第三章 遗传的分子基础 复习课件

第三章遗传的分子基础复习课件

核酸是遗传物质的证据一、DNA是主要的遗传物质1.格里菲思的肺炎双球菌转化实验（1）原理①肺炎双球菌中无毒的是R型细菌；②具有毒性的能使小鼠患败血症死亡的是S型细菌。（2）实验过程（3）结论R型活细菌和被加热灭活的S型细菌混合后，有部分R型活细菌转化为S型活细菌，且这种转化是可以遗传的。2.艾弗里的肺炎双球菌转化实验（1）实验过程（2）实验结论S型细菌的DNA才是使R型细菌转化为S型细菌的物质。3.噬菌体侵染细菌实验（1）原理：T2噬菌体侵染细菌后，在自身遗传物质的控制下，利用细菌体内的物质合成T2噬菌体自身的组成成分，从而进行大量繁殖。（2）过程①②

（3）结论：DNA是遗传物质。【自主思考】谁揭开了遗传物质的神秘面纱？成功的原因是什么？提示：艾弗里、赫尔希和蔡斯揭示了遗传物质是DNA。成功的原因是他们设计的实验程序科学严密，遵循了单一变量原则和对照原则，他们把DNA和蛋白质分开，单独地去观察它们的作用。4.RNA是遗传物质的证据（1）烟草花叶病毒（TMV）感染实验①烟草花叶病毒结构②过程

③结论：控制烟草花叶病毒性状的物质是RNA，而不是蛋白质。（2）TMV（烟草花叶病毒）与HRV（车前草病毒）的病毒重建实验①过程②结论：控制TMV、HRV性状的物质是RNA而不是蛋白质。【温故知新】T2噬菌体、HIV、H1N1的遗传物质是什么？提示：T2噬菌体的遗传物质是DNA，HIV、H1N1的遗传物质是RNA。二、提取和鉴定DNA1.DNA的提取DNA的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变。当NaCl的物质的量浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最小。通过改变NaCl溶液的浓度，溶解在NaCl溶液中的DNA会析出来。利用DNA不溶于乙醇的特点可以进一步提纯DNA。2.DNA的鉴定

用二苯胺试剂可以鉴定DNA：在酸性条件下，DNA与二苯胺会发生反应，最终产生蓝色物质。名师精讲体内和体外转化实验的比较特别提醒：①加热煮沸后的肺炎双球菌被杀死的原因是蛋白质遇高温变性失活，但DNA具有热稳定性，结构未被破坏。②R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA进入R型细菌内，与R型细菌的DNA实现重组，表现出S型细菌的性状。③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。典例剖析【例题1】肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症死亡，无荚膜的无毒性。下图是某小组所做的转化实验，下列相关说法错误的是（

）

A.能导致小鼠死亡的有a、d两组B.通过d、e两组对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质C.d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代D.d组产生的后代只有有毒性的肺炎双球菌

解析：a组为有荚膜菌，注射到小鼠体内，可使小鼠死亡；b组为加热煮沸的有荚膜菌，注射到小鼠体内，小鼠不死亡；c组为无荚膜菌，不会导致小鼠死亡；d组为无荚膜菌与加热杀死的有荚膜菌的DNA混合培养，在有荚膜菌DNA的作用下，无荚膜菌转化为有荚膜菌，并遗传给后代，产生有荚膜的活菌，导致小鼠死亡；e组为加热杀死的有荚膜菌的蛋白质与无荚膜菌混合培养，不会发生转化，也不会导致小鼠死亡。所以d、e两组对照，说明促使无荚膜菌发生转化的是有荚膜菌的DNA，而不是蛋白质。但这种转化率是比较低的，大部分无荚膜菌不能发生转化，所以在d组产生的后代中，大部分是无毒性的，少数是有毒性的，D项错误。

答案：D

变式训练1：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型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠；②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠；③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠；④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的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.死亡、死亡、存活、存活D.存活、死亡、存活、存活

解析：S型细菌是有毒性的，但若将其DNA在DNA酶的作用下水解掉，则S型细菌的DNA水解产物不能使R型细菌发生转化，故实验①中小鼠存活；实验②中不管是否用DNA酶将R型细菌的DNA水解，因后来又加入了有毒的S型细菌，故小鼠都会死亡；实验③中因加入DNA酶后又高温加热，DNA酶变性失活、R型细菌死亡，故再加入S型细菌的DNA也不能使R型细菌发生转化，所以小鼠存活；实验④中加入DNA酶后又高温加热，DNA酶变性失活、S型细菌死亡，再加入R型细菌的DNA而不是活的R型细菌，故也不能使小鼠死亡。

