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2021版浙江新高考选考生物一轮复习教师用书：第17讲 核酸是遗传物质的证据、DNA的分子结构和特点
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第17讲 核酸是遗传物质的证据、DNA的分子结构和特点
知识内容
考试要求
知识内容
考试要求
1．噬菌体侵染细菌的实验
b
4.核酸分子的组成
a
2．肺炎双球菌转化实验
b
5.DNA分子的结构和特点
b
3．烟草花叶病毒的感染和重建实验
a
6.活动：制作DNA双螺旋结构模型
b
核酸是遗传物质的证据
1．染色体是遗传物质的载体
从化学成分讲，染色体是由DNA、RNA和蛋白质组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。DNA和组蛋白都是染色体的主要成分。
2．DNA是遗传物质的直接证据
(1)噬菌体侵染细菌的实验
①设计思路：把DNA与蛋白质区分开，直接、单独地去观察它们的作用。
②材料：大肠杆菌、T2噬菌体。
③原理：T2噬菌体侵染细菌后，在DNA遗传物质的作用下，利用大肠杆菌的物质来合成自身的组成物质，从而进行大量增殖。
④方法：放射性同位素示踪法。
⑤过程
⑥结论：噬菌体的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的，DNA是遗传物质。
(2)肺炎双球菌转化实验
①活体细菌转化实验
a．肺炎双球菌类型
特点
类型
菌落
荚膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
无
无
b.方法：分组、对照观察。
c．原理：S型菌可使小鼠患败血症死亡。
d．过程
e．结论：加热杀死的S型菌中含有某种转化因子能使R型菌转化为S型菌。
②离体细菌转化实验
a．方法：分组、对照观察。
b．原理：从活的S型菌中抽提DNA、蛋白质及多糖等物质，将其分别加入已培养了R型菌的培养基中，结果发现只有加入DNA时，R型菌才转化为S型菌。
c．过程
d．结论：DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质即遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。而且DNA的纯度越高，转化效率就越高。
(3)烟草花叶病毒的感染和重建实验
①烟草花叶病毒的感染实验
过程：
②烟草花叶病毒重建实验
过程
③结论：在RNA病毒中，RNA是遗传物质。
(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(√)
(2)T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖(√)
(3)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质(√)
(4)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等(×)
(5)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力(√)
(6)从格里菲思活体细菌转化实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌(×)
(7)格里菲思活体细菌转化实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状(×)
(8)在艾弗里离体细菌转化实验中，DNA酶将S型菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型菌发生转化(√)
(9)艾弗里的离体细菌转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术(√)
(必修2 P49～P50图3－1、图3－2相关内容改编)材料分析题：
材料1：用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记：
噬菌体
大肠杆菌
脱氧核苷酸
32P
31P
氨基酸
32S
35S
材料2：
(1)用32P标记噬菌体的大致操作过程：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)若材料1中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟叶细胞，则能说明________________________________________________________________________。
(3)分析材料2，A～D的结果中，哪项不正确？______。说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)材料1、材料2共同说明的问题是____________________________________。
解析：(1)由于噬菌体是病毒不能独立培养，必须寄生在活细胞中，所以先用培养基培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
(2)烟草花叶病毒的核酸是RNA，它可以侵染烟草的叶细胞，说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
(3)由于DNA酶能够分解DNA分子，不存在DNA时就不能使R型菌转化成S型菌，所以小鼠不会死亡。
(4)材料1、材料2共同说明的是DNA是遗传物质。
答案：(1)①在含有放射性32P的培养基中培养大肠杆菌
②再用上述大肠杆菌培养噬菌体
(2)RNA是遗传物质
(3)D DNA分子被DNA酶分解掉，R型菌不能转化成S型菌，小鼠应为正常
(4)DNA是遗传物质
考法1 肺炎双球菌转化实验的分析
(1)活体细菌转化实验与离体细菌转化实验比较
活体细菌转化实验
离体细菌转化实验
培养场所
在小鼠体内
体外培养基
实验结果
加热杀死的S型菌能使R型菌转化为S型菌
S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌
实验结论
S型菌体内有“转化因子”
S型菌的DNA是遗传物质
巧妙构思
将加热杀死的S型菌及其与R型活菌混合后的菌液，分别注入小鼠体内
将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
联系
①所用材料相同，都是R型和S型两种肺炎双球菌；
②活体转化实验是离体转化实验的基础，离体转化实验是活体转化实验的延伸；
③两实验都遵循对照原则、单一变量原则
(2)肺炎双球菌转化实验的分析
①加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA热稳定性较高，加热只使其氢键断裂，若将其慢慢冷却，分离的单链又可以恢复其双螺旋结构，即在一定的温度范围内，加热不会导致DNA变性。
②R型菌转化成S型菌的实质是S型菌的DNA与R型菌的DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。
③转化后形成的S型菌的性状可以遗传下去，说明S型菌的DNA是遗传物质。
④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、受体菌的状态等因素的影响，所以并不是所有的R型菌都转化成了S型菌。
易错点1 误认为肺炎双球菌的活体转化实验是“S型菌的DNA可使小鼠致死”
[点拨] 加热杀死的S型菌与R型菌混合培养时，S型菌的DNA进入R型菌体内。结果在S型菌DNA的控制下，R型菌体内合成了S型菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型菌。
易错点2 误认为加热杀死的S型菌可使所有R型菌实现转化
[点拨] 并非所有的R型菌都转化为S型菌，事实上转化的效率很低，并且转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响，因此只有少部分R型菌被转化为S型菌。
[题组冲关]
1．(2019·浙江4月选考)为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：
下列叙述正确的是( )
A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性
B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质
C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA
D．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA
解析：选C。转化的效率不是100%，所以甲组培养皿中存在的是R型和S型菌落，A错误；乙组蛋白质被蛋白酶催化水解了，所以转化物质不是蛋白质，可能是其他物质，B错误；丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA，C正确；该实验能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，D错误。
2．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→注入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注入小鼠
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：选D。能使小鼠死亡的是活的S型菌。①DNA酶会将S型菌的DNA水解，使其失去转化作用，R型菌未发生转化，小鼠存活；②虽然有DNA酶存在，但加入了S型菌，小鼠死亡；③中没有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；④高温加热使S型菌的蛋白质及DNA酶变性，虽然S型菌的DNA还存在，但由于后面加入R型菌的DNA，所以不能发生转化作用，小鼠存活。
考法2 噬菌体侵染细菌实验分析
下面图甲为噬菌体的结构，图乙为噬菌体侵染细菌的过程。
(1)图甲所示生物属于病毒类，物质A含P，物质B含S。
(2)噬菌体的复制式增殖过程
①模板：进入细菌体内的噬菌体DNA。
②合成噬菌体DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
③合成噬菌体的蛋白质
④合成噬菌体DNA和蛋白质的能量来自大肠杆菌的ATP。
(3)实验过程及结果
①标记细菌
②
③
(4)结论：噬菌体的遗传物质是DNA。
易错点1 未明确“标记”对象与实验结果的对应关系
[点拨] (1)若用32P和35S标记病毒而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有32P标记。
(2)若用32P和35S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均有标记元素。
(3)若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。
(4)若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均可找到标记元素。
易错点2 实验误差分析不到位而失分
[点拨] (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。②噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
[题组冲关]
3．(2017·浙江11月选考)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述，正确的是 ( )
