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专题 13 遗传的分子基础
考 点 链 接
考点1 DNA是主要的遗传物质
1．脱氧核苷酸的化学组成。
2．肺炎链球菌的转化实验
（1）体内转化实验：1928年由英国微生物学家格里菲思等人进行。
结论：在S型细菌中存在转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌。
（2）体外转化实验：20世纪40年代由美国微生物学家艾弗里等人进行。
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
3．肺炎链球菌有两类：R菌无荚膜、菌落粗糙、无毒。S菌有荚膜、菌落光滑、有毒，可
使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。
4．在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。对这两种物质的分析表明：仅
蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。
5．赫尔希和蔡斯利用了放射性同位素标记技术，设计并完成了噬菌体侵染细菌的实验，因
噬菌体只有头部的DNA进入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，因而更具说服力。
6．赫尔希和蔡斯的实验过程：
①在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌；
②再用上述得到的大肠杆菌培养噬菌体，得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬
菌体；
③然后，用35S或32P标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，
用搅拌器搅拌、离心；
④离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质。
7．实验误差分析：（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是：
保温时间过短或过长。
（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是：搅拌不充分，有少
量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
8．搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量
较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
9．从烟草花叶病毒中提取出来的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取出来的RNA，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，RNA是遗传物质。
10．因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质；原核生物（如
细菌）的遗传物质是DNA，真核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。
11．在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人
为增加某种影响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为
“减法原理”。
考点2 DNA的结构
1．在对DNA结构的探索中，于1953年摘取桂冠的是两位年轻的科学家——美国生物学家
沃森和英国物理学家克里克。DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发
展中具有里程碑式的意义。
2．DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
3．DNA中的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。
4．DNA分子内侧由两条链上的碱基通过氢键形成碱基对，即 A和T配对（氢键有2个），G
和C配对（氢键有3个）。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。双
链DNA中A（腺嘌呤）的量总是和T（胸腺嘧啶）的量相等，C（胞嘧啶）的量总是和G（鸟
嘌呤）的量相等。
考点3 DNA的复制
1．1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技
术，设计了一个巧妙的实验，证明了DNA的半保留复制。
2．真核生物DNA的复制
（1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
（2）复制方式：半保留复制。
（3）复制条件 ：①模板；②原料；③能量；④酶；（4）复制特点：①边解旋边复制；②
半保留复制。
（5）复制意义：保持了遗传信息的连续性。
（6）精确复制的原因：DNA双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证
了复制能够准确地进行。
3．与DNA复制有关的碱基计算
（1）一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n
（2）第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/2n－1
（3）若某DNA分子中含碱基T为a，①则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸
数为：a（2n－1）
②第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a×2n－1
