資源簡介

第3節　DNA的復制
第4節　基因通常是有遺傳效應的DNA片段
課標要求 核心素養
概述DNA分子通過半保留方式進行復制；概述多種生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。 1．結合DNA雙螺旋結構模型，運用結構與功能觀和物質與能量觀，闡明DNA分子通過復制，傳遞遺傳信息。(生命觀念)2．分析DNA復制過程，歸納DNA復制過程中相關數量計算，提高邏輯分析和計算能力。(科學思維)3．運用假說演繹法，探究DNA分子的復制方式為半保留復制。(科學探究)4．分析相關資料，得出基因通常是有遺傳效應的DNA片段。(科學思維)
基礎知識·雙基夯實
一、DNA半保留復制的實驗證據
1．實驗材料：__大腸桿菌__。
2．實驗方法：運用__同位素標記__技術。
3．實驗過程
—
↓
—
↓一段時間
—取細菌，分離__DNA__進行密度梯度離心
4．實驗結果
(1)復制一次產生的DNA分子中，一條鏈含14N，另一條鏈含__15N__，DNA分子密度居中。
(2)復制兩次產生的DNA分子中，有兩個DNA分子的雙鏈均含__14N__，另兩個DNA分子中一條鏈含__15N__，另一條鏈含14N。
5．實驗結論：DNA的復制方式為__半保留復制__。
二、DNA復制的概念、過程及特點
(1)概念：以__親代DNA__為模板合成__子代DNA__的過程。
(2)時間：細胞分裂前的__間期__。
(3)場所：主要是__細胞核__。
(4)過程：
(5)結果：一個DNA分子形成了__兩__個與親代__完全相同__的DNA分子。
(6)特點：①__邊解旋邊復制__；②__半保留復制__。
(7)意義：將__遺傳信息__從親代傳給子代，從而保持了__遺傳信息__的連續性。
三、基因通常是有遺傳效應的DNA片段
1．基因與DNA分子的關系
2．DNA片段中的遺傳信息
(1)遺傳信息：蘊藏在4種堿基的__排列順序__之中。
(2)特點
①多樣性：堿基__排列順序__的千變萬化。
②特異性：每一個DNA分子的堿基有特定__排列順序__。
(3)與生物體多樣性和特異性的關系
①DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的__物質基礎__。
②生物體的多樣性和特異性是DNA分子多樣性和特異性的客觀體現。
3．對RNA病毒而言，基因就是有遺傳效應的RNA片段
有的病毒體內只有RNA和蛋白質，其遺傳物質就是RNA，如艾滋病病毒、流感病毒等。對這類病毒而言，基因就是有遺傳效應的RNA片段。
〔學霸記憶〕
1．DNA復制需要DNA模板、4種脫氧核苷酸為原料以及酶和能量等。
2．DNA復制的特點是邊解旋邊復制和半保留復制。
3．DNA通過復制將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續性。
4．遺傳信息蘊藏在DNA的4種堿基的排列順序中。
5．基因通常是有遺傳效應的DNA片段，對少數病毒而言，基因是有遺傳效應的RNA片段。
〔活學巧練〕
判斷下列敘述的正誤
(1)由于半保留復制，子代DNA分子繼承親代一半的遺傳信息。(　×　)
(2)子代DNA分子中都含有一條母鏈和一條子鏈，稱為半保留復制。(　√　)
(3)在DNA雙鏈完全解開后，DNA聚合酶與DNA結合，催化DNA的復制。(　×　)
(4)DNA復制只以親代DNA分子的一條鏈為模板。(　×　)
(5)DNA復制時通過堿基互補配對保證復制的準確性。(　√　)
(6)DNA分子復制時，兩條子鏈的合成方向是相反的。(　√　)
(7)一條染色體上有許多基因，基因在染色體上呈線性排列。(　√　)
(8)不管是原核生物還是真核生物，體內所有基因的堿基總數均小于DNA分子的堿基總數。(　√　)
〔思考〕
1．DNA復制時，解旋酶作用于DNA的什么部位？(生命觀念)
提示：解旋酶作用于連接堿基對的氫鍵。
2．親代大腸桿菌的DNA中含有15N，在含有14N的培養基中進行復制。
(1)大腸桿菌通過哪一種分裂方式進行增殖？其分裂次數和DNA復制次數有何關系？(生命觀念)
提示：二分裂。大腸桿菌分裂一次，DNA復制一次。
(2)若將第三代大腸桿菌的DNA提取后進行離心，則靠近試管底部、位置居中和靠近試管的上部的DNA數之比為多少？(科學思維)
提示：0∶2∶6。
3．如何描述基因(或DNA)和染色體的關系？細胞中的基因都位于染色體上嗎？(生命觀念)
提示：染色體是基因(或DNA)的主要載體，基因在染色體上呈線性排列。真核生物細胞的線粒體、葉綠體中的少量DNA以及原核細胞中的DNA分子，都沒有參與形成染色體，因此這些結構中的基因不在染色體上。
課內探究·名師點睛
知識點?
DNA半保留復制的實驗證據和DNA復制的過程及特點
要點歸納
1．關于DNA復制的早期推測
在DNA分子復制的早期研究中，科學家們提出了三個模型：全保留復制模型、彌散復制模型和半保留復制模型。
比較如下：
全保留復制：親代DNA分子兩條鏈不變，子代DNA分子的兩條鏈都是新合成的。
半保留復制：新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。
彌散復制：親代DNA分子的兩條鏈分散成短片段，與新合成的子代DNA分子的兩條鏈分散成的短片段混雜在一起，不能分出親代DNA單鏈。
如下圖所示：
2．巧記DNA復制的“一所、兩期、三步、四條件”
3.DNA“準確”復制的原因
(1)DNA具有獨特的雙螺旋結構，能為復制提供精確的模板
(2)DNA通過堿基互補配對，保證了復制準確地進行。
4．DNA復制的相關知識歸納
(1)場所：主要場所是細胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體中也能進行DNA復制。
(2)能進行DNA復制的生物：一切以DNA為遺傳物質的生物。
(3)真核生物細胞核中DNA復制發生的時間：在有絲分裂間期或減數分裂Ⅰ前的間期。
(4)DNA復制所需的酶是指一個酶系統，不僅僅是指解旋酶和DNA聚合酶，還包括DNA連接酶等。
①解旋酶：破壞堿基間的氫鍵。
②DNA聚合酶：連接游離的脫氧核苷酸。
③DNA連接酶：連接DNA片段。
(5)兩個子代DNA的位置及分開時間：復制產生的兩個子代DNA分子位于一對姐妹染色單體上，由著絲粒連在一起，在有絲分裂后期或減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂時分開，分別進入兩個子細胞中。
典例剖析
典例1 (2022·山東省菏澤市高一期中)下列關于DNA分子復制過程的有關敘述，錯誤的是(　A　)
A．DNA分子復制時在全部解旋之后才開始堿基配對
B．解旋后以兩條鏈各為模板合成兩條新的子鏈
C．在復制過程中需要的條件有模板、酶、原料和能量等
D．一個DNA連續復制3次，理論上能得到8個完全相同的DNA
[解析]　DNA分子復制是邊解旋邊復制，而不是在全部解旋之后才開始堿基配對，A錯誤；由于DNA復制是半保留復制，因此解旋后分別以兩條鏈為模板合成兩條新的子鏈，B正確；在復制過程中需要的條件有模板(DNA的雙鏈)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游離的脫氧核苷酸)和能量(ATP水解提供)等，C正確；一個DNA連續復制3次，理論上能得到23＝8個完全相同的DNA，D正確。故選A。
變式訓練1
(2022·河北省石家莊市高一下學期期末)用15N標記一個DNA分子的兩條鏈，并在14N的培養液中培養，復制3次得到子代DNA分子，下列有關敘述正確的是(　D　)
A．子代DNA分子中帶有15N標記的鏈占1/4
B．子代DNA分子的每條鏈同時含有14N和15N
C．子代DNA分子中含有15N標記的DNA分子占1/8
D．子代DNA分子中只含有14N標記的DNA分子占3/4
[解析]　最開始含15N的DNA有兩條鏈，復制3次后共有8個DNA分子16條鏈，子代DNA分子中帶有15N標記的鏈有2條，占2/16＝1/8，A錯誤；DNA是半保留復制的，不會每條鏈都含14N和15N，B錯誤；最開始含15N的DNA兩條鏈只能進入兩個子代DNA，因此子代DNA分子中含有15N標記的DNA分子只有2個，占2/8＝1/4，C錯誤；復制三次后子代8個DNA，有2個DNA同時含有14N和15N，其余6個DNA只含有14N標記，6/8＝3/4，D正確。故選D。
知識點?
