梁老師生物學名師工作室專題09基因的本質【考點梳理.逐個擊破】1.DNA是遺傳物質的實驗證據1——肺炎雙球菌的轉化實驗肺炎雙球菌類型及特點類型菌體菌落毒性S型細菌有多糖類的莢膜表面光滑有R型細菌沒有多糖類的莢膜表面粗糙無（1）格里菲思體內轉化實驗結論：加熱殺死的S型細菌中含有某種“轉化因子”，能將R型活細菌轉化為S型活細菌。（2）艾弗里體外體內轉化實驗實驗方法：將S型細菌中的物質分離出來，分別與R型細菌混合培養(yǎng)，獨立地觀察各自的作用。實驗結論：DNA才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質，即DNA是遺傳物質。也證明了蛋白質、多糖、DNA水解產物不是遺傳物質。例1：格里菲思用肺炎鏈球菌感染小鼠進行了著名的轉化實驗,關于實驗的結論錯誤的是()。A.說明了肺炎鏈球菌的遺傳物質是DNAB.說明了R型活細菌在一定條件下能夠轉化為S型活細菌C.說明了R型活細菌不具有致病性,S型活細菌具有致病性D.說明了加熱致死的S型細菌不具有致病性【解析】格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗能夠證明加熱致死的S型細菌體內存在促進R型活細菌轉化為S型活細菌的轉化因子,但沒有證明DNA是遺傳物質,A錯誤,B正確;將R型活細菌單獨注射到小鼠體內,小鼠存活,證明其沒有致病性,將S型活細菌單獨注射到小鼠體內,小鼠死亡,說明S型活細菌有致病性,C正確;將加熱致死的S型細菌注射到小鼠體內,小鼠能夠存活,證明加熱致死的S型細菌不具有致病性,D正確。故選A2.DNA是遺傳物質的實驗證據2——噬菌體侵染細菌的實驗（1）實驗人：赫爾希和蔡斯。（2）實驗方法：同位素標記法，用35S和32P分別標記噬菌體的蛋白質外殼和DNA分子。（3）實驗結果：細菌裂解釋放出的子噬菌體中，能檢測到32P標記的DNA，不能檢測到35S標記的蛋白質。（4）實驗結論：實驗表明噬菌體侵染細菌時，DNA進入到細菌體內，而蛋白質外殼留在外面。實驗證明了DNA是噬菌體的遺傳物質，還證明了DNA能自我復制，在前后代之間保持連續(xù)性；DNA能控制蛋白質的合成。該實驗不能證明蛋白質不是遺傳物質，因蛋白質外殼未進入細菌。3.RNA是遺傳物質的實驗證據——煙草花葉病毒(TMV)感染煙草實驗實驗結論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質，蛋白質不是煙草花葉病毒的遺傳物質。4.核酸是生物的遺傳物質。所有細胞生物(包括真核、原核生物)和大部分病毒(如噬菌體)的遺傳物質是DNA，少部分病毒(如TMV、HIV、流感病毒)的遺傳物質是RNA，所以DNA是主要的遺傳物質。例2：下列關于生物遺傳物質的說法正確的是()。A.同時含有DNA和RNA的生物的遺傳物質是DNAB.DNA是主要的遺傳物質是指一種生物的遺傳物質主要是DNAC.真核生物的遺傳物質都是DNA,病毒的遺傳物質都是RNAD.肺炎鏈球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是主要的遺傳物質【解析】DNA是主要的遺傳物質是指絕大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA,B錯誤;真核生物的遺傳物質都是DNA,RNA病毒的遺傳物質是RNA,而DNA病毒的遺傳物質是DNA,C錯誤;肺炎鏈球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質,但沒有證明DNA是主要的遺傳物質,D錯誤。故選A5.DNA雙螺旋結構模型的構建者：沃森和克里克。（方法：物理模型構建法）6.DNA的立體結構——規(guī)則的雙螺旋結構（主要特點如下）（1）兩條鏈按反向平行方式盤繞成雙螺旋結構。（2）脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在內側。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對遵循堿基互補原則：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)；G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。例3：下面對DNA結構的敘述,錯誤的是()。A.DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側B.DNA中的兩條鏈反向平行C.DNA中的氫鍵數(shù)目和堿基數(shù)目一定相等D.DNA中在兩條鏈的5'-端具有2個游離的磷酸基團【解析】A—T間是2個氫鍵,G—C間是3個氫鍵,氫鍵數(shù)目和堿基數(shù)目不相等,C錯誤。故選C7.DNA的復制（1）概念：指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。（表示為：DNA→DNA）（2）時間：發(fā)生在細胞分裂的間期，即有絲分裂間期和減數(shù)分裂Ⅰ前的間期。（3）場所：細胞核(主要場所)、線粒體和葉綠體。（4）過程：解旋提供模板→合成互補子鏈→重新螺旋形成兩個新的DNA分子。（5）條件：模板：DNA的兩條鏈；原料：4種游離的脫氧核糖核苷酸；5.條件：能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶。（7）特點：過程：邊解旋邊復制，方式：半保留復制。（8）準確復制的原因：DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板；通過堿基互補配對原則，保證了復制能夠準確的進行。（9）意義：DNA分子通過復制，將遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。8.基因的本質：基因通常是有遺傳效應的DNA片段。不是任何一個DNA片段都是基因。例4：下列關于DNA復制的敘述,正確的是()。A.復制均在細胞核內進行B.復制僅發(fā)生在有絲分裂前的間期C.復制過程先解旋后復制D.堿基互補配對保證了復制的準確性【解析】DNA不只存在于細胞核內,在線粒體、葉綠體及原核生物的擬核中也存在,也可以進行DNA復制,A錯誤;DNA復制發(fā)生在有絲分裂前的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期,B錯誤;DNA是邊解旋邊復制的,C錯誤。故選D【解題技巧】1.堿基互補配對原則的相關計算（1）在雙鏈DNA中，A＝T、G＝C；任意兩個不互補堿基之和相等，并為堿基總數(shù)的50%，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。（2）雙鏈DNA中，互補堿基之和的比值，在兩條單鏈和雙鏈中都相等。如：若eq\f(A1＋T1,G1＋C1)＝n，則eq\f(A2＋T2,G2＋C2)＝n，eq\f(A＋T,G＋C)＝n。(互補等)（3）雙鏈DNA中，不互補堿基之和的比值，在兩條互補鏈中互為倒數(shù)，在雙鏈中比值為1。如：若eq\f(A1＋G1,T1＋C1)＝m，則eq\f(A2＋G2,T2＋C2)＝eq\f(1,m)(不互補倒)；eq\f(A＋G,T＋C)＝1。2.DNA分子半保留復制的相關計算例：1個含15N的DNA分子，放在含14N脫氧核苷酸的環(huán)境中復制n次，產生子代DNA2n個，其中：（1）含15N的DNA分子有2個；含14N的DNA分子有2n個。（2）只含15N的DNA分子有0個；只含14N的DNA分子有2n－2個。（3）脫氧核苷酸鏈有2×2n條，其中含15N的鏈有2條，含14N的鏈有2n+1－2條。（4）若某DNA分子含某種堿基m個，如果該DNA分子復制n次，則需消耗含該堿基的游離脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)個；第n次復制需消耗含該堿基的游離脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1個。【真題重現(xiàn).精選精煉】1．（2022·浙江·高考真題）某同學欲制作DNA雙螺旋結構模型，已準備了足夠的相關材料，下列敘述正確的是（

