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【期中复习】人教版2019必修2023-2024学年高一下册生物 第3章 基因的本质（知识点梳理）
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这是一份【期中复习】人教版2019必修2023-2024学年高一下册生物 第3章 基因的本质（知识点梳理），共12页。学案主要包含了对遗传物质的早期推测，肺炎双球菌的转化实验，噬菌体侵染细菌的实验——蔡斯，RNA是遗传物质的实验证据，DNA是主要的遗传物质等内容，欢迎下载使用。
基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
1.20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的蛋白质。大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。
2.20世纪30年代，人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。组成DNA的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、肺炎双球菌的转化实验
1.格里菲思实验(肺炎链球菌体内转化实验)
(1)两种肺炎链球菌比较
(2)实验过程及现象
实验过程与结果：下图为肺炎链球菌的转化实验示意图，图中序号①～⑤处所填写的内容依次为：①死亡，②S型活细菌，③不死亡，④死亡，⑤S型活细菌和R型活细菌。
(3)实验结果分析及推论：从第四组实验的小鼠尸体中分离出了有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以推断:已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
2.艾弗里的实验(肺炎双球菌体外转化实验)
（1）实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”究竟是什么物质？
（2）实验过程及现象:
①获得S型细菌细胞提取物：将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。
②实验及结果：
第一组：R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物 培养基含R型细菌和S型细菌。说明细胞提取物仍然具有转化活性。
第二--四组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加蛋白酶或RNA酶或酯酶） 培养基含R型细菌和S型细菌。说明细胞提取物仍然具有转化活性。
第五组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加DNA酶） 培养基只含 R型细菌。说明细胞提取物失去了转化活性。
（3）实验结论：
①实验表明，细胞提取物中含有（含有、不含有）格里菲思实验中的转化因子,而转化因子很可能就是DNA。
②艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，于是艾弗里提出:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
（4）在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
三、噬菌体侵染细菌的实验——蔡斯、赫尔希
1.实验材料和实验技术：1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具说服力的实验—噬菌体侵染细菌的实验。
2.T2噬菌体
（1）T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。
（2）T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
3.赫尔希和蔡斯实验过程（实验分为两组，相互对照）
（1）标记细菌
①大肠杆菌＋含 35S 的培养基→含 35S 的大肠杆菌
②大肠杆菌＋含 32P 的培养基→含32P 的大肠杆菌
（2）标记噬菌体
①噬菌体＋含 35S 的大肠杆菌→含 35S 的噬菌体
②噬菌体＋含 32P 的大肠杆菌→含32P 的噬菌体
（3）侵染大肠杆菌、搅拌、离心并检测放射性。用32P或35S标记的T2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，然后检测上清液和沉淀物中的放射性。
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。
注：该实验是自身对照，即试管中上清液和沉淀物放射性高低对照。
（4）实验结果：
含35S的噬菌体+大肠杆菌 上清液放射性高，沉淀物放射性低。
含32P的噬菌体+大肠杆菌上清液放射性低，沉淀物放射性高。
进一步观察发现：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。
（5）实验结论：赫尔希和蔡斯实验结论：赫尔希和蔡斯的实验表明，噬菌体侵染细菌时，DNA进人到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，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。（注意：该实验没有证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质外壳未进入细菌。）
4.实验误差分析
用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性，原因是：保温时间过短或过长。
用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性，原因是：搅拌不充分。
5.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下 4 个实验：
①用32P 标记的噬菌体侵染未标记的细菌； ②用未标记的噬菌体侵染 35S 标记的细菌；
③用 15N 标记的噬菌体侵染未标记的细菌； ④用未标记的噬菌体侵染 3H 标记的细菌。
以上 4 个实验，短保温时间后离心，检测到放射性的主要部分分别是沉淀物中、沉淀物中、上清液和沉淀物中、沉淀物中。
四、RNA是遗传物质的实验证据
1.某些病毒的RNA是遗传物质（烟草花叶病毒、HIV、新冠病毒）
2.烟草花叶病毒：无细胞结构,由RNA和蛋白质外壳组成。
实验过程：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。
结论：在这些病毒中，RNA是遗传物质。蛋白质不是遗传物质。
五、DNA是主要的遗传物质：