真 题 回 顾
1．（2023·天津·统考高考真题）下列生物实验探究中运用的原理，前后不一致的是（）
A．建立物理模型研究DNA结构－ 研究减数分裂染色体变化
B．运用同位素标记法研究卡尔文循环－ 研究酵母菌呼吸方式
C．运用减法原理研究遗传物质－ 研究抗生素对细菌选择作用
D．孟德尔用假说演绎法验证分离定律－ 摩尔根研究伴性遗传
【答案】B
【解析】模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，
研究DNA结构时构建了DNA双螺旋的物理模型，研究减数分裂时可通过橡皮泥等工具进行
物理模型的构建，A正确；卡尔文循环用14C进行标记探究，但探究酵母菌呼吸方式时用的
是对比实验法，分别设置有氧和无氧组进行探究，不涉及同位素标记，B错误；在探究DNA
是遗传物质的实验中，肺炎链球菌的体外实验中用对应的酶设法去除相应物质，观察其作
用，用到了减法原则，研究抗生素对细菌的选择作用时，也可通过去除抗生素后进行观察，
属于减法原则，C正确；孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都用到了假说演绎法，
D正确。
2．（2023·山东·高考真题）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，图甲时新合成的单链①比②短，图乙时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，图甲时新合成的单链
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；①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①
与②等长，图丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，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时①的5'端指向解旋方向，那么另一条
母链合成子链时②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；
3．（2022·重庆·统考高考真题）下列发现中，以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是（
）A．遗传因子控制性状 B．基因在染色体上
C．DNA是遗传物质 D．DNA半保留复制
【答案】D
【解析】孟德尔利用假说—演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的，总结出了分离
定律，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，A不符合题意；萨顿根据基因与染色体的
平行关系，运用类比推理法得出基因位于染色体上的推论，并未以DNA双螺旋结构模型为
理论基础，B不符合题意；艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家，设法将DNA和蛋白质分开，
单独、直接地研究它们的作用，证明了DNA是遗传物质，并未以DNA双螺旋结构模型为理
论基础，C不符合题意；沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型，并进一步提出了DNA
半保留复制的假说， DNA半保留复制，以DNA双螺旋结构模型为理论基础，D符合题意。
4．（2022·河北·统考高考真题）关于遗传物质DNA的经典实验，叙述错误的是（ ）
A．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B．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
C．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技
术
D．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
【答案】A
【解析】摩尔根通过假说—演绎法利用果蝇杂交遗传实验证明了基因位于染色体上，A错
误；
孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，格里菲思提出的
“转化因子”是DNA，两者化学本质相同，B正确；肺炎双球菌体外转化实验利用酶解法去
掉DNA或者DNA蛋白质，噬菌体浸染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质，两者
均采用了能区分DNA和蛋白质的技术，C正确；DNA两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，
且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，使DNA分子具有稳定的直径，D正确。
5．（2022·海南·统考高考真题）某团队从下表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（ ）
T 噬菌
2
大肠杆菌
体
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
A．①和④ B．②和③ C．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，说明亲代噬菌体的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，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，即C正确，
ABD错误。
6．（2022·海南·统考高考真题）科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、
