(人教版)2025年高一生物寒假衔接讲练 (预习)第04讲 DNA是主要的遗传物质（2份，原卷版+解析版）

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1．总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2．分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3．探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质。
4．认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程。
新知预习
对遗传物质的早期推测
1．染色体主要是由 和 组成的。
2．对遗传物质早期推测主导观点： 是生物体的遗传物质。
3．对DNA的认识：
（1）生物大分子：有许多 聚合而成。
（2）基本组成单位 。
（3）化学组成： 、 和 三部分。
（4）基本组成单位的种类： 种，差别在于 的不同，即 四种碱基（写出名称和符号）。
二、肺炎链球菌的转化实验
实验材料：
（二）肺炎链球菌转化实验的两个阶段
1、格里菲斯的体内转化实验
（1）实验过程及现象
① 小鼠体内———→小鼠不死亡。
② 小鼠体内———→小鼠 ，且小鼠体内分离出 。
③加热杀死的S型细菌小鼠体内———→ 。
④R型细菌
小鼠体内—→小鼠 ，且小鼠体内分离出 。
加热杀死的S型细菌
实验过程分析
①对比分析第一、二组说明什么？ 。
②在第三组中被加热杀死的S型细菌还有没有毒性？ 。
③对比分析第二、三组说明什么？
④在第四组中是谁导致小鼠死亡?
⑤第四组小鼠体内能分离出S型活细菌，它是开始注射进去的，还是混合后重新出现的？

⑥对比分析第三、四组又说明什么？
⑦实验先进行第一、二组，与第三、四组相比，起 作用。
（3）实验结论：加热杀死的S型细菌中含有“ ”，其作用是将 转化为 。
2、艾弗里的体外转化实验
（1）实验过程及现象
加热致死的S型细菌

破碎、去除绝大部分
糖类、蛋白质和脂质
细胞提取物

细胞提 细胞提 细胞提 细胞提 细胞提
取物 取物+蛋 取物+RNA 取物+酯 取物+DNA
白酶 酶 酶 酶
S活菌+ S活菌+ S活菌+ S活菌+ R活菌
R活菌 R活菌 R活菌 R活菌
（2）实验分析
①艾弗里为了分别研究蛋白质、DNA在遗传中的作用,利用了酶的什么特性？

②加入DNA酶的实验组的实验结果是什么？

实验结论：S型细菌的 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，因此， 是肺炎链球菌的遗传物质。
三、噬菌体侵染细菌的实验
知识链接--病毒
病毒是没有细胞结构的生物，其唯一的生命特征是借助活的宿主细胞提供的原料、酶、能量和场所进行增殖。核酸和蛋白质是病毒的基本化学组成，一种病毒只含有一种核酸。
根据宿主不同，病毒分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒（噬菌体）。绝大多数病毒的复制可分为下列五步：吸附→侵入→合成→组装→释放。
（一）实验材料：
1、结构：头部和尾部的外壳由 构成，头部内含有 。
2、与大肠杆菌的关系是
3、增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用 体内的物质合成自身成分，进行增殖。
4、噬菌体侵染细菌的过程：
注入 释放
（二）实验方法：
设计思路: 是蛋白质特有元素， 是DNA特有元素，用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接单独地去观察它们的作用
（三）实验过程及现象
1、标记大肠杆菌
大肠杆菌+35S的培养基→含 的大肠杆菌
大肠杆菌+32P的培养基→含 的大肠杆菌
2、标记T2噬菌体
T2噬菌体+35S的大肠杆菌→含 的T2噬菌体
T2噬菌体+32P的大肠杆菌→含 的T2噬菌体
3、标记的T2噬菌体侵染侵染为未标记的大肠杆菌
用 标记噬菌体的蛋白质外壳

