【高考生物】2026步步高大一轮复习讲义第六单元　第25课时　DNA是主要的遗传物质含答案

【高考生物】2026步步高大一轮复习讲义第六单元第25课时DNA是主要的遗传物质含答案第25课时DNA是主要的遗传物质课标要求概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。考情分析1.肺炎链球菌的转化实验2021·全国乙·T52.噬菌体侵染细菌的实验2022·海南·T132022·湖南·T23.烟草花叶病毒感染实验2024·甘肃·T5考点一肺炎链球菌的转化实验1．肺炎链球菌的类型2．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验[教材隐性知识]源于必修2P43“相关信息”：有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。3．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验1．在格里菲思的实验中，加热致死的S型细菌中蛋白质变性失活，DNA在加热的过程中，氢键断裂、双螺旋结构打开，但缓慢冷却后DNA双螺旋结构可以恢复。2．R型细菌生长到一定阶段时，就会分泌感受态因子，这种因子会诱导感受态特异蛋白质(如自溶素)的表达，它的表达使R型细菌具有与DNA结合的活性。加热致死的S型细菌遗留下来的DNA片段会与感受态的R型活细菌结合，从而进入细胞，并通过同源重组以置换(基因重组)的方式整合到R型细菌的基因组中，使R型细菌转化为S型细菌。3．艾弗里体外转化实验的思路：利用“减法原理”特异性去除某一种物质，直接地、单独地观察该种物质在实验中所起的作用。(1)孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同(2022·河北，8B)(√)(2)肺炎链球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质(2018·江苏，3C)(×)提示肺炎链球菌转化实验仅证明DNA是遗传物质。(3)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状(2017·江苏，2A)(×)提示格里菲思实验提出转化因子，但没有证明转化因子是DNA。(4)艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡(2017·江苏，2B)(×)提示单独的DNA无致病性，不能使小鼠死亡。肺炎链球菌体内转化实验分析1．在格里菲思实验中如果没有第三组实验(注射加热致死的S型细菌后小鼠不死亡)，能否得出结论加热致死的S型细菌中含有促使“R型活细菌转化成S型活细菌”的转化因子？提示不能；因为没有对照实验，无法排除“加热致死的S型细菌”也能导致小鼠死亡的可能，因此不能说明实验结论。2.在格里菲思第四组实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，则：(1)ab段R型细菌数量减少的原因：小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。(2)bc段R型细菌数量增多的原因：b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖。(3)后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖产生的。(4)上述实验中格里菲思通过观察小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌，除此之外，你还可以通过怎样的方法区别R型和S型细菌？提示电子显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养，观察菌落特征，若菌落表面光滑，则为S型细菌；若菌落表面粗糙，则为R型细菌)。考向一肺炎链球菌转化实验的原理及过程分析1．(2024·恩施期末)某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示(实验②和⑤分别为两种菌混合后注射到小鼠体内)。下列有关叙述正确的是()A．活菌甲在培养基上形成的菌落表面光滑B．通过实验②，鼠2的血液中只能分离出活菌乙C．加热致死的菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙D．鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使活菌乙转化成活菌甲答案C解析活菌甲、乙分别对应R型细菌和S型细菌，所以活菌甲在培养基上形成的菌落表面粗糙，A错误；实验②是将活菌甲和加热致死的菌乙混合后注射到鼠2体内，加热致死的菌乙中的某种物质能使部分活菌甲转化成活菌乙，因此鼠2的血液中能分离出活菌甲和乙，B错误，C正确；鼠5死亡的原因是活菌乙具有致病性，D错误。2．S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示，下列叙述正确的是()A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果答案D解析步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应相同且适宜，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基有利于细菌与营养物质充分接触，比固体培养基更有利于细菌转化，C错误。考点二噬菌体侵染细菌的实验1．噬菌体侵染细菌的实验(1)实验材料：T2噬菌体(模式图如下)和大肠杆菌。[提醒]T2噬菌体的专一宿主为大肠杆菌。(2)实验方法：放射性同位素标记技术，用35S、32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA。(3)实验过程(对比实验)①实验中，保温的目的是使T2噬菌体侵染大肠杆菌；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体与大肠杆菌分离；离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。②实验结果分析：噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。③结论：DNA才是噬菌体的遗传物质。(4)噬菌体的增殖过程增殖需要的条件内容合成T2噬菌体DNA模板噬菌体的DNA原料大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸合成T2噬菌体蛋白质原料大肠杆菌的氨基酸场所大肠杆菌的核糖体[教材隐性知识](1)源于必修2P46“思考·讨论”：选用细菌或病毒作为探索遗传物质的实验材料的优点有①个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化；②繁殖快。(2)源于必修2P47“练习与应用·拓展应用”：结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点是①②③④。①具有相对稳定性②能够精确地自我复制，使亲代与子代间保持遗传的连续性③能够指导蛋白质合成，控制新陈代谢过程和性状发育④在特定条件下产生可遗传的变异。(5)噬菌体侵染细菌实验的误差分析①32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌②35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌2．烟草花叶病毒感染烟草的实验3．DNA是主要的遗传物质(1)肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术(2022·河北，8C)(√)(2)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌(2022·浙江6月选考，22A)(×)提示实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质。(3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA(2019·江苏，3A)(×)提示蛋白质和DNA中都有N。(4)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解(2018·全国Ⅱ，5B)(×)提示T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。(5)赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记(2017·江苏，2D)(×)提示只有含有母链DNA的噬菌体才有32P标记。噬菌体侵染细菌实验分析某科研小组在利用噬菌体侵染细菌的实验中，经搅拌、离心后的实验数据如图2所示。