半保留复制和分散复制（图1）。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下
实验（图2）：下列有关叙述正确的是（ ）
A．第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复
制
B．第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是
全保留复制
C．结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制
D．若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1
条中带和1条轻带
【答案】D
【解析】第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能
肯定是半保留复制或分散复制，继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出一条中密
度带和一条轻密度带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，ABC错误；
D、若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA只有两条链均为
14N，或一条链含有14N一条链含有15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条
中带和1条轻带，D正确。
7．（2022·湖南·高考真题）T 噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生（
2
）
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RNA
D．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
【答案】C
【解析】T 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，
2
A正确；T 噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T 噬菌体会用自身的
2 2
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正确；噬菌体在大肠杆菌RNA
聚合酶作用下转录出RNA，C错误；T2噬菌体的DNA进入细菌，以噬菌体的DNA为模板，利
用大肠杆菌提供的原料合成噬菌体的DNA，然后通过转录，合成mRNA与核糖体结合，通过
翻译合成噬菌体的蛋白质外壳，因此侵染过程中会发生合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核
糖体结合，D正确。
8．（2022·浙江·高考真题）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（
）
A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌
体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【解析】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，A错误；
实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；大肠杆菌的
质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；该实验证明噬菌
体的遗传物质是DNA，D错误。9．（2022·浙江·高考真题）某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材
料，下列叙述正确的是（ ）
A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
【答案】C
【解析】在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧
啶之间由3个氢键连接，B错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A=T、C=G，
故在制作的模型中A+C=G+T，C正确；DNA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，碱基在内侧，D错误。
10．（2022·广东·高考真题）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
定该线性DNA分子两端能够相连，AB错误；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正确；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错误。
11．（2022·广东·高考真题）下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（
）
A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
【答案】D
【解析】孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例，发现了遗传规律，A
正确；摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确；赫尔希和
蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是
遗传物质，C正确；沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构，D错误。新 题 尝 鲜
1．（2023秋·江苏扬州·高三江苏省高邮中学校联考期末）生命科学史中蕴含着丰富的
