高中生物第17講 DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)

第17講DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)

內(nèi)容比較——知考向核心素養(yǎng)——提考能

1.概述DNA分子的DNA的結(jié)構(gòu)決定其功能，理解生命的延續(xù)和

生命觀念

結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)發(fā)展

內(nèi)容要2.概述DNA分子通建立DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、闡明DNA

科學(xué)思維

求過半保留方式進(jìn)行復(fù)制過程，培養(yǎng)歸納與概括、邏輯分析能力

復(fù)制探究DNA的半保留復(fù)制，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)

科學(xué)探究

3.概述基因的概念果分析能力

增：①DNA的結(jié)構(gòu)模式圖中標(biāo)明了五碳糖的碳原子位數(shù)及DNA兩條鏈的方向；

與舊教②DNA全保留復(fù)制的觀點(diǎn)。

材對(duì)比改：①DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)不再是選學(xué)內(nèi)容；②基因的概念。

冊II：小鼠肥胖與基因相關(guān)的實(shí)例。

考點(diǎn)一DNA的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算

考點(diǎn)-自主梳理預(yù)習(xí)教材夯基砒

LDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建者：沃森和克里克。

2.DNA的結(jié)構(gòu)層次

一條脫氧核甘酸鏈

此位矍美o（翱不美碳Q或

脫氧核糖

5研一堿基，（脫發(fā)）

3'2'-----/

脫氧核甘酸?

形4、丁問號(hào)成

2,考雙隹基本骨架成］；個(gè)氫被

而巨、堡上"外:

:p:腺嚏吟:曳---1一?'/內(nèi)：堿基對(duì)

「胸腺嗡照g螺旋

：種C：胞啥吭；一；；氫鍵；

;屋名嗦吟:舞鐘飛

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA雙鏈平面結(jié)構(gòu)―

5、C間的成3個(gè)氮被

提醒一個(gè)雙鏈DNA分子具有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，而環(huán)狀DNA不存在。

3.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)容并非所有的DNA均具“雙鏈”

(DDNA由兩條脫氧核甘酸鏈組成，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

(2)外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成主鏈基本骨架。

其形成不需要酶，而斷裂需解旋酶或加熱處理

(3)內(nèi)側(cè)：兩條鏈上堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)。堿基互補(bǔ)配對(duì)遵循以下原則：A=T(兩個(gè)

氫鍵)、(三個(gè)氫鍵)。

G—C堿基對(duì)所占比例越大,DNA熱穩(wěn)定性越強(qiáng)

4.DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

穩(wěn)定性磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成

基本骨架。

包里堿基多種多樣的排列順序，如某DNA分子中

有〃個(gè)堿基對(duì)，則其可能的排列順序有4"種。

堡更上每種DNA分子都有特定的避排列順序，

?代表了特定的遺傳信息。

*并不美磁條配對(duì)力或決定的

巧記利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子的結(jié)構(gòu)

C、H、O、A、G、C、T脫氧核糖、脫氧核昔規(guī)則雙螺

N、P脫氧核昔酸磷酸、堿基酸雙鏈旋結(jié)構(gòu)

重點(diǎn)?疑難突破突破疑難提考能

DNA中堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律

i鏈4^——————建

2鏈T---------A---------C-----------C~

19/x92v-*9

.....4

&WVA分子單鈕

堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：在雙鏈

DNA十，咤嗯數(shù)等于

分子中,A=T（A產(chǎn)T2，A?=T1）

嗦吟'數(shù)嗎？

推理1：雙鏈DNA分子中四種堿基，兩兩相等，兩兩互補(bǔ)。

即:A=TC=GA+C=T+G=50%A+G=T+C=50%（嗯吟=嗑咤）

已知任意一堿基比例，便可知其他三個(gè)堿基比例。

若1鏈中湍A.)+T9

=a，則2鏈中---------=a

推理2：已知C2+G9

DNA一條鏈雙鏈中上工=a

中的堿基比C+G

例，可求另一若1鏈中袈*=b，則2鏈中學(xué)學(xué)=4

條鏈中的堿

T]+G]T2+G2b

基比例雙鏈中A+C=]

T+G

推理：雙鏈分子中,

3DNA若A1=a%,A2=b%,

堿基A的比例為兩條單鏈則人=生足％

相應(yīng)堿基比例的平均值2

命題-規(guī)律探究感悟高考找規(guī)律

考向1結(jié)合DNA的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，考查結(jié)構(gòu)與功能觀

