高中生物 · 基因的本质：DNA 是怎么存信息的
遗传物质之争
肺炎双球菌/噬菌体实验
DNA结构
双螺旋、碱基互补
半保留复制
边解旋边复制
基因
有遗传效应的DNA片段
开场场景：20 世纪初人们以为蛋白质是遗传物质(20 种氨基酸排起来信息量大)。两个干净利落的实验扭转了局面：原来不起眼的 DNA，才是真正的遗传蓝图。
义是什么：双螺旋里写着遗传密码
大白话：DNA 像一架扭成螺旋的梯子，外侧扶手是磷酸和脱氧核糖交替，横档是两两配对的碱基。A 只配 T、G 只配 C——这一互补原则，正是复制能精确的原因。
半保留复制：DNA 解开成两条母链，每条母链各做模板配一条新链，结果每个子代 DNA 都“保留”了原来的一条母链、另一条是新合成的。
路怎么想到的：同位素标记与计算
两个实验分工：肺炎双球菌实验直接把 S 型菌各成分分开，单独看谁能“转化”R 型；噬菌体实验用放射性同位素分别标记蛋白质(S 特有)和 DNA(P 特有)，看谁钻进细菌。
复制计算：一个 DNA 复制 n 代，共得 2ⁿ 个 DNA；其中含最初母链的永远只有 2 个。
核心过程：三道例题
用途与案例
刑侦：DNA 指纹
每个人 DNA 上的特异片段(除同卵双生)独一无二，PCR 扩增后比对可锁定嫌疑人，也能亲子鉴定。
医学：亲子鉴定
孩子的每对等位基因一个来自父一个来自母；比对 DNA 片段，就能判断亲缘关系。
展往哪儿长
初中：知道细胞核里有遗传物质。高中：本章锁定 DNA；下一章讲 DNA 怎么指导合成蛋白质(表达)。大学：分子生物学讲复制起点、端粒、PCR 技术。
拓展：绝大多数生物的遗传物质是 DNA；只有少数病毒(如流感、新冠)以 RNA 为遗传物质，所以说 DNA 是主要遗传物质。
别把 S 和 P 标记搞反：³⁵S 只标记蛋白质(含 S 不含 P)，³²P 只标记 DNA(含 P 几乎不含 S)。复制 n 代后含母链的 DNA 永远是 2 个，不是 2ⁿ 个。
练习
基础：DNA 两条链间碱基配对遵循什么原则？
查看解答
A 与 T 配对、G 与 C 配对(碱基互补配对原则)；A=T 两个氢键，G≡C 三个氢键。错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题和过程再顺一遍。
进阶：一个 DNA 分子复制 3 次，得到的 8 个 DNA 中，有几个保留了最初的母链？
查看解答
2 个。最初两条母链分别半保留进入两个子代 DNA。错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题和过程再顺一遍。
思考：噬菌体侵染实验中，为什么选择 ³⁵S 和 ³²P 而不用别的同位素？
查看解答
S 是蛋白质特有而 DNA 几乎不含，P 是 DNA 特有而蛋白质几乎不含；这样才能分别、特异地标记二者。错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题和过程再顺一遍。
证教材级补充：DNA 双螺旋结构模型要点
为什么 A 只能配 T、G 只能配 C：嘌呤(A、G)双环较大，嘧啶(T、C)单环较小。双螺旋直径恒定，必须一个大配一个小；且 A 与 T、G 与 C 之间形成氢键的位置正好互补。这一配对原则直接预言了半保留复制机制。
拓展例题：G-C 含量高的 DNA 为什么更耐高温？
G≡C 之间有 3 个氢键，A=T 只有 2 个；G-C 越多，解开双链所需能量越高、越稳定。错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题和过程再顺一遍。
① 肺炎双球菌、噬菌体实验证明 DNA 是遗传物质。
② DNA 双螺旋：外侧磷酸-脱氧核糖骨架，内侧 A-T、G-C 互补。
③ 半保留复制：边解旋边复制，n 代后含母链的 DNA 恒为 2 个。
- 用自己的话讲：把 DNA 复制比作拉开拉链、每半条各配一条新链——为什么子链和母链一模一样？
- 举个反例：为什么蛋白质不能当遗传物质？它不能像 DNA 那样按碱基互补精确复制自己。
- 哪里还卡壳：同位素标记、复制代数计算——哪句要翻书就圈哪里。