【生物】2018届一轮复习人教版DNA分子的结构、复制与基因的本质学案

【生物】2018届一轮复习人教版DNA分子的结构、复制与基因的本质学案

第二讲DNA分子的结构、复制与基因的本质 　　　　　　　　　　　　　　　 ‎(一) DNA分子的结构 ‎1.依据DNA分子结构示意图回答下列问题 ‎(1)图中各数字代表的名称是①胞嘧啶，②脱氧核糖，③磷酸，④胞嘧啶脱氧核苷酸。‎ ‎(2)DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这些链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。‎ ‎(3)外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。‎ ‎(4)内侧：两链上碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：‎ A===T(两个氢键)、G≡ C(三个氢键)。‎ ‎2.判断下列有关DNA结构叙述的正误 ‎(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)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数(√)‎ ‎(3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的(×)‎ ‎(4)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的(√)‎ ‎(5)每个双链DNA分子中，含2个游离的磷酸基团(√)‎ ‎(6)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(×)‎ ‎(7)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳 ‎1.图解核酸的结构层次 ‎2.准确辨析DNA分子的两种关系和两种化学键 定性较差(×)‎ ‎(二)DNA分子的复制 ‎3.判断有关DNA复制叙述的正误 ‎(1)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制(√)‎ ‎(2)在人体内成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制(√)‎ ‎(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量(√)‎ ‎(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)DNA复制就是基因表达的过程(×)‎ ‎(6)DNA复制时，严格遵循A－U、C－G的碱基互补配对原则(×)‎ ‎(7)DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板(√)‎ ‎(8)DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制(×)‎ ‎(9)脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链(×)‎ ‎(10)复制后产生的两个子代DNA分子中共含4个游离的磷酸基团(√)‎ ‎(11)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期(×)‎ ‎(12)DNA分子复制是边解旋边双向复制的(√)‎ ‎3.从五个角度掌握DNA分子的复制 ‎(三)基因的本质 ‎|‎ 具有遗传效应的 ‎4.据图回答问题 ‎(1)据图1可知基因与染色体的关系是基因在染色体上呈线性排列。‎ ‎(2)图2中的字母分别为：‎ a.染色体， b．DNA,_c．基因， d．脱氧核苷酸。‎ ‎4.明辨染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 DNA片段 ‎(3)基因的本质：具有遗传效应的DNA片段。‎ ‎ ‎ DNA分子的结构及相关计算 命题点1　DNA分子的结构及特点 ‎1．(2017·江西师大附中考试)用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是(　　)‎ 卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C 卡片数量 ‎10‎ ‎10‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎2‎ A．最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对 B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键 C．DNA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 解析：选B　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种脱氧核苷酸，4个脱氧核苷酸对；构成的双链DNA片段中可含2个A—T碱基对和2个G—C碱基对，故最多可含有氢键数＝2×2＋2×3＝10(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。‎ ‎2．(2017·福州一模)如图所示为双链DNA分子的平面结构模式图。下列叙述正确的是(　　)‎ A．图示DNA片段中有15个氢键 B．沃森和克里克利用构建数学模型的方法，提出DNA的双螺旋结构 C．只有在解旋酶的作用下图示双链才能解开 D．在双链DNA分子中，每个磷酸基团连接1个脱氧核糖 解析：选A　图示的DNA片段共6个碱基对，A—T有3对、G—C有3对；因A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键，共15个氢键；沃森和克里克构建的是物理模型；要使DNA双链解开，不仅可以用DNA解旋酶，还可以用高温加热解旋；在双链DNA分子中，每条链中间的每个磷酸基团都分别连接2个脱氧核糖，每条链两端的磷酸基团只连接1个脱氧核糖。