原来的，故有3个DNA分子需要新的鸟嘌呤，即3×600=1800。
【答案】D
【错因分析】 本题主要错因表现在三个方面：一是不能正确求已知链中的鸟嘌呤和胞嘧啶的量；二是不能依据所求出的胞嘧啶的量运用碱基互补配对原则求出另一条链中的鸟嘌呤
的量，因而不能正确算出整个DNA分子中鸟嘌呤的总量；三是不清楚复制2次形成的4个DNA分子中的鸟嘌呤量，实际上还包含原来那个DNA分子中的鸟嘌呤量。所以复制2次形成
的4个DNA分子所需的鸟嘌呤量实际为3个DNA分子中的鸟嘌呤的量。
3．根据核苷酸计算核酸分子量时忘记水分子的减少21世纪教育网
【易错典题3】 已知一条多肽链的分子量为l0 320，每个氨基酸的平均分子量为l20。每个脱氧核苷酸的平均分子量为300。那么合成该多肽化合物的基因的分子量约为（ ）
A．145 548 B．90 960
C．181 800 D．170 928
[解析] 氨基酸形成蛋白质的过程中要缩合失水，所以蛋白质的相对分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸总的分子数-18×缩合失水分子数。求出上题中的氨基酸的个数为101，则对应基因中脱氧核苷酸的个数为606。而基因的分子量=脱氧核苷酸个数×脱氧核苷酸平均分子量-18×失去水分子数。606×300-(606-2)×18=181 800-10 872=170 928。
[答案] D
[错因分析] 学生出错在两个地方：一是虽然知道蛋白质的形成中要失水，但是在做题时总是忘记；二是在求基因的分子量时忘记减掉失水的分子量。
4．不能正确理解不同类型的核酸结构特点
[易错典题4] 已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述那一种类型，应该 ( )
A．分析碱基类型，确定碱基比例
B．分析碱基类型，分析核糖类型
C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型
D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
[解析] 本题考查遗传物质的结构和特点。DNA和RNA的组成中五碳糖不同，碱基种类有所不同，双链结构的都符合碱基互补配对原则，数量特点应为A=T(U)、C=G。通过B选
项只能确定是DNA还是RNA，不能确定单链或双链；通A选项既能确定是DNA还是RNA，也能确定单链或双链。
[答案] A21世纪教育网
[错因分析] 本题选错的原因主要有两点：一是对DNA和RNA的碱基组成掌握不好，DNA——A、T、C、G；RNA——A、U、C、G。二是对DNA和RNA的空间结构及对应的碱j
掌握不好，双链核酸分子的A：T(U)、C=G，但单链核酸不一定是。
5．不同生物的遗传物质不同
[易错典题5] 下列关于生物遗传物质的叙述，哪一项是不正确的 ( )
A．牛的遗传物质是DNA
B．除部分病毒以外，生物的遗传物质都是DNA
C．绝大多数生物的遗传物质是DNA
D．生物细胞内DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质
[解析] 牛是真核生物，其细胞内既含DNA又含RNA，但只有DNA是遗传物质。病毒的遗传物质是DNA或RNA，其他有细胞结构的生物，其遗传物质是DNA，因此，可以说绝大多数生物的遗传物质是DNA。
[答案]D
[错因分析] “DNA是主要的遗传物质”中，“主要”二字的含义是“绝大多数”生物，不是指的DNA含量。这是大多数考生选错的原因。21世纪教育网
注射
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专题四 遗传、变异与进化
考点7 遗传的分子基础
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DNA问题是社会关注的热点，基因工程、基因污染、基因产物等都是高考命题着手点，分析2007--2009新课标考卷，遗传分子基础考点在2010年高考中有如下趋势：
1．DNA是遗传物质实验的经典实验及拓展应用。如2009广东生物9、2009江苏生物l3、2008江苏生物8和2007广东生物5都考查了肺炎双球菌的转化现象与结论。
2．DNA分子结构形成规律与特性。如2009广东生物24直接考查DNA的分子结构特点；2009江苏生物l2以物理模型为背景考查DNA复制的特点。
3．与前几年单纯考查中心法则不同，近两年结合细胞质基因、真核细胞和原核细胞的区别，考查不同种类生物得到遗传信息流动方向的命题突飞猛进，需要2010年考生多多注意。
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新课标省份近3年高考试题中，本专题试题的赋分比重较大，2007年新课标四省份试题共有10分，2008年新课标五省份试题共l6分，2009年新课标十省份试题共41分，预计2010年课标考卷中遗传的分子基础赋分比重还会上升。
题型预测
从近几年的高考来看，本部分内容的考查题型主要以选择题的形式出现的比较多，主要考查考生的能力，简答题较少出现。
