1、届高三生物二轮专题复习专题六遗传的物质基础考点1核酸是遗传物质的证据DNA的结构与复制学案新人教版专题六 遗传的物质基础 考点1 核酸是遗传物质的证据、DNA的结构与复制一、知识要求1噬菌体侵染细菌的实验必考(b)、加试(b)。2肺炎双球菌的转化实验必考(b)、加试(b)。3烟草花叶病毒的感染和重建实验必考(a)、加试(a)。4核酸分子的组成必考(a)、加试(a)。5DNA分子的结构和特点必考(b)、加试(b)。6DNA分子的复制必考(b)、加试(b)。7DNA的功能必考(a)、加试(a)。8DNA与RNA的异同必考(b)、加试(b)。9转录、翻译的概念和过程必考(b)、加试(b)。10遗传密
2、码、中心法则必考(b)、加试(b)。11基因的概念必考(b)、加试(b)。12复制、转录和翻译的异同加试(b)。二、活动要求1制作DNA双螺旋结构模型必考(b)、加试(b)。2探究DNA的复制过程必考(c)、加试(c)。考点1核酸是遗传物质的证据、DNA的结构与复制1核酸是遗传物质的证据的正误判断(1)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制()提示该实验证明了DNA是遗传物质。(2)肺炎双球菌的转化实验证明DNA是主要的遗传物质()提示肺炎双球菌的转化实验证明DNA是遗传物质。(3)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌离体转化实验更具说服力()(4)
3、噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸()提示噬菌体是利用自己的DNA为模板合成子代的DNA。(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()提示培养基培养细菌，不能培养噬菌体。(6)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致()(7)真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA()2有关DNA结构的正误判断(1)双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过氢键连接的()提示一条脱氧核苷酸链中磷酸和脱氧核糖之间通过磷酸二酯键连接起来。(2)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架()
4、(3)DNA有氢键，RNA没有氢键()提示DNA是双链结构，两条链是通过氢键连接的，RNA也有局部双链结构，也含有氢键。(4)HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸()提示HIV的遗传物质是RNA，水解产生4种核糖核苷酸。(5)DNA单链上相邻碱基以氢键相连()提示DNA单链上相邻碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接，不是以氢键连接。3DNA分子复制的正误判断(1)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制()(2)DNA复制需要消耗能量()(3)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期()提示DNA的复制发生在有丝分裂间期。(4)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶()(5)DNA分
5、子复制是边解旋边双向复制的()4综合应用(1)在“噬菌体侵染细菌的实验”中，35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组，在甲组中上清液放射性强度与保温时间长短的关系图可表示为下图曲线a，而乙组中沉淀物放射性强度与保温时间长短的关系图可表示为下图曲线b()(2)用32P和35S分别标记的噬菌体侵染细菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中35S和32P的放射性以及被侵染细菌的存活率，得到如图所示的实验结果，则：在实验过程中细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来()若被侵染细菌的存活率下降，细胞外35S放射性会增高()上清液中35S占初始标记噬菌体放射性
6、最大值只有80%左右，其原因是侵染细菌的噬菌体外壳没有全部与细菌分离()因上清液中32P占初始标记噬菌体放射性的30%，因此该实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质()(3)在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，则：在0t1时间内噬菌体一定还未侵入到细菌体内()在t1t2时间内，由于噬菌体侵入细菌体内，导致细菌大量裂解死亡()在t2t3时间内噬菌体因失去寄生场所而停止增殖()(4)下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，判断下列相关叙述：在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间()真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
7、且消耗能量()上图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的，并且边解旋边双向复制，从而提高了复制速率()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如下图D所示()一、噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析1含32P的噬菌体侵染大肠杆菌2含35S的噬菌体侵染大肠杆菌3. 噬菌体侵染细菌实验中，注意以下几个原理(1)“短时间保温”应理解为尽量保证亲代噬菌体已侵入细菌而子代还未使细菌发生裂解。如果时间过短，亲代噬菌体还未侵入细菌体内；如果时间过长，子代噬菌体就会释放到细菌外面来，这时，就会对离
