1、1第 15讲 DNA 分子的结构、复制及基因的本质考纲要求 1.DNA 分子结构的主要特点()。2.基因的概念()。3.DNA 分子的复制()。考点一 DNA 分子的结构及基因的本质1DNA 分子的结构层次2DNA 分子的结构特点(1)多样性：具 n个碱基对的 DNA具有 4n种碱基对排列顺序。(2)特异性：如每种 DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。(3)稳定性：如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基对构成方式不变等。3DNA 分子中的碱基数量的计算规律(1)在 DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即 AGTC。(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个 DNA分子中都相同，即若
2、在一条链中 m，A TG C在互补链及整个 DNA分子中 m。A TG C(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个 DNA分子中为 1，即若在 DNA分子的一条链中 a，则在其互补链中 ，而在整个 DNA分子中 1。A GT C A GT C 1a A GT C24观察下面的基因关系图，完善相关内容1判断下列有关 DNA分子结构的叙述(1)沃森和克里克研究 DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法( )(2)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了 DNA分子空间结构的相对稳定( )(3)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同( )(4)DNA分子一条链上的相邻
3、碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连( )(5)双链 DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的( )(6)DNA分子中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架( )2判断下列有关 DNA分子的特性的叙述(1)DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关( )(2)不同生物的 DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同( )(3)同一生物个体不同细胞中 DNA分子的(AT)/(CG)的值不同( )(4)人体内控制 珠蛋白的基因由 1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有 41700种( )3判断下列有关染色体、DNA、基因与脱氧核糖核苷酸关系的叙述(1)真核细胞的基因只存在于
4、细胞核中，而核酸并非仅存在细胞核中( )(2)DNA分子中每一个片段都是一个基因( )(3)非等位基因都位于非同源染色体上( )(4)真核细胞基因中核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息( )(5)基因只位于染色体上，所以染色体是基因的载体( )3分析 DNA分子结构图像(1)一个 DNA分子片段中有几个游离的磷酸基团？提示 2 个。(2)图中能表示胞嘧啶脱氧核糖核苷酸吗？提示 不能。(3)图中碱基之间是如何连接的？提示 双链 DNA中，反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对，而同一条链上核苷酸之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的。(4)解旋酶作用于哪个部位？限制性内切酶和 DNA连接酶
5、作用于哪个部位？提示 解旋酶作用于，限制性内切酶和 DNA连接酶作用于。(5)DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？提示 初步水解的产物是 4种脱氧核糖核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和 4种含氮碱基。(6)如何根据碱基的种类和比例确定核酸的类型？提示 根据碱基的种类确定是 DNA还是 RNA，若含有碱基 U而不含有碱基 T，则是 RNA，若含有碱基 T而不含有碱基 U，则是 DNA；根据碱基的比例确定是单链还是双链，若嘌呤数/嘧啶数1，则一般是双链，若嘌呤数/嘧啶数1，则是单链。(7)若某双链 DNA分子含有 200个碱基，一条链上 ATGC1234，则该 DNA分子碱基排列