科学思维和方法，下列相关叙述正确的是（ ）
A．摩尔根用假说—演绎法证明了基因在染色体上呈线性排列
B．赫尔希和蔡斯借助电镜发现T 噬菌体的DNA注入大肠杆菌
2
C．艾弗里肺炎链球菌转化实验使用的是自变量控制中的“加法原理”
D．科学家通过同位素标记法和密度梯度离心法证明了DNA半保留复制方式
【答案】D
【解析】摩尔根利用假说—演绎法证明了基因在染色体上，摩尔根和他的学生们经过十多
年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第1个果蝇各种基
因在染色体上相对位置的图，说明基因在染色体上呈线性排列，基因在染色体上呈线性排
列不是利用假说—演绎法证明的，A错误；赫尔希和蔡斯并不是借助电镜发现T 噬菌体的
2
DNA注入大肠杆菌，而是通过放射性同位素标记的方法，B错误；艾弗里肺炎链球菌转化实
验使用的是自变量控制中的“减法原理”，C错误；证明DNA半保留复制方式，运用同位
素15N标记DNA，以及密度梯度离心法，D正确。
2．（2024·全国·高三专题练习）加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活菌混合培养后，将
R型活菌转化为S型活菌的机理如下图所示。下列相关叙述不正确的是（ ）
注：capS为带有荚膜合成基因的DNA片段
A．加热杀死的S型菌的DNA断裂成许多片段释放出来
B．图中转化的实质是两种肺炎链球菌发生了基因重组
C．capS是格里菲思肺炎链球菌转化实验中的转化因子
D．艾弗里用DNA酶处理R型菌细胞提取物以破坏capR
【答案】D
【解析】细菌体内的DNA是环状的，如图所示加热杀死的S型肺炎链球菌的DNA被断裂成
许多片段并释放出来，A正确；S型肺炎链球菌的DNA断裂的片段整合到R型菌的DNA上属
于基因重组，B正确；艾弗里的体外转化实验提出了DNA才是转化因子，结合图示capS是
格里菲思肺炎链球菌转化实验中的转化因子，C正确；艾弗里用DNA酶处理S型菌（而不是
R型菌）细胞提取物以破坏capS，D错误。
3．（2023春·河南郑州·高三郑州市宇华实验学校校考开学考试）在对遗传物质的探索历程中，许多科学家做出了突出贡献。下列叙述正确的是（ ）
A．萨顿通过阐明基因和染色体行为之间的平行关系，证明基因位于染色体上
B．格里菲思通过肺炎链球菌转化实验最早证实了DNA是遗传物质
C．沃森和克里克默契配合，建构出DNA双螺旋结构的物理模型
D．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验从控制自变量的角度，实验的基本思路是：依据
自变量中的“加法原理”，在每个实验组S型细菌的细胞提取液中特异性的添加一种酶
【答案】C
【解析】萨顿用类比推理法阐明基因和染色体行为之间的平行关系，提出“基因在染色体
上”的假说，但并没有证明基因在染色体上，A错误；格里菲思通过肺炎链球菌转化实验，
证明加热杀死的肺炎链球菌中存在转化因子，但没有证明DNA是转化因子，即没有证明
DNA是遗传物质，B错误；沃森和克里克默契配合，建构出DNA双螺旋结构的模型，属于物
理模型，C正确；艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验从控制自变量的角度，实验的基本思
路是：依据自变量中的“减法原理”，在每个实验组S型细菌的细胞提取液中特异性的添
加一种酶，去除其中的某种物质，D错误。
4．（2024·全国·高三专题练习）科学家对一块4万年前骨头的一个线粒体 DNA 区域进
行测序并与当今人类的进行比较，揭示当今 人类与已灭绝的古人类之间的基因差异，为探
究人类起源和进化的奥秘奠定了基础。图甲是用DNA 测序仪测出的现代人类一个 DNA 分
子片段上被标记的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序条(CCAGTGCG)。 下列说法错误的是
（ ）
A．图甲中的 DNA 片段中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸6个
B．根据图甲的排列顺序，推测图乙所示 DNA 分子片段单链的碱基排列顺序为
CAACTGCT
C．若图甲中碱基序列属于线粒体的，则该线粒体 DNA 分子具有两个游离的磷酸基团
D．线粒体数量多，易获取，且只包含细胞遗传信息的一小部分，测序成功机会大
【答案】C
【解析】分析题意，图甲是用DNA 测序仪测出的现代人类一个 DNA 分子片段上被标记的
一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序条(CCAGTGCG)，根据碱基互补配对可知，另一条链上的
碱基GGTCACGC，则图甲中的 DNA 片段中含有鸟嘌呤（G）脱氧核苷酸6个，A正确；DNA
分子片段上被标记的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序条(CCAGTGCG)，则图甲中从左向右
的碱基顺序是ACGT，据此推测图乙所示 DNA 分子片段单链的碱基排列顺序为CAACTGCT，B
正确；
线粒体DNA是环状DNA分子，不含游离的磷酸基团，C错误；与核DNA相比，线粒体数量多，易获取，且只包含细胞遗传信息的一小部分，测序成功机会大，D正确。
5．（2023秋·广东湛江·高三湛江一中校考开学考试）将DNA双链都被15N标记的大肠杆
菌放在以14NHCl为唯一氮源的培养基中培养，连续分裂3次。下列相关叙述不合理的是（
4
）
A．DNA的复制过程需要ATP直接供能
B．本实验利用14N和15N区分不同密度的DNA
C．分裂3次后形成的子代DNA中都含有14N
D．大肠杆菌的DNA复制不遵循碱基互补配对原则
【答案】D
【解析】DNA的复制过程需要消耗能量，可由ATP直接提供，因为ATP是直接能源物质，A
正确；该实验运用了同位素标记法，利用14N和15N区分不同密度的 DNA，B正确；DNA复制
为半保留复制，即子代DNA中含有亲代DNA分子的一条链，因此，复制三次后，后代DNA
中都含14N，C正确；DNA复制遵循碱基互补配对原则，由于其复制是半保留复制，所以新