8、心的结果产生影响。(2)搅拌是将培养液放入搅拌器中搅拌，其目的是使细菌外吸附着的噬菌体外壳与细菌分离，而不是把细菌搅碎。(3)离心分离是一种分离混合物的方法，离心的结果是质量大的颗粒在下层，质量小的颗粒在上层，从而达到分离的目的。在该实验中，被感染的细菌(含有子代噬菌体的细菌)在下层的沉淀物中，噬菌体颗粒的质量较小，在上层的上清液中。(4)本实验的同位素标记需分两步走：先对细菌做标记，用以培养获得有标记的噬菌体，再用此已标记的噬菌体去侵染未标记的细菌。(5)实验需分两组进行：标记DNA的为一组，标记蛋白质的为另一组。因为放射性检测不能方便地分清元素种类，只能区分有无标记元素。二、肺炎双球菌转化
9、实验中的误区提醒1转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎双球菌转化实验中S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA中，使受体菌获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。2转化的只是少部分R型菌：由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等的影响，实验中并不是所有的R型菌都转化成了S型菌，而只是小部分R型菌发生了转化。3体内转化实验和体外转化实验的结论：体内转化实验只是证明已经被加热杀死的S型菌中存在转化因子；体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质、荚膜等不是遗传物质。三、生物体内遗传物质的判别1DNA和RNA共同存在时，DNA是遗传物质，RNA是DNA转录产生的，它不是遗传物质。只
10、有在少数没有DNA存在的病毒中，RNA才起遗传物质的作用。2一切有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA。不管是细胞质中还是细胞核中的遗传物质都是DNA，但细胞质中主要的核酸为RNA。3核酸和遗传物质是两个概念，生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)，说DNA是主要的遗传物质，是针对整个生物界而言的。四、DNA复制的有关计算DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下：1子代DNA分子数为2n个。(1)含有亲代链的DNA分子数为2个。(2)不含亲代链的DNA分子数为2n2个。(3)含子代链的DNA有2n个。2子代脱氧核苷酸链数为2n1条。(1)亲代脱氧核苷酸链数为2条。(2
11、)新合成的脱氧核苷酸链数为2n12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(2n1)个。(2)第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n1个。题型一核酸是遗传物质的实验分析1图甲所示是肺炎双球菌的体内转化实验，图乙所示是噬菌体侵染细菌的实验，图丙所示是两个小分子物质的结构式。下列相关分析正确的是()A图甲中将R型活菌和S型死菌的混合物注射到小鼠体内，R型菌向S型菌发生了转化，转化的原理是基因重组B图乙中搅拌的目的是给大肠杆菌提供更多的氧气，离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离C用32P、35S标记噬菌体，被标记的部位分别是图丙中的
12、D肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质答案A解析R型菌向S型菌转化的原因是S型菌的DNA进入了R型菌中，S型菌的DNA与R型菌的DNA实现了重组，并表现出S型菌的性状。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳和细菌分离，离心的目的是让上清液中分布重量较轻的噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。图丙中代表氨基酸的R基团，代表磷酸基团，代表五碳糖，代表含氮碱基，含有S的是，含有P的是；用35S(标记蛋白质)、32P(标记DNA)标记噬菌体，被标记的部位分别是图丙中的。肺炎双球菌活体转化实验结论：加热杀死的S型菌中，含有某种促成R型菌转化为S型菌的
13、“转化因子”；肺炎双球菌离体转化实验结论：DNA是转化因子，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬菌体侵染细菌的实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。思维延伸(1)下图是某兴趣小组利用两种肺炎双球菌进行相关的转化实验，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，则：a图中通过对照能说明转化因子是DNA而不是蛋白质()b组产生的S型菌可能是基因重组的结果()c能导致小鼠死亡的是四组()d组为空白对照，实验结果是小鼠不死亡()e组实验表明，加入S型菌体的蛋白质后，试管中长出的是有荚膜的菌体()(2)如图为研究T4噬菌体基因表达的部分
14、实验过程。将分离得到的RNA与热变性后的单链DNA杂交，检测各组放射性强度。则：a实验前需用含糖、氨基酸、血清等物质的培养基培养T4噬菌体()b过程中利用3H尿嘧啶合成放射性物质的过程称为翻译()c中分离得到的RNA与DNA杂交过程中有AT碱基配对()题型二DNA的结构与相关计算2(2017浙江模拟)如图为某核苷酸长链片段的示意图，下列关于该长链的相关叙述中，错误的是()A2和3构成核苷B嘌呤数目等于嘧啶数目C4为胞嘧啶脱氧核苷酸D磷酸基团的数目等于脱氧核糖的数目答案B解析2脱氧核糖3含氮碱基(胞嘧啶)构成核苷，A正确；该链为DNA单链，嘌呤数目不一定等于嘧啶数目，DNA双链中嘌呤数目等于嘧啶
15、数目，B错误；由以上分析知，题图中的4是胞嘧啶脱氧核苷酸，C正确；一分子磷酸1分子脱氧核糖1分子含氮碱基构成1个脱氧核苷酸，其中磷酸基团的数目等于脱氧核糖的数目，D正确。3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()答案C解析A项，无论DNA分子的一条单链中的值为多少，整个DNA分子中都等于1。B项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中的值与其互补链中的的值互为倒数。C项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中的值与整个DNA分子中的值