A．噬菌体内可以合成mRNA
B．搅拌的目的是使噬菌体与细菌充分混合
C．噬菌体与细菌混合培养的时间越长，实验效果越好
D．噬菌体侵染细菌后，产生许多遗传信息相同的子代噬菌体
答案：D
4．(2020·浙江1月选考)某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是( )
A．甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生含32P的子代噬菌体
B．甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体
C．乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体
D．乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体
答案：C
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
考法3 对探索遗传物质的经典实验的5点总结
(1)一切生物(朊病毒除外)的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。
(2)细胞内既有DNA又有RNA，但只有DNA是遗传物质，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。
(3)病毒只含有一种核酸——DNA或RNA，遗传物质是DNA或RNA。
(4)原核细胞的DNA分布于拟核和质粒中。真核细胞的DNA主要存在于染色体上，少数存在于细胞质中的叶绿体、线粒体中。
(5)只有针对“所有生物”时，才可称“DNA是主要的遗传物质”，否则，针对任何一种生物，其遗传物质均无“主要”之说——任何生物的遗传物质都是“唯一”的核酸(要么为DNA，无DNA时为RNA)。
[题组冲关]
5．(2018·浙江4月选考)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，正确的是( )
A．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B．肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C．肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
D．烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV A的遗传物质
解析：选D。32P标记的是DNA，噬菌体DNA合成的原料是无放射性的脱氧核苷酸，所以子代噬菌体只有少数有放射性，A错误；肺炎双球菌活体转化实验中R型菌转化为S型菌是S型菌存在某种转化因子引起的，B错误；肺炎双球菌离体转化实验中S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌只能说明DNA是遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质，C错误；TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后检测到A型病毒，说明RNA是TMV A的遗传物质，D正确。
6．如图表示科研人员验证烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程，由此推断正确的是( )
A．烟草细胞的遗传物质是RNA
B．烟草细胞的细胞膜上有RNA的载体
C．感染烟草的病毒的蛋白质和TMV的相同
D．接种的RNA在烟草细胞中进行了逆转录
解析：选C。从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草感染病毒，而提取的蛋白质却不能使烟草感染病毒，这说明RNA是遗传物质，可在烟草细胞内合成TMV的蛋白质。
DNA的分子结构与特点
1．DNA分子的结构
(1)脱氧核苷酸是脱氧核苷和磷酸连接起来的结构单元，其中的脱氧核苷又是含氮碱基与脱氧核糖结合形成的单位。
(2)DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，DNA是脱氧核苷酸的多聚体。由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，因此脱氧核苷酸也有4种，即腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
2．DNA分子的结构特点
(1)沃森和克里克认为，DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构。
(2)DNA分子结构的主要特点
①DNA分子是由两条长链组成的，这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。基本骨架是由一条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合形成的，其中脱氧核糖和磷酸基团排列在主链的外侧，碱基位于主链内侧。
②DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对，由氢键连接。碱基互补配对原则：腺嘌呤与胸腺嘧啶通过两个氢键相连，鸟嘌呤与胞嘧啶通过三个氢键相连。
③DNA中碱基含量的卡伽夫法则：在DNA分子中，A(腺嘌呤)和T(胸腺嘧啶)的分子数相等，G(鸟嘌呤)和C(胞嘧啶)的分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量。
3．制作DNA双螺旋结构模型
(1)实验原理
①DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。
③DNA分子两条链上的碱基按照碱基互补配对原则两两配对，并且以氢键连接。
(2)实验步骤
①用不同颜色的卡纸剪成长方形代表碱基，用其他颜色的卡纸剪成圆形代表磷酸，另一种颜色的卡纸剪成五边形代表脱氧核糖。
②使用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接，制作成一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型。
③用订书机把一个个脱氧核苷酸模型连接起来，形成一条多核苷酸的长链；根据碱基互补配对原则，制作一条与这条链完全互补的脱氧核苷酸长链。
④将脱氧核苷酸中的磷酸固定在细铁丝上，然后把两条链平放在桌子上，用订书机把配对的碱基两两连接在一起。
⑤将两条链的末端分别与硬纸方块连接在一起，两手分别提起硬纸方块，轻轻旋转，即可得到一个DNA分子双螺旋结构模型。
(1)沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法(√)
(2)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定(√)
(3)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基(×)
(4)DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连(×)
(5)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的(×)
(6)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同(√)
(7)同一生物个体不同细胞中DNA分子的(A＋T)/(C＋G)的值不同(×)
(8)人体内控制β珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种(×)
(必修2 P55图3－5改编)下图为DNA分子结构图像，据图分析下列问题：
(1)图中④________(填“能”或“不能”)表示胞嘧啶脱氧核苷酸，一个DNA分子片段中有________个游离的磷酸基团。
(2)双链DNA中，反向平行的两条链之间的碱基通过________连接成碱基对，而同一条链上核苷酸之间是通过______________________________________相连的。
(3)解旋酶作用的部位是________(填数字)，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用的部位是________(填数字)。
(4)DNA初步水解的产物是____________________，DNA彻底水解的产物是_________________________。
(5)根据碱基的种类确定是DNA还是RNA，若含有碱基________则是RNA，若含有碱基________而不含有碱基________则是DNA；根据碱基的比例确定是单链还是双链，若嘌呤数/嘧啶数________ 1，则一般是双链，若嘌呤数/嘧啶数________ 1，则是单链。
答案：(1)不能 2
(2)氢键 脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
(3)⑨ ⑩
(4)4种脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基
(5)U T U ＝ ≠
考法1 DNA分子结构模型解读
(1)由图1可解读以下信息
(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，③是氢键。解旋酶作用于③部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
(1)误以为构成DNA基本骨架的化学元素是C、H、O、N、P。磷酸和脱氧核糖交替排列构成DNA的基本骨架，它们的元素组成是C、H、O、P，没有N。
(2)误以为在一条脱氧核苷酸链中，相邻的碱基之间的连接物是氢键。在一条脱氧核苷酸链中，相邻的碱基之间的连接物是“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”。
(3)误以为DNA分子中每个脱氧核糖都连接着两个磷酸基团。DNA分子的每条脱氧核苷酸链中，除最末端的一个脱氧核糖只连接一个磷酸基团外，其余均连接着两个磷酸基团。
(4)误以为A与T配对，G和C配对表示卡伽夫法则。卡伽夫法则表示的是碱基之间的数量关系，不是配对关系。
[题组冲关]
1．(2017·浙江11月选考)某真核生物DNA片段的结构示意图如下。下列叙述正确的是( )
A．①的形成需要DNA聚合酶催化
B．②表示腺嘌呤脱氧核苷
C．③的形成只能发生在细胞核
D．若α链中A＋T占48%，则DNA分子中G占26%
答案：D
2．(2020·绍兴检测)下列有关DNA分子结构的说法，正确的是( )
A．DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连
B．(A＋G)/(T＋C)的比值体现了DNA分子的特异性
C．DNA的多样性取决于构成它的碱基种类的多样性
D．蓝细菌细胞的遗传物质水解可得到4种脱氧核苷酸
解析：选D。DNA单链上相邻碱基之间靠“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接，A错误；双链DNA分子中碱基(A＋G)/(T＋C)的比值为1，没有特异性，B错误；构成DNA的碱基只有4种，但构成DNA分子的碱基的排列顺序是千变万化的，体现了DNA分子的多样性，C错误；蓝细菌是原核生物，其遗传物质是DNA，D正确。
考法2 双链DNA分子中碱基含量的计算
根据碱基互补配对原则和卡伽夫法则，在双链DNA分子中各种碱基之间存在一定的数量关系，而且有一定的规律，可以归纳为以下几点：
(1)互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。