基因通常是有遺傳效應的DNA片段
要點歸納
1．基因與DNA、染色體之間的關系
2．全方位理解“基因”
(1)本質上，基因是有遺傳效應的DNA片段。
(2)結構上，基因是含有特定遺傳信息的脫氧核苷酸序列。
(3)功能上，基因是遺傳物質的結構和功能的基本單位。
(4)位置上，基因在染色體上呈線性排列。
典例剖析
典例2 (2022·河北省滄州市河間市四中高一下學期期中)如圖是科學家對果蠅一條染色體上的基因測定結果，下列有關該圖說法正確的是(　D　)
A．控制朱紅眼與深紅眼的基因是等位基因
B．控制白眼和朱紅眼的基因在遺傳時遵循基因的分離定律
C．在后代中能表現出該染色體上所有基因控制的性狀
D．基因在染色體上呈線性排列
[解析]　據圖分析，控制朱紅眼與深紅眼的基因在同一條染色體上，不屬于等位基因，等位基因應該位于一對同源染色體上，A錯誤；控制白眼與朱紅眼的基因在同一條染色體上，遺傳時不分離，所以不遵循基因的分離定律，B錯誤；由于基因的選擇性表達，該染色體上的基因在后代中不一定都表達，C錯誤；基因在染色體上呈線性排列，D正確。故選D。
變式訓練2
(2022·安徽省池州市高一期末)基因是描述遺傳物質的概念。下列相關說法錯誤的是(　C　)
A．對絕大多數生物來說，基因是有遺傳效應的DNA片段
B．基因組成不同的細胞，往往具有不同的性狀表現
C．染色體上的基因呈線性排列，它和性狀也是線性對應關系
D．生物體基因的堿基序列保持不變，其表型也可能發生改變
[解析]　基因通常是有遺傳效應的DNA片段，但對RNA病毒而言，基因是有遺傳效應的RNA片段，A正確；基因是有遺傳效應的DNA片段，基因不同，其指導合成的蛋白質往往不同，控制的性狀表型也有差異，B正確；基因在染色體上線性排列，但基因和性狀不是簡單的線性對應關系，C錯誤；即使生物體基因的堿基序列保持不變，但由于某些環境因素的影響，其表型也可能發生改變，D正確。故選C。
指點迷津·撥云見日
一、解答DNA分子復制中相關計算題的規律方法
DNA分子的復制方式為半保留復制，若將一個被15N標記的DNA轉移到含14N的培養基中培養(復制)n代，其結果分析如圖所示。
1．DNA分子數
(1)子代DNA分子總數：2n個。
(2)含15N的DNA分子數：2個。
(3)含14N的DNA分子數：2n個。
(4)只含15N的DNA分子數：0個。
(5)只含14N的DNA分子數：(2n－2)個。
2．脫氧核苷酸鏈數
(1)子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數：2n＋1條。
(2)含15N的脫氧核苷酸鏈數：2條。
(3)含14N的脫氧核苷酸鏈數：(2n＋1－2)條。
3．DNA復制消耗游離的脫氧核苷酸數的計算
設親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個，則：
(1)經過n次復制，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸為m·(2n－1)個。
(2)在第n次復制時，共需消耗游離的該脫氧核苷酸為m·2n－1個。
典例3 (2022·河南南陽市期末)用15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個。該DNA分子在14N培養基中連續復制4次，其結果可能是(　A　)
A．含有14N的DNA占100%
B．復制過程中需游離腺嘌呤脫氧核苷酸640個
C．含15N的單鏈占1/8
D．子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是2∶3
[解析]　DNA復制的特點是半保留復制，每個子代DNA都是由一條母鏈和一條新合成的子鏈構成。由于DNA分子的復制是半保留復制，復制4次形成16個DNA，其中2個子代DNA各含1條15N鏈，1條14N鏈，其余DNA都含14N，故全部子代DNA都含14N，含15N的單鏈占1/16，A正確；C錯誤；含有100個堿基對200個堿基的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，則A＝40個，因此復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸：(24－1)×40＝600，B錯誤；雙鏈DNA中嘌呤等于嘧啶，D錯誤。故選A。
二、DNA復制原理的應用
1．減數分裂中染色體標記情況：
如果用3H標記細胞中的DNA分子，然后將細胞放在正常環境中培養，讓其進行減數分裂，結果染色體中的DNA標記情況如圖所示：
由圖可以看出，減數分裂過程中細胞雖然連續分裂2次，但DNA只復制1次，所以四個子細胞中所有DNA分子均呈雜合狀態，即“3H/1H”。
2．有絲分裂中染色體標記情況：
如果用3H標記細胞中的DNA分子，然后將細胞放在正常環境中培養，連續進行2次有絲分裂，與減數分裂過程不同，因為有絲分裂是復制1次分裂1次，因此這里實際上包含了2次復制。
由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個子細胞中所有DNA分子均呈雜合狀態，即“3H/1H”。第二次有絲分裂復制后的染色體上兩條染色單體中只有一條染色單體含有3H，即DNA分子為“3H/1H”，而另一條染色單體只有1H，即DNA分子為“1H/1H”，在后期時兩條染色單體的分離是隨機的，所以最終形成的子細胞中可能都含有3H，也可能不含3H，含有3H的染色體條數是0～2n條(體細胞染色體條數是2n)。
典例4 (2022·山東省泰安市十九中高一下學期期中)假設將含有一對同源染色體的精原細胞的DNA分子用15N標記，并供給14N 的原料。該細胞進行減數分裂產生的4個精細胞中，含15N標記的DNA的精子所占的比例是(　D　)
A．0 B．25%
C．50% D．100%
[解析]　含有一對同源染色體的精原細胞，每個DNA分子的雙鏈均用15N標記，以14N的脫氧核苷酸為原料，依據DNA分子的半保留復制，在減數第一次分裂前的間期DNA完成復制后，每個親代DNA分子經過復制形成的2個子代DNA分子都有1條鏈含有15N、另一條鏈含有14N，這兩個DNA分子分別存在于同1條染色體所含有的2條姐妹染色單體上；減數第一次分裂結束所形成的2個次級精母細胞中的每條染色單體都含有15N；在減數第二次分裂后期，著絲粒分裂，染色單體分離成為染色體，分別移向細胞兩極，所以減數第二次分裂結束所形成的4個精細胞都含有15N；精細胞變形發育形成精子。可見，含15N標記的DNA的精子所占的比例是100%。故選D。
教材問題·解疑答惑
?問題探討 P53
1．半保留復制。
2．用“可能”二字，說明DNA復制方式可能不止一種。這說明科學研究的嚴謹性的特點。
?思考·討論 P54
1．第一代全部中帶，第二代1/2輕帶，1/2中帶。
2．繁殖一代后取出，提取DNA→離心→1/2重帶、1/2輕帶。繁殖兩代后取出，提取DNA→離心→1/4重帶、3/4輕帶。
?旁欄思考 P55
排除了全保留復制。
?練習與應用 P56
一、概念檢測
1．(1)×　DNA位于染色體上，DNA復制和染色體復制是同時進行的。
(2)×　DNA復制在細胞分裂前的間期進行。
2．B　DNA的復制主要在細胞核中進行，此外在細胞質的線粒體和葉綠體及原核細胞的擬核中也能進行，A錯誤；堿基互補配對原則保證了復制的準確性，B正確；1個DNA復制1次產生2個DNA，C錯誤；游離的脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成子鏈，D錯誤。
3．C　根據DNA半保留復制特點，含15N的大腸桿菌只有2個，A錯誤；復制3次，含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為2/23＝1/4，B錯誤、C正確；含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為2/23＝1/4，D錯誤。
二、拓展應用
1．31.6×108×10－9×2＝6.32個，可能有6個堿基會發生錯誤。產生的影響可能很大，也可能沒有影響(這一問為開放式問題，回答合理即可)。
2．DNA形成多個復制泡是因為DNA復制是從多個起點開始的，這樣可縮短DNA復制的時間。
?問題探討 P57
1．外源生長激素基因在鯉魚體內得到了表達。
2．DNA分子的一段脫氧核苷酸序列。
?思考·討論 P58
1．提示：生物體內的DNA分子數目小于基因數目。生物體內所有基因的堿基總數小于DNA分子的堿基總數。這說明基因是DNA上的片段，基因不是連續分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。
2．提示：此題旨在引導學生理解遺傳效應的含義，并不要求唯一答案。可以結合提供的資料來理解，如能使生物體發出綠色熒光等。使轉基因鯉魚生長速率快。
3．提示：基因是有遺傳效應的DNA片段。
?思考·討論 P59
1．提示：4100種
2．提示：堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構成了每一個DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。
