2019-2020学年苏教版生物必修二新素养同步练习：第四章　第二节　DNA分子的结构和复制

2019-2020学年苏教版生物必修二新素养同步练习：第四章　第二节　DNA分子的结构和复制

第二节 DNA 分子的结构和复制 1.DNA 分子双螺旋结构及其特点。(重点) 2.DNA 的复制过程、结果。(重点) 3． DNA 结构和复制的相关计算。(难点) 一、阅读教材 P67～69 分析 DNA 分子的结构 1．解开 DNA 分子结构之谜 (1)20 世纪 30 年代后期：瑞典科学家们证明了 DNA 分子是不对称的。二战后，科学家 们用电子显微镜测出 DNA 分子直径约为 2 nm。 (2)1951 年：查哥夫发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是 等于胞嘧啶(C)的量。 (3)1952 年：富兰克琳采用 X 射线衍射技术拍摄到 DNA 分子结构的照片，确认 DNA 分 子为螺旋结构，而不是由一条链构成。 (4)1953 年：沃森和克里克提出 DNA 分子的双螺旋结构模型。 2.DNA 分子的化学组成 (1)基本单位：DNA 是一种生物大分子，它的基本组成单位是脱氧核苷酸。 (2)碱基组成：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。 3.DNA 分子的结构 (1)立体结构：DNA 分子的立体结构是双螺旋结构。 (2)结构特点：①由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 ②DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在双螺旋的外侧，构成基本骨架。 ③DNA 分子两条链上的碱基，通过氢键连接成碱基对，排列在双螺旋的内侧。 (3)碱基互补配对原则：A 与 T 配对；G 与 C 配对。A 与 T 之间形成 2 个氢键，G 与 C 之间形成 3 个氢键。 DNA 结构的“五、四、三、二、一” 五种元素：C、H、O、N、P； 四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸； 三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基； 两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链； 一种螺旋：规则的双螺旋结构。 4.DNA 分子的多样性和特异性 (1)多样性：碱基对排列顺序千变万化。 (2)特异性：每个 DNA 分子碱基对的特定排列顺序，构成了 DNA 分子的特异性。 5．设计和制作 DNA 分子双螺旋结构模型 (1)制作原理：DNA 的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外 侧，构成基本骨架。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。 (2)制作程序：设计制作计划，准备材料→绘出 DNA 模型的设计图→制作若干个磷酸、 脱氧核糖、碱基→若干个脱氧核苷酸→脱氧核苷酸链→DNA 分子的平面结构→DNA 分子双 螺旋结构。 二、阅读教材 P70～72 分析 DNA 分子的复制 1.概念：以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 分子的过程。 2.时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。 3.场所：主要是细胞核。 4.过程 (1)复制方式：半保留复制。 (2)复制模板：DNA 分子的两条链。 (3)复制条件 ①原料：游离的 4 种脱氧核苷酸； ②酶：解旋酶和 DNA 聚合酶等； ③能量。 5.意义：确保了遗传信息传递的连续性，使细胞得以增殖，使生物种族的繁衍得以延续。 判一判 (1)DNA 的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。(×) (2)DNA 双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。(√) (3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。(√) (4)DNA 上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即 A—C，G—T。(×) 连一连 DNA 分子的结构及其碱基数量关系 DNA 分子具有规则的双螺旋结构。结合教材 P68～69 内容完成以下探究。 探究 1 完善 DNA 分子的结构层次图并思考 下面问题，分析 DNA 分子的结构 (1)从 DNA 的平面结构图中可以看出，和 A 配对的一定是 T，和 G 配对的一定是 C，碱 基对之间靠氢键连接。其中，A—T 之间形成 2 个氢键，G—C 之间形成 3 个氢键。 (2)结合教材分析 DNA 的双螺旋结构 ①DNA 分子是由 2 条链构成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 ②DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基对排列 在内侧。 ③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。 探究 2 结合模型制作情况，统计全班同学制得的模型并总结 DNA 分子的特征 (1)制得的不同的 DNA 分子中脱氧核苷酸的数目有差异，排列顺序多种多样，说明 DNA 分子具有多样性。 (2)每一种 DNA 分子都有特定的碱基对排列顺序，说明 DNA 分子具有特异性。 (3)通过模型观察发现：①位于外侧的基本骨架一定是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成 的，不会改变；②两条链间的碱基互补配对方式稳定不变。上述两点说明 DNA 分子在空间 结构上是稳定的，即 DNA 分子具有稳定性。 1．DNA 的结构 外侧 内侧 构成方式 磷酸和脱氧核糖交替连接，两条 主链呈反向平行，有规则地盘旋 成双螺旋 主链上对应碱基以氢键连接成对， 对应碱基之间互补(A—T，G—C)配 对，碱基平面之间平行 排列位置 双螺旋结构外侧 双螺旋结构内侧 动态变化 相对稳定 碱基比率和碱基序列可变 模型图解 2.碱基比例与双链 DNA 分子的共性及特异性 (1)共性：不因生物种类的不同而不同。 A T ＝T A ＝1；G C ＝C G ＝1；A＋C T＋G ＝A＋G T＋C ＝1。 (2)特异性：A＋T G＋C 的值在不同 DNA 分子中是不同的，是 DNA 分子多样性和特异性的表 现。 突破 1 DNA 分子结构 1．下图为 DNA 分子结构示意图，对该图的描述正确的是( ) A．②和③相间排列，构成了 DNA 分子的基本骨架 B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 C．含腺嘌呤 17%的 DNA 比含胞嘧啶 15%的 DNA 耐热性高 D．在 DNA 分子的一条单链中，相邻的碱基是通过氢键连接的 解析：选 C。由图可知①是磷酸，②是脱氧核糖，③是含氮碱基胞嘧啶，磷酸和脱氧核 糖交替连接构成了 DNA 分子的基本骨架，故 A 错误。④不是一个完整的核苷酸，应是和下 面的磷酸才构成胞嘧啶脱氧核苷酸，故 B 错误。A 和 T 之间是 2 个氢键，而 C 和 G 之间是 3 个氢键，含腺嘌呤 17%的 DNA 含有胞嘧啶 33%，故 C 正确。在 DNA 分子的一条单链中， 相邻的碱基是通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接的，故 D 错误。 突破 2 DNA 双螺旋模型的制作 2．如图表示某同学在制作 DNA 双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列 表述不正确的是( ) A．能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的 a 或 b B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有 1 个 C．相邻脱氧核苷酸之间通过化学键③连接起来 D．从碱基上看，缺少的碱基是 T 解析：选 A。图中所示 a 表示的是一个完整的脱氧核苷酸；图中与五碳糖直接相连的碱 基只有 1 个；③表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接；脱氧核苷酸中的 碱基共有 4 种，即 A、G、C、T。 “三看法”判断 DNA 分子结构的正误 一看外侧链成键位置是否正确，正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的 5 号碳原子上的 磷酸基与相邻核苷酸的 3 号碳原子之间； 二看外侧链是否反向平行； 三看内侧链碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则。 DNA 分子的复制及其相关计算 以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 分子的过程称为 DNA 分子复制。结合教材 P70 最后一段～P72 内容完成以下探究。 探究 1 完成科学家实验过程分析，理解 DNA 分子的复制方式 (1)0 min 取样的试管中是含 15N 的重链带；20 min 取样的试管中是含 15N 和 14N 的杂合 链带，40 min 取样的试管中既有含 15N 和 14N 的杂合链带又有含 14N 的轻链带。 (2)由以上结果得出：DNA 复制时总是保留一条母链，新合成一条子链，这样的复制方 式叫做半保留复制。 探究 2 完善下图，理解 DNA 分子复制过程 探究 1 中，随着细菌分裂次数的增多，离心后试管中所含的 15N/14NDNA 的数量如何 变化？ 提示：不发生变化。 突破 1 DNA 分子复制的实验分析 1．细菌在 15N 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，下图①～⑤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⑤ B．第二次分裂的子代 DNA 应为① C．第三次分裂的子代 DNA 应为③ D．