1.（2017?海南卷，24同材異構(gòu)）關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)與功能的說法，錯(cuò)誤的是（）

A.DNA分子中能儲(chǔ)存大量的遺傳信息

B.DNA分子中每個(gè)五碳糖上連接一個(gè)磷酸和一個(gè)含N堿基

C.DNA分子中G與C堿基對(duì)含量越高，其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)越大

D.若DNA分子的一條鏈中（A+G）/（T+C）＜1,則其互補(bǔ)鏈中該比例大于1

答案B

解析DNA分子中的堿基對(duì)排列順序蘊(yùn)含著大量的遺傳信息，A正確；DNA分子中脫氧核

甘酸鏈的脫氧核糖上連接一個(gè)或兩個(gè)磷酸基團(tuán)和一個(gè)含N堿基，B錯(cuò)誤；G、C間有3個(gè)氫

鍵，A、T間有2個(gè)氫鍵，故DNA分子中G與C堿基對(duì)含量越高，分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，C正

確；DNA分子的兩條單鏈中的(A+G)/(T+C)的值互為倒數(shù)，D正確。

2.(2021?遼寧大連期末)如圖為某鏈狀DNA分子部分結(jié)構(gòu)示意圖，以下敘述正確的是()

A.④是一個(gè)鳥喋吟脫氧核甘酸

B.DNA聚合酶可催化⑥或⑦形成

C.解旋酶可斷開⑤，因此DNA的穩(wěn)定性與⑤無關(guān)

D.A鏈和B鏈的方向相反，該DNA分子共具有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)

答案D

解析①是胸腺喀咤脫氧核甘酸中的磷酸，①②③不是一個(gè)鳥喋吟脫氧核昔酸的組成部分,

A錯(cuò)誤；DNA聚合酶催化⑥的形成，不催化⑦的形成，B錯(cuò)誤；⑤是氫鍵，氫鍵是維持DNA

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素之一，C錯(cuò)誤；鏈狀DNA分子兩條鏈的末端各有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，所

以該DNA分子中共具有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，D正確。

題后反思〉⑴DNA初步水解產(chǎn)物是4種脫氧核甘酸，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核

糖和4種含氮堿基。

(2)相鄰的堿基在DNA分子的一條單鏈中通過“一脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖一”相連接,

在DNA的雙鏈之間通過“氫鍵”相連接。

(3)除雙鏈DNA末端的兩個(gè)脫氧核糖外，其余每個(gè)脫氧核糖都連接著2個(gè)磷酸。每個(gè)雙鏈

DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個(gè)。

(4)對(duì)于原核細(xì)胞來說，擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起

構(gòu)成染色體。

考向2借助DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算，考查科學(xué)思維能力

3.(2014.山東卷，5)某研究小組測定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪

制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)

系圖，下列正確的是()

UDU

+++

VH

IWH

+11

求

V

N

C35

I

00.5100.51

一條單鏈中鬻.、/,..A+C

一條單鏈中不示

AB

00.5100.51

.”A+T.?A+T

一條單鏈中a石一條單鏈中舁5

CD

答案c

［慧眼識(shí)圖獲取信息］

雙鏈DNA分子中，當(dāng)一條鏈中存在(A］+C1)/(T1+G1)=0.5

(A+C)/(T+G)時(shí)，其互補(bǔ)鏈中存在(A2+C2)/(T2+G2)

一定等于1。=2O

(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C),

C正確、D錯(cuò)誤。

4.(2021?黑龍江哈爾濱三中調(diào)研)在一個(gè)DNA分子中，腺喋吟和胸腺喀咤之和占全部堿基的

42%,若其中一條鏈的胞嚏咤占該鏈堿基總數(shù)的24%,胸腺嚓咤占30%,則在其互補(bǔ)鏈上,

胞喀咤和胸腺喀咤分別占(

A.12%和34%B.21%和24%

C.34%和12%D.58%和30%

答案C

解析因?yàn)锳+T占全部堿基總數(shù)的42%,所以G+C占全部堿基總數(shù)的58%；因?yàn)閮煞N互

補(bǔ)堿基之和在DNA分子中與在單鏈上的含量相等，所以在兩條鏈中A+T、G+C均分別占

42%、58%；設(shè)鏈1上Ci占24%,則鏈1上Gi占34%,其互補(bǔ)鏈2上C2占34%；設(shè)鏈1

上Ti占30%,則鏈1上Ai占12%,其互補(bǔ)鏈2上T2占12%,故選C。

題后反思、＞三步解決DNA分子中有關(guān)堿基比例的計(jì)算

［搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個(gè)