合成的两条子链分别与母链通过碱基互补配对形成两个新的DNA双链，D错误。
6．（2023·江西·江西师大附中校联考模拟预测）线粒体DNA（mtDNA）可自我复制，其
复制也是以半保留方式进行的。用同位素标记证明，mtDNA复制的时间主要在细胞周期的S
期（核DNA复制的时期）和G2期。其复制仍受细胞核的控制，复制所需要的DNA聚合酶是
由核DNA编码，在细胞质核糖体上合成的。如图表示哺乳动物的线粒体DNA的结构（外环
为H链，内环为L链）及其复制过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A．mtDNA完成复制后，子链1和母链H的碱基排列顺序相同
B．人体细胞在增殖过程中，核DNA和mtDNA的复制可以同时进行
C．用15N标记脱氧核苷酸，可检测到线粒体部位的放射性明显增强
D．子链1和子链2的延伸方向都是5＇端→3＇端，需要相关酶的催化
【答案】C
【解析】mtDNA中，L链与H链互补配对， mtDNA完成复制后，L链与子链1互补配对，因
此子链1和母链H的碱基排列顺序相同，A正确；人体细胞在增殖过程中，核DNA复制发生
在S期，mtDNA复制的时间主要在细胞周期的S期和G 期，因此，核DNA和 mtDNA 的复制
2
可以同时进行，B正确；15N不具有放射性，C错误；据图可知，子链1和子链2的延伸方向
都是5＇端→3'端，该过程需要DNA聚合酶的催化，D正确。
7．（2024·全国·高三专题练习）下图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。
下列有关叙述不正确的是（ ）A．c共4种，其中有一种是烟草花叶病毒所没有的 B．遗传信息蕴藏在d的排列顺序中
C．e含有的碱基总数小于f含有的碱基总数 D．基因即是具有遗传效应的f片段
【答案】D
【解析】c为含氮碱基，共4种，由于h是染色体，则d是脱氧核糖核苷酸，其中有一种c
是烟草花叶病毒（RNA病毒）所没有的，即T，A正确；遗传信息指脱氧核糖核苷酸的排列
顺序，B正确；基因是有遗传效应的DNA或RNA片段，所以e含有的碱基总数小于f含有的
碱基总数，C正确，D错误。
8．（2024·全国·高三专题练习）下列关于基因的叙述，错误的是（ ）
A．基因是具有遗传效应的DNA或RNA片段B．基因能够控制蛋白质合成
C．基因和染色体是同一概念 D．基因能够储存遗传信息
【答案】C
【解析】基因通常是具有遗传效应的DNA片段，对于遗传物质是RNA的病毒而言，基因是
具有遗传效应的RNA片段，A正确；基因是具有遗传效应的核酸片段，能够控制蛋白质的
生物合成，B正确；染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，两者不是同
一概念，C错误；基因能够储存遗传信息，遗传信息储存在基因的脱氧核苷酸的排列顺序
中，D正确。
9．（2023·全国·高三专题练习）下图分别为人体细胞内某些多聚体的片段结构模式图，
请据图回答问题：
(1)甲图所示多聚体的单体可用 （填字母）表示，该单体具体名称为 。各单体之
间通过 （填“①”、“②”或“③”）连接起来，人体细胞内该多聚体主要分布在
。
(2)乙图中1、2、3的名称依次为1 、2 、3 。人体细胞中该多聚体主要分
布在 。
(3)图中所示生物大分子的功能是 （至少答出两点）。
(4)人的遗传物质与新冠病毒的遗传物质相比，在化学组成上不同在于 。(5)据丙图，已知分子结构式的右上角基团为碱基—腺嘌呤。请观察后回答下列问题：
①构成此核苷酸的糖叫 。②该核苷酸构成的核酸主要存在于 。
(6)请指出丙图中哪一个位置上的氧去掉后便可成为细菌遗传物质的基本原料： 。
（填序号）
(7)在豌豆的叶肉细胞中，由A、C、T、U4种碱基参与构成的核苷酸共有 种。
(8)由乙图结构可知，不同生物的遗传信息不同，是因为其 不同。
(9)人体内的核酸是由哪几种核苷酸组成的？ 。含有尿嘧啶的核苷酸是由哪几种小分
子构成的？ 。
【答案】(1) b 尿嘧啶核糖核苷酸 ② 细胞质
(2) 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 细胞核
(3)细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重
要的作用
(4)含有脱氧核糖和胸腺嘧啶（T）
(5) 核糖 细胞质
(6)③
(7)6
(8)碱基对（脱氧核苷酸）排列顺序不同
(9) 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤核
糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸、尿嘧
啶核糖核苷酸 磷酸、核糖、尿嘧啶
【解析】（1）甲图为RNA片段，其单体是核糖核苷酸，可用图中字母b所示的结构表示，
b的具体名称为尿嘧啶核糖核苷酸。各单体之间是通过②所示的磷酸二酯键连接起来的。
人体细胞（真核细胞）的RNA主要分布在细胞质中。
（2）乙图为双链DNA的片段，图中1、2、3的名称依次为磷酸，脱氧核糖和含氮碱基。人
体细胞（真核细胞）的DNA主要分布在细胞核。
（3）图中所示生物大分子有RNA和DNA，二者均属于核酸。核酸是细胞内携带遗传信息的
物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
（4）人的遗传物质为脱氧核糖核酸（DNA），新冠病毒的遗传物质是核糖核酸（RNA）。人
的遗传物质与新冠病毒的遗传物质相比，在化学组成上不同在于人的遗传物质含有脱氧核
糖和胸腺嘧啶（T）。
（5）丙图所示分子结构式的右上角基团为腺嘌呤，则丙图表示腺嘌呤核糖核苷酸。①图丙
中的核苷酸含有的五碳糖是核糖。②核糖核苷酸是RNA的基本组成单位，其参与组成的
RNA主要存在于细胞质中。
（6）细菌的遗传物质是DNA，若图甲中③位置上的氧去掉后，图甲便成为腺嘌呤脱氧核苷
酸，是组成DNA的基本原料。
（7）豌豆的叶肉细胞中含有DNA和RNA两种核酸，其中含有碱基A的核苷酸有2种（腺嘌
呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸）、含有碱基C的核苷酸有2种（胞嘧啶脱氧核苷酸和