6、方式共有 4100种，对吗？提示 错。命题点一 DNA 分子结构分析1下列关于 DNA分子结构的叙述，正确的是( )ADNA 分子是以 4种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的单链结构BDNA 分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基CDNA 分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对4DDNA 分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连答案 C解析 DNA 分子是以 4种脱氧核糖核苷酸为单位连接而成的双链结构，A 错误；DNA 分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B 错误；DNA 分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连，D 错误。2用卡片构建 DNA平
7、面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是( )碱基卡片类型 脱氧核糖 磷酸A T G C卡片数量 10 10 2 3 3 2A.最多可构建 4种脱氧核糖核苷酸，5 个脱氧核苷酸对B构成的双链 DNA片段最多有 10个氢键CDNA 中每个脱氧核糖均与 1分子磷酸相连D最多可构建 44种不同碱基序列的 DNA答案 B解析 根据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数分别都是 10，所以最多可构建 10个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多构建 4种脱氧核糖核苷酸，4 个脱氧核糖核苷酸对；构成的双链 DNA片段中可含有 2个 AT碱基对和 2个 GC碱基对，故最多可含有
8、氢键数222310(个)；DNA 分子结构中，与脱氧核糖直接连接的一般是 2个磷酸，但最末端的脱氧核糖只连接 1个磷酸；碱基序列要达到 44种，每种碱基对的数量至少要有 4个。命题点二 DNA 分子结构的相关计算3某双链 DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比率为 a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为 b，则( )A互补链中含 2个游离的磷酸基团B互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为 aC互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比率为a b2D以互补链为模板转录产生的某 mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比率为 a答案 B解析 双链 DNA分子的每条链含有 1个游离的磷酸基团，A 项错误；在双链 DN
9、A分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比率与每条链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比率相等，B 项正确；互补链中鸟嘌呤占该链的比率为 ab，C 项错误；转录是以 DNA上某基因的一条链为模板，5所以转录产生的 mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比率是不确定的，D 项错误。4某双链( 链和 链)DNA 分子中有 2000个碱基，其中腺嘌呤占 20%。下列有关分析正确的是( )A 链中 AT 的含量等于 链中 CG 的含量B 链和 链中 G所占本链的比例之和等于 DNA双链中 G所占的比例C该 DNA分子中含有的氢键数目为 2600个D以该 DNA分子为模板转录出的 RNA中 AU800 个答案 C解析 链中
10、AT 的含量等于 链中 TA 的含量，A 错误； 链和 链中 G所占本链的比例之和是 DNA双链中 G所占比例的 2倍，B 错误；该 DNA分子中氢键数目为 A的数目2G 的数目3400260032 600(个)，C 正确；一个 DNA分子上有多个基因，且有非编码序列，因此无法判断转录出的 RNA中 AU 的数目，D 错误。三步解决 DNA分子中有关碱基比例的计算第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个 DNA分子碱基的比例，还是占 DNA分子一条链上碱基的比例。第二步：画一个 DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。考点二 DNA
11、 分子的复制一、DNA 分子复制的实验证据1方式推测：沃森和克里克提出假说：DNA 分子复制方式为半保留复制。2实验证据(1)实验方法：放射性同位素示踪法和离心技术。(2)实验原理：含 15N的双链 DNA密度大，含 14N的双链 DNA密度小，一条链含 14N、一条链含 15N的双链 DNA密度居中。(3)实验假设：DNA 以半保留的方式复制。(4)实验预期：离心后应出现 3条 DNA带。重带(密度最大)：两条链都为 15N标记的亲代双链 DNA；中带(密度居中)：一条链为 14N标记，另一条链为 15N标记的子代双链 DNA；轻带(密度最小)：两条链都为 14N标记的子代双链 DNA。6(