答案：D噬菌体侵染细菌的实验过程及分析问题导引

请根据噬菌体的代谢特点思考，能直接用分别含放射性同位素35S和32P的培养基来培养噬菌体，以分别标记噬菌体的蛋白质和DNA吗？试阐述原因。

提示：

不能。因为噬菌体无细胞结构，专门寄生在活细胞内，依靠活细胞中的物质进行繁殖和代谢，而不能在培养基中生存。名师精讲1.噬菌体侵染细菌实验（1）同位素示踪法（2）标记噬菌体

（3）噬菌体侵染细菌

（4）误差分析①35S标记噬菌体的一组离心后沉淀物有少量放射性的原因：搅拌不充分⇒留在大肠杆菌细胞表面的噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中⇒沉淀物有少量放射性。②32P标记噬菌体的一组离心后上清液有少量放射性的原因：a.培养时间短⇒部分噬菌体还未吸附、侵染至大肠杆菌细胞⇒离心后未吸附至大肠杆菌细胞的噬菌体分布在上清液⇒上清液中有放射性；b.培养时间过长⇒噬菌体在大肠杆菌内大量繁殖⇒大肠杆菌裂解死亡，释放出噬菌体⇒离心后噬菌体将分布在上清液⇒上清液有少量放射性。2.肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较（1）实验设计思路相同：设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自的作用。（2）实验设计原则相同：都遵循对照原则。（3）将DNA与蛋白质分开的方法不同：肺炎双球菌转化实验用差速离心的方法将DNA与蛋白质分开；噬菌体侵染细菌实验用同位素标记法将DNA与蛋白质分开。（4）两个实验都能证明DNA是遗传物质。典例剖析【例题2】艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验与赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验是关于探究遗传物质的两个经典实验，下列叙述正确的是（

）A.两个实验均采用了对照实验和同位素标记的方法B.两者的关键设计思路都是把DNA与蛋白质分开，研究各自的作用C.赫尔希与蔡斯对同一组噬菌体的蛋白质和DNA分别采用35S和32P标记D.两个实验证明了DNA是细菌的遗传物质

解析：肺炎双球菌转化实验采用了对照实验的方法，但没有采用同位素标记法，A项错误；两个实验的设计思路一致，即设法将DNA和其他物质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用，B项正确；噬菌体侵染细菌的实验分两组，一组是32P标记的噬菌体，另一组是35S标记的噬菌体，C项错误；肺炎双球菌的体外转化实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA，噬菌体侵染细菌实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D项错误。

答案：B

反思领悟：①在T2噬菌体的化学组成中，S只存在于某些蛋白质中，P几乎都存在于DNA（核酸）中，故可用同位素标记这两种元素，以分别了解两者在遗传上的作用。②肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的结论都是DNA是遗传物质，但都不能证明DNA是主要的遗传物质。

变式训练2：若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体（

）A.一定有35S，可能有32PB.只有35SC.一定有32P，可能有35SD.只有32P

解析：1个32P标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌，含32P标记的噬菌体DNA侵入大肠杆菌，以大肠杆菌内的物质为原料进行复制，故释放的噬菌体可能含有32P；噬菌体以大肠杆菌内的含35S的物质为原料合成蛋白质，故释放的噬菌体一定含有35S。

