2023屆一輪生物復(fù)習(xí)-第3單元-第19講-DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因的本質(zhì)

第19講DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因的本質(zhì)判斷正誤并找到課本原文1．沃森和克里克以威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)。(必修2P49)(√)2．沃森和克里克提出腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量，鳥嘌呤的量等于胞嘧啶的量。(必修2P49)(×)3．在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，DNA中的核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。(必修2P50)(×)4．DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱作5′-端，另一端有一個(gè)羥基(—OH)，稱作3′-端。(必修2P50)(√)5．沃森和克里克提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說。(必修2P53)(√)6．1958年，科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用同位素標(biāo)記技術(shù)，證實(shí)了DNA的確是以半保留的方式復(fù)制的。(必修2P53～55)(√)7．DNA復(fù)制開始時(shí)，在細(xì)胞提供的能量的驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。(必修2P55)(√)8．DNA聚合酶等以解開的每一條母鏈為模板，以4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈。(必修2P55)(√)9．DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。(必修2P56)(√)10．DNA通過復(fù)制，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。(必修2P56)(√)11．一個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因，每一個(gè)基因都是特定的DNA片段，有著特定的遺傳效應(yīng)。(必修2P58)(√)12．遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中。(必修2P59)(√)(2021·廣東選擇性考試)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀(jì)自然科學(xué)的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是()①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機(jī)制A．①② B．②③C．③④ D．①④答案B解析赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，與構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型無關(guān)，①錯(cuò)誤；沃森和克里克根據(jù)富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜，推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)，②正確；查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等，沃森和克里克據(jù)此推出堿基的配對(duì)方式，③正確；沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機(jī)制，是在構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型之后提出的，④錯(cuò)誤。一DNA的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1．DNA雙螺旋模型構(gòu)建者：eq\x(\s\up1(01))沃森和克里克。2．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成3．DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1)DNA由eq\x(\s\up1(07))兩條脫氧核苷酸鏈組成，這兩條鏈按eq\x(\s\up1(08))反向平行的方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)外側(cè)：eq\x(\s\up1(09))脫氧核糖和eq\x(\s\up1(10))磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架。(3)內(nèi)側(cè)：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成eq\x(\s\up1(11))堿基對(duì)。堿基互補(bǔ)配對(duì)遵循以下原則：eq\x(\s\up1(12))A=T(兩個(gè)氫鍵)、eq\x(\s\up1(13))G≡C(三個(gè)氫鍵)。4．DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)類型決定因素eq\x(\s\up1(14))多樣性具n個(gè)堿基對(duì)的DNA具有4n種堿基的排列順序eq\x(\s\up1(15))特異性每種DNA分子都有其特定的堿基的排列順序eq\x(\s\up1(16))穩(wěn)定性磷酸與脫氧核糖交替連接形成的基本骨架不變，堿基之間互補(bǔ)配對(duì)形成氫鍵方式不變等涉及到的基本骨架或基本支架有哪些？提示(1)有機(jī)大分子基本骨架：碳鏈。(2)細(xì)胞骨架：蛋白質(zhì)纖維。(3)細(xì)胞膜基本支架：磷脂雙分子層。(4)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)基本骨架：脫氧核糖和磷酸交替連接。