专题09 基因的本质（知识梳理+4大考点精讲精练+实战训练）-【学考必备】2025年高中生物学业水平合格性考试总复习（全国通用）

专题09 基因的本质 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点01 DNA是主要的遗传物质 考点02 DNA的结构 考点03 DNA的复制 考点04 基因通常是有遗传效应的DNA片段 第四部分 实战能力训练·满分必刷 知识内容 考试目标层次 学考预测 A（了解、模仿、感受水平） B（理解、独立操作、认同水平） C（应用、领悟水平） 知识一 肺炎链球菌的转化实验 √ 从近三年高中学业水平试题来看，选择题和简答题都有一定分值的题目，题目难度中等，重点考查考生对DNA复制过程的理解。 知识二 噬菌体侵染大肠杆菌的实验 √ 知识三 DNA双螺旋结构模型构建过程 √ 知识四 DNA分子的结构 √ 知识五 DNA分子的复制的过程，结果和意义 √ 知识六 基因与DNA的关系 √ 知识七 基因的概念 √ 知识八 脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系 √ 一、肺炎链球菌的转化实验 1.材料：肺炎链球菌： 2.体内转化实验科学家：格里菲思 ①实验：加热杀死的S型菌+活R型菌→小鼠，小鼠体内有R型菌、S型菌（少部分） ②结论：加热杀死的S型菌内有转化因子，可将活R型菌转化为活S型菌， 此外还能证明：肺炎链球菌能产生可遗传的变异。 ③仅证明有转化因子，但转化因子的本质不清楚 3.体外转化实验：艾弗里 ①实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖。 ②方法：酶解法（减法原理） S型菌+DNA酶+R型菌---R型菌 ③结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质，即：DNA是遗传物质（转化因子），蛋白质不是。 ④转化的实质：基因重组，S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，但S型菌与原S型菌的遗传信息不完全相同。 DNA+R——R、S（少部分）； 发生转化的只是少部分R型菌 思路：把DNA和蛋白质分开，单独的、直接的观察各自的作用 4.体内和体外转化实验的联系： ①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌； ②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA； ③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则 2、 噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌 ①T2噬菌体的结构 ②T2噬菌体的复制式增殖：吸附→注入→合成→组装→释放 2.方法：同位素标记法； 3.实验思路：设法将DNA和蛋白质分开，单独地、直接地研究它们各自的功能。 4.实验过程：两组实验相互对照——对比实验 过程：标记噬菌体→侵染大肠杆菌（培养）→搅拌离心→放射性检测 ①标记噬菌体 标记噬菌体：首先在分别含有放射性同位素32P和35S标记的培养基上培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体 标记：DNA：32P；蛋白质：35S 35S：标记噬菌体的蛋白质（氨基酸的R基） 32P：标记DNA（磷酸基团）。 不用CHON标记，原因：CHON是DNA和蛋白质的共有元素，若选择共性元素做标记，则无法将DNA和蛋白质区分开 ②噬菌体侵染细菌（用普通的大肠杆菌） 短时间保温的目的：使全部的噬菌体侵染大肠杆菌，且不释放 ③搅拌、离心： 搅拌目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 离心目的：让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 结果：DNA进入细菌的细胞中，蛋白质外壳留在外面。 ④结论：DNA是遗传物质。 此外，还可以得出：DNA能进行自我复制，实现亲、子代的连续性；DNA能指导蛋白质的合成，控制生物体的新陈代谢和性状。 1.噬菌体侵染细菌实验中实验误差分析 ①32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液含有少量放射性的原因： a保温时间过短，部分噬菌体未侵染大肠杆菌； b保温时间过长，部分噬菌体增值后释放出来。 ②35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有少量放射性的原因： 搅拌不充分，少量35S噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面 噬菌体侵染细菌实验操作的两个关键环节：保温时间要合适、搅拌要充分 2.比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验 项目 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 设计思路 设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自的作用 处理方法 酶解法 同位素标记法 检测方式 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位置 结论 证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质 5.从烟草花叶病毒中提取出来的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取出来的RNA，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，RNA是遗传物质。 6．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；原核生物（如细菌）的遗传物质是DNA ，真核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。 7．在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“ 加法原理 ”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“ 减法原理 ”。 3、 DNA分子的结构 1探索历程 ①威尔金斯和富兰克林提供了：DNA衍射图谱的有关数据，沃森和克里克据此推算出：DNA分子呈螺旋结构； ②根据查哥夫提出：A=T,C=G，沃森和克里克据此推算出：DNA分子呈双螺旋结构。 2.DNA分子的结构及特点 ①DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。 ②双螺旋结构： a两条脱氧核苷酸长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 b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。 c两条链上的碱基通过氢键连接，形成碱基对，遵循碱基互补配对原则。 3.相邻碱基的连接：在一条链上通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连 两条链之间通过氢键相连。 4.数量关系： ①碱基数=脱氧核糖数=磷酸数=核苷酸数 ②氢键数： A—T碱基对间有2个氢键，C—G碱基对间有,3个氢键. C-G越多，结构越稳定 ③磷酸基团：1个双链DNA分子有2个游离的磷酸基团，环状DNA不存在游离的磷酸基团； 形成DNA时脱水聚合失水数=核苷酸数-2 ④1个脱氧核糖与1或2个磷酸相连； ⑤1个磷酸与1或2个脱氧核糖相连。 5.DNA初步水解产物：脱氧核苷酸，彻底水解产物：磷酸、脱氧核糖、碱基； 6.如何区分核酸是DNA还是RNA：一看五碳糖；二看特有碱基；三看单双链； 7.如何区分DNA是单链还是双链结构：嘌呤与嘧啶的数量关系； 8.磷酸端是5’端，OH端是3’端 9.DNA分子的结构特点： ①稳定性：磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架不变，碱基之间互补配对形成氢键方式不变等 ②多样性：不同的DNA分子中碱基对的数目和排列顺序多种多样。4n ③特异性：每种DNA分子有特定的碱基数目和排列顺序。 DNA、mRNA和蛋白质具有物种特异性，可以鉴定物种间亲缘关系的远近。核苷酸、氨基酸不具有物种特异性。 10.计算公式： ①A=T；C=G ②A=（A1+A2）/2 ③A+G=C+T=50%（不互补碱基之和占DNA的50%） 嘌呤数=嘧啶数 ④不互补类型：（A1+G1）/（C1+T1）=m；（A2+G2）/（C2+T2）=1/m；（A+G）/（C+T）=1； 互补类型： (A1+T1）/（C1+G1)＝n；　(A2+T2）/（C2+G2)=n；　　(A+T）/（C+G)=n； A1+T1＝ｎ％；　　　　　　A２+T２＝ｎ％；　　　　 A+T＝ｎ％ 可简记为“补则等，不补则倒” 四、DNA的复制 1.概念：DNA 复制是指以亲代 DNA为模板合成子代 DNA的过程。 2.复制的时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。 