必考点11 “追根求源”的遗传物质及其本质依纲排查1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)(1)肺炎双球菌转化实验的过程及结论是什么？(2)噬菌体侵染细菌实验的过程及结论是什么？2．DNA分子结构的主要特点与DNA分子的复制(Ⅱ)(1)DNA分子空间结构的主要特点有哪些？(2)DNA复制的过程、特点是什么？3．基因的概念(Ⅱ)(1)基因的实质是什么？(2)基因与脱氧核苷酸，DNA及染色体之间具有怎样的关系？1．理清“2”个经典实验(1)肺炎双球菌体外转化实验①过程：S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质、脂质、DNA经DNA酶处理后的水解物(分别加入)＋R型细菌观察菌落特征。②结论：________________________________________________________________________。(2)噬菌体侵染细菌的实验①用35S标记蛋白质的噬菌体细菌→搅拌、离心上清液放射性高，沉淀物放射性低。15\n②用32P标记DNA的噬菌体细菌→搅拌、离心上清液放射性低，沉淀物放射性高。③结论：①②DNA是遗传物质(不能证明蛋白质不是遗传物质)。2．明确不同生物的遗传物质(1)生物的遗传物质：_______________________________________________________。(2)具有细胞结构的生物的遗传物质：_____________________________________________。(3)病毒的遗传物质：________________________________________________________。3．巧用“五、四、三、二、一”记牢DNA的结构(1)五种元素：C、H、O、N、P。(2)四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸。(3)三种物质：_______________________________________________________________。(4)两条链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。(5)一种结构：规则的____________________。4．牢记DNA分子中有关碱基比例的计算(1)常用公式A＝T，G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝____。(2)“单链中互补碱基和”所占该链碱基数比例＝“双链中互补碱基和”所占双链总碱基数比例。(3)某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为________。5．把握核酸种类的判断技巧(1)有T的一定是______，有U的一定是______。(2)有T且A＝T，一般为________________。(3)有T但A≠T，应为____________。6．关注“6”个DNA复制的常考点(1)时间：细胞分裂间期、DNA病毒繁殖时。(2)场所：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体(真核生物)。15\n(3)模板：____________________。(4)原料：4种脱氧核苷酸。(5)酶：解旋酶、DNA聚合酶。(6)特点：边解旋边复制，__________________。7．抓准DNA复制中的“关键字眼”(1)DNA复制：用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”。(2)子代DNA：所求DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”。(3)相关计算：已知某亲代DNA中含某碱基m个。①“复制n次”消耗的该碱基数：____________。②“第n次复制”消耗的该碱基数：____________。题组一 遗传物质探索的经典实验1．遗传物质的相关判断(1)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质(2022·江苏，4C)( )(2)孟德尔的豌豆杂交实验，摩尔根的果蝇杂交实验，均证明了DNA是遗传物质(2022·新课标Ⅱ，5改编)( )(3)肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质(2022·福建，2D改编)( )(4)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力(2022·江苏，2B)( )(5)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(2022·江苏，12A)( )(6)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(2022·江苏，12D)( )(7)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸(2022·重庆，2B改编)( )(8)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(2022·江苏，12C)( )2．关于格里菲思和艾弗里完成的肺炎双球菌转化实验，下列叙述错误的是( )A．加热杀死的S型菌的DNA进入R型菌细胞内，使R型菌转化成S型菌B．R型菌转化后出现荚膜，反对者认为可能是突变所致，不能说明DNA是遗传物质15\nC．艾弗里提取的DNA掺杂有非常少量的蛋白质，实验中没有完全排除蛋白质的作用D．艾弗里无法使DNA与蛋白质完全分开，故该实验证明DNA是主要的遗传物质3．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠。②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠。③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠。④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠。以上4个实验中小鼠存活的情况依次是( )A．存活、存活、存活、死亡B．存活、死亡、存活、死亡C．存活、死亡、存活、存活D．死亡、死亡、存活、存活 肺炎双球菌转化实验的三个提醒(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活；而DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。