二DNA的復(fù)制1．DNA復(fù)制的推測(cè)和半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)推測(cè)：沃森和克里克提出假說：DNA復(fù)制方式為eq\x(\s\up1(01))半保留復(fù)制。(2)DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)①實(shí)驗(yàn)方法：eq\x(\s\up1(02))假說—演繹法。②實(shí)驗(yàn)技術(shù)：eq\x(\s\up1(03))同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。③實(shí)驗(yàn)原理：15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，這兩種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度eq\x(\s\up1(04))大，因此，利用離心技術(shù)可以在試管中分離開含有不同N元素的DNA。④實(shí)驗(yàn)假設(shè)：eq\x(\s\up1(05))DNA以半保留的方式復(fù)制。⑤實(shí)驗(yàn)過程a．用含eq\x(\s\up1(06))15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖若干代，這時(shí)，大腸桿菌的DNA幾乎都是eq\x(\s\up1(07))15N標(biāo)記的。b．將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有eq\x(\s\up1(08))14NH4Cl的普通培養(yǎng)液中。c．在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA。d．將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。⑥實(shí)驗(yàn)預(yù)期⑦實(shí)驗(yàn)結(jié)果親代取出，提取DNA→離心→eq\x(\s\up1(12))全部重帶。繁殖一代后取出，提取DNA→離心→eq\x(\s\up1(13))全部中帶。繁殖兩代后取出，提取DNA→離心→eq\x(\s\up1(14))1/2輕帶、1/2中帶。⑧實(shí)驗(yàn)結(jié)論：eq\x(\s\up1(15))DNA的復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的。能否通過對(duì)第一代DNA解旋獲得的DNA單鏈進(jìn)行離心的結(jié)果確定DNA復(fù)制的方式是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制？提示不能，因?yàn)閮煞N復(fù)制得到的第一代DNA分子解旋后再離心所得條帶一樣，無法區(qū)分。2．DNA復(fù)制的過程(1)概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。(2)時(shí)期：eq\x(\s\up1(16))細(xì)胞分裂前的間期。(3)場(chǎng)所：真核細(xì)胞中主要是eq\x(\s\up1(17))細(xì)胞核，線粒體和葉綠體中也存在；原核細(xì)胞中主要是eq\x(\s\up1(18))擬核區(qū)，質(zhì)粒中也存在；DNA病毒在活的宿主細(xì)胞內(nèi)。(4)復(fù)制過程(5)結(jié)果：1個(gè)DNA復(fù)制形成2個(gè)eq\x(\s\up1(27))完全相同的DNA。(6)特點(diǎn)：邊eq\x(\s\up1(28))解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制。(7)精確復(fù)制的原因①獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板。②eq\x(\s\up1(29))通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。(8)意義：將eq\x(\s\up1(30))遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了eq\x(\s\up1(31))遺傳信息的連續(xù)性。1．活細(xì)胞均可發(fā)生DNA復(fù)制。(×)2．無絲分裂和原核細(xì)胞的分裂過程中也存在DNA復(fù)制。(√)3．原核細(xì)胞DNA復(fù)制場(chǎng)所是擬核。(×)4．復(fù)制時(shí)，DNA兩條鏈均作為模板。(√)5．DNA復(fù)制時(shí)，雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后開始進(jìn)行復(fù)制。(×)6．DNA復(fù)制與染色體復(fù)制是分別獨(dú)立進(jìn)行的。(×)7．游離的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子鏈。(×)三基因的本質(zhì)1．本質(zhì)：基因通常是具有eq\x(\s\up1(01))遺傳效應(yīng)的DNA片段。有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，對(duì)于這些病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。2．基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關(guān)系1．真核細(xì)胞的基因只存在于細(xì)胞核中，而核酸并非僅存在于細(xì)胞核中。(×)2．真核細(xì)胞基因中核糖核苷酸的排列順序代表遺傳信息。(×)3．基因只位于染色體上，所以染色體是基因的載體。(×)4．等位基因位于同一個(gè)DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈上。(×)5．細(xì)胞中組成一個(gè)基因的嘌呤堿基與嘧啶堿基數(shù)量不一定相等。(×)考點(diǎn)1DNA的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算題型一DNA結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1．