细菌
侵染 侵染 培养 上清液 放射性

搅拌、离心 沉淀物 放射性

用 标记噬菌体的DNA
细菌
侵染 培养 上清液 放射性

搅拌、离心 沉淀物 放射性
4、实验过程分析
（1）为什么要强调短时间保温？目的是什么？
（2）搅拌、离心的目的是什么？
（3）甲组离心管的哪里放射性高？说明了什么？乙组离心管哪里放射性高？说明了什么?
子代噬菌体在哪里？是在上清液中还是在沉淀物中？
5、实验结论
（1）噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中， 留在外面。子代噬菌体的各种形状是通过亲代的 遗传的。
（2）结论： 才是真正的遗传物质。
四、DNA是主要的遗传物质
知识链接--RNA病毒
RNA病毒是生物病毒的一种，它们的遗传物质是核糖核酸（RNA）。常见的RNA病毒有艾滋病病毒，烟草花叶病毒，SARS 病毒,流感病毒。其中，烟草花叶病毒（TMV)是一种单链RNA病毒，专门感染植物，尤其是烟草及其他茄科植物，能使受感染的叶片看来斑驳污损。
（一）RNA是遗传物质的实验证据
实验材料：
此病毒的成分： 和 。
3、实验过程及现象
4、实验结论：只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是
（二）DNA是主要的遗传物质
1、生物体内核酸种类及遗传物质
（2）结论：因为绝大多数生物的遗传物质是________________，只有少数病毒的遗传物质是___________，因此说_____________________________。