细胞生物(包括真核、原核生物)体内的核酸有 DNA和RNA两种 ，但遗传物质是 DNA 。
DNA病毒体内的核酸是DNA，遗传物质是DNA；RNA病毒体内的核酸是RNA，遗传物质是RNA。
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。
第二节 DNA分子的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者：沃森和克里克。（方法：物理模型构建法）
2.构建依据和模型
依据1： DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G 四种碱基。
依据2：据威尔金斯和其同事富兰克林的DNA衍射图谱→沃森和克里克推算出DNA分子呈螺旋结构。
→模型1：碱基位于螺旋外部的双螺旋和三螺旋结构模型。
→模型2：磷酸-脱氧核苷酸为骨架安排在螺旋外部,碱基安排在螺旋内部的双链螺旋，相同碱基进行配对。
依据3：査可夫提供信息：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。
→模型3： A与T配对，G与C配对的双螺旋结构模型。结果发现：A-T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径,组成的DNA分子具有些的直径， 能够解释A、T、G、C的数量关系，也能解释DNA 的复制。
二、DNA分子的结构
1.组成元素：C、H、0、N、P。
2.组成单位：脱氧（核糖）核苷酸。
3.立体结构---规则的双螺旋结构，DNA的双螺旋结构特点：
①DNA是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架;碱基排列在内侧。
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律:A一定与T配对; C 一定与G配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
三、模型构建：制作DNA双螺旋结构模型：
根据下图DNA妹子的结构模型回答：
（1）依次写出图中①～⑩的名称：①胞嘧啶、②腺嘌呤、③鸟嘌呤、④胸腺嘧啶、⑤脱氧核糖、⑥磷酸、⑦脱氧核苷酸、⑧碱基、⑨氢键、⑩一条脱氧核苷酸链的片段。相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，在DNA的双链之间通过“氢键”相连接，A与T之间形成
2个氢键(A＝T)，G与C之间形成 3个氢键(G≡C)。热稳定性高的DNA分子中 G≡C 碱基对较多。DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
（2）脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作l'-C,与磷酸基团相连的碳叫作5'-C。DNA的一条单链具有两个末端，每一个末端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'-端，另一端有一个羟基（一0H）,称作3'-端。DNA的两条单链走向相反，若从双链的上至下，下图中甲链是从5'-端到3'-端，乙链是从3'-端到5'-端。
甲链 乙链
若图示DNA片段所在DNA分子中，腺瞟呤有a个，占该DNA全部碱基的比例为b，则b＜（≤、≥、＜、＞、＝）0.5，胞嘧啶为a（1/2b-1）个。
（4）DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息。
（5）一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3'，那么它的互补链的序列是5'-GGTATC-3'，你是根据碱基互补配对原则写出该序列的，该原则对遗传信息传递的意义是保证了遗传信息传递的准确性。
（6）不同生物双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值为1。在一个双链DNA分子中，若在一单链中，(A+T)/(G+C)=n时，在另一互补链中上述比例为n，在整个DNA分子中上述比例为n。如果DNA一条链中的(A＋C)/(T＋G)的值为m，那么互补链中(A＋C)/(T＋G)的值为1/m；
（7）如果1个DNA分子中G＋C占全部碱基的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是A，24%
是C，则与H链相对应的另一条链中A、C分别占该链全部碱基的26%、22%。
（8）A＋T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占DNA分子碱基总数的比例是17.5%。
第三节 DNA复制
一、对DNA分子复制的推测
1.半保留复制假说：沃森和克里克在发表DNA分子双螺旋结构的论文后，根据DNA分子结构提出了遗传物质自我复制的假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。即图甲所示复制方式。
2.全保留复制假说：沃森和克里克的假说提出后，也有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。即上图乙所示复制方式。
二、DNA半保留复制的实验证据
1.实验材料及方法：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，运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的证明DNA半保留复制的实验。
2.背景知识：15N和14N是N元素的两种稳定同位素,这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA。
3.实验过程：以含有15NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时,大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的。然后将大肠杆菌转移到14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。
4.实验预期：
（1）如果第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了全保留复制的方式。假如全保留复制是正确的，实验预期应该是：第一代的结果：一半的细胞中DNA为15N/15N-DNA，另一半的细胞中DNA为14N/14N-DNA；第二代的结果：1/4的细胞中DNA为15N/15NDNA，3/4的细胞中DNA为14N/14N-DNA。
（2）假设DNA是以半保留方式复制的，实验预期应该是：第一代的结果：细胞中DNA为15N/14N-DNA。第二代的结果：一半的细胞中DNA为14N/14N-DNA，另一半的细胞中DNA为15N/14N-DNA。