如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的敘述正確的是()A．②和③相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架B．④是構(gòu)成DNA的基本組成單位，名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸C．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息D．⑤⑥分別代表A、G，一條脫氧核苷酸單鏈上的相鄰兩個(gè)堿基之間通過⑨連接答案C解析DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，即①②相間排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，A錯(cuò)誤；脫氧核苷酸中，磷酸基團(tuán)連接在脫氧核糖的5′-碳原子上，圖中所示的④并非為一個(gè)脫氧核苷酸，標(biāo)記為①的磷酸基團(tuán)屬于上方的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，B錯(cuò)誤；⑤⑥分別代表A、G，一條脫氧核苷酸單鏈上的兩個(gè)相鄰堿基通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖相連，兩條脫氧核苷酸鏈之間的互補(bǔ)堿基通過⑨，即氫鍵相連，D錯(cuò)誤。2．(不定項(xiàng))下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是()A．DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結(jié)構(gòu)B．DNA分子中的每個(gè)磷酸均連接著一個(gè)脫氧核糖和一個(gè)堿基C．DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對(duì)D．DNA兩條鏈的5′-端各具有1個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，且一條鏈的脫氧核苷酸的磷酸與另一個(gè)脫氧核苷酸的3′-C連接答案CD解析DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；DNA分子中兩條鏈的5′-端的磷酸連接著一個(gè)脫氧核糖，其他的磷酸連接著兩個(gè)脫氧核糖，且磷酸不與堿基直接相連，B錯(cuò)誤。題型二DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算3．(2021·北京等級(jí)考)酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯(cuò)誤的是()A．DNA復(fù)制后A約占32%B．DNA中C約占18%C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1D．RNA中U約占32%答案D解析DNA分子為半保留復(fù)制，復(fù)制時(shí)遵循A—T、G—C的配對(duì)原則，DNA復(fù)制后獲得的是與原來的DNA完全相同的DNA，則DNA復(fù)制后的A約占32%，A正確；酵母菌的DNA中堿基A約占32%，則A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正確；DNA遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A＝T、G＝C，則(A＋G)/(T＋C)＝1，C正確；由于RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄而來，故RNA中U不一定占32%，D錯(cuò)誤。4．某雙鏈DNA分子含有200個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則有關(guān)該DNA分子的敘述，正確的是()A．含有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán)B．含有腺嘌呤脫氧核苷酸30個(gè)C．4種含氮堿基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7D．堿基排列方式共有4100種答案C解析一個(gè)雙鏈DNA分子中含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，A錯(cuò)誤；由一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，計(jì)算得一條鏈上200個(gè)堿基中含A、T、G、C依次是20、40、60、80，另一條鏈上含A、T、G、C則依次是40、20、80、60，故該DNA中含腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為20＋40＝60(個(gè))，B錯(cuò)誤；四種含氮堿基的比例是A∶T∶G∶C＝(20＋40)∶(40＋20)∶(60＋80)∶(80＋60)＝3∶3∶7∶7，C正確；含200個(gè)堿基對(duì)的DNA不考慮每種堿基比例關(guān)系的情況下，可能的堿基排列方式共有4200種，但因堿基數(shù)量比例已確定，故堿基排列方式肯定少于4200種，且一個(gè)DNA分子只有一種特定的堿基排列順序，D錯(cuò)誤。5．(不定項(xiàng))(2021·山東高三百所學(xué)校聯(lián)考)某DNA片段中共有a個(gè)堿基，其中一條鏈中A＋T占該鏈堿基總數(shù)的50%。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．該DNA片段復(fù)制時(shí)，解旋酶和DNA聚合酶不能同時(shí)發(fā)揮作用B．該DNA片段中A＋T占?jí)A基總數(shù)的50%C．若該DNA片段發(fā)生基因突變，則會(huì)影響嘌呤和嘧啶的比例D．該DNA片段的另一條鏈中A＋G＝T＋C＝a/4答案ACD解析DNA分子的復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過程，DNA片段復(fù)制時(shí)，解旋酶和DNA聚合酶可同時(shí)發(fā)揮作用，A錯(cuò)誤；根據(jù)題意，DNA一條鏈中A＋T占該鏈堿基總數(shù)的50%，可得出該DNA片段中A＋T占?jí)A基總數(shù)的50%，B正確；若該DNA片段發(fā)生基因突變，不會(huì)影響嘌呤和嘧啶的比例，在雙鏈DNA中，二者比例為1∶1，C錯(cuò)誤；無法判斷該DNA片段的另一條鏈中A＋G與T＋C的關(guān)系，D錯(cuò)誤。