蓬倉^DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條

［鏈上堿基的比例。

［畫一個(gè)DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知

空三歲一I的和所求的堿基。

三方一根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。

考點(diǎn)二DNA的復(fù)制及基因的概念

考點(diǎn)?自主梳理預(yù)習(xí)教材夯基礎(chǔ)

1.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

(1)實(shí)驗(yàn)者：美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾。

(2)研究方法：假說一演繹法。

(3)實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌。

(4)實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素示蹤法和密度梯度離心法。

⑸實(shí)驗(yàn)原理：含&N的雙鏈DNA密度大，含“N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含"N、一條

鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。沃森和克里克提出的。

(6)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。

(7)實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果：

（立即取出）（繁殖一代后取出）（繁殖兩代后取出）

提取DNA,

進(jìn)行密度梯

除

了n

排

--

儂

曾

會(huì)-

-o

-制

復(fù)-

七

-

g'?

l一

一排除了分故復(fù)制

（8）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的。

2.DNA復(fù)制的過程

（1）概念、時(shí)間、場所

DNA復(fù)制L?。才人胸表?在宿主軻胞內(nèi)

概念時(shí)間實(shí)質(zhì)

以親代DNA有絲分裂前主要是細(xì)胞遺傳信

為模板合成的間期和減核，線粒體息的復(fù)

子代DNA的數(shù)分裂前的和葉綠體中制

過程間期也存在

⑵過程

兩條的單錘分別作為模機(jī),同時(shí)迸行復(fù)制

3'A’①需要細(xì)胞提供能量

親代；/嵯

<②需要解施酶的作用

IDNA/旋

1A③結(jié)果:將DNA雙螺旋的兩條

DNA、筵角隼開

聚合酶1他硬板:

解開后的每一條母鏈

1②原料:游離的4種脫氧核甘酸

③酶：DNA聚合酶等

毋鏈、④原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

子鏈DNAT

聚合酶鏈

重新螺旋：每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模

35'板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)

DNA聚合酶

(3)特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制(過程上)、坐保留復(fù)制(結(jié)果上)。

(4)準(zhǔn)確復(fù)制的原因和意義每個(gè)DNA分子都保留

原DNA的一條鏈

①DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供精確的模板，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,保證了復(fù)制

能準(zhǔn)確進(jìn)行。

②DNA通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。

助學(xué)巧記>

合

解

「看絲分裂前的I半保留復(fù)制I成;模板、酶、

新

形

間期和減數(shù)分:邊解旋邊復(fù)制;成;原料、能量

U―————―1子A?___________

裂前的間期NA

3.染色體、DNA、基因和脫氧核甘酸的關(guān)系

每條染色體上有一個(gè)

；染色體是DNA的主分子

澳載體

每個(gè)DNA分子含有

基因通常是有遺傳

許多個(gè)基因

效應(yīng)的DNA片段

基因在洋色林

上呈微性排列,

基因的脫氧核甘酸排

脫氧核昔酸是基因列順序代表遺傳信息

的基本單位

提醒①對(duì)于RNA病毒來說，基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。

②基因可以是一段DNA,但一段DNA不一定是基因。

重點(diǎn)?疑難突破」_____________突破疑難提考能?

1.圖解法分析DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算

親代I15N標(biāo)記

：14N未標(biāo)記

復(fù)制1次小@親代DNA

\標(biāo)記，原

料未標(biāo)記

復(fù)制2次

復(fù)制幾次

一個(gè)親代DNA連續(xù)復(fù)制n次后，則：

(1)子代DNA分子數(shù)：2”個(gè)

①無論復(fù)制多少次，食"N的DNA分子始終是2個(gè)

做題時(shí)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”

②含I4N的DNA分子有2"個(gè)，圾盒"N的DNA分子有(2"—2)個(gè)

做題時(shí)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”