5.实验结果：科学家完成上述实验的结果是：亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后，试管中出现一条DNA带，位置靠近试管的底部，说明其密度最大，是15N标记的亲代双链DNA(用15N/15N-DNA表示)；将转移培养后第一代细菌的DNA离心后,试管中也只有一条带，但位置居中，说明其密度居中，是只有一条单链被15N标记的子代双链DNA (用15N/14N-DNA表示)；将第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中，为15N/14N-DNA,另一条带的位置更靠上，说明其密度最小，是两条单链都没有被15N标记的子代双链DNA(用14N/14N-DNA表示)。
6.实验结论：实验结果证明：DNA的复制是以半保留的方式进行的。
三、DNA分子复制的过程
1.DNA复制概念：以亲代DNA两条链为模板合成子代DNA的过程。
2.DNA复制时期：在细胞分裂间期，随着染色体的复制而完成的 。
注：间期复制形成的两个相同的 DNA 分子位于染色体的一对姐妹染色单体上；在有丝分裂后期或减Ⅱ后期着丝点断裂时分开，分别随机进入两个子细胞中。
3.DNA复制场所：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。
4.过程：
（1）解旋：复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶(图中序号①)将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫做解旋，既下图中序号②对应过程。
（2）复制：DNA聚合酶(图中序号③)等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸(图中序号④)为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。
（3）延伸及重新螺旋：随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断地延伸。同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
（4）结果：复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。图中⑤⑥⑦⑧序号处对应碳原子的序号依次是：3’、5’、5’、3’。新复制出的两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中去。
5.特点：DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件，
模板： DNA的两条链 ； 原料：4种游离的 脱氧核糖核苷酸 ；
能量： ATP ； 酶：解旋酶 、 DNA聚合酶 。
6.DNA复制的意义将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
7.准确复制的原因：
①DNA分子独特的双独特结构为复制提供了精确的模板。
②通过碱基互补配对原则证了复制能够准确地进行。
归纳1：DNA分子复制的有关计算;
DNA 的复制方式为半保留复制，将含有一个 15N 的 DNA分子放在含 14N 的环境中复制 n 次，则：
(1)子代 DNA 数为 2n个，其中：
含 15N 的 DNA 分子数： 2 个； 只含 15N 的 DNA 分子数：0个；
含 14N 的 DNA 分子数： 2n个； 只含 14N 的 DNA 分子数： 2n-2 个。
(2)DNA 单链数为 2n+1条，其中：
含 15N 的 DNA 单链数为： 2 条； 含 14N 的 DNA 单链数为： 2n+1-2 条；
（3）亲代 DNA 中含某碱基(脱氧核苷酸)m 个，则：
复制 n 次，需消耗该脱氧核苷酸m（2n-1 ）个；
第 n 次复制，需消耗该脱氧核苷酸 m （2n-1） 个；
第四节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1. 基因的本质：基因通常是有遗传效应的DNA片段。不是任何一个DNA片段都是基因。
2. 一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。
3. 基因 是控制生物性状的结构单位和功能单位。
4. 基因中的脱氧核苷酸(碱基)总数 ＜ DNA中的脱氧核苷酸(碱基)总数。(填“＜”“＝”“＞”)
5. DNA分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
6. 等位基因的根本区别： 碱基排列顺序不同 。
7. DNA的特性： 多样性： 碱基排列顺序 的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
特异性：碱基的 特定的排列顺序 ，构成了每一个DNA分子的特异性。
注意：一个DNA分子中由n对碱基组成，则碱基排列顺序4n 种，排列遗传信息的种类最多有4n 种。
8.DNA的多样性和特异性是生物体多样性的物质基础。
9.有些病毒的遗传物质是 RNA，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。所以说基因通常是有遗传效应的DNA片段
易错点1：误认为“加热使DNA和蛋白质、多糖类荚膜等都失去活性”
精析：加热并没有使DNA完全失去活性：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。
易错点2：误认“为肺炎链球菌转化的实质是发生的基因突变”
精析：肺炎链球菌转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎链球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。
易错点3：误认为“加热杀死的S型细菌可使所有R型细菌实现转化”
精析：并非所有的R型细菌都转化为S型细菌，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型细菌被转化为S型细菌。
易错点4：混淆S型菌DNA和S型菌
精析：肺炎链球菌体内转化实验不能简单地说成有毒性的S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。
易错点5：误认为“格里菲思实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA”
精析：格里菲思实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但并未具体证明转化因子是何种物质，也没有证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA。