3.复制的场所：细胞核(主要)、 线粒体和叶绿体。 4.复制的条件：模板：DNA的两条链；原料： 4 种游离的 脱氧(核糖)核苷酸 ； 5.复制的条件： 能量：ATP ；酶：解旋酶 和 DNA 聚合酶 。 注： 解旋酶可使碱基之间的氢键断裂。 6.复制的特点：边解旋变复制、半保留复制。 7.准确复制的原因 ①DNA 分子独特的 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的进行。 8.意义： DNA 分子通过复制， 将遗传信息 从亲代传递给了子代， 从而保持了遗传信息的连续性。 9.DNA 分子半保留复制的相关计算 1个含 15N 的 DNA 分子， 放在含 14N 脱氧核苷酸的环境中复制 n 次， 产生子代 DNA 2n 个， 其中： ①含 15N 的 DNA 有 2 个；含 14N 的 DNA 有 2n 个。 ②只含 15N 的 DNA 有 0 个；只含 14N 的 DNA 有 2n -2 个。 ③脱氧核苷酸链有 2n＋1 条，其中含 15N 的链有2条，含 14N 的链有 2n＋1 －2 条。 ④若某 DNA 分子含某碱基 m 个， 如果该 DNA 分子复制 n 次， 则需消耗含该碱基的游离脱氧核苷酸数为 m*(2n -1 )个。 10.验证DNA的复制方式的实验研究方法：假说演绎法 ①假说：半保留复制——提出者：沃森和克里克 ②实验者：梅塞尔森、斯塔尔 ③方法：同位素标记技术和密度梯度离心技术。 ④材料：大肠杆菌 ⑤原理：15N和14N是两种稳定同位素，相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，利用离心技术可在试管中区分含有不同N元素的DNA。 ⑥过程：先用含15N的培养液培养大肠杆菌若干代，目的：使DNA双链充分被15N标记。 ⑦鉴定DNA复制方式时，如何区分亲子代DNA？ 在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，进行离心，根据试管中DNA所在的位置区分亲子代DNA。 四、基因通常是有遗传效应的DNA片段 1.基因的本质：基因是有遗传效应的DNA片段。不是任何一个 DNA 片段都是基因。 2.一个 DNA 分子上有许多个基因， 每一个基因都是特定的DNA 片段，有着特定的遗传效应 。 3.DNA 分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在 DNA 的 4 种碱基的排列顺序中。 4.DNA 的特性—多样性：碱基排列顺序的千变万化，构成了 DNA 分子的多样性。 5.DNA 的特性—特异性：碱基特定的排列顺序 ，构成了每一个 DNA 分子的特异性。 6.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。 7.人类基因组计划测定的是 24条染色体（22 条常染色体＋ X ＋ Y）上DNA的碱基序列。 8.有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 练 考点01 DNA是主要的遗传物质 【典型例题1】（2024高一下·河北·学业考试）下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，错误的是（    ） A．S型活细菌有致病性 B．R型细菌没有多糖类荚膜 C．S型细菌形成的菌落表面粗糙 D．R型活细菌一部分转化为S型活细菌 做题技巧：R型菌和S型菌都是肺炎链球菌，但是菌落的形态不一样，致病性不一样。 · 对点专攻1下图为肺炎链球菌转化实验示意图，由此实验推测（    ） A．肺炎链球菌遗传物质是DNA B．肺炎链球菌是原核生物 C．S型活菌细胞外有蛋白质类的荚膜 D．S型死菌中有一种物质能把某些R型菌转化为S型菌 · 对点专攻2在格里菲思实验的基础上，艾弗里通过实验提出使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是（    ） A．DNA B．脂质 C．糖类 D．蛋白质 【典型例题2】（2024高一下·河北·学业考试）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验表明：T2噬菌体的遗传物质是（    ） A．RNA B．DNA C．蛋白质 D．蛋白质和DNA · 对点专攻1遗传学家赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了T2噬菌体的遗传物质是（    ） A．蛋白质 B．DNA C．氨基酸 D．脱氧核苷酸 · 对点专攻2在证明 DNA 是遗传物质的实验中 赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的 DNA 和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依次是（    ） A． ①、④ B．②、④ C．①、⑤ D．③、⑤ 考点02 DNA的结构 【典型例题1】（2024高一下·浙江绍兴·学业考试）图为某DNA分子的结构模式图（部分片段）。下列说法错误的是（    ） A．该DNA分子中①与③数量相等，②与④数量相等 B．④⑤⑦组成的脱氧核糖核苷酸是DNA分子的基本单位之一 C．DNA具有特异性与磷酸和脱氧核糖交替连接形成的骨架有关 D．该DNA分子两条单链按反向平行的方式盘旋形成双螺旋结构 做题技巧：熟记DNA双螺旋结构的特点。 · 对点专攻1下列关于DNA分子的叙述，错误的是（　　） A．一个双链DNA分子含C—G碱基对比例越高，结构越稳定 B．组成DNA的碱基排列在内侧，碱基排列顺序的千变万化构成DNA分子的多样性 C．DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基 D．双链DNA分子中一条链（A+C）/（G+T）的比值与互补链该比值互为倒数 · 对点专攻2近年来，我国已将近千名在韩中国人民志愿军烈士遗骸带回了祖国。为了让英雄魂归故里，人们从遗骸中提取残存的DNA与相关人员进行比对，从而准确地找到烈士的亲属。该方法主要利用了（　　） A．DNA分子具有特异性 B．DNA分子具有高效性 C．DNA分子具有变异性 D．DNA分子具有统一性 【典型例题2】（2024高一下·湖南株洲·学业考试）下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型（表示脱氧核糖、表示碱基、 向表示磷酸基团）。其中正确的是（    ） A． B． C． D． · 对点专攻1实验课上某同学组装DNA 双链模型（要求含10个碱基对）。下列叙述正确的是（　　） A．模型中脱氧核糖和碱基的比例为1：1 B．碱基和磷酸连接排列在模型的外侧 C．碱基A和T的数量分别为6个和4个 D．最多能组装出20种不同的DNA 模型 · 对点专攻2摩尔根利用果蝇杂交实验提供了基因位于染色体上的实验证据。在此过程中他所采用的研究方法是（　　） A．模型建构法 B．假说—演绎法 C．类比推理法 D．同位素标记法 考点03 DNA的复制 【典型例题1】（2023高一下·河北·学业考试）下图是DNA复制过程示意图，①—④代表DNA长链，两条长链之间的虚线代表碱基对。据图推断，子代DNA的长链中碱基序列通常相同的是（    ） A． ①和② B．②和③ C．①和③ D．②和④ 做题技巧：DNA的复制遵循碱基互补配对原则。 · 对点专攻1有关真核细胞DNA复制过程的叙述，错误的是（　　） A．遵循碱基互补配对原则 B．具有边解旋边复制的特点 C．以DNA的两条链为模板 D．需要解旋酶和RNA聚合酶的参与 · 对点专攻2把一个15N标记的大肠杆菌（拟核含1个DNA分子）转移到含14N的培养基中，培养三代，若仅考虑拟核中的遗传物质，则可能出现（　　） A．含15N拟核的大肠杆菌8个 B．含15N脱氧核苷酸链4条 C．含14N的DNA 8个 D．含14N的染色体2条 考点04 基因通常是有遗传效应的DNA片段 【典型例题1】（2023高一下·河北·学业考试）下列关于真核细胞中基因的叙述错误的是（    ） A．基本组成单位是脱氧核苷酸 B．在染色体上呈线性排列 C．是具有遗传效应的多肽链 D．可以对基因进行编辑 · 对点专攻1下列关于基因的叙述，正确的是（    ） A．都只存在于正常细胞中 B．都位于染色体上 C．都蕴藏遗传信息 D．都只影响一个性状 · 对点专攻2基因中的遗传信息蕴含在基因的（    ） A．空间结构中 B．碱基种类中 C．脱氧核苷酸排列顺序中 D．碱基的配对方式中 1．格里菲斯的肺炎链球菌转化实验中用到的肺炎链球菌有S型和R型之分。下列关于肺炎链球菌的叙述中，错误的是（    ） A．R型菌无多糖类的荚膜 B．R型菌菌落表面粗糙 C．有一种菌可使人和小鼠患肺炎 D．S型菌无致病性 2．赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列叙述正确的是（    ） A．实验中可用含33S的普通培养基标记噬菌体 B．合成子代噬菌体DNA的模板来自大肠杆菌 C．合成子代噬菌体蛋白质的原料全部来自大肠杆菌 D．用32P标记噬菌体，若保温时间过短，沉淀物放射性增强 3．下列关于生物遗传物质的说法，正确的是（    ） A．同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA B．DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNA C．真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNA D．艾弗里的肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质 4．为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示： 下列叙述错误的是（    ） A．甲组培养皿中有R型及S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性 B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质 C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA D．实验能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，而不是蛋白质 5．某双链DNA分子片段有200个碱基，其中腺嘌呤（A）有30个，则该片段中胞嘧啶（C）应有（    ） A．20个 B．30个 C．60个 D．70个 6．若某双链DNA分子中胞嘧啶（C）占全部碱基的18%，则腺嘌呤（A）占全部碱基的（    ） A．18% B．32% C．36% D．64% 7．如图是DNA的平面结构模式图。据图分析，下列叙述不正确的是（    ） A．①代表磷酸 B．②代表核糖 C．③代表胞嘧啶 D．④代表碱基对 8．下列关于人的遗传物质DNA分子结构的说法，错误的是（　　） A．DNA是由两条单链组成的 B．组成DNA的两条链反向平行盘旋成双螺旋结构 C．DNA分子中的碱基对以氢键连接 D．DNA分子中4种碱基的配对方式是随机的 9．一个DNA分子经过两次复制，形成的DNA分子含有DNA单链数为（    ） A．2条 B．4条 C．8条 D．16条 10．如图表示DNA复制过程示意图，数字①代表参与DNA复制过程的一种酶，②③④分别代表一条链，a和b为经复制得到的两个DNA。下列叙述错误的是（    ） A．①是解旋酶，破坏两条母链之间的氢键 B．DNA的复制特点是边解旋边复制 C．图中③链上的碱基排列顺序一般和④相同 D．该过程需要以4种核糖核苷酸为原料 11．将一个未标记的DNA分子放在含15N的培养液中复制2代，子代DNA分子中含15N的DNA分子所占比例为（    ） A．1/4 B．1/2 C．3/4 D．1 12．DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述错误的是（　　） A．复制过程是边解旋边复制 B．以游离的8种核苷酸为原料 C．DNA双螺旋结构为复制提供模板 D．碱基互补配对原则保证复制准确进行 13．下列选项中能正确表示物质从简单到复杂的结构层次关系的是（    ） A．基因→DNA→脱氧核苷酸 B．脱氧核苷酸→DNA→基因 C．脱氧核苷酸→基因→DNA D．DNA→脱氧核苷酸→基因 14．下列关于基因、DNA 和染色体关系的叙述，错误的是（    ） A．染色体主要由蛋白质和 DNA 组成 B．每条染色体上只能含有一个 DNA 分子 C．一个 DNA 分子上有多个基因 D．基因是具有遗传效应的 DNA 片段 15．基因是有遗传效应的DNA片段。下列关于基因和染色体关系的表述，正确的是（    ） A．染色体是由基因和DNA组成 B．一条染色体上只有一个基因 C．一条染色体上可能含有2个DNA分子 D．DNA的任意片段都是基因 16．如图为某双链DNA分子片段的平面结构模式图。请回答下列问题： (1)图中序号⑦所代表结构的中文名称是 。 (2)DNA分子由两条平行且方向 的单链组成，两条单链之间的碱基通过 键连接，碱基间的配对遵循 原则。 (3)DNA分子的两条链形成的立体结构呈 结构。 17．下列甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题： (1)从甲图可看成DNA的复制方式是 ，此过程遵循了 原则。 (2)指出乙图中序号代表的结构名称：1 ，7 。 (3)甲图中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链。其中A是 酶，B是 酶。 (4)已知G和C之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，若某DNA片段中，碱基对为n，A有m个，则氢键数为 。 18．基因通常是有遗传效应的DNA片段。2016年，我国科学家在世界上首次将基因组编辑用于治疗癌症。如图是DNA结构模式图。据图回答（在[  ]内填序号，在横线上填文字）。 (1)DNA由两条单链组成，这两条链按 （填“正”或“反”）向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)DNA中的脱氧核糖和 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。排列在基本骨架内侧的是 。 (3)DNA中碱基按照碱基互补配对原则配对，图中[①]是 （填字母）。两条链上的碱基通过[③] 连接成[②] 。 (4)DNA分子中碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的 ，而碱基特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 基因的本质 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点01 DNA是主要的遗传物质 考点02 DNA的结构 考点03 DNA的复制 考点04 基因通常是有遗传效应的DNA片段 第四部分 实战能力训练·满分必刷 知识内容 考试目标层次 学考预测 A（了解、模仿、感受水平） B（理解、独立操作、认同水平） C（应用、领悟水平） 知识一 肺炎链球菌的转化实验 √ 从近三年高中学业水平试题来看，选择题和简答题都有一定分值的题目，题目难度中等，重点考查考生对DNA复制过程的理解。 知识二 噬菌体侵染大肠杆菌的实验 √ 知识三 DNA双螺旋结构模型构建过程 √ 知识四 DNA分子的结构 √ 知识五 DNA分子的复制的过程，结果和意义 √ 知识六 基因与DNA的关系 √ 知识七 基因的概念 √ 知识八 脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系 √ 一、肺炎链球菌的转化实验 1.材料：肺炎链球菌： 2.体内转化实验科学家：格里菲思 ①实验：加热杀死的S型菌+活R型菌→小鼠，小鼠体内有R型菌、S型菌（少部分） ②结论：加热杀死的S型菌内有转化因子，可将活R型菌转化为活S型菌， 此外还能证明：肺炎链球菌能产生可遗传的变异。 ③仅证明有转化因子，但转化因子的本质不清楚 3.体外转化实验：艾弗里 ①实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖。 ②方法：酶解法（减法原理） S型菌+DNA酶+R型菌---R型菌 ③结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质，即：DNA是遗传物质（转化因子），蛋白质不是。 ④转化的实质：基因重组，S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，但S型菌与原S型菌的遗传信息不完全相同。 DNA+R——R、S（少部分）； 发生转化的只是少部分R型菌 思路：把DNA和蛋白质分开，单独的、直接的观察各自的作用 4.体内和体外转化实验的联系： ①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌； ②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA； ③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则 2、 噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌 ①T2噬菌体的结构 ②T2噬菌体的复制式增殖：吸附→注入→合成→组装→释放 2.方法：同位素标记法； 3.实验思路：设法将DNA和蛋白质分开，单独地、直接地研究它们各自的功能。 4.实验过程：两组实验相互对照——对比实验 过程：标记噬菌体→侵染大肠杆菌（培养）→搅拌离心→放射性检测 ①标记噬菌体 标记噬菌体：首先在分别含有放射性同位素32P和35S标记的培养基上培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体 标记：DNA：32P；蛋白质：35S 35S：标记噬菌体的蛋白质（氨基酸的R基） 32P：标记DNA（磷酸基团）。 不用CHON标记，原因：CHON是DNA和蛋白质的共有元素，若选择共性元素做标记，则无法将DNA和蛋白质区分开 ②噬菌体侵染细菌（用普通的大肠杆菌） 短时间保温的目的：使全部的噬菌体侵染大肠杆菌，且不释放 ③搅拌、离心： 搅拌目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 离心目的：让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 结果：DNA进入细菌的细胞中，蛋白质外壳留在外面。 ④结论：DNA是遗传物质。 此外，还可以得出：DNA能进行自我复制，实现亲、子代的连续性；DNA能指导蛋白质的合成，控制生物体的新陈代谢和性状。 1.噬菌体侵染细菌实验中实验误差分析 ①32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液含有少量放射性的原因： a保温时间过短，部分噬菌体未侵染大肠杆菌； b保温时间过长，部分噬菌体增值后释放出来。 ②35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有少量放射性的原因： 搅拌不充分，少量35S噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面 噬菌体侵染细菌实验操作的两个关键环节：保温时间要合适、搅拌要充分 2.比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验 项目 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 设计思路 设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自的作用 处理方法 酶解法 同位素标记法 检测方式 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位置 结论 证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质 5.从烟草花叶病毒中提取出来的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取出来的RNA，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，RNA是遗传物质。 6．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；原核生物（如细菌）的遗传物质是DNA ，真核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。 7．在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“ 加法原理 ”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“ 减法原理 ”。 3、 DNA分子的结构 1探索历程 ①威尔金斯和富兰克林提供了：DNA衍射图谱的有关数据，沃森和克里克据此推算出：DNA分子呈螺旋结构； ②根据查哥夫提出：A=T,C=G，沃森和克里克据此推算出：DNA分子呈双螺旋结构。 2.DNA分子的结构及特点 ①DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。 ②双螺旋结构： a两条脱氧核苷酸长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 b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。 c两条链上的碱基通过氢键连接，形成碱基对，遵循碱基互补配对原则。 3.相邻碱基的连接：在一条链上通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连 两条链之间通过氢键相连。 4.数量关系： ①碱基数=脱氧核糖数=磷酸数=核苷酸数 ②氢键数： A—T碱基对间有2个氢键，C—G碱基对间有,3个氢键. C-G越多，结构越稳定 ③磷酸基团：1个双链DNA分子有2个游离的磷酸基团，环状DNA不存在游离的磷酸基团； 形成DNA时脱水聚合失水数=核苷酸数-2 ④1个脱氧核糖与1或2个磷酸相连； ⑤1个磷酸与1或2个脱氧核糖相连。 5.DNA初步水解产物：脱氧核苷酸，彻底水解产物：磷酸、脱氧核糖、碱基； 6.如何区分核酸是DNA还是RNA：一看五碳糖；二看特有碱基；三看单双链； 7.如何区分DNA是单链还是双链结构：嘌呤与嘧啶的数量关系； 8.磷酸端是5’端，OH端是3’端 9.DNA分子的结构特点： ①稳定性：磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架不变，碱基之间互补配对形成氢键方式不变等 ②多样性：不同的DNA分子中碱基对的数目和排列顺序多种多样。4n ③特异性：每种DNA分子有特定的碱基数目和排列顺序。 DNA、mRNA和蛋白质具有物种特异性，可以鉴定物种间亲缘关系的远近。核苷酸、氨基酸不具有物种特异性。 10.计算公式： ①A=T；C=G ②A=（A1+A2）/2 ③A+G=C+T=50%（不互补碱基之和占DNA的50%） 嘌呤数=嘧啶数 ④不互补类型：（A1+G1）/（C1+T1）=m；（A2+G2）/（C2+T2）=1/m；（A+G）/（C+T）=1； 互补类型： (A1+T1）/（C1+G1)＝n；　(A2+T2）/（C2+G2)=n；　　(A+T）/（C+G)=n； A1+T1＝ｎ％；　　　　　　A２+T２＝ｎ％；　　　　 A+T＝ｎ％ 可简记为“补则等，不补则倒” 四、DNA的复制 1.概念：DNA 复制是指以亲代 DNA为模板合成子代 DNA的过程。 2.复制的时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。 3.复制的场所：细胞核(主要)、 线粒体和叶绿体。 4.复制的条件：模板：DNA的两条链；原料： 4 种游离的 脱氧(核糖)核苷酸 ； 5.复制的条件： 能量：ATP ；酶：解旋酶 和 DNA 聚合酶 。 注： 解旋酶可使碱基之间的氢键断裂。 6.复制的特点：边解旋变复制、半保留复制。 7.准确复制的原因 ①DNA 分子独特的 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的进行。 8.意义： DNA 分子通过复制， 将遗传信息 从亲代传递给了子代， 从而保持了遗传信息的连续性。 9.DNA 分子半保留复制的相关计算 1个含 15N 的 DNA 分子， 放在含 14N 脱氧核苷酸的环境中复制 n 次， 产生子代 DNA 2n 个， 其中： ①含 15N 的 DNA 有 2 个；含 14N 的 DNA 有 2n 个。 ②只含 15N 的 DNA 有 0 个；只含 14N 的 DNA 有 2n -2 个。 ③脱氧核苷酸链有 2n＋1 条，其中含 15N 的链有2条，含 14N 的链有 2n＋1 －2 条。 ④若某 DNA 分子含某碱基 m 个， 如果该 DNA 分子复制 n 次， 则需消耗含该碱基的游离脱氧核苷酸数为 m*(2n -1 )个。 10.验证DNA的复制方式的实验研究方法：假说演绎法 ①假说：半保留复制——提出者：沃森和克里克 ②实验者：梅塞尔森、斯塔尔 ③方法：同位素标记技术和密度梯度离心技术。 ④材料：大肠杆菌 ⑤原理：15N和14N是两种稳定同位素，相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，利用离心技术可在试管中区分含有不同N元素的DNA。 ⑥过程：先用含15N的培养液培养大肠杆菌若干代，目的：使DNA双链充分被15N标记。 ⑦鉴定DNA复制方式时，如何区分亲子代DNA？ 在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，进行离心，根据试管中DNA所在的位置区分亲子代DNA。 四、基因通常是有遗传效应的DNA片段 1.基因的本质：基因是有遗传效应的DNA片段。不是任何一个 DNA 片段都是基因。 2.一个 DNA 分子上有许多个基因， 每一个基因都是特定的DNA 片段，有着特定的遗传效应 。 3.DNA 分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在 DNA 的 4 种碱基的排列顺序中。 4.DNA 的特性—多样性：碱基排列顺序的千变万化，构成了 DNA 分子的多样性。 5.DNA 的特性—特异性：碱基特定的排列顺序 ，构成了每一个 DNA 分子的特异性。 6.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。 7.人类基因组计划测定的是 24条染色体（22 条常染色体＋ X ＋ Y）上DNA的碱基序列。 8.有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 练 考点01 DNA是主要的遗传物质 【典型例题1】（2024高一下·河北·学业考试）下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，错误的是（    ） A．S型活细菌有致病性 B．R型细菌没有多糖类荚膜 C．S型细菌形成的菌落表面粗糙 D．R型活细菌一部分转化为S型活细菌 做题技巧：R型菌和S型菌都是肺炎链球菌，但是菌落的形态不一样，致病性不一样。 【答案】C 【分析】肺炎链球菌转化实验实验所用肺炎链球菌的类型：实验选择的肺炎链球菌有两种类型。S型菌体有多糖类荚膜，菌落表面光滑，有致病性；R型菌体无多糖类荚膜，菌落表面粗糙，无致病性。 【详解】A、S型菌体有多糖类荚膜，菌落表面光滑，有致病性，A正确； B、R型菌体无多糖类荚膜，菌落表面粗糙，无致病性，B正确； C、S型细菌形成的菌落表面光滑，C错误； D、将S型细菌的DNA与R型细菌混合后可将R型活细菌一部分转化为S型活细菌，D正确。 故选 C。 · 对点专攻1下图为肺炎链球菌转化实验示意图，由此实验推测（    ） A．肺炎链球菌遗传物质是DNA B．肺炎链球菌是原核生物 C．S型活菌细胞外有蛋白质类的荚膜 D．S型死菌中有一种物质能把某些R型菌转化为S型菌 【答案】D 【分析】1、R型和S型肺炎双球菌的区别是前者没有荚膜（菌落表现粗糙），后者有荚膜（菌落表现光滑）。 2、由肺炎双球菌转化实验可知，只有S型菌有毒，会导致小鼠死亡，S型菌的DNA才会是R型菌转化为S型菌。肺炎双球菌体内转化实验：R型细菌→小鼠→存活；S型细菌→小鼠→死亡；加热杀死的S型细菌→小鼠→存活；加热杀死的S型细菌+R型细菌→小鼠→死亡。 【详解】A、图示过程只能说明S型死菌含有“转化因子”，会使R型菌转化为S型菌，A错误； B、图示实验过程及结果无法得出肺炎链球菌是原核生物的结论，B错误； C、S型活菌细胞外有多糖荚膜，C错误； D、该实验中，单独给小鼠注射活的R型菌不致死，单独给小鼠注射S型死菌也不致死，二者混合注射后小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离出了S型活菌，说明S型死菌中存在某种物质能使R型活菌转化为S型菌，D正确。 故选D。 · 对点专攻2在格里菲思实验的基础上，艾弗里通过实验提出使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是（    ） A． DNA B．脂质 C．糖类 D．蛋白质 【答案】A 【分析】1、格里菲思的转化实验过程是：①将R型活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡；②将S型活细菌注射到小鼠体内，小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌；③将热致死的S型细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡；④将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，从死亡的小鼠体内分离出有致病性的S型活细菌，而且这些S型活细菌的后代也是有致病性的S型活细菌。由此可以推断：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，即加热致死的S型细菌内有“转化因子”。 2、艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验的过程是：将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中，结果出现了S型活细菌。然后，他们对细胞提取物分别进行不同的处理后再进行转化实验，结果表明分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后，细胞提取物仍然具有转化活性；用DNA酶处理后，细胞提取物就失去了转化活性。实验表明，细胞提取物中含有“转化因子”，而“转化因子”很可能就是DNA。 【详解】格里菲思根据肺炎链球菌体内转化实验的结果，推测加热致死的S型细菌内有“转化因子”，艾弗里根据其所做的肺炎链球菌的体外转化实验的结果，提出DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，A正确，BCD错误。 故选A。 【典型例题2】（2024高一下·河北·学业考试）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验表明：T2噬菌体的遗传物质是（    ） A．RNA B．DNA C．蛋白质 D．蛋白质和DNA 【答案】B 【分析】噬菌体侵染大肠杆菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。 【详解】噬菌体是一种DNA病毒，噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程：吸附→侵入→复制→组装→释放。噬菌体的DNA进入细菌，就能合成新的噬菌体。此实验证明了DNA能够自我复制，在亲子代之间能够保持一定的连续性，证明DNA是噬菌体遗传物质，也证明了DNA能够控制蛋白质的合成，B正确，ACD错误。 故选B。 · 对点专攻1遗传学家赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了T2噬菌体的遗传物质是（    ） A．蛋白质 B．DNA C．氨基酸 D．脱氧核苷酸 【答案】B 【分析】噬菌体侵染大肠杆菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。 【详解】T2噬菌体是一种DNA病毒，噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程：吸附→侵入→复制→组装→释放。噬菌体的DNA进入细菌，就能合成新的噬菌体。此实验证明了DNA能够自我复制，在亲子代之间能够保持一定的连续性，证明DNA是噬菌体遗传物质，也证明了DNA能够控制蛋白质的合成，B正确，ACD错误。 故选B。 · 对点专攻2在证明 DNA 是遗传物质的实验中 赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的 DNA 和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依次是（    ） A． ①、④ B．②、④ C．①、⑤ D．③、⑤ 【答案】A 【分析】1、根据题意和图示分析可知：①为磷酸；②为脱氧核糖；③为含氮碱基（胞嘧啶或鸟嘌呤）；④为R基；⑤为肽键（-CO-NH-）； 2、由于DNA中含有C、H、O、N、P五种元素，蛋白质中主要含有C、H、O、N四种元素，一般还含有S元素，而噬菌体中只含有DNA和蛋白质两种物质，故用35S、32P分别标记的是噬菌体的蛋白质和DNA。 【详解】由于P元素存在于磷酸部位，S元素存在于氨基酸的R基中，所以用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，标记元素所在部位依次是磷酸和R基团，即①和④部位，BCD错误、A正确。 故选A。 考点02 DNA的结构 【典型例题1】（2024高一下·浙江绍兴·学业考试）图为某DNA分子的结构模式图（部分片段）。下列说法错误的是（    ） A．该DNA分子中①与③数量相等，②与④数量相等 B．④⑤⑦组成的脱氧核糖核苷酸是DNA分子的基本单位之一 C．DNA具有特异性与磷酸和脱氧核糖交替连接形成的骨架有关 D．该DNA分子两条单链按反向平行的方式盘旋形成双螺旋结构 做题技巧：熟记DNA双螺旋结构的特点。 【答案】C 【分析】DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。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，碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。 【详解】A、DNA分子的两条链是互补关系，且A和T配对，G和C配对，因此该DNA分子中①T与③A数量相等，②C与④G数量相等，A正确； B、根据DNA单链的方向可知，④⑤⑦组成的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸是DNA分子的基本单位之一，B正确； C、DNA分子具有特异性与碱基的排列顺序有关，与磷酸和脱氧核糖交替连接形成的骨架无关，C错误； D、该DNA分子两条单链按反向平行的方式盘旋形成双螺旋结构，具有该结构的DNA分子结构上具有一定的稳定性，D正确。 故选C。 · 对点专攻1下列关于DNA分子的叙述，错误的是（　　） A．一个双链DNA分子含C—G碱基对比例越高，结构越稳定 B．组成DNA的碱基排列在内侧，碱基排列顺序的千变万化构成DNA分子的多样性 C．DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基 D．双链DNA分子中一条链（A+C）/（G+T）的比值与互补链该比值互为倒数 【答案】C 【分析】DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构；DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A一定与T配对，G一定与C配对。 【详解】A、C和G之间存在三个氢键，A和T之间存在两个氢键，一个双链DNA分子含C—G碱基对比例越高，结构越稳定，A正确； B、DNA中碱基排列在内侧，碱基排列顺序的千变万化构成DNA分子的多样性，碱基特定的排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性，B正确； C、DNA分子中大多数脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基，但每条链3'端的脱氧核糖上连着一个磷酸和一个碱基，C错误； D、在双链DNA分子中，由于A一定与T配对，G一定与C配对，即A=T、C=G，故双链DNA分子中一条链（A+C）/（G+T）的比值与互补链该比值互为倒数，D正确。 故选C。 · 对点专攻2近年来，我国已将近千名在韩中国人民志愿军烈士遗骸带回了祖国。为了让英雄魂归故里，人们从遗骸中提取残存的DNA与相关人员进行比对，从而准确地找到烈士的亲属。