16、相等。D项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中的值与其互补链中的值相等。碱基计算的规律规律1：在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，AT，CG，AGCT，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。规律2：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如AT或CG)占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例(单双链转化公式)。规律3：DNA分子一条链中的比值的倒数等于互补链中此比例的比值，在整个DNA分子中该比值等于1(不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数)。规律4：DNA分子一条链中的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值(配对的碱基之和的比值在
17、两条单链和双链中比值都相等)。规律5：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。规律6：若b%，则%。规律7：若已知碱基A占双链的比例c%，则的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。题型三DNA的复制及相关计算4(2017杭州一模)如图所示为真核细胞内基因Y的结构简图，共含有2 000个碱基对，其中碱基A占20%，下列说法正确的是()A基因Y复制两次，共需要4 800个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸B基因Y复制时解旋酶作用于、两处C若处替换为，则Y控制的性状一定发生改变DY的等位基因y中碱基A也可能占20%答案D解析该基因由2
18、000对脱氧核苷酸组成，其中鸟嘌呤占30%，因此该基因中含有鸟嘌呤数目为2 000230%1 200个，则该基因复制2次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目(221)1 2003 600个，A错误；基因Y复制时解旋酶作用于处，即氢键，B错误；若处替换为，由于密码子的简并性等原因，Y控制的性状不一定发生改变，C错误；Y的等位基因y是基因突变形成的，基因突变是指碱基对的增添、缺失或替换，因此y中碱基A也可能占20%，D正确。5(2017浙江模拟)如图表示采用同位素示踪技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解，下列说法错误的是()A轻带表示14N14N的DNA分子B证明DNA的复制方式为半保留复制C
19、细菌繁殖三代后取样，提取DNA，离心后试管中出现三条条带D若将DNA双链分开来离心，则b、c两组实验结果相同答案C解析轻带表示14N14N的DNA分子，A正确；据分析可知，该实验可以证明DNA的复制方式为半保留复制，B正确；细菌繁殖三代后取样，提取DNA，离心后试管中出现：一条中带，一条轻带，C错误；若将DNA双链分开来离心，则实验结果均为一条重带，一条轻带，D正确。用图解法解决DNA分子复制的有关问题用含32P的DNA分子做亲代，放在31P的原料中，复制n次。(1)产生的子代DNA分子中，各类DNA分子所占比例：复制n次，产生DNA分子数为2n个，含32P的有2个，所占比例为；含31P的有2
20、n个，所占比例为1；只含32P的为0，所占比例为0；只含31P的有(2n2)个，所占比例为。(2)同理，复制n次产生的DNA分子有关链数的计算：产生总链数为2n22n1，含有31P的链有(2n12)条，所占比例为。专题强化练一、选择题1(2018“七彩阳光”联盟)下列有关“探究DNA的复制过程”活动的叙述，正确的是()A培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成DNA主链的基本骨架B将大肠杆菌放在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的核糖体中含有15NC通过对第二代大肠杆菌DNA的密度梯度离心，得出DNA复制的特点为半保留复制D将15N15NDNA的大肠杆菌转移
21、到14NH4Cl培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行密度梯度离心，离心管中将只出现1个条带答案B2(2017南通模拟)下列有关以1分子含500个碱基对的DNA片段为模板，含3H的核苷酸为原料，复制n次DNA分子过程的叙述中，错误的是()A3H可能分布于核苷酸的核糖或碱基或磷酸中B子代DNA均有3HC复制过程需要消耗(2n1)1 000个脱氧核苷酸DDNA复制速度受酶活性、温度、pH等限制答案A解析组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，其中五碳糖为脱氧核糖，A错误；DNA复制具有半保留复制的特点，即子代DNA中总有一条亲代脱氧核苷酸链和一条新合成的子链(含3H)，B正确；复
22、制原料数量(2n1)相应原料在每个DNA分子中的数量，因此复制过程需要消耗(2n1)1 000个脱氧核苷酸，C正确；DNA复制速度受酶活性、温度、pH等限制，D正确。3如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是()A解旋酶能使DNA双链解开，但需要消耗ATPBDNA分子复制的方式是半保留复制CDNA分子的复制需要引物，且两条子链的合成方向是相反的D因为DNA分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则，所以新合成的两条子链的碱基序列是完全一致的答案D解析由图可知，解旋酶能打开双链间的氢键，且需要消耗ATP，A正确；DNA分子复制时都保留了原来DNA分子中的一条链，即半保留复
23、制，B正确；DNA分子是反向平行的，而复制的时候子链只能从5端向3端延伸，所以两条子链合成的方向相反，C正确；因为DNA复制是以解开的每一条母链为模板按照碱基互补配对原则进行的，所以新合成的两条子链的碱基序列应是互补的，D错误。4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()A58 B78C82 D88答案C解析根据试题的分析，构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉，构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，首先要构建20个基本单位，需要40个订书钉；将两个基本单位连在一起需要一个订