亲代的 DNA 应为⑤ 解析：选 A。DNA 复制是半保留复制，第一次分裂产生的子代 DNA 都是一条链含 15N， 另一条链含 14N，应为图②；亲代的 DNA 的两条链都含 15N，应为图⑤；一个亲代 DNA 分 裂两次后共产生 4 个 DNA，其中有两个 DNA 只含 14N，另两个 DNA 是一条链含 15N，另一 条链含 14N。 突破 2 DNA 复制过程 2．如图表示真核细胞 DNA 复制过程的模式图，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．DNA 分子的复制需要引物，且两条子链的合成方向是相反的 D．因为 DNA 分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则，所以新合成的两条子链的 碱基序列是完全一致的 解析：选 D。由图可知，从解旋酶的参与过程可以看出，解旋酶使 DNA 双链分开，并 且这个过程消耗了 ATP，A 正确；DNA 复制为半保留复制，因为新合成的 DNA 单链和对 应的母链组成了新的 DNA 分子，B 正确；分析图中有引物的参与，两条子链的合成过程的 方向是相反的，C 正确；DNA 的复制中新合成的两条子链分别与母链发生碱基互补配对， 说明新合成的两条子链的碱基序列不是一致的，D 错误。 核心知识小结 [网络构建] [关键语句] 1.沃森和克里克提出 DNA 分子的双螺旋．．．结构。 2.组成 DNA 分子的碱基有四种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤．．．(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶．．．(C)。 3.DNA 分子具有稳定性、特异性．．．和多样性。 4.DNA 分子的复制过程是边解旋边复制．．．．．．。 5.DNA 分子的复制方式是半保留复制．．．．．。 6.DNA 分子的复制使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息的连续性．．．。 [随堂检测] 知识点一 DNA 分子的结构 1．如图为某同学在学习 DNA 的结构后画的含有两个碱基对的 DNA 片段(“○”代表 磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是( ) A．甲说：“物质组成和结构上没有错误” B．乙说：“只有一处错误，就是 U 应改为 T” C．丙说：“至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖” D．丁说：“如果说他画的是 RNA 双链则该图应是正确的” 解析：选 C。DNA 中含有的五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖，同时 DNA 不含碱基 U， 而是含碱基 T，A 错误；图中有三处错误：①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA 不含碱基 U，而是含碱基 T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是前一个 核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，B 错误，C 正确；如果 是 RNA 双链，磷酸二酯键的连接不正确，D 错误。 2．同源染色体上的 DNA 分子之间最可能相同的是( ) A．脱氧核苷酸的种类 B．磷酸二酯键的数目 C．碱基对的排列顺序 D．A＋T G＋C 的比值 解析：选 A。DNA 分子中含有 4 种碱基，则脱氧核苷酸的种类是 4 种，A 正确；等位 基因上脱氧核苷酸数目不一定相同，则脱水聚合形成的磷酸二酯键的数目不一定相同，B 错 误；同源染色体上的 DNA 分子中基因可能是相同基因，也可能是等位基因，所以二者碱基 对排列顺序可能不同，C 错误；不同 DNA 分子中(A＋T)/(G＋C)的比值可能不同，说明 DNA 分子具有特异性，D 错误。 3．如图为 DNA 测序仪显示的某真核生物 DNA 片段一条链的碱基排列顺序图片。其中 图 1 的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，那么图 2 显示的碱基排列顺序 应该是( ) A．GCTTGCGTAT B．GATGCGTTCG C．TAGTCTGGCT D．GCTGAGTTAG 解析：选 B。图 1 为 DNA 测序仪显示的某真核生物 DNA 片段一条链的碱基排列顺序 图片。图 1 的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，所以图中碱基序列应从 下向上读，且由左至右的顺序依次是 ACGT，所以图 2 中碱基序列为：GATGCGTTCG，A、 C、D 错误，B 正确。 知识点二 DNA 分子的复制 4．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是( ) 解析：选 D。