（山東專用）高考生物 第二單元 第2講 DNA分子的結構、復制及基因是有遺傳效應的DNA片段演練 新人教版必修2

第2講DNA分子的結構、復制及基因是有遺傳效應的DNA片段備考·最新考綱1．DNA分子結構的主要特點(Ⅱ)。2.基因的概念(Ⅱ)。3.DNA分子的復制(Ⅱ)?？键c1DNA分子的結構、特性及基因的本質(5年10考)(課標Ⅱ，福建卷、山東卷，海南卷，江蘇卷、廣東卷……)1．圖解DNA分子結構[動漫演示更形象見課件光盤]巧學助記巧記DNA的分子結構五(種元素)、四(種堿基或脫氧核苷酸)、三(種物質或小分子○?)、二(條長鏈)、一(種雙螺旋結構)2．DNA分子特性(1)穩(wěn)定性：磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側構成基本骨架。(2)多樣性：堿基對多種多樣的排列順序。特別提醒若某DNA分子中有n個堿基對，則排列順序有4n種，其中n代表堿基對數。(3)特異性：每種DNA分子都有特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。3．基因與脫氧核苷酸、DNA和染色體之間的關系關系內容基因與脫氧核苷酸基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息基因與DNA基因是有遺傳效應的DNA片段，每個DNA分子上有很多個基因基因與染色體基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體圖示特別提醒(1)對于真核細胞來說，染色體是基因的主要載體；線粒體和葉綠體也是基因的載體。(2)對于原核細胞來說，擬核中的DNA分子或者質粒DNA均是裸露的，并不與蛋白質一起構成染色體。思維激活DNA分子中磷酸二酯鍵及氫鍵的形成和斷裂各需要什么酶？提示磷酸二酯鍵形成需要DNA聚合酶或DNA連接酶，氫鍵形成不需要酶；斷裂時需要核酸(水解)酶或限制性核酸內切酶，氫鍵斷裂需解旋酶或加熱處理?？疾镈NA分子雙螺旋模型的構建1．(經典高考)在搭建DNA分子模型的實驗中，若有4種堿基塑料片共20個，其中4個C，6個G，3個A，7個T，脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個，脫氧核糖塑料片40個，磷酸塑料片100個，代表氫鍵的連接物若干，脫氧核糖和堿基之間的連接物若干，則()。A．能搭建出20個脫氧核苷酸B．所搭建的DNA分子片段最長為7堿基對C．能搭建出410種不同的DNA分子模型D．能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段解析每個脫氧核苷酸中，脫氧核糖數＝磷酸數＝堿基數，因脫氧核糖和磷酸之間連接物是14個，故最多只能搭建出14個脫氧核苷酸，A項錯誤。DNA分子的堿基中A＝T、C＝G，故提供的4種堿基最多只能構成4個C—G對和3個A—T對，但由于脫氧核苷酸之間結合形成磷酸二酯鍵時還需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物，故7堿基對需要的脫氧核糖和磷酸之間的連接物是14＋12＝26(個)，B項錯誤。設可搭建的DNA片段有n堿基對，按提供的脫氧核糖和磷酸之間連接物是14個計算，則有14＝n×2＋(n－1)×2，得n＝4，故能搭建出44種不同的DNA分子片段，C項錯誤、D項正確。答案D堿基互補配對原則演化而來的計算問題2．下列是一組有關雙鏈DNA分子中含氮堿基的問題，請回答：(1)若A占20%，G占多少？(2)若雙鏈DNA分子中A占20%，且一條鏈中的A為20%，則此鏈中C的最大值是多少？(3)一條鏈中eq\f(A＋C,T＋G)＝0.4，互補鏈中的此值是多少？(4)一條鏈中eq\f(A＋T,C＋G)＝0.4，互補鏈中的此值是多少？(5)若A有P個，占全部堿基數的20%，則該DNA分子中的G有多少個？解析本題通過DNA分子中的堿基組成及其比例，考查堿基互補配對原則，正確理解DNA分子中的堿基配對原則是正確解題的關鍵。(1)由“雙鏈DNA分子的嘌呤堿基占總堿基數的一半”可知：A＋G＝50%，因此G＝30%。(2)由雙鏈DNA分子中A占20%可知：該DNA分子中A＋T占40%，C＋G占60%，對任一條鏈而言，某種堿基的最大值就是該對堿基所占的比例，因此，C最多時占該鏈的60%。(3)由“雙鏈DNA分子中，一條鏈中的eq\f(A＋C,T＋G)與另一條鏈中的該比值互為倒數”可知：其互補鏈中的eq\f(A＋C,T＋G)＝eq\f(1,0.4)＝2.5。(4)由于“雙鏈DNA分子及任一條鏈中的eq\f(A＋T,C＋G)為一定值”，所以其互補鏈中的eq\f(A＋T,C＋G)＝0.4。