问题提升
1、在实验中，为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记？用14C和18O同位素标记可行吗？
同时标记T2噬菌体DNA中的32P和蛋白质外壳中的35S；还是分为两组：第一组标记DNA中的32P，第二组标记蛋白质外壳中的35S？原因是什么？
3、用32P或35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌后，怎样将没有作为遗传物质进入到大肠杆菌的噬菌体颗粒与被吸附的大肠杆菌相分离？
4、用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验中沉淀物出现了少量的放射性原因是什么？
考点剖析
考点一：格里菲斯的肺炎链球菌转化实验
1、已知R型、S型肺炎链球菌均对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出了两种突变型：R型、抗青霉素的S型（记为PenrS型）。现用PenrS型菌与R型菌进行如图实验。下列相关分析不合理的是（ ）
A．甲实验中部分小鼠患败血症，患病小鼠注射青霉素治疗一定能恢复健康
B．乙可观察到两种菌落且整合了相关DNA片段的R型菌可能有荚膜多糖
C．丙培养基上可能没有菌落出现，原因是青霉素导致R型细菌不能正常繁殖
D．若丁组R型菌、DNA酶经高温加热后冷却再加入PenrS型菌的DNA，则无菌落生长
2、自然界中有两种不同类型的肺炎链球菌：S型肺炎链球菌有荚膜，菌落大而光滑；R型肺炎链球菌没有荚膜，菌落小而粗糙。S型肺炎链球菌有致病性，侵染小鼠会使小鼠患病死亡；R型肺炎链球菌无致病性，不会导致小鼠患病。请回答下列问题：
(1)在肺炎链球菌的转化实验中，为了寻找遗传物质，科学家将细胞内的主要生物大分子分离出来，分别验证它们的作用。请分析其中的科学依据是什么。_______
(2)简要分析肺炎链球菌转化实验出现相关实验结果的原因。
①将有生物活性的R型肺炎链球菌注入小鼠体内，小鼠正常，说明_____________。
②将有生物活性的S型肺炎链球菌注入小鼠体内，小鼠死亡，说明________________。
③将没有生物活性的S型肺炎链球菌注入小鼠体内，小鼠正常，说明_______________________。
④将有生物活性的R型肺炎链球菌和没有生物活性的S型肺炎链球菌同时注入小鼠体内，小鼠死亡，说明_________________。
(3)肺炎链球菌的转化实验分为两个部分：第一个部分是格里菲斯的细菌转化实验，结论是____________；第二个部分是艾弗里的细菌转化实验，结论是_________________。
(4)肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明DNA是遗传物质，这些实验的设计思想对你有哪些启示_____________？
考点二：艾弗里的肺炎链球菌转化实验
1．科学家从活的S型肺炎链球菌中提取DNA、蛋白质和多糖等物质，分别与活的R型菌混合，并进行悬浮培养。实验结果表明，只有其中的DNA组分能够把R型菌转化为S型菌。下列有关叙述正确的是（ ）
A．该实验不能证明蛋白质不是遗传物质
B．实验提取的DNA需要用32P进行标记
C．从加热杀死的S型菌中提取的DNA不能使R型菌转化为S型菌
D．该实验过程中，R型菌发生基因重组后转化为有荚膜的S型菌
3、DNA和蛋白质都是生物体内重要的大分子物质，究竟哪种物质是遗传物质的问题曾引起生物学界激烈的争论。1928年，格里菲斯提出转化因子，转化因子究竟是什么物质呢?1944年艾弗里和他的同事完成了以下实验。他们将S型细菌提取物分别进行不同的处理后，加入到含有R型活菌的培养基中，处理方法及实验结果如下表所示：
注：○代表R型菌落，●代表s型菌落。
(1)推测第一组培养基中活菌类型为_________，推测第五组菌落生长情况是_________。
(2)实验表明细胞提取物中含有转化因子，而转化因子很可能就是DNA。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。请你推测艾弗里最终提出的结论是：__________________。
(3)从控制自变量的角度分析，艾弗里等人实验的基本思路是_________。
(4)从你现有的知识分析，“R型细菌变成S型细菌”这一变异类型属于_________。
考点三：噬菌体侵染实验
实验小组用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，并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列分析正确的是（ ）
A．甲组上清液的放射性来自子代噬菌体，沉淀物的放射性来自亲代噬菌体
B．甲组被侵染的大肠杆菌内含32P的噬菌体产生的子代噬菌体都含有32P
C．乙组沉淀物的放射性低于上清液的，甲组的则相反
D．乙组的上清液中由35S标记的噬菌体产生的子代噬菌体少数含有35S
2、证明DNA是遗传物质的经典实验中，赫尔希和蔡斯设计的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验最具有说服力。如图表示利用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程图，下列相关叙述正确的是（ ）
A．图中保温阶段，锥形瓶内盛放的是被32P标记的大肠杆菌培养液
B．图中搅拌阶段，若搅拌不充分，则检测阶段的结果不会受明显影响
C．图中离心阶段，目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离
D．图中检测阶段，32P主要在沉淀物中，说明T2噬菌体的遗传物质主要是DNA
考点四：DNA是主要的遗传物质
1、下图表示科研人员研究烟草花叶病毒（TMV）遗传物质的实验过程。下列叙述正确的是（ ）
A．降解目的是将RNA和蛋白质水解为小分子
B．该实验说明RNA也能控制生物性状
C．该实验证明了RNA是TMV的主要遗传物质
D．烟草细胞为TMV的复制提供模板、原料等所需的条件
2、水华是淡水水体富营养化而引起其中的蓝细菌，绿藻等微生物异常增殖的一种现象，这些生物的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，因此它们大量繁殖后一般会使水体呈现绿色或蓝色。下列有关说法正确的是（ ）
A．水华现象的出现增加了水中植食性动物的食物，有利于它们的生存
B．蓝细菌的遗传物质是RNA，绿藻的遗传物质是DNA
C．藻蓝素和叶绿素存在于蓝细菌、绿藻的叶绿体类囊体上
D．细菌与蓝细菌、绿藻都具有细胞壁、细胞膜，核糖体，体现了它们结构上的统一性
3、下列有关生物体遗传物质及相关实验的叙述，不正确的是（ ）
A．用噬菌体侵染细菌的实验中，要标记T2噬菌体的蛋白质外壳，需要先标记T2噬菌体的宿主细胞
B．烟草花叶病毒（TMV）和HIV的遗传物质彻底水解后的产物相同
C．艾弗里实验成功证明了DNA是肺炎链球菌主要的遗传物质
D．T2噬菌体的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中
达标检测
一、单选题
1．1944年美国细菌学家艾弗里等人进行肺炎链球菌体外转化实验，以下是实验中的部分实验组，相关叙述正确的是（ ）
A．培养皿中S型菌菌落的数量远多于R型菌菌落的数量
B．经过一段时间的培养，锥形瓶中出现了表面光滑的S型菌
C．该实验证明一种细菌的DNA掺入另一种细菌中，能够引起遗传变化
D．S型菌的DNA中含有荚膜产生的相关基因，这些基因使R型菌突变为S型菌
2．艾弗里等科学家研究S型肺炎链球菌中的“转化因子”实验过程如下表：
某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（ ）A．处理步骤中，使用液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化
B．用加热杀死S型细菌的提取物进行组2、3、5实验，实验结果①②③相同
C．在实验结果可通过鉴定细胞形态或涂布分离后观察菌落进行检测
D．加入的R型活菌的数量和生理状态会影响细菌转化效率
3．M13噬菌体是一种丝状噬菌体，内有一个环状单链DNA分子，它只侵染某些特定的大肠杆菌，且增殖过程与T2噬菌体类似。研究人员用M13噬菌体代替T2噬菌体进行“噬菌体侵染细菌”的实验，下列有关叙述正确的是（ ）
A．与烟草花叶病毒相比，M13噬菌体的遗传物质特有成分只有脱氧核糖
B．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物的放射性与保温时间的长短无关
C．搅拌和离心是为了将噬菌体的蛋白质和DNA分子分开，便于分别检测其放射性
D．一个含32P的M13噬菌体在大肠杆菌中增殖n代，子代中含32P的噬菌体占2/2n