(3)转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。4．(2022·天水二模)“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验，主要过程如下：①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性下列叙述正确的是( )A．完整的实验过程需要利用分别含有35S和32P及既不含35S也不含32P的细菌B．②中少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中的放射性强度都偏高C．③的作用是加速细菌的解体，促进噬菌体从细菌体内释放出来D．用32P标记的噬菌体进行该实验，④的结果是只能在沉淀物中检测到放射性5．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35SB．在DNA中找到15N和32PC．在外壳中找到15N15\nD．在DNA中找到15N、32P和35S 噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法题组二 DNA的结构与复制6．DNA结构与复制的相关判断(1)沃森和克里克以DNA大分子为研究材料，采用X射线衍射的方法，破译了全部密码子(2022·江苏，4D)( )(2)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的(2022·新课标Ⅱ，5C)( )(3)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架(2022·广东，24D)( )(4)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制(2022·新课标Ⅱ，5B)( )(5)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数(2022·江苏，2C)( )(6)DNA复制需要消耗能量(2022·海南，4A)( )(7)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期(2022·海南，25D)( )(8)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶(2022·江苏，12C)( )7．(2022·上海，15)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8．(2022·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( )15\n9．下图甲为真核细胞中进行的DNA复制过程示意图，图乙是该DNA片段的结构示意图。请判断下列说法正确的是( )A．DNA复制是从多个起点同时开始的，真核生物的这种复制方式提高了复制效率B．图中DNA复制是边解旋边双向复制的，当DNA复制时，DNA聚合酶催化④的形成C．图乙中②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架D．DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T10．(2022·吉林白城一中二模)真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述错误的是( )A．a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同B．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成C．该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→DNAD．植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生该过程题组三 DNA结构、复制中的相关计算15\n11．(2022·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，下列正确的是( )12．(2022·南昌模拟)5BrU(5溴尿嘧啶)既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A至G—C的替换( )A．2次B．3次C．4次D．5次 一个DNA分子复制后，有以下结论(1)经n次复制，DNA分子总数为2n个；脱氧核苷酸链数为2n＋1条。(2)子代所有链中始终保持2条母链，且占子代DNA分子总链数的1/2n。(3)一个DNA分子第n次复制时，形成的DNA分子总数为2n－1个。题组四 再练重难题，练后不再难13．(2022·临汾模拟)BrdU能替代T与A配对，而掺入新合成的DNA链中。当用姬姆萨染料染色时，DNA的一条单链掺有BrdU则着色深，DNA的两条单链都掺有BrdU则着色浅。现将水稻(2n＝24)根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中进行培养，如图a～c依次表示加入BrdU后连续3次细胞分裂中期，来自1条染色体的各染色体的显色情况(阴影表示深蓝色，非阴影为浅蓝色)。下列有关说法正确的是( )15\nA．b图每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链含BrdUB．1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于2条染色体上C．c图中含BrdU染色体的细胞占全部细胞的50%D．c图中2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含BrdU14．蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是( )A．每条染色体的两条染色单体都被标记B．每条染色体中都只有一条染色单体被标记C．只有半数的染色体中一条染色单体被标记D．每条染色体的两条染色单体都不被标记提醒：完成作业 考点过关练1115\n二轮专题强化练考点过关练11“追根求源”的遗传物质及其本质1．如图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程，S型细菌有荚膜且具有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，R型细菌无荚膜也无毒性。相关说法错误的是( )A．与R型细菌混合前必须将S型细菌慢慢冷却B．无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌属于基因重组C．该转化实验不能证明DNA是遗传物质D．