请思考回答下列问题：(1)用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，参照图1所示，被标记的部位分别是①②(填编号)。(2)在上述实验中选择32P和35S这两种放射性同位素分别对DNA和蛋白质进行标记，而不用14C和18O标记的原因是S是蛋白质的特征元素，P是DNA的特征元素。若用14C和18O进行标记，由于蛋白质和DNA分子中都含有C和O，且18O不具有放射性，是稳定同位素，因此无法确认被标记的是何种物质。(3)图2中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据意义是作为参考数据，以证明细菌未裂解。细胞外的32P含量有30%，原因是有部分被32P标记的噬菌体还没有侵染细菌。随搅拌时间的延长上清液中的35S保持在80%左右，原因是有约20%的噬菌体没有与细菌脱离。(4)T2噬菌体和细菌保温时间长短与放射性强度的可能关系如图3(甲组为35S标记的T2噬菌体，乙组为32P标记的T2噬菌体)，下列关系中最合理的是B(填字母)。A．甲组—上清液—①B．乙组—上清液—②C．甲组—沉淀物—③D．乙组—沉淀物—④考向二噬菌体侵染细菌的实验原理过程分析3．(2024·天津河西区三模)“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解。下列叙述正确的是()A．提取A组试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32PB．B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比C．离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体D．该实验证明了DNA是主要遗传物质答案A解析由于DNA为半保留复制，亲代DNA被标记，原料没有被标记，子代中只有部分噬菌体被标记，故A组试管Ⅲ中有少量子代噬菌体含32P，A正确；B组用35S标记的是噬菌体的蛋白质，经搅拌和离心后放射性主要出现在上清液中，但上清液中的放射性强度与接种后的培养时间无关，B错误；离心前应充分搅拌使大肠杆菌与噬菌体分离，而不是使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，D错误。4．科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如表标记。下列说法不正确的是()项目第一组第二组第三组噬菌体成分用35S标记未标记用14C标记大肠杆菌成分用32P标记用18O标记未标记A.第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18OB．第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14CC．第一组实验中，若噬菌体DNA在细菌体内复制三次，释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0D．第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性主要出现在沉淀物中答案D解析大肠杆菌成分用18O标记，子代噬菌体的蛋白质外壳的原料完全来自大肠杆菌，故子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O，A正确；14C能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA进行半保留复制，子代部分噬菌体含有亲代DNA的一条链，所以子代噬菌体的DNA中不一定含有14C，B正确；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，不会进入大肠杆菌体内，故子代噬菌体中不含35S，C正确；14C既能标记噬菌体的DNA，也能标记噬菌体的蛋白质外壳，所以经过一段时间培养后离心，检测到上清液和沉淀物中都有放射性，D错误。“二看法”判断子代噬菌体标记情况考向三探究遗传物质的思路和方法5．为了探究烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质，某实验小组进行了如图所示的实验。下列说法正确的是()A．实验1为空白对照组，以消除无关变量对实验结果的影响，增强实验的可信度B．根据实验1、2、3的实验现象可得出结论：烟草花叶病毒的遗传物质是蛋白质C．实验4是利用“加法原理”设计的一个补充实验组，可以进一步验证实验结论D．该实验是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的作用答案D解析没有做处理的为空白对照，实验2为空白对照组，以消除无关变量对实验结果的影响，增强实验的可信度，A错误；实验1、2、3的实验现象显示TMV病毒的RNA能引起烟草花叶病，蛋白质不能，因而能得出结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，B错误；实验4是利用“减法原理”设计的一个补充实验组，可以进一步验证实验结论，得出RNA是遗传物质的结论，C错误；该实验是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的作用，D正确。6．慢性乙型肝炎病毒(HBV)是嗜肝病毒的一种，在全球占比较大，严重威胁人类健康。研究者利用放射性同位素标记技术，以体外培养的肝脏细胞等为材料，设计可相互印证的甲、乙两组实验，以确定该病毒的核酸类型。下列有关叙述正确的是()A．本实验设置了空白对照组B．HBV病毒复制所需的原料、模板和酶都来自肝脏细胞C．本实验应选用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸D．本实验应先将甲、乙两组肝脏细胞分别培养在含放射性同位素标记的尿嘧啶、胸腺嘧啶的培养基中，再培养HBV病毒答案D解析本实验设计的是对比实验，甲、乙均为实验组，没有设置空白对照组，A错误；该病毒复制所需的原料、场所、能量、酶都来自肝脏细胞，模板来自其自身，B错误；DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U来获得肝脏细胞，然后用未标记的HBV病毒去侵染，最后通过检测子代病毒的放射性来确定其遗传物质的种类，C错误。探索“遗传物质”的3种方法1．下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是()A．将加热致死的S型细菌与活的R型细菌混合一段时间后有少量R型细菌遗传物质发生改变B．格里菲思通过实验发现加热致死的S型细菌DNA可将R型细菌转化为S型细菌C．将S型细菌的DNA注入小鼠体内，从小鼠体内能提取出S型细菌D．肺炎链球菌体外转化实验中，R型细菌转化成的S型细菌，是基因重组的结果E．格里菲思的第四组实验小鼠的血清中含有抗R型肺炎链球菌的抗体F．S型细菌因有荚膜的保护，所以小鼠的免疫系统不易将其清除G．格里菲思通过肺炎链球菌体内转化实验对遗传物质是蛋白质的观点提出了质疑H．艾弗里的实验中加入了DNA酶，遵循了实验设计的加法原理I．在肺炎链球菌离体转化实验中，通过观察菌体是否光滑来判断有无S型细菌J．肺炎链球菌转化实验中，R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传K．艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移答案ADEFIK解析格里菲思发现加热致死的S型细菌中存在可将R型细菌转化为S型细菌的转化因子，B错误；将S型细菌的DNA注入小鼠体内，不会产生S型细菌，C错误；格里菲思体内转化实验并没有对遗传物质是蛋白质的观点提出质疑，G错误；艾弗里的实验中加入DNA酶，除去了S型细菌提取液中的DNA，因此，遵循了实验设计的减法原理，H错误；肺炎链球菌转化实验中，R型细菌转化成的S型细菌的变异原理是基因重组，能稳定遗传，J错误。2．下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是()A．赫尔希和蔡斯在明确T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程后，选择其作为证明DNA是遗传物质的实验材料B．利用含35S的培养基可以得到蛋白质外壳被标记的噬菌体C．T2噬菌体侵染细菌实验中，35S和32P分别用于标记噬菌体蛋白质的R基和DNA的碱基部位D．用被32P、35S同时标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，证明了DNA是遗传物质E．用玻璃棒搅拌以促进噬菌体外壳与细菌充分接触，离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌F．用肺炎链球菌代替大肠杆菌也能得到相同的实验结果G．