12、5)实验过程(6)过程分析：立即取出，提取 DNA离心全部重带。繁殖一代后取出，提取 DNA离心全部中带。繁殖两代后取出，提取 DNA离心1/2 轻带、1/2 中带。(7)实验结论：DNA 的复制是以半保留方式进行的。二、复制过程1概念：以亲代 DNA为模板，合成子代 DNA的过程。2时间：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。3图解4特点：边解旋边复制。5方式：半保留复制。6结果：形成两个完全相同的 DNA分子。7意义：将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。8保障：DNA 具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。知识拓展
13、(1)利用数字“1,2,3,4”巧记 DNA的复制1个主要场所(细胞核)，2 种时期(有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期)，3 个步骤(解旋、合成新链、形成子代 DNA)，4 个条件(模板、酶、原料和能量)。(2)DNA分子的多起点、双向复制一个 DNA分子可以由多个复制起点同时(或先后)复制。下图中，从 3个复制起点进行双向复7制，明显提高了 DNA分子复制的速率；图中的复制环大小不一，因此它们的复制时间有先后，右侧最早，左侧最晚。(1)DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的 DNA分子中两条链均是新合成的( )(2)单个脱氧核糖核苷酸在 DNA酶的作用下连接合成新的子链( )(3)D
14、NA复制时，严格遵循 AU、CG 的碱基互补配对原则( )(4)在一个细胞周期中，DNA 复制过程中的解旋发生在两条 DNA母链之间( )(5)在人体内，成熟的红细胞、浆细胞中不发生 DNA的复制( )(6)某亲本 DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的 DNA子链，以黑色表示第二次复制出的 DNA子链，该亲本双链 DNA分子连续复制两次后的产物如下图 D所示( )(7)将已被 15N标记了 DNA的大肠杆菌在含 14N的培养基中培养繁殖一代，若子代大肠杆菌的DNA分子中既含有 14N，又含有 15N，则可说明 DNA的复制为半保留复制( )(8)复制时，子代 DNA分子的两条单
15、链中只有一条和亲代 DNA分子完全相同( )(9)DNA分子复制时解旋酶与 DNA聚合酶不能同时发挥作用( )分析 DNA复制过程(1)图示中的解旋酶和 DNA聚合酶各有什么作用？提示 前者使氢键打开，DNA 双链解旋；后者催化形成磷酸二酯键，从而形成新的子链。(2)蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞，是否都能进行图示过程呢？提示 蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行 DNA分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行 DNA分子的复制。(3)上图所示 DNA复制过程若发生在细胞核内，形成的两个子 DNA位置如何？其上面对应片8段中基因是否相同？两个子 DNA将于何时分开？提示
16、 染色体复制后形成两条姐妹染色单体，刚复制产生的两个子 DNA分子即位于两条姐妹染色单体中，由着丝粒相连；其对应片段所含基因在无基因突变等特殊变异情况下应完全相同；两个子 DNA分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分裂时，随两条姐妹染色单体分离而分开，分别进入两个子细胞中。(4)现将含 15N的大肠杆菌转移到氮源为 14N的培养基中，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心法分离，不同相对分子质量的 DNA分子将分布在试管中的不同位置上。请预测绘出若 DNA的复制方式为下图所示的全保留方式或分散方式复制时，连续繁殖两代(和)的实验结果中各带的分布图像(重带、中带和轻带)。提示 命题点一
17、透过新情景辨析 DNA分子复制1如图所示为 DNA复制的较为详细的图解，据图分析下列相关叙述错误的是( )9A仅在解旋酶和 DNA聚合酶的催化下，DNA 复制不能顺利进行B在 DNA复制的过程中，可能会出现尿嘧啶与腺嘌呤互补配对现象C图示 DNA复制的特点有边解旋边复制以及半保留复制等D复制完成后，前导链和随后链所在单链碱基排列顺序相同答案 D解析 从图示信息可知，DNA 复制需要拓扑异构酶、解旋酶、引物合成酶、聚合酶和等多种酶的催化，A 正确；在 DNA复制过程中，RNA 引物能与模板链互补形成杂交链，该杂交链中可能含有碱基对 AU，B 正确；从图中信息可知，DNA 复制的特点有边解旋边复制