答案：A判断正误（正确的画“√”，错误的画“×”）。1.噬菌体可以寄生在动物细胞内。（

）提示：×，噬菌体属于细菌病毒，只能寄生在细菌体内。2.用35S标记的噬菌体侵染细菌，经过搅拌和离心后，放射性主要分布在上清液中。（

）提示：√，35S标记的是噬菌体的蛋白质，在侵染过程中蛋白质没有侵入细菌体内，所以放射性主要分布在上清液中。

3.使R型细菌转化为S型细菌必须用S型细菌的完整细胞。（

）提示：×，使R型细菌转化为S型细菌的是S型细菌的DNA。4.构成S型活细菌的DNA、蛋白质和多糖等物质中，只有DNA才能使R型细菌的致病性发生转化。

（

）提示：√5.遗传物质不仅能携带遗传信息，控制生物体的特定性状，而且还可通过细胞增殖过程将遗传信息传递给后代。（

）提示：√6.在植物细胞和动物细胞中遗传物质主要是DNA。

（

）提示：×，在植物细胞和动物细胞中遗传物质是DNA。7.凡是含DNA的生物，不论其有无RNA，遗传物质均为DNA。（

）提示：√8.在只含有RNA而无DNA的一些病毒中，遗传物质是RNA。（

）提示：√DNA的粗提取和鉴定【实验指导】1.实验原理（1）DNA在物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。因此通过改变NaCl溶液的浓度，溶解在NaCl溶液中的DNA会析出来。（2）DNA不溶于乙醇溶液，而细胞中某些物质可溶于乙醇溶液，从而可提取出含杂质较少的DNA。（3）DNA+二苯胺

蓝色2.实验流程（1）DNA的粗提取①制备鸡血细胞液②提取鸡血细胞的核物质③溶解核内的DNA④析出DNA丝状物↓⑤取DNA丝状物，获得含一定杂质的DNA（2）DNA的鉴定

3.本实验的要点分析（1）加入抗凝剂的目的

制备鸡血细胞液时要在取新鲜鸡血的同时加入抗凝剂，防止血液凝固，使血液分层，取下层血细胞。（2）实验中几次重复操作的目的①实验中有两次使用蒸馏水

第一次在第②步，目的是使血细胞吸水胀破，第二次在第④步，目的是稀释NaCl溶液。②除第一次搅拌外，后面几次搅拌均要朝向一个方向，并且在析出DNA、DNA再溶解和提取中，搅拌都要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，防止DNA分子断裂。（3）实验中的关键点①加入足量蒸馏水并充分搅拌鸡血细胞液。DNA存在于鸡血细胞核中，将鸡血细胞与蒸馏水混合以后，应用玻璃棒沿一个方向快速搅拌，使鸡血细胞加速破裂，并释放出DNA。②因为玻璃容器吸附DNA，实验中最好使用塑料的烧杯和试管，否则提取的DNA量会较少。【设计体验】下图为“DNA的粗提取和鉴定”实验装置。（1）实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是鸡血细胞液中有较高含量的

。

（2）在图A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是

，通过图B所示的步骤取得滤液，再在溶液中加入2mol/L的NaCl溶液的目的是

；图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是

。

（3）为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可将丝状物溶解后滴加

溶液，结果在水浴加热的条件下发生溶液变蓝的现象。

解析：图A、B、C所示为“DNA的粗提取和鉴定”实验的三个关键步骤。图A通过添加蒸馏水，血细胞与蒸馏水相混合，细胞因大量吸水最终破裂，并释放出胞内物。图B通过纱布过滤使血细胞释放出的DNA滤入收集的滤液中（将大量胶状物滤出），再在滤液中加入物质的量浓度为2

mol/L的NaCl溶液，使DNA溶于NaCl溶液。图C在DNA浓盐溶液中加入蒸馏水（大量），可使NaCl溶液浓度降低（DNA在物质的量浓度为0.14

mol/L的NaCl溶液中溶解度最低），使DNA析出，经过滤等手段可以收集到DNA。在沸水浴条件下，DNA与二苯胺发生蓝色反应。

答案：（1）DNA（2）使血细胞破裂使滤液中的DNA溶于浓盐溶液使DNA析出（3）二苯胺

反思领悟“DNA的粗提取和鉴定”实验的材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是DNA主要储存于细胞核内，使用鸡血细胞液提高材料中的细胞数量和DNA含量，从而可以保证实验所提取到的DNA的含量。1.格里菲思进行了肺炎双球菌转化实验，下列哪一项不是格里菲思实验的意义？（

）A.提出了“转化因子”的概念B.证实了DNA是遗传物质C.奠定了艾弗里实验的基础D.开辟了用微生物研究遗传学的新途径

解析：1928年，格里菲思完成肺炎双球菌的转化实验，提出细菌体内有一种转化因子，它可使原本对小鼠无毒的细菌（R型）变成有毒的细菌（S型），但并没有证实这种物质是DNA。后来，美国科学家艾弗里和他的同事证明了该物质是DNA。

答案：B2.艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，下图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为（