DNA中堿基的相關(guān)計(jì)算規(guī)律(1)規(guī)律一：一個(gè)雙鏈DNA分子中，A＝T、C＝G，則A＋G＝C＋T，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。(2)規(guī)律二：在雙鏈DNA分子中，eq\f(A＋T,A＋T＋C＋G)＝eq\f(A1＋T1,A1＋T1＋C1＋G1)＝eq\f(A2＋T2,A2＋T2＋C2＋G2)。(3)規(guī)律三：在DNA雙鏈中，一條單鏈的eq\f(A1＋G1,T1＋C1)的值與其互補(bǔ)單鏈的eq\f(A2＋G2,T2＋C2)的值互為倒數(shù)關(guān)系。(不配對(duì)的堿基之和比例在兩條單鏈中互為倒數(shù))提醒：在整個(gè)DNA分子中該比值等于1。(4)規(guī)律四：在DNA雙鏈中，一條單鏈的eq\f(A1＋T1,G1＋C1)的值，與該互補(bǔ)鏈的eq\f(A2＋T2,G2＋C2)的值是相等的，也與整個(gè)DNA分子中的eq\f(A＋T,G＋C)的值是相等的。提醒：綜合規(guī)律三、四可簡(jiǎn)記為“補(bǔ)則等，不補(bǔ)則倒”?？键c(diǎn)2DNA復(fù)制及基因的概念題型一DNA復(fù)制過程及特點(diǎn)1.如圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程的模式圖，據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述不正確的是()A．由圖示不能得出DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制B．解旋酶能使雙鏈DNA解開，且需要消耗ATPC．從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向都是5′到3′D．DNA聚合酶的作用位點(diǎn)為兩條脫氧核苷酸鏈之間的氫鍵答案D解析DNA聚合酶的作用位點(diǎn)為一條鏈中相鄰的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，D錯(cuò)誤。2．(不定項(xiàng))正常情況下，DNA分子在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí)，雙螺旋解開后會(huì)產(chǎn)生一段單鏈區(qū)，DNA結(jié)合蛋白(SSB)能很快地與單鏈結(jié)合，防止解旋的單鏈重新配對(duì)，而使DNA呈伸展?fàn)顟B(tài)，SSB在復(fù)制過程中可以重復(fù)利用，下列有關(guān)推理合理的是()A．SSB是一種解開DNA雙螺旋的解旋酶B．SSB與單鏈的結(jié)合將不利于DNA復(fù)制C．SSB與DNA單鏈既可結(jié)合也可分開D．SSB與單鏈的結(jié)合不遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則答案CD解析根據(jù)題干中“雙螺旋解開后會(huì)產(chǎn)生一段單鏈區(qū)，DNA結(jié)合蛋白(SSB)能很快地與單鏈結(jié)合”，說明SSB不是一種解開DNA雙螺旋的解旋酶，A錯(cuò)誤；SSB與單鏈的結(jié)合可防止單鏈DNA重新配對(duì)，有利于DNA復(fù)制，B錯(cuò)誤；SSB是一種DNA結(jié)合蛋白，故與單鏈的結(jié)合不遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，D正確。題型二DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)分析3．DNA的復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測(cè)，可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢？下面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明DNA的復(fù)制方式。實(shí)驗(yàn)步驟：a．在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14N—DNA(對(duì)照)。b．在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為15N—DNA(親代)。c．將親代含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同相對(duì)分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)：(1)如果與對(duì)照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排除________________________________________________________________________。(2)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，則可以排除________，但不能肯定是________________________。(3)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定：若子代Ⅱ可以分出____________和________________，則可以排除分散復(fù)制，同時(shí)肯定半保留復(fù)制；如果子代Ⅱ不能分出________密度兩條帶，則排除________，同時(shí)確定為________。答案(1)輕(14N/14N)重(15N/15N)半保留復(fù)制和分散復(fù)制(2)全保留復(fù)制半保留復(fù)制還是分散復(fù)制(3)一條中密度帶一條輕密度帶中、輕半保留復(fù)制分散復(fù)制解析由圖示可知，深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈)，淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復(fù)制后得到的兩個(gè)DNA分子，一個(gè)是原來的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子，一個(gè)是兩條子鏈形成的子代DNA分子；半保留復(fù)制后得到的每個(gè)子代DNA分子的一條鏈為母鏈，一條鏈為子鏈；分散復(fù)制后得到的每個(gè)子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子鏈片段間隔連接而成的。