(5)若A有P個，占全部堿基數的20%，則DNA分子的總堿基數為eq\f(P,20%)＝5P，而由“雙鏈DNA分子的嘌呤堿基占總堿基數的一半”可知：G占總堿基數的比例＝50%－20%＝30%，則G＝5P×30%＝1.5P(個)。答案(1)30%(2)60%(3)2.5(4)0.4(5)1.5P規(guī)律方法堿基互補配對原則及相關計算(1)嘌呤總數與嘧啶總數相等，即A＋G＝T＋C。(2)在雙鏈DNA分子中，互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。設在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1＋T1＝n%，因為A1＝T2，A2＝T1，則：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝eq\f(n%＋n%,2)＝n%。簡記為“配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。(3)雙鏈DNA分子中，非互補堿基之和所占比例在兩條互補鏈中互為倒數。設雙鏈DNA分子中，一條鏈上：eq\f(A1＋G1,T1＋C1)＝m，則：eq\f(A1＋G1,T1＋C1)＝eq\f(T2＋C2,A2＋G2)＝m，互補鏈上eq\f(A2＋G2,T2＋C2)＝eq\f(1,m)。簡記為：“DNA兩互補鏈中，不配對兩堿基和的比值乘積為1?！碧貏e提醒DNA分子中的其他數量關系(1)DNA分子中，脫氧核苷酸數∶脫氧核糖數∶磷酸數∶含氮堿基數＝1∶1∶1∶1。(2)配對的堿基，A與T之間形成2個氫鍵，G與C之間形成3個氫鍵，C－G對占比例越大，DNA結構越穩(wěn)定。(3)每條脫氧核苷酸鏈上都只有一個游離的磷酸基，因此DNA分子中含有2個游離的磷酸基。[對點強化]1．(·江蘇南通二次調研)如圖是人體細胞中某DNA結構示意圖。有關敘述正確的是()。A．圖中“X”代表磷酸基，“A”代表腺苷B．DNA復制時，圖中“N”鍵首先全部斷開C．DNA轉錄時，需要Taq酶、解旋酶等催化D．DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化“M”鍵的形成解析圖中X為磷酸基，A為腺嘌呤；DNA復制時，邊解旋邊復制；Taq酶用于PCR技術中，DNA轉錄時用的酶是RNA聚合酶；圖中M鍵為磷酸二酯鍵，DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯鍵的形成。答案D2．甲型H1N1流感病毒屬于RNA病毒，具有逆轉錄酶，如果它決定某性狀的一段RNA，含堿基A＝19%、C＝26%、G＝32%，則通過逆轉錄過程形成的雙鏈DAN中應含有堿基A為()。A．19%B．21%C．23%D．42%解析RNA病毒為單鏈，通過逆轉錄作用形成的DNA為雙鏈，雙鏈DNA中含有的堿基A應為RNA模板鏈中A與U的總和÷2＝[1－(C＋G)]÷2＝[1－(26%＋32%)]÷2＝21%。答案B考點2DNA復制的研究方法、過程和條件(5年8考)(課標卷Ⅱ、上海卷，山東卷、福建卷，安徽卷，北京卷，廣東卷……)圖解DNA復制的過程(認真分析下面兩幅圖)及意義[動漫演示更形象見課件光盤]簡化圖：要點歸納(1)概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。(2)時間：有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期。(3)條件eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(模板：解旋后兩條母鏈,原料：細胞中游離的4種脫氧核苷酸,能量：ATP,酶：解旋酶、DNA聚合酶等))(4)過程：DNAeq\o(→,\s\up7(\f(解旋),\s\do5()酶))兩條母鏈eq\o(→,\s\up7(DNA聚合酶))形成子鏈→新DNA分子。(5)方式：半保留復制。(6)特點：邊解旋邊復制。(7)意義：將遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。特別提醒(1)子代DNA分子中模板鏈與另一DNA分子中新合成的子鏈堿基序列完全相同。(2)影響細胞呼吸(ATP供給)的所有因素都可能影響DNA復制。(3)體外也可進行，即PCR擴增技術，除滿足上述條件外，還應注意溫度、pH的控制及引物的加入。思維激活判斷正誤(1)DNA復制需要消耗能量(海南卷，25A)()。(2)真核細胞染色體DNA的復制發(fā)生在有絲分裂前期(海南卷，25D)()。(3)真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶(江蘇卷，12C)()。