超值储备
知识能力储备
一、人类对遗传物餍的探索知能储备
l．证明DNA是遗传物质实验的经典实验及拓展应用(理解能力·2009广东生物9；2008江苏生物8；2007广东生物5·2010高考预测指数：★★★) 21世纪教育网
(1)肺炎双球菌转化实验
①体内转化：无毒性R型细菌+加热杀死的S型细菌混合 小鼠死亡。
解读：
a．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。
b．R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于基因重组。
②体外转化(见图7—1)
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③体内转化与体外转化实验的关系21世纪教育网
体内转化实验说明S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA。
(2)噬菌体侵染细菌实验
①分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养细菌（大肠杆菌）→
目的：分别获得含35S和32P的细菌。
②分别用含35S和32P的细菌培养T2噬菌体→目的：分别获得蛋白质中含35S和 DNA中含32P的T2噬菌体。
③分别用被35S和32P标记的T2噬菌体去感染未标记的细菌→目的：观察被感染的细菌中的放射性，分析在亲代和子代T2噬菌体之间具有连续性的物质是蛋白质还是DNA，即T2噬菌体的遗传物质是蛋白质还是DNA。21世纪教育网
(3)总结分析
相同点：两个经典实验的思路基本相同，都是设法把DNA与其他成分分开，单独、直接地去观察DNA的作用，且都充分运用了对照原则和单一变量原则。
不同点：他们采用的方法有所不同，在肺炎双球菌转化实验中是采用直接分离法，即真正将DNA和其他成分分离。在噬菌体侵染细菌实验中，采用放射性同位素标记示踪法，间接
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2．对DNA是主要的遗传物质的理解(理解能力·2009江苏生物5；2007广东文理38·2010高考预测指数：★★) 21世纪www教育网
(1)生物的遗传物质
细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞结构的生物(即病毒)的遗传物质是DNA或RNA。
(2)生物体内同时含有DNA和RNA时，DNA是遗传物质；生物体内没有DNA，只含有RNA时，RNA才是遗传物质。
(3)生物界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，因而DNA是主要的遗传物质。
二、DNA分子结构的主要特点知能储备
1．DNA分子结构形成规律与特性(理解与获取信息能力·2009广东生物24；2008广东理基37；2008江苏生物9；2007山东理综7·2010高考预测指数：★★★★★)
(1)DNA分子结构形成规律
①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的规则双螺旋结构。
②基本骨架：由磷酸和脱氧核糖交替连接而成。
③中间的碱基严格按照碱基互补配对原则，A与T之间通过两个氢键配对，G与C之间通过三个氢键配对。一般说来，G、C含量越多，DNA分子结构越稳定，因此处于炎热地区的
DNA分子中，G、C含量较多。
④DNA分子中，脱氧核苷酸数：脱氧核糖数：磷酸数：含氮碱基数=1：1：1：1。
⑤DNA分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分，即脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。21世纪教育网
(2)DNA分子的特性21世纪教育网
①稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
②多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。
③特异性：每种DNA有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。
2．DNA分子复制及复制方式的实验探究(实验与探究·2009江苏生物l2·2010高考预测指数：★★)
(1)在早期的研究中，科学家们提出了三个模型：
①全保留复制模型：母链DNA分开，分别复制形成2条子链DNA，此后2条母链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的2条子链彼此互补结合形成1条新的双链DNA分子。
②半保留复制模型
③分散式复制模型：亲代双链被切成双链片段，这些片段又可以作为新合成双链片段的模板，新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”。