題型三DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算4.將某種細(xì)菌培養(yǎng)在含有3H－胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基上一段時(shí)間，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的擬核中含有兩種類型的DNA分子如圖所示，虛線表示含放射性的脫氧核苷酸鏈。下列說法正確的是()A．細(xì)菌擬核DNA第一次復(fù)制后產(chǎn)生的DNA分子為乙類型B．細(xì)菌擬核DNA第三次復(fù)制后產(chǎn)生的DNA分子為甲、乙兩種類型，比例為甲∶乙＝3∶1C．細(xì)菌擬核DNA復(fù)制n次產(chǎn)生的含有放射性脫氧核苷酸鏈的數(shù)目為2n＋1－2條D．若該細(xì)菌擬核DNA含有的堿基數(shù)目為m，其中胸腺嘧啶的數(shù)目為a，則第n次復(fù)制需要鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為(2n－1)×(m－2a)/2答案C解析由題意可知，親本DNA沒有放射性，根據(jù)DNA的半保留復(fù)制，子一代的DNA分子一條鏈含有放射性，一條鏈沒有放射性，即圖甲所示，A錯(cuò)誤；子二代及以后會(huì)出現(xiàn)兩條鏈都具有放射性的DNA分子，即圖乙所示，且只含有2個(gè)DNA分子為甲類型，細(xì)菌擬核DNA第三次復(fù)制后產(chǎn)生的DNA分子有8個(gè)，其中有2個(gè)為甲類型，因此甲、乙兩種類型的比例為1∶3，B錯(cuò)誤；細(xì)菌擬核DNA復(fù)制n次產(chǎn)生的含有放射性脫氧核苷酸鏈的數(shù)目＝2n×2－2＝2n＋1－2，C正確；若該細(xì)菌擬核DNA含有的堿基數(shù)目為m，其中胸腺嘧啶的數(shù)目為a，則第n次復(fù)制需要鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為2n－1×[(m－2a)/2]，D錯(cuò)誤。5．若兩條鏈都含32P的DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量是M，兩條鏈都不含32P的DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量為N?，F(xiàn)將含32P的DNA的細(xì)菌放在不含32P的培養(yǎng)基上讓其分裂a(bǔ)次，則子代細(xì)菌的DNA的平均相對(duì)分子質(zhì)量是()A．eq\f(N2a－2＋M,2a) B．eq\f(N2a－1＋M,2a)C．eq\f(M2a－2＋N,2a) D．eq\f(N2a－1＋M,2a－2)答案B解析細(xì)菌分裂a(bǔ)次后，形成子代DNA分子是2a個(gè)，由于DNA是半保留復(fù)制的，形成的子代DNA分子中兩條鏈都含32P的DNA有0個(gè)，只有一條鏈含32P的DNA有2個(gè)，總相對(duì)分子質(zhì)量為M＋N，兩條鏈都不含32P的DNA有(2a－2)個(gè)，總相對(duì)分子質(zhì)量為(2a－2)N，則DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量＝[M＋N＋(2a－2)N]÷2a＝[N(2a－1)＋M]/2a。綜上所述，B正確。1．DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算時(shí)四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)復(fù)制次數(shù)：“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別：前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括最后一次復(fù)制。(2)堿基數(shù)目：注意堿基的數(shù)目單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。(3)復(fù)制模板：在DNA復(fù)制過程中，無論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。(4)關(guān)鍵詞語：看清是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞。2．DNA分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，若將親代DNA分子復(fù)制n代，其結(jié)果分析如下：(1)子代DNA分子數(shù)為2n個(gè)①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個(gè)。②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2n－2)個(gè)。③含子代鏈的DNA有2n個(gè)。(2)子代中脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n＋1條①子代中親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2n＋1－2)條。(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)設(shè)親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則：①經(jīng)過n次復(fù)制，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m·(2n－1)個(gè)。②在第n次復(fù)制時(shí)，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m·2n－1個(gè)。題型四DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂問題6．