32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经搅拌、离心后上清液放射性来自子代或亲代噬菌体H．保温时间过长会使35S标记组的上清液放射性强度增加I．用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，保温时间过长会导致上清液中放射性升高J．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K．用被32P标记的噬菌体去侵染35S标记的细菌，释放的部分子代噬菌体含有放射性L．艾弗里和赫尔希等人的实验方法不同，但实验设计思路却有共同之处M．用35S标记的一组，放射性主要分布在上清液中；用32P标记的一组，放射性主要分布在沉淀物中，说明蛋白质外壳留在大肠杆菌的外面，DNA进入大肠杆菌的内部。细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质，这一结果说明子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA才是真正的遗传物质N．赫尔希和蔡斯以T2噬菌体和大肠杆菌为实验材料，采用同位素标记法和对比实验法证明了DNA是主要的遗传物质O．探究烟草花叶病毒遗传物质的实验结论是DNA是主要的遗传物质答案GIJLM解析赫尔希和蔡斯选择T2噬菌体作为证明DNA是遗传物质的实验材料的原因是T2噬菌体只含有DNA和蛋白质两种结构，A错误；噬菌体属于病毒，不能直接用培养基培养，B错误；用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，这两种元素分别存在于R基和磷酸分子中，C错误；35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时，只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性，D错误；用玻璃棒搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，E错误；T2噬菌体不能侵染肺炎链球菌，不能得到相同的实验结果，F错误；35S标记组标记的是噬菌体的蛋白质，经搅拌和离心后分布在上清液中，噬菌体侵染细菌实验保温时间过长可使细菌裂解，子代噬菌体释放，不会导致上清液放射性强度增加，H错误；子代噬菌体的形成中，亲代噬菌体提供模板，原料、酶、能量等由细菌提供，故释放的每一个子代噬菌体均含35S，K错误；赫尔希和蔡斯以T2噬菌体和大肠杆菌为实验材料，采用同位素标记法和对比实验法，进而证明DNA是遗传物质，N错误；探究烟草花叶病毒遗传物质的实验结论是RNA是遗传物质，O错误。课时精练选择题1～2题，每小题5分，3～14题，每小题6分，共82分。一、选择题1．(2021·全国乙，5)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是()A．与R型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关B．S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成C．加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D．将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌答案D解析将S型细菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型细菌混合，不能得到S型细菌，D错误。2．(2022·湖南，2)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生()A．新的噬菌体DNA合成B．新的噬菌体蛋白质外壳合成C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNAD．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合答案C解析T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A不符合题意；T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B不符合题意；噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA，C符合题意；合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，合成蛋白质，D不符合题意。3．(2022·海南，13)某团队从如表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是()实验组材料及标记T2噬菌体大肠杆菌①未标记15N标记②32P标记35S标记③3H标记未标记④35S标记未标记A.①和④ B．②和③C．②和④ D．④和③答案C解析噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中可知，亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中可知，第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，C符合题意。4．(2024·湖北联考)烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒，具有S和HR等多种株系。科研人员分别提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白质，进行了如表所示的重组实验。下列相关叙述正确的是()重组实验过程子代病毒的类型第一组：S－RNA＋HR－蛋白质→感染烟草S株系第二组：HR－RNA＋S－蛋白质→感染烟草HR株系A.可以通过培养基上不同的菌落特征鉴别TMV的不同株系B．将TMV的遗传物质与二苯胺水浴加热，溶液会变成蓝色C．根据实验结果可推测，TMV的RNA控制其蛋白质的合成D．该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由宿主细胞的基因控制合成答案C解析病毒专营活细胞寄生，不能用培养基培养，A错误；DNA与二苯胺试剂沸水浴加热后，溶液才会变成蓝色，而TMV的遗传物质为RNA，B错误；该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由病毒的基因控制合成，D错误。5．(2024·甘肃，5)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是()A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA＋DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子C．噬菌体侵染细菌实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状答案D解析格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制的“减法原理”设置对照实验，最终证明了DNA是转化因子，B错误；噬菌体的DNA进入宿主细胞后，以自身DNA为模板，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误。6．(2024·西工大附中调研)格里菲思在进行肺炎链球菌转化实验时，只有在小鼠体内才能成功，他将高温杀死的S型细菌与R型活细菌混合物在培养基中培养时，很难观察到转化现象。而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型细菌的抗体，在体外就比较容易观察到转化现象。下列说法不正确的是()A．抗R型细菌抗体使S型细菌的DNA较易进入R型细菌，易发生转化作用B．R型细菌对小鼠免疫力的抵抗力较S型细菌弱，因此在小鼠体内容易转化成功C．未加抗R型细菌抗体的培养基中R型细菌的竞争力较强，很难看到转化现象D．可通过培养基上菌落的特征判断是否出现转化现象答案A解析在体外条件下，发生转化的S型细菌很少，很难观察到转化现象，加入抗R型细菌的抗体，抑制R型细菌生长繁殖，易观察到S型细菌，A错误；根据题意，格里菲思转化实验只有在小鼠体内才能成功，而艾弗里实验需要在培养基中加入一定量的抗R型细菌的抗体才易发生转化，说明S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强，B正确；R型细菌的菌落表面粗糙，S型细菌的菌落表面光滑，所以实验过程中，可通过观察菌落的特征来判断是否发生转化，D正确。7．