4．下图表示科研人员探究烟草花叶病毒（TMW）遗传物质的实验过程，由此可以判断（ ）
A．侵入烟草细胞的RNA含有A、T、G、C，4种碱基
B．TMW的蛋白质没有进入烟草细胞中
C．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
D．RNA是TMV的主要遗传物质
5．下列有关遗传物质的探究相关实验的叙述，不正确的是（ ）
A．艾弗里的肺炎链球菌转化实验的结论是：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
B．噬菌体侵染细菌的实验结果表明：子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的
C．烟草花叶病毒侵染烟草实验可得到的实验结论：RNA是遗传物质
D．格里菲思的肺炎链球菌转化实验的实验思路是将各种物质分开，单独直接研究其作用
6．下表为T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验设计方案。下列说法正确的是（ ）
A．通过搅拌可使吸附在细菌上的所有噬菌体与细菌分离
B．甲、乙组的子代中，均仅有部分T2噬菌体出现放射性
C．乙组含放射性的子代T2噬菌体个数与培养时间成正比
D．该实验的结果不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质
7．下列有关实验及实验结论的叙述中，错误的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
8．当把DNA和蛋白质分开研究时，DNA是遗传物质的确切证据，就逐渐被揭示出来了，下列关于DNA是遗传物质直接证据的叙述正确的是（ ）
A．从加热杀死的S型菌中提取DNA、蛋白质等物质，分离后与活的R型菌悬浮培养，观察子代菌落性状
B．同位素标记S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质与活的R型菌混合，观察子代放射性情况
C．噬菌体感染细菌后，用离心的方法使亲代的DNA和蛋白质分离，便于子代观察
D．用32P标记噬菌体的DNA，与细菌混合培养较长时间，离心后上清液的放射性较高
9．下列有关遗传物质的说法中正确的有（ ）
①细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA
②DNA是遗传物质，生物的遗传物质是都是DNA
③原核生物的遗传物质一定是DNA
④以RNA为遗传物质的生物一定是病毒
⑤RNA的基本组成单位是核糖核酸
⑥DNA的特异性是由脱氧核苷酸特定的排列顺序决定的
A．一项B．两项C．三项D．四项
10．为研究搅拌时间对实验结果的影响，科研人员用35S和32P分别标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合保温，一段时间后搅拌并离心，得到上清液和沉淀物并检测放射性，实验结果如表所示。下列叙述正确的是（ ）
A．通过搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离
B．进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间不能短于3min
C．32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体都含32P
D．搅拌5min时，上清液含32P的原因是大肠杆菌裂解释放噬菌体
11．衣藻、乳酸菌、发菜、新冠病毒的遗传物质分别是（ ）
A．DNA、RNA、RNA、DNA
B．DNA、DNA、RNA、RNA
C．DNA、RNA、DNA、DNA
D．DNA、DNA、DNA、RNA
12．如图是32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A．子代噬菌体中具有放射性的个体占少数
B．悬浮液B中放射性高的原因可能是②搅拌不充分引起的
C．若C中含大量放射性，可以证明噬菌体的蛋白质留在外面
D．锥形瓶中的培养液中有含32P的物质，以便标记细菌进而标记亲代噬菌体
13．在探究核酸是遗传物质的科学历程中，有如下重要实验：T2噬菌体侵染细菌实验和烟草花叶病毒侵染烟草实验。下列叙述正确的是（ ）
A．通过这两个实验能够证明DNA是主要的遗传物质
B．用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌，搅拌不充分会影响放射性的分布
C．用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌，子代噬菌体均含有32P
D．只用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草，不能使烟草叶片出现花叶病斑
14．艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则有关说法错误的是（ ）
A．实验通过酶特异性去除了某成分进行研究，利用了自变量控制中的“减法原理”
B．实验一和二的结果发现R型细菌均发生了转化现象，但无法说明转化因子是DNA
C．实验三的结果发现，培养皿中只存在一种表面粗糙的菌落
D．综合三组实验结果，可以说明转化因子是DNA，但无法说明蛋白质不是转化因子
15．在“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，若赫尔希和蔡斯的假设为：T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌而蛋白质未进入，DNA是噬菌体的遗传物质。则支持该假设的预期结果是（ ）
A．AB．BC．CD．D
二、综合题
16．1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验，下图为其所做实验中的一组。请据图回答下列问题。
(1)图1中，噬菌体的核酸位于__________（用图1中字母表示）。
(2)在图2实验过程中，搅拌的目的是______，离心的目的是__________。
(3)图2实验利用了同位素标记法，由实验结果可知，此次实验的标记元素是__________，根据该组实验结果可以说明__________进入了细菌。该组实验能否说明蛋白质不是遗传物质？__________（填“能”或“不能”）。
(4)若图2实验中上清液的放射性偏高，造成这种结果的不规范操作是____。
(5)该实验的结论是________。
17．为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化因子是DNA不是蛋白质，进行了实验，其基本过程如下图所示。
请据图回答下列有关问题：
(1)肺炎链球菌属于原核生物，原因是它的细胞结构中没有_____。
(2)S型肺炎链球菌的菌体有多糖类的_____，在培养基上形成的菌落表面光滑，有毒性，可使小鼠患肺炎并发败血症死亡。
(3)该实验乙组和丙组加人酶的目的是特异性地去除一种物质，这样的自变量控制的方法为_____。
(4)实验结果：
①甲组培养皿中有R型菌和S型菌；
②乙组培养皿中有_____；
③丙组培养皿中有_____。
18．在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性；而实验的实际最终结果显示：在离心上层液体中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是______。
(2)在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是_______。
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差分析
①在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性含量升高，其原因是______。
②在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，将_______（填“是”或“不是”）误差的来源，理由是________。
(4)噬菌体侵染细菌的实验证明了________。
(5)上述实验中，_______（填“能”或“不能”）用15N来标记噬菌体的DNA，理由是_______。
(6)在实验中，用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，结果发现下层沉淀物中具有少量的放射性，原因是；_________。为了排除噬菌体的蛋白质外壳也是遗传物质的可能，应进一步采取的措施是__________。 种类
项目
S型细菌
R型细菌
菌落