果蠅一個(gè)精原細(xì)胞中的一個(gè)核DNA分子用15N標(biāo)記，在正常情況下，其減數(shù)分裂形成的精子中，含有15N的精子數(shù)占()A．1/16 B．1/8C．1/4 D．1/2答案D解析果蠅一個(gè)精原細(xì)胞中的一個(gè)核DNA分子用15N標(biāo)記，即果蠅4對(duì)同源染色體中有3對(duì)未標(biāo)記(畫圖時(shí)可略去)，另一對(duì)同源染色體中有一條染色體上的DNA分子用15N標(biāo)記。則該精原細(xì)胞進(jìn)行正常減數(shù)分裂形成精細(xì)胞時(shí)，染色體和DNA的標(biāo)記情況可用下圖進(jìn)行解析(實(shí)線代表含有15N的DNA鏈)。結(jié)合上圖分析，觀察產(chǎn)生的4個(gè)精細(xì)胞，含有15N的精細(xì)胞占一半，答案選D。7．(不定項(xiàng))將某一核DNA被3H充分標(biāo)記的雄性動(dòng)物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于不含3H的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，并經(jīng)過連續(xù)兩次細(xì)胞分裂。下列有關(guān)說法不正確的是()A．若進(jìn)行有絲分裂，則子細(xì)胞中含3H的染色體數(shù)可能為2NB．若進(jìn)行減數(shù)分裂，則子細(xì)胞中含3H的DNA分子數(shù)一定為NC．若子細(xì)胞中有的染色體不含3H，則可能存在四分體D．若每個(gè)子細(xì)胞中染色體都含3H，則細(xì)胞分裂過程中一定發(fā)生了基因重組答案CD解析若進(jìn)行有絲分裂，兩次分裂需要進(jìn)行兩次DNA復(fù)制，3H標(biāo)記的DNA在不含3H的培養(yǎng)液中復(fù)制第一次，產(chǎn)生的DNA分子一條鏈有標(biāo)記，一條鏈無標(biāo)記，我們稱為雜合DNA分子，第二次復(fù)制后，每個(gè)DNA分子復(fù)制而來的兩個(gè)子代DNA分子，一個(gè)是雜合DNA分子，另外一個(gè)兩條鏈皆無標(biāo)記，在有絲分裂的G2期、前期和中期這兩個(gè)DNA分子由一個(gè)著絲粒連接，有絲分裂后期著絲粒分裂時(shí)子染色體分配是隨機(jī)的，故子細(xì)胞中含3H的染色體數(shù)可能為2N，A正確；若進(jìn)行減數(shù)分裂，正常情況下，DNA分子復(fù)制一次，分裂后細(xì)胞中染色體數(shù)目減半，每個(gè)子細(xì)胞含3H的DNA分子數(shù)應(yīng)該是N，B正確；若子細(xì)胞中有的染色體不含3H，則該細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂，不可能存在四分體，C錯(cuò)誤；若子細(xì)胞中都含有3H，則該細(xì)胞可能進(jìn)行的是減數(shù)分裂也可能是有絲分裂，而基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，D錯(cuò)誤。四步法解決細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記問題第一步畫出含一條染色體的細(xì)胞圖，畫出該條染色體上的1個(gè)DNA分子，用豎實(shí)線表示含同位素標(biāo)記第二步畫出復(fù)制一次，分裂一次的子細(xì)胞染色體圖，畫出染色體上的DNA鏈，未被標(biāo)記的新鏈用豎曲線表示第三步再畫出第二次復(fù)制(分裂)后的細(xì)胞的染色體組成和DNA鏈的情況第四步若繼續(xù)推測(cè)后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體分開，并進(jìn)而推測(cè)子細(xì)胞染色體的情況在解決這類問題時(shí)，從大到小再到大畫出結(jié)構(gòu)模型，先畫出細(xì)胞分裂中染色體行為變化，再畫DNA，再補(bǔ)全染色體，染色體中只要有一條脫氧核苷酸單鏈被標(biāo)記，則認(rèn)為該染色體含有放射性標(biāo)記。規(guī)律總結(jié)：①有絲分裂：若只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記；若復(fù)制兩次，產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標(biāo)記。②減數(shù)分裂：由于減數(shù)分裂沒有細(xì)胞周期，DNA只復(fù)制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記?？键c(diǎn)3基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段題型染色體、DNA、基因之間的關(guān)系1．如圖為果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因示意圖，有關(guān)敘述正確的是()A．R基因中的全部脫氧核苷酸序列都能編碼蛋白質(zhì)B．R、S、N、O互為非等位基因C．果蠅的每個(gè)基因都是由成百上千個(gè)核糖核苷酸組成的D．每個(gè)基因中有一個(gè)堿基的替換，都會(huì)引起生物性狀的改變答案B解析R基因中的脫氧核苷酸序列不一定都能編碼蛋白質(zhì)，如非編碼區(qū)和內(nèi)含子不能編碼蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；R、S、N、O控制果蠅不同的性狀，互為非等位基因，B正確；基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，C錯(cuò)誤；基因中有一個(gè)堿基的替換，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，或堿基的替換可能發(fā)生在內(nèi)含子，則可能不會(huì)引起生物性狀的改變，D錯(cuò)誤。2．(不定項(xiàng))下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，正確的是()A．在DNA結(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個(gè)磷酸基團(tuán)和一個(gè)堿基B．