‎ 拓展·归纳|归纳DNA分子结构的三个特点 多样性 若一段DNA分子由n个碱基对组成，每一位置都有A、T、C、G四种可能性，则共有4n种碱基排列顺序 特异性 每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序，蕴藏着特定的遗传信息 稳定性 ‎①DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接方式不变 ‎②两条链间碱基互补配对方式不变 命题点2　双链DNA分子的碱基计算 ‎3．(2014·山东高考)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(　　)‎ 解析：选C　DNA分子中应始终等于1；一条单链中与其互补链中互为倒数，一条单链中＝0.5时 ，互补链中＝2；一条单链中与其互补链中及DNA分子中都相等。‎ ‎4．(2016·泉州模拟)7乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被7乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为(　　)‎ A．10%　　　　　　　　 　B．20%‎ C．30% D．45%‎ 解析：选B　据DNA分子中的A占30%，可知T占30%，C占20%，G占20%，当其中的G全部被7乙基化后，新复制的两个DNA分子中如果一个DNA分子中的T占总数的45%，则另一个DNA分子中的T占35%；由于DNA分子中C的比例不变，所以G的比例也不变。‎ 方法·规律|“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量 ‎(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。‎ ‎(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，即若在一条链中＝m，在互补链及整个DNA分子中＝m。‎ ‎(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一条链中＝a，则在其互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。‎ DNA分子的复制及相关计算 命题点1　DNA复制的过程及特点 ‎1．(2017·德州重点中学联考)真核细胞中DNA复制如下图所示，下列表述错误的是(　　)‎ A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成 B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代 C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化 D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则 解析：选C　DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，氢键的形成不需要酶的催化。‎ ‎2．(2017·江西重点中学联考)细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，提取亲代及子代的DNA，离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)‎ A．子一代DNA应为② B．子二代DNA应为①‎ C．子三代DNA应为④ D．亲代的DNA应为⑤‎ 解析：选C　由题意可知，子一代的DNA应为全中14N/15N，即图②；子二代DNA 应为1/2中14N/15N、1/2轻14N/14N，即图①；子三代DNA应为1/4中14N/15N、3/4轻14N/14N，即图③，而不是全轻14N/14N；亲代的DNA应为全重15N/15N，即图⑤。‎ 迷点·误点|关注有关DNA复制的三个易错点 ‎(1)DNA复制的场所并非只在细胞核，线粒体、叶绿体中也进行DNA复制。‎ ‎(2)并非所有细胞都进行DNA复制，只有分裂的细胞才能进行DNA复制。‎ ‎(3)DNA复制并非单向进行的，而是双向多起点复制，且各个复制起点并不是同时开始的。‎ 命题点2　与DNA分子复制相关的计算 ‎3．(2016·浙江高考)某双链DNA分子含有200个碱基对，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列关于该DNA分子的叙述，错误的是(　　)‎ A．共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B．4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7‎ C．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180个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 解析：选C　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A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该链中A、T、G、C分别为20、40、60、80个。依碱基互补配对原则，在该DNA分子中，C＝G＝140，A＝T＝60。故该DNA分子共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸；该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝60∶60∶140∶140＝3∶3∶7∶7；该DNA分子碱基可能的排列方式小于4200种；若连续复制两次，则需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为(22－1)×60＝180个。‎ ‎4．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个)，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是(　　)‎ A．