易错点6：误认为“可用含放射性同位素的培养基直接培养噬菌体而获得标记的噬菌体”
精析：实验中获得含放射性同位素标记的噬菌体时不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养（标记）细菌，再用细菌培养噬菌体。
易错点7：误认为“可用含放射性同位素标记是对现一个噬菌体的标记”
精析：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，只能检测到放射性存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
易错点8：混淆噬菌体侵染细菌实验的2个关键环节——“保温”与“搅拌”
精析：“保温”时间要合适——保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现放射性。
易错点9：不明确噬菌体的增殖过程及条件而出错
精析：
易错点10：误认为“原核生物或真核生物细胞质中的遗传物质为RNA或认为某一生物遗传物质“主要是DNA””
精析：常见的错误说法：“××(具体某种生物)的遗传物质主要是DNA”“××(具体的某种生物)的主要遗传物质是DNA”等。对于具体的生物而言，其遗传物质是确定的，要么是DNA，要么是RNA，只能是其中的一种。具体来说，真核生物(包括细胞质、细胞核中)和原核生物的遗传物质一定是DNA。病毒的遗传物质是DNA或RNA。点1：误认为“DNA分子中“嘌呤一定等于嘧啶””（对应“回归教材1”）
精析：在教材“DNA分子双螺旋结构的主要特点”中提出了碱基互补配对原则。根据碱基互补配对原则双链DNA中嘌呤等于嘧啶，但在双链DNA的一条链中嘌呤不一定等于嘧啶，单链DNA分子中嘌呤也不一定等于嘧啶。
易错点11：不能根据双链DNA碱基间数量关系判断DNA是单链还是双链
精析：在双链DNA中，嘌呤之和等于嘧啶之和，即A+G=C+T[(A+G)/(C+T)=1]。根据上述公式，可鉴定DNA是单链还是双链。在一个DNA分子中，如果（A+G)/(C+T)≠1，且A≠T、C≠G，那么该DNA为单链;如果(A+G)/(C+T)=1，且A=T、C=G,说明该DNA为双链。也可由上述公式推出下列关系：DNA双链中,两个不互补的碱基之和相等,并为碱基总数的1/2,即(A+G)=(T+C)=(A+C)=(T+G)=1/2×碱基总数。非互补碱基和之比等于1,即(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。
易错点12：忽略了双链DNA碱基间的氢键数量及单链DNA的方向性
精析：配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，C—G对占比例越大，DNA结构越稳定。DNA单链的方向是从5'端到3'端的，因此，双链DNA中两条链为反向的。
错点13：误认为“DNA复制只发生于细胞核中”
精析：细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。
需特别注意的是DNA病毒虽有DNA分子，但其不能独立完成DNA分子的复制——病毒的DNA复制必须借助寄主细胞完成，在其DNA复制时，病毒只提供“模板链”，其他一切条件(包括场所、原料、酶、能量)均由寄主细胞提供。
易错点14：混淆DNA复制、“剪切”与“水解”中的五种酶
精析：①DNA聚合酶：需借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接成“链”；②DNA连接酶：将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”；③限制性内切酶：用于切断DNA双链中主链上的“3,5磷酸二酯键”；④DNA水解酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸；⑤解旋酶：用于将DNA双螺旋的两条链解开。
易错点15：混淆DNA分子中碱基对之间氢键的形成与断裂条件
精析：DNA分子中碱基对之间氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。
易错点16：混淆DNA分子复制过程中相关计算的规律
精析：若将双链被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养,复制n(n≥1)次,其结果如下:
(1)DNA分子数分析:
(2)脱氧核苷酸链数分析:
(3)消耗的脱氧核苷酸数。
①若一亲代DNA含有某种脱氧核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m×(2n-1)个。②若进行第n次复制,则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为[m×(2n-1)-m×(2n-1-1)]=m×2n-1个。
易错点17：混淆稳定同位素和放射性同位素
精析：在噬菌体浸染细菌实验中，利用的是放射性同位素标记技术，用32P或35S分别标记噬菌体DNA、蛋白质，实验最后检测的是上清液和沉淀物中的放射性。而在证明DNA半保留的实验中，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术。15N和14N是N元素的两种稳定同位素,这两种同位素的相对原子质量不同，因上经，实验中，将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置来判断DNA类型。
易错点18：误认为“染色体是基因的唯一载体”
精析：真核细胞的线粒体和叶绿体也是基因的载体。原核细胞无染色体，拟核中的DNA分子和质粒DNA均是裸露的。
易错点19:不明确遗传效应指的是什么
精析：遗传效应是指基因能够转录成mRNA，进而翻译成蛋白质，能够控制一定的性状。
易错点20：混淆基因、DNA与染色体的关系
精析：下图表示基因、DNA与染色关系，图示是针对真核细胞来说的。即，针对遗传物质为DNA的生物而言，基因是指“有遗传效应的DNA片段”，但同时要注意，就RNA病毒而言，其基因为“有遗传效应的RNA片段”。另外，应注意，并非所有DNA片段都是基因，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开的。
易错点21：混淆DNA分子的多样性和特异性
精析：DNA分子的多样性是由于碱基排列顺序的千变万化导致的，换个方式理解，即不同DNA分子，其中的碱基排列顺序不同；而DNA的特异性是指每个DNA分子有其特定的碱基排列顺序，是针对单个DNA分子而言的。因此，我们不能说某一个DNA分子即有多样性又有特异性。（“必修二”P59“教材正文”）肺炎双球菌
类型及特点
类型
菌体
菌落
毒性
S型细菌
有多糖类的荚膜
表面光滑
有
R型细菌
没有多糖类的荚膜
表面粗糙
无
增殖需要的条件
内容
模板
噬菌体的DNA
合成T2噬菌体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
需要的酶