(2)任意两个不互补的碱基数量之和占碱基总数的50%，即嘌呤之和＝嘧啶之和＝总碱基数×50%，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋T＋C＋G)×50%，＝＝1。
(3)在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝A2＋T2＝n%，所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝＝n%。简记为：“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
(4)双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
设双链DNA分子中，一条链上：＝m，则：＝＝m，互补链上＝。
简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1”。
三步解决DNA分子中有关碱基比例的计算
第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。
第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。
第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
[题组冲关]
3．(2020·浙江杭州校级期中)在一个双链DNA分子中，碱基总数为a，腺嘌呤数为b，下列选项不正确的是( )
A．碱基之间的氢键数为(3a－2b)/2
B．一条链中A＋T的数值为b
C．G的数量为a－b
D．一条链中(A＋T)/(G＋C)的比值为2b/(a－2b)
解析：选C。胸腺嘧啶＝腺嘌呤＝b，鸟嘌呤＝胞嘧啶＝a/2－b，因此碱基之间的氢键数为：2b＋3(a/2－b)＝(3a－2b)/2，A正确；由于双链DNA分子中，A＝T＝b，A＋T＝2b，单链中A＋T＝b，B正确；双链DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的比值与每条单链中该比值相等，双链DNA分子中(A＋T)/(G＋C)＝2a/(a－2b)，D正确。
4．(2020·浙江丽水中学期中)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( )
解析：选C。由碱基互补配对原则可知，不同双链DNA分子中，一条单链中(A＋T)/(G＋C)的值与DNA分子双链中(A＋T)/(G＋C)的值总是相等；一条单链中(A＋C)/(T＋G)的值是不确定的，而DNA分子双链中(A＋C)/(T＋G)的值都为1，C正确。
1．(2018·浙江11月选考)下列关于遗传物质的叙述，正确的是( )
A．烟草的遗传物质可被RNA酶水解
B．肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA
C．劳氏肉瘤病毒的遗传物质可逆转录出单链DNA
D．T2噬菌体的遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核酸
答案：C
2．(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( )
A．S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落为光滑的
B．S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
3．(2015·浙江10月选考)下列关于用32P标记的T2噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌实验的叙述，错误的是( )
A．子代噬菌体的DNA控制子代噬菌体的蛋白质合成
B．合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体外壳都含35S
C．合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体DNA都不含32P
D．大肠杆菌的DNA中嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和的比值与噬菌体的相同
解析：选C。T2噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌细胞内；子代噬菌体的DNA控制子代噬菌体的蛋白质合成，合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体外壳都含35S，合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体DNA中只有两个含32P；大肠杆菌的DNA中嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和的比值与噬菌体的相同，都是1。
4．(2020·浙江金华十校期末)下列关于“核酸是遗传物质证据”相关实验的叙述，正确的是( )
A．R型菌转化为S型菌属于基因突变
B．活体细菌转化实验证明了DNA是“转化因子”
C．将S型菌的DNA注射到小鼠体内导致小鼠死亡
D．噬菌体侵染细菌实验中搅拌可使细菌外的噬菌体与细菌分离
解析：选D。R型菌转化为S型菌属于基因重组；活体细菌转化实验证明了“转化因子”的存在，但是不能说明转化因子是DNA；将S型菌的DNA注射到小鼠体内，不会导致小鼠死亡，将活的S型菌(或S型菌的DNA＋R型菌)注射到小鼠体内会导致小鼠死亡；噬菌体侵染细菌实验中，搅拌的目的是使细菌外的噬菌体与细菌分离。
5．(2020·浙江温州十校联盟)下图为噬菌体DNA片段，且两条链均被32P标记。用该噬菌体去侵染被15N标记的细菌，在其中增殖4次。以下说法不正确的是( )
A．图中④可表示两种脱氧核糖核苷酸
B．噬菌体被标记的是图中的①结构
C．子代噬菌体的DNA大部分含15N，少部分含32P
D．子代噬菌体的蛋白质在细菌的核糖体上合成，均含15N
解析：选C。根据氢键的数量可知，图中④可表示胞嘧啶脱氧核糖核苷酸或者鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸，A正确；根据提供的信息可知，噬菌体DNA被32P标记，即图中①磷酸被标记，B正确；子代噬菌体的DNA全部含15N，少部分含32P，C错误；子代噬菌体的蛋白质在细菌的核糖体上合成，均含15N，D正确。
6．(2020·浙江绍兴期末)如图为DNA分子结构图，请据图回答下列问题：
(1)指出图中序号代表的结构名称：②__________，
④__________。
(2)图中所示的DNA的空间结构是________(填“平面”或“双螺旋”)结构，从图中可知，每个脱氧核糖连接着________个磷酸。
(3)DNA中的遗传信息是指__________________________________。
(4)已知G和C之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键。若某DNA片段中，碱基对为n，A有m个，则氢键数为______个。
答案：(1)脱氧核糖 胞嘧啶脱氧核苷酸
(2)平面 1或2
(3)碱基对的排列顺序(脱氧核苷酸的排列顺序)
(4)3n－m
1．(2020·浙江省绿色评估联盟高三考试)下列关于肺炎双球菌离体转化实验的叙述，错误的是( )
A．需对S型菌中的物质进行提取、分离和鉴定
B．配制的培养基应适合肺炎双球菌的生长和繁殖
C．转化的有效性与R型菌的DNA纯度有密切关系
D．实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是
解析：选C。需对S型菌中的物质进行提取、分离和鉴定，以便确定转化因子是何种物质，A正确；配制的培养基应适合肺炎双球菌的生长和繁殖，以确保肺炎双球菌能增殖和转化，B正确；转化的有效性与S型菌的DNA纯度有密切关系，C错误；将S型菌的各种成分分离开，分别与R型菌混合，实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是，D正确。
2．用32P标记的T2噬菌体侵染不含32P的大肠杆菌。下列叙述正确的是( )
A．子代噬菌体的蛋白质由大肠杆菌的DNA编码
B．亲代噬菌体DNA连续复制3次产生的DNA中，含32P的DNA占1/8
C．合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌
D．噬菌体DNA与大肠杆菌DNA的(A＋C)/(T＋G)的值不同
解析：选C。子代噬菌体的蛋白质由噬菌体的DNA编码，A错误；亲代噬菌体DNA连续复制3次产生的DNA中，含32P的DNA占2/8，B错误；合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌，C正确；噬菌体DNA与大肠杆菌DNA的(A＋C)/(T＋G)的值相同，D错误。
3．(2020·舟山模拟)肺炎双球菌中的S型菌具有多糖类荚膜，R型菌则不具有。下列叙述错误的是( )
A．R型活菌＋S型菌的多糖→有荚膜的细菌
B．R型活菌＋S型菌DNA水解产物→不能够产生具有荚膜的细菌
C．R型活菌＋S型菌DNA→产生具有荚膜的细菌
D．R型活菌＋S型菌蛋白质→不能够产生具有荚膜的细菌
解析：选A。S型菌的多糖不是转化因子，不能使R型菌转化为S型菌，A项错误；S型菌DNA的完全水解产物已经失去活性，也没有转化能力，B项正确；S型菌的DNA能使R型菌转化，C项正确；S型菌的蛋白质不是转化因子，不能使R型菌转化为S型菌，D项正确。
4．(2020·浙江省名校考前押宝)“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．①需要利用分别含有35S和32P的细菌
B．②中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败
C．③的作用是加速细菌的解体
D．④的结果是沉淀物中检测到放射性
解析：选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，所以要利用分别含有35S和32P的细菌。②中少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中有放射性物质，但不会导致实验失败。搅拌和离心的作用是让细菌和噬菌体分开。标记的元素不同，经离心后出现放射性部位不同，标记S元素的放射性主要集中于上清液，标记P元素的放射性主要集中于沉淀物。
5．下列关于烟草花叶病毒(TMV)感染和重建实验的叙述，正确的是( )
A．烟草花叶病毒由双链RNA和蛋白质外壳组成
B．用来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系
C．用TMV的蛋白质感染烟草后，烟草会出现感染病毒的症状
D．该实验证明了生物的遗传物质是RNA
解析：选B。烟草花叶病毒由单链RNA和蛋白质外壳组成，A错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以用来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系，而不是提供蛋白质的株系，B正确；蛋白质不能进入烟草细胞，故用TMV的蛋白质感染烟草后，烟草不会出现感染病毒的症状，C错误；该实验只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D错误。
6．(2020·嘉兴模拟)某生物兴趣小组模拟了噬菌体侵染细菌实验，下列有关分析不正确的是( )
A．理论上，b中不应具有放射性
B．b中放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关
C．若b中具有放射性，说明与①过程中培养时间的长短有关
D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