(2024·沧州三模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型，不同类型的S型细菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型细菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ)，R型细菌也可回复突变为相应类型的S型细菌(SⅠ、SⅡ、SⅢ)。S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，为探究S型细菌的形成机制，科研人员将加热致死的甲菌破碎后获得提取物，冷却后加入乙菌培养液中混合均匀，再接种到平板上，经培养后检测子代细菌的类型。下列相关叙述正确的是()A．肺炎链球菌的拟核DNA有2个游离的磷酸基团B．若甲菌为RⅡ，乙菌为SⅢ，子代细菌可能为SⅢ和RⅡ，则能说明RⅡ是转化而来的C．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明SⅢ是转化而来的D．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，子代细菌为SⅢ和RⅢ，则能排除基因突变的可能答案C解析肺炎链球菌的拟核DNA为环状DNA分子，有0个游离的磷酸基团，A错误；S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，RⅡ的DNA不能进入SⅢ中，不会导致SⅢ转化为RⅡ，B错误；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，RⅡ接受加热致死的SⅢ的DNA，经转化得到SⅢ，繁殖所得子代细菌为SⅢ和RⅡ，RⅡ经回复突变得到SⅡ，繁殖所得子代细菌只能是SⅡ和RⅡ，C正确；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，RⅢ经转化形成的S型细菌为SⅢ，RⅢ经回复突变形成的S型细菌也是SⅢ，繁殖后形成的子代细菌都为SⅢ和RⅢ，不能排除基因突变的可能，D错误。8.为了研究转化是否需要S型细菌和R型细菌的直接接触，研究人员利用如图所示装置进行了实验。先将两种类型菌株分别加入U型管左、右两臂内，U型管中间隔有微孔滤板。实验过程中在U型管右臂端口对培养液缓慢吸压，让两菌株共享培养液，吸压过程会导致少量菌体破裂。一段时间后取U型管两臂菌液涂布培养，左臂菌液只出现S型菌落，右臂菌液同时出现S型、R型两种类型菌落。下列叙述错误的是()A．微孔滤板不允许肺炎链球菌通过B．R型细菌转化成S型细菌不需要两者直接接触C．S型细菌的部分染色体片段整合到R型细菌完成转化D．左臂菌液涂布只出现S型细菌表明R型细菌的DNA不能使S型细菌发生转化答案C解析为了研究转化是否需要S型细菌和R型细菌的直接接触，微孔滤板不允许肺炎链球菌通过，允许DNA等分子通过，A正确；一段时间后取U型管两臂菌液涂布培养，左臂菌液只出现S型菌落，右臂菌液同时出现S型、R型两种类型菌落，则证明R型细菌转化为S型细菌时不需要两者直接接触，同时说明R型细菌的DNA不能使S型细菌发生转化，B、D正确；S型细菌与R型细菌属于细菌，细胞内不存在染色体结构，C错误。9．为了研究噬菌体侵染细菌的过程，研究者分别用32P和35S标记的T2噬菌体侵染了未被放射性标记的大肠杆菌。在短时间保温后进行离心(未搅拌)，测定了上清液中的放射性，结果如表。下列相关说法中不正确的是()细菌处理噬菌体处理上清液中的放射性比例/%加入DNA酶未加入DNA酶不处理35S21不处理32P87侵染前加热杀死35S1511侵染前加热杀死32P7613注：DNA酶与噬菌体同时加入；离心后长链DNA出现在沉淀物中、短链DNA出现在上清液中。A．用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质B．细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解C．DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中D．由实验结果可知，噬菌体的蛋白质没有进入细菌答案D解析DNA含有P元素，蛋白质含有S元素，则用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质，A正确；细菌被杀死后加入DNA酶，上清液中的放射性比例上升，说明DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中，细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解，B、C正确；本实验不能判断噬菌体的蛋白质有没有进入细菌，D错误。10．(2024·天门模拟)在进行T2噬菌体侵染细菌实验时，用含14C标记的尿嘧啶培养基培养细菌，待细菌裂解后，分离出含有14C的RNA。实验人员把该RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA可与噬菌体的DNA形成稳定的DNA—RNA双链杂交分子，但不能与细菌的DNA形成杂交分子。下列叙述不正确的是()A．用含14C的胸腺嘧啶代替尿嘧啶进行实验，结果完全相同B．含14C标记的RNA的模板是噬菌体的DNA分子C．获得14C噬菌体，需先用含14C的培养基培养细菌，再用噬菌体侵染细菌D．据结果推测，被噬菌体侵染的细菌体内合成的是噬菌体的蛋白质答案A解析尿嘧啶是组成RNA的特有碱基，而胸腺嘧啶是组成DNA的特有碱基，所以不能用含14C的胸腺嘧啶代替尿嘧啶进行实验，A错误；噬菌体的DNA分子能与该RNA形成稳定的DNA—RNA双链杂交分子，因此含14C标记的RNA的模板是噬菌体的DNA分子，B正确；被噬菌体侵染的细菌体内合成的是噬菌体的蛋白质，以噬菌体的DNA为模板控制合成的，D正确。11．研究发现，细菌被T4噬菌体(DNA病毒)侵染后，自身蛋白质合成停止，转而合成噬菌体的蛋白质，在此过程中细菌内合成了新的噬菌体RNA。为探究细菌核糖体是否是噬菌体蛋白质合成的场所，研究者进行了如图所示的实验。下列有关叙述错误的是()A．上述实验运用了微生物培养技术和密度梯度离心技术B．被T4噬菌体侵染后，细菌体内没有合成新的核糖体C．离心结果表明新合成的噬菌体RNA与“重”核糖体结合D．细菌为子代噬菌体的形成提供了模板、原料、酶、能量等答案D解析结合图示过程可知，细菌最初的核糖体为“重”核糖体，此后在培养基培养后，经裂解、离心得到的核糖体仍为“重”核糖体，说明被T4噬菌体侵染后，细菌体内没有合成新的核糖体，B正确；细菌为子代噬菌体的形成提供了原料、酶、能量等，模板是由噬菌体提供的，D错误。12．(2024·衡水武邑中学模拟)枯草杆菌有两种菌株，分别为噬菌体敏感性菌株(S型细菌)和抗性菌株(R型细菌)，噬菌体能特异性地侵染S型细菌。实验小组用三组培养基分别培养S型菌株、R型菌株和混合培养S型＋R型菌株，一段时间后，向三组培养基中接入噬菌体。接入噬菌体后枯草杆菌的相对含量变化如图所示。下列相关叙述正确的是()A．S型细菌能为噬菌体的增殖提供模板、原料和相关的酶B．噬菌体与枯草杆菌在结构上的共同之处是均有核糖体C．S型细菌和R型细菌细胞膜上均含有能被噬菌体识别的受体D．混合培养过程中，与S型细菌混合可导致R型细菌对噬菌体的抗性降低答案D解析噬菌体增殖过程中模板是自身的，原料、能量和酶来自宿主细胞，A错误；噬菌体是病毒，不具有细胞器，没有核糖体，B错误；R型细菌对噬菌体不敏感，噬菌体能特异性地侵染S型细菌，则R型枯草杆菌细胞膜上不含有噬菌体识别的受体，C错误；混合培养时，枯草杆菌的数量明显减少，说明R型细菌也被侵染，最可能是S型细菌的DNA和R型细菌的DNA发生了基因重组，使得R型细菌合成了受体蛋白，导致R型细菌对噬菌体的抗性降低，D正确。13．(2024·武汉武钢三中模拟)下面四幅图表示了在“肺炎链球菌转化实验”(搅拌强度、时长等都合理)和“噬菌体侵染细菌的实验”中相关含量的变化。下列相关叙述正确的是()A．图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，沉淀物放射性强度的变化B．图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，沉淀物放射性强度的变化C．图丙表示“肺炎链球菌体外转化实验”中，R型细菌与S型细菌的数量变化D．图丁表示“肺炎链球菌体外转化实验”中，R型细菌与S型细菌的数量变化答案C解析“32P标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，随着时间的推移，细菌被裂解，子代噬菌体释放，导致沉淀物放射性强度不断降低，A错误；“35S标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，沉淀物放射性强度很低，B错误；据图丙可知，S型细菌曲线的起点为0，且在R型细菌之后，故该图表示“肺炎链球菌体外转化实验”中R型细菌＋S型细菌DNA组，R型细菌与S型细菌的数量变化，C正确；在“肺炎链球菌的体内转化实验”中，开始时，R型细菌在小鼠体内大部分会被免疫系统消灭，所以曲线在开始阶段有所下降，后随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加，所以曲线上升。