(2)子代DNA分子總鏈數(shù)：2"X2=2"+i條

①無論復(fù)制多少次，含15N的鏈?zhǔn)冀K是2條

②含"N的鏈數(shù)是(2"+i—2)條

(3)消耗的脫氧核甘酸數(shù)

①若親代DNA分子含有某種脫氧核昔酸m個(gè)，則經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗游離的該脫氧核昔

酸數(shù)為機(jī)X(2〃-1)個(gè)

②若進(jìn)行第”次復(fù)制，則需消耗游離的該脫氧核甘酸數(shù)為mX2”-i個(gè)

2.發(fā)散思維>同位素標(biāo)記技術(shù)在高中生物學(xué)中的應(yīng)用總結(jié)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康臉?biāo)記物標(biāo)記物轉(zhuǎn)移情況實(shí)驗(yàn)結(jié)論

H18OH羅O-18。2光合作用的反應(yīng)物

研究光合作用過程中H2。中的。以。2的形

14co2-1久3f(14CH2

物質(zhì)的利用14co2式放出，CO2中的c

O)

用于合成有機(jī)物

親代噬菌體中的

子代噬菌體檢測到放

探究生物的遺傳物質(zhì)32P(DNA)、35s(蛋白DNA是遺傳物質(zhì)

射性32p,未檢測到35s

質(zhì))

驗(yàn)證DNA的復(fù)制方親代DNA一子一代DNA的復(fù)制方式為

親代雙鏈用15N標(biāo)記

式DNA的一條鏈含15N半保留復(fù)制

標(biāo)記物在形態(tài)學(xué)上

生長素只能從植物體

端，在形態(tài)學(xué)下端可

生長素的極性運(yùn)輸含14c的生長素的形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)?/p>

檢測到標(biāo)記物，反之

形態(tài)學(xué)下端

不行

各種細(xì)胞器既有明確

研究分泌蛋白的合成核糖體f內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一高

用3H標(biāo)記的亮氨酸的分工，相互之間又

和分泌過程爾基體一細(xì)胞膜

協(xié)調(diào)配合

探究DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄3H或15N標(biāo)記的胸腺標(biāo)記的胸腺噴咤脫氧標(biāo)記的胸腺嚎咤脫氧

的原料喀陡脫氧核甘酸、尿核甘酸主要集中在細(xì)核甘酸用于合成

嚏咤核糖核甘酸胞核，尿嚏咤核糖核DNA,尿喀咤核糖核

甘酸主要集中在細(xì)胞甘酸用于合成RNA

質(zhì)

命題.規(guī)律探究_____________感悟高考找規(guī)律?

考向1圍繞DNA復(fù)制過程與特點(diǎn)，考查科學(xué)思維能力

1.（2020?許昌市調(diào)研）如圖為真核生物染色體上DNA復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

（）

A.圖中DNA復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的

B.圖中DNA復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的

C.真核生物DNA復(fù)制過程中解旋酶作用于氫鍵

D.真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率

答案A

解析分析題圖可知，圖中的三個(gè)復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制的DNA片段的長度不同，圈比較大的表示

復(fù)制開始的時(shí)間較早，因此DNA復(fù)制的起始時(shí)間不同，A錯(cuò)誤；題圖中DNA的復(fù)制過程

是邊解旋邊雙向復(fù)制的，B正確；DNA的復(fù)制首先要在解旋酶的作用下使雙鏈間的氫鍵斷

裂，C正確；真核生物的DNA復(fù)制具有多個(gè)起點(diǎn)，這種復(fù)制方式加速了復(fù)制過程，提高了

復(fù)制速率，D正確。

2.（2021?天津聯(lián)考）下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的敘述，正確的是（）

A.DNA在全部解旋之后才開始復(fù)制

B.解旋后以同一條鏈為模板合成兩條新的子鏈

C.在復(fù)制過程中需要的原料是脫氧核甘酸

D.在解旋酶的作用下將DNA水解成脫氧核甘酸

答案C

解析DNA復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制，而不是在全部解旋之后才開始復(fù)制，A錯(cuò)誤；解旋后分

別以兩條母鏈為模板合成兩條新的子鏈，兩條子鏈分別和兩條母鏈盤旋形成兩個(gè)DNA分子，

B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制的原料是脫氧核甘酸，C正確；在解旋酶的作用下，DNA雙鏈解開，形