S型细菌的DNA能抵抗机体的免疫系统，从而引发疾病2．(2022·临沂二模)赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用放射性同位素标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，若噬菌体在细菌体内复制了三代，则下列说法正确的是( )A．标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体B．含有32P的子代噬菌体和含有35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的1/4和0C．上述过程中噬菌体的遗传信息流动方向是：RNA→DNA→RNA→蛋白质D．噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质3．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子片段，碱基间的氢键共有260个。该DNA分子在14N的培养基中连续复制多次后共消耗游离的嘌呤类脱氧核苷酸1500个。下列叙述正确的是( )A．该DNA片段中共有腺嘌呤60个，复制多次后含有14N的DNA分子占7/8B．若一条链中(A＋G)/(T＋C)<1，则其互补链中该比例也小于1C．若一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则其互补链中该比例为4∶3∶2∶1D．该DNA经复制后产生了16个DNA分子4．(2022·南昌二模)用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA15\n分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是( )A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂B．通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数C．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式D．细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有3H标记5．(2022·江苏，33)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的_____键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的_____为原料，合成荧光标记的DNA探针。(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中________键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照__________________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有________条荧光标记的DNA片段。(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到________个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到______个荧光点。15\n学生用书答案精析专题四 遗传的分子基础必考点11 “追根求源”的遗传物质及其本质核心提炼1．(1)②DNA是遗传物质，而蛋白质等不是2．(1)核酸(DNA或RNA) (2)DNA (3)DNA或RNA3．(3)磷酸、脱氧核糖、碱基 (5)双螺旋结构4．(1)50% (3)倒数5．(1)DNA RNA (2)双链DNA (3)单链DNA6．(3)DNA的两条链 (6)半保留复制7．(3)①m·(2n－1) ②m·2n－1题组突破1．(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)√2．D [由于技术所限，艾弗里未能将DNA与蛋白质完全分开，但通过体外转化实验证明了DNA就是肺炎双球菌的遗传物质。]3．C [第①组DNA酶催化S型菌的DNA水解，不能使R型菌转化成S型菌，所以小鼠存活；第②组S型菌使小鼠死亡；第③④组高温使R型和S型菌死亡，加入DNA不会使小鼠死亡。所以C项正确。]4．A [由于噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生活，所以在标记噬菌体时，需要利用细菌；检测放射性时不能区分何种元素，所以要分别利用含有35S和32P去标记既不含35S也不含32P的细菌，A正确；若用35S标记的噬菌体侵染细菌，若②中少量噬菌体未侵入细菌，不会导致上清液中的放射性强度偏高，B错误；搅拌和离心的作用是让细菌和噬菌体分开，C错误；用32P标记的噬菌体进行该实验，④的结果是在沉淀物中检测到较强的放射性，但在上清液中也会有少量的放射性，D错误。]5．B [用15N、32P、35S共同标记噬菌体，其中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，又由于DNA15\n复制具有半保留复制的特点，所以在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S标记的蛋白质。故B项正确，A、C、D项错误。]6．(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)√7．A [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。]8．D [DNA的复制方式为半保留复制，复制第一次时，由1个DNA复制成的2个DNA都是一条链白色，一条链灰色；第二次复制时，2个DNA复制成4个DNA，有8条链，新产生4条链为黑色，分别与原来的链结合。]9．D [图甲是DNA复制过程，从图中能看出DNA复制有多个复制起点，但复制环的大小不一样，所以DNA复制起始的时间是不同的；多起点、边解旋边双向复制的方式提高了复制的效率。④是氢键，在DNA复制时，当DNA聚合酶把脱氧核苷酸连接在一起后，碱基之间的氢键不需要酶的催化作用就可以形成。图乙中①②③分别表示磷酸、脱氧核糖、碱基，磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了DNA分子的基本骨架。根据碱基互补配对原则，DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。]10．B11．C [A项，无论DNA分子的一条单链中(A＋C)/(T＋G)的值为多少，整个DNA分子中(A＋C)/(T＋G)都等于1。