）

A.实验一 B.实验二C.实验三 D.实验一和三解析：实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA，无法使完整的DNA片段转移至R型细菌中，所以菌落只有一种，即R型菌落。实验一和实验三中产生的菌落均有两种。答案：B3.下列关于DNA的叙述，错误的是（

）A.DNA是主要的遗传物质B.DNA不可能是病毒的遗传物质C.T2噬菌体侵染细菌的实验，可以证明DNA是遗传物质D.真核细胞中的DNA主要存在于细胞核中解析：病毒的遗传物质是DNA或RNA，如T2噬菌体的遗传物质就是DNA。答案：B4.赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的主要原因是噬菌体（

）A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中C.DNA可用15N放射性同位素标记D.蛋白质可用32P放射性同位素标记解析：噬菌体的结构物质包括蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用它们特有的元素，即分别用35S和32P

进行标记，而不能用共有的元素15N进行标记。噬菌体侵染大肠杆菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确。答案：B5.做“DNA的粗提取和鉴定”实验时，选用鸡血而不用猪血的原因是（

）A.鸡血的价格比猪血的价格低B.猪的成熟红细胞没有细胞核，不易提取到DNAC.鸡血不凝固，猪血会凝固D.用鸡血提取DNA比用猪血提取操作简便解析：鸡的红细胞与猪的红细胞相比，最主要的差别就是前者含有细胞核，后者不含细胞核，而DNA主要分布在细胞核中。答案：B

DNA分子的结构和特点一、DNA的结构1.基本组成单位：脱氧核苷酸（1）组成：脱氧核苷酸的结构模式图如下图所示。

（2）碱基：A.腺嘌呤；G.鸟嘌呤；C.胞嘧啶；T.胸腺嘧啶。（3）种类：①腺嘌呤脱氧核苷酸；②鸟嘌呤脱氧核苷酸；③胞嘧啶脱氧核苷酸；④胸腺嘧啶脱氧核苷酸。一二2.DNA的双螺旋结构（1）两条脱氧核苷酸链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。（2）外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架。（3）内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。（4）碱基互补配对：A一定与T配对；G一定与C配对。【自主思考】在海洋底部火山口附近有一种细菌，科学家经研究发现，与常温下生存的细菌的DNA相比，该细菌的DNA结构更稳定，且耐高温。那么该细菌的DNA结构更稳定的原因是什么？提示：该细菌的DNA结构中G—C碱基对多，由于G—C碱基对中有3个氢键，所以结构更稳定。（5）特定的碱基对排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性，而

碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。二、DNA分子的复制1.概念DNA分子的复制是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。2.时间细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。3.场所DNA复制的主要场所是细胞核，在拟核、线粒体、叶绿体中也进行DNA的复制。4.过程（1）复制开始，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过程称为解旋。（2）以两条解开的母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。（3）新合成的子链不断地延伸，同时，每条子链同与其对应的母链盘绕形成双螺旋结构，各自形成一个新的DNA分子。5.特点（1）DNA复制是一个边解旋边复制的过程。（2）在新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式又被称为DNA半保留复制。6.精确复制的原因（1）DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。（2）碱基互补配对保证了复制的精确进行。7.意义DNA分子通过复制保证了遗传信息传递的连续性，使细胞得以增殖，使生物种族的繁衍得以延续。【自主思考】DNA在细胞内可以复制，在细胞外可以复制吗？

提示：DNA在细胞内可以复制，在细胞外，在相关酶的催化下，提供相应的原料也能够复制，比如PCR技术。DNA的双螺旋结构问题导引

随着商品防伪难度的增大和DNA有关知识的普及，近几年来，许多商家尝试着用DNA作防伪标记。其原理是什么？

提示：

DNA分子的特异性，即每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。名师精讲DNA的双螺旋结构1.结构层次2.结构特点（1）稳定性：脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。（2）多样性：碱基对的排列顺序多种多样。（3）特异性：每个DNA分子都有特定的碱基对排列顺序。

注意：DNA分子的多样性和特异性从分子水平说明了生物体具有多样性和特异性的原因。3.DNA结构中碱基互补配对原则的应用

规律一：DNA双链中两互补链的碱基数相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占DNA中碱基数的50%。即：A=T，G=C，A+G=T+C=A+C=T+G=50%，（A+G）/（T+C）=（A+C）/（G+T）=1。