解析：选C。用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳只能留在细菌外。搅拌越充分，蛋白质外壳与细菌分离得越彻底，沉淀物b中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离，则沉淀物b中不含放射性。沉淀物b中具有放射性的原因为搅拌不充分，与①过程中培养时间的长短无关。本实验并没有“示踪”DNA在遗传中的作用，因此不能证明DNA是遗传物质。
7．(2020·宁波模拟)下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是( )
A．每个双链DNA分子含有4种脱氧核苷酸
B．每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基
C．每个DNA分子的碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤
答案：B
8．(2020·浙江省稽阳联谊学校联考)下图为DNA分子结构模型的部分示意图，下面关于该模型的叙述，错误的是( )
A．制作“3”和“4”材料的形状、大小和颜色不同
B．模型中碱基的数量遵循卡伽夫法则
C．“2”和“3”组成的结构叫脱氧核苷
D．DNA分子中，若一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则其互补链中该比值1/a
解析：选D。“3”和“4”代表的碱基的种类不同，故材料的形状、大小和颜色不同，A正确；模型中碱基的数量遵循卡伽夫法则，B正确；“2”和“3”组成的结构叫脱氧核苷或核苷，C正确；DNA分子中，若一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则其互补链中该比值也为a，D错误。
9．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，则该模型中四种碱基模块的比例应为( )
A．1∶2∶3∶4 B．3∶4∶1∶2
C．1∶1∶1∶1 D．2∶3∶2∶3
解析：选D。DNA双链中A与T配对，C与G配对，所以已知比例的这条链上的A数量与另一条链上的T数量相等，C数量与另一条链上的G数量相等，故另一条链中A、C、T、G数量之比为3∶4∶1∶2，两比值对应相加，即得到整个DNA双链中四种碱基数量比为2∶3∶2∶3。
10．(2020·浙江金华月考)如图为DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是( )
A．构成DNA分子的基本单位是⑦
B．RNA聚合酶可以切断⑤
C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键
D．⑥构成DNA分子的基本骨架
解析：选B。图中⑦是脱氧核苷酸单链，构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，应是④；RNA聚合酶能将DNA解旋，可以切断氢键⑤；复制时DNA聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而①②之间的键是同一个核苷酸内的化学键；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架。
11．(2020·海宁模拟)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条(α链)子链中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在α链的互补链(β链)中，T和C分别占(β链)碱基总数的( )
A．32.9%和17.1% B．31.3%和18.7%
C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9%
解析：选B。由于整个DNA分子中G＋C＝35.8%，则每条链中G＋C＝35.8%，A＋T＝64.2%；由于α链中T与C分别占α链碱基总数的32.9%和17.1%，由此可以求出α链中G＝18.7%、A＝31.3%，则其互补链β链中T和C分别占β链碱基总数的31.3%和18.7%。
12．(2020·浙江杭州模拟)某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列关于该DNA分子的叙述，正确的是( )
A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7
B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则G的个数为(pm/2n)－p
C．碱基排列方式共有4200种
D．含有4个游离的磷酸
解析：选B。该DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若该DNA分子中A为p个，其占全部碱基的n/m，则全部碱基数为p÷，所以G的个数为(p÷－2p)÷2，即－p；碱基的排列方式应少于4100种；含有2个游离的磷酸。
13．(2020·舟山模拟)如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题：
(1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的________。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的________。
(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是_______________________。
(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是__________________________________。
(4)仅有图3的实验过程，________(填“能”或“不能”)说明DNA是遗传物质，原因是________________。
解析：(1)32P标记的是①(磷酸基团)，⑤(肽键)不含S，有些R基含S，故35S标记的是R基。(2)噬菌体侵染细菌的实验设计思路是单独地观察生物体内每一种化学成分的作用，而噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成，这是它被选为实验材料的原因之一。(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，以便观察放射性存在的部位。(4)图3实验中不能体现DNA在噬菌体繁殖中的作用，不能说明噬菌体的DNA是遗传物质。
答案：(1)④ ①
(2)噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成
(3)让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离
(4)不能 实验不涉及DNA
14．(2020·杭州模拟)美国科学家埃弗里等人为了弄清“转化因子”为何种物质，进行了肺炎双球菌体外转化实验。他们从S型活菌中提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将其分别加入培养R型菌的培养基中培养，主要过程如图所示。思考并回答下列问题：
(1)参照图解，预测A、C过程的结果填在图中“____”处。
(2)写出A、B、C的实验结果表明的问题：
A．________________________________________________________________________。
B．________________________________________________________________________。
C．________________________________________________________________________。
(3)某同学通过学习肺炎双球菌的体内和体外转化实验认识到，R型菌转化为S型菌的原因是S型菌体内的转化因子在发挥作用，那么反过来R型菌能使S型菌转化为R型菌吗？他模仿科学家的实验来探究这个问题：R型菌是否有转化因子。
①将R型菌注入小鼠体内，小鼠正常。
②将S型菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
③将加热杀死后的R型菌注入小鼠体内，小鼠正常。
④将S型菌和加热杀死后的R型菌混合后注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
实验结论：R型菌体内没有转化因子。
该同学的实验有不足之处，如④组的小鼠患败血症死亡，并不能证明S型菌没有转化为R型菌，原因是________________________________________________________。
解析：(1)埃弗里等人进行的转化实验称为离体细菌转化实验。其过程是将S型菌的DNA、蛋白质、多糖等分离开，单独地、直接地去侵染R型菌，只有DNA具有转化作用，因此A、C过程的结果均为只有粗糙型细胞。
(2)A、B、C的实验结果依次表明蛋白质没有转化作用、DNA有转化作用、DNA降解物没有转化作用。
(3)分析该实验设计的思路和方法，该同学的实验有不足之处：首先④组的小鼠患败血症死亡，并不能证明S型菌没有转化为R型菌，因为即使有部分S型菌转化为R型菌，另一部分未转化的S型菌仍会导致小鼠死亡；另外，即使知道了小鼠体内有部分S型菌转化为R型菌，这种转化作用是不是R型死菌所起的作用仍然无从知晓，也可能是由于其他因素造成的，如突变。所以该实验逻辑推理过程错误，科学性欠缺。
答案：(1)
(2)蛋白质没有转化作用 DNA有转化作用 DNA降解物没有转化作用
(3)即使有部分S型菌转化为R型菌，另一部分未转化的S型菌仍会导致小鼠死亡
15．(2020·浙江八校质检)如图是DNA分子双螺旋结构模型的建构过程图解(1～5)，请据图回答下列问题：
(1)物质1是构成DNA的基本单位，与RNA的基本单位相比，两者成分方面的差别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)催化形成图2中磷酸二酯键的酶是___________________________________。
(3)图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，如果DNA耐高温的能力越强，则__________________(填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例越高。
(4)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异，请结合图5和有关RNA的结构说明其原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)DNA的基本单位与RNA的基本单位相比，主要区别是DNA的基本单位中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。(2)图2是由DNA分子的基本单位脱氧核苷酸经脱水缩合形成的脱氧核苷酸链，形成脱氧核苷酸链的过程中有磷酸二酯键生成，其需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氢键越多，DNA分子越稳定，C—G之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键。(4)RNA分子是单链结构，DNA分子是双螺旋结构，其结构稳定性较强，而单链RNA更容易发生变异。
答案：(1)物质1中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U (2)DNA聚合酶 (3)G—C (4)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定