该方法主要利用了（　　） A．DNA分子具有特异性 B．DNA分子具有高效性 C．DNA分子具有变异性 D．DNA分子具有统一性 【答案】A 【分析】DNA分子具有特异性，即每个DNA分子都有特定的碱基序列 【详解】ABCD、每个人的DNA分子的碱基序列都是特定的，即利用DNA分子的特异性进行身份确认，D正确，BCD错误。 故选A。 【典型例题2】（2024高一下·湖南株洲·学业考试）下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型（表示脱氧核糖、表示碱基、 向表示磷酸基团）。其中正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【分析】脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸基团构成。胸腺嘧啶是脱氧核苷酸特有的碱基，没有尿嘧啶。磷酸和含氮碱基都连接在脱氧核糖上，且分别位于脱氧核糖的两侧。 【详解】A、脱氧核苷酸分子中不含碱基U，A错误。 B、脱氧核苷酸结构中，磷酸基团直接与脱氧核糖相连，B错误； C、脱氧核苷酸由含氮碱基、脱氧核糖和磷酸基团构成，脱氧核糖在中间，磷酸基团和含氮碱基在脱氧核糖的两边，C正确； D、脱氧核苷酸结构中，含氮碱基直接与脱氧核糖相连，D错误； 故选C。 · 对点专攻1实验课上某同学组装DNA 双链模型（要求含10个碱基对）。下列叙述正确的是（　　） A．模型中脱氧核糖和碱基的比例为1：1 B．碱基和磷酸连接排列在模型的外侧 C．碱基A和T的数量分别为6个和4个 D．最多能组装出20种不同的DNA 模型 【答案】A 【分析】DNA双螺旋结构的主要特点如下： （1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按平行方式盘旋成双螺旋结构。 （2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。 （3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基之间配对时遵循碱基互补配对原则，即A总是与T配对、C总是与G配对。 【详解】A、依据题干信息，组装含有10个碱基对的DNA双链模型，由于DNA的单体是脱氧核糖核苷酸，每个核苷酸都由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成，故模型中脱氧核糖和碱基的比例为1：1，A正确； B、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，B错误； C、DNA两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基之间配对时遵循碱基互补配对原则，即A总是与T配对、C总是与G配对，故碱基A与碱基T的数量相等，C错误； D、该DNA要搭建只有10个碱基对的DNA双链结构模型，碱基之间配对时遵循碱基互补配对原则，一条链上的碱基排列顺序就会决定第二条的碱基排列顺序，故搭建的DNA种类数最多有410种，D错误。 故选A。 · 对点专攻2摩尔根利用果蝇杂交实验提供了基因位于染色体上的实验证据。在此过程中他所采用的研究方法是（　　） A． 模型建构法 B．假说—演绎法 C．类比推理法 D．同位素标记法 【答案】B 【分析】1、假说--演绎法的基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论，如孟德尔应用该方法提出遗传定律，摩尔根应用该方法证明基因在染色体上。 2、萨顿根据基因与染色体之间的平行关系，利用类比推理法提出假说“基因在染色体上”。 【详解】摩尔根利用果蝇杂交实验利用假说—演绎法证明了基因位于染色体上，B符合题意。 故选B。 考点03 DNA的复制 【典型例题1】（2023高一下·河北·学业考试）下图是DNA复制过程示意图，①—④代表DNA长链，两条长链之间的虚线代表碱基对。据图推断，子代DNA的长链中碱基序列通常相同的是（    ） A． ①和② B．②和③ C．①和③ D．②和④ 做题技巧：DNA的复制遵循碱基互补配对原则。 【答案】B 【分析】DNA复制的条件：①模板：亲代DNA分子的两条链；②原料：游离的4种脱氧核苷酸；③能量：ATP；④酶：解旋酶、DNA聚合酶。 【详解】DNA的两条链是互补的，在复制的时候分别以两条链作为模板，遵循碱基互补配对原则进行复制，①②链互补，①③互补，那么②③就相同，②④互补，B正确，ACD错误。 故选B。 · 对点专攻1有关真核细胞DNA复制过程的叙述，错误的是（　　） A．遵循碱基互补配对原则 B．具有边解旋边复制的特点 C．以DNA的两条链为模板 D．需要解旋酶和RNA聚合酶的参与 【答案】D 【分析】DNA复制条件：（1）模板：亲代DNA分子的两条链。（2）原料：游离的4种脱氧核苷酸。（3）能量：ATP。（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶。 【详解】A、真核细胞DNA复制过程遵循碱基互补配对原则，A与T配对，C与G配对，A正确； B、真核细胞DNA复制过程中，DNA分子边解旋边复制，提高复制效率，B正确； C、以亲代DNA分子的两条链为模板，原料为游离的4种脱氧核苷酸，C正确； D、需要解旋酶和DNA聚合酶的参与，D错误。 故选D。 · 对点专攻2把一个15N标记的大肠杆菌（拟核含1个DNA分子）转移到含14N的培养基中，培养三代，若仅考虑拟核中的遗传物质，则可能出现（　　） A．含15N拟核的大肠杆菌8个 B．含15N脱氧核苷酸链4条 C．含14N的DNA 8个 D．含14N的染色体2条 【答案】C 【分析】DNA复制时，DNA的两条单链分别作为模板，利用DNA聚合酶和解旋酶，原料是脱氧核苷酸，产物是DNA。 【详解】ABC、大肠杆菌含有一个15N标记的DNA，转移到含14N的培养基中，增殖一次，产生的两个DNA，每个DNA均是一条单链含有15N，一条单链含14N。在含14N的培养基中，增殖两次，产生的四个DNA分子，其中有两个DNA只含14N，两个DNA均是一条单链含有15N，一条单链含14N。在含14N的培养基中，增殖三次，产生的八个DNA分子，其中有六个DNA只含14N，两个DNA均是一条单链含有15N，一条单链含14N。综上分析，含15N拟核的大肠杆菌2个，含15N脱氧核苷酸链2条，含14N的DNA 8个，A错误，B错误，C正确； D、大肠杆菌是原核生物，没有染色体，D错误。 故选C。 考点04 基因通常是有遗传效应的DNA片段 【典型例题1】（2023高一下·河北·学业考试）下列关于真核细胞中基因的叙述错误的是（    ） A．基本组成单位是脱氧核苷酸 B．在染色体上呈线性排列 C．是具有遗传效应的多肽链 D．可以对基因进行编辑 【答案】C 【分析】基因通常是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸，基因在染色体上，且一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。 【详解】A、基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，A正确； B、基因主要存在染色体上，且一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，B正确； C、基因通常是有遗传效应的DNA片段，C错误； D、基因通常是有遗传效应的DNA片段，可以对基因进行编辑，D正确。 故选C。 · 对点专攻1下列关于基因的叙述，正确的是（    ） A．都只存在于正常细胞中 B．都位于染色体上 C．都蕴藏遗传信息 D．都只影响一个性状 【答案】C 【分析】1、基因的概念：基因主要是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。 2、基因和染色体的关系：基因在染色体上，并且在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。 【详解】A、病毒没有细胞结构，其遗传物质也含有基因，A错误； B、线粒体和叶绿体上的DNA没有形成染色体，但也有基因，B错误； C、基因上碱基排列顺序代表了遗传信息，所以基因都蕴藏遗传信息，C正确； D、一个基因可能影响多个性状，D错误。 故选C。 · 对点专攻2基因中的遗传信息蕴含在基因的（    ） A．空间结构中 B．碱基种类中 C．脱氧核苷酸排列顺序中 D．碱基的配对方式中 【答案】C 【分析】DNA能够储存足够量的遗传信息，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的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性，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。DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。 【详解】DNA上分布着许多基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。基因中的遗传信息是指基因中碱基（或脱氧核苷酸）的排列顺序，不同的基因中碱基（或脱氧核苷酸）的排列顺序不同，导致了基因的多样性。遗综上所述，C正确，ABD错误。 故选C。 1．格里菲斯的肺炎链球菌转化实验中用到的肺炎链球菌有S型和R型之分。