规律二：DNA双链中的一条单链上（A+G）/（T+C）的值与另一条互补链上（A+G）/（T+C）的值互为倒数关系，在整个DNA中此比值为1。（A+C）/（T+G）的值亦如此。

规律三：DNA双链中，一条单链上（A+T）/（G+C）的值与另一条互补链上（A+T）/（G+C）的值相等，与DNA双链中（A+T）/（G+C）的值相等。

规律四：一条链中任意两互补碱基之和占该单链的比例等于DNA双链中该两种碱基之和占碱基总数的比例。典例剖析【例题1】下列有关DNA分子结构的叙述，正确的是

（

）A.基本组成单位是核糖核苷酸B.磷酸和五碳糖排列在内侧C.具有规则的双螺旋结构D.碱基对构成分子的基本骨架

解析：DNA分子的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，结构中磷酸和五碳糖交替连接形成基本骨架排列在外侧，碱基排列在内侧，最后高度螺旋化形成规则的双螺旋结构。

答案：C

反思领悟：DNA的结构是由两条反向平行的链构成的，磷酸与脱氧核糖交替连接形成基本骨架，碱基排列在内侧，遵循碱基互补配对的原则，其空间结构是规则的双螺旋结构。

变式训练1：某双链DNA分子中共有含氮碱基1400个，其中一条单链上（A+T）/（C+G）=2/5，该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸有（

）A.150个

B.200个C.300个

D.400个

解析：双链DNA的一条链中，（A+T）/（G+C）与另一条互补链中（A+T）/（G+C）以及整个DNA分子中（A+T）/（G+C）相等。DNA分子的一条单链上（A+T）/（C+G）=2/5，那么整个DNA分子中（A+T）/（C+G）=2/5，因此可以推导出A+T占DNA分子碱基总数的2/7。双链DNA分子共有含氮碱基1400个，A=T，则DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸有200个。

答案：BDNA的复制问题导引DNA分子的复制是否一定准确无误？

提示：

不一定，在DNA分子复制过程中由于受自身或外界因素的影响，可能出现碱基对的替换、缺失或改变等差错，但出错率极低。名师精讲1.DNA的复制

边解旋边复制，半保留复制。其过程分为三个阶段，解旋→合成子链→母、子链组成双螺旋。（如图）2.DNA复制的相关计算（1）标记模板DNA：DNA复制n次后，产生的子代DNA分子数为2n，其中含标记的DNA分子数为2，占全部DNA分子的2/2n；不含标记的DNA分子个数为2n-2，占全部DNA分子的比例为（2n-2）/2n=1-1/2n-1；含标记的DNA链为2条，占DNA总链数的比例为2/（2·2n）=1/2n；不含标记的DNA链数为2n+1-2，占全部DNA链数的比例为（2n+1-2）/2n+1=（2n-1）/2n。（2）标记原料：DNA复制n次，产生的子代DNA数为2n，被标记的DNA分子个数为2n，占全部DNA分子的100%；未被标记的DNA链为2条，占DNA总链数的1/2n；被标记的DNA链为（2n+1-2）条，占全部DNA链数的比例为（2n-1）/2n。（3）DNA复制n次所需的游离脱氧核苷酸=（2n-1）·m，DNA第n次复制所需的游离脱氧核苷酸=2n-1·m，其中m为所求脱氧核苷酸在亲代DNA中的含量，n为复制次数。【拓展提高】由于DNA的复制为半保留复制，因此可推出一个含m个脱氧核苷酸的DNA分子复制若干次的数量关系：典例剖析【例题2】

某DNA分子中含有1000个碱基对（P元素只是32P），若将DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中，让其在适宜的条件下复制两次，则子代DNA的平均相对分子质量比原来（

）A.增加1000 B.减少1000C.增加1500 D.减少1500

解析：具有1

000个碱基对的DNA分子连续复制两次，形成4个DNA分子，这4个DNA分子中有2个DNA分子的每条链都含31P，还有2个DNA分子都是一条链含31P，另一条链含32P。这样4个DNA分子平均相对分子质量比原来减少了6000/4=1

500。

答案：D

变式训练2：假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000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∶49D.该噬菌体DNA分子中含有的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是2000个

解析：DNA分子中含有的鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）的数量是（5000×2-5000×2×20%×2）÷2=3000（个），复制过程至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量为3