3．提示：在人類的DNA分子中，脫氧核苷酸序列多樣性表現為每個人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。
4．提示：基因不是堿基對隨機排列的DNA片段。理論上，所有堿基對的隨機排列都能構成基因，但是，在生物的進化過程中，由于自然選擇的作用，環境只選擇能與其相適應的物質，因此，一些隨機排列的脫氧核苷酸序列由于不被選擇而消失或無作用。
?練習與應用 P59
一、概念檢測
1．B　每種基因具有特定的堿基對排列順序，不是4種堿基對的隨機排列。
2．
二、拓展應用
1．通過基因檢測進行鑒定。不同生物的基因是不同的，基因具有特異性。
2．不同人蘊含的遺傳信息不同。由于DNA具有特異性，生物的性狀由DNA控制；以生物體本身的生物特征來區分生物體個體。
鞏固訓練·課堂達標
1．(2022·河北省承德市隆化縣存瑞中學高一期中)下列關于DNA復制的敘述，正確的是(　D　)
A．發生在細胞分裂的前期
B．以四種游離的核糖核苷酸為原料
C．只以解開的一條鏈為模板
D．子代DNA分子中(A＋G)與(T＋C)比值為1
[解析]　DNA復制發生在細胞分裂的間期，A錯誤；復制時以4種游離的脫氧核糖核苷酸作為原料，B錯誤；復制時DNA需要解開雙螺旋結構，解旋后分別以兩條鏈為模板按照堿基互補配對原則合成子鏈，C錯誤；雙鏈DNA分子中，A＝T，G＝C，因此(A＋G)與(T＋C)比值為1，D正確。故選D。
2．(2022·福建省福州市八縣協作校高一下學期期中)下圖是果蠅的核DNA復制模式圖，箭頭所指的泡狀結構稱為DNA復制泡，是DNA分子中正在復制的部分。下列有關分析，錯誤的是(　B　)
A．復制泡處以被解開的兩條母鏈為模板
B．形成復制泡不需要消耗能量
C．復制泡的形成與解旋酶的作用有關
D．一個核DNA分子復制時存在多個復制原點
[解析]　復制泡處是DNA分子中正在復制的部分，DNA分子以被解開的兩條母鏈為模板雙向復制，A正確；形成復制泡需要斷裂氫鍵，需要消耗能量，B錯誤；復制泡的形成需要在解旋酶的作用下使DNA解旋(斷裂氫鍵)，C正確；根據圖示可以看出，一個核DNA分子復制時存在多個復制原點，產生多個復制泡，可提高DNA復制的效率，D正確。故選B。
3．(2022·山東省泰安市十九中高一下學期期中)DNA分子能夠自我復制的結構基礎是(　A　)
A．DNA具有獨特的雙螺旋結構
B．配對的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補的子鏈
C．磷酸和脫氧核糖交替排列的順序穩定不變
D．DNA分子具有多樣性和特異性
[解析]　DNA具有獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板，這是DNA分子能夠自我復制的結構基礎之一，A正確；配對的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補的子鏈，不是DNA分子能夠自我復制的結構基礎，B錯誤；磷酸和脫氧核糖交替排列的順序穩定不變，這是DNA分子雙螺旋結構的主要特點，不是DNA分子能夠自我復制的結構基礎，C錯誤；DNA分子具有多樣性和特異性，不是DNA分子能夠自我復制的結構基礎，D錯誤。故選A。
4．(2022·河北省保定市易縣中學高一月考)下圖為真核細胞DNA復制過程模式圖，相關分析錯誤的是(　D　)
A．圖示生命活動中可同時發生氫鍵的斷裂和形成
B．圖示體現了邊解旋邊復制及半保留復制的特點
C．復制完成后，甲、乙可在有絲分裂后期、減數分裂Ⅱ后期分開
D．將該模板DNA置于15N培養液中復制3次后，含15N的脫氧核苷酸鏈占3/4
[解析]　酶①作用于DNA的兩條母鏈之間，使DNA雙鏈的配對堿基之間的氫鍵斷開，為DNA解旋酶；在形成子代DNA時，一條母鏈和一條新形成子鏈的配對堿基之間有氫鍵形成，A正確；新形成的甲、乙兩條DNA分子中均含有一條親代DNA母鏈，符合半保留復制以及邊解旋邊復制的特點，B正確；在細胞分裂過程中，甲乙兩條DNA所攜帶信息相同，位于一條染色體的兩條姐妹染色單體上，因此甲乙的分離即為姐妹染色單體的分離，發生在有絲分裂后期、減數分裂Ⅱ后期，C正確；將該模板DNA置于15N培養液中復制3次后，共產生DNA分子23＝8個，所以含15N的脫氧核苷酸鏈占(16－2)/16＝7/8，D錯誤。故選D。
5．(2022·福建省福州市八縣協作校高一下學期期中)下面的圖中DNA分子有a和d兩條鏈，將圖甲中某一片段放大后如圖乙所示，結合所學知識回答下列問題：
(1)圖乙中，1是__胞嘧啶__(中文名稱)，7是__胸腺嘧啶脫氧(核糖)核苷酸__(全稱)，DNA分子的基本骨架由__5和6__(用圖中數字表示)交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過__氫鍵__連接成堿基對，并且遵循__堿基互補配對__原則。DNA分子中堿基對的排列順序千變萬化，決定了DNA分子結構的__多樣__性。
(2)DNA復制是一個__邊解旋邊復制__的過程，圖甲中A和B均是DNA分子復制過程中所需要的酶，其中B能將單個的__(四種)脫氧核苷酸__(原料)連接成子鏈，則A是__解旋__酶，B是__DNA聚合__酶。
[解析]　(1)結合分析可知，圖乙中1是胞嘧啶C,7為胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸，脫氧核糖和磷酸交替連接形成DNA分子的基本骨架，即圖中5和6交替連接形成長鏈構成DNA分子的基本骨架，DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且遵循堿基互補配對原則(A與T配對，G與C配對)。DNA分子中堿基對的排列順序千變萬化，決定了DNA分子結構的多樣性。(2)圖中親代DNA分子上結合了解旋酶和DNA聚合酶，顯然，DNA復制是一個邊解旋邊復制的過程，圖甲中A是解旋酶，B是DNA聚合酶，其中DNA聚合酶能將單個的脫氧核苷酸連接成子鏈。由圖可以看出形成的新DNA分子中都含有一條模板鏈和一條子鏈，因此DNA分子的復制是半保留復制。本章整合
網絡構建·統攬全局
章末解疑答惑
?復習與提高 P62
一、選擇題
1．C　艾弗里的實驗設計思路是把S型細菌中的物質一一分開，單獨觀察它們的作用。赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗中，噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌，蛋白質外殼留在外面，將DNA和蛋白質徹底分開。由此可見，這兩個實驗的共同點都是設法把DNA和蛋白質等分開，分別研究DNA與蛋白質各自的效應，故C正確。
2．A　噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌并作為模板控制子代噬菌體合成，而DNA復制和噬菌體蛋白質外殼合成所需的原料、能量、酶等條件均由細菌提供。
3．A　由于RNA病毒中的遺傳物質是RNA，重組病毒的RNA來自TMV，因此用這個病毒去感染煙草，在煙草細胞內分離出來的病毒與TMV相同，即具有與TMV相同的蛋白質和RNA。
4．D　DNA由4種堿基組成不是DNA分子具有多樣性的原因，A錯誤；雙螺旋結構使DNA具有穩定性，而不是多樣性，B錯誤；DNA具有堿基互補配對的特點也不是DNA分子具有多樣性的原因，C錯誤；DNA分子具有多樣性的原因是堿基對有很多種不同的排列順序，D正確。
二、非選擇題
1．提示：形成雜合雙鏈區的部位越多，DNA堿基序列的一致性越高，說明在生物進化過程中，DNA堿基序列發生的變化越小，因此親緣關系越近。
2．提示：(1)不同。說明DNA具有多樣性。(2)穩定性。它們都是由同一個受精卵分裂而來。特異性。每一個DNA分子堿基對的排列順序是特定的。(3)生物都由共同的祖先進化而來。
直擊高考·真題體驗
1．(2022·浙江卷，22)下列關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的是(　C　)
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
[解析]　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；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；大腸桿菌的質量大于噬菌體，離心的目的是為了沉淀培養液中的大腸桿菌，C正確；該實驗證明噬菌體的遺傳物質是DNA，D錯誤。故選C。
2．(2022·湖南卷，2)T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，下列哪一項不會發生(　C　)
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RNA
D．合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結合