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(2)半保留复制方式的探究
1958年米西尔森和斯旦尔采用含15N标记的NH4Cl培养大肠杆菌，然后用密度梯度离心技术测定分裂间期DNA复制时的密度变化，证实了DNA的半保留复制。
①在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA，在离心管中离心形成的带位于上层，称为轻带。
②在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA，在离心管中离心形成的带位于下层，称为重带。
③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基上，繁殖1代，将得到的I代DNA分子离心，在离心管中形成的带位于中层，这样就推翻了全保留复制的猜想，因为如果是全保留复制，I代DNA分子在离心管中的位置应该是重带和轻带，而不是中带。
④I代DNA分子继续在含14N的培养基上繁殖，得到Ⅱ代DNA分子，同样用密度梯度离心方法分离，发现Ⅱ代DNA分子在离心管中的位置是轻带和中带，这样又排除了分散复制的猜想，因为假如是分散复制，Ⅱ代DNA分子在离心管中的位置是中带或稍低一些。
三、基因的概念知能储备
1．基因与脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系(理解与获取信息·3年高考未考点·2010高考预测指数：★★★★)
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(1)基因与DNA的关系：基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA上有许多个基因。
(2)基因与染色体的关系：染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，并随染色体移动而移动。
(3)基因与遗传信息的关系：遗传信息是基因(或DNA)中碱基(脱氧核苷酸)的排列顺序，并不是DNA分子上所有的脱氧核苷酸排列顺序。
(4)与脱氧核苷酸的关系：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。
(5)基因与性状的关系：基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。基因控制生物的性状通过两种方式：一种是基因通过直接控制蛋白质的分子结构，直接控制生物的性状；另一种是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物的性状。
(6)与性状发育的关系：基因控制生物的性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。
(7)核基因与质基因：按基因存在部位划分，染色体上的基因是核基因，线粒体和叶绿体中的基因是质基因。
2．复制、转录和翻译的比较(理解能力与获取信息·2009江苏生物28；2009海南生物l2；2008广东生物26；2008江苏生物24；2007广东生物l0·2010高考预测指数：★★★★★)
DNA功能 传递遗传信息(复制) 表达遗传信息
转录 翻译
时间 有丝分裂间期减I间期 生长发育的连续过程中21世纪教育网
场所 真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体，原核细胞在核区 真核细胞在细胞核，原核细胞在核区 细胞质
原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 二十种簧
模板 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA
条件 特定的酶和ATP
过程 DNA边解旋边以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两涤子链，子链与对应链螺漩化 DNA解旋，以一条链为模板，按碱基互补配对原则形成mRNA(单链)，mRNA进入细胞质与核糖体结合+ tRNA一端的碱基与mRNA上的密码子配对，另一端携带相应氨基酸，合成有一定氨基酸序列的蛋白质
模板去向 分别进入两个子代DNA分子中 恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构 分解成单个核苷酸
特点 边解旋边复制；半保留复制；多起点复制 边解旋边转录，DNA双链全保留 一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链
产物 两个双链DNA分子 一条单链mRNA 蛋白质
意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
3．遗传信息的流动：中心法则(理解能力与获取信息·2008上海生物37．2010高考预测指数：★★★★★) 21世纪教育网