胞嘧啶核糖核苷酸）、含有碱基T的核苷酸有1种（胸腺嘧啶脱氧核苷酸）、含有碱基U
的核苷酸有1种（尿嘧啶核糖核苷酸），所以由A、C、T、U 4种碱基参与构成的核苷酸共有2＋2＋1＋1＝ 6种。
（8）乙图为双链DNA的片段。由乙图所示的结构可知，不同生物的遗传信息不同，是因为
其碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序不同。
（9）人体内的核酸包括DNA和RNA，因此有8种核苷酸，它们分别是腺嘌呤脱氧核糖核苷
酸、腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、
胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。尿嘧啶核糖核苷
酸由磷酸、核糖、尿嘧啶构成。
10．（2024·全国·高三专题练习）某研究小组将分别标记有放射性同位素32P、35S的T2
噬菌体与大肠杆菌混合培养，依次分为甲、乙两组。一段时间后，分别进行搅拌、离心，
并检测甲、乙两组沉淀物和上清液中的放射性。回答下列问题：
(1)检测放射性时，若甲组上清液中的放射性较高，原因可能是 （答出2点）；
乙组实验中T 噬菌体的 含有35S，正常情况下，乙组中 的放射性很高。
2
(2)T 噬菌体侵染大肠杆菌后，可使菌体破裂形成噬菌斑。T 噬菌体中，基因h﹢、h控制噬
2 2
菌斑的透明程度，基因r﹢、r控制噬菌斑的大小。用基因组成为hr﹢和h﹢r的T 噬菌体侵
2
染大肠杆菌后，将释放出的子代噬菌体涂布到长满大肠杆菌的培养基上，培养结果如图。
据图分析，含基因r的T 噬菌体的侵染、繁殖能力 （填“强于”、“弱于”
2
或“等于”）含基因r﹢的T 噬菌体的侵染和繁殖能力；基因组成为hr﹢和h﹢r的噬菌体混
2
合培养，出现了上图中四种表型的菌落，原因是 。
【答案】(1) 培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放子代；培养时间过短，
有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌内 蛋白质外壳 上清液
(2) 强于 基因组成为hr﹢和h﹢r的噬菌体混合培养后（在大肠杆菌细胞内）发生
了基因重组
【解析】（1）甲组标记的是噬菌体的DNA，DNA会进入大肠杆菌，正常情况是沉淀物的放
射性高，若检测到上清液中的放射性较高，原因可能是培养时间过短，有一部分噬菌体没
有侵染到大肠杆菌内或培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放子代。乙组用35S
标记的是噬菌体的蛋白质，蛋白质不进入大肠杆菌，则检测到的放射性主要在上清液中。（2）结合图示可知，含有r+的噬菌斑小，含有r的噬菌斑大，因此含有r基因噬菌体的侵
染和繁殖能力强。两种噬菌体基因型为h+r和hr+混合培养出现四种表现型的菌落 ，说明
子代噬菌体有h+r+、hr、hr+、h+r四种基因型，推测两种噬菌体的DNA在大肠杆菌内发生了
基因重组。
过 关 检 测
一、选择题
1．（2023·全国·高三专题练习）新冠病毒是一种RNA病毒。新冠肺炎疫情给人们的生活
带来了巨大影响。下列与新冠肺炎疫情防控相关的叙述，错误的是（ ）
A．新冠病毒含有核酸和蛋白质，通过核酸检测可排查新冠病毒感染者
B．教室经常开窗通风可以促进空气流动，降低室内病原微生物的密度
C．通常新冠肺炎患者的症状之一是发烧，因此可以通过体温测量初步排查
D．每天适量饮酒可以预防新冠肺炎，因为酒精可以使细胞内的病毒蛋白变性
【答案】D
【解析】新冠病毒是一种RNA病毒，由RNA和蛋白质构成，RNA携带特定的遗传信息，因此
通过核酸检测可排查新冠病毒感染者，A正确；教室经常开窗通风有利于室内与室外的空
气交换，病原微生物也能随空气流动到室外，B正确；感染新冠肺炎的患者体内会发生免
疫反应，使体温升高，正常人体温一般维持在37℃，因此可以通过体温测量初步排查，C
正确；
75%左右的酒精具有杀菌作用，饮酒的度数一般不能达到75%，且长期饮酒对人体会产生损
害，免疫力下降，因此每天适量饮酒不能预防新冠肺炎，D错误。
2．（2023·海南·高三专题练习）在噬菌体侵染细菌的实验过程中，先将噬菌体在含32P
的培养液培养12h，然后将其与35S标记的大肠杆菌混合保温，在大肠杆菌裂解前，搅拌离
心并检测放射性，下列叙述正确的是（ ）
A．悬浮液能检测到35S的放射性，沉淀物中能检测到32P的放射性
B．仅在悬浮液可以检测到放射性，说明噬菌体的蛋白质未进入大肠杆菌内
C．仅在沉淀物可以检测到放射性，既有来自32P又有来自35S的放射性
D．仅在沉淀物可以检测到放射性，无法判断噬菌体的DNA是否进入大肠杆菌
【答案】D
【解析】将噬菌体在含32P的培养液培养12h，因为没有宿主细胞，所以噬菌体无法被标记，
则沉淀物中能不能检测到32P的放射性，A错误；先将噬菌体在含32P的培养液培养12h，然
后将其与35S标记的大肠杆菌混合保温，细胞中合成蛋白质的原料会被标记，不能确定噬菌
体的蛋白质是否进入大肠杆菌内，B错误；因为噬菌体无法被标记，在大肠杆菌裂解前，
搅拌离心并检测放射性，所有子代噬菌体的蛋白质合成原料来自大肠杆菌，而大肠杆菌在
沉淀物中，所以只能在沉淀物检测到35S放射性，C错误；根据ABC分析可知，无法判断噬菌体的DNA是否进入大肠杆菌，D正确。
3．（2024·全国·高三专题练习）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代
胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染
色，发现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链
均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，
培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是
A．1/2的染色体荧光被抑制 B．1/4的染色单体发出明亮荧光