基因一般是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一個(gè)DNA分子上可含有成百上千個(gè)基因C．一個(gè)基因含有許多個(gè)脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的D．染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有1個(gè)或2個(gè)DNA分子答案BCD解析在DNA結(jié)構(gòu)中，與3′-端脫氧核糖直接相連的是一個(gè)磷酸基團(tuán)，其他的脫氧核糖與兩個(gè)磷酸基團(tuán)相連，A錯(cuò)誤。一、單項(xiàng)選擇題(每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的)1．用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型，提供卡片類型和數(shù)量如表所示，以下說法正確的是()卡片類型脫氧核糖磷酸堿基ATGC卡片數(shù)量10102332A．最多可構(gòu)建4種脫氧核苷酸，5個(gè)脫氧核苷酸對(duì)B．構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個(gè)氫鍵C．DNA中每個(gè)脫氧核糖均與2分子磷酸相連D．可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA答案B解析雙鏈DNA中堿基之間遵循互補(bǔ)配對(duì)原則，即A—T、C—G，且配對(duì)的堿基數(shù)目彼此相等，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知，這些卡片最多可形成2個(gè)A—T堿基對(duì)，2個(gè)C—G堿基對(duì)，即共形成4個(gè)脫氧核苷酸對(duì)，A和T之間有2個(gè)氫鍵，C和G之間有3個(gè)氫鍵，因此構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個(gè)氫鍵，A錯(cuò)誤，B正確；DNA中絕大多數(shù)脫氧核糖與2分子磷酸相連，只有3′-端的脫氧核糖與1分子磷酸相連，C錯(cuò)誤；這些卡片可形成2個(gè)A—T堿基對(duì)，2個(gè)C—G堿基對(duì)，且堿基對(duì)種類和數(shù)目確定，因此可構(gòu)建的DNA種類數(shù)少于44種，D錯(cuò)誤。2．(2021·山東鄒城期中)如圖為某DNA分子片段示意圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．圖中①②③是構(gòu)成DNA分子的基本單位B．DNA復(fù)制時(shí)，④的形成不需要DNA聚合酶C．①和②交替排列構(gòu)成DNA分子的基本骨架D．DNA分子中堿基對(duì)⑨越多，其熱穩(wěn)定性越低答案A解析圖中①與②③不是同一個(gè)脫氧核苷酸的組成部分，所以①②③不能構(gòu)成一個(gè)DNA的基本單位，A錯(cuò)誤。3.(2021·遼寧沈陽質(zhì)量檢測(cè)一)圖示為某DNA分子半保留復(fù)制過程的部分示意圖，非復(fù)制區(qū)與復(fù)制區(qū)的相接區(qū)域會(huì)形成Y字型結(jié)構(gòu)，被稱為“復(fù)制叉”。在復(fù)制過程中，DNA連接酶可以將脫氧核苷酸片段連接在一起，據(jù)圖分析，下列說法錯(cuò)誤的是()A．解旋酶可結(jié)合在復(fù)制叉的部分B．DNA復(fù)制叉的延伸需要消耗能量C．DNA聚合酶能催化前導(dǎo)鏈和滯后鏈由3′端向5′端延伸D．DNA連接酶在DNA復(fù)制過程中能催化磷酸二酯鍵形成答案C4.為研究DNA的復(fù)制方式，科學(xué)家進(jìn)行了同位素示蹤實(shí)驗(yàn)。大腸桿菌先在含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代，使DNA的所有氮元素均成為15N(離心結(jié)果見甲試管)，后轉(zhuǎn)至含14N的培養(yǎng)基培養(yǎng)。每20分鐘繁殖一代，提取每代大腸桿菌的DNA進(jìn)行離心，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖中乙、丙、丁三支試管所示。有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．大腸桿菌培養(yǎng)40分鐘后才能出現(xiàn)丁試管的結(jié)果B．乙試管是大腸桿菌在14N培養(yǎng)基中繁殖一代的結(jié)果C．大腸桿菌在14N培養(yǎng)基繁殖三代后DNA全部含有14ND．含15N與含14N培養(yǎng)基互換，繁殖一代的結(jié)果與丙相同答案B解析依據(jù)題意，每20分鐘繁殖一代，則20分鐘后產(chǎn)生的DNA分子均為15N－14N，如丙試管所示，B錯(cuò)誤；經(jīng)過40分鐘后，即大腸桿菌繁殖兩代，產(chǎn)生的DNA分子中一半為15N－14N，一半為14N－14N，如丁試管所示，A正確；大腸桿菌在14N培養(yǎng)基繁殖三代后產(chǎn)生的DNA分子中有3/4為14N－14N、1/4為15N－14N，即DNA全部含有14N，C正確；根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理，含15N與含14N培養(yǎng)基互換，繁殖一代的結(jié)果與丙相同，D正確。5．將果蠅一個(gè)普通的精原細(xì)胞放在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，讓其進(jìn)行減數(shù)分裂并產(chǎn)生四個(gè)精子。取一個(gè)精子與正常的無放射性的卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵，轉(zhuǎn)入無放射性的發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。分析此過程，以下說法錯(cuò)誤的是()A．減數(shù)分裂Ⅰ前期形成的四分體中都含有四個(gè)被3H標(biāo)記的DNA分子B．這四個(gè)精子都含3H，每個(gè)精子中被標(biāo)記的染色體數(shù)為四條C．受精卵第一次有絲分裂后期含3H標(biāo)記的染色體數(shù)為四條D．