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中心法则揭示了基因的三大功能：
（1)储存遗传信息
（2)传递遗传信息
基因中的遗传信息，一方面在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期随DNA分子的复制而得以复制，再随细胞分裂而进入子细胞中去，这样就将亲代细胞中的遗传信息传递到子
代细胞或者通过减数分裂和受精作用将遗传信息传递给下一代，基因中的遗传信息就这样一代一代地传递下去。
(3)表达遗传信息
基因中的遗传信息，另一方面在后代的个体发育中，它又以一定方式反映到蛋白质的分子结构上，导致后代表现出与亲代，基因中的性状。这一过程叫遗传信息的表达。
方法技巧储备
1．核酸的种类的判断方法(理解能力·3年高考未考点·2010高考预测指数：★★)
由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类。21世纪教育网
(1)若有u无T，则该核酸为RNA。21世纪教育网
（2)若有T无u，且A=T、G=C，则该核酸一般为双链DNA。
(3)若有T无u，且A#T、G#C，则该核酸为单链DNA。
2．半保留复制及转录翻译过程中的计算技巧点拨(理解能力·3年高考未考点·2010高考预测指数：★★)
(1)若将一个双链均含放射性的DNA分子，置于无放射性
的环境中时：
①无放射性元素的DNA分子随DNA复制次数增加比例
增加，个数为(2n一2)。
②只有一条链含放射性元素的DNA分子只有2个。
③双链均含放射性元素的DNA分子不存在。
④在DNA分子中含某碱基数为口个，若其复制n次，则需从环境中吸收a(2n-1)个含该碱基的游离脱氧核苷酸。
(2)基因表达中的相关计算规律
①转录时，组成基因的两条链只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1／2。
②翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的l／3。21世纪教育网
即基因中的碱基数(指双链)、RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6：3：1。
③DNA分子中只有具有遗传效应的片段是基因，基因之间还存在着无遗传效应的脱氧核苷酸序列。
④基因中还存在着非编码序列(真核细胞包括非编码区和编码区内的内含子，原核细胞只包括非编码区)，以及转录形成终止密码子的碱基对。所以DNA分子中碱基数目与氨基酸数目之比远大于6：1。21世纪教育网
[典题] 将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例依次是 ( )
A．1／4、1／16 B．1／4、1／8
C．1／2、1／4 D．1／8、1／8
[解析】 15N标记的一个DNA放在含有14N的培养基中让其复制三次后，共有8个DNA分子、l6条单链，其中含有15N的DNA分子有两个、含有15N的DNA单链有两条，因此含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为2／8，含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例为2／16，即l／4和1／8。
[答案】 B
易混易错储备
一、易混知识点储备
1．不同生物的遗传物质
(1)细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞结构的生物(即病毒)的遗传物质是DNA或RNA。生物界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，因而DNA
是主要的遗传物质。21世纪教育网
(2)不同生物的遗传物质如下表：
生物类型 病毒 原核生物 真核生物
体内核酸种类 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA
体内碱基种类 4种 5种 5种
体内核苷酸种类 4种 8种 8种
遗传物质 DNA或RNA DNA DNA
实例 噬菌体或烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝藻 玉米、小麦、人
2．不同生物遗传信息的传递过程21世纪教育网
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二、典型易错题点拨
1．对“遗传信息、密码子、反密码子”的概念区别不清
【易错典题1】 下列有关概念的叙述，正确的是 ( )
A．遗传信息是指RNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序
B．遗传信息全部以密码子的方式体现出来
C．遗传信息可以通过DNA复制传递给后代
D．反密码子与相应的DNA模板链上对应碱基相同