下列关于肺炎链球菌的叙述中，错误的是（    ） A．R型菌无多糖类的荚膜 B．R型菌菌落表面粗糙 C．有一种菌可使人和小鼠患肺炎 D．S型菌无致病性 【答案】D 【分析】肺炎链球菌转化实验实验所用肺炎链球菌的类型：实验选择的肺炎链球菌有两种类型。S型菌体有多糖类荚膜，菌落表面光滑，有致病性；R型菌体无多糖类荚膜，菌落表面粗糙，无致病性。 【详解】肺炎链球菌转化实验实验所用肺炎链球菌的类型：实验选择的肺炎链球菌有两种类型。S型菌体有多糖类荚膜，菌落表面光滑，有致病性；R型菌体无多糖类荚膜，菌落表面粗糙，无致病性，ABC正确，D错误。 故选D。 2．赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列叙述正确的是（    ） A．实验中可用含33S的普通培养基标记噬菌体 B．合成子代噬菌体DNA的模板来自大肠杆菌 C．合成子代噬菌体蛋白质的原料全部来自大肠杆菌 D．用32P标记噬菌体，若保温时间过短，沉淀物放射性增强 【答案】C 【分析】赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中，利用了同位素标记法，用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为：吸附→注入→合成→组装→释放。 【详解】A、噬菌体属于病毒，必须寄生在活细胞内增殖，实验中不能用含35S的普通培养基标记噬菌体，A错误； BC、合成子代噬菌体DNA的模板来自噬菌体，合成子代噬菌体蛋白质的原料全部来自大肠杆菌，B错误，C正确； D、32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，保温时间过短，未充分侵染，则沉淀物放射性降低，D错误。 故选C。 3．下列关于生物遗传物质的说法，正确的是（    ） A．同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA B．DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNA C．真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNA D．艾弗里的肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质 【答案】A 【分析】细胞生物（包括原核生物和真核生物）的细胞中含有DNA和RNA两种核酸，其中DNA是遗传物质，非细胞生物（病毒）中含有DNA或RNA一种核酸，其遗传物质是DNA或RNA。 【详解】A、同时含有DNA和RNA的生物，即细胞生物，其遗传物质是DNA，A正确； B、DNA是主要的遗传物质，是指自然界中绝大多数生物的遗传物质是DNA，某些病毒的遗传物质才是RNA，B错误； C、真核生物的遗传物质都是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA，而DNA病毒的遗传物质是DNA，C错误； D、肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，但没有证明DNA是主要的遗传物质，D错误。 故选A。 4．为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示： 下列叙述错误的是（    ） A．甲组培养皿中有R型及S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性 B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质 C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA D．实验能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，而不是蛋白质 【答案】B 【分析】格里菲思的实验证明，在S型细菌中存在某种转化因子，但是不知道转化因子是什么；在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用；另外还增加了一组对照实验，即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。 【详解】A、甲组培养皿中既有R型菌落也有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性，但也有未转化的R型细菌，A正确； B、乙组提取物中加入了蛋白酶，不能破坏DNA，故培养皿中有R型及S型菌落，由于加入了蛋白酶，所以可推测转化物质不是蛋白质，B错误； C、丙组培养皿中只有R型菌落，由于加入了DNA酶，所以可推测转化物质是DNA，C正确； D、该实验能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，而蛋白质不是肺炎双球菌的遗传物质，D正确。 故选B。 5．某双链DNA分子片段有200个碱基，其中腺嘌呤（A）有30个，则该片段中胞嘧啶（C）应有（    ） A．20个 B．30个 C．60个 D．70个 【答案】D 【分析】DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，两条脱氧核苷酸链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，因此双链DNA分子中，A=T、G=C。 【详解】在DNA分子中，由于遵循碱基互补配对原则，即A＝T，G＝C，故当腺嘌呤（A）有30个，胸腺嘧啶（T）为30个，则该片段中胞嘧啶（C）应有（200－30－30）÷2＝70个，D正确，ABC错误。 故选D。 6．若某双链DNA分子中胞嘧啶（C）占全部碱基的18%，则腺嘌呤（A）占全部碱基的（    ） A．18% B．32% C．36% D．64% 【答案】B 【分析】DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；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，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。 【详解】已知DNA分子胞嘧啶（C）占18%，根据碱基互补配对原则，G=C，则G和C之和占36%，则腺嘌呤（A）占全部碱基的比例=（1-36%）÷2=32%，B符合题意。 故选B。 7．如图是DNA的平面结构模式图。据图分析，下列叙述不正确的是（    ） A．①代表磷酸 B．②代表核糖 C．③代表胞嘧啶 D．④代表碱基对 【答案】B 【分析】据图分析，该图为某DNA分子的部分平面结构图，图中①为磷酸，②为脱氧核糖，③为胞嘧啶，④是碱基对。 【详解】AB、图中有碱基T，故为DNA的结构图，①磷酸与②脱氧核糖交替连接，构成DNA分子的基本骨架，双链DNA分子由两条脱氧核糖核苷酸长链组成，A正确，B错误； C、图中的③与G配对，表示C胞嘧啶，C正确； D、④是A与T形成的碱基对，D正确。 故选B。 8．下列关于人的遗传物质DNA分子结构的说法，错误的是（　　） A．DNA是由两条单链组成的 B．组成DNA的两条链反向平行盘旋成双螺旋结构 C．DNA分子中的碱基对以氢键连接 D．DNA分子中4种碱基的配对方式是随机的 【答案】D 【分析】DNA双螺旋结构的主要特点如下： (1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)DNA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，并且碱基配对具有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。 【详解】A、DNA分子是由两条单链通过氢键连接而成，A正确； B、DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，B正确； C、DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，C正确； D、DNA分子两条链上碱基配对具有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对，D错误。 故选D。 9．一个DNA分子经过两次复制，形成的DNA分子含有DNA单链数为（    ） A．2条 B．4条 C．8条 D．16条 【答案】C 【分析】一个DNA分子经过两次复制，得到4个DNA分子。 【详解】一个DNA分子经过两次复制，得到4个DNA分子，每个DNA分子含2条单链，共含有8条DNA单链，ABD错误，C正确。 故选C。 10．如图表示DNA复制过程示意图，数字①代表参与DNA复制过程的一种酶，②③④分别代表一条链，a和b为经复制得到的两个DNA。下列叙述错误的是（    ） A．①是解旋酶，破坏两条母链之间的氢键 B．DNA的复制特点是边解旋边复制 C．图中③链上的碱基排列顺序一般和④相同 D．该过程需要以4种核糖核苷酸为原料 【答案】D 【分析】DNA的复制是指以亲代DNA的两条链为模板，合成子代DNA的过程。 【详解】A、①是解旋酶，其作用是打开碱基对之间的氢键，A正确； B、DNA的复制特点是边解旋边复制，B正确； C、图中③链是以②链为模板生成的，其碱基排列顺序一般和②的互补链④相同，C正确； D、该过程需要以4种游离的脱氧核糖核苷酸为原料，D错误。 