而加热致死的S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，并通过繁殖使数量增多，曲线上升，故图丁表示“肺炎链球菌体内转化实验”中，R型细菌与S型细菌的数量变化，D错误。14．科学家发现一种称为朊粒(又称朊病毒)的病原微生物(PrPS)，其只有蛋白质、没有核酸，能够侵染牛脑组织，并将牛脑组织中的PrPC蛋白转化为PrPS，二者的氨基酸排列顺序完全相同，但后者具有感染性，可以诱导体内更多的PrPC蛋白转化成PrPS。科研小组欲模拟赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，采用35S标记的朊病毒侵染牛脑组织。下列说法错误的是()A．可先用含35S的培养液培养牛脑组织，再用朊病毒侵染牛脑组织，一段时间后获得35S标记的朊病毒B．与赫尔希和蔡斯的实验相比，模拟实验过程中不需要搅拌C．离心后的上清液和沉淀物中，放射性主要集中在上清液D．上述实验说明蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化答案C解析赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，由题意可知，朊病毒(PrPS)只有蛋白质、没有核酸，朊病毒全部侵入牛脑组织，模拟实验过程中不需要搅拌，B正确；离心后的上清液和沉淀物中，放射性主要集中在沉淀物，C错误；由题意可知，PrPC蛋白可转化成PrPS，二者的氨基酸排列顺序完全相同，说明其空间结构发生变化，导致PrPS具有感染性，因此可以说明蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化，D正确。二、非选择题15．(18分)(2024·武汉三中检测)关于DNA是遗传物质的推测，科学家们找到了很多直接或者间接的证据，并解决了很多技术难题，提出了科学的模型。请回答下列问题：(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，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，从死亡的小鼠体内可以分离得到的细菌为________________(填“R型”“S型”或“R型和S型”)。(2)艾弗里完成离体转化实验后，有学者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。利用S型肺炎链球菌中存在的能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)，有人设计了以下实验推翻该假说：R型细菌＋抗青霉素的S型细菌的DNA＋青霉素，该实验的结果及结论为__________________________________________。(3)(14分)某种感染动物细胞的病毒M主要由核酸和蛋白质组成。为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA，某研究小组展开了相关实验，如下所示。请回答下列问题：材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠、生理盐水及注射器等。Ⅰ.实验步骤：①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。②将配制的溶液分别注入小白鼠体内，已知A、B为实验组，C、D为对照组，且D组为空白对照组。请完善表格：组别ABCD注射溶液适量的病毒核酸提取物和RNA酶③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。Ⅱ.结果预测及结论：①________________________________________________________________________，说明DNA是该病毒的遗传物质。②________________________________________________________________________，说明RNA是该病毒的遗传物质。答案(1)R型和S型(2)出现抗青霉素的S型细菌，所以DNA具有遗传作用(3)等量的病毒核酸提取物和DNA酶等量的病毒核酸提取物和生理盐水等量的生理盐水A、C组发病，B、D组不发病B、C组发病，A、D组不发病解析(2)要推翻“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”的观点，可以设计如下实验：R型细菌＋抗青霉素的S型细菌的DNA＋青霉素，若出现抗青霉素的S型细菌，则证明DNA有遗传作用。第26课时DNA的结构、复制和基因的本质课标要求1.概述DNA分子是由4种脱氧核苷酸构成的，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链盘旋成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。2.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。考情分析1.DNA结构模型的构建2022·重庆·T42022·广东·T52021·广东·T52.DNA结构、特点与计算2024·河北·T52022·广东·T122021·北京·T43.DNA复制过程及计算2023·北京·T212023·山东·T52022·海南·T112021·海南·T62021·辽宁·T44.DNA复制与细胞分裂2021·山东·T5考点一DNA分子的结构与基因的本质1．DNA双螺旋结构模型的构建(1)构建者：沃森和克里克。(2)构建过程2．DNA的结构3．DNA的结构特点多样性若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序特异性每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序稳定性两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基配对方式不变等[教材隐性知识]源于必修2P51探究·实践：DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别。[归纳总结]DNA双螺旋结构的热考点4．DNA中碱基数量的计算规律5．基因的本质基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。6．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系[拓展延伸]真、原核细胞基因的结构(1)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式(2022·广东，5D)(×)提示沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。(2)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基(2022·浙江6月选考，13A)(×)提示在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。(3)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连(2022·浙江6月选考，13B)(×)提示G、C之间形成3个氢键。(4)DNA每条链的5′端是羟基末端(2021·辽宁，4C)(×)提示DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基(－OH)末端。(5)双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径(2022·河北·8D)(√)(6)某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如下所示：A占比31.2%，C占比20.8%，G占比28.0%，U占比20.0%，则该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2%(2024·河北·5A)(×)提示根据碱基互补配对原则可知，该病毒复制合成的互补链中G＋C含量与原RNA含量一致，为48.8%。考向一DNA的结构分析1．(2021·广东，5)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是()①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制A．①②B．②③C．③④D．①④答案B解析赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式；DNA半保留复制机制是在DNA双螺旋结构模型建立之后提出的。2．(2022·广东，12)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是()A．