含有15N的DNA分子有两个 B．含有14N的DNA分子占总数的7/8‎ C．第四次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个 D．复制共产生16个DNA分子 解析：选B　由于DNA分子的复制是半保留复制，亲代DNA分子的两条链始终存在于子代的两个DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有两个；该DNA分子是在含14N的培养基中复制的，新形成的子链均含有14N，故16个DNA分子都含14N，比例为100%；根据碱基互补配对原则，DNA分子中腺嘌呤有60个，则胞嘧啶有40个，第四次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数＝24－1×40＝320(个)；1个DNA分子经过4次复制，共产生24＝16个DNA分子。‎ 方法·规律| “图解法”掌握DNA复制的相关计算 DNA分子复制为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：‎ ‎(1)子代DNA分子数：2n个。‎ ‎①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。‎ ‎②含14N的有2n个，只含14N的有(2n－2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。‎ ‎(2)子代DNA分子的总链数：2n×2＝2n＋1条。‎ ‎①无论复制多少次，含15N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。‎ ‎②含14N的链数是(2n＋1－2)条。‎ ‎(3)消耗的脱氧核苷酸数。‎ ‎①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m×(2n－1)个。‎ ‎②若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。‎ ‎ ‎ 难点专攻之(六)——巧用图解，突破DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题 ‎[要点指津]‎ 解答此类问题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换。具体如下：‎ 第一步 画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实线表示含同位素标记 第二步 画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖虚线表示 第三步 再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况 第四步 若继续推测后期情况，可想象着丝点分裂，染色单体(a与a′)分开的局面，并进而推测子细胞染色体情况 题型一　有丝分裂中染色体标记情况分析 ‎[例1]　果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期都有8条染色体被32P标记(　　)‎ A．第1次　　　　　　　 　B．第2次 C．第3次 D．第4次 ‎[解析]　由于被标记的是DNA分子的双链，所以本题关键是要弄清染色体上DNA的变化，由于DNA的复制是半保留复制，所以在第一次有丝分裂结束后果蝇的体细胞中均含有8条染色体，8个DNA，每个DNA的2条链中均含1条标记链和一条非标记链。在第二次有丝分裂时，间期复制完成时会有16个DNA，但是这16个DNA中，有8个DNA均是含1条标记链和一条非标记链，另外8个DNA均含非标记链；中期由于着丝点没有分裂，所以每条染色体上有2个DNA，一个DNA含1条标记链和一条非标记链，另一个只含非标记链，所以在中期会有8条染色体有标记；后期着丝点分裂，每条染色体上的DNA随着姐妹染色单体的分开而分开，在后期形成16条染色体，其中只有8条含有标记，这8条染色体中的DNA含1条标记链和一条非标记链。‎ ‎[答案]　B 方法·规律|有丝分裂中子染色体标记情况分析 ‎(1)过程图解(一般只研究一条染色体)：‎ 复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)：‎ 转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：‎ ‎(2)规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。‎ 题型二　减数分裂中染色体标记情况分析 ‎[例2]　某高等动物的一个细胞中DNA分子的双链均被32P标记(不考虑细胞质DNA)，将其放在含31P的细胞培养液中培养，正确的是(　　)‎ A．若该细胞进行有丝分裂，则完成一个细胞周期后产生的子细胞100%含有32P B．若该细胞进行无丝分裂，则产生的子细胞均不含32P C．若该细胞是精原细胞，则其进行减数分裂产生的子细胞50%含有32P D．若该细胞为精细胞，则其增殖产生的子细胞含32P ‎[解析]　依据DNA分子的半保留复制，细胞进行一次有丝分裂后，子细胞内所有染色体均含有32P；细胞进行无丝分裂时DNA分子也进行复制，子细胞内也会含32P；精原细胞中DNA分子经半保留复制后，产生的精细胞全部含有32P；高等动物的精细胞一般不分裂。‎ ‎[答案]　A 方法·规律|减数分裂中子染色体标记情况分析 ‎(1)过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图：‎ ‎(2)规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。‎ 题型三　分裂产生子细胞中染色体的标记情况 ‎[例3]　用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为(　　)‎ A．20、40、20 B．20、20、20‎ C．20、20、0～20 D．20、40、0～20‎ ‎[解析]　玉米体细胞两次有丝分裂过程中染色体和DNA的标记情况可用下图进行解析。