）A．在制作脫氧核苷酸時，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基B．制作模型時，鳥嘌呤與胞嘧啶之間用2個氫鍵連接物相連C．制成的模型中，腺嘌呤與胞嘧啶之和等于鳥嘌呤和胸腺嘧啶之和D．制成的模型中，磷酸和脫氧核糖交替連接位于主鏈的內側【答案】C【分析】DNA的雙螺旋結構：①DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的；②DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基在內側；③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接起來，形成堿基對且遵循堿基互補配對原則?！驹斀狻緼、在制作脫氧核苷酸時，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基，A錯誤；B、鳥嘌呤和胞嘧啶之間由3個氫鍵連接，B錯誤；C、DNA的兩條鏈之間遵循堿基互補配對原則，即A=T、C=G，故在制作的模型中A+C=G+T，C正確；D、DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基在內側，D錯誤。故選C。2．（2022·湖南·高考真題）T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，下列哪一項不會發(fā)生（）A．新的噬菌體DNA合成B．新的噬菌體蛋白質外殼合成C．噬菌體在自身RNA聚合酶作用下轉錄出RNAD．合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結合【答案】C【分析】T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒，它的頭部和尾部的外殼都是蛋白質構成的，頭部含有DNA。T2噬菌體侵染大腸桿菌后，在自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增殖?！驹斀狻緼、T2噬菌體侵染大腸桿菌后，其DNA會在大腸桿菌體內復制，合成新的噬菌體DNA，A正確；B、T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，只有DNA進入大腸桿菌，T2噬菌體會用自身的DNA和大腸桿菌的氨基酸等來合成新的噬菌體蛋白質外殼，B正確；C、噬菌體在大腸桿菌RNA聚合酶作用下轉錄出RNA，C錯誤；D、T2噬菌體的DNA進入細菌，以噬菌體的DNA為模板，利用大腸桿菌提供的原料合成噬菌體的DNA，然后通過轉錄，合成mRNA與核糖體結合，通過翻譯合成噬菌體的蛋白質外殼，因此侵染過程中會發(fā)生合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結合，D正確。故選C。3．（2022·廣東·高考真題）下列關于遺傳學史上重要探究活動的敘述，錯誤的是（