DNA 第一次复制亲代 2 条白链分离到 2 个子代 DNA 中，这 2 个子代 DNA 各含有 1 条白链和 1 条灰链，第二次复制 2 个子代 DNA 的 4 条母链分离到 4 个子代 DNA 中，另外再合成 4 条新子链(黑)，这样两次复制后 4 个子代 DNA 都各含 1 条黑链，其中 2 个 DNA 分子还各含 1 条白链，另外 2 个 DNA 分子还各含 1 条灰链。综上所述，D 正确。 5．如图为真核生物染色体上 DNA 分子复制过程示意图，有关叙述错误的是( ) A．图中 DNA 分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中 DNA 分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物 DNA 分子复制过程需要解旋酶 D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率 解析：选 A。从图中可以看出有多个复制起点，但由于复制环的大小不同，所以复制起 始的时间有先有后。DNA 分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物 DNA 分子复制过程 需要解旋酶、DNA 聚合酶等酶的参与。这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性， 而且每次复制都可产生两个 DNA 分子，提高了复制效率。 6．下面图甲中 DNA 分子有 a 和 d 两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示，结 合所学知识回答下列问题： (1)从图甲可看出 DNA 复制的方式是______。 (2)图甲中，A 和 B 均是 DNA 分子复制过程中所需要的酶，其中 B 能将单个的脱氧核 苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则 A 是________酶，B 是__________酶。 (3)图甲过程在根尖分生区细胞中进行的场所有________________________________。 (4)图乙中，7 是____________________。DNA 分子的基本骨架由__________________ 交 替 连 接 而 成 ； DNA 分 子 两 条 链 上 的 碱 基 通 过 ______ 连 接 成 碱 基 对 ， 并 且 遵 循 ________________原则。 解析：(1)亲代 DNA 的两条母链 a 链和 d 链分别作为模板链，按照碱基互补配对原则生 成新子链 b 链和 c 链，这样子代 DNA 各含有亲代 DNA 一条链，为半保留复制。(2)DNA 复 制需要解旋酶将双链解旋提供模板链。A 为解旋酶，B 为 DNA 聚合酶将单个的脱氧核苷酸 连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链。(3)根尖分生区细胞的 DNA 主要位于细胞核，线粒体 也含有少量 DNA，都可以进行甲过程。(4)图乙中，7 是 DNA 基本单位胸腺嘧啶脱氧核糖核 苷酸，DNA 分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成；DNA 分子两条链上的碱基通 过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。 答案：(1)半保留复制 (2)解旋 DNA 聚合 (3)细胞核、线粒体 (4)胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 磷酸与脱氧核糖 氢键 碱基互补配对 [课时作业] 一、选择题 1．1953 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。证明 DNA 是遗传物质的实验是肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染 细菌的实验，由于绝大多数生物的遗传物质是 DNA，因此 DNA 是主要的遗传物质，①错 误，排除 A 项；Watson 和 Crick 构建 DNA 双螺旋结构模型时没有从染色体中提取 DNA， 也不涉及蛋白质等其他成分，故不能确定 DNA 是染色体的组成成分，②错误，排除 B、C 两项；DNA 的双螺旋结构模型揭示了 DNA 的构成，其遗传信息储存在 4 种碱基的排列顺 序之中，并且指出了 DNA 两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则，为 DNA 复制机制的阐 明奠定了基础，故③④正确。 2．某同学制作一 DNA 片段模型，现准备了 10 个碱基 T 的塑料片，8 个碱基 A 的塑料 片，30 组脱氧核糖和磷酸的塑料片，那么还需准备碱基 C 的塑料片数目是( ) A．14 B．8 C．7 D．16 解析：选 C。因为 30 组脱氧核糖和磷酸塑料片可制成含 15 个碱基对的 DNA 分子模型， 而该同学已准备了 10 个碱基 T 的塑料片，8 个碱基 A 的塑料片，这样仅能构成 8 个 A＝T 碱基对，剩下的 7 个碱基对若全为 G≡C 碱基对，则还需要准备 G、C 碱基塑料片各 7 片。 3．