菌体
多糖荚膜
多糖荚膜
毒性


生物类型
所含核酸
遗传物质
举例
细胞生物
真核生物
原核生物
非细胞生物
大多数病毒
极少数病毒
处理条件
菌落生长情况
第一组
未处理
——
第二组
加蛋白酶
第三组
加RNA酶
第四组
加酯酶
第五组
加DNA酶
组别
处理步骤
结果（出现活菌类型）
结论
1
S型细菌的细胞提取物，不作处理
加入R型活菌的培养基中，混合后培养
R+S
DNA是遗传物质
2
S型细菌的细胞提取物+蛋白酶
①
3
S型细菌的细胞提取物+RNA酶
②
4
S型细菌的细胞提取物+酯酶
R+S
5
S型细菌的细胞提取物+DNA酶
③
组别
大肠杆菌
T2噬菌体
检测结果
甲
35S标记的大肠杆菌
未被标记的T2啜菌体
培养一段时间后，搅拌、离心，检测子代T2噬菌体的放射性
乙
未被标记的大肠杆菌
32P标记的T2噬菌体
实验材料
实验过程
实验结果与结论
A
R型和S型肺炎双球菌
分别注射到健康的小鼠体内
被注射R型菌的小鼠不死亡，被注射S型菌的小鼠死亡。说明R型菌无毒性，S型菌有毒性
B
R型和S型肺炎双球菌
将R型活菌与S型菌的DNA和DNA水解酶混合培养
只生长R型菌，说明DNA被水解后失去了遗传效应
C
噬菌体和大肠杆菌
用35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温
离心后获得的上清液的放射性很高，说明DNA是遗传物质
D
烟草花叶病毒和烟草
用从烟草花叶病毒中分离出的RNA侵染烟草
烟草出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质
搅拌时间（min）
1
2
3
4
5
上清液35S百分比（%）
50
70
75
80
80
上清液32P百分比（%）
21
25
28
30
30
被侵染细菌成活率（%）
100
100
100
100
100
35S标记T2噬菌体
32Р标记T2噬菌体
上清液
沉淀物
子代T2噬菌体
上清液
沉淀物
子代T2噬菌体
A
高
低
有
低
高
无
B
低
高
有
高
低
无
C
高
低
无
低
高
有
D
低
高
有
高
低
有