）A．孟德爾用統(tǒng)計學方法分析實驗結果發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律B．摩爾根等基于性狀與性別的關聯(lián)證明基因在染色體上C．赫爾希和蔡斯用對比實驗證明DNA是遺傳物質D．沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式【答案】D【分析】1、孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳定律用了假說演繹法，其基本步驟:提出問題→作出假說→演繹推理→實驗驗證(測交實驗)→得出結論。2、薩頓運用類比推理的方法提出基因在染色體的假說，摩爾根運用假說演繹法證明基因在染色體上。3、赫爾希和蔡斯進行了T2噬菌體侵染細菌的實驗，實驗步驟:分別用35S或32P標記噬菌體→噬菌體侵染未被標記的細菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質，證明了DNA是遺傳物質。4、沃森和克里克用建構物理模型的方法研究DNA的結構?！驹斀狻緼、孟德爾用統(tǒng)計學方法分析雜合子自交子代的表現(xiàn)型及比例，發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律，A正確；B、摩爾根等基于果蠅眼色與性別的關聯(lián)，證明了基因在染色體上，B正確；C、赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標記T2噬菌體DNA和蛋白質，通過對比兩組實驗結果，證明了DNA是遺傳物質，C正確；D、沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出了DNA的螺旋結構，D錯誤。故選D。4．（2022·浙江·高考真題）下列關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的是（

）A．需用同時含有32P和35S的噬菌體侵染大腸桿菌 B．攪拌是為了使大腸桿菌內的噬菌體釋放出來C．離心是為了沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌 D．該實驗證明了大腸桿菌的遺傳物質是DNA【答案】C【分析】1、噬菌體的結構：蛋白質外殼（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。2、噬菌體的繁殖過程：吸附→注入（注入噬菌體的DNA）→合成（控制者：噬菌體的DNA；原料：細菌的化學成分）→組裝→釋放。【詳解】A、實驗過程中需單獨用32P標記噬菌體的DNA和35S標記噬菌體的蛋白質，A錯誤；B、實驗過程中攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體外殼與細菌分離，B錯誤；C、大腸桿菌的質量大于噬菌體，離心的目的是為了沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌，C正確；D、該實驗證明噬菌體的遺傳物質是DNA，D錯誤。故選C。5．（2017·全國·高考真題）在證明DNA是遺傳物質的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關的敘述，正確的是（

）A．T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復制和增殖B．T2噬菌體病毒顆粒內可以合成mRNA和蛋白質C．培養(yǎng)基中的32P經宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中D．HIV病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同【答案】C【分析】1、噬菌體的結構：蛋白質外殼（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。2、噬菌體的繁殖過程：吸附→注入（注入噬菌體的DNA）→合成（控制者：噬菌體的DNA；原料：細菌的化學成分）→組裝→釋放。3、T2噬菌體侵染細菌的實驗步驟：分別用35S或32P標記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→噬菌體侵染未被標記的細菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質?！驹斀狻緼、T2噬菌體只能侵染大腸桿菌，因此不可以在肺炎雙球菌中復制和增殖，A錯誤；B、病毒無細胞結構，T2噬菌體病毒顆粒內不可以合成mRNA和蛋白質，其在宿主細胞中才能合成mRNA和蛋白質，B錯誤；C、噬菌體繁殖時利用的原料來自大腸桿菌，因此培養(yǎng)基中的32P經宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；D、HIV病毒為RNA病毒，T2噬菌體為DNA病毒，因此兩者的核酸類型不同，則增殖過程也不同，D錯誤。故選C。6．（2021·海南·高考真題）已知5-溴尿嘧啶（BU）可與堿基A或G配對。大腸桿菌DNA上某個堿基位點已由A-T轉變?yōu)锳-BU，要使該位點由A-BU轉變?yōu)镚-C，則該位點所在的DNA至少需要復制的次數(shù)是（