单链序列脱氧核苷酸数量相等B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸C．单链序列的碱基能够互补配对D．自连环化后两条单链方向相同答案C解析单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线性DNA分子两端能够相连，A、B不符合题意；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定该线性DNA分子两端能够相连，C符合题意；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D不符合题意。3．(2021·北京，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是()A．DNA复制后A约占32%B．DNA中C约占18%C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1D．RNA中U约占32%答案D解析DNA分子为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)÷2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。考点二DNA的复制1．DNA半保留复制的实验证据(假说—演绎法)2．DNA的复制(1)概念、时间、场所(2)过程(特点：边解旋边复制；半保留复制)(3)结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。(4)DNA准确复制3．“图解法”分析DNA复制的相关计算(1)将DNA被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养液中繁殖n代，则：①子代DNA共2n个eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(含15N的DNA分子：2个,只含15N的DNA分子：0个,含14N的DNA分子：2n个,只含14N的DNA分子：2n－2个))②脱氧核苷酸链共2n＋1条eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(含15N的脱氧核苷酸链：2条,含14N的脱氧核苷酸链：,2n＋1－2条))(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数①若亲代的DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。(1)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与(2021·辽宁，4B)(×)提示子链的合成过程需要引物。(2)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链(2021·辽宁，4D)(×)提示解旋酶的作用是打开DNA双链。(3)DNA半保留复制是以DNA双螺旋结构模型为理论基础(√)DNA复制的拓展1．DNA的复制需要引物：DNA聚合酶不能从头合成DNA，而只能从已存在的DNA链的3′端延长，因此DNA复制需要引物(在细胞中是一段与模板DNA互补配对的短链RNA，PCR中的引物是DNA)。2．半不连续复制(1)据图可知，连续复制链(前导链)延伸方向与解旋方向相同，不连续复制链(后随链)延伸方向与解旋方向相反。(2)后随链合成过程中，先合成的小片段的引物被切除，切除引物留下的空隙由后合成的相邻片段继续延长来补充。各个片段由DNA连接酶将其连成一条完整的DNA子链。(3)切除引物后，子链会比母链短一截(如图中连续复制链)，这就是端粒DNA在每次细胞分裂后缩短的原因，可由端粒酶延长。3．双向复制：绝大多数DNA采取双向复制，少数DNA单向复制4．真核生物染色体DNA的复制特点5．几种环状DNA的复制：θ复制、D环复制、滚环复制。(1)θ复制：如大肠杆菌DNA复制，特点是单起点双向复制。(2)D环复制：如线粒体或叶绿体DNA复制，特点是两条链复制不同步(填“同步”或“不同步”)。(3)滚环复制：如某些噬菌体单链DNA、环状质粒的复制。考向二DNA复制过程4．(2024·鄂州联考)如图为环状DNA分子的复制方式，被称为滚环复制，其过程是先打开其中一条单链a的一个磷酸二酯键，游离出一个3′－OH和一个5′－磷酸基团末端，随后，在DNA聚合酶催化下，以b链为模板，从a链的3′－OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，新合成的子链随b链的滚动而延伸。与此同时，以伸展的a链为模板，合成新的子链，最后合成两个子代双链分子。下列说法正确的是()A．DNA甲需要DNA水解酶断裂磷酸二酯键打开缺口B．滚环复制中，b链滚动方向为逆时针C．每条子链的合成都需要合成引物D．DNA乙和DNA丙中新合成链的碱基序列相同答案B解析DNA甲需要特异的酶断裂磷酸二酯键打开缺口，DNA水解酶会将DNA水解，A错误；由题图可知，以环状b链为模板，从a链的3′－OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，b链通过逆时针滚动而合成新的子链，B正确；滚环复制前亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开，其5′端游离出来，此后开始复制，由于DNA复制过程中子链在3′－OH末端开始延伸的，结合图示可知，滚环复制在3′－OH末端开始以切开的该链为引物向前延伸，不需要合成引物，C错误；DNA乙(以b链为模板)和DNA丙(以a链为模板)中新合成链的碱基序列互补，D错误。5.(2023·山东，5)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5′端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是()A．据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象B．甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等C．丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等D．②延伸方向为5′端至3′端，其模板链3′端指向解旋方向答案D解析据图分析可知，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；丙时，①②等长且互补，A、T之和相等，C正确；①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链①时，①的5′端指向解旋方向，则另一条母链合成子链②时，②的延伸方向为5′端至3′端，其模板链5′端指向解旋方向，D错误。6．含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为()A．240个 B．180个 C．114个 D．90个答案B解析分析题意可知，该DNA片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中一条链(设为1链)的A＋T占40%，即A1＋T1＝40(个)，则C1＋G1＝60(个)；互补链(设为2链)中G与T分别占22%和18%，即G2＝22，T2＝18，可知C1＝22，则G1＝60－22＝38＝C2，故该DNA片段中C＝22＋38＝60(个)。已知DNA复制了2次，则DNA分子的个数为22＝4(个)，4个DNA分子中共有胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数量为4×60＝240(个)，原DNA片段中有60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，则需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为240－60＝180(个)，B符合题意。1．下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是()A．威尔金斯和富兰克林根据DNA衍射图谱的数据，推算出DNA呈螺旋结构B．查哥夫发现腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量C．沃森和克里克最先提出了DNA的双螺旋结构模型并最终确定双链DNA分子中，磷酸和五碳糖交替连接排列在外侧，构成DNA的基本骨架D．DNA分子中磷酸基团总数与四种碱基的总和相等E．DNA分子一条链上的(A＋T)/(G＋C)越大，热稳定性越强F．DNA一条链上相邻的碱基以氢键连接G．DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构的H．