【生物】2020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】2020届一轮复习人教版DNA分子的结构、复制与基因的本质学案

‎2020届 一轮复习 人教版 DNA分子的结构、复制与基因的本质 学案 ‎【考纲要求】　1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。2.DNA分子的复制(Ⅱ)。3.基因是有遗传效应的DNA片段(Ⅱ)。‎ ‎【学科素养】　1.科学思维—建立模型：建立DNA分子双螺旋结构模型，阐明DNA复制过程。2.生命观念—结构与功能观：DNA的结构决定DNA的功能。3.科学探究—实验设计与实验结果分析：验证DNA分子通过半保留方式进行复制。‎ 知识点1　DNA分子的结构 基础回顾 ‎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，这些链按反向平行的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：‎ AT(两个氢键)、GC(三个氢键)。‎ ‎2．判断正误 ‎(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)每个双链DNA中，含2个游离的磷酸基团。(√)‎ ‎(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)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。(×)‎ 方法规律 ‎1.构建核酸的结构层次模型 ‎2．“三看法”判断DNA分子结构 一看外侧链成键位置是否正确，正确的成键位置为一分子脱氧核糖5号碳原子上的磷酸基团与相邻脱氧核糖的3号碳原子之间二看外侧链是否反向平行三看内侧链碱基配对是否遵循碱基互补配对原则，即有无“同配”“错配”现象 ‎3．总结DNA分子结构的主要特性、原因和意义 特性 原因 意义 稳定性 磷酸和脱氧核糖连接的方式不变与碱基互补配对原则 有利于生物的遗传 多样性 碱基的数目、种类和排列顺序 决定生物的多样性 知识点2　DNA分子的复制 基础回顾 ‎1.判断正误 ‎(1)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制。(√)‎ ‎(2)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量。(√)‎ ‎(3)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。(√)‎ ‎(4)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。(×)‎ ‎(5)脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链。(×)‎ ‎(6)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。(×)‎ ‎(7)在生物体内，高度分化的体细胞一般不再进行核DNA的复制。(√)‎ ‎2．DNA分子精确复制的原因 ‎(1)DNA分子的双螺旋结构提供精确的模板。‎ ‎(2)碱基互补配对原则保证复制精确进行。‎ 方法规律 ‎1.从五个角度总结DNA分子的复制 ‎2．“图解法”分析DNA复制过程中的数量关系 DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：‎ 知识点3　基因的本质 基础回顾 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。‎ ‎(3)基因的本质：具有遗传效应的DNA片段。‎ 方法规律 ‎1.总结染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 ‎2．特别提示 ‎(1)DNA的载体还有线粒体和叶绿体。‎ ‎(2)有些基因是有遗传效应的RNA片段。‎ 考点1　DNA分子的结构及相关计算 ‎[典例精析]‎ ‎　(2017·海南卷)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(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)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 ‎[解析]　双链DNA分子中A＝T，C＝G，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错误。A和T碱基对含2个氢键，C和G碱基对含3个氢键，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错误。(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误。经半保留复制得到的DNA分子是双链，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。‎ ‎[答案]　D ‎　(2016·上海卷)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]　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，两条链之间的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，做此类题最好画出典型的脱氧核苷酸链片段。‎ ‎[答案]　C 考什么 ‎(1)DNA分子中碱基间的关系 ‎(2)DNA分子结构的相关计算 主要以选择题的形式考查 学什么 ‎(1)熟记DNA分子双螺旋结构的特点 ‎(2)理解碱基互补配对原则 ‎(3)掌握DNA分子中碱基计算的常用方法 ‎[知能拓展]‎ ‎1．两种DNA结构模型解读 ‎(1)由图1可解读以下信息 ‎(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，③是氢键。解旋酶作用于③部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。‎ ‎2．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 ‎3.DNA分子中碱基计算的常用方法 ‎(1)互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。‎ ‎(2)任意两个不互补的碱基数量之和占总碱基数的50%，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋T＋C＋G)×50%，＝＝1。