解旋酶、DNA聚合酶等
子代DNA分子数
2n
含15N的DNA分子数
2
含14N的DNA分子数
2n
只含14N的DNA分子数
2n-2
子代DNA中脱氧核苷酸链数
2n+1
含15N的脱氧核苷酸链数
2
含14N的脱氧核苷酸链数
2n+1-2
基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
1.20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的蛋白质。大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。
2.20世纪30年代，人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。组成DNA的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、肺炎双球菌的转化实验
1.格里菲思实验(肺炎链球菌体内转化实验)
(1)两种肺炎链球菌比较
(2)实验过程及现象
实验过程与结果：下图为肺炎链球菌的转化实验示意图，图中序号①～⑤处所填写的内容依次为：①死亡，②S型活细菌，③不死亡，④死亡，⑤S型活细菌和R型活细菌。
(3)实验结果分析及推论：从第四组实验的小鼠尸体中分离出了有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以推断:已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
2.艾弗里的实验(肺炎双球菌体外转化实验)
（1）实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”究竟是什么物质？
（2）实验过程及现象:
①获得S型细菌细胞提取物：将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。
②实验及结果：
第一组：R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物 培养基含R型细菌和S型细菌。说明细胞提取物仍然具有转化活性。
第二--四组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加蛋白酶或RNA酶或酯酶） 培养基含R型细菌和S型细菌。说明细胞提取物仍然具有转化活性。
第五组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加DNA酶） 培养基只含 R型细菌。说明细胞提取物失去了转化活性。
（3）实验结论：
①实验表明，细胞提取物中含有（含有、不含有）格里菲思实验中的转化因子,而转化因子很可能就是DNA。
②艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，于是艾弗里提出:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
（4）在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
三、噬菌体侵染细菌的实验——蔡斯、赫尔希
1.实验材料和实验技术：1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具说服力的实验—噬菌体侵染细菌的实验。
2.T2噬菌体
（1）T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。
（2）T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
3.赫尔希和蔡斯实验过程（实验分为两组，相互对照）
（1）标记细菌
①大肠杆菌＋含 35S 的培养基→含 35S 的大肠杆菌
②大肠杆菌＋含 32P 的培养基→含32P 的大肠杆菌
（2）标记噬菌体
①噬菌体＋含 35S 的大肠杆菌→含 35S 的噬菌体
②噬菌体＋含 32P 的大肠杆菌→含32P 的噬菌体
（3）侵染大肠杆菌、搅拌、离心并检测放射性。用32P或35S标记的T2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，然后检测上清液和沉淀物中的放射性。
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。
注：该实验是自身对照，即试管中上清液和沉淀物放射性高低对照。
（4）实验结果：
含35S的噬菌体+大肠杆菌 上清液放射性高，沉淀物放射性低。
含32P的噬菌体+大肠杆菌上清液放射性低，沉淀物放射性高。
进一步观察发现：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。
（5）实验结论：赫尔希和蔡斯实验结论：赫尔希和蔡斯的实验表明，噬菌体侵染细菌时，DNA进人到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，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。（注意：该实验没有证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质外壳未进入细菌。）
4.实验误差分析
用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性，原因是：保温时间过短或过长。
用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性，原因是：搅拌不充分。
5.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下 4 个实验：
①用32P 标记的噬菌体侵染未标记的细菌； ②用未标记的噬菌体侵染 35S 标记的细菌；
③用 15N 标记的噬菌体侵染未标记的细菌； ④用未标记的噬菌体侵染 3H 标记的细菌。
以上 4 个实验，短保温时间后离心，检测到放射性的主要部分分别是沉淀物中、沉淀物中、上清液和沉淀物中、沉淀物中。
四、RNA是遗传物质的实验证据
1.某些病毒的RNA是遗传物质（烟草花叶病毒、HIV、新冠病毒）
2.烟草花叶病毒：无细胞结构,由RNA和蛋白质外壳组成。
实验过程：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。
结论：在这些病毒中，RNA是遗传物质。蛋白质不是遗传物质。
五、DNA是主要的遗传物质：
细胞生物(包括真核、原核生物)体内的核酸有 DNA和RNA两种 ，但遗传物质是 DNA 。
DNA病毒体内的核酸是DNA，遗传物质是DNA；RNA病毒体内的核酸是RNA，遗传物质是RNA。
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。