(4)DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的(江蘇卷，12B)()。答案(1)√(2)×(3)√(4)√考查DNA多起點復制1．(·河北衡水月考)如圖表示DNA復制的過程，結合圖示判斷，下列有關敘述不正確的是()。A．DNA復制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開B．DNA分子的復制具有雙向復制的特點，生成的兩條子鏈的方向相反C．從圖示可知，DNA分子具有多起點復制的特點，縮短了復制所需的時間D．DNA分子的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段解析從題圖中不能獲得DNA分子具有多起點復制的特點。答案C考查DNA復制過程中的相關數量關系2．(·山東理綜，5)假設一個雙鏈均被32P標記的噬菌體DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述正確的是()。A．該過程至少需要3×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸B．噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等C．含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為1∶49D．該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變破題關鍵解析本題主要考查了噬菌體侵染細菌過程的相關知識以及DNA分子的有關計算。首先計算得出一個噬菌體DNA中鳥嘌呤脫氧核苷酸占30%，其數量是5000×2×30%＝3000個，由一個噬菌體增殖為100個噬菌體，至少需要3000×(100－1)＝2.97×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸，A錯誤；噬菌體侵染細菌的過程中，需要細菌提供原料、能量、酶等條件，但模板是由噬菌體提供的，B錯誤；根據DNA半保留復制的特點可知釋放出的100個子代噬菌體中含有32P與只含31P的子代噬菌體分別是2個、98個，比例為1∶49，C正確；由于密碼子的簡并性等原因，DNA發(fā)生突變，其控制的性狀不一定發(fā)生改變，D錯誤。答案C規(guī)律方法DNA分子復制中相關計算DNA分子復制為半保留復制，若將一個被15N標記的DNA轉移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復制)若干代，其結果分析如下：(1)子代DNA分子數：2n個①無論復制多少次，含15N的DNA分子始終是2個。②含14N的有2n個，只含14N的有(2n－2)個，做題時應看準是“含”還是“只含”。(2)子代DNA分子的總鏈數：2n×2＝2n＋1條①無論復制多少次，含15N的鏈始終是2條。做題時應看準是“DNA分子數”還是“鏈數”。②含14N的鏈數是(2n＋1－2)條。(3)消耗的脫氧核苷酸數。①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則經過n次復制需要消耗游離的該脫氧核苷酸為m×(2n－1)個。②若進行第n次復制，則需消耗該脫氧核苷酸數為m×2n－1個。[對點強化](·濰坊3月模擬)一個雙鏈均被32P標記的DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復制3次。下列敘述不正確的是()。A．該DNA分子中含有氫鍵的數目為1.3×104個B．復制過程需要2.4×104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C．子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7D．子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數之比為1∶3解析該DNA分子中A～T堿基對的數目為5000×2×20%＝2000個，G－C堿基對的數目為5000－2000＝3000個，則該DNA分子中含有的氫鍵數目為2000×2＋3000×3＝1.3×104個；該復制過程需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數為(23－1)×3000＝21000個；子代中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為2∶(23×2－2)＝1∶7；子代中含32P與只含31P的DNA分子數之比為2∶(23－2)＝1∶3。