C．全部DNA分子被BrdU标记 D．3/4的DNA单链被BrdU标记
【答案】D
【解析】根据题意可知，在第三个细胞周期中期时，含半标记DNA的染色单体分别在两个
细胞中，故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制，有两个细胞中的一条染色单体发出
明亮荧光，一条染色单体荧光被抑制，故A、B选项正确；一个DNA分子中有两条脱氧核苷
酸链，由于DNA为半保留复制，故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分
子中，新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记，故所有DNA分子都被BrdU标记，C选
项正确；以第一代细胞中的某一条染色体为参照，在第三个细胞周期中期时一共有16条
DNA单链，含BrdU标记的有14条，故有 的DNA单链被BrdU标记，D选项错误。
4．（2023·浙江·校考模拟预测）下列有关“骨架”或“支架”的叙述，错误的是（
）
A．细胞膜和细胞器膜的基本支架都是磷脂和蛋白质
B．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架
C．细胞骨架由蛋白质纤维构成，与细胞的分化、胞内运输、信息传递有关
D．单糖是以碳链作为基本骨架，多糖也是以碳链作为基本骨架
【答案】A
【解析】细胞膜和细胞器膜均属于生物膜，生物膜以磷脂双分子层为基本支架，A错误；
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，内侧是碱基通过氢
键连接形成的碱基对，B正确；真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的
细胞骨架，细胞骨架具有锚定并支撑细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能
量转换、信息传递等生命活动密切相关，C正确；碳元素是最基本元素，单糖是以碳链作
为基本骨架，多糖也是以碳链作为基本骨架，D正确。
5．（2023·全国·高三专题练习）用15N标记某二倍体动物（2N＝8）的精原细胞核DNA双
链，将其置于14N的培养液中，让该精原细胞在特定的条件下进行一次有丝分裂或减数分裂。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ中期细胞核DNA数量相同
B．有丝分裂后期细胞中的核DNA分子均含有15N标记
C．减数分裂Ⅰ中期含14N的染色单体有8条
D．分别对减数分裂产生的四个精细胞的核DNA进行密度梯度离心，其分布结果不同
【答案】B
【解析】有丝分裂中期细胞DNA数量是减数第二次分裂中期细胞DNA数量的两倍，A错误；由于DNA的半保留复制，有丝分裂后期DNA一条链为15N，一条链为14N，所以均含有15N，B
正确；由于减数分裂DNA复制，减数第一次分裂中期含有14N的染色单体共有16条，C错误；
由于减数分裂过程中DNA分子进行一次半保留复制，所以分别对减数分裂产生的四个精子
的DNA进行密度梯度离心，其结果一致，D错误。
6．（2023·天津红桥·统考一模）玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA分子。下图为
该病毒DNA在玉米细胞内的复制过程。相关叙述正确的是（ ）
A．复制时A与U、G与C进行配对
B．复制时以四种脱氧核糖核苷酸为原料
C．形成子代DNA时亲本DNA边解旋边复制
D．新合成的互补链是子代病毒的遗传物质
【答案】B
【解析】DNA复制时，根据碱基互补配对原则，A和T配对，C和G配对，A错误；DNA复制
时，以四种脱氧核糖核苷酸为原料，B正确；以正链为模板合成双链DNA分子时，因为是
单链不需要解旋，C错误；新合成的互补链与亲本碱基序列不同，不是子代病毒的遗传物
质，D错误。
7．（2023·全国·高三专题练习）科学家在探究DNA的复制方式是全保留还是半保留实验
中，利用了密度梯度离心技术。将亲代大肠杆菌（DNA两条链均被15N标记）置于氮源为
14NHC1的普通培养基中，连续繁殖两代，提取子二代DNA进行密度梯度离心，记录离心后
4
试管中DNA分子的位置。下列叙述错误的是（ ）
A．正式实验前需要进行预实验，以确定大肠杆菌在特定条件下的分裂时长
B．子二代DNA分子分布的实际位置比理论位置偏低，原因可能是细胞中原来的15N标记
的脱氧核苷酸加入新合成的子链中
C．若处理提取的DNA分子，将其解螺旋为单链，再密度梯度离心，也可以达到实验目
的
D．若将子二代大肠杆菌转移到氮源为15NHC1的培养基中再培养一代，半保留复制得到
4
的子代中DNA分子组成类型为15N14N的比例为3／4
【答案】C
【解析】因为需要使亲代大肠杆菌繁殖两代后，再提取DNA用密度梯度离心法分离，所以
需要进行预实验来确定大肠杆菌在特定条件下的分裂时长，A正确；如果DNA进行半保留
复制，子二代DNA分子的分布有两条DNA带，一条带是中带，即一条链被15N标记，另一条
链含14N的子代双链DNA（15N/14N-DNA）；另一条带是轻带，即两条链都含I4N的子代双链
DNA（14N/14N-DNA）。如果DNA进行全保留复制，子二代DNA分子的分布有两条DNA带，一
条带是重带，即两条链都被15N标记的子代双链DNA（15N/15N-DNA），另一条带是轻带
（14N/14N-DNA）。无论是全保留复制还是半保留复制， 子二代DNA分子的分布都有轻带，
其实际位置比理论位置偏低，原因可能是细胞中原来的少部分的N标记的脱氧核苷酸加入新合成的子链中，B正确；若将提取的DNA的双链解螺旋为单链后再离心， 无法判断子代
DNA的两条链的来源， 不能判断DNA的复制方式。因为无论是全保留复制还是半保留复制，
子二代DNA分子的脱氧核苷酸链的类型及比例均相同：含N的脱氧核苷酸链均占1/4，含
14N的脱氧核苷酸链均占3/4，C错误；若将子二代大肠杆菌转移到氮源为15NHCl的培养基
4
中再培养一代，若为半保留复制， 假设亲代大肠杆菌DNA分子为n个，得到8n个子代DNA