‎ 由此可见在第二次分裂中期，玉米细胞的20条染色体全含32P，第二次分裂后期40‎ 条染色体中有20条含32P，第二次分裂所产生的子细胞所含20条染色体中，带32P的为0～20条。 ‎ ‎[答案]　C 方法·规律|利用模型分析子细胞中染色体标记情况 此类问题可通过构建模型图解答，如下图：‎ 这样来看，最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是； 第二种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第三种情况是2个细胞是 ，另外2个细胞是。‎ ‎[演练冲关]‎ ‎1．如果把人的精原细胞中的46个DNA分子用15N标记，此细胞在不含标记的环境中依次经过一次有丝分裂和一次减数分裂，则相关描述正确的是(　　)‎ A．在有丝分裂后期，含有15N的染色体有46条 B．在减数第一次分裂后期，一个初级精母细胞中含有15N的DNA有46个 C．在减数第二次分裂后期，每对同源染色体中有1条染色体含有15N D．形成的8个精细胞中，含有15N的细胞最少占25%‎ 解析：选B　含15N标记的DNA分子的精原细胞在不含标记的环境中先经过一次有丝分裂，在有丝分裂间期，DNA分子复制一次，复制后每条染色单体中的DNA都是一条链含15N，另一条链不含15N。由于体细胞中有46条染色体，所以有丝分裂后期着丝点分裂后，染色体变为92条，每条染色体的DNA中都有一条链含15N，所以有丝分裂后期含有15N的染色体有92条。有丝分裂后再进行减数分裂，在减数第一次分裂前的间期，DNA再复制一次，复制后的每条染色体的两条染色单体中只有一条染色单体中的DNA的一条链含有15N，减数第一次分裂后期，同源染色体分开，但还未分到两个子细胞中，此时一个初级精母细胞中有46条染色体含有15N，含有15N的DNA也有46个。减数第二次分裂后期的细胞中无同源染色体存在。处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞中的46条染色体中有23条含有15N，这些具有15N的染色体随机进入两个子细胞中，因此，形成的8‎ 个精细胞中，至少有一半含有15N标记，最多可以达到100%。‎ ‎2．取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放在含14N的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含15N的细胞个数可能是(　　)‎ A．2 B．3‎ C．4 D．前三项都对 解析：选D　利用图示法理解细胞分裂与DNA复制相结合的知识。具体分析见题型三“方法·规律”。‎ ‎3．将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中培养。经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是(　　)‎ A．若只进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2‎ B．若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例至少占1/2‎ C．若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂 D．若子细胞中的染色体都不含32P，则一定进行减数分裂 解析：选B　若该生物细胞内含一对染色体，且只进行有丝分裂，分裂三次形成8个细胞，则含放射性DNA的细胞最多有4个，占1/2；若该生物只有一对染色体，其进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，共产生8个细胞，含32P染色体的子细胞占1/2，若该生物有两对染色体，则占的比例会更高；若该生物含有多对染色体，则不管是有丝分裂还是减数分裂，子细胞都有可能含放射性；D选项所述的情况不可能出现。‎ ‎[高考真题集中研究——找规律]‎ ‎1．(2016·上海高考)在DNA分子模型的搭建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为(　　)‎ A．58　　　　　　　　　 　B．78‎ C．82 D．88‎ 解析：选C　每个脱氧核苷酸的三部分间需2个订书钉，每条链上的10个脱氧核苷酸间需9个订书钉，两条链间的6对A—T和4对G—C间各需12个订书钉，故构建该DNA片段共需订书钉数量为29＋29＋12＋12＝82。‎ ‎2．(2013·广东高考)1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于(　　)‎ ‎①证明DNA是主要的遗传物质　②确定DNA是染色体的组成成分　③发现DNA 如何储存遗传信息　④为DNA复制机制的阐明奠定基础 A．①③ B．②③‎ C．②④ D．③④‎ 解析：选D　DNA分子双螺旋结构模型中，碱基排列在内侧，碱基对的排列顺序代表遗传信息，③正确；DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制，DNA分子双螺旋结构模型为DNA复制机制的阐明奠定基础，④正确。‎ ‎3．(2012·山东高考)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)‎ A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等 C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49‎ D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变 解析：选C　该DNA分子中含有鸟嘌呤个数为5 000×2×(50%－20%)＝3 000(个)，产生100个子代噬菌体至少需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为3×103×99＝2.97×105(个)；噬菌体以自身的DNA分子作为模板进行增殖；子代噬菌体中含32P的有2个，只含31P的有98个，其比例为1∶49；DNA分子发生突变，改变的密码子所对应的氨基酸可能不变，其性状不发生改变。‎ ‎4．(2012·福建高考)双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有(　　)‎ A．