答案B實驗11同位素示蹤法在探究DNA復制方式中的應用(5年2考)(上海卷，北京卷)[要點突破]探究DNA復制是半保留復制還是全保留復制，可用同位素標記技術和離心處理技術，根據復制后DNA分子在試管中的位置即可確定復制方式。具體過程及結果分析如下：1．用放射性同位素標記大腸桿菌(1)若用14N標記大腸桿菌(普通大腸桿菌無放射性)，得到14N/14N的DNA分子，將該DNA分子離心處理，離心后位于試管的上部，即輕帶(如下圖1)。(2)若用放射性同位素15N標記大腸桿菌，得到15N/15N的DNA分子，將該DNA分子離心處理，離心后位于試管的下部，即重帶(如下圖2)。(3)若大腸桿菌的DNA分子中一條鏈被14N標記，另一條鏈被15N標記，離心處理后將會位于試管的中部，即中帶(如下圖3)。2．追蹤DNA的復制方式(1)將親代含14N的大腸桿菌轉移到含15N的培養(yǎng)基上增殖一代。(2)將親代含15N的大腸桿菌轉移到含14N的培養(yǎng)基上增殖一代。(3)分別對上述培養(yǎng)得到的大腸桿菌離心處理。3．結果分析(1)若DNA的復制方式為全保留復制，則離心后出現(xiàn)如下圖4所示，即eq\f(1,2)重帶和eq\f(1,2)輕帶。(該復制方式實際上是不存在的)(2)若DNA的復制方式為半保留復制，則離心后出現(xiàn)如下圖5所示，即全部為中帶。[典例透析]【典例1】科學家在研究DNA分子復制方式時進行了如圖所示的實驗研究(已知培養(yǎng)用的細菌大約每20min分裂一次)：實驗一：eq\x(細菌)eq\o(→,\s\up10(14N培養(yǎng)基),\s\do10(培養(yǎng)))eq\x(破碎細菌細胞提取DNA)eq\o(→,\s\up7(離心))eq\x(結果A)實驗二：eq\x(細菌)eq\o(→,\s\up10(15N培養(yǎng)基),\s\do10(培養(yǎng)))eq\x(破碎細菌細胞提取DNA)eq\o(→,\s\up7(離心))eq\x(結果B)實驗三：(1)實驗一和實驗二的作用是________。(2)從實驗三的結果C、D可以看出DNA分子復制______(是/不是)半保留復制。(3)如果實驗三的結果都為E，則可判斷DNA分子的復制方式________(是/不是)半保留復制。(4)如果DNA分子的復制方式是半保留復制，與結果D相比，結果E密度帶的數量和位置________________，放射性強度不同的是________帶。解析(1)實驗一和實驗二分別表示14N和15N標記的DNA分子的離心結果，其作用是與后面的實驗結果形成對照。(2)從實驗三的結果C、D可以看出新形成的DNA分子中有的保留了原來DNA分子(15N/15N)中的一條鏈，可見DNA分子復制具有半保留復制的特點。(3)結果表明原來被15N標記的DNA分子的兩條鏈沒有分開。因此不是半保留復制。(4)假設原有DNA分子數目為n，結果D和結果E都有2n個DNA分子為15N/14N，結果D有2n個DNA分子為14N/14N，結果E有6n個DNA分子為14N/14N，所以與結果D相比，結果E密度帶的數量和位置沒有變化，放射性強度發(fā)生變化的是輕帶。答案(1)對照作用(2)是(3)不是(4)沒有變化輕歸納小結解答此類問題要先明確DNA全保留復制和半保留復制的區(qū)別，再利用逆推法，即假設為全保留復制或半保留復制，預期實驗結果，再根據實驗結果，正推出DNA復制方式?！镜淅?】取1個含有1對同源染色體的精原細胞，用15N標記細胞核中的DNA，然后放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓其連續(xù)進行兩次有絲分裂，形成4個細胞，這4個細胞中含15N的細胞個數可能是()。A．2B．3C．4D．前三項都對解析關鍵點信息解讀①含15N的DNA作模板，原料是含14N的脫氧核苷酸，合成的子鏈中含14N②該精原細胞進行的是有絲分裂，不要誤認精原細胞進行減數分裂；且DNA分子復制2次，會產生15||14、14||14兩種DNA分子③所求的是含15N的細胞個數，而不是DNA分子個數答案D[常見失分探因](1)因受思維定勢影響，誤認為該過程進行的是減數分裂或求含15N的DNA分子數。(2)對細胞分裂和DNA復制相結合的知識理解不透。此類問題可通過構建模型圖解答，如下圖：這樣來看，最后形成的4個子細胞有3種情況：第一種情況是4個細胞都是；第2種情況是2個細胞是，1個細胞是，1個細胞是；第3種情況是2個細胞是，另外2個細胞是。[對點強化]1．