000×（100-1）=2.97×105（个），A项错误；噬菌体增殖过程中的模板来自噬菌体本身，B项错误；经过多次复制后，含32P的子代噬菌体为2个，所以含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为2∶（100-2）=1∶49，C项正确；在双链DNA分子中，胞嘧啶脱氧核苷酸的数量等于鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量，为3000个。答案：C判断正误（正确的画“√”，错误的画“×”）。1.DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构，其两条链呈反向平行方式盘旋。（

）提示：√2.DNA分子中的脱氧核糖与碱基交替连接排列于外侧，构成基本骨架。（

）提示：×，DNA分子中的脱氧核糖与磷酸交替连接排列于外侧，构成基本骨架。3.含G—C碱基对相对多的DNA分子其稳定性应小于含A—T碱基对相对多的DNA分子。（

）提示：×，G—C碱基对由3个氢键连接，A—T碱基对由2个氢键连接，所以含G—C碱基对相对多的DNA分子其稳定性应大于含A—T碱基对相对多的DNA分子。4.含1000个碱基的DNA分子，其碱基对的排列方式可达41000种，这表明DNA分子具多样性。（

）提示：×，碱基对的排列方式是4500种。5.不同DNA分子，其碱基对各有其特定的排列顺序，该排列顺序即代表遗传信息，这表明DNA分子具有特异性。（

）提示：√6.DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板。（

）提示：√设计和制作DNA分子双螺旋结构模型【实验指导】1.制作原理DNA的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，相应碱基互补配对。2.材料用具

大头针、泡沫塑料、纸板、牙签、橡皮泥等常用物品都可用做模型制作的材料。3.制作流程（1）使用各种材料分别“制”若干个磷酸、脱氧核糖、碱基；将各种配件整合在一起，并连接成脱氧核苷酸链；连接两条脱氧核苷酸链，拼成DNA分子平面结构图，再“旋转”成双螺旋结构。（2）根据设计，对制作的DNA分子双螺旋结构模型进行检查，对模型的不足加以修正。4.注意事项（1）熟悉制作模型用的各种零件代表的物质，写出四种碱基的名称。（2）两条链的长度、碱基总数一致，碱基互补、方向相反。（3）磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。（4）制作中各零件连接应牢固，避免在旋转中脱落。（5）各组模型制作以不同数量和顺序的A—T、C—G、T—A、G—C四种碱基对排列，领悟DNA分子的多样性。（6）制作DNA结构模型的材料也可以用其他替代材料，因地制宜，就地取材。【设计体验】

在制作DNA双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。图中的连接方式错误的是（

）

解析：DNA分子是由两条链组成的，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。具体连接如选项C、D。选项B中的连接方式是磷酸和磷酸连接，因此是错误的。

答案：B1.以下关于DNA分子结构的叙述，不正确的是（

）A.含有两条反向平行的脱氧核苷酸链B.磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧，构成基本骨架C.碱基之间以氢键连接D.碱基的数目等于磷酸与脱氧核糖数目之和解析：DNA分子中，其基本组成单位脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖和碱基连接形成，所以碱基数目与磷酸数目以及脱氧核糖数目相等。答案：D2.某同学制作的DNA双螺旋结构模型中，在一条链中所用碱基模块A∶C∶T∶G为1∶2∶3∶4，则该双螺旋模型中上述碱基模块的比应为（

）A.1∶2∶3∶4 B.3∶4∶1∶2C.1∶1∶1∶1 D.2∶3∶2∶3解析：因一条链中A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4，根据碱基互补配对原则，互补链中A∶C∶T∶G=3∶4∶1∶2，所以DNA双链中的A∶C∶T∶G=（1+3）∶（2+4）∶（3+1）∶（4+2）=2∶3∶2∶3。答案：D3.地球上的生物多种多样，不同生物的DNA不同，每一种生物的DNA又具有特异性。决定DNA遗传特异性的是（

）A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值C.碱基互补配对的原则D.碱基排列顺序解析：生物的遗传信息储存在DNA的碱基排列顺序中，DNA的遗传特异性取决于碱基排列顺序。答案：D4.下列有关DNA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.在复制过程中边解旋边复制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分子解析：DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。解旋酶的作用是打开碱基对间的氢键，解旋后两条链都分别作模板形成两条与母链互补的子链，然后母链与互补子链通过氢键相连接。答案：B5.DNA是以半保留方式进行复制的，如果含有放射性标记的1个双链DNA分子在无放射性标记的溶液中复制2次，那么所产生的4个DNA分子中（