[解析]　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；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；噬菌體在大腸桿菌RNA聚合酶作用下轉錄出RNA，C錯誤；T2噬菌體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·浙江卷，13)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(　C　)
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
[解析]　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；鳥嘌呤和胞嘧啶之間由3個氫鍵連接，B錯誤；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；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。
4．(2021·全國乙卷，5)在格里菲思所做的肺炎(鏈)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，結合現有生物學知識所做的下列推測中，不合理的是(　D　)
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
[解析]　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；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；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型菌發生轉化，可知其DNA功能不受影響，C正確；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。
5．(2021·廣東卷，5)DNA雙螺旋結構模型的提出是二十世紀自然科學的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構建提供主要依據的是(　B　)
①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質的實驗
②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜
③查哥夫發現的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
[解析]　①赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質，與構建DNA雙螺旋結構模型無關，①錯誤；②沃森和克里克根據富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜，推算出DNA分子呈螺旋結構，②正確；③查哥夫發現的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等，沃森和克里克據此推出堿基的配對方式，③正確；④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制，是在DNA雙螺旋結構模型之后提出的，④錯誤。故選B。
6．(2020·浙江卷，3)某DNA片段的結構如圖所示。下列敘述正確的是(　D　)
A．①表示胞嘧啶 B．②表示腺嘌呤
C．③表示葡萄糖 D．④表示氫鍵
[解析]　分析圖示可知，A(腺嘌呤)與①配對，根據堿基互補配對原則，則①為T(胸腺嘧啶)，A錯誤；②與G(鳥嘌呤)配對，則②為C(胞嘧啶)，B錯誤；DNA分子中所含的糖③為脫氧核糖，C錯誤；DNA兩條鏈中配對的堿基通過④氫鍵相連，D正確。故選D。
7．(2020·浙江卷，12)下列關于“肺炎(鏈)球菌轉化實驗”的敘述，正確的是(　D　)
A．活體轉化實驗中，R型菌轉化成的S型菌不能穩定遺傳
B．活體轉化實驗中，S型菌的莢膜物質使R型菌轉化成有莢膜的S型菌
C．離體轉化實驗中，蛋白質也能使部分R型菌轉化成S型菌且可實現穩定遺傳
D．離體轉化實驗中，經DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉化成S型菌
[解析]　活體轉化實驗中，小鼠體內有大量S型菌，說明R型菌轉化成的S型菌能穩定遺傳，A錯誤；活體轉化實驗中，無法說明是哪種物質使R型菌轉化成有莢膜的S型菌，B錯誤；離體轉化實驗中，只有S型菌的DNA才能使部分R型菌轉化成S型菌且可實現穩定遺傳，C錯誤；離體轉化實驗中，經DNA酶處理的S型菌提取物，其DNA被水解，故不能使R型菌轉化成S型菌，D正確。故選D。第2節　DNA的結構
課標要求 核心素養
概述DNA是由四種脫氧核苷酸構成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構。 1．分析和研討科學家探索基因的本質的過程和方法，領悟模型方法在這些研究中的應用。(生命觀念)2．根據材料分析，概述DNA結構的主要特點。(科學思維)3．動手制作模型，培養觀察能力、空間想象能力、分析和理解能力。(科學思維)
基礎知識·雙基夯實
一、DNA雙螺旋結構模型的構建
1．構建者：美國生物學家__沃森__和英國物理學家__克里克__。
2．構建過程：
二、DNA的結構
1．DNA的結構層次：
(1)基本組成元素：__C、H、O、N、P__。
(2)組成物質：
①__磷酸基團__，②__脫氧核糖__，③__含氮堿基__。
(3)基本組成單位：④__脫氧核糖核苷酸__，共__4__種。
(4)整體結構：由__2__條長鏈反向平行按__雙螺旋__方式盤旋而成。
2．DNA的結構特點：
(1)基本骨架：由__脫氧核糖__和__磷酸__交替連接組成。
(2)內側：堿基之間通過__氫鍵__連接，且遵循__堿基互補配對__原則。根據此原則寫出各序號代表的堿基種類。
⑤：__A__　⑥：__G__　⑦：__C__　⑧：__T__
〔學霸記憶〕
1．DNA雙螺旋結構的主要特點：①兩條脫氧核苷酸鏈反向平行；②脫氧核糖和磷酸交替連接，排列于外側，構成基本骨架；③堿基通過氫鍵連接成堿基對，排列在內側。
2．雙鏈DNA分子中，嘌呤堿基數＝嘧啶堿基數，即A＋G＝T＋C。
3．互補堿基之和的比例在DNA的任何一條鏈及整個DNA分子中都相等。
〔活學巧練〕
判斷下列敘述的正誤
(1)DNA分子中的每個磷酸均與2個脫氧核糖連接。(　×　)
(2)DNA外側是由磷酸與脫氧核糖交替連接構成基本骨架，內部是堿基。(　√　)
(3)DNA的兩條鏈等長，但是反向平行。(　√　)
(4)DNA的特異性由堿基的數目及空間結構決定。(　×　)
(5)DNA雙螺旋結構中嘧啶數不等于嘌呤數。(　×　)
(6)不同DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值相同。(　√　)
〔思考〕
1．什么是堿基互補配對原則？哪種堿基對的數量對DNA分子結構的穩定性影響更大？(生命觀念)
提示：在DNA的內部，A總是與T配對，C總是與G配對，堿基之間這種一一對應的關系叫作堿基互補配對原則。由于A與T之間是兩個氫鍵，G與C之間是三個氫鍵，DNA中G—C堿基對越多，結構越穩定。
2．每個DNA片段中，游離的磷酸基團數是多少？磷酸數：脫氧核糖數：含氮堿基數是多少？
提示：2個；1∶1∶1。
課內探究·名師點睛
知識點?
DNA的結構及特點
要點歸納
1．DNA分子的結構層次
2．DNA結構的“五、四、三、二、一”
3．DNA結構的三個關系及水解產物
①數量關系
②位置關系
③化學鍵
④DNA初步水解的產物是脫氧核苷酸，徹底水解的產物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。
典例剖析
典例1 (2022·山東省臨沂市沂水縣高一期中)圖中圓形、五邊形和方形分別代表磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。下列脫氧核苷酸鏈的模型構建正確的是(　A　)
[解析]　相鄰的兩個脫氧核苷酸之間通過磷酸和脫氧核糖之間形成的磷酸二酯鍵連接，A正確。故選A。
變式訓練1
(2022·北京市平谷區五中高一下學期期中)下列關于DNA分子雙螺旋結構主要特點的敘述，正確的是(　B　)
A．核苷酸通過肽鍵互相連接
B．A與T配對，C與G配對
C．DNA分子的兩條鏈方向相同
D．堿基和磷酸交替排列在內側
[解析]　核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連，A錯誤；堿基互補配對原則中A與T配對，C與G配對，B正確；DNA分子的兩條鏈方向相反，C錯誤；脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，D錯誤。故選B。
知識點?