18、和半保留复制等，C 正确；从图中信息可知，前导链和随后链都是新合成的子链，而两条子链上的碱基是互补的，D 错误。2正常情况下，DNA 分子在细胞内复制时，双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA 结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对，而使 DNA呈伸展状态，SSB 在复制过程中可以重复利用，下列有关推理合理的是( )ASSB 是一种解开 DNA双螺旋的解旋酶BSSB 与单链的结合将不利于 DNA复制CSSB 与 DNA单链既可结合也可分开DSSB 与单链的结合遵循碱基互补配对原则答案 C解析 根据题干中“双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA 结合蛋白(SSB)能很快地与单链
19、结合” ，说明 SSB不是一种解开 DNA双螺旋的解旋酶，A 项错误；SSB 与单链的结合有利于DNA复制，B 项错误；SSB 与 DNA单链既可结合也可分开，C 项正确；SSB 是一种 DNA结合蛋白，故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则，D 项错误。命题点二 DNA 分子复制过程的有关计算疑难精讲“图解法”分析 DNA复制相关计算(1)将含有 15N的 DNA分子放在含有 14N的培养基上培养，复制 n次，则：子代 DNA共 2n个Error!10多核苷酸链共 2n1 条Error!(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核糖核苷酸数若亲代 DNA分子含有某种脱氧核糖核苷酸 m个，经过 n次复
20、制需要消耗该种脱氧核糖核苷酸数为 m(2n1)。第 n次复制需要该种脱氧核糖核苷酸数为 m2n1 。3(2018青岛二中质检)用 15N标记含有 100个碱基对的 DNA分子，其中有胞嘧啶 60个。该 DNA分子在含 14N的培养基中连续复制 4次，其结果可能是( )A含有 14N的 DNA分子占 100%B复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 640个C含 15N的链占 1/8D子代 DNA中嘌呤与嘧啶之比是 23答案 A解析 在含 14N的培养基中连续复制 4次，得到 2416 个 DNA分子，32 条链，其中含 14N的 DNA分子占 100%，含 15N的链有 2条，占 1/16，
21、A 项正确，C 项错误；根据已知条件，每个 DNA分子中腺嘌呤脱氧核糖核苷酸数为 40，则复制过程中需消耗的1002 6022腺嘌呤脱氧核糖核苷酸数为 40(241)600(个)，B 项错误；每个 DNA分子中嘌呤和嘧啶互补相等，两者之比是 11，D 项错误。4用 15N标记含有 100个碱基对的 DNA分子片段，碱基间的氢键共有 260个，该 DNA分子在含 14N的培养基中连续复制多次后共消耗游离的嘌呤类脱氧核糖核苷酸 1500个，下列叙述正确的是( )A该 DNA片段中共有腺嘌呤 60个，复制多次后含有 14N的 DNA分子占78B若一条链中(AG)/(TC)1，则其互补链中该比例也小于
22、 1C若一条链中 ATGC1234，则其互补链中该比例为 4321D该 DNA经复制后产生了 16个 DNA分子答案 D解析 分析题干：假设 ATX，则 CG100X，由于 A和 T之间有 2个氢键，C 和 G之间有 3个氢键，因此 2X3(100X)260，解得 X40。该 DNA分子中含有的嘌呤数是碱基总数的一半，即 100个，假设该 DNA分子复制 n次，则(2 n1)1001500，解得 n4，根据半保留复制特点，子代含有 14N的 DNA分子占 100%，A 项错误；若一条链中(AG)/(TC)1，根据碱基互补配对原则，其互补链中该比例为其倒数，应该大于 1，B 项错误；若一条链中
23、ATGC1234，根据碱基互补配对原则，其互补链中该比例为2143，C 项错误；该 DNA共复制 4次，因此经复制后产生了 16个 DNA分子，D 项正确。11“DNA复制”相关题目的 4点“注意”(1)注意“DNA 复制了 n次”和“第 n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第 n次的复制。(2)注意碱基的单位是“对”还是“个” 。(3)切记在 DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代多核苷酸单链的 DNA分子都只有两个。(4)看清试题中问的是“DNA 分子数”还是“链数” ， “含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。命题点三 DNA 半保留复制的实验证据延伸分析5细菌在 1