2种　　　　　　　　 　B．3种 C．4种 D．5种 解析：选D　由题干分析可知，题中所给的单链模板中含有4个“A”，其中每个“A”均可能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对，当单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对时子链延伸终止，因此当单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对会有4种不同长度的子链；若单链模板上的“A”只与脱氧核苷酸结合，以该单链为模板合成出的子链只有1种，综上所述，以该单链为模板合成的不同长度的子链最多有5种。‎ ‎5．(2016·全国乙卷)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：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 ‎[调研试题重点研究——明趋势]‎ 一、选择题 ‎1．(2016·哈尔滨二模)下列有关DNA的说法，错误的是(　　)‎ A．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质 B．1个DNA分子连续复制3次，子代中有2个DNA分子含有亲代链 C．豌豆细胞中既有DNA也有RNA，但DNA是豌豆的遗传物质 D．DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连 解析：选A　格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型细菌中含有转化因子，艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是转化因子。‎ ‎2．(2017·荆州月考)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是(　　)‎ A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基 B．基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因 C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的 D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子 解析：选A　在DNA分子中，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基。脱氧核苷酸的特定的排列顺序使基因具有特异性。染色体是DNA的主要载体，DNA复制前一条染色体含1个DNA分子，DNA复制后一条染色体含2个DNA分子。‎ ‎3．(2017·河南八市质检)下列关于DNA分子的结构和DNA分子复制的说法，错误的是(　　)‎ A．DNA分子能准确地复制与DNA分子的结构有密切的关系 B．DNA分子复制过程中有氢键的断裂和重新形成 C．神经细胞和衰老的细胞一般都不会出现DNA分子的复制 D．含有2n个碱基对的DNA分子其碱基对的排列方式最多有n4种 解析：选D　DNA分子结构中碱基按照互补配对原则进行配对，这对DNA分子的准确复制具有重要作用；DNA分子复制时，在解旋酶的作用下，氢键断裂，双链解开，按照碱基互补配对原则合成子链，子链与母链的互补碱基之间重新形成氢键；神经细胞是高度分化的细胞，神经细胞和衰老的细胞一般都不会再进行分裂，故一般不会出现DNA分子的复制；含有2n个碱基对的DNA分子其碱基对的排列方式最多有42n种。‎ ‎4．(2017·武汉质检)如图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，下列叙述正确的是(　　)‎ A．白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸 B．S基因是有遗传效应的DNA片段 C．白眼基因在细胞核内，不遵循遗传规律 D．基因片段中有5种含氮碱基、8种核苷酸 解析：选B　S基因控制果蝇的白眼，所以是有遗传效应的DNA片段；白眼基因位于染色体上，属于核基因，遵循遗传规律；组成基因片段的基本单位是脱氧核苷酸，该基因片段中有4种含氮碱基，4种脱氧核苷酸。‎ ‎5．(2016·商丘二模)下图表示真核细胞DNA复制过程，据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．解旋酶能使DNA双链解开，但需要消耗ATP B．DNA分子复制的方式是半保留复制 C．新合成的两条子链的碱基序列完全一致 D．DNA分子的复制需要引物，且两条子链的合成方向是相反的 解析：选C　由左图可知，在解旋酶的作用下，DNA解旋时，需消耗ATP；由右图可知，子代DNA含有亲代一条链，复制方式为半保留复制；新合成的两条子链的模板不同，两条子链的碱基序列不同；由左图可以看出，DNA复制需要引物，右图显示了两条子链合成方向是相反的。‎ ‎6．(2017·山东名校联考)如图为DNA分子部分结构示意图，对该图的描述错误的是(　　)‎ A．DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸，②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 C．⑤、⑥、⑦、⑧对应的碱基依次为A、G、C、T D．若该DNA分子中A与T之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中G占该链碱基总数的22%，则另一条链中G占该链碱基总数的24%‎ 解析：选B　DNA分子由反向平行的两条链组成；④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸，②脱氧核糖和①磷酸相间排列，构成了DNA分子的基本骨架；根据碱基互补配对原则，在DNA分子中A与T配对，G与C配对；若该DNA分子中A与T之和占全部碱基数目的54%，则该DNA分子的一条链中A与T之和占该链碱基数目的54%，若一条链中G占该链碱基总数的22%，则该条链中C占24%，则互补链中G占该链碱基总数的24%。