制作DNA雙螺旋結構模型
要點歸納
1．制作原理
DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈組成，這兩條鏈按照反向平行的方式盤旋成雙螺旋結構；DNA分子中的磷酸與脫氧核糖交替連接，排列在外側；兩條鏈的堿基之間依據堿基互補配對原則通過氫鍵連接成堿基對，排列在內側。
2．材料用具
曲別針、泡沫塑料、紙片、牙簽、橡皮泥等常用物品都可用做模型制作的材料。
3．模型設計制作過程
4．注意事項
(1)制作模型時應按結構層次從小到大、從簡單到復雜的順序依次完成。在選擇、修剪各部件時，應注意各部件的大小比例。
(2)制作含氮堿基時應保證腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的接口吻合，鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的接口吻合，且四種堿基的形狀應具有差異性，同時兩種配對模型的長度應相等，以保證DNA兩條平行鏈之間各處的距離都相等。
(3)兩條互補鏈所包含的脫氧核苷酸個數應相等且互相對應，整體上兩條鏈的走向應保證相反。
典例剖析
典例2 (2022·甘肅天水一中高一下期末)某生物興趣小組在構建DNA平面結構模型時，所提供的卡片名稱和數量如表所示，下列說法正確的是(　A　)
卡片名稱 磷酸 脫氧核糖 堿基種類
A G T C
卡片數量 12 10 3 3 2 2
A．最多可構建4種脫氧核苷酸，4個脫氧核苷酸對
B．DNA中每個脫氧核糖均只與1分子磷酸相連
C．最多可構建44種不同堿基序列的DNA
D．構成的雙鏈DNA片段最多有15個氫鍵
[解析]　由表格中卡片數量分析可知，最多可構建4種脫氧核苷酸，4個脫氧核苷酸對，A正確；DNA中絕大多數脫氧核糖與2分子磷酸相連，只有3′端的脫氧核糖只與1分子磷酸相連，B錯誤；由表格中卡片數量分析可知，這些卡片可形成2對A—T堿基對，2對C—G堿基對，堿基對種類和數目確定，因此可構建的DNA種類數少于44種，C錯誤；由表格中卡片數量分析可知，這些卡片最多可形成2對A—T堿基對，2對C—G堿基對，而A和T之間有2個氫鍵，C和G之間有3個氫鍵，因此構成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵，D錯誤。
變式訓練2
下列表示某同學制作的脫氧核苷酸對模型(?表示脫氧核糖、 表示堿基、〇表示磷酸基團)，其中正確的是(　D　)
[解析]　構成脫氧核苷酸對的兩個脫氧核苷酸的方向應是相反的，A錯誤；G與C之間有三個氫鍵，B錯誤；脫氧核苷酸中不含堿基U，C錯誤；DNA兩條鏈反向平行，且A－T之間有2個氫鍵，D正確。
指點迷津·撥云見日
雙鏈DNA分子中堿基互補配對的相關計算
1．雙鏈DNA分子中，互補堿基兩兩相等，即A＝T、C＝G，且嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數。
2．雙鏈DNA分子中，任意兩個不互補的堿基之和恒等，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G；并且任意兩個不互補的堿基之和占堿基總量的50%，即(A＋C)%＝(T＋G)%＝50%(A＋T＋C＋G)。
3．雙鏈DNA分子中，任意兩個不互補堿基之和的比值：一條鏈與互補鏈互為倒數，雙鏈中為1。即：
4．雙鏈DNA分子中，任意兩個互補堿基之和的比值：一條鏈與互補鏈以及雙鏈中皆相等。即
5．某種堿基在雙鏈中所占的比例等于其在每一條鏈中所占比例的平均值。
6．不同生物的DNA分子中，互補配對的堿基之和的比值不同，即(A＋T)/(C＋G)的值不同。
知識貼士
區分核酸種類的方法
(1)若含T，A≠T或嘌呤≠嘧啶，則為單鏈DNA。因為雙鏈DNA分子中A＝T、G＝C，嘌呤(A＋G)＝嘧啶(T＋C)。
(2)若嘌呤≠嘧啶，肯定不是雙鏈DNA(可能為單鏈DNA，也可能為RNA)。但若是細胞中所有核酸的嘌呤≠嘧啶，則可能既有雙鏈DNA又有RNA。
典例3某DNA分子中，胞嘧啶與鳥嘌呤共占堿基總量的46%，其中一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基總數的28%，則另一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基總數的比例為(　B　)
A．46% B．26%
C．54% D．24%
[解析]　根據題意畫圖，如圖所示：
解題思路一：根據堿基互補配對原則，列出：
(GH＋CH)%＝(GL＋CL)%＝總(G＋C)%，故GL＋CL＝46%。
同理，(AH＋TH)%＝(AL＋TL)%＝總(A＋T)%，AL＋TL＝54%，AH＝TL＝28%，故AL＝54%－28%＝26%。
解題思路二：假設這段DNA共包含100對堿基，則H鏈和L鏈各有100個堿基，根據題意：
G＋C＝46%，即G＋C＝200×46%＝92個。
則A＋T＝108個，A＝T＝54個。
又已知：AH＝28%，即AH＝28個，則AL＝A－AH＝26個，所以AL＝26/100×100%＝26%。
知識貼士
DNA分子中有關堿基比例計算的解題步驟
解答DNA分子中有關堿基比例計算的試題時要分三步進行：
(1)弄清楚題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。
(2)畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標出已知和所求的堿基。
(3)根據堿基互補配對原則及其規律進行計算。
教材問題·解疑答惑
?問題探討 P48
提示：本節的問題探討主要是培養學生收集資料、討論交流的能力。
?思考·討論 P48
1．(1)提示：兩條鏈，按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。
(2)提示：DNA的基本骨架是脫氧核糖和磷酸交替連接構成的，位于DNA雙螺旋結構的外側。
(3)提示：腺嘌呤(A)一定與胸腺嘧啶(T)配對，鳥嘌呤(G)一定與胞嘧啶(C)配對。堿基對排列在DNA雙螺旋結構的內側。
2．提示：要善于利用他人的研究成果和經驗；要善于與他人交流和溝通，閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的；研究小組成員在知識背景上最好是互補的，對所從事的研究要有興趣和激情等。
?探究·實踐 P51
1．提示：DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸，但是堿基對的排列順序卻是千變萬化的。堿基對千變萬化的排列順序使DNA儲存了大量的遺傳信息。
2．提示：(1)靠DNA分子堿基對之間的氫鍵將兩條鏈連在一起；(2)在DNA雙螺旋結構中，由于堿基對平面之間相互靠近，形成了與堿基對平面垂直方向的相互作用力。
3．提示：DNA分子的復制方式為半保留復制。
?練習與應用 P52
一、概念檢測
1．(1)×　DNA由于堿基互補配對，兩條單鏈堿基數量相等。但不一定每條單鏈都有A、T、C、G四種堿基。
(2)√　DNA由于堿基互補配對，在DNA雙鏈結構中(A＋G)/(T＋C)＝1。
2．胞嘧啶　腺嘌呤　鳥嘌呤　胸腺嘧啶　脫氧核糖　磷酸　(胸腺嘧啶)脫氧核苷酸　堿基對　氫鍵　一條脫氧核苷酸鏈的片段
3．C　由DNA的結構特點可知，在雙鏈DNA分子中A＝T，G＝C。由題意可知，該DNA分子含有4種堿基，腺嘌呤的比例是b，因此胸腺嘧啶的比例也是b，b<0.5，A、B錯誤；由題意可知，腺嘌呤a個，占該區段全部堿基的比例為b，所以該DNA分子的堿基總數是a/b，因此胞嘧啶C＝(a/b－2a)×1/2＝a(1/2b－1)個，C正確。
4．C　按照堿基互補配對原則，A與T，C與G配對，及DNA雙鏈反向平行，即可得出互補鏈的方向與序列。
二、拓展應用
提示：堿基互補配對保證了遺傳信息的傳遞能夠準確進行。
鞏固訓練·課堂達標
1．(2022·天津市第三中學高一年級期中檢測)1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的結構模型，兩位科學家于1962年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。關于DNA分子雙螺旋結構的特點，敘述錯誤的是(　C　)
A．DNA分子由兩條反向平行的鏈組成
B．脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側
C．堿基對構成DNA分子的基本骨架
D．兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對
[解析]　DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈是反向平行的，A正確；DNA分子的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側構成基本骨架，B正確；C錯誤；兩條鏈上的堿基，通過氫鍵連接形成堿基對，D正確。故選C。
2．(2022·江蘇省鎮江市高一下學期期末)下圖是某DNA片段的結構模式圖。下列敘述正確的是(　D　)
A．①處的化學鍵為氫鍵
B．②③④構成一個胞嘧啶核糖核苷酸
C．堿基對⑤的含量越高，DNA穩定性越低
D．該片段中含有兩個游離的磷酸基團
[解析]　①處的化學鍵為磷酸二酯鍵，A錯誤；②③④構成一個胞嘧啶脫氧核糖核苷酸，B錯誤；C－G之間有3個氫鍵，A－T之間有2個氫鍵，因此堿基對⑤的含量越高，DNA穩定性越高，C錯誤；該片段中每條鏈都含有一個游離的磷酸基團，因此該DNA含有兩個游離的磷酸基團，D正確。故選D。
3．(2022·江蘇省宿遷市高一下學期期末) 某DNA片段的堿基組成中，若A占32.8%，則C和T之和應占(　A　)
A．50% B．17.2%