不同双链DNA分子中(A＋G)与(T＋C)的比值相同I．某DNA分子中胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25～50%J．在DNA分子中，A＋T占碱基总数的M%，那么每条链中的A＋T占该链碱基总数的M%K．若某环状DNA片段含有2000个碱基，则该DNA同时含有2个游离的磷酸基团L．DNA分子中特有双螺旋结构代表了遗传信息M．DNA分子具有多样性的主要原因是碱基配对方式的不同答案BCDHJ解析沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱推算出DNA分子呈螺旋结构，A错误；DNA中G＋C越多越稳定，因为G、C之间有三个氢键，所以(A＋T)/(G＋C)比值越小，热稳定性越强，E错误；DNA一条链上相邻的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—”相连，F错误；DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构的，G错误；如果DNA内胞嘧啶占25%，胞嘧啶分布在两条DNA单链上，因此每条单链上胞嘧啶占0～50%，I错误；环状DNA没有游离的磷酸基团，K错误；DNA分子中碱基的排列顺序代表了遗传信息，L错误；DNA分子具有多样性的原因是碱基的排列顺序千变万化，M错误。2．下列关于DNA复制的叙述，正确的是()A．细胞中DNA复制开始时，DNA双螺旋的解开需要解旋酶的参与，子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端B．DNA复制时将两条链完全解旋后作为模板合成子链C．两条子链合成过程所需引物的数量不同但两条子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同D．DNA复制时可形成多个复制泡，有利于提高复制效率E．在细胞分裂前的分裂间期，可发生DNA的复制，DNA复制均在细胞核中F．脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链G．DNA的复制有精确的模板，通常严格遵守碱基互补配对原则H．DNA的复制过程中可能会发生差错，这种差错一定能改变生物的性状I．含有m个腺嘌呤的DNA分子，第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个答案ADG解析DNA复制为边解旋边复制，B错误；DNA复制时，其中一条链的复制是连续的，只需要一个引物，另一条链的复制是不连续的，形成多个子链DNA片段，所以需要多个引物，因此两条子链合成过程所需引物的数量不同，而复制叉的移动方向与其中一条子链延伸的方向相同，C错误；DNA复制主要在细胞核内进行，对于真核生物来说，也可在线粒体和叶绿体中进行，E错误；DNA酶的作用是促进DNA水解成脱氧核苷酸，促进单个脱氧核苷酸连接合成新的子链的酶是DNA聚合酶，F错误；DNA的复制过程中可能会发生差错，导致基因突变，但不一定改变生物的性状，H错误；第n次复制是针对n－1次来说的，其需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为2n×m－2n－1×m＝m×(2n－1)个，I错误。课时精练选择题1～10题，每小题5分，11～15题，每小题6分，共80分。一、选择题1．(2025·长沙一中模拟)下列关于遗传科学史的叙述，正确的是()A．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，对自变量的控制遵循了“加法原理”B．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，用玻璃棒搅拌以促进噬菌体外壳与细菌充分接触C．沃森和克里克运用概念模型构建法和X射线衍射技术提出DNA双螺旋结构模型D．梅塞尔森和斯塔尔探究DNA的复制方式，运用了假说—演绎法、同位素标记技术答案D解析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验特异性除去了一种物质，其自变量的处理方法遵循“减法原理”，A错误；赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，用玻璃棒搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，B错误；沃森和克里克利用建立物理模型的方法构建了DNA双螺旋结构模型，C错误。2．(2024·临沂模拟)某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是()A．一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接在一起B．制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同C．在构建的不同长度DNA分子中，碱基A和T的数量越多化学结构越稳定D．观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反答案C解析在构建的相同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多，形成的氢键越多，化学结构越稳定，C错误；DNA的两条链反向平行，具有游离磷酸基团的一端为该脱氧核苷酸链的5′端，所以观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反，D正确。3.(2024·武汉期末)科学家发现了单链DNA的一种四螺旋结构，一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中。形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G－4平面”，继而形成立体的“G－四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述正确的是()A．每个“G－四联体螺旋结构”中含有两个游离的磷酸基团B．该结构中富含G－C碱基对C．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等D．该“G－四联体螺旋结构”可以抑制癌细胞的分裂答案C解析每个“G－四联体螺旋结构”是一条单链形成的，该结构中含有一个游离的磷酸基团，A错误；“G－四联体螺旋结构”是由单链DNA形成的一种四螺旋结构，该结构中富含G，而不是富含G－C碱基对，B错误；双链DNA中(A＋G)/(T＋C)的值始终等于1，而该单链结构中(A＋G)/(T＋C)的值不一定等于1，因此该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等，C正确；根据题意可知，此“G－四联体螺旋结构”一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中，因此该结构不能抑制癌细胞的分裂，可能促进癌细胞的分裂，D错误。4．某双链DNA分子中，A与T之和占全部碱基的36%，其中一条链中A碱基占26%，C碱基占33%，则另一条链中碱基A、C所占比例分别为()A．10%、31% B．31%、10%C．26%、33% D．33%、26%答案A解析A与T之和占全部碱基的36%，则G与C之和占全部碱基的64%，在数量上A＝T、G＝C，则A在DNA分子中占18%，C在DNA分子中占32%；双链DNA分子中两条链碱基数相等，DNA分子中某种碱基的比例等于该种碱基在每一单链中所占比例之和的一半，其中一条链中A占26%，则另一条链中A占18%×2－26%＝10%；其中一条链中C占33%，则另一条链中C占32%×2－33%＝31%，A符合题意。5．DNA的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制、分散复制(子代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成)。某科研小组同学以细菌为材料，进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是()实验一：将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。实验二：将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心。A．若实验一离心结果为重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制B．若实验一离心结果为中带，可确定DNA的复制方式是半保留复制C．若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制D．