(·衡陽六校聯(lián)考)細菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數代后，細菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取親代及子代的DNA，離心分離，如圖①～⑤為可能的結果，下列敘述錯誤的是()。A．子一代DNA應為②B．子二代DNA應為①C．子三代DNA應為④D．親代的DNA應為⑤解析由題意可知，子一代的DNA應為全中(14N/15N)，即圖②；子二代DNA應為eq\f(1,2)中(14N/15N)、eq\f(1,2)輕(14N/14N)，即圖①；子三代DNA應為eq\f(1,4)中(14N/15N)、eq\f(3,4)輕(14N/14N)，即圖③，而不是全輕(14N/14N)；親代的DNA應為全重(15N/15N)，即圖⑤。答案C2．(·馬鞍山二中月考)某高等動物的一個細胞中DNA分子的雙鏈均被32P標記(不考慮細胞質DNA)，將其放在含31P的細胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)，正確的是()。A．若該細胞進行有絲分裂，則完成一個細胞周期后產生的子細胞100%具有放射性B．若該細胞進行無絲分裂，則產生的子細胞均不具有放射性C．若該細胞是精原細胞，則其進行減數分裂產生的子細胞50%具有放射性D．若該細胞為精細胞，則其增殖產生的子細胞具有放射性解析依據DNA分子的半保留復制，細胞進行一次有絲分裂后，子細胞內所有染色體均具有放射性；細胞進行無絲分裂時DNA分子也進行復制，子細胞內也會出現(xiàn)放射性；精原細胞中DNA分子經半保留復制后，產生的精細胞全部具有放射性；高等動物的精細胞一般不分裂。答案A1．(·廣東卷)1953年Watson和Crick構建了DNA雙螺旋結構模型，其重要意義在于 ()。①證明DNA是主要的遺傳物質②確定DNA是染色體的組成成分③發(fā)現(xiàn)DNA如何儲存遺傳信息④為DNA復制機制的闡明奠定基礎A．①③ B．②③ C．②④ D．③④解析DNA分子雙螺旋結構模型中，堿基排列在內側，堿基對的排列順序代表遺傳信息，③正確；DNA復制的特點是邊解旋邊復制和半保留復制，DNA分子雙螺旋結構模型為DNA復制機制的闡明奠定基礎，④正確。答案D2．(·課標Ⅱ，1)關于DNA和RNA的敘述，正確的是 ()。A．DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵B．一種病毒同時含有DNA和RNAC．原核細胞中既有DNA，也有RNAD．葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA解析在tRNA中，也存在堿基之間的互補配對，故也有氫鍵，A錯；一種病毒中只含有一種核酸，要么是DNA，要么是RNA，B錯；核糖體由核糖體蛋白質和核糖體RNA組成，不含有DNA，D錯。答案C3．(·福建理綜，5)雙脫氧核苷酸常用于DNA測序，其結構與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補配對原則。DNA合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有 ()。A．2種 B．3種 C．4種 D．5種解析此題考查DNA結構的相關知識。在DNA雙螺旋結構中，堿基A與T、G與C分別形成堿基對，胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(假定用T′表示)應與A配對形成氫鍵。故堿基序列為GTACATACATG的單鏈模板在正常脫氧核苷酸環(huán)境中會生成如下雙鏈DNA分子：GTACATACATGCATGTATGTAC①②③④雙脫氧核苷酸會使子鏈合成終止，因此當DNA復制時若加入胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(T′)，可能會在①②③④位置替換堿基T而形成4種異常DNA片段，故可形成5種DNA分子。答案D4．(·北京卷)科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素失蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗，實驗內容及結果見下表。組別1組2組3組4組培養(yǎng)液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代數多代多代一代兩代培養(yǎng)產物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代操作提取DNA并離心離心結果僅為輕帶(14N/14N)僅為重帶(15N/15N)僅為中帶(15N/14N)eq\f(1,2)輕帶(14N/14N)eq\f(1,2)中帶(15N/14N)請分析并回答下面問題。