第17讲 核酸是遗传物质的证据、DNA的分子结构和特点
知识内容
考试要求
知识内容
考试要求
1．噬菌体侵染细菌的实验
b
4.核酸分子的组成
a
2．肺炎双球菌转化实验
b
5.DNA分子的结构和特点
b
3．烟草花叶病毒的感染和重建实验
a
6.活动：制作DNA双螺旋结构模型
b
核酸是遗传物质的证据
1．染色体是遗传物质的载体
从化学成分讲，染色体是由DNA、RNA和蛋白质组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。DNA和组蛋白都是染色体的主要成分。
2．DNA是遗传物质的直接证据
(1)噬菌体侵染细菌的实验
①设计思路：把DNA与蛋白质区分开，直接、单独地去观察它们的作用。
②材料：大肠杆菌、T2噬菌体。
③原理：T2噬菌体侵染细菌后，在DNA遗传物质的作用下，利用大肠杆菌的物质来合成自身的组成物质，从而进行大量增殖。
④方法：放射性同位素示踪法。
⑤过程
⑥结论：噬菌体的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的，DNA是遗传物质。
(2)肺炎双球菌转化实验
①活体细菌转化实验
a．肺炎双球菌类型
特点
类型
菌落
荚膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
无
无
b.方法：分组、对照观察。
c．原理：S型菌可使小鼠患败血症死亡。
d．过程
e．结论：加热杀死的S型菌中含有某种转化因子能使R型菌转化为S型菌。
②离体细菌转化实验
a．方法：分组、对照观察。
b．原理：从活的S型菌中抽提DNA、蛋白质及多糖等物质，将其分别加入已培养了R型菌的培养基中，结果发现只有加入DNA时，R型菌才转化为S型菌。
c．过程
d．结论：DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质即遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。而且DNA的纯度越高，转化效率就越高。
(3)烟草花叶病毒的感染和重建实验
①烟草花叶病毒的感染实验
过程：
②烟草花叶病毒重建实验
过程
③结论：在RNA病毒中，RNA是遗传物质。
(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(√)
(2)T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖(√)
(3)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质(√)
(4)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等(×)
(5)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力(√)
(6)从格里菲思活体细菌转化实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌(×)
(7)格里菲思活体细菌转化实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状(×)
(8)在艾弗里离体细菌转化实验中，DNA酶将S型菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型菌发生转化(√)
(9)艾弗里的离体细菌转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术(√)
(必修2 P49～P50图3－1、图3－2相关内容改编)材料分析题：
材料1：用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记：
噬菌体
大肠杆菌
脱氧核苷酸
32P
31P
氨基酸
32S
35S
材料2：
(1)用32P标记噬菌体的大致操作过程：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)若材料1中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟叶细胞，则能说明________________________________________________________________________。
(3)分析材料2，A～D的结果中，哪项不正确？______。说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)材料1、材料2共同说明的问题是____________________________________。
解析：(1)由于噬菌体是病毒不能独立培养，必须寄生在活细胞中，所以先用培养基培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
(2)烟草花叶病毒的核酸是RNA，它可以侵染烟草的叶细胞，说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
(3)由于DNA酶能够分解DNA分子，不存在DNA时就不能使R型菌转化成S型菌，所以小鼠不会死亡。
(4)材料1、材料2共同说明的是DNA是遗传物质。
答案：(1)①在含有放射性32P的培养基中培养大肠杆菌
②再用上述大肠杆菌培养噬菌体
(2)RNA是遗传物质
(3)D DNA分子被DNA酶分解掉，R型菌不能转化成S型菌，小鼠应为正常
(4)DNA是遗传物质
考法1 肺炎双球菌转化实验的分析
(1)活体细菌转化实验与离体细菌转化实验比较
活体细菌转化实验
离体细菌转化实验
培养场所
在小鼠体内
体外培养基
实验结果
加热杀死的S型菌能使R型菌转化为S型菌
S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌
实验结论
S型菌体内有“转化因子”
S型菌的DNA是遗传物质
巧妙构思
将加热杀死的S型菌及其与R型活菌混合后的菌液，分别注入小鼠体内
将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
联系
①所用材料相同，都是R型和S型两种肺炎双球菌；
②活体转化实验是离体转化实验的基础，离体转化实验是活体转化实验的延伸；
③两实验都遵循对照原则、单一变量原则
(2)肺炎双球菌转化实验的分析
①加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA热稳定性较高，加热只使其氢键断裂，若将其慢慢冷却，分离的单链又可以恢复其双螺旋结构，即在一定的温度范围内，加热不会导致DNA变性。
②R型菌转化成S型菌的实质是S型菌的DNA与R型菌的DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。
③转化后形成的S型菌的性状可以遗传下去，说明S型菌的DNA是遗传物质。
④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、受体菌的状态等因素的影响，所以并不是所有的R型菌都转化成了S型菌。
易错点1 误认为肺炎双球菌的活体转化实验是“S型菌的DNA可使小鼠致死”
[点拨] 加热杀死的S型菌与R型菌混合培养时，S型菌的DNA进入R型菌体内。结果在S型菌DNA的控制下，R型菌体内合成了S型菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型菌。
易错点2 误认为加热杀死的S型菌可使所有R型菌实现转化
[点拨] 并非所有的R型菌都转化为S型菌，事实上转化的效率很低，并且转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响，因此只有少部分R型菌被转化为S型菌。
[题组冲关]
1．(2019·浙江4月选考)为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：
下列叙述正确的是( )
A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性
B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质
C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA
D．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA
解析：选C。转化的效率不是100%，所以甲组培养皿中存在的是R型和S型菌落，A错误；乙组蛋白质被蛋白酶催化水解了，所以转化物质不是蛋白质，可能是其他物质，B错误；丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA，C正确；该实验能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，D错误。
2．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→注入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注入小鼠
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：选D。能使小鼠死亡的是活的S型菌。①DNA酶会将S型菌的DNA水解，使其失去转化作用，R型菌未发生转化，小鼠存活；②虽然有DNA酶存在，但加入了S型菌，小鼠死亡；③中没有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；④高温加热使S型菌的蛋白质及DNA酶变性，虽然S型菌的DNA还存在，但由于后面加入R型菌的DNA，所以不能发生转化作用，小鼠存活。
考法2 噬菌体侵染细菌实验分析
下面图甲为噬菌体的结构，图乙为噬菌体侵染细菌的过程。
(1)图甲所示生物属于病毒类，物质A含P，物质B含S。
(2)噬菌体的复制式增殖过程
①模板：进入细菌体内的噬菌体DNA。
②合成噬菌体DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
③合成噬菌体的蛋白质
④合成噬菌体DNA和蛋白质的能量来自大肠杆菌的ATP。
(3)实验过程及结果
①标记细菌
②
③
(4)结论：噬菌体的遗传物质是DNA。
易错点1 未明确“标记”对象与实验结果的对应关系
[点拨] (1)若用32P和35S标记病毒而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有32P标记。
(2)若用32P和35S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均有标记元素。
(3)若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。
(4)若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均可找到标记元素。
易错点2 实验误差分析不到位而失分
[点拨] (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。②噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
[题组冲关]
3．(2017·浙江11月选考)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述，正确的是 ( )
A．噬菌体内可以合成mRNA
B．搅拌的目的是使噬菌体与细菌充分混合
C．噬菌体与细菌混合培养的时间越长，实验效果越好
D．噬菌体侵染细菌后，产生许多遗传信息相同的子代噬菌体
答案：D