）A.部分DNA分子含有放射性B.全部DNA分子含有放射性C.所有分子的一条链含有放射性D.所有分子的两条链都没有放射性解析：根据DNA分子半保留复制的特点，含有放射性标记的1个双链DNA分子在无放射性标记的溶液中复制2次，形成4个DNA分子，其中2个DNA分子的2条链都没有放射性；另外2个DNA分子都是一条链含有放射性，另一条链无放射性。答案：A

基因控制蛋白质的合成一、从基因到蛋白质1.基因是具有遗传效应的DNA片段

基因是DNA分子上具有遗传效应的片段；基因的表达是通过基因控制蛋白质的合成来实现的。2.转录3.翻译（1）密码子：遗传学上，把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做一个遗传密码子。（2）通过密码子表了解：所有生物共用一套密码子；每种氨基酸可对应一种或多种密码子，而每种密码子只决定一种氨基酸；共有64种密码子，决定氨基酸的为61种；另外3种是终止密码子（UAA、UAG、UGA），不编码任何氨基酸。（3）翻译的概念：在细胞中，游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译。①场所：细胞中的核糖体。核糖体是一种无膜包被的颗粒状结构，其功能是按照mRNA的指令高效而精确地合成肽链。②条件：模板（mRNA）、原料（氨基酸）、tRNA、ATP、酶。③过程：分为起始、延伸和终止三个阶段。a.起始阶段：mRNA上的起始密码子位于核糖体的第一位置上，tRNA一端携带氨基酸，另一端是与密码子相对应的反密码子，tRNA上的反密码子与起始密码子相互识别并配对。b.延伸阶段：按照同样的方式，通过反密码子与密码子的相互识别与配对，tRNA携带的氨基酸与前一个tRNA携带的氨基酸通过肽键形成肽链，前一个tRNA离开核糖体，这样，随着核糖体在mRNA上的移动，肽链不断合成并延长。c.终止阶段：当tRNA上的反密码子识别终止密码子后，肽链的合成终止，肽链被释放。【自主思考】在翻译过程中，tRNA发挥的作用是什么？翻译过程是怎样终止的？提示：tRNA发挥的作用是搬运氨基酸到核糖体上，并且通过反密码子识别mRNA上的密码子。核糖体读到mRNA上的终止密码子时翻译终止。二、基因对性状的控制1.基因的主要功能是通过转录和翻译过程，把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物体的性状。2.信息流：在遗传学上指遗传信息的传递，其方向可以用克里克提出的中心法则表示。3.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；还可通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程，进而控制生物体的性状。三、人类基因组计划1.在遗传学上，一个生物体的基因组是指包含在该生物的DNA（部分病毒是RNA）中的全部遗传信息。人类基因组的DNA序列主要分布在细胞核中22条常染色体和X、Y两条性染色体上。2.人类基因组计划的内容包括遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱的绘制，其中的主要任务是DNA测序。3.我国科学工作者也在加强人类基因组的后续研究与开发，主要是开展与重大疾病、重要生理功能相关的基因和蛋白质以及重要病原菌功能基因组的研究与开发。遗传信息的表达问题导引

生命现象丰富多彩，是什么物质直接体现生命现象？又是由什么物质来决定这些生命现象的体现？

提示：蛋白质是一切生命现象的承担者和体现者。蛋白质的合成是由遗传物质控制的。名师精讲遗传信息的表达1.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系（1）遗传效应是指对蛋白质的合成有直接或间接影响的能力，从而能够控制某性状的发育和遗传。（2）细胞核中的染色体上有基因，而细胞质中的线粒体和叶绿体中也有基因存在，也能控制生物性状。（3）基因并不是DNA上的任一片段，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。（4）每个DNA上有多个基因，一个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。（5）基因中包含着遗传信息，基因中的遗传信息是由基因中脱氧核苷酸的排列顺序决定的。2.复制、转录和翻译的比较

典例剖析【例题1】下列有关真核细胞DNA复制和转录这两个过程的叙述，错误的是（

）A.两个过程都可在细胞核中发生B.两个过程都有酶参与反应C.两个过程都以脱氧核糖核苷酸为原料D.两个过程都以DNA为模板解析：DNA复制以脱氧核苷酸为原料，而转录以核糖核苷酸为原料。DNA复制以DNA两条链为模板，转录以DNA的一条链为模板。答案：C