C．67.2% D．65.6%
[解析]　由于DNA分子中，A與T配對、G與C配對，因此DNA分子中A＋G＝T＋C＝50%。故選A。
4．(2022·廣西梧州市高一期末)下圖為DNA分子結構模式圖，請回答下列問題：
(1)寫出其中文名稱：①__胸腺嘧啶__；⑤__脫氧核糖__。
(2)分析這種結構的主要特點：
Ⅰ.構成DNA分子的兩條鏈按__反向平行__方式盤旋成雙螺旋結構。
Ⅱ. DNA分子的基本骨架由__脫氧核糖和磷酸交替連接成的兩條長鏈構成__。
Ⅲ. DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成__堿基對__，并且遵循堿基互補配對原則。
[解析]　(1)由圖可知，圖中①為胸腺嘧啶、②為胞嘧啶、③為腺嘌呤、④為鳥嘌呤、⑤為脫氧核糖、⑥為磷酸基團。(2)Ⅰ.構成DNA分子的兩條鏈按反向平行盤旋成雙螺旋結構。Ⅱ.磷酸和脫氧核糖交替連接形成兩條長鏈，排列在DNA分子的外側，構成DNA分子的基本骨架。Ⅲ.DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且遵循堿基互補配對原則。第1節　DNA是主要的遺傳物質
課標要求 核心素養
概述多數生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。 1．通過分析圖示，理解證明DNA是遺傳物質實驗的原理和過程。(科學思維)2．通過類比分析，掌握不同生物遺傳物質種類。(科學思維)
基礎知識·雙基夯實
一、肺炎鏈球菌的轉化實驗
1．肺炎鏈球菌的類型(連線)
2．肺炎鏈球菌轉化實驗的兩個階段
(1)格里菲思的體內轉化實驗：
(2)艾弗里的體外轉化實驗：
二、噬菌體侵染細菌的實驗
1．T2噬菌體的結構與代謝
2．實驗過程
3．實驗結果及結論
親代噬菌體 寄主細胞內 子代噬菌體 實驗結論
32P標記DNA __有__ __有__ __DNA__是遺傳物質
35S標記蛋白質 __無__ __無__
三、DNA是主要的遺傳物質
1．RNA是遺傳物質的實驗證據
(1)煙草花葉病毒的組成：
(2)侵染實驗：
(3)結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是__RNA__。
2．DNA是主要的遺傳物質
連線生物類型與遺傳物質的種類：
〔學霸記憶〕
1．S型細菌在培養基上形成的菌落表面光滑，有致病性；R型細菌的菌體沒有多糖類的莢膜，在培養基上形成的菌落表面粗糙，無致病性。
2．格里菲思實驗的結論：加熱殺死的S型細菌中含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的“轉化因子”。
3．艾弗里實驗的結論：DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質，即DNA是遺傳物質。
4．噬菌體侵染細菌的實驗證明了DNA才是遺傳物質。
5．攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離，離心的目的是讓上清液中析出質量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管中留下被侵染的大腸桿菌。
6．由于絕大多數生物的遺傳物質是DNA，因此說DNA是主要的遺傳物質。
〔活學巧練〕
判斷下列敘述的正誤
(1)將S型細菌的DNA與R型活細菌混合培養，一段時間后培養基中會有兩種菌落。(　√　)
(2)艾弗里的實驗結論是DNA是遺傳物質，蛋白質等不是遺傳物質，理由是只有DNA才能使R型細菌轉化為S型細菌。(　√　)
(3)由于噬菌體不能獨立生活，所以標記噬菌體時應先標記噬菌體的宿主細胞——大腸桿菌。(　√　)
(4)赫爾希和蔡斯的實驗結論是DNA是遺傳物質，理由是DNA是親子代之間保持連續的物質，并且還指導了蛋白質的合成。(　√　)
(5)T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗中，32P標記組為實驗組，35S標記組為對照組。(　×　)
(6)豌豆的遺傳物質主要是DNA。(　×　)
(7)自然界中絕大多數的生物的遺傳物質是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質。(　√　)
〔思考〕
1．如果把S型細菌的DNA提取出來后，直接注射到小鼠體內，能否從小鼠體內分離得到S型細菌？(科學思維)
提示：不能，因為S型細菌的DNA能使R型細菌轉化為S型細菌的前提是S型細菌的DNA能與R型細菌的DNA發生重組，直接將S型細菌的DNA注入小鼠體內，DNA分子會被小鼠體內的DNA酶分解而失去作用，如果小鼠體內沒有R型細菌，也無法轉化為S型細菌。
2．用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上沉淀物中不含放射性，但實際上含有少量放射性的原因是什么？
提示：可能由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體外殼仍吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現了少量的放射性。
3．T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，能否用14C和18O標記噬菌體？能否用32P和35S同時標記噬菌體？
提示：不能，因為DNA和蛋白質都含C和O。不能用32P和35S同時標記噬菌體，因為檢測放射性時不能檢測出是哪種標記元素產生的。
課內探究·名師點睛
知識點?
肺炎鏈球菌的轉化實驗
要點歸納
1．肺炎鏈球菌體內轉化實驗和體外轉化實驗的比較
項目 體內轉化實驗 體外轉化實驗
培養細菌 在小鼠體內 體外培養基
實驗對照 R型細菌與S型細菌的致病性對照 S型細菌各組成成分的作用進行對照
巧妙構思 用加熱殺死的S型細菌注射到小鼠體內作為對照實驗來說明確實發生了轉化 將某種物質用酶解法去除，直接地、單獨地觀察該物質在實驗中所起的作用
實驗結論 S型細菌體內有轉化因子 S型細菌的DNA是遺傳物質
聯系 ①研究對象相同②體內轉化實驗是體外轉化實驗的基礎，體外轉化實驗是體內轉化實驗的延伸③兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則
[特別提醒]　并非所有的R型細菌都被轉化
(1)轉化過程中并不是所有的R型細菌都被轉化成S型細菌，而只是少部分R型細菌被轉化成S型細菌。
(2)R型細菌轉化為S型細菌是基因重組的結果。
(3)由于DNA的熱穩定性比蛋白質要高，所以加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質永久變性失活，但其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性。
(4)艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗中，每個實驗組都通過添加特定的酶特異性地去除了一種物質，從而證明了DNA是遺傳物質，利用了自變量控制中的“減法原理”。
(5)格里菲思的實驗證明了S型細菌體內含有某種轉化因子，但并沒有證明轉化因子是哪種物質。艾弗里的實驗則證明了轉化因子是S型細菌體內的DNA。
2．自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”
在對照實驗中，控制自變量可以采用“加法原理”或“減法原理”。
(1)加法原理：與常態相比，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。例如在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，與對照組相比，實驗組分別做加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理，就是利用了“加法原理”。
(2)減法原理：與常態比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。例如，在艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質，從而證明了DNA是遺傳物質，就是利用了“減法原理”。
典例剖析
典例1 (2022·山東省濰坊市高一下學期期末)某同學分析艾弗里肺炎鏈球菌的體外轉化實驗后，得出如下結論。其中正確的是(　D　)
①實驗的思路是分別研究DNA和蛋白質各自的效應
②實驗中對自變量的控制作用運用了“加法原理”
③混合培養的4組培養基上均有表面粗糙的菌落
④混合培養后出現的S型菌內有R型菌的遺傳信息
A．①② B．①③
C．①②③ D．①③④
[解析]　①實驗的思路是分別研究DNA和蛋白質各自的效應，①正確；②從控制自變量的角度，實驗的基本思路是：依據自變量控制中的“減法原理”，在每個實驗組S型細菌的細胞提取物中特異性地去除了一種物質，②錯誤；③混合培養后4組的平板培養基上均會有表面粗糙的菌落，即R型菌菌落，③正確；④S型菌的部分DNA重組到R型菌的DNA上并表達，表現出S型菌，故混合培養后出現的S型菌內有R型菌的遺傳信息，④正確。故選D。
變式訓練1
(2022·北京市平谷區五中高一下學期期中)肺炎鏈球菌轉化實驗中，使R型細菌轉化為S型細菌的轉化因子是(　D　)
A．莢膜多糖 B．蛋白質
C．R型細菌的DNA D．S型細菌的DNA
[解析]　莢膜多糖不能將R型細菌轉化為S型細菌，A錯誤；S型細菌的蛋白質不能將R型細菌轉化為S型細菌，B錯誤；R型細菌的DNA不能將R型細菌轉化為S型細菌，C錯誤；S型細菌的DNA分子能將R型細菌轉化為S型細菌，即DNA是使R型細菌發生穩定遺傳變化的物質，D正確。故選D。
知識點?