若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为分散复制答案B解析若实验一离心结果为重带(两条链均为15N)和轻带(两条链均为14N)，则DNA的复制方式为全保留复制，A正确；若实验一离心结果为中带(一条链为15N，一条链为14N或者两条链上均含有15N和14N)，可确定DNA的复制方式是半保留复制或分散复制，B错误；若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不可能为全保留复制，若为全保留复制，则一定有重带，C正确；若DNA复制方式为分散复制，无论复制几次，离心后的条带只有一条密度带，若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为分散复制，D正确。6．(2025·揭阳检测)条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA病毒，该病毒寄生在小麦条锈菌(专性寄生真菌)中。对PsV5的研究为更好地认识和防治小麦条锈病提供了新思路。下列相关叙述正确的是()A．条锈菌病毒PsV5和小麦条锈菌的遗传物质元素组成相同B．条锈菌病毒PsV5的基因通常是具有遗传效应的DNA片段C．感染PsV5病毒的小麦条锈菌会将病毒RNA遗传给子代D．PsV5病毒和小麦条锈菌都营寄生生活，都没有独立代谢能力答案A解析条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA病毒，其遗传物质是RNA，小麦条锈菌的遗传物质是DNA，但DNA和RNA的元素组成相同，A正确，B错误；病毒在寄主亲子代个体之间可以传染，但感染PsV5病毒的小麦条锈菌不会以遗传的方式将病毒RNA传给子代，C错误；PsV5病毒和小麦条锈菌都营寄生生活，但小麦条锈菌具有独立代谢能力，D错误。7．(2024·潜江模拟)被15N标记的某DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子以含14N标记的脱氧核苷酸为原料连续复制4次。下列有关判断正确的是()A．含有15N的DNA分子占1/16B．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸640个C．DNA分子中每个五碳糖上连接一个磷酸和一个含氮碱基D．复制结果共产生16个DNA分子答案D解析DNA进行半保留复制，无论复制几次，子代都有2个DNA含15N,1个DNA经过4次复制，共产生24＝16(个)DNA分子，所以含有15N的DNA分子占1/8，A错误，D正确；该DNA分子含有100个碱基对，其中胞嘧啶60个，则腺嘌呤有40个，故连续复制4次需要(24－1)×40＝600(个)腺嘌呤脱氧核苷酸，B错误；DNA分子中除尾端一个五碳糖上连接一个磷酸和一个含氮碱基外，其余每个五碳糖上连接两个磷酸和一个含氮碱基，C错误。8．图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时，形成的复制泡的示意图，图中箭头表示子链延伸方向。下列说法错误的是()A．图1过程发生在细胞分裂前的分裂间期，以脱氧核苷酸为原料B．图1中复制泡大小不一，可能是因为多个复制起点并非同时启动C．图2中a端和b端分别是模板链的3′端和5′端D．DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等答案C解析图1为真核细胞核DNA复制，其中一个DNA分子有多个复制泡，可加快复制速率，复制泡的大小不同，说明不同的复制起点不同时开始复制，B正确；子链的延伸方向是从5′→3′端延伸，且与模板链的关系是反向平行，因此，根据子链的延伸方向，可以判断，图2中a端和b端分别是模板链的5′端和3′端，C错误。9．(2024·十堰模拟)DNA复制时，一条新子链可以进行连续复制，而另一条链只能先合成新链片段即冈崎片段(如图所示)。DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的末端上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物水解掉，换上相应的DNA片段。下列说法错误的是()A．引物酶属于RNA聚合酶B．DNA复制时，一条新子链按5′→3′方向进行，而另一条链复制方向相反，按3′→5′方向进行C．DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂D．对DNA进行标记时，标记物应在胸腺嘧啶上答案B解析引物酶以DNA为模板合成RNA引物，引物酶属于RNA聚合酶，A正确；DNA聚合酶只能在子链的3′端延伸DNA，DNA复制时，两条新子链都按5′→3′方向进行，B错误；引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′—OH上聚合脱氧核苷酸，当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，故DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂，C正确。10．(2024·泉州质检)真核生物染色体末端的端粒是由非转录的短的重复片段(5′－GGGTTA－3′)及一些结合蛋白组成的。端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶对端粒DNA序列的修复机制如图，下列相关叙述错误的是()A．过程②属于逆转录B．过程③需要DNA聚合酶的催化C．端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－CCCAAU－3′D．与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高答案C解析由题图可知，过程②是以RNA为模板合成DNA，因此属于逆转录，A正确；过程③为DNA聚合反应，故需要DNA聚合酶的催化，B正确；端粒的重复片段为5′－GGGTTA－3′，因此端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－UAACCC－3′(反向平行)，C错误；端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤，肿瘤细胞有无限增殖能力，因此可推测与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高，D正确。11．(2024·重庆八中检测)为了研究半保留复制的具体过程，以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象进行了实验探究：20℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸继续培养。然后在5s、10s、30s、60s时阻断DNA复制，分离出DNA并通过加热使DNA全部解旋为单链，再进行离心，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如图所示(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。关于该实验，下列说法错误的是()A．T4噬菌体以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNAB．如果抑制DNA连接酶的活性，则会检测到靠近离心管顶部位置放射性增强C．为了节省实验时间，DNA可不变性处理成单链直接离心D．据图可知，30s内大量合成短片段DNA并在30s时出现短片段合成长片段答案C解析T4噬菌体寄生于大肠杆菌，合成DNA的原料全部来自大肠杆菌，因此T4噬菌体以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA，A正确；如果抑制DNA连接酶的活性，DNA片段无法连接，故随着时间推移，短片段DNA的数量一直较多，大部分放射性会出现在离心管顶部，B正确；DNA是双螺旋结构，不进行变性处理，则无论培养时间长短，离心分离后得到的DNA片段长度都是相同的，C错误；DNA片段越短，与离心管顶部距离越近，由图可知，30s内与离心管顶部距离近的DNA片段较多，说明首先大量合成的是短片段DNA，同时在30s时出现与离心管顶部距离较远的DNA分子，即出现短片段合成长片段，D正确。12．M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是()A．M13噬菌体的遗传物质复制过程中不需要先合成引物来引导子链延伸B．SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制C．过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNAD．过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6407个磷酸二酯键答案B解析过程①需要先合成引物来引导子链延伸，过程③不需要，A错误；过程⑥得到的单链环状DNA是原来的，过程②～⑤中