第二节 DNA分子的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者：沃森和克里克。（方法：物理模型构建法）
2.构建依据和模型
依据1： DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G 四种碱基。
依据2：据威尔金斯和其同事富兰克林的DNA衍射图谱→沃森和克里克推算出DNA分子呈螺旋结构。
→模型1：碱基位于螺旋外部的双螺旋和三螺旋结构模型。
→模型2：磷酸-脱氧核苷酸为骨架安排在螺旋外部,碱基安排在螺旋内部的双链螺旋，相同碱基进行配对。
依据3：査可夫提供信息：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。
→模型3： A与T配对，G与C配对的双螺旋结构模型。结果发现：A-T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径,组成的DNA分子具有些的直径， 能够解释A、T、G、C的数量关系，也能解释DNA 的复制。
二、DNA分子的结构
1.组成元素：C、H、0、N、P。
2.组成单位：脱氧（核糖）核苷酸。
3.立体结构---规则的双螺旋结构，DNA的双螺旋结构特点：
①DNA是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架;碱基排列在内侧。
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律:A一定与T配对; C 一定与G配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
三、模型构建：制作DNA双螺旋结构模型：
根据下图DNA妹子的结构模型回答：
（1）依次写出图中①～⑩的名称：①胞嘧啶、②腺嘌呤、③鸟嘌呤、④胸腺嘧啶、⑤脱氧核糖、⑥磷酸、⑦脱氧核苷酸、⑧碱基、⑨氢键、⑩一条脱氧核苷酸链的片段。相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，在DNA的双链之间通过“氢键”相连接，A与T之间形成
2个氢键(A＝T)，G与C之间形成 3个氢键(G≡C)。热稳定性高的DNA分子中 G≡C 碱基对较多。DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
（2）脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作l'-C,与磷酸基团相连的碳叫作5'-C。DNA的一条单链具有两个末端，每一个末端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'-端，另一端有一个羟基（一0H）,称作3'-端。DNA的两条单链走向相反，若从双链的上至下，下图中甲链是从5'-端到3'-端，乙链是从3'-端到5'-端。
甲链 乙链
若图示DNA片段所在DNA分子中，腺瞟呤有a个，占该DNA全部碱基的比例为b，则b＜（≤、≥、＜、＞、＝）0.5，胞嘧啶为a（1/2b-1）个。
（4）DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息。
（5）一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3'，那么它的互补链的序列是5'-GGTATC-3'，你是根据碱基互补配对原则写出该序列的，该原则对遗传信息传递的意义是保证了遗传信息传递的准确性。
（6）不同生物双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值为1。在一个双链DNA分子中，若在一单链中，(A+T)/(G+C)=n时，在另一互补链中上述比例为n，在整个DNA分子中上述比例为n。如果DNA一条链中的(A＋C)/(T＋G)的值为m，那么互补链中(A＋C)/(T＋G)的值为1/m；
（7）如果1个DNA分子中G＋C占全部碱基的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是A，24%
是C，则与H链相对应的另一条链中A、C分别占该链全部碱基的26%、22%。
（8）A＋T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占DNA分子碱基总数的比例是17.5%。
第三节 DNA复制
一、对DNA分子复制的推测
1.半保留复制假说：沃森和克里克在发表DNA分子双螺旋结构的论文后，根据DNA分子结构提出了遗传物质自我复制的假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。即图甲所示复制方式。
2.全保留复制假说：沃森和克里克的假说提出后，也有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。即上图乙所示复制方式。
二、DNA半保留复制的实验证据
1.实验材料及方法：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，运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的证明DNA半保留复制的实验。
2.背景知识：15N和14N是N元素的两种稳定同位素,这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA。
3.实验过程：以含有15NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时,大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的。然后将大肠杆菌转移到14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。
4.实验预期：
（1）如果第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了全保留复制的方式。假如全保留复制是正确的，实验预期应该是：第一代的结果：一半的细胞中DNA为15N/15N-DNA，另一半的细胞中DNA为14N/14N-DNA；第二代的结果：1/4的细胞中DNA为15N/15NDNA，3/4的细胞中DNA为14N/14N-DNA。
（2）假设DNA是以半保留方式复制的，实验预期应该是：第一代的结果：细胞中DNA为15N/14N-DNA。第二代的结果：一半的细胞中DNA为14N/14N-DNA，另一半的细胞中DNA为15N/14N-DNA。
5.实验结果：科学家完成上述实验的结果是：亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后，试管中出现一条DNA带，位置靠近试管的底部，说明其密度最大，是15N标记的亲代双链DNA(用15N/15N-DNA表示)；将转移培养后第一代细菌的DNA离心后,试管中也只有一条带，但位置居中，说明其密度居中，是只有一条单链被15N标记的子代双链DNA (用15N/14N-DNA表示)；将第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中，为15N/14N-DNA,另一条带的位置更靠上，说明其密度最小，是两条单链都没有被15N标记的子代双链DNA(用14N/14N-DNA表示)。