24、5N培养基中繁殖数代后，使细菌 DNA的含氮碱基皆含有 15N，然后再移入 14N培养基中培养，抽取其子代的 DNA经高速离心分离，如图为可能的结果，下列叙述错误的是( )A第一次分裂的子代 DNA应为B第二次分裂的子代 DNA应为C第三次分裂的子代 DNA应为D亲代的 DNA应为答案 A解析 亲代 DNA为 15N 15N，经第一次复制所形成的子代 DNA应均为 15N 14N，应如图所示。6在氮源为 14N和 15N的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA分子分别为 14NDNA(相对分子质量为 a)和 15NDNA(相对分子质量为 b)。将亲代大肠杆菌转移到含 14N的培养基上，连续繁殖两代
25、(和)，用离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述正确的是( )A代细菌 DNA分子中两条链都含 14NB代细菌含 15N的 DNA分子占全部 DNA分子的1412C预计代细菌 DNA分子的平均相对分子质量为7a b8D上述实验代代的结果能证明 DNA复制方式为半保留复制答案 C解析 代细菌 DNA分子中一条链含 14N，另一条链含 15N，A 项错误；代细菌含 15N的 DNA分子有 2个，占全部(4 个)DNA 分子的 ，B 项错误；由于 1个含有 14N的 DNA分子的相对分12子质量为 a，则每条链的相对分子质量为 ；1 个含有 15N的 DNA分子的相对分子质量为 b，a2
26、则每条链的相对分子质量为 。将亲代大肠杆菌转移到含 14N的培养基上，连续繁殖三代，b2得到共 8个 DNA分子，这 8个 DNA分子共 16条链，只有 2条是含 15N的，14 条是含 14N的，因此总相对分子质量为 2 14b7a，所以每个 DNA分子的平均相对分子质量为b2 a2，C 项正确；实验代代的结果不能证明 DNA复制方式为半保留复制，D 项错误。7a b8矫正易错 强记长句1配对的碱基，A 与 T之间形成 2个氢键，G 与 C之间形成 3个氢键，CG 对占比例越大，DNA结构越稳定。2DNA 复制的场所并非只在细胞核，真核生物中，除细胞核外还有线粒体、叶绿体；而原核生物中，DN
27、A 分子复制的场所有拟核、细胞质。3DNA 复制发生于细胞分裂间期和在 DNA病毒繁殖时，其中的细胞分裂并非仅指减数分裂和有丝分裂。4DNA 分子并非全部解旋后才开始进行 DNA复制，而是边解旋边复制。5遗传效应是指基因能够转录成 mRNA，进而翻译成蛋白质，能够控制一定的性状。6DNA 分子中还存在着不具有遗传效应的片段，在真核细胞中这部分片段所占比例很大，这些片段不是基因。7通常的基因是指双链 DNA片段，而 RNA病毒的基因是指具有遗传效应的 RNA片段。1.DNA分子碱基间配对方式有 2种，但由于不同的 DNA分子中碱基排列顺序是千变万化的，所以 DNA分子具有多样性；由于每个 DNA
28、分子具有特定的碱基排列顺序，使 DNA分子具有特13异性。DNA 分子的结构具有稳定性的原因是：外侧的脱氧核糖和磷酸的相间排列方式稳定不变，内侧碱基配对的方式稳定不变。2保证 DNA分子精确复制的原因有：(1)DNA 分子独特的双螺旋结构，能够为复制提供精确的模板，(2)通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。3分别以不同生物的 DNA为模板合成的各个新 DNA分子之间，(AC)(TG)的比值是否相同？相同。为什么？因为所有 DNA双链中，A 与 T的数目相同，C 与 G的数目相同。分别以不同生物的 DNA为模板合成的各个新 DNA之间存在差异，这些差异是什么？碱基的数目、比例和排列顺序不
29、同。4DNA 的复制方式是半保留复制，其意义是保持了遗传信息的连续性。重温高考 演练模拟1(2017海南，24)DNA 分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(AT)/(GC)与(AC)/(GT)两个比值的叙述，正确的是( )A碱基序列不同的双链 DNA分子，后一比值不同B前一个比值越大，双链 DNA分子的稳定性越高C当两个比值相同时，可判断这个 DNA分子是双链D经半保留复制得到的 DNA分子，后一比值等于 1答案 D解析 双链 DNA分子中，互补碱基两两相等，即 AT，CG，则 ACGT，即 AC 与GT 的比值为 1。因此，碱基序列不同的双链 DNA分子，后
30、一比值相同，A 项错误；DNA 分子中，C 和 G之间有 3个氢键，A 与 T之间有 2个氢键，则 C与 G的含量越高，DNA 稳定性越高。因此，前一个比值越大，C 与 G的含量越低，双链 DNA分子的稳定性越低，B 项错误；当两个比值相同时，这个 DNA分子可能是双链，也可能是单链，C 项错误；经半保留复制得到的 DNA分子，后一比值等于 1，D 项正确。2(2016全国，2)某种物质可插入 DNA分子两条链的碱基对之间，使 DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( )A随后细胞中的 DNA复制发生障碍B随后细胞中的 RNA转录发生障碍C该物质可