(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。(2)綜合分析本實驗的DNA離心結果，第________組結果對得到的結論起到了關鍵作用，但需把它與第________組和第________組的結果進行比較，才能說明DNA分子的復制方式是________。(3)分析討論：①若子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于________，據此可判斷DNA分子的復制方式不是________復制。②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結果是________(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復制方式。③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結果是：密度帶的數量和位置________，放射性強度發(fā)生變化的是________帶。④若某次實驗的結果中，子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成的DNA單鏈中的N尚有少部分為________。解析(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經過多代培養(yǎng)，并且培養(yǎng)液中15NH4Cl是唯一氮源。(2)從圖表看，證明DNA分子的復制方式是半保留復制，第3組實驗結果起到了關鍵作用，因為其離心后僅為中帶(15N/14N)；還需與第1組和第2組的結果進行比較，才能說明DNA分子的復制方式是半保留復制。(3)①親代DNA為15N/15N，原料為14N，離心的結果為“輕”(14N/14N)和“重”(15N/15N)，則“重帶”DNA來自于親代DNA，即B，這種復制方式沒有發(fā)生母鏈與子鏈的重新組合，因而不是半保留復制。②判斷DNA的復制方式主要是看子代DNA與親代DNA的關系，實質是母鏈與子鏈是否發(fā)生重新組合，若將DNA雙鏈分開離心，則不能判斷DNA的復制方式。③在同等條件下，將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)(原料為14N)，密度帶仍為兩種，即輕帶(14N/14N)和中帶(15N/14N)，位置未發(fā)生變化，其中隨著n的增加輕帶的數量會逐漸增加，而中帶不變，因而放射性強度發(fā)生變化的是輕帶。④子Ⅰ代DNA的“中帶”(15N/14N)比以往實驗結果略寬，說明該實驗結果中的“中帶”不完全是15N/14N，有可能新形成的子鏈(14N)中混有少量的15N。答案(1)多15N/15NH4Cl(2)312半保留復制(3)①B半保留②不能③沒有變化輕④15N(時間：30分鐘)基礎對點練——考綱對點·夯基礎考點一DNA分子的結構、特性及基因的本質(Ⅱ)1．關于DNA分子結構的敘述中，不正確的是 ()。A．DNA分子由4種脫氧核苷酸組成B．每個DNA分子中，堿基數＝脫氧核苷酸數＝脫氧核糖數C．雙鏈DNA分子中的一段，若含有30個胞嘧啶，就一定會同時含有30個鳥嘌呤D．DNA分子中每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個含氮堿基解析DNA分子中除兩端外，每個脫氧核糖連接兩個磷酸和一個含氮堿基。答案D2．在DNA分子的一條鏈上，連接相鄰的脫氧核苷酸的是 ()。A．鳥嘌呤脫氧核苷酸與胞嘧啶脫氧核苷酸之間的肽鍵B．腺嘌呤脫氧核苷酸與胸腺嘧啶脫氧核苷酸之間的氫鍵C．磷酸和含氮堿基間的高能磷酸鍵D．脫氧核糖和磷酸間的磷酸二酯鍵解析一條鏈上相鄰的脫氧核苷酸通過脫氧核糖和磷酸間的磷酸二酯鍵相連接，如果是兩條鏈上互補配對的脫氧核苷酸，則通過氫鍵相連。答案D3．(·濰坊高考仿真二)20世紀90年代，Cuenoud等發(fā)現(xiàn)DNA也有催化活性。他們根據共有序列設計并合成了由47個核苷酸組成的單鏈DNA-E47，它可以催化兩個DNA片段之間的連接。下列有關敘述正確的是 ()。A．在DNA-E47中，嘌呤堿基數一定等于嘧啶堿基數B．在DNA-E47中，堿基數＝脫氧核苷酸數＝脫氧核糖數C．DNA-E47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的D．