【解析】 遗传信息是指DNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序；密码子是mRNA上决定一个氨基酸的相邻三个碱基；遗传信息可以通过DNA分子的复制传递给后代；反密码子是tRNA分子上与mRNA分子上密码子互补配对的三个碱基，与相应的DNA模板链上对应碱基相同，但是DNA中碱基为T而在tRNA中碱基为U。
【答案】：C(易错选A、B或D)
【错因分析】“遗传信息、密码子、反密码子”是考生最容易混淆的知识点，混淆的关键原因是对这三者所在的位置没有搞明白：遗传信息——DNA；密码子——信使RNA；反密码子——转运RNA。21世纪教育网
2．不能灵活地运用碱基互补配对原则进行计算
【易错典题2】 已知某DNA分子共含有1 000个碱基对，其中一条链上A：G：T：C=1：2：3：4。该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是 ( )
A．600个 B．900个 C．1 200个 D．1 800个
【解析】 DNA分子的复制是半保留复制，复制时遵循碱基互补配对原则。由题意可知，一条链上鸟嘌呤占2／10、胞嘧啶占4／10，故其数量分别是l 000×2／10=200、1 000×4／10=400。由此得出另一条链鸟嘌呤占400，整个DNA分子中鸟嘌呤占600个，复制2次形成4个DNA分子，其中从总量上看有一个相当于原来的，故有3个DNA分子需要新的鸟嘌呤，即3×600=1800。
【答案】D
【错因分析】 本题主要错因表现在三个方面：一是不能正确求已知链中的鸟嘌呤和胞嘧啶的量；二是不能依据所求出的胞嘧啶的量运用碱基互补配对原则求出另一条链中的鸟嘌呤
的量，因而不能正确算出整个DNA分子中鸟嘌呤的总量；三是不清楚复制2次形成的4个DNA分子中的鸟嘌呤量，实际上还包含原来那个DNA分子中的鸟嘌呤量。所以复制2次形成
的4个DNA分子所需的鸟嘌呤量实际为3个DNA分子中的鸟嘌呤的量。
3．根据核苷酸计算核酸分子量时忘记水分子的减少21世纪教育网
【易错典题3】 已知一条多肽链的分子量为l0 320，每个氨基酸的平均分子量为l20。每个脱氧核苷酸的平均分子量为300。那么合成该多肽化合物的基因的分子量约为（ ）
A．145 548 B．90 960
C．181 800 D．170 928
[解析] 氨基酸形成蛋白质的过程中要缩合失水，所以蛋白质的相对分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸总的分子数-18×缩合失水分子数。求出上题中的氨基酸的个数为101，则对应基因中脱氧核苷酸的个数为606。而基因的分子量=脱氧核苷酸个数×脱氧核苷酸平均分子量-18×失去水分子数。606×300-(606-2)×18=181 800-10 872=170 928。
[答案] D
[错因分析] 学生出错在两个地方：一是虽然知道蛋白质的形成中要失水，但是在做题时总是忘记；二是在求基因的分子量时忘记减掉失水的分子量。
4．不能正确理解不同类型的核酸结构特点
[易错典题4] 已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述那一种类型，应该 ( )
A．分析碱基类型，确定碱基比例
B．分析碱基类型，分析核糖类型
C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型
D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
[解析] 本题考查遗传物质的结构和特点。DNA和RNA的组成中五碳糖不同，碱基种类有所不同，双链结构的都符合碱基互补配对原则，数量特点应为A=T(U)、C=G。通过B选
项只能确定是DNA还是RNA，不能确定单链或双链；通A选项既能确定是DNA还是RNA，也能确定单链或双链。
[答案] A21世纪教育网
[错因分析] 本题选错的原因主要有两点：一是对DNA和RNA的碱基组成掌握不好，DNA——A、T、C、G；RNA——A、U、C、G。二是对DNA和RNA的空间结构及对应的碱j
掌握不好，双链核酸分子的A：T(U)、C=G，但单链核酸不一定是。
5．不同生物的遗传物质不同
[易错典题5] 下列关于生物遗传物质的叙述，哪一项是不正确的 ( )
A．牛的遗传物质是DNA
B．除部分病毒以外，生物的遗传物质都是DNA
C．绝大多数生物的遗传物质是DNA
D．生物细胞内DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质
[解析] 牛是真核生物，其细胞内既含DNA又含RNA，但只有DNA是遗传物质。病毒的遗传物质是DNA或RNA，其他有细胞结构的生物，其遗传物质是DNA，因此，可以说绝大多数生物的遗传物质是DNA。
[答案]D
[错因分析] “DNA是主要的遗传物质”中，“主要”二字的含义是“绝大多数”生物，不是指的DNA含量。这是大多数考生选错的原因。21世纪教育网
注射
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