分子。其中有2n个DNA分子（15N/15N-DNA）的两条链都被15N标记，有6n个DNA分子
（15N/14N-DNA） 的两条链中只有一条链被15N标记，即此时得到的子代DNA分子中有3/4的
DNA的两条链中仅有一条链被15N标记，D正确；
8．（2023·天津河西·统考模拟预测）如图为真核细胞内某基因（15N标记）的结构示意
图，该基因全部碱基中A占20%。下列相关说法正确的是（ ）
A．该基因一定存在于细胞内的染色体DNA上
B．该基因的一条核苷酸链中（C+G）/（A+T）为3：2
C．DNA解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶作用于②部位
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
【答案】B
【解析】基因不光存在于细胞核的染色体上，还存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中，A
错误；已知该基因全部碱基中A占20%，则T也占20%，A+T占两条链碱基的比例为40%，
A+T占一条链碱基的比例也为40%，C+G占同一条链碱基的比例为60%，因此一条链中
(C+G)/(A+T)为3：2，B正确；DNA解旋酶作用于①氢键部位，而DNA聚合酶作用于①磷酸
二酯键部位，C错误；将该基因置于14N培养液中复制3次后，共有8个DNA分子，其中含
有以前标记的有两个，因此含15N的DNA分子占四分之一，D错误。
二、非选择题
9．（2021秋·辽宁·高三校联考开学考试）如图表示某种真核生物DNA片段的结构（图
甲）及发生的相关生理过程（图乙），回答下列问题：
(1)图甲中④全称是 ，它是组成 （填“噬菌体”或“新冠病
毒”）遗传物质的基本单位。这两种病毒的遗传物质在组成成分上的差别是新冠病毒含有。
(2)体内DNA复制时，催化形成图甲中⑩形成的酶是 ，催化⑨断裂需要的
酶是 。
(3)图乙过程发生的场所为 。
(4)若双链DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值为 。
(5)DNA分子杂交技术可以杂合双链区的多少来比较不同生物之间的亲缘关系，该技术的依
据的原理是 。两种生物杂合双链区的部位越多，可得出的结论是 。
【答案】(1) 胞嘧啶脱氧核苷酸 噬菌体 核糖和尿嘧啶
(2) DNA聚合酶 解旋酶
(3)细胞核、叶绿体、线粒体
(4)a
(5) 碱基互补配对 亲缘关系接近
【解析】（1）图甲中①为磷酸，②为脱氧核糖，③为胞嘧啶，④处的碱基为C，故全称是
胞嘧啶脱氧核苷酸；新冠病毒的遗传物质为RNA，噬菌体的遗传物质为DNA，胞嘧啶脱氧核
苷酸是组成噬菌体遗传物质的基本单位。这两种病毒的遗传物质在组成成分上的差别是新
冠病毒含有核糖和尿嘧啶。
（2）DNA复制具有边解旋边复制的特点，体内DNA复制时，需要解旋酶解开双螺旋结构，
催化⑨氢键断裂需要的酶是解旋酶；催化形成图甲中⑩磷酸二酯键形成的酶是DNA聚合酶。
（3）乙图表示DNA分子复制过程，可发生在细胞核、叶绿体、线粒体中。
（4）若双链DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，根据碱基互补配对原则，A与T配对，
A=T，G与C配对，G=C，则其互补链中该比值也为a。
（5）DNA分子杂交技术依据的原理是碱基互补配对原则；两种生物杂合双链区的部位越多，
说明两种生物的亲缘关系越近。
10．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）赫尔希和蔡斯研究了T2噬菌体的蛋
白质和DNA在侵染过程中的功能。用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，一段时间后，
用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，并检测上清液中的放射性，得到如图所示
的实验结果。请回答下列问题：
(1)要获得DNA被标记的T2噬菌体，其培养方法是 。
(2)实验中搅拌的目的是 ，搅拌时间应大于 min，否则上清液中的放射性会
比较 。(3)上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能是 。图中被侵染细菌的存活率
曲线的意义是作为对照，如果存活率明显低于100%，则上清液中放射性物质32P的含量会
，原因是 。
(4)上述实验中不用14C来标记T2噬菌体的DNA或蛋白质，原因是 。
【答案】(1)先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用T 噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌
2
(2) 使吸附在细菌表面的噬菌体和细菌分离 2 低
(3) 部分噬菌体未侵染细菌 增高 大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放到上清液
中
(4)DNA和蛋白质中均含有C元素
【解析】（1）T2噬菌体是病毒，病毒是非细胞结构生物，只能寄生在活细胞中才能繁殖，
所以要获得DNA被标记的T2噬菌体，其培养方法是用含32P的培养基培养大肠杆菌，使大
肠杆菌被32P标记，再用此细菌培养T2噬菌体。
（2）用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心
得到上清液和沉淀物。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，便于离心分层，
用35S标记噬菌体的蛋白质时，搅拌时间应大于2 min，否则上清液中的放射性会比较低。
（3）上清液中仍有少量32P的放射性，主要原因是部分噬菌体未侵染细菌。如果时间过长，
被侵染的细菌裂解，释放出于代噬菌体，导致被侵染细菌的存活率明显低于100%，则上清
液中放射性物质32P的含量会增高。
（4）因为DNA和蛋白质中均含有C元素，故不用14C来标记T2噬菌体的DNA或蛋白质。