成兩條脫氧核甘酸鏈，而將DNA水解成脫氧核甘酸的是DNA酶，D錯(cuò)誤。

題后反思》明確DNA復(fù)制、“剪接”與“水解”中的四種酶

（l）DNA聚合酶：需借助母鏈模板，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，將單個(gè)脫氧核苜酸連接到已有

的鏈上；

（2）DNA連接酶：將多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)所復(fù)制出的“DNA片段”“縫合”起來形成磷酸二酯鍵，

即連接“片段”；

（3）限制性核酸內(nèi)切酶：用于切斷DNA雙鏈中主鏈上的“3、5,一磷酸二酯鍵”；

（4）DNA水解酶：用于將DNA分子水解為脫氧核昔酸。

考向2結(jié)合DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算，考查科學(xué)思維能力

3.（2018?海南卷，15）現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有"N（表示為14N"N）的大腸桿菌，若

將該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉(zhuǎn)到含有14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，則理

論上DNA分子的組成類型和比例分別是（）

A.有15N14N和14N14N兩種，其比例為1：3

B.有15N15N和14N14N兩種，其比例為1：1

C.有15N15N和14N14N兩種，其比例為3：1

D.有15N14N和14N14N兩種，其比例為3：1

答案D

解析大腸桿菌"N"N在含有FN的培養(yǎng)基中繁殖，其中子一代大腸桿菌的DNA分子共2

個(gè)，均為1條鏈含14N,1條鏈含15N,子二代大腸桿菌的DNA分子共4個(gè)，其中2個(gè)DNA

分子為1條鏈含14N,1條鏈含15N,另外2個(gè)DNA分子為2條鏈均含15N；再轉(zhuǎn)到含有14N

的培養(yǎng)基中繁殖一代，子三代大腸桿菌的DNA分子共8個(gè)，其中2個(gè)DNA分子為2條鏈

均含14N,其余6個(gè)DNA分子為1條鏈含14N,1條鏈含15N,所以15N14N和14N14N兩種分

子的比例為3：1?

4.（2021?甘肅部分重點(diǎn)校摸底）用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嚏咤60

個(gè)，該DNA分子在MN的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。下列有關(guān)判斷正確的是（）

A.含有14N的DNA分子占7/8

B.含有15N的DNA分子占1/16

C.復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生15個(gè)DNA分子

D.復(fù)制過程中需腺喋吟脫氧核甘酸600個(gè)

答案D

解析DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，連續(xù)復(fù)制4次后，共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子，含有

的DNA分子有2個(gè)，每個(gè)DNA分子都含有UN,故A、B、C錯(cuò)誤；由題意可知，該DNA

分子中含有胸腺喀噬40個(gè)，復(fù)制后相當(dāng)于新產(chǎn)生15個(gè)DNA分子，故復(fù)制過程中需腺喋吟

脫氧核甘酸600個(gè)，D正確。

題后反，思〉DNA結(jié)構(gòu)與復(fù)制解題時(shí)的4個(gè)“注意”

(1)注意不要將DNA分子中堿基對(duì)之間氫鍵的形成與斷裂條件混淆，氫鍵可由解旋酶催化斷

裂，同時(shí)需要ATP供能，也可加熱斷裂(體外)；而氫鍵是在適宜條件下自動(dòng)形成的，不需要

酶和能量。

⑵注意“DNA復(fù)制了〃次”和“第〃次復(fù)制”的區(qū)別，前者包括所有的復(fù)制，但后者只包

括第力次的復(fù)制。

(3)注意堿基的單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。

(4)注意在DNA復(fù)制過程中，無論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核甘酸單鏈的DNA分子都只

有兩個(gè)。

考向3結(jié)合分析DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，考查演繹推理的能力

5.(2021?西南大學(xué)附中調(diào)研)如圖為科學(xué)家設(shè)計(jì)的DNA合成的同位素示蹤實(shí)驗(yàn)，利用大腸桿

菌來探究DNA的復(fù)制過程，下列說法正確的是()