31、将细胞周期阻断在分裂中期D可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用答案 C解析 某物质可插入 DNA分子两条链的碱基对之间，使 DNA双链不能解开，说明该物质会阻14碍 DNA分子的解旋，因而会阻碍 DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D 三项均正确；因 DNA分子的复制发生在分裂间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C 项错误。3(2014山东，5)某研究小组测定了多个不同双链 DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了 DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在 DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是( )答案 C解析 根据 DNA分子的结构特点可知，若 DNA分子
32、双链中(AT)/(CG)的比值为 m，则每条链中(AT)/(CG)比值均为 m，由此可判断 C项正确，D 项错误；DNA 分子中(AC)/(TG)1，而每条链中的(AC)/(TG)不能确定，但两条链中(AC)/(TG)的比值互为倒数，故 A、B 项错误。4若将处于 G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是( )A每条染色体中的两条染色单体均含 3HB每个 DNA分子的两条多核苷酸链均含 3HC每个 DNA分子中均只有一条多核苷酸链含 3HD每条染色单体均只有一个 DNA分子的两条多核苷酸链含 3H答案 A解析 若将处于
33、G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸培养液中，在间期的 S期时 DNA复制 1次，所以第一次细胞分裂完成后得到的 2个子细胞都是每一条染色体的 DNA都只有 1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含 3H标记，其中一条单体上的 DNA分子的 2条链都含 3H，另一单体上的 DNA分子只151条链含 3H。5(2016全国，29)在有关 DNA分子的研究中，常用 32P来标记 DNA分子。用 、 和 表示 ATP或 dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(AP P P 或dAP P P )。回答下列问题：(1)某种酶可以催化 ATP
34、的一个磷酸基团转移到 DNA末端上，同时产生 ADP。若要用该酶把32P标记到 DNA末端上，那么带有 32P的磷酸基团应在 ATP的_(填“” “”或“”)位上。(2)若用带有 32P的 dATP作为 DNA生物合成的原料，将 32P标记到新合成的 DNA分子上，则带有 32P的磷酸基团应在 dATP的_(填“” “”或“”)位上。(3)将一个某种噬菌体 DNA分子的两条链用 32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链 DNA分子都装配成噬菌体( n个)并释放，则其中含有 32P的噬菌体所占比例为 2/n，原因是_。答案 (1) (2)
35、(3)一个含有 32P标记的噬菌体双链 DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链 DNA分子中，因此在得到的 n个噬菌体中只有 2个带有标记解析 (1)ATP 水解生成 ADP的过程中，断裂的是远离腺苷 A的那个高能磷酸键，即 位和 位之间的高能磷酸键，因此要将 32P标记到 DNA上，带有 32P的磷酸基团应在 位上。(2)dATP脱去 位和 位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，为 DNA的基本组成单位之一，用 dATP为原料合成 DNA时，要将 32P标记到新合成的 DNA上，则带有 32P的磷酸基团应在 位上。(3)由于 DNA分子复制为半保留复制，故在噬菌体
36、双链 DNA的复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代 DNA分子中。另外，新合成 DNA的过程中，原料无 32P标记，所以 n个子代 DNA分子中有且只有 2个含有 32P标记。1如图为多核苷酸链结构图，下列表述不正确的是( )16A能构成一个完整核苷酸的是图中的 a和 bB图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有 1个C各核苷酸之间是通过化学键连接起来的D从碱基组成上看，缺少的碱基是 T答案 A解析 a 中一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基正好构成一个核苷酸，b 中包含另一个核苷酸的磷酸；由图可知，与每个五碳糖直接相连的碱基只有 1个；各核苷酸之间是通过磷酸