）A．1 B．2 C．3 D．4【答案】B【分析】基因突變是基因結構的改變，包括堿基對的增添、缺失或替換?！驹斀狻扛鶕}意可知：5-BU可以與A配對，又可以和G配對，由于大腸桿菌DNA上某個堿基位點已由A-T轉變?yōu)锳-BU，由半保留復制可知，復制一次會得到G-5-BU，復制第二次時會得到有G-C，所以至少需要經過2次復制后，才能實現(xiàn)該位點由A-BU轉變?yōu)镚-C，B正確。故選B。7．（2021·北京·高考真題）酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關于酵母菌核酸的敘述錯誤的是（）A．DNA復制后A約占32% B．DNA中C約占18%C．DNA中（A+G）/（T+C）=1 D．RNA中U約占32%【答案】D【分析】酵母菌為真核生物，細胞中含有DNA和RNA兩種核酸；其中DNA分子為雙鏈結構，A=T，G=C，RNA分子為單鏈結構。據此分析作答?！驹斀狻緼、DNA分子為半保留復制，復制時遵循A-T、G-C的配對原則，則DNA復制后的A約占32%，A正確；B、酵母菌的DNA中堿基A約占32%，則A=T=32%，G=C=（1-2×32%）/2=18%，B正確；C、DNA遵循堿基互補配對原則，A=T、G=C，則（A+G）/（T+C）=1，C正確；D、由于RNA為單鏈結構，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板進行轉錄而來，故RNA中U不一定占32%，D錯誤。故選D。8．（2021·全國·高考真題）在格里菲思所做的肺炎雙球菌轉化實驗中，無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后注射到小鼠體內，從小鼠體內分離出了有毒性的S型活細菌。某同學根據上述實驗，結合現(xiàn)有生物學知識所做的下列推測中，不合理的是（

）A．與R型菌相比，S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關B．S型菌的DNA能夠進入R型菌細胞指導蛋白質的合成C．加熱殺死S型菌使其蛋白質功能喪失而DNA功能可能不受影響D．將S型菌的DNA經DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌【答案】D【分析】肺炎雙球菌轉化實驗包括格里菲斯體內轉化實驗和艾弗里體外轉化實驗，其中格里菲斯體內轉化實驗證明S型細菌中存在某種轉化因子，能將R型細菌轉化為S型細菌，沒有證明轉化因子是什么物質，而艾弗里體外轉化實驗，將各種物質分開，單獨研究它們在遺傳中的作用，并用到了生物實驗中的減法原理，最終證明DNA是遺傳物質。【詳解】A、與R型菌相比，S型菌具有莢膜多糖，S型菌有毒，故可推測S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關，A正確；B、S型菌的DNA進入R型菌細胞后使R型菌具有了S型菌的性狀，可知S型菌的DNA進入R型菌細胞后指導蛋白質的合成，B正確；C、加熱殺死的S型菌不會使小白鼠死亡，說明加熱殺死的S型菌的蛋白質功能喪失，而加熱殺死的S型菌的DNA可以使R型菌發(fā)生轉化，可知其DNA功能不受影響，C正確；D、將S型菌的DNA經DNA酶處理后，DNA被水解為小分子物質，故與R型菌混合，不能得到S型菌，D錯誤。故選D。9．（2021·浙江·高考真題）下列關于遺傳學發(fā)展史上4個經典實驗的敘述，正確的是（）A．孟德爾的單因子雜交實驗證明了遺傳因子位于染色體上B．摩爾根的果蠅伴性遺傳實驗證明了基因自由組合定律C．T2噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是大腸桿菌的遺傳物質D．肺炎雙球菌離體轉化實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質【答案】D【分析】1、肺炎雙球菌轉化實驗包括活體細菌轉化實驗和離體細菌轉化實驗，其中活體細菌轉化實驗證明S型細菌中存在某種“轉化因子”，能將R型細菌轉化為S型細菌；離體細菌轉化實驗證明DNA是遺傳物質。2、T2噬菌體侵染細菌的實驗步驟：標記噬菌體→標記的噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質。該實驗證明DNA是遺傳物質。3、薩頓提出基因在染色體上的假說，摩爾根通過果蠅伴性遺傳實驗證明了基因位于染色體上?！驹斀狻緼、孟德爾的單因子雜交實驗沒有證明遺傳因子位于染色體上，當時人們還沒有認識染色體，A錯誤；B、摩爾根的果蠅伴性遺傳實驗只研究了一對等位基因，不能證明基因自由組合定律，B錯誤；C、T2噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是噬菌體的遺傳物質，C錯誤；D、肺炎雙球菌離體轉化實驗證明了DNA是轉化因子，即DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質，D正確。故選D。【點睛】本題考查人體對遺傳物質的探究歷程，要求考生了解人類對遺傳物質的探究歷程，識記不同科學家采用的實驗方法及得出的實驗結論，能結合所學的知識準確判斷各選項。10．（2011·江蘇·高考真題）關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的是（

）A．分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體B．分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌進行長時間的保溫培養(yǎng)C．用標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致D．32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質【答案】C【分析】噬菌體侵染細菌過程：吸附→注入（注入噬菌體的DNA）→合成（控制者：噬菌體的DNA；原料：細菌的化學成分）→組裝→釋放；T2噬菌體侵染細菌的實驗步驟：分別用35S或32P標記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→噬菌體侵染未被標記的細菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質。結論：