含I5NHQ1的培養(yǎng)液

轉(zhuǎn)移到含“NH￡1繼續(xù)培養(yǎng),

的培養(yǎng)液中

生長若干代細(xì)胞分裂一次細(xì)胞分裂兩次

提取DNA密度梯度離心L提取DNA密度梯度離心|

0oR

N

D一)0

甑

管

管

試

試

試①②

A.從獲得試管①到試管③，細(xì)胞內(nèi)的染色體復(fù)制了兩次

B.用噬菌體代替大腸桿菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提取DNA更方便

C.試管③中含有14N的DNA占3/4

D.本實(shí)驗(yàn)是科學(xué)家對(duì)DNA復(fù)制方式假設(shè)的驗(yàn)證

答案D

解析大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)沒有染色體；噬菌體營寄生，不能在培養(yǎng)液中繁殖，不能代替大腸桿

菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn);試管③中含有14N的DNA占100%；本實(shí)驗(yàn)是對(duì)DNA半保留復(fù)制的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

6.(2020?北京等級(jí)模考，6)大腸桿菌擬核DNA是環(huán)狀DNA分子。將無放射性標(biāo)記的大腸桿

菌，置于含3H標(biāo)記的dTTP的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，使新合成的DNA鏈中的脫氧胸背均被3H標(biāo)

記。在第二次復(fù)制未完成時(shí)將DNA復(fù)制阻斷，結(jié)果如圖所示。

第一次復(fù)制第二次復(fù)制被

得至IJ的DNA阻斷后的DNA

下列對(duì)此實(shí)驗(yàn)的理解錯(cuò)誤的是()

A.DNA復(fù)制過程中，雙鏈會(huì)局部解旋

B.I所示的DNA鏈被3H標(biāo)記

C.雙鏈DNA復(fù)制僅以一條鏈作為模板

D.DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制

答案C

解析分析第二次復(fù)制的圖形可知，DNA復(fù)制過程中雙鏈會(huì)局部解旋，A正確；圖中I所

示的DNA鏈?zhǔn)窃诤?H標(biāo)識(shí)的dTTP的培養(yǎng)液中合成的，故I所示的DNA鏈被3H標(biāo)記，B

正確；分析第二次復(fù)制的圖形，可以看出DNA復(fù)制時(shí)兩條鏈都可作為模板，C錯(cuò)誤；從第

一次復(fù)制及第二次復(fù)制的圖形分析可知，DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制，D正確。

重溫真題經(jīng)典再現(xiàn)

L經(jīng)典重組判斷正誤

(1)細(xì)胞中DNA分子的堿基總數(shù)與所有基因的堿基數(shù)之和不相等(2020?全國卷m,1C)()

(2)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的(2014?全國卷II,5cx)

(3)DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵(2013?全國卷H,1A)()

(4)大腸桿菌細(xì)胞中只有A、T、C、G四種堿基(2012?海南卷，5C)()

提示(1)V

(2)X雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和脫氧核糖是通過磷酸二酯鍵連接的。

（3）XtRNA中也有氫鍵。

（4）X還有堿基U。

2.（2019?天津卷，1）用3H標(biāo)記胸腺喀咤后合成脫氧核甘酸，注入真核細(xì)胞，可用于研究（）

A.DNA復(fù)制的場所B.mRNA與核糖體的結(jié)合

C.分泌蛋白的運(yùn)輸D.細(xì)胞膜脂質(zhì)的流動(dòng)

答案A

解析脫氧核昔酸是合成DNA的原料，用3H標(biāo)記胸腺喀噬后合成脫氧核甘酸，然后注入

真核細(xì)胞，可用于研究DNA復(fù)制的場所，A符合題意。

3.（2018?全國卷I,2）生物體內(nèi)的DNA常與蛋白質(zhì)結(jié)合，以DNA一蛋白質(zhì)復(fù)合物的形式存

在。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.真核細(xì)胞染色體和染色質(zhì)中都存在DNA一蛋白質(zhì)復(fù)合物

B.真核細(xì)胞的核中有DNA一蛋白質(zhì)復(fù)合物，而原核細(xì)胞的擬核中沒有

C.若復(fù)合物中的某蛋白參與DNA復(fù)制，則該蛋白可能是DNA聚合酶

D.若復(fù)合物中正在進(jìn)行RNA的合成，則該復(fù)合物中含有RNA聚合酶

答案B

解析真核細(xì)胞染色體和染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，因此都存在DNA一蛋白質(zhì)復(fù)