‎ ‎(3)一条链中互补的两种碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，即A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2(1、2分别代表DNA分子的两条链，下同)。‎ ‎(4)一条链中互补的两种碱基数量之和占该单链碱基数的比例等于DNA分子两条链中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例，即 ＝＝，‎ ＝＝。‎ ‎(5)一条链中两种不互补碱基之和的比值，与另一条链中该比值互为倒数，即若一条链中＝K，则另一条链中＝。‎ ‎[角度训练]‎ 角度1　碱基互补配对原则及其应用 ‎1．(2018·济南模拟)20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的比值如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是(　　)‎ DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾 ‎(A＋T)/(C＋G)‎ ‎1.01‎ ‎1.21‎ ‎1.21‎ ‎1.43‎ ‎1.43‎ ‎1.43‎ A.猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些 B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同 C．小麦DNA中(A＋T)的数量是鼠DNA中(C＋G)数量的1.21倍 D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同 ‎[解析]‎ ‎　大肠杆菌DNA中(A＋T)/(C＋G)的比值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含C—G碱基对的比例较高，而C—G碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌的DNA稳定性高于猪的，故A项错误；虽然小麦和鼠的(A＋T)/(C＋G)比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同，故B、C项错误；同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的，因此DNA碱基组成也相同，故D项正确。‎ ‎[答案]　D ‎2．(2018·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]　根据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。‎ ‎[答案]　B 角度2　DNA的结构与特性 ‎3．(2018·邯郸模拟)下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是(　　)‎ A．每个双链DNA分子含有4种脱氧核苷酸 B．每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基 C．每个DNA分子的碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数 D．双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤 ‎[解析]　DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个DNA分子中通常都会含有4种脱氧核苷酸；在DNA分子中，一般情况下每个脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基，只在脱氧核苷酸链的一端有一个脱氧核糖连接一分子磷酸和一个碱基；1分子脱氧核苷酸由1分子碱基、1分子磷酸和1分子脱氧核糖组成，因此DNA中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数；双链DNA分子中胞嘧啶与鸟嘌呤进行碱基互补配对，二者数量相同，因此该DNA分子片段上有40个鸟嘌呤。‎ ‎[答案]　B ‎4．(2018·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]　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。‎ ‎[答案]　A 角度3　基因是有遗传应的DNA片段 ‎5．(2018·石家庄模拟)如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，有关叙述正确的是(　　)‎ A．R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质 B．R、S、N、O互为非等位基因 C．果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的 D．每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变 ‎[解析]　R基因中的脱氧核苷酸序列不一定都能编码蛋白质，如非编码区和内含子不能编码蛋白质；R、S、N、O控制果蝇不同的性状，互为非等位基因；基因的基本组成单位是脱氧核苷酸；基因中有一个碱基对的替换，由于密码子的简并性，密码子决定的氨基酸不一定变化；如果密码子所决定的氨基酸有所改变，将导致蛋白质组成的变化以及其空间结构等的变化，但生物的表现型还与生物所处环境等外界因素有关，所以表现型也不一定会变化。‎ ‎[答案]　B ‎6．(2018·天水模拟)以下关于基因、染色体和性状的说法正确的是(　　)‎ A．非等位基因都位于非同源染色体上 B．位于X或Y染色体上的基因，其相应的性状表现与性别相关联 C．基因与性状之间是一一对应的关系 D．基因突变一定能够改变生物体的表现型 ‎[解析]　同源染色体上也可出现非等位基因；位于X或Y染色体上的基因，其相应的性状表现与性别相关联；性状可能由多个基因控制；基因突变不一定改变生物体的表现型，如突变产生的新基因为隐性基因。‎ ‎[答案]　B 考点2　DNA分子的复制及相关计算 ‎[典例精析]‎ ‎　(2018·浙江卷)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是(　　)‎ A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N－14N－DNA D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的 ‎[解析]　由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置”可知：本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术，A正确；分析图示可知：a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误；b管中的DNA密度介于a、c管中的之间，表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N－14N－DNA，C正确；实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。