4．(2020·浙江1月选考)某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是( )
A．甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生含32P的子代噬菌体
B．甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体
C．乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体
D．乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体
答案：C
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
考法3 对探索遗传物质的经典实验的5点总结
(1)一切生物(朊病毒除外)的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。
(2)细胞内既有DNA又有RNA，但只有DNA是遗传物质，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。
(3)病毒只含有一种核酸——DNA或RNA，遗传物质是DNA或RNA。
(4)原核细胞的DNA分布于拟核和质粒中。真核细胞的DNA主要存在于染色体上，少数存在于细胞质中的叶绿体、线粒体中。
(5)只有针对“所有生物”时，才可称“DNA是主要的遗传物质”，否则，针对任何一种生物，其遗传物质均无“主要”之说——任何生物的遗传物质都是“唯一”的核酸(要么为DNA，无DNA时为RNA)。
[题组冲关]
5．(2018·浙江4月选考)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，正确的是( )
A．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B．肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C．肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
D．烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV A的遗传物质
解析：选D。32P标记的是DNA，噬菌体DNA合成的原料是无放射性的脱氧核苷酸，所以子代噬菌体只有少数有放射性，A错误；肺炎双球菌活体转化实验中R型菌转化为S型菌是S型菌存在某种转化因子引起的，B错误；肺炎双球菌离体转化实验中S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌只能说明DNA是遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质，C错误；TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后检测到A型病毒，说明RNA是TMV A的遗传物质，D正确。
6．如图表示科研人员验证烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程，由此推断正确的是( )
A．烟草细胞的遗传物质是RNA
B．烟草细胞的细胞膜上有RNA的载体
C．感染烟草的病毒的蛋白质和TMV的相同
D．接种的RNA在烟草细胞中进行了逆转录
解析：选C。从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草感染病毒，而提取的蛋白质却不能使烟草感染病毒，这说明RNA是遗传物质，可在烟草细胞内合成TMV的蛋白质。
DNA的分子结构与特点
1．DNA分子的结构
(1)脱氧核苷酸是脱氧核苷和磷酸连接起来的结构单元，其中的脱氧核苷又是含氮碱基与脱氧核糖结合形成的单位。
(2)DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，DNA是脱氧核苷酸的多聚体。由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，因此脱氧核苷酸也有4种，即腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
2．DNA分子的结构特点
(1)沃森和克里克认为，DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构。
(2)DNA分子结构的主要特点
①DNA分子是由两条长链组成的，这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。基本骨架是由一条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合形成的，其中脱氧核糖和磷酸基团排列在主链的外侧，碱基位于主链内侧。
②DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对，由氢键连接。碱基互补配对原则：腺嘌呤与胸腺嘧啶通过两个氢键相连，鸟嘌呤与胞嘧啶通过三个氢键相连。
③DNA中碱基含量的卡伽夫法则：在DNA分子中，A(腺嘌呤)和T(胸腺嘧啶)的分子数相等，G(鸟嘌呤)和C(胞嘧啶)的分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量。
3．制作DNA双螺旋结构模型
(1)实验原理
①DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。
③DNA分子两条链上的碱基按照碱基互补配对原则两两配对，并且以氢键连接。
(2)实验步骤
①用不同颜色的卡纸剪成长方形代表碱基，用其他颜色的卡纸剪成圆形代表磷酸，另一种颜色的卡纸剪成五边形代表脱氧核糖。
②使用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接，制作成一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型。
③用订书机把一个个脱氧核苷酸模型连接起来，形成一条多核苷酸的长链；根据碱基互补配对原则，制作一条与这条链完全互补的脱氧核苷酸长链。
④将脱氧核苷酸中的磷酸固定在细铁丝上，然后把两条链平放在桌子上，用订书机把配对的碱基两两连接在一起。
⑤将两条链的末端分别与硬纸方块连接在一起，两手分别提起硬纸方块，轻轻旋转，即可得到一个DNA分子双螺旋结构模型。
(1)沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法(√)
(2)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定(√)
(3)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基(×)
(4)DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连(×)
(5)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的(×)
(6)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同(√)
(7)同一生物个体不同细胞中DNA分子的(A＋T)/(C＋G)的值不同(×)
(8)人体内控制β珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种(×)
(必修2 P55图3－5改编)下图为DNA分子结构图像，据图分析下列问题：
(1)图中④________(填“能”或“不能”)表示胞嘧啶脱氧核苷酸，一个DNA分子片段中有________个游离的磷酸基团。
(2)双链DNA中，反向平行的两条链之间的碱基通过________连接成碱基对，而同一条链上核苷酸之间是通过______________________________________相连的。
(3)解旋酶作用的部位是________(填数字)，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用的部位是________(填数字)。
(4)DNA初步水解的产物是____________________，DNA彻底水解的产物是_________________________。
(5)根据碱基的种类确定是DNA还是RNA，若含有碱基________则是RNA，若含有碱基________而不含有碱基________则是DNA；根据碱基的比例确定是单链还是双链，若嘌呤数/嘧啶数________ 1，则一般是双链，若嘌呤数/嘧啶数________ 1，则是单链。
答案：(1)不能 2
(2)氢键 脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
(3)⑨ ⑩
(4)4种脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基
(5)U T U ＝ ≠
考法1 DNA分子结构模型解读
(1)由图1可解读以下信息
(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，③是氢键。解旋酶作用于③部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
(1)误以为构成DNA基本骨架的化学元素是C、H、O、N、P。磷酸和脱氧核糖交替排列构成DNA的基本骨架，它们的元素组成是C、H、O、P，没有N。
(2)误以为在一条脱氧核苷酸链中，相邻的碱基之间的连接物是氢键。在一条脱氧核苷酸链中，相邻的碱基之间的连接物是“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”。
(3)误以为DNA分子中每个脱氧核糖都连接着两个磷酸基团。DNA分子的每条脱氧核苷酸链中，除最末端的一个脱氧核糖只连接一个磷酸基团外，其余均连接着两个磷酸基团。
(4)误以为A与T配对，G和C配对表示卡伽夫法则。卡伽夫法则表示的是碱基之间的数量关系，不是配对关系。
[题组冲关]
1．(2017·浙江11月选考)某真核生物DNA片段的结构示意图如下。下列叙述正确的是( )
A．①的形成需要DNA聚合酶催化
B．②表示腺嘌呤脱氧核苷
C．③的形成只能发生在细胞核
D．若α链中A＋T占48%，则DNA分子中G占26%
答案：D
2．(2020·绍兴检测)下列有关DNA分子结构的说法，正确的是( )
A．DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连
B．(A＋G)/(T＋C)的比值体现了DNA分子的特异性
C．DNA的多样性取决于构成它的碱基种类的多样性
D．蓝细菌细胞的遗传物质水解可得到4种脱氧核苷酸
解析：选D。DNA单链上相邻碱基之间靠“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接，A错误；双链DNA分子中碱基(A＋G)/(T＋C)的比值为1，没有特异性，B错误；构成DNA的碱基只有4种，但构成DNA分子的碱基的排列顺序是千变万化的，体现了DNA分子的多样性，C错误；蓝细菌是原核生物，其遗传物质是DNA，D正确。
考法2 双链DNA分子中碱基含量的计算
根据碱基互补配对原则和卡伽夫法则，在双链DNA分子中各种碱基之间存在一定的数量关系，而且有一定的规律，可以归纳为以下几点：
(1)互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。
(2)任意两个不互补的碱基数量之和占碱基总数的50%，即嘌呤之和＝嘧啶之和＝总碱基数×50%，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋T＋C＋G)×50%，＝＝1。