6.实验结论：实验结果证明：DNA的复制是以半保留的方式进行的。
三、DNA分子复制的过程
1.DNA复制概念：以亲代DNA两条链为模板合成子代DNA的过程。
2.DNA复制时期：在细胞分裂间期，随着染色体的复制而完成的 。
注：间期复制形成的两个相同的 DNA 分子位于染色体的一对姐妹染色单体上；在有丝分裂后期或减Ⅱ后期着丝点断裂时分开，分别随机进入两个子细胞中。
3.DNA复制场所：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。
4.过程：
（1）解旋：复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶(图中序号①)将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫做解旋，既下图中序号②对应过程。
（2）复制：DNA聚合酶(图中序号③)等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸(图中序号④)为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。
（3）延伸及重新螺旋：随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断地延伸。同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
（4）结果：复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。图中⑤⑥⑦⑧序号处对应碳原子的序号依次是：3’、5’、5’、3’。新复制出的两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中去。
5.特点：DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件，
模板： DNA的两条链 ； 原料：4种游离的 脱氧核糖核苷酸 ；
能量： ATP ； 酶：解旋酶 、 DNA聚合酶 。
6.DNA复制的意义将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
7.准确复制的原因：
①DNA分子独特的双独特结构为复制提供了精确的模板。
②通过碱基互补配对原则证了复制能够准确地进行。
归纳1：DNA分子复制的有关计算;
DNA 的复制方式为半保留复制，将含有一个 15N 的 DNA分子放在含 14N 的环境中复制 n 次，则：
(1)子代 DNA 数为 2n个，其中：
含 15N 的 DNA 分子数： 2 个； 只含 15N 的 DNA 分子数：0个；
含 14N 的 DNA 分子数： 2n个； 只含 14N 的 DNA 分子数： 2n-2 个。
(2)DNA 单链数为 2n+1条，其中：
含 15N 的 DNA 单链数为： 2 条； 含 14N 的 DNA 单链数为： 2n+1-2 条；
（3）亲代 DNA 中含某碱基(脱氧核苷酸)m 个，则：
复制 n 次，需消耗该脱氧核苷酸m（2n-1 ）个；
第 n 次复制，需消耗该脱氧核苷酸 m （2n-1） 个；
第四节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1. 基因的本质：基因通常是有遗传效应的DNA片段。不是任何一个DNA片段都是基因。
2. 一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。
3. 基因 是控制生物性状的结构单位和功能单位。
4. 基因中的脱氧核苷酸(碱基)总数 ＜ DNA中的脱氧核苷酸(碱基)总数。(填“＜”“＝”“＞”)
5. DNA分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
6. 等位基因的根本区别： 碱基排列顺序不同 。
7. DNA的特性： 多样性： 碱基排列顺序 的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
特异性：碱基的 特定的排列顺序 ，构成了每一个DNA分子的特异性。
注意：一个DNA分子中由n对碱基组成，则碱基排列顺序4n 种，排列遗传信息的种类最多有4n 种。
8.DNA的多样性和特异性是生物体多样性的物质基础。
9.有些病毒的遗传物质是 RNA，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。所以说基因通常是有遗传效应的DNA片段
易错点1：误认为“加热使DNA和蛋白质、多糖类荚膜等都失去活性”
精析：加热并没有使DNA完全失去活性：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。
易错点2：误认“为肺炎链球菌转化的实质是发生的基因突变”
精析：肺炎链球菌转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎链球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。
易错点3：误认为“加热杀死的S型细菌可使所有R型细菌实现转化”
精析：并非所有的R型细菌都转化为S型细菌，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型细菌被转化为S型细菌。
易错点4：混淆S型菌DNA和S型菌
精析：肺炎链球菌体内转化实验不能简单地说成有毒性的S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。
易错点5：误认为“格里菲思实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA”
精析：格里菲思实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但并未具体证明转化因子是何种物质，也没有证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA。
易错点6：误认为“可用含放射性同位素的培养基直接培养噬菌体而获得标记的噬菌体”
精析：实验中获得含放射性同位素标记的噬菌体时不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养（标记）细菌，再用细菌培养噬菌体。
易错点7：误认为“可用含放射性同位素标记是对现一个噬菌体的标记”