37、二酯键连接的；组成脱氧核糖核苷酸的碱基有 A、T、C、G 四种。2同源染色体上的 DNA分子之间最可能相同的是( )A碱基对的排列顺序B磷酸二酯键的数目C脱氧核糖核苷酸的种类D. 的比值A TC G答案 C解析 同源染色体上的 DNA分子可能是相同的，也可能是不同的，如 X、Y 染色体，所以构成 DNA的脱氧核糖核苷酸数目可能不同，连接两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的数目也就可能不同，碱基对的排列顺序不同，A、B 项错误；DNA 分子中 AT、CG，但(AT)/(CG)在不同的 DNA分子中可能不同，而构成 DNA的脱氧核糖核苷酸只有 4种，C 项正确，D项错误。3某双链 DNA分子含有 20
38、0个碱基对，其中一条链上 ATGC1234。下列关于该 DNA分子的叙述，错误的是( )A共有 140个鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸B4 种碱基的比例为 ATGC3377C若该 DNA分子中的这些碱基随机排列，可能的排列方式共有 4200种D若连续复制两次，则需要 180个游离的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸答案 C解析 双链 DNA分子含有 200个碱基对，说明每条链含有 200个碱基。其中一条链上ATGC1234，则该链中 A、T、G、C 分别为 20、40、60、80 个。依据碱基互补配对原则，在该 DNA分子中，CG140 个，AT60 个。故该 DNA分子共有 140个鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸，A 项正
39、确；该 DNA分子中 4种碱基的比例为ATGC60601401403377，B 项正确；因碱基数量比例已确定，故该DNA分子碱基可能的排列方式小于 4200种，C 项错误；若连续复制两次，则需要游离的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸数为(2 21)60180 个，D 项正确。174(2018长沙一中质检)一个双链均被 32P标记的 DNA分子由 5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占 20%，将其置于只含 31P的环境中复制 3次。下列叙述错误的是( )A该 DNA分子的特异性与碱基对的排列顺序有关B复制过程需要 2.4104个游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸C子代 DNA分子中含 32P的单链与含 31P的单链
40、数目之比为 17D子代 DNA分子中含 32P的分子数目与只含 31P的分子数目之比为 13答案 B解析 由题可知，该 DNA分子中胞嘧啶占 30%，则该 DNA复制时需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数为 1000030%(231)2.110 4个，B 项错误。5下列关于双链 DNA分子结构的叙述，正确的是( )A某 DNA分子含有 500个碱基，可能的排列方式有 4500种B若质粒含有 2000个碱基，则该分子同时含有 2个游离的磷酸基团C某 DNA分子内胞嘧啶占 25%，则每条单链上的胞嘧啶占 25%50%D某 DNA分子上有胸腺嘧啶 312个，占总碱基比例为 26%，则该 DNA分子上
41、有鸟嘌呤 288个答案 D解析 某 DNA分子含有 500个碱基，可能的排列方式有 4250种，A 项错误；质粒是环状 DNA分子，不含游离的磷酸基团，B 项错误；某 DNA分子内胞嘧啶占 25%，则每条单链上的胞嘧啶占 0%50%，C 项错误；某 DNA分子上有胸腺嘧啶 312个，占总碱基比例为 26%，则该 DNA分子上碱基总数为 31226%1200 个，根据碱基互补配对原则，该 DNA分子中有鸟嘌呤1200(50%26%)288 个，D 项正确。6真核细胞中某生理过程如图所示，下列叙述错误的是( )Aa 链和 b链的方向相反，a 链与 c链的碱基序列相同B酶 1可使磷酸二酯键断裂，酶
42、2可催化磷酸二酯键的形成C该图表示 DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是 DNADNAD植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生该过程答案 B解析 由题图可知，a 链和 b链螺旋形成新的 DNA分子，因此 a、b 链是反向的，a、c 链都与 b链互补，因此 a链与 c链的碱基序列相同，A 项正确；酶 1是解旋酶，作用是使氢键断裂，使双链 DNA分子解旋，B 项错误；分析题图可知，DNA 分子的复制是半保留复制，通过DNA分子的复制，遗传信息从 DNA流向 DNA，C 项正确；植物细胞的线粒体和叶绿体中都含18有少量 DNA，可以发生 DNA分子的复制过程，D 项正确。7(2018玄武区校级三模)