‎ ‎[答案]　B ‎　(2018·海南卷)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是(　　)‎ A．有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3‎ B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1‎ C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1‎ D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1‎ ‎[解析]　将含有14N14N的大肠杆菌置于含有15N的培养基中繁殖两代后，由于DNA的半保留复制，得到的子代DNA为2个15N15N－DNA和2个14N15N－DNA，再将其转到含有14‎ N的培养基中繁殖一代，会得到6个15N14N－DNA和2个14N14N－DNA，比例为3∶1，D正确。‎ ‎[答案]　D ‎[知能拓展]‎ ‎1．有关DNA复制的五个问题 ‎(1)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。‎ ‎(2)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。‎ ‎(3)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。‎ ‎(4)过程特点：边解旋边复制；多点解旋和复制。‎ ‎(5)DNA复制的准确性：‎ ‎①一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因是：DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。‎ ‎②在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引发基因突变。‎ ‎2．DNA半保留复制的相关计算方法 ‎(1)将一个被15N标记的DNA分子放入含14N的培养基中连续培养 n代，其后代DNA分子的情况分析如下：‎ ‎(2)DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数的计算(设某双链DNA分子中含某种碱基a个)：‎ 图示 解读 复制的结果是形成两个一样的DNA分子，所以一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数为2n个，复制(n－1)次后得到的DNA分子数为2n－1(个)。第n次复制增加的DNA分子数为2n－2n－1＝2n－1(个)，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n－1(个)‎ ‎[角度训练]‎ 角度1　DNA复制的过程及特点 ‎1．(2018·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]　由题意可知，子一代的DNA应为14N/15N，即图②；子二代DNA应为1/214N/15N、1/214N/14N，即图①；子三代DNA应为1/414N/15N、3/414N/14N，即图③；亲代的DNA应为15N/15N，即图⑤。‎ ‎[答案]　C ‎2．1958年，Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题：‎ ‎(1)DNA分子呈________结构，DNA复制开始时首先必须解旋，从而在复制起点位置形成复制叉(如图1所示)。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测____________________。‎ ‎(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(其拟核DNA呈环状)放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。‎ ‎(3)有人探究DNA的复制从一点开始以后是单向进行的还是双向进行的，将不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养，给予适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明____________________________。‎ ‎(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第(2)小题的方法，观察到大肠杆菌DNA复制的过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是________起点复制的。‎ ‎[解析]　(1)因DNA复制开始时首先必须解旋，从而在复制起点位置形成复制叉，所以可以根据复制叉的数量推测复制起点的数量。(2)因为DNA为半保留复制，故复制一次所得的2个DNA分子中，1条链带放射性标记，另一条链不带。复制两次后所得的4个DNA分子中，有2个DNA分子都是其中一条链带放射性标记，另外2个DNA分子则是两条链都带放射性标记。(3)由图示可以看出：该DNA分子有一个复制起点，复制为双向进行。(4)由图4可知：该DNA分子有一个复制起点，即单起点复制。‎ ‎[答案]　(1)(规则的)双螺旋　复制起点的数量 ‎(2)如图所示 ‎(3)DNA复制是双向的 ‎(4)单 角度2　与DNA分子复制相关的计算 ‎3．(2018·鹤壁模拟)某DNA分子(14N)含有3000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的4种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是(　　)‎ A．X层全部是仅含14N的DNA分子 B．W层中含15N标记的胞嘧啶6300个 C．X层中含有的氢键数是Y层的1/3‎ D．W层与Z层的核苷酸数之比是1∶4‎ ‎[解析]　DNA分子是半保留复制，故复制3次，DNA分子总数是8，其中含有14N的DNA分子为2个(每个DNA分子均为一条14N链，一条15N链)，其余6个是两条链均为15N的DNA分子。因为14N15N的密度比15N15N的密度小，故X层应该为14N15N的DNA分子，Y层为15N15N的DNA分子，A错误。