精析：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，只能检测到放射性存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
易错点8：混淆噬菌体侵染细菌实验的2个关键环节——“保温”与“搅拌”
精析：“保温”时间要合适——保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现放射性。
易错点9：不明确噬菌体的增殖过程及条件而出错
精析：
易错点10：误认为“原核生物或真核生物细胞质中的遗传物质为RNA或认为某一生物遗传物质“主要是DNA””
精析：常见的错误说法：“××(具体某种生物)的遗传物质主要是DNA”“××(具体的某种生物)的主要遗传物质是DNA”等。对于具体的生物而言，其遗传物质是确定的，要么是DNA，要么是RNA，只能是其中的一种。具体来说，真核生物(包括细胞质、细胞核中)和原核生物的遗传物质一定是DNA。病毒的遗传物质是DNA或RNA。点1：误认为“DNA分子中“嘌呤一定等于嘧啶””（对应“回归教材1”）
精析：在教材“DNA分子双螺旋结构的主要特点”中提出了碱基互补配对原则。根据碱基互补配对原则双链DNA中嘌呤等于嘧啶，但在双链DNA的一条链中嘌呤不一定等于嘧啶，单链DNA分子中嘌呤也不一定等于嘧啶。
易错点11：不能根据双链DNA碱基间数量关系判断DNA是单链还是双链
精析：在双链DNA中，嘌呤之和等于嘧啶之和，即A+G=C+T[(A+G)/(C+T)=1]。根据上述公式，可鉴定DNA是单链还是双链。在一个DNA分子中，如果（A+G)/(C+T)≠1，且A≠T、C≠G，那么该DNA为单链;如果(A+G)/(C+T)=1，且A=T、C=G,说明该DNA为双链。也可由上述公式推出下列关系：DNA双链中,两个不互补的碱基之和相等,并为碱基总数的1/2,即(A+G)=(T+C)=(A+C)=(T+G)=1/2×碱基总数。非互补碱基和之比等于1,即(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。
易错点12：忽略了双链DNA碱基间的氢键数量及单链DNA的方向性
精析：配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，C—G对占比例越大，DNA结构越稳定。DNA单链的方向是从5'端到3'端的，因此，双链DNA中两条链为反向的。
错点13：误认为“DNA复制只发生于细胞核中”
精析：细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。
需特别注意的是DNA病毒虽有DNA分子，但其不能独立完成DNA分子的复制——病毒的DNA复制必须借助寄主细胞完成，在其DNA复制时，病毒只提供“模板链”，其他一切条件(包括场所、原料、酶、能量)均由寄主细胞提供。
易错点14：混淆DNA复制、“剪切”与“水解”中的五种酶
精析：①DNA聚合酶：需借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接成“链”；②DNA连接酶：将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”；③限制性内切酶：用于切断DNA双链中主链上的“3,5磷酸二酯键”；④DNA水解酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸；⑤解旋酶：用于将DNA双螺旋的两条链解开。
易错点15：混淆DNA分子中碱基对之间氢键的形成与断裂条件
精析：DNA分子中碱基对之间氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。
易错点16：混淆DNA分子复制过程中相关计算的规律
精析：若将双链被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养,复制n(n≥1)次,其结果如下:
(1)DNA分子数分析:
(2)脱氧核苷酸链数分析:
(3)消耗的脱氧核苷酸数。
①若一亲代DNA含有某种脱氧核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m×(2n-1)个。②若进行第n次复制,则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为[m×(2n-1)-m×(2n-1-1)]=m×2n-1个。
易错点17：混淆稳定同位素和放射性同位素
精析：在噬菌体浸染细菌实验中，利用的是放射性同位素标记技术，用32P或35S分别标记噬菌体DNA、蛋白质，实验最后检测的是上清液和沉淀物中的放射性。而在证明DNA半保留的实验中，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术。15N和14N是N元素的两种稳定同位素,这两种同位素的相对原子质量不同，因上经，实验中，将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置来判断DNA类型。
易错点18：误认为“染色体是基因的唯一载体”
精析：真核细胞的线粒体和叶绿体也是基因的载体。原核细胞无染色体，拟核中的DNA分子和质粒DNA均是裸露的。
易错点19:不明确遗传效应指的是什么
精析：遗传效应是指基因能够转录成mRNA，进而翻译成蛋白质，能够控制一定的性状。
易错点20：混淆基因、DNA与染色体的关系
精析：下图表示基因、DNA与染色关系，图示是针对真核细胞来说的。即，针对遗传物质为DNA的生物而言，基因是指“有遗传效应的DNA片段”，但同时要注意，就RNA病毒而言，其基因为“有遗传效应的RNA片段”。另外，应注意，并非所有DNA片段都是基因，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开的。
易错点21：混淆DNA分子的多样性和特异性
精析：DNA分子的多样性是由于碱基排列顺序的千变万化导致的，换个方式理解，即不同DNA分子，其中的碱基排列顺序不同；而DNA的特异性是指每个DNA分子有其特定的碱基排列顺序，是针对单个DNA分子而言的。因此，我们不能说某一个DNA分子即有多样性又有特异性。（“必修二”P59“教材正文”）肺炎双球菌
类型及特点
类型
菌体
菌落
毒性
S型细菌
有多糖类的荚膜
表面光滑
有
R型细菌
没有多糖类的荚膜
表面粗糙
无
增殖需要的条件
内容
模板
噬菌体的DNA
合成T2噬菌体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
需要的酶
解旋酶、DNA聚合酶等
子代DNA分子数
2n
含15N的DNA分子数
2
含14N的DNA分子数
2n
只含14N的DNA分子数
2n-2
子代DNA中脱氧核苷酸链数
2n+1
含15N的脱氧核苷酸链数
2
含14N的脱氧核苷酸链数
2n+1-2
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