‎ ‎7．从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是(　　)‎ A．碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性 B．碱基对特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性 C．一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式有41 000种 D．人体内控制β珠蛋白合成的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种 解析：选D　β珠蛋白基因碱基对的排列顺序是其特有的。‎ ‎8．细胞通过DNA修复可使DNA在复制过程中受到损伤的结构大部分得以恢复，以保持其相对稳定。下列叙述错误的是(　　)‎ A．人体细胞内凡是含DNA的结构，就有可能发生DNA分子复制 B．DNA修复需要相应酶的参与 C．DNA修复过程中，一定会涉及碱基互补配对 D．DNA损伤后的修复提高了突变率，保证了DNA分子的相对稳定性 解析：选D　人体细胞内细胞核、线粒体中都含有DNA，在这两个结构中可能发生DNA复制；DNA修复是细胞内进行的一种生物化学反应，需要相应酶的参与；DNA复制过程中受到的损伤包括碱基对的增添、缺失或替换等，而要使这些损伤得到修复，一定会涉及碱基互补配对；DNA损伤后的修复降低了突变率。‎ ‎9．20世纪90年代，Cuenoud等发现DNA也有酶催化活性，他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNAE47，它可以催化两个DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．在DNAE47中，嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数 B．在DNAE47中，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数 C．DNAE47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的 D．在DNAE47中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含氮碱基 解析：选B　单链DNA中嘌呤碱基数不一定等于嘧啶碱基数；DNAE47催化DNA片 段间连接，DNA聚合酶则催化单个脱氧核苷酸的连接；在脱氧核苷酸链中的脱氧核糖可连有两个(或一个)磷酸和一个含氮碱基。‎ ‎10．DNA分子由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。长链的一端是磷酸基称为P端，另一端是五碳糖称为C端。如果DNA分子的一条链上某碱基序列从P端至C端是—AGCTGCG—，则另一条链与之配对的部分从P端至C端序列是(　　)‎ A．—CGCAGCT—　　 　B．—TCGACGC—‎ C．—UCGACGC— D．—CGCAGCU—‎ 解析：选A　由题意可知该DNA分子两条链上的碱基情况。注意要回答的是另一条链与之配对的部分从P端到C端的碱基序列。‎ 一条链：(P端)—AGCTGCG—(C端)‎ 互补链：(C端)—TCGACGC—(P端)‎ ‎11．下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开 B．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链方向相反 C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 D．DNA的两条子链都是连续合成的 解析：选D　由图可知，两条子链中，一条是连续合成的，另一条是不连续合成的。‎ ‎12．(2017·昆明统考)用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述错误的是(　　)‎ A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂 B．通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数，可推测DNA分子复制的次数 C．通过检测DNA分子链上3H标记出现的情况，可推测DNA分子的复制方式 D．细胞中DNA分子第二次复制完成时，每条染色单体均带有3H标记 解析：选D　秋水仙素可抑制纺锤体形成，使着丝点分裂后染色体不能移向细胞两极，从而使细胞中染色体数目加倍；1个DNA分子复制n次后的DNA分子数目为2n个，细胞中不含染色单体时的染色体数目等于DNA分子数目，所以通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数，可推测DNA分子复制的次数；DNA分子复制一次，所有的DNA分子都有一条单链含3H标记，DNA分子第二次复制完成后，一半的DNA分子没有3H标记，由此可以推测DNA分子的复制方式为半保留复制；细胞中DNA分子第二次复制完成时，染色体中只有一条姐妹染色单体带有3H标记。‎ 二、非选择题 ‎13．(2017·河南八校质检)如图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解(1～5)，请据图探讨相关问题。‎ ‎(1)物质1是构成DNA的基本单位，与RNA的基本单位相比，两者成分方面的差别是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)催化形成图2中的磷酸二酯键的酶是____________。‎ ‎(3)图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，如果DNA耐高温的能力越强，则____________(填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例越高。