B项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中(A＋C)/(T＋G)的值与其互补链中的(A＋C)/(T＋G)的值互为倒数。C项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中(A＋T)/(G＋C)的值与整个DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值相等。D项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中(A＋T)/(G＋C)的值与其互补链中(A＋T)/(G＋C)的值相等。]12．B [如下图所示，B代表5 BrU，至少经过3次复制后，可以实现碱基对从T—A到G—C的替换。]13．A [根据DNA分子的半保留复制特点，在第一次有丝分裂复制之后，子代两个DNA分子都是一条链含BrdU、一条链不含BrdU，染色单体都显深蓝色(a)。第二次复制时，由同一DNA15\n复制形成的2个子代DNA分子中，一个子代DNA分子两条链均含BrdU，所在姐妹染色单体显浅蓝色，另一条子代DNA分子一条链含BrdU、一条链不含BrdU，所在姐妹染色单体显深蓝色，即同一条染色体上的两条姐妹染色单体一条是深蓝色，一条是浅蓝色(b)。第三次复制后，共得到8个子代DNA分子，只有2个DNA分子一条链含BrdU、一条链不含BrdU，所在染色单体显深蓝色，其余6个DNA分子双链均含BrdU，所在染色单体显浅蓝色(c)，因此c图中所有染色体上都含有BrdU，即c图中含BrdU染色体的细胞占全部细胞的100%。1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于8条染色体上。c图中只有2条染色单体的一条脱氧核苷酸链不含BrdU。]14．B [蚕豆的根尖细胞完成一个细胞周期后，根据DNA半保留复制的特点，形成的子细胞中染色体上的DNA都只有一条链具有放射性，另一条链不具有放射性，即每条染色体都具有放射性。当在不具有放射性标记的培养基中接着进行下一个细胞周期时，完成DNA复制后，有丝分裂前期以及中期每条染色体都含有两条染色单体，每条染色单体含有一个DNA分子，这两个DNA分子一个具有放射性，一个没有放射性，即细胞中每条染色体含有的两条染色单体(两个DNA分子)都是一条染色单体(一个DNA分子)被标记，另一条染色单体(另一个DNA分子)不被标记。]15\n二轮专题强化练答案精析专题四 遗传的分子基础考点过关练11 “追根求源”的遗传物质及其本质1．D [与R型细菌混合前必须将S型细菌慢慢冷却，以防止高温杀死R型细菌；S型细菌的DNA进入R型细菌，使R型细菌转化为有毒性的S型细菌，实际上就是外源基因(S型细菌的DNA)整合到受体菌(R型细菌)的DNA上并得以表达，这属于基因重组；该转化实验只能证明被加热杀死的S型细菌中存在一种“转化因子”，能将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌，不能证明DNA是遗传物质；由于S型细菌有荚膜，受荚膜的保护，能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化，从而迅速增殖、扩散，引起机体患病。]2．B [由于噬菌体只能营寄生生活，因此标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S标记的细菌培养噬菌体，A项错误；由于只有噬菌体的DNA进入细菌细胞，而DNA的复制是半保留复制，因此噬菌体在细菌体内复制三代后，含有32P的子代噬菌体和含有35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的1/4和0；上述过程中噬菌体的遗传信息流动方向是：C项错误；噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，D项错误。]3．D [据题干信息可推知，该DNA分子中有60个C/G碱基对，40个A/T碱基对，故该DNA片段中，A的个数为40个，经多次复制后，子代DNA全部都有14N。DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，互补链中(A＋G)/(T＋C)>1。DNA两条单链之间由于碱基互补配对，若一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则其互补链中该比例为2∶1∶4∶3。该DNA片段中嘌呤类碱基共100个，经多次复制后共消耗游离的嘌呤类碱基1500个，则1500＝100×(2n－1)，n＝4。]4．D [秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂，从而导致细胞中染色体数目加倍，A正确；1个DNA复制n次后的数目为2n个，所以通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数，B正确；通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式是半保留复制，C正确；根据DNA分子半保留复制的特点，细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体中只有一半带有3H标记，D错误。]5．(1)磷酸二酯 脱氧核苷酸15\n(2)氢 碱基互补配对 4(3)6 2和4解析 (1)由图1可知，DNA酶Ⅰ使DNA链断裂，即作用于相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；DNA探针的本质是荧光标记的DNA片段，合成原料为脱氧核苷酸。(2)通过热变性，使DNA碱基对之间的氢键断裂，复性时能重新形成氢键，并且遵循碱基互补配对原则，形成杂交DNA分子。两条姐妹染色单体，含有四条模板链，可与四个被标记的DNA探针结合形成4个荧光标记的杂交DNA分子。(3)植物甲(AABB)形成的配子染色体组成为(AB)与植物乙(AACC)的配子(AC)，受精后合子染色体组成为(AABC)，又由于AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记，则AABC将会有3条染色体被标记，6条染色单体，可以观察到6个荧光点。AABC减数分裂时，AA两个染色体组可以正常联会，并且同源染色体分离，减数第一次分裂形成的两个子细胞分别获得一个A染色体组，而B染色体组内没有同源染色体存在，B中的染色体随机进入两个子细胞中，因此其中一个子细胞含有A和B染色体组内2条能被标记的染色体，标记4条染色单体，可以看到4个荧光点；另一子细胞只含有A中1条能被标记的染色体，2条染色单体，可以观察到2个荧光点。15