变式训练1：下图表示人体胰岛细胞中发生的某一生理过程，下列叙述正确的是（

）

A.该过程是翻译，所需的原料是核苷酸B.该过程合成的产物一定是酶或激素C.有多少个密码子就有多少个反密码子与之对应D.该过程中有水产生

解析：图示为翻译过程，所需的原料为氨基酸；翻译合成的产物是蛋白质，但不一定是酶或激素；在64种密码子中有3种终止密码子，不编码任何氨基酸，没有反密码子与之对应；翻译过程的实质是氨基酸在核糖体上发生的脱水缩合。

答案：D遗传信息、密码子和反密码子的关系问题导引

密码子与反密码子关系如何？它们分别在什么位置？

提示：

密码子与反密码子互补配对。密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。名师精讲1.遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系2.图示DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系典例剖析【例题2】

基因、遗传信息和密码子分别是指（

）①信使RNA上核苷酸的排列顺序②基因中脱氧核苷酸的排列顺序③DNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基④信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基

⑤转运RNA上一端的3个碱基⑥有遗传效应的DNA片段A.⑤①③ B.⑥②④C.⑤①② D.⑥③④解析：基因是有遗传效应的DNA片段，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基称为密码子。答案：B

变式训练2：若一个亮氨酸的密码子CUU变成CUC、CUA或CUG，只改变最后一个碱基，但密码子所决定的氨基酸仍然是亮氨酸，这说明（

）A.一个氨基酸可能有多个密码子B.一个密码子决定多个氨基酸，一种氨基酸只有一个密码子C.密码子与氨基酸一一对应D.密码子与氨基酸的数量对应关系不定答案：A基因对性状的控制问题导引

同一株水毛茛，裸露在空气中的叶呈扁平状，浸在水中的叶却呈丝状，这表明什么？

提示：该现象表明表现型是基因型和外界环境共同作用的结果。名师精讲1.基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位（1）绝大多数生物的遗传物质是DNA。（2）基因是DNA上具有遗传效应的片段，是决定生物性状的基本单位。（3）基因的三个基本功能①贮存遗传信息：特定的碱基序列代表遗传信息。②传递遗传信息：通过DNA的复制，在生物的繁衍过程中把亲代的遗传信息传递给子代。③表达遗传信息：通过转录和翻译过程，在生物的个体发育中使遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。2.遗传信息传递的途径（即中心法则及其发展）

注意：①中心法则的“中心”是DNA，而不是RNA。②逆转录必须在逆转录酶的作用下才能进行。③RNA的复制和逆转录过程，只有极少数的生物能够进行，绝大多数生物不能完成这样的信息传递。3.基因对性状的控制（1）基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。（2）生物体的一种性状，有时由一个基因决定，有时受多个基因的影响；单个基因也会影响同一生物体的多种性状。（3）生物的性状还受到环境的影响，生物的性状是基因型和环境条件共同作用的结果。

（4）基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。典例剖析【例题3】

下图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知（

）

A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个体细胞中B.图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助C.④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同D.过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状

解析：同一个体的体细胞内所含基因都相同，因为都是由受精卵经有丝分裂产生的；④⑤过程的结果存在差异的根本原因是遗传信息不同，直接原因是血红蛋白结构不同；过程①②③表明基因能通过控制酶的合成控制生物的代谢，进而控制生物体的性状，但不能说明控制的是所有性状。

答案：B

变式训练3：着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因（

）A.是通过控制酶的合成，进而直接控制生物性状B.是通过控制蛋白质分子结构，进而直接控制生物性状C.是通过控制酶的合成，控制代谢过程进而控制生物的性状D.可以直接控制生物性状，发生突变后生物的性状随之改变

解析：着色性干皮症是由于患者体内缺乏DNA修复酶而引起的遗传性疾病，这说明一些基因通过控制酶的合成，控制代谢过程进而控制生物的性状。

答案：C基因指导蛋白质合成过程中的数量关系问题导引基因的碱基数目与其转录成的mRNA的碱基数目的比例是多少？提示：

2∶1。名师精讲1.转录形成的RNA分子的碱基数目是基因中碱基数目的1/2。2.翻译时，形成的多肽链数=氨基酸个数-