43、1958 年，科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如图所示)，证实了 DNA是以半保留方式复制的，、试管是模拟可能出现的结果，下列相关推论正确的是( )A该实验运用了同位素标记法，出现的结果至少需要 90分钟B是转入 14N培养基中复制一代的结果，是复制二代的结果C对得到 DNA以半保留方式复制结论起关键作用的是试管结果D给试管中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管所示答案 C解析 该实验运用了同位素标记法，根据 DNA半保留复制特点可知，是复制二代的结果，因此出现的结果至少需要 60分钟，A 项错误；根据 DNA半保留复制特点可知，是转入14N培养基中复制一代的结果，是复制二代的结果，B
44、 项错误；对得到 DNA以半保留方式复制结论起关键作用的是试管结果，C 项正确；给试管中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果应该是出现 重带和 轻带，与试管所示不符，D 项错误。14 348(2018河南第三次大联考)下图表示洋葱根尖分生区某细胞内正在发生的某种生理过程，图中甲、乙、丙均表示 DNA分子，a、b、c、d 均表示 DNA链，A、B 表示相关酶。下列相关叙述正确的是( )A图中酶 A能使甲解旋，酶 B在 c链的形成及 c链和 d链的连接过程中发挥作用B运用放射性同位素示踪技术无法研究图示过程中的半保留复制C图示过程发生在细胞核内，乙、丙分开的时期为减数第二次分裂后期D该细胞中伴随图示
45、过程发生的反应还有 RNA和蛋白质的合成等答案 D解析 图中酶 A为解旋酶，能使 DNA分子双螺旋解开，酶 B为 DNA聚合酶，在合成 c链的过19程中发挥作用，但在子代 DNA的 c链和 d链的连接过程中不发挥作用，A 错误；运用放射性同位素示踪技术如 15N标记，可研究图示过程中的半保留复制，B 错误；图示 DNA复制过程发生在洋葱根尖细胞的细胞核内，洋葱根尖分生区细胞只进行有丝分裂，乙、丙分开的时期为有丝分裂后期，C 错误；图示细胞正处于分裂的间期，有 ATP的水解、基因的转录及蛋白质的合成等发生，D 正确。9请回答下列与 DNA分子有关的问题：(1)含有 m个腺嘌呤的 DNA分子第 n
46、次复制需要腺嘌呤脱氧核糖核苷酸_个。(2)在一个双链 DNA分子中，GC 占碱基总数的 M%，那么该 DNA分子的每条链中 GC 都占该链碱基总数的_。(3)假定大肠杆菌只含 14N的 DNA的相对分子质量为 a；只含 15N的 DNA的相对分子质量为b。现将只含 15N的 DNA培养在含 14N的培养液中，子二代 DNA的平均相对分子质量为_。答案 (1)2 n1 m (2)M% (3)3a b4解析 (1)含有 m个腺嘌呤的 DNA第 n次复制需要腺嘌呤脱氧核糖核苷酸数为 2n1 m个。(2)由于双链 DNA分子中，遵循 G与 C、A 与 T的碱基互补配对原则，因此双链 DNA分子中GC
47、所占的比例与每条单链 DNA分子中 GC 所占的比例相等。(3)一个只含 15N的 DNA分子培养在含 14N的培养液中，子二代产生 4个 DNA分子，8 条 DNA单链，其中含 15N的单链有2条，含 14N的单链有 6条，故这 4个 DNA分子的平均相对分子质量为( b2 a6)12 12 。14 3a b410将洋葱根尖细胞在含 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸培养液中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养液中继续完成一个细胞周期。下列叙述正确的是( )A第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期B第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记C第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条染色单体被标记D完成两个细胞周期后，每个子细胞中含 3H标记的染色体数目相同答案 C解析 含 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸是 DNA复制的原料，第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高是由于 DNA分子复制，发生在分裂间期，A 项错误；由于 DNA分子复制是半保留复制，形成的子代 DNA分子中一条是原来的母链，一条是新合成的子链，第一个细胞20周期结束后，每个子细胞中所有的染色体都被标记，B 项错误；第二个细胞周期中，在不含放射性标记的培养液中培养，间期染色体复制，一条染色体上的两条染色单体只有一条有放射性