24、书钉，连接10对碱基组成的DNA双链片段，需要将20个基本单位连成两条链，需要18个订书钉；碱基A有6个，AT6，那么GC4，A和T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，碱基对之间的氢键需要624324个订书钉连接。共需要40182482个订书钉。5下列关于DNA的叙述正确的是()ADNA转录的产物就是mRNAB导致性状改变的基因突变不一定能遗传给子代C某碱基在DNA单链中所占比例与在双链中所占比例相同D某个含100个碱基对的特定基因，其碱基对的排列方式有4100种答案B解析DNA转录的产物是RNA，mRNA是RNA中的一种，A错误；基因突变如果发生在体细胞中，一般不遗传给后代，B正确；一种碱
25、基在单链中的比例一般与双链中的该比例不同，C错误；100个碱基对组成的DNA序列最多有4100种，含100个碱基对的特定基因的碱基排列顺序是特定的，D错误。6(2017浙江模拟)如图表示DNA分子的某一片段的平面图解，据图判断下列叙述正确的是()AS为核糖B两条链为正向平行关系C两条链的AT含量相等DDNA分子中如果AT含量高，则DNA分子的稳定性高答案C解析S为脱氧核糖，A错误；两条链反向平行，B错误；根据碱基互补配对原则可知，A1T2、T1A2，因此A1T1A2T2，即两条链的AT含量相等，C正确；A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此DNA分子中C和G的含量越高，DNA分子越稳
26、定，D错误。7(2017浙江4月选考)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是()AS型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落是光滑的BS型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活C从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌D该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的答案D解析S型肺炎双球菌的菌落为光滑的，R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的，A错误；S型菌的蛋白质经过加热后失活，B错误；S型菌中的DNA能将部分R型菌转化为S型菌，因此从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌有S型菌和R型菌，C错误；该实验证明S型菌中存在某种转化因子，能将R型菌转化为S
27、型菌，但不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的，D正确。8(2017浙江11月选考，25)下列关于生物体内遗传信息的传递与表达的叙述，正确的是()A每种氨基酸至少有两个以上的遗传密码B遗传密码由DNA传递到RNA，再由RNA决定蛋白质C一个DNA分子通过转录可形成许多个不同的RNA分子DRNA聚合酶与DNA分子结合只能使一个基因的DNA片段的双螺旋解开答案C解析有的氨基酸只有一种密码子，如甲硫氨酸、色氨酸，A错误；遗传信息由DNA传递到RNA，再由RNA决定蛋白质，B错误；一个DNA分子上有多个基因，不同基因转录形成的mRNA不同，并且每个基因可以发生多次转录，因此一个DNA分子通
28、过转录可形成许多个不同的mRNA分子，C正确；在进行转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，使DNA片段的双螺旋解开，并非只使一个基因的DNA片段的双螺旋解开，D错误。9(2017南通模拟)某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，则()A互补链中含2个游离的磷酸基团B互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶之和所占比例为aC互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比例为D以互补链为模板转录产生的某mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶之和所占比率为a答案B解析链状DNA每条链含有1个游离的磷酸基团，A错误；在双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例与
29、每条链中鸟嘌呤与胞嘧啶之和所占的比例相等，B正确；互补链中鸟嘌呤占该链的比例为ab，C错误；转录是以DNA上某基因为模板，所以转录产生的mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶之和所占比例是不确定的，D错误。10(2017郴州二模)DNA溶解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中GC含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述，不正确的是()A一般地说，DNA分子的Tm值与GC含量呈正相关BTm值相同的DNA分子中GC的数量有可能不同C生物体内解旋酶也能使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋DDNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多答案D解析由题图可知，一般情况下，DNA分子的Tm值与GC含量呈正相关，A正确；Tm与GC的比值有关，因此Tm相同，GC在DNA分子中的比例相同，但是GC的数量可能不同，B正确；生物体内解旋酶可以使氢键断裂，DNA双螺旋结构打开，C正确；不同DNA分子G、C数量不同，因此G与C之间的氢键总数不一定比A与T之间多，D错误。11BrdU(5溴尿嘧啶脱氧核苷)与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似，可与碱基A配对。经吉姆萨染料染色，DNA的一条单链掺有BrdU则着色深，两条单链都掺有BrdU则着色浅。将玉米体细胞(含20条染色体)放入含有BrdU的培养液中培养并用吉姆萨染料染色，则第二次细胞分裂的中期时，一