合物，A正確；原核細(xì)胞的擬核含一個(gè)裸露的環(huán)狀DNA分子，該DNA的復(fù)制及轉(zhuǎn)錄都需

要酶催化，故擬核中存在由DNA和酶構(gòu)成的DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制需

要DNA聚合酶的催化作用，DNA聚合酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，故復(fù)合物中參與DNA復(fù)制

的蛋白質(zhì)可能是DNA聚合酶，C正確；如果復(fù)合物中正在進(jìn)行RNA的合成，則復(fù)合物中

必須含有RNA聚合酶，因?yàn)镽NA中核糖核甘酸之間的連接需要RNA聚合酶的催化，D正

確。

4.（2017?海南卷，23）下列關(guān)于真核生物遺傳物質(zhì)和性狀的敘述，正確的是（）

A.細(xì)胞中染色體的數(shù)目始終等于DNA的數(shù)目

B.有絲分裂有利于保持親代細(xì)胞和子代細(xì)胞間遺傳性狀的穩(wěn)定

C.細(xì)胞中DNA分子的堿基對(duì)數(shù)等于所有基因的堿基對(duì)數(shù)之和

D.生物體中，一個(gè)基因決定一種性狀，一種性狀由一個(gè)基因決定

答案B

解析真核細(xì)胞的細(xì)胞核中，染色體復(fù)制之前，染色體數(shù)等于核DNA數(shù)，復(fù)制后，染色體

數(shù)：核DNA數(shù)=1：2,如果再加上細(xì)胞質(zhì)中的DNA,染色體始終小于DNA數(shù)目，A錯(cuò)誤；

有絲分裂的意義就是有利于保持親、子代細(xì)胞間遺傳性狀的穩(wěn)定，B正確；細(xì)胞中的DNA

上，只有具遺傳效應(yīng)的片段才是基因，DNA上還有很多非基因序列，C錯(cuò)誤；生物體中，

基因與性狀之間并不是單純的一對(duì)一關(guān)系，D錯(cuò)誤。

5.(2016?全國卷I,29)在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(biāo)記DNA分子。用a、p和丫

表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A—Pa?P0?Py或dA—Pa?Pp?

Py)o回答下列問題；

(1)某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時(shí)產(chǎn)生ADP。若要用該酶

把32P標(biāo)記至I]DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的(填“a"邙”或

“Y”)位上。

(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，

則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的(填“a"邙”或)位上。

(3)將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記，并使其感染大腸桿菌，在不含有

32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體("個(gè))并

釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/〃，原因是

答案(l)y

⑵a

(3)一個(gè)含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到

兩個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個(gè)噬菌體中只有2個(gè)帶有標(biāo)記

解析(l)ATP水解生成ADP的過程中，斷裂的是遠(yuǎn)離腺昔A的那個(gè)特殊的化學(xué)鍵即P位和

丫位之間的特殊的化學(xué)鍵，即丫位磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端。要將32P標(biāo)記到DNA上，帶

有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在y位上。(2)dATP脫去P位和y位的磷酸基團(tuán)后為腺喋吟脫氧核糖核

昔酸，即DNA的基本組成單位之一，用dATP為原料合成DNA時(shí)，要將32P標(biāo)記到新合成

的DNA上，則32P應(yīng)在a位。(3)由于DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制，故噬菌體雙鏈DNA的

復(fù)制過程中，被32P標(biāo)記的兩條單鏈?zhǔn)冀K被保留，并分別存在于兩個(gè)子代DNA分子中。另

外，新合成DNA過程中，原料無32P標(biāo)記，所以〃個(gè)子代DNA分子中有且只有2個(gè)含有

32P標(biāo)記。

課后?分層訓(xùn)練

（時(shí)間：35分鐘）

領(lǐng)定生命觀念練基礎(chǔ)

1.（2020?浙江7月選考，3）某DNA片段的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是（）

A.①表示胞喀咤

B.②表示腺喋吟

C.③表示葡萄糖

D.④表示氫鍵

答案D

解析根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，DNA結(jié)構(gòu)中與A配對(duì)的是T,①表示胸腺喀噬，A錯(cuò)

誤；與G配對(duì)的是C,②表示胞喀咤，B錯(cuò)誤；脫氧核甘酸中的單糖③是脫氧核糖，C錯(cuò)誤；

④表示氫鍵，D正確。

2.（2021?廣東深圳調(diào)研）下列關(guān)于DNA、基因的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.DNA復(fù)制以A、T、C、G四種游離的核糖核昔酸為原料