(3)在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝A2＋T2＝n%，所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝＝n%。简记为：“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
(4)双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
设双链DNA分子中，一条链上：＝m，则：＝＝m，互补链上＝。
简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1”。
三步解决DNA分子中有关碱基比例的计算
第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。
第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。
第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
[题组冲关]
3．(2020·浙江杭州校级期中)在一个双链DNA分子中，碱基总数为a，腺嘌呤数为b，下列选项不正确的是( )
A．碱基之间的氢键数为(3a－2b)/2
B．一条链中A＋T的数值为b
C．G的数量为a－b
D．一条链中(A＋T)/(G＋C)的比值为2b/(a－2b)
解析：选C。胸腺嘧啶＝腺嘌呤＝b，鸟嘌呤＝胞嘧啶＝a/2－b，因此碱基之间的氢键数为：2b＋3(a/2－b)＝(3a－2b)/2，A正确；由于双链DNA分子中，A＝T＝b，A＋T＝2b，单链中A＋T＝b，B正确；双链DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的比值与每条单链中该比值相等，双链DNA分子中(A＋T)/(G＋C)＝2a/(a－2b)，D正确。
4．(2020·浙江丽水中学期中)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( )
解析：选C。由碱基互补配对原则可知，不同双链DNA分子中，一条单链中(A＋T)/(G＋C)的值与DNA分子双链中(A＋T)/(G＋C)的值总是相等；一条单链中(A＋C)/(T＋G)的值是不确定的，而DNA分子双链中(A＋C)/(T＋G)的值都为1，C正确。
1．(2018·浙江11月选考)下列关于遗传物质的叙述，正确的是( )
A．烟草的遗传物质可被RNA酶水解
B．肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA
C．劳氏肉瘤病毒的遗传物质可逆转录出单链DNA
D．T2噬菌体的遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核酸
答案：C
2．(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( )
A．S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落为光滑的
B．S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
3．(2015·浙江10月选考)下列关于用32P标记的T2噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌实验的叙述，错误的是( )
A．子代噬菌体的DNA控制子代噬菌体的蛋白质合成
B．合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体外壳都含35S
C．合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体DNA都不含32P
D．大肠杆菌的DNA中嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和的比值与噬菌体的相同
解析：选C。T2噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌细胞内；子代噬菌体的DNA控制子代噬菌体的蛋白质合成，合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体外壳都含35S，合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体DNA中只有两个含32P；大肠杆菌的DNA中嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和的比值与噬菌体的相同，都是1。
4．(2020·浙江金华十校期末)下列关于“核酸是遗传物质证据”相关实验的叙述，正确的是( )
A．R型菌转化为S型菌属于基因突变
B．活体细菌转化实验证明了DNA是“转化因子”
C．将S型菌的DNA注射到小鼠体内导致小鼠死亡
D．噬菌体侵染细菌实验中搅拌可使细菌外的噬菌体与细菌分离
解析：选D。R型菌转化为S型菌属于基因重组；活体细菌转化实验证明了“转化因子”的存在，但是不能说明转化因子是DNA；将S型菌的DNA注射到小鼠体内，不会导致小鼠死亡，将活的S型菌(或S型菌的DNA＋R型菌)注射到小鼠体内会导致小鼠死亡；噬菌体侵染细菌实验中，搅拌的目的是使细菌外的噬菌体与细菌分离。
5．(2020·浙江温州十校联盟)下图为噬菌体DNA片段，且两条链均被32P标记。用该噬菌体去侵染被15N标记的细菌，在其中增殖4次。以下说法不正确的是( )
A．图中④可表示两种脱氧核糖核苷酸
B．噬菌体被标记的是图中的①结构
C．子代噬菌体的DNA大部分含15N，少部分含32P
D．子代噬菌体的蛋白质在细菌的核糖体上合成，均含15N
解析：选C。根据氢键的数量可知，图中④可表示胞嘧啶脱氧核糖核苷酸或者鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸，A正确；根据提供的信息可知，噬菌体DNA被32P标记，即图中①磷酸被标记，B正确；子代噬菌体的DNA全部含15N，少部分含32P，C错误；子代噬菌体的蛋白质在细菌的核糖体上合成，均含15N，D正确。
6．(2020·浙江绍兴期末)如图为DNA分子结构图，请据图回答下列问题：
(1)指出图中序号代表的结构名称：②__________，
④__________。
(2)图中所示的DNA的空间结构是________(填“平面”或“双螺旋”)结构，从图中可知，每个脱氧核糖连接着________个磷酸。
(3)DNA中的遗传信息是指__________________________________。
(4)已知G和C之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键。若某DNA片段中，碱基对为n，A有m个，则氢键数为______个。
答案：(1)脱氧核糖 胞嘧啶脱氧核苷酸
(2)平面 1或2
(3)碱基对的排列顺序(脱氧核苷酸的排列顺序)
(4)3n－m
1．(2020·浙江省绿色评估联盟高三考试)下列关于肺炎双球菌离体转化实验的叙述，错误的是( )
A．需对S型菌中的物质进行提取、分离和鉴定
B．配制的培养基应适合肺炎双球菌的生长和繁殖
C．转化的有效性与R型菌的DNA纯度有密切关系
D．实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是
解析：选C。需对S型菌中的物质进行提取、分离和鉴定，以便确定转化因子是何种物质，A正确；配制的培养基应适合肺炎双球菌的生长和繁殖，以确保肺炎双球菌能增殖和转化，B正确；转化的有效性与S型菌的DNA纯度有密切关系，C错误；将S型菌的各种成分分离开，分别与R型菌混合，实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是，D正确。
2．用32P标记的T2噬菌体侵染不含32P的大肠杆菌。下列叙述正确的是( )
A．子代噬菌体的蛋白质由大肠杆菌的DNA编码
B．亲代噬菌体DNA连续复制3次产生的DNA中，含32P的DNA占1/8
C．合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌
D．噬菌体DNA与大肠杆菌DNA的(A＋C)/(T＋G)的值不同
解析：选C。子代噬菌体的蛋白质由噬菌体的DNA编码，A错误；亲代噬菌体DNA连续复制3次产生的DNA中，含32P的DNA占2/8，B错误；合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌，C正确；噬菌体DNA与大肠杆菌DNA的(A＋C)/(T＋G)的值相同，D错误。
3．(2020·舟山模拟)肺炎双球菌中的S型菌具有多糖类荚膜，R型菌则不具有。下列叙述错误的是( )
A．R型活菌＋S型菌的多糖→有荚膜的细菌
B．R型活菌＋S型菌DNA水解产物→不能够产生具有荚膜的细菌
C．R型活菌＋S型菌DNA→产生具有荚膜的细菌
D．R型活菌＋S型菌蛋白质→不能够产生具有荚膜的细菌
解析：选A。S型菌的多糖不是转化因子，不能使R型菌转化为S型菌，A项错误；S型菌DNA的完全水解产物已经失去活性，也没有转化能力，B项正确；S型菌的DNA能使R型菌转化，C项正确；S型菌的蛋白质不是转化因子，不能使R型菌转化为S型菌，D项正确。
4．(2020·浙江省名校考前押宝)“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．①需要利用分别含有35S和32P的细菌
B．②中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败
C．③的作用是加速细菌的解体
D．④的结果是沉淀物中检测到放射性
解析：选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，所以要利用分别含有35S和32P的细菌。②中少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中有放射性物质，但不会导致实验失败。搅拌和离心的作用是让细菌和噬菌体分开。标记的元素不同，经离心后出现放射性部位不同，标记S元素的放射性主要集中于上清液，标记P元素的放射性主要集中于沉淀物。
5．下列关于烟草花叶病毒(TMV)感染和重建实验的叙述，正确的是( )
A．烟草花叶病毒由双链RNA和蛋白质外壳组成
B．用来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系
C．用TMV的蛋白质感染烟草后，烟草会出现感染病毒的症状
D．该实验证明了生物的遗传物质是RNA
解析：选B。烟草花叶病毒由单链RNA和蛋白质外壳组成，A错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以用来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系，而不是提供蛋白质的株系，B正确；蛋白质不能进入烟草细胞，故用TMV的蛋白质感染烟草后，烟草不会出现感染病毒的症状，C错误；该实验只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D错误。
6．(2020·嘉兴模拟)某生物兴趣小组模拟了噬菌体侵染细菌实验，下列有关分析不正确的是( )
A．理论上，b中不应具有放射性
B．b中放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关
C．若b中具有放射性，说明与①过程中培养时间的长短有关
D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