故选D。 11．将一个未标记的DNA分子放在含15N的培养液中复制2代，子代DNA分子中含15N的DNA分子所占比例为（    ） A．1/4 B．1/2 C．3/4 D．1 【答案】D 【分析】1、DNA分子复制的特点：半保留复制； 2、DNA分子复制的过程： ①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开； ②合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链； ③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。 【详解】根据DNA半保留复制的特点，将一个未标记的DNA分子放在含15N的培养液中复制2代，子代中所有的DNA分子中都含有15N，所以子代DNA分子中含15N的DNA分子所占比例为1，ABC错误、D正确。 故选D。 12．DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述错误的是（　　） A．复制过程是边解旋边复制 B．以游离的8种核苷酸为原料 C．DNA双螺旋结构为复制提供模板 D．碱基互补配对原则保证复制准确进行 【答案】B 【分析】DNA分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：一条DNA复制出两条DNA；特点：半保留复制。 【详解】A、DNA分子复制过程是边解旋边复制、半保留复制，A正确； B、以游离的4种脱氧核苷酸为原料，B错误； CD、DNA双螺旋结构为复制提供模板，碱基互补配对原则保证复制准确进行，CD正确。 故选B。 13．下列选项中能正确表示物质从简单到复杂的结构层次关系的是（    ） A．基因→DNA→脱氧核苷酸 B．脱氧核苷酸→DNA→基因 C．脱氧核苷酸→基因→DNA D．DNA→脱氧核苷酸→基因 【答案】C 【分析】基因通常是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位；每条染色体含有多个基因，基因是染色体上呈线性排列。 【详解】基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA和基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸，所以，从简单到复杂的结构层次是脱氧核苷酸→基因→DNA，C正确，ABD错误。 故选C。 14．下列关于基因、DNA 和染色体关系的叙述，错误的是（    ） A．染色体主要由蛋白质和 DNA 组成 B．每条染色体上只能含有一个 DNA 分子 C．一个 DNA 分子上有多个基因 D．基因是具有遗传效应的 DNA 片段 【答案】B 【分析】基因在DNA上，DNA在染色体上，染色体在细胞核上。染色体是细胞核内具有遗传作用的物体，易被碱性染料染成深色，所以叫染色体；每条染色体含有一个或2个DNA分子，染色体是由DNA和蛋白质两种物质组成；基因是DNA上决定生物性状的小片段。 【详解】染色体主要由蛋白质和 DNA 组成，每条染色体上含有一个 或两个DNA 分子，一个 DNA 分子上有多个基因，基因是具有遗传效应的 DNA 片段，ACD正确，B错误。 故选B。 15．基因是有遗传效应的DNA片段。下列关于基因和染色体关系的表述，正确的是（    ） A．染色体是由基因和DNA组成 B．一条染色体上只有一个基因 C．一条染色体上可能含有2个DNA分子 D．DNA的任意片段都是基因 【答案】C 【分析】基因的概念：基因通常是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。 【详解】A、染色体由DNA和蛋白质组成，A错误； B、一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，B错误； C、一条染色体上可能含有2个DNA分子（DNA复制后到着丝粒/着丝点分裂前），C正确； D、DNA有遗传效应的片段才是基因，D错误。 故选C。 16．如图为某双链DNA分子片段的平面结构模式图。请回答下列问题： (1)图中序号⑦所代表结构的中文名称是 。 (2)DNA分子由两条平行且方向 的单链组成，两条单链之间的碱基通过 键连接，碱基间的配对遵循 原则。 (3)DNA分子的两条链形成的立体结构呈 结构。 【答案】(1)腺嘌呤脱氧核糖核苷酸/腺嘌呤脱氧核苷酸 (2) 相反 氢 碱基互补配对 (3)双螺旋 【分析】图中①-⑦依次表示T、C、A、G、脱氧核糖、磷酸、腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。 【详解】（1）图示为DNA的平面结构模式图，其单体是脱氧核苷酸，⑦中含有碱基A，则其为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。 （2）DNA分子由两条平行且方向相反的单链组成，两条单链之间的碱基通过氢键连接，碱基间的配对遵循碱基互补配对原则。 （3）DNA分子的两条链形成的立体结构呈双螺旋结构。 17．下列甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题： (1)从甲图可看成DNA的复制方式是 ，此过程遵循了 原则。 (2)指出乙图中序号代表的结构名称：1 ，7 。 (3)甲图中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链。其中A是 酶，B是 酶。 (4)已知G和C之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，若某DNA片段中，碱基对为n，A有m个，则氢键数为 。 【答案】(1) 半保留复制 碱基互补配对 (2) 胞嘧啶 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 (3) 解旋酶 DNA聚合酶 (4)3n-m 【分析】题图分析，图甲表示DNA复制过程，图乙表示DNA结构模式图，图甲中A表示解旋酶，B表示DNA聚合酶，图乙中1~4代表的物质依次为胞嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤和胸腺嘧啶，5表示脱氧核糖，6表示磷酸，7表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸，8表示碱基对，9表示碱基对，10表示脱氧核苷酸单链片段。 【详解】（1）从甲图可看成DNA的复制方式是半保留复制，此过程遵循了碱基互补配对原则，该过程的模板是DNA双螺旋结构的两条链。 （2）乙图中序号1表示胞嘧啶，7表现胸腺嘧啶脱氧核苷酸，其中含有组成DNA的特有碱基。 （3）甲图中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，因此B代表的是DNA聚合酶，而A是解旋酶，它们共同催化DNA复制过程。 （4）已知G和C之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，若某DNA片段中，碱基对为n，A有m个，则A—T对m个，G—C对有n—m个，G和C之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，则该DNA片段氢键数为2m+3（n—m）=3n-m个。 18．基因通常是有遗传效应的DNA片段。2016年，我国科学家在世界上首次将基因组编辑用于治疗癌症。如图是DNA结构模式图。据图回答（在[  ]内填序号，在横线上填文字）。 (1)DNA由两条单链组成，这两条链按 （填“正”或“反”）向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)DNA中的脱氧核糖和 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。排列在基本骨架内侧的是 。 (3)DNA中碱基按照碱基互补配对原则配对，图中[①]是 （填字母）。两条链上的碱基通过[③] 连接成[②] 。 (4)DNA分子中碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的 ，而碱基特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的 。 【答案】(1)反 (2) 磷酸 碱基 (3) T 氢键 碱基对 (4) 多样性 特异性 【分析】DNA分子的结构特点：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；磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在基本骨架内侧。 【详解】（1）DNA分子的结构特点：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。 （2）磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在基本骨架内侧。 （3）图中①与A配对参与构成DNA，说明碱基①是T，两条链上的碱基通过[③]氢键连接成[②]碱基对。 （4）DNA分子中碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$