在DNA-E47中，每個脫氧核糖上均連有一個磷酸和一個含N堿基解析DNA－E47為單鏈，該DNA分子中沒有堿基互補配對，因此嘌呤堿基數不一定等于嘧啶堿基數；DNA－E47由47個脫氧核苷酸組成，每個脫氧核苷酸由一分子堿基、一分子脫氧核糖、一分子磷酸組成，因此，在DNA－E47中堿基數＝脫氧核苷酸數＝脫氧核糖數；DNA－E47作用的底物是兩個DNA片段，DNA聚合酶作用的底物是游離的脫氧核苷酸；DNA－E47單鏈中間的脫氧核糖上均連有兩個磷酸和一個含N堿基。答案B4．(·濰坊、東營、淄博、濱州四市聯(lián)考)下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，不正確的是 ()。A．基因一定位于染色體上B．基因在染色體上呈線性排列C．四種脫氧核苷酸的數目和排列順序決定了基因的多樣性和特異性D．一條染色體上含有1個或2個DNA分子解析基因是具有遺傳效應的DNA片段，DNA不一定位于染色體上，因此基因不一定位于染色體上，故A錯誤；多個基因位于同一條染色體上，基因在染色體上呈線性排列，故B正確；不同基因中脫氧核苷酸的數目和排列順序不同，基因具有多樣性，而每一個基因中脫氧核苷酸的數目和排列順序是特定的，因此基因又具有特異性，故C正確；沒有復制的每條染色體含有1個DNA分子，復制后的每條染色體含有2條染色單體，每條染色單體含有1個DNA分子，故D正確。答案A5．(新題快遞)從分子水平上對生物體具有多樣性或特異性的分析，錯誤的是()。A．堿基對的排列順序的千變萬化，構成了DNA分子基因的多樣性B．堿基對的特定的排列順序，又構成了每一個DNA分子基因的特異性C．一個含2000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式就有41000種D．人體內控制β-珠蛋白的基因由1700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41700種解析β-珠蛋白基因堿基對的排列順序，是β-珠蛋白所特有的。任意改變堿基的排列順序后，合成的就不一定是β-珠蛋白。答案D考點二DNA分子的復制及實驗探究(Ⅱ)6．(·廈門質檢)下列關于DNA復制的敘述，正確的是 ()。A．DNA復制時，嚴格遵循A－U、C－G的堿基互補配對原則B．DNA復制時，兩條脫氧核糖核苷酸鏈均可作為模板C．DNA分子全部解旋后才開始進行DNA復制D．脫氧核苷酸必須在DNA酶的作用下才能連接形成子鏈解析DNA復制時，嚴格遵循A－T、C－G的堿基互補配對原則；DNA是以兩條脫氧核苷酸鏈作為模板進行復制的；DNA分子邊解旋邊復制；脫氧核苷酸必須在DNA聚合酶的作用下才能連接形成子鏈。答案B7．DNA分子中胸腺嘧啶的數量為M，占總堿基數的比例為q，若此DNA分子連續(xù)復制n次需要的鳥嘌呤脫氧核苷酸為 ()。A．(2n－1)M B．Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2q)－1))C．(2n－1)M(eq\f(1,2q)－1) D．(2n－1)eq\f(M,2nq)解析掌握DNA復制的規(guī)律和DNA分子中的堿基計算方法是解題關鍵。由胸腺嘧啶的數量和占總堿基數的比例可知：該DNA分子的總堿基數為eq\f(M,q)，因“任意兩個不互補的堿基數之和占總堿基數的一半”，故該DNA分子中鳥嘌呤的數量＝eq\f(M,2q)－M＝M(eq\f(1,2q)－1)個；DNA分子復制n次，新增DNA分子的數量＝2n－1個，故該DNA分子復制n次需要消耗的鳥嘌呤脫氧核苷酸數＝(2n－1)×M(eq\f(1,2q)－1)＝(2n－1)M(eq\f(1,2q)－1)。答案C8．將大腸桿菌在含15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)后，再轉移到含14N的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)，8小時后提取DNA進行分析，得出含15N的DNA分子所占比例為eq\f(1,16)，則大腸桿菌的分裂周期是 ()。A．2小時 B．4小時 C．1.6小時 D．1小時解析eq\f(1,16)就是eq\f(2,32)，也就是分裂5次，8小時分裂5次，1.6小時一次，分裂周期就是1.6小時，C項正確。答案C提能強化練——考點強化·重能力9．若兩條脫氧核苷酸鏈都被32P標記的DNA分子的分子量是M，兩條脫氧核苷酸鏈都不被32P標記的DNA的分子量為N?，F(xiàn)將含32P標記的DNA的細菌放在不含32P的培養(yǎng)基上讓其分裂a次，則子代細菌的DNA的平均相對分子質量是 ()。