一个DNA分子中含有3000个碱基，腺嘌呤占35%，那么胞嘧啶占15%，故胞嘧啶数为450，复制3次共得到8个DNA分子，需要15N标记的胞嘧啶数为450×7＝3150，B错误。复制得到的DNA分子与模板DNA分子是相同的，所以氢键数也相同，X层有2个DNA分子，Y层有6个DNA分子，它们的氢键数之比等于DNA数之比，即X层中含有氢键数∶Y层中含有的氢键数＝1∶3，C正确。复制后的8个DNA分子一共含有16条单链，其中14N的链2条(分布在Z层)，15N的链14条(分布在W层)，因为该DNA分子含有3000个碱基，故每条链的核苷酸数为1500，Z层的核苷酸数为1500×2＝3000，W层的核苷酸数为1500×14＝21000，故W层与Z层的核苷酸数之比为7∶1，D错误。‎ ‎[答案]　C ‎4．(2018·北京西城期末)1958年，Meselson和Stahl用稳定同位素和氯化铯密度梯度离心方法研究大肠杆菌DNA的复制。首先将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养多代，然后转入以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养。提取不同代数大肠杆菌的DNA，进行密度梯度离心，结果如下图所示(0世代时，DNA条带的平均密度是1.724,4.1世代时，较深的DNA条带平均密度是1.710)。下列分析错误的是(　　)‎ A．该实验证明了DNA的复制是半保留复制 B．条带密度越来越小的原因是15N在逐渐衰变 C．1.0世代时，DNA条带的平均密度是1.717‎ D．4.1世代时，两个DNA条带的含量比值大于7∶1‎ ‎[解析]　本题以DNA半保留复制的相关科学史为背景，利用相关数据考查学生对DNA复制方式、密度梯度离心技术的理解和应用。DNA复制过程中由于原料是14N，密度较小，随复制代数增加，15N在子代中的比例逐渐降低，这里与衰变无关，B错误。‎ ‎[答案]　B 本题应结合DNA复制的简易过程图进行分析，这样可以降低难度。若进行半保留复制，则DNA复制过程与题干中图示对应如下图，可见0世代仅出现重带，1世代仅出现中带，3世代出现轻带和中带，符合半保留复制的特点。由于0世代时，DNA条带即重带的平均密度是1.724；4.1世代时，较深的DNA条带即轻带平均密度是1.710，故1.0世代时，DNA条带即中带的平均密为二者的平均值，约为1.717。而4.0世代的中带和轻带之比为7∶1，若继续复制，则轻带比例会继续升高，故4.1世代时，两个DNA条带的含量比值大于7∶1。‎ 考点3　DNA复制与细胞分裂 ‎[典例精析]‎ ‎　(2018·江苏省盐城市高三三模)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苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．每条染色体中的两条染色单体均含3H B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H C．每个DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含3H D．所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的1/4‎ ‎[解析]　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个子细胞中都是每一条染色体的DNA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，A正确。第二次分裂中期，1/2的DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H,1/2的DNA分子一条脱氧核苷酸链含3H，B、C错误。第二次分裂中期所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的3/4，D错误。‎ ‎[答案]　A ‎　(2018·保定市质检)BrdU能替代T与A配对而渗入新合成的DNA链，植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中分别培养到第一、第二个细胞周期的中期。下列有关说法中，不正确的是(　　)‎ A．1条染色体形成2条染色单体的同时，DNA也完成了复制 B．1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上 C．第一个细胞周期的中期，每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdU D．第二个细胞周期的中期，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU ‎[解析]　1条染色体形成2条染色单体的同时，DNA也完成了复制，A正确；1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上，B正确；第一个细胞周期的中期，DNA分子只复制一次，根据DNA分子半保留复制的特点，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU，C错误；到第二个细胞周期的中期，DNA分子进行了2次半保留复制，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU，D正确。‎ ‎[答案]　C ‎[知能拓展]‎ ‎1．构建染色体与DNA复制关系模型 ‎(1)模型图解 ‎(2)模型构建 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 ‎2.构建细胞分裂过程中染色体标记模型 模 型 解 读 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 ‎3.减数分裂中子染色体标记情况分析 ‎(1)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：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。‎ ‎[角度训练]‎ 角度1　有丝分裂中染色体标记情况分析 ‎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 ‎2．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]　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，即有丝分裂后期含有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%。‎ ‎[答案]　B 角度2　减数分裂中染色体标记情况分析 ‎3．