噬菌體侵染細菌的實驗
要點歸納
1．T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程：
2．T2噬菌體增殖的條件
T2噬菌體增殖 場所 大腸桿菌
蛋白質的合成 原料 大腸桿菌的氨基酸
場所 大腸桿菌的核糖體
DNA的合成 模板 噬菌體的DNA
原料 大腸桿菌的四種脫氧核苷酸
3．使用不同元素標記后子代放射性有無的判斷
典例剖析
典例2 (2022·山東省臨沂市沂水縣高一期中)下列關于噬菌體侵染細菌實驗的敘述中，正確的是(　D　)
A．T2噬菌體需要培養在由各種營養物質配置的營養液里
B．32P標記的T2噬菌體侵染細菌后，培養時間對實驗現象影響不大
C．35S標記的T2噬菌體侵染的細菌裂解后，子代噬菌體可以檢測到35S
D．若用15N標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌，上清液和沉淀物中均有放射性
[解析]　病毒是非細胞生物，寄生在活細胞中，不能在培養液中直接培養病毒，A錯誤；用含32P的噬菌體侵染大腸桿菌，如果保溫時間過長或過短，則沉淀物中放射性比正常情況下低，B錯誤；35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，噬菌體侵染細菌時，蛋白質外殼留在外面，所以用被35S標記的T2噬菌體侵染細菌，裂解釋放的子代噬菌體中不含35S，C錯誤；蛋白質和DNA都含有N元素，若用15N標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌，上清液和沉淀物中均有放射性，D正確。故選D。
變式訓練2
(2022·河北省滄州市河間市四中高一下學期期中)下圖是“噬菌體侵染大腸桿菌”實驗，其中親代噬菌體已用32P標記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關于本實驗的敘述不正確的是(　A　)
A．圖中錐形瓶內的培養液是用來培養大腸桿菌的，其營養成分中的P應含32P標記
B．若要達到實驗目的，還要再設計一組用35S標記噬菌體進行的實驗，兩組相互對照
C．圖中若只有C中含大量放射性，可直接證明的是噬菌體的DNA侵入了大腸桿菌
D．實驗中B對應部分有少量放射性，可能原因是實驗時間過長，部分細菌裂解
[解析]　依題意，親代噬菌體已用32P標記，因此題圖錐形瓶中的培養液是用來培養讓噬菌體侵染的大腸桿菌的，其營養成分中不能加入32P，A項錯誤；該實驗的目的是：探究噬菌體的遺傳物質是蛋白質、還是DNA，因此，需要增設一組用35S標記的噬菌體所進行的實驗，兩組相互對照，B項正確；用32P標記的是親代噬菌體的DNA，若只在C(大腸桿菌)中含大量放射性，說明噬菌體的DNA侵入了大腸桿菌，C項正確； B為上清液，若其中出現少量放射性，可能的原因是培養時間較短，有部分噬菌體還沒有侵入大腸桿菌，仍存在于培養液中，也有可能是培養時間過長，部分大腸桿菌裂解，子代噬菌體從大腸桿菌體內釋放出來導致的，D項正確。
知識點?
DNA是主要的遺傳物質
要點歸納
1．不同生物的遺傳物質
細胞生物 非細胞生物
真核生物 原核生物 多數病毒 少數病毒
核酸種類 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA
遺傳物質 DNA DNA DNA RNA
結果 絕大多數生物的遺傳物質是DNA，只有少部分病毒的遺傳物質是RNA
結論 DNA是主要的遺傳物質
[易錯提示]　對于整個生物界來說，由于絕大多數生物的遺傳物質都是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質；對于某一種具體的生物來說，其遺傳物質要么是DNA，要么是RNA，不能說某種生物的遺傳物質主要是DNA。
2．探究遺傳物質的三種方法
典例剖析
典例3 (2022·山東省濰坊市諸城市高一期中)下列關于生物遺傳物質的說法中，正確的是(　C　)
A．真核生物的遺傳物質是DNA，原核生物的遺傳物質是RNA
B．染色體是生物的遺傳物質，DNA也是生物的遺傳物質
C．細胞生物的遺傳物質是DNA，病毒的遺傳物質是DNA或RNA
D．細胞核中遺傳物質是DNA，細胞質中遺傳物質是RNA
[解析]　真核生物和原核生物的遺傳物質均是DNA，A錯誤；生物體的遺傳物質是DNA或RNA，染色體是遺傳物質的主要載體，B錯誤；細胞生物和DNA病毒的遺傳物質是DNA，RNA病毒的遺傳物質是RNA，C正確；細胞核和細胞質中的遺傳物質均是DNA，D錯誤。故選C。
變式訓練3
(2019·海南高考)下列實驗及結果中，能作為直接證據說明“核糖核酸是遺傳物質”的是(　B　)
A．紅花植株與白花植株雜交，F1為紅花，F2中紅花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質混合后感染煙草只能得到病毒甲
C．加熱殺死的S型肺炎雙(鏈)球菌與R型活菌混合培養后可分離出S型活菌
D．用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性
[解析]　紅花植株與白花植株雜交，F1為紅花，F2中紅花∶白花＝3∶1，并不能直接證明核酸是遺傳物質，A錯誤；病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質混合后感染煙草只能得到病毒甲，可證明RNA(核糖核酸)是遺傳物質，B正確；加熱殺死的S型肺炎鏈球菌與R型活菌混合培養后可分離出S型活菌，只能證明加熱殺死的S型細菌中含有某種促使R型細菌轉化為S型細菌的“轉化因子”，并不能證明該轉化因子是何種物質，C錯誤；用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性，由于外殼蛋白沒有進入大腸桿菌細胞內，不能證明遺傳物質是何種成分，D錯誤。
指點迷津·撥云見日
一、噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析
1．子代噬菌體的組成物質來源分析：
(1)從蛋白質外殼方面：原料氨基酸由寄主細胞提供，在寄主細胞的核糖體上合成，與親代噬菌體的蛋白質外殼無關。
(2)從DNA方面：由親代噬菌體提供模板，利用寄主細胞提供的脫氧核苷酸，通過復制的方式，合成子代噬菌體的DNA。
(3)從子代噬菌體方面：釋放的眾多子代噬菌體中，只有少數含有親代噬菌體的DNA單鏈，其余子代噬菌體的DNA均由寄主細胞提供原料合成，不含親代噬菌體的DNA單鏈。
2．上清液和沉淀物放射性分析：
(1)32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌：
(2)35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌：
典例4某校生物研究性學習小組做了T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，過程如圖所示，下列有關分析正確的是(　C　)
A．若實驗1中b的放射性偏高，則這與①過程中培養時間的長短有關
B．若實驗2中c的放射性偏高，則這與④過程中攪拌不充分有關
C．理論上，a、d中放射性很高，b、c中放射性很低
D．該實驗直接證明了DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質
[解析]　35S標記的是T2噬菌體的蛋白質外殼，經攪拌離心后位于上清液a中，若b的放射性偏高，則與攪拌不充分有關，A錯誤；32P標記的是T2噬菌體的DNA，經攪拌離心后存在于沉淀物d中，若c中放射性偏高，是因為保溫時間過短或過長，上清液中存在具有放射性的T2噬菌體，B錯誤；實驗1中35S標記的蛋白質外殼主要存在于上清液a中，故a中放射性很高，b中放射性很低，實驗2中32P標記的T2噬菌體DNA注入大腸桿菌體內，經攪拌離心后主要存在于沉淀物d中，故d中放射性很高，c中放射性很低，C正確；該實驗證明了DNA是遺傳物質，但是實驗中蛋白質外殼沒有進入大腸桿菌體內，不能直接證明蛋白質不是遺傳物質，D錯誤。