‎ ‎(4)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异，请结合图5和有关RNA的结构说明其原因：________________________________________________________。‎ 解析：(1)DNA的基本单位与RNA的基本单位相比，主要区别是DNA的基本单位中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。(2)图2是由DNA分子的基本单位脱氧核苷酸经脱水缩合形成的脱氧核苷酸链，形成脱氧核苷酸链过程中有磷酸二酯键生成，其需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氢键越多，DNA分子越稳定，C—G之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键。(4)RNA分子是单链结构，DNA分子是双螺旋结构，其结构稳定性较强，而单链RNA更容易发生变异。‎ 答案：(1)物质1中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U(2)DNA聚合酶　(3)G—C　(4)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定 ‎14．荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：‎ ‎(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的____________键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的______________‎ 为原料，合成荧光标记的DNA探针。‎ ‎(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中________键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照__________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有________条荧光标记的DNA片段。‎ ‎(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到______________个荧光点； 在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到____________个荧光点。‎ 解析：(1)两个核苷酸分子之间以磷酸二酯键连接。合成荧光标记的DNA探针时，需要的原料是脱氧核苷酸。(2)高温可使DNA双链碱基之间的氢键断裂，形成单链。在降温复性的过程中，按照碱基互补配对原则，探针的碱基与染色体上特定的基因序列形成杂交分子。1个DNA分子的两条链可分别与探针的单链结合，出现2个荧光点，两条姐妹染色单体中含2个DNA分子，故最多可有4条荧光标记的DNA片段。(3)植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则F1为AABC，即含2个A染色体组、1个B染色体组和1个C染色体组。其中的2个A染色体组、1个B染色体组各有1条染色体(共3条染色体)被荧光探针标记，则其在有丝分裂中期时，有6条染色单体上出现荧光点，即可观察到6个荧光点。减数第一次分裂形成的两个子细胞中含有带荧光点的染色体的情况为：一个子细胞中同时含有A、B中被荧光探针标记的染色体，可观察到4个荧光点；另一个子细胞中只含有A中被荧光探针标记的染色体，可观察到2个荧光点。‎ 答案：(1)磷酸二酯　脱氧核苷酸　(2)氢　碱基互补配对 ‎　4　(3)6　2和4‎ ‎15．(2016·海口期末)在研究DNA复制机制的过程中，为验证DNA分子的半保留复制方式，研究者以蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：‎ 步骤①：将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间。‎ 步骤②：取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。‎ 分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布。‎ ‎(1)本实验最主要的研究方法称为__________________。实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的________区，步骤①目的是标记细胞中的________分子。‎ ‎(2)若第一个细胞周期的检测结果是每条染色体的姐妹染色单体都具有放射性，如图A所示。第二个细胞周期的放射性检测结果符合图中的________(选填字母)，且第三个细胞周 期的放射性检测结果符合图中的________(选填字母)，说明DNA分子的复制方式为半保留复制。‎ 中期的染色体示意图(深色代表染色单体具有放射性)‎ 解析：(1)根据步骤①中“将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间”，可以确定本实验最主要的研究方法是同位素示踪法。用蚕豆根尖进行实验时，DNA复制发生在具有细胞周期的细胞的分裂间期，因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区，胸腺嘧啶是合成DNA的原料之一，因此步骤①目的是标记细胞中的DNA分子。(2)图A中每条染色体的姐妹染色单体均含有放射性，图B中每条染色体的姐妹染色单体中只有一条含有放射性，图C中每条染色体的姐妹染色单体均不含放射性。DNA分子的复制为半保留复制，第一个细胞周期，DNA复制后每个DNA分子中只有一条链含有放射性，第二个细胞周期，每个DNA分子复制后形成两个DNA分子，一个DNA分子含有放射性，另一个DNA分子不含放射性，则放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，符合题图中B；同理可知，第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，符合题图中B和C。‎ 答案：(1)同位素示踪法　分生　DNA　(2)B　B和C