(2018·邵阳模拟)将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，经过连续两次正常细胞分裂后，下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．若进行有丝分裂，则子细胞含3H的核DNA分子数可能为N B．若进行减数分裂，则子细胞含3H的染色体数为N C．第一次分裂结束时，子细胞中染色体都含3H D．若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体彼此分离 ‎[解析]　将经3H充分标记DNA的细胞置于不含3‎ H的培养液中培养，进行两次细胞分裂，由于DNA是半保留复制，第一次复制结束时，每个DNA分子均有一条链含3H，第二次有丝分裂后期，染色体数是4N,2N被标记，2N未被标记，分裂成两个子细胞时，由于染色体分配是随机的，则子细胞含3H的染色体数可能为0～2N，A正确；若进行减数分裂，DNA只复制1次，由于DNA是半保留复制，所以子细胞的N条染色体都被标记，B正确；第一次分裂结束时，因为DNA只复制1次，所以子细胞中染色体都含3H，C正确；由以上分析可知，若子细胞中有的染色体不含3H，则该细胞进行的是有丝分裂，不可能发生同源染色体彼此分离，D错误。 ‎ ‎[答案]　D ‎ (1)由于染色体着丝点分裂后形成的子染色体移向哪一极是“随机”的，故移向同一极的染色体其双链DNA所带的放射性状况应由每条染色体如何移动决定，不可将所有染色体的移动“统一”看待。‎ ‎(2)性原细胞进行减数分裂时DNA只进行一次复制，复制后的子代DNA在减数第二次分裂后期分开，分别进入两个精细胞(或一个卵细胞和极体或两个极体)中。‎ 角度3　细胞分裂产生子细胞中染色体的标记情况 ‎4．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]‎ ‎　若该生物细胞内含一对染色体，且只进行有丝分裂，分裂3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1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。‎ ‎[答案]　B ‎5．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]　用32P标记玉米体细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基培养，在第一次有丝分裂结束后，每条染色体都带有标记，且每条染色体中的DNA分子两条链都是1条有标记，1条没有标记。在第二次有丝分裂时，间期复制完成后，含有20条染色体，每条染色体均有标记，但染色单体中只有一半含有32P标记，后期着丝点分裂，染色单体分开，形成40条染色体，有20条含32P标记，20条不含32P标记。由于染色单体分开移向两极具有随机性，因此子细胞中所含的20条染色体中，含32P标记的染色体数目为0～20条。‎ ‎[答案]　C ‎1．(2018·德州重点中学联考)真核细胞中DNA的复制如图所示，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]　DNA复制过程中氢键的破坏需要DNA解旋酶的催化，氢键的形成不需要酶的催化。‎ ‎[答案]　C ‎2．(2015·上海卷)若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为A—T碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为(　　)‎ A. B. C. D. ‎[解析]　N个双链DNA分子在第i轮复制后，N×2i个DNA分子中某DNA分子的一条链上某个C突变为T，则在随后的一轮复制结束时，有1个DNA分子中突变位点为A－T碱基对，占双链DNA分子数的比例为；在随后的两轮复制结束时，突变位点为A－T碱基对的双链DNA分子数的比例应为＝。同理可推得经过随后的几轮复制后，这一比例为：＝。‎ ‎[答案]　C ‎3．(2014·江苏卷)(多选)羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变 B．该片段复制后的子代DNA分子中G—C碱基对与总碱基对的比下降 C．这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变 D．在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配 ‎[解析]　由图示可知，胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶后不再与鸟嘌呤配对，而是与腺嘌呤配对。该片段复制后的子代DNA分子上会发生碱基对的替换，并非碱基序列都发生改变；因羟化胞嘧啶不再与鸟嘌呤配对，故复制后的子代DNA分子中G—C碱基对在总碱基对中所占比例下降；这种变化为基因突变，由于密码子的简并性，不一定引起编码的蛋白质结构改变；细胞核与细胞质中都含DNA，复制过程中都可能发生图示的错配。‎ ‎[答案]　BD ‎4．下图是某DNA分子的局部组成示意图，请据图回答：‎ ‎(1)写出图中下列序号代表结构的中文名称：‎ ‎①________；⑦________；⑧________________；‎ ‎⑨________________。‎ ‎(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离磷酸基团。‎ ‎(3)从主链上看，两条单链方向________，从碱基关系看，两条单链________。‎ ‎(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N的脱氧核苷酸的培养液中，此图中所示的________________(填序号)可测到15N。若细胞在该培养液中分裂四次，该DNA分子也复制四次，得到的子代DNA分子中含14N和15N的比例为________。‎ ‎(5)若该DNA分子共有a个碱基，其中含腺嘌呤m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶为________个。‎ ‎[解析]　(1)①是胞嘧啶，⑦是脱氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，⑨是DNA单链片段。(2)该DNA片段中有4个碱基对，2个游离的磷酸基团。(3)两条DNA链反向平行。(4)该DNA复制4次，得到16个DNA分子，含14N的DNA有2个，全部DNA都含有15N。(5)由题意可知，该DNA分子中含有的胞嘧啶数为(a－2m)/2，则复制4次需要的胞嘧啶数为15(a－2m)/2，即a－15m。‎ ‎[答案]　(1)胞嘧啶　脱氧核糖　胸腺嘧啶脱氧核苷酸　一条脱氧核苷酸链的片段 ‎(2)4　2‎ ‎(3)反向平行　互补 ‎(4)①②③④⑥⑧⑨　1∶8‎ ‎(5)a－15m