受精卵第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞含3H標(biāo)記的染色體數(shù)都為四條答案D解析四分體是一對(duì)同源染色體配對(duì)形成的結(jié)構(gòu)，減數(shù)分裂Ⅰ前期形成的四分體中都含有四個(gè)被3H標(biāo)記的DNA分子，A正確；果蠅體細(xì)胞含8條染色體，精子中的染色體數(shù)目減半，這四個(gè)精子都含3H，每個(gè)精子中被標(biāo)記的染色體數(shù)為四條，B正確；受精卵含8條染色體，4條被標(biāo)記，4條未標(biāo)記，轉(zhuǎn)入無放射性的發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，染色體復(fù)制后4條被標(biāo)記的染色體中都有一條染色單體被標(biāo)記，一條染色單體未標(biāo)記，第一次有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍，含3H標(biāo)記的染色體數(shù)為4條，C正確；有絲分裂后期染色單體分開，分別移向兩極，受精卵第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞含3H標(biāo)記的染色體數(shù)為0～4條，D錯(cuò)誤。6.DNA復(fù)制時(shí)堿基發(fā)生錯(cuò)配處會(huì)形成一個(gè)較為松散的凸起(如圖所示)，此結(jié)構(gòu)可被細(xì)胞中的相關(guān)酶系統(tǒng)識(shí)別并將錯(cuò)配堿基去除，從而保證DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．錯(cuò)配的堿基之間形成凸起結(jié)構(gòu)與堿基的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)B．正常肌細(xì)胞和白細(xì)胞中，細(xì)胞核DNA不會(huì)出現(xiàn)圖示結(jié)構(gòu)C．DNA復(fù)制時(shí)需要解旋酶和RNA聚合酶，而錯(cuò)配則不需要D．若某次DNA復(fù)制時(shí)錯(cuò)配未被識(shí)別，可能改變生物的表型答案C解析錯(cuò)配的堿基之間形成凸起結(jié)構(gòu)與堿基的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，A正確；肌細(xì)胞和白細(xì)胞是高度分化不再分裂的細(xì)胞，不能進(jìn)行DNA復(fù)制，在肌細(xì)胞和白細(xì)胞中，核內(nèi)DNA不會(huì)出現(xiàn)圖示結(jié)構(gòu)，B正確；DNA復(fù)制時(shí)需要解旋酶和DNA聚合酶，而錯(cuò)配也是在復(fù)制過程中發(fā)生的，C錯(cuò)誤；若某次DNA復(fù)制時(shí)錯(cuò)配未被識(shí)別，可能影響合成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變生物的表型，D正確。二、不定項(xiàng)選擇題(每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)7．下列關(guān)于DNA和基因相互關(guān)系的敘述，不正確的是()A．基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段B．生物體的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目C．基因在DNA上，DNA上所有序列都屬于基因D．基因并不是堿基對(duì)隨機(jī)排列成的DNA片段答案AC解析基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，對(duì)于RNA病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段，A、C錯(cuò)誤。8．一個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染在31P環(huán)境中培養(yǎng)的大腸桿菌，已知噬菌體DNA上有m個(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶有n個(gè)，以下敘述正確的是()A．大腸桿菌為噬菌體增殖提供原料和酶等B．噬菌體DNA含有(2m＋n)個(gè)氫鍵C．該噬菌體增殖四次，子代噬菌體中只有14個(gè)含有31PD．噬菌體DNA第四次復(fù)制共需要8(m－n)個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸答案ABD解析該噬菌體DNA上有m個(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶有n個(gè)，則胸腺嘧啶為(m－n)個(gè)，噬菌體DNA含有氫鍵數(shù)＝3n＋2(m－n)＝2m＋n(個(gè))氫鍵，B正確；該噬菌體增殖四次，子代噬菌體全部含有31P，C錯(cuò)誤；該噬菌體DNA含有腺嘌呤數(shù)量為(m－n)個(gè)，第四次復(fù)制共增加8個(gè)DNA分子，共需要8(m－n)個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸，D正確。三、非選擇題9.在含有BrdU(中文名稱是5-溴脫氧尿嘧啶核苷，在DNA合成期可代替胸腺嘧啶脫氧核苷，即胸苷)的培養(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)BrdU會(huì)取代胸苷摻入新合成的鏈中，形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料對(duì)復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色時(shí)，發(fā)現(xiàn)含半標(biāo)記DNA(一條鏈被標(biāo)記)的染色單體發(fā)出明亮的熒光，含全標(biāo)記DNA(兩條鏈均被標(biāo)記)的染色單體的熒光被抑制(無明亮熒光)。下圖表示DNA復(fù)制過程模式圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)DNA復(fù)制時(shí)，與BrdU進(jìn)行配對(duì)的核苷酸的名稱是__________________，該核苷酸的各個(gè)組成部分之間的連接方式可以用簡(jiǎn)圖表示為______________。