解析：选C。用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳只能留在细菌外。搅拌越充分，蛋白质外壳与细菌分离得越彻底，沉淀物b中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离，则沉淀物b中不含放射性。沉淀物b中具有放射性的原因为搅拌不充分，与①过程中培养时间的长短无关。本实验并没有“示踪”DNA在遗传中的作用，因此不能证明DNA是遗传物质。
7．(2020·宁波模拟)下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是( )
A．每个双链DNA分子含有4种脱氧核苷酸
B．每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基
C．每个DNA分子的碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤
答案：B
8．(2020·浙江省稽阳联谊学校联考)下图为DNA分子结构模型的部分示意图，下面关于该模型的叙述，错误的是( )
A．制作“3”和“4”材料的形状、大小和颜色不同
B．模型中碱基的数量遵循卡伽夫法则
C．“2”和“3”组成的结构叫脱氧核苷
D．DNA分子中，若一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则其互补链中该比值1/a
解析：选D。“3”和“4”代表的碱基的种类不同，故材料的形状、大小和颜色不同，A正确；模型中碱基的数量遵循卡伽夫法则，B正确；“2”和“3”组成的结构叫脱氧核苷或核苷，C正确；DNA分子中，若一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则其互补链中该比值也为a，D错误。
9．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，则该模型中四种碱基模块的比例应为( )
A．1∶2∶3∶4 B．3∶4∶1∶2
C．1∶1∶1∶1 D．2∶3∶2∶3
解析：选D。DNA双链中A与T配对，C与G配对，所以已知比例的这条链上的A数量与另一条链上的T数量相等，C数量与另一条链上的G数量相等，故另一条链中A、C、T、G数量之比为3∶4∶1∶2，两比值对应相加，即得到整个DNA双链中四种碱基数量比为2∶3∶2∶3。
10．(2020·浙江金华月考)如图为DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是( )
A．构成DNA分子的基本单位是⑦
B．RNA聚合酶可以切断⑤
C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键
D．⑥构成DNA分子的基本骨架
解析：选B。图中⑦是脱氧核苷酸单链，构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，应是④；RNA聚合酶能将DNA解旋，可以切断氢键⑤；复制时DNA聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而①②之间的键是同一个核苷酸内的化学键；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架。
11．(2020·海宁模拟)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条(α链)子链中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在α链的互补链(β链)中，T和C分别占(β链)碱基总数的( )
A．32.9%和17.1% B．31.3%和18.7%
C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9%
解析：选B。由于整个DNA分子中G＋C＝35.8%，则每条链中G＋C＝35.8%，A＋T＝64.2%；由于α链中T与C分别占α链碱基总数的32.9%和17.1%，由此可以求出α链中G＝18.7%、A＝31.3%，则其互补链β链中T和C分别占β链碱基总数的31.3%和18.7%。
12．(2020·浙江杭州模拟)某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列关于该DNA分子的叙述，正确的是( )
A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7
B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则G的个数为(pm/2n)－p
C．碱基排列方式共有4200种
D．含有4个游离的磷酸
解析：选B。该DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若该DNA分子中A为p个，其占全部碱基的n/m，则全部碱基数为p÷，所以G的个数为(p÷－2p)÷2，即－p；碱基的排列方式应少于4100种；含有2个游离的磷酸。
13．(2020·舟山模拟)如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题：
(1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的________。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的________。
(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是_______________________。
(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是__________________________________。
(4)仅有图3的实验过程，________(填“能”或“不能”)说明DNA是遗传物质，原因是________________。
解析：(1)32P标记的是①(磷酸基团)，⑤(肽键)不含S，有些R基含S，故35S标记的是R基。(2)噬菌体侵染细菌的实验设计思路是单独地观察生物体内每一种化学成分的作用，而噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成，这是它被选为实验材料的原因之一。(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，以便观察放射性存在的部位。(4)图3实验中不能体现DNA在噬菌体繁殖中的作用，不能说明噬菌体的DNA是遗传物质。
答案：(1)④ ①
(2)噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成
(3)让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离
(4)不能 实验不涉及DNA
14．(2020·杭州模拟)美国科学家埃弗里等人为了弄清“转化因子”为何种物质，进行了肺炎双球菌体外转化实验。他们从S型活菌中提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将其分别加入培养R型菌的培养基中培养，主要过程如图所示。思考并回答下列问题：
(1)参照图解，预测A、C过程的结果填在图中“____”处。
(2)写出A、B、C的实验结果表明的问题：
A．________________________________________________________________________。
B．________________________________________________________________________。
C．________________________________________________________________________。
(3)某同学通过学习肺炎双球菌的体内和体外转化实验认识到，R型菌转化为S型菌的原因是S型菌体内的转化因子在发挥作用，那么反过来R型菌能使S型菌转化为R型菌吗？他模仿科学家的实验来探究这个问题：R型菌是否有转化因子。
①将R型菌注入小鼠体内，小鼠正常。
②将S型菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
③将加热杀死后的R型菌注入小鼠体内，小鼠正常。
④将S型菌和加热杀死后的R型菌混合后注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
实验结论：R型菌体内没有转化因子。
该同学的实验有不足之处，如④组的小鼠患败血症死亡，并不能证明S型菌没有转化为R型菌，原因是________________________________________________________。
解析：(1)埃弗里等人进行的转化实验称为离体细菌转化实验。其过程是将S型菌的DNA、蛋白质、多糖等分离开，单独地、直接地去侵染R型菌，只有DNA具有转化作用，因此A、C过程的结果均为只有粗糙型细胞。
(2)A、B、C的实验结果依次表明蛋白质没有转化作用、DNA有转化作用、DNA降解物没有转化作用。
(3)分析该实验设计的思路和方法，该同学的实验有不足之处：首先④组的小鼠患败血症死亡，并不能证明S型菌没有转化为R型菌，因为即使有部分S型菌转化为R型菌，另一部分未转化的S型菌仍会导致小鼠死亡；另外，即使知道了小鼠体内有部分S型菌转化为R型菌，这种转化作用是不是R型死菌所起的作用仍然无从知晓，也可能是由于其他因素造成的，如突变。所以该实验逻辑推理过程错误，科学性欠缺。
答案：(1)
(2)蛋白质没有转化作用 DNA有转化作用 DNA降解物没有转化作用
(3)即使有部分S型菌转化为R型菌，另一部分未转化的S型菌仍会导致小鼠死亡
15．(2020·浙江八校质检)如图是DNA分子双螺旋结构模型的建构过程图解(1～5)，请据图回答下列问题：
(1)物质1是构成DNA的基本单位，与RNA的基本单位相比，两者成分方面的差别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)催化形成图2中磷酸二酯键的酶是___________________________________。
(3)图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，如果DNA耐高温的能力越强，则__________________(填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例越高。
(4)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异，请结合图5和有关RNA的结构说明其原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)DNA的基本单位与RNA的基本单位相比，主要区别是DNA的基本单位中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。(2)图2是由DNA分子的基本单位脱氧核苷酸经脱水缩合形成的脱氧核苷酸链，形成脱氧核苷酸链的过程中有磷酸二酯键生成，其需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氢键越多，DNA分子越稳定，C—G之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键。(4)RNA分子是单链结构，DNA分子是双螺旋结构，其结构稳定性较强，而单链RNA更容易发生变异。
答案：(1)物质1中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U (2)DNA聚合酶 (3)G—C (4)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定
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