二、肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較
肺炎鏈球菌體外轉化實驗 噬菌體侵染細菌實驗
主要設計思路 設法將DNA與其他物質分開，單獨、直接研究它們各自不同的遺傳功能
處理方法 用加酶的方法分別去除S型菌的DNA、多糖、蛋白質等，再與R型菌混合培養 同位素標記法：分別用同位素35S、32P標記蛋白質和DNA
結論 ①證明DNA是遺傳物質，而蛋白質不是遺傳物質②說明了遺傳物質可發生可遺傳的變異 ①證明DNA是遺傳物質，但不能直接證明蛋白質不是遺傳物質②說明DNA能控制蛋白質的合成③說明DNA能自我復制
典例5 (2022·山東省濱州市高一期末)艾弗里的細菌轉化實驗(甲)，赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染細菌實驗(乙)，都證明了DNA是遺傳物質。下列關于兩組實驗的分析，錯誤的是(　B　)
A．甲實驗利用酶特異性選擇性地去除了每個實驗組中的一種物質
B．乙中35S標記組攪拌并離心后沉淀物不可能存在放射性
C．甲、乙兩實驗都設法分別研究DNA和蛋白質各自的效應
D．甲、乙兩實驗都說明DNA能在世代間傳遞和控制生物性狀
[解析]　艾弗里的實驗利用了酶的專一性選擇性的去除了每個實驗組中的一種物質，根據實驗結果可判斷除去的物質是否是遺傳物質，A正確；35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，若攪拌不充分，蛋白質外殼與細菌不能徹底分離，會導致乙中35S標記組離心后沉淀物中存在放射性，B錯誤；甲、乙兩實驗都設法將DNA和蛋白質分離，分別研究DNA和蛋白質各自的效應，C正確；甲、乙兩實驗出現的子代性狀都與親代相同，都能說明DNA能在世代間傳遞和控制生物性狀，D正確。故選B。
教材問題·解疑答惑
?問題探討 P42
1．提示：遺傳物質必須穩定，能夠儲存大量的遺傳信息，可以準確地復制出自己，傳遞給下一代等。
2．提示：這是一道開放性題目，答案并不唯一，只要提出正確的思路即可。
?思考·討論 P46
1．提示：以細菌和病毒作為實驗材料，具有的優點是：(1)個體很小，結構簡單，容易看出因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化；細菌是單細胞生物，病毒無細胞結構，只有核酸和蛋白質外殼。(2)繁殖快，細菌20～30 min就可以繁殖一代，病毒短時間內可大量復制。
2．提示：依據自變量控制中的“減法原理”在每個實驗組S型細菌的細胞提取物中特異性地去除了一種物質。細胞提取物的純度不夠。
3．提示：艾弗里采用的主要技術手段有細菌的培養技術、物質提純技術等。赫爾希采用的主要技術手段有噬菌體的培養技術、同位素標記技術以及物質的分離技術等。
科學成果的取得必須有技術手段做保證，技術的發展需要以科學原理為基礎，因此，科學與技術是相互支持、相互促進的。
?練習與應用 P47
一、概念檢測
1．D　DNA控制蛋白質的合成。
2．A　赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗表明DNA是遺傳物質。
二、拓展應用
1．提示：噬菌體在侵染大腸桿菌時，進入大腸桿菌細胞內的是DNA，而蛋白質外殼卻留在大腸桿菌的外面。因此，大腸桿菌裂解后，釋放出的子代噬菌體是利用親代噬菌體的遺傳信息，以大腸桿菌中的氨基酸為原料來合成蛋白質外殼的。
2．提示：肺炎鏈球菌轉化實驗和噬菌體侵染大腸桿菌的實驗證明，作為遺傳物質至少要具備以下幾個條件：能夠準確地復制自己；能夠指導蛋白質合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝；具有儲存遺傳信息的能力，結構比較穩定等。
鞏固訓練·課堂達標
1．(2022·山東省煙臺市高一下學期期中)肺炎鏈球菌轉化實驗中，無毒R型菌和被加熱殺死的有毒S型菌混合后，在小鼠體內可以找到下列哪些類型的細菌(　C　)
①有毒R型②無毒R型
③有毒S型④無毒S型
A．①② B．③④
C．②③ D．②④
[解析]　R型細菌無多糖類的莢膜保護，沒有毒性，而S型細菌有多糖類的莢膜保護，有毒性。S型細菌中存在某種“轉化因子”，能將部分R型細菌轉化為S型細菌。因此，無毒R型和被加熱殺死的有毒S型細菌混合后，在小鼠體內能找到無毒R型菌和有毒S型菌，C正確。故選C。
2．(2022·福建省福州市八縣協作校高一下學期期中)用某種酶處理S型肺炎鏈球菌的細胞提取物后，就不能使R型細菌轉化成S型細菌，則這種酶是(　D　)
A．DNA聚合酶 B．DNA連接酶
C．解旋酶 D．DNA酶
[解析]　格里菲斯實驗證明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。艾弗里實驗證明“轉化因子”是S型細菌的DNA分子。根據酶的專一性特點，DNA酶能水解DNA分子，因此用DNA酶處理轉化因子后，R型細菌不再轉化成S型細菌，D正確，A、B、C錯誤。故選D。
3．(2022·山東省聊城市高一下學期期末)1952年，赫爾希和蔡斯完成了著名的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，有關該實驗的敘述正確的是(　C　)
A．T2噬菌體也可以在肺炎鏈球菌中復制和增殖
B．用32P和35S標記同一組T2噬菌體的DNA和蛋白質分子
C．實驗中T2噬菌體培養時間、溫度等是本實驗的無關變量
D．32P標記的噬菌體侵染實驗中，保溫時間過長或過短都會降低上清液的放射性
[解析]　T2噬菌體只能寄生在大腸桿菌細胞內生存，A錯誤；用32P和35S分別標記不同T2噬菌體的DNA和蛋白質分子，B錯誤；實驗中T2噬菌體培養時間、溫度等是本實驗的無關變量，C正確；32P標記的噬菌體侵染實驗中，保溫時間過長或過短都會增加上清液的放射性，D錯誤。故選C。
4．(2022·廣西梧州市高一期末)某同學重復赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗，用被32P標記的T2噬菌體侵染細菌，保溫一段時間后攪拌離心，發現沉淀物的放射性很高，而上清液的放射性很低。請回答下列問題：
(1)一個被32P標記的T2噬菌體侵染未被標記的細菌，若共釋放了n個子代噬菌體，其中被32P標記的噬菌體所占的比例為__2/n__。
(2)該實驗中攪拌的目的是__使吸附在細菌表面的T2噬菌體外殼與細菌分離__，該同學的實驗結果中上清液也含有少量的放射性，可能的原因是在操作過程中__保溫時間不足或者過長所致__。
(3)僅根據該組實驗結果__不能__(選填“能”或“不能”)說明DNA是噬菌體的遺傳物質，原因是__缺少對照組，只選用32P標記的噬菌體進行實驗，不能證明DNA是噬菌體的遺傳物質__。
[解析]　(1)DNA是半保留復制，即復制形成的1個DNA分子中的兩條鏈一條為母鏈，一條為新合成的子鏈，所以，1個帶有放射性的DNA分子，以不含放射性的脫氧核苷酸為原料進行復制，無論復制了多少次，子代DNA分子含有放射性的只有兩條單鏈，且存在于兩個DNA分子中，因此，一個被32P標記的噬菌體產生了n個子代噬菌體，子代中含有32P的個體數是2個，即含有32P的子代噬菌體所占的比例為2/n。(2)實驗過程中攪拌的目的是使吸附在細菌表面的T2噬菌體外殼與細菌分離。該同學用32P標記噬菌體的侵染實驗中，上清液存在少量放射性可能是保溫時間不足或者過長所致，時間短，有一部分噬菌體還沒有侵入到大腸桿菌內部。時間長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出來。(3)僅根據該組實驗結果不能說明DNA是噬菌體的遺傳物質，原因是缺少對照組，只選用32P標記的噬菌體進行實驗，不能證明DNA是噬菌體的遺傳物質。

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