A.eq\f(N（2a－2）＋M,2a) B.eq\f(N（2a－1）＋M,2a)C.eq\f(M（2a－2）＋N,2) D.eq\f(N（2a－1）＋M,2a－2)解析細菌分裂a次則DNA復制a次，產生的子代DNA總數為2a，因其復制符合半保留復制的特點，所以其2a個DNA分子的總相對分子質量為(2a－2)×N＋eq\f(M＋N,2)×2＝N(2a答案B10．(·沈陽四校聯(lián)考)某噬菌體的DNA為單鏈DNA，四種堿基的比率是A－0.28、G－0.32、T－0.24、C－0.16。當它感染宿主細胞時，能形成雜合型雙鏈DNA分子，則雜合型雙鏈DNA分子中A、G、C、T的比率依次是()。A．0.24、0.16、0.32和0.28B．0.26、0.24、0.24和0.26C．0.28、0.32、0.24和0.16D．0.24、0.26、0.26和0.24解析雙鏈DNA分子中A＝T，G＝C，排除A、C選項；單鏈中的堿基A、T與互補鏈中的堿基T、A對應，因此可計算出雙鏈DNA分子中A＝T，占0.26，C＝G，占0.24。答案B11．(·湖北重點中學聯(lián)考)如圖為真核細胞內某基因(15N標記)的結構示意圖，該基因全部堿基中A占20%。下列說法正確的是 ()。A．該基因一定存在于細胞內的染色體DNA上B．該基因的一條核苷酸鏈中(C＋G)/(A＋T)為3∶2C．DNA解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶作用于②部位D．將該基因置于14N培養(yǎng)液中復制3次后，含15N的DNA分子占eq\f(1,8)解析基因是具有遺傳效應的DNA片段，在染色體DNA和細胞質DNA上都存在基因；假設兩條鏈分別為1、2，則有關系：A1＋A2＝T1＋T2＝20%、G1＋G2＝C1＋C2＝30%，由于A2＝T1、G2＝C1，則A1＋T1＝20%，G1＋C1＝30%，因此，該基因的一條核苷酸鏈中(C＋G)/(A＋T)為3∶2；DNA解旋酶破壞氫鍵，作用于②部位，DNA聚合酶作用于①部位；將該基因置于14N培養(yǎng)液中復制3次后，形成8個子代DNA分子，由于DNA的半保留復制，有2個DNA含有15N，占eq\f(1,4)。答案B12．(·西安名校三檢)用15N標記細菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖4代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時含有15N和14N，c只含14N。下圖中這三種DNA分子的比例正確的是()。解析一個含15N的DNA在含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)復制4次，產生16個DNA分子，由于是半保留復制，其中只含15N的DNA分子數為0，同時含有15N和14N的DNA分子有2個，只含14N的DNA分子有14個。答案B大題沖關練——綜合創(chuàng)新·求突破13．如圖1為真核生物染色體上部分DNA分子復制過程示意圖，圖2為擬核或質粒復制過程示意圖，據圖回答下列問題。(1)從圖1可以看出，DNA分子復制是__________________________________。(2)真核生物DNA分子復制過程需要的條件是___________________________等，DNA解旋酶的作用是____________________________________________。(3)圖1生物的DNA復制方式的意義是________________________________。(4)將不含放射性的擬核放在含有3H－胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，如果第一次復制時，圖2中1、2處的放射性強度相同，證明DNA復制方式很可能是_________________________________________________________________。(5)若圖2中DNA在復制開始前的堿基總數是100個，其中T為20個，則復制一次需要游離的C為________個。解析(1)(3)圖1中的復制起點有三個，每個起點處復制都是雙向進行的，且邊解旋邊復制，這種復制方式有利于提高復制速率。(2)DNA復制需要模板、原料、酶、ATP等條件。(4)如果第一次復制時圖2中1、2處的放射性強度相同，則表明新合成的DNA的兩條鏈中含放射性的鏈都是一條，也說明了DNA復制屬于半保留復制。答案(1)多起點、雙向復制、邊解旋邊復制(2)模板、能量、脫氧核苷酸、酶打開DNA分子堿基對之間的氫鍵，形成兩條單鏈(3)提高了復制速率(4)半保留復制(5)3014．(·湖北八校第一次聯(lián)考)下圖是某DNA分子的局部組成示意圖，請據圖回答。(1)寫出圖中下列序號代表的結構中文名稱：①________；⑦________；⑧______