B.DNA的遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中

C.DNA上分布著許多個(gè)基因

D.真核生物與原核生物的基因本質(zhì)相同

答案A

解析DNA復(fù)制以細(xì)胞中四種游離的脫氧核糖核甘酸為原料，A錯(cuò)誤；DNA的遺傳信息蘊(yùn)

藏在4種堿基特定的排列順序之中，B正確；基因通常是指具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一

個(gè)DNA上分布著許多個(gè)基因，C正確；真核生物與原核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA,真核生

物與原核生物的基因本質(zhì)都是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，D正確。

3.（2021?陜西西安模擬）某同學(xué)欲制作一個(gè)DNA片段模型，現(xiàn)準(zhǔn)備了15個(gè)堿基A塑料片，8

個(gè)堿基T塑料片，40個(gè)脫氧核糖和40個(gè)磷酸塑料片，為了充分利用現(xiàn)有材料，還需準(zhǔn)備堿

基C塑料片（）

A.8個(gè)B.24個(gè)

C.16個(gè)D.12個(gè)

答案D

解析DNA分子的基本組成單位是脫氧核甘酸，每分子脫氧核甘酸由一分子磷酸、一分子

脫氧核糖和一分子含氮堿基組成，所以40個(gè)脫氧核糖和40個(gè)磷酸的塑料片能形成20個(gè)堿

基對(duì)。在雙鏈DNA中，堿基之間的配對(duì)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即人=1、G=C,所以15

個(gè)堿基A塑料片，8個(gè)堿基T塑料片，能形成8個(gè)A—T堿基對(duì)。因此，為了充分利用現(xiàn)有

材料，還需準(zhǔn)備12個(gè)堿基C塑料片，以形成12個(gè)C—G堿基對(duì)。

4.（2020?山東日照期末）下圖為DNA的復(fù)制方式模式圖，圖中“一”表示復(fù)制方向。下列敘

述錯(cuò)誤的是（）

A.由圖可知，DNA復(fù)制為單向復(fù)制

B.除圖示酶外，DNA復(fù)制還需DNA聚合酶等

C.DNA復(fù)制時(shí)，子鏈的延伸方向是相同的

D.解旋含G—C堿基對(duì)較多區(qū)域時(shí)，消耗的能量相對(duì)較多

答案A

解析由圖可知，DNA復(fù)制為雙向復(fù)制，A錯(cuò)誤；圖示解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵，使雙

鏈DNA解開，需要消耗ATP,DNA復(fù)制過程中，還需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核甘酸連

接到DNA片段上，再將片段連成完整的子鏈需要DNA連接酶，B正確；DNA的兩條鏈?zhǔn)?/p>

反向平行的，而復(fù)制的時(shí)候只能從5,端向3,端延伸，所以兩條子鏈合成方向相反，但延伸方

向是相同的，C正確；G—C含有3個(gè)氫鍵，A—T含有2個(gè)氫鍵，故解旋含G—C堿基對(duì)較

多區(qū)域時(shí)，消耗的能量相對(duì)較多，D正確。

5.（2021?湖南益陽、湘潭調(diào)研）下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核甘酸的說法，不正確的

是（）

A.性染色體上的基因，并不一定都與性別的決定有關(guān)

B.在DNA結(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基

C.基因的特異性是由脫氧核昔酸的排列順序決定的

D.基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系

答案B

解析性染色體上的基因并不都與性別有關(guān)，如X染色體上的色盲基因，不能決定性別，A

正確；在DNA結(jié)構(gòu)中，一條鏈內(nèi)部的脫氧核糖（位于鏈端的除外）直接與兩個(gè)磷酸和一個(gè)堿

基相連，B錯(cuò)誤；脫氧核甘酸的特定排列順序決定了DNA的特異性，而基因是有遺傳效應(yīng)

的DNA片段，C正確；基因和染色體行為有平行關(guān)系，D正確。

6.（2021.黑龍江哈師大附中檢測）2019年冬季發(fā)現(xiàn)的新型冠狀病毒肺炎是由一種新型冠狀病

毒引起的傳染病，研究發(fā)現(xiàn)，2019新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是單股正鏈RNA（+RNA）,其

遺傳信息的傳遞過程如圖所示，下列有