如图所示，b 是由 1 分子磷酸、1 分子碱基和 1 分子 a 构成的化合物，下列叙述正确 的是( ) A．若 m 为腺嘌呤，则 b 肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B．在禽流感病原体、幽门螺杆菌体内 b 均为 4 种 C．在人体细胞质中，b 只有 4 种 D．若 a 为脱氧核糖，则由 b 构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有 6 种 解析：选 D。若 m 为腺嘌呤，则 b 为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，故 A 错 误；禽流感病原体为病毒，其内 b 有 4 种，幽门螺杆菌为原核生物，细胞中的 b 有 8 种，故 B 错误；人体细胞质中存在 DNA 和 RNA，所以 b 有 8 种，故 C 错误；若 a 为脱氧核糖， 则 b 为脱氧核苷酸，由脱氧核苷酸构成的 DNA 完全水解得到：A、T、C、G 四种碱基、磷 酸和脱氧核糖，故 D 正确。 4．下列关于 DNA 结构的叙述中，错误的是( ) A．大多数 DNA 分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构 B．外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基 C．DNA 两条链上的碱基间以氢键相连，且 A 与 T 配对，C 与 G 是配对 D．DNA 的两条链反向平行 解析：选 A。绝大多数 DNA 分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋而成为双螺旋结构，而不 是由核糖核苷酸长链盘旋而成。 5．不同的基因携带不同的遗传信息的原因不包括( ) A．(A＋T)/(G＋C)的值不同 B．磷酸和核糖排列顺序不同 C．碱基对的排列顺序不同 D．脱氧核苷酸的排列顺序不同 解析：选 B。不同的基因中的脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同，不同的排列顺序 代表的遗传信息不同；不同的基因中 A＋T/G＋C 的值不同；不同的基因中都是脱氧核糖和 磷酸交替连接构成其基本骨架，所以 B 错误。 6．如图表示 DNA 复制的过程，结合图示分析下列有关叙述，错误的是( ) A．DNA 复制过程中首先需要解旋酶破坏 DNA 双链之间的氢键，使两条链解开 B．DNA 分子的复制具有双向复制的特点 C．从图示可知，DNA 分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间 D．DNA 分子的复制需要 DNA 聚合酶催化合成子链 解析：选 C。从图中无法获得有关 DNA 分子多起点复制的信息，C 项错误。 7．在 DNA 复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量 3H 标记的脱氧胸苷(3H—dT)的培养 基中，3H—dT 可掺入正在复制的 DNA 分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠 杆菌转移到含高剂量 3H—dT 的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的 DNA 进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测( ) A．复制起始区在高放射性区域 B．DNA 复制为半保留复制 C．DNA 复制从起始点向两个方向延伸 D．DNA 复制方向为 a→c 解析：选 C。根据题干信息：DNA 复制开始时，先将大肠杆菌放在含低剂量 3H 标记的 脱氧胸苷(3H—dT)的培养基中，几分钟后，再转移到含高剂量 3H—dT 的培养基中培养一段 时间，结果如图，可得出复制起始区在低放射性区域，A 错误；中间为低放射性区域，两边 为高放射性区域，说明 DNA 复制从起始点向两个方向延伸，C 正确；而根据放射性自显影 检测无法得出 DNA 复制为半保留复制，B 错误；DNA 复制方向为 a←b→c，D 错误。 8．下列与真核细胞内 DNA 分子复制的有关叙述，正确的是( ) A．复制过程中先全部解旋，再半保留复制 B．复制过程主要发生在有丝分裂前期 C．DNA 连接酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接 D．复制后两个子代 DNA 分子的碱基序列一般相同 解析：选 D。复制过程中是边解旋边复制，形成的子代 DNA 含有亲代 DNA 分子的一 条链为半保留复制，A 错误；复制的时间是有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期，B 错 误；DNA 连接酶是在两个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键，C 错误；复制后两个子代 DNA 分子的碱基序列一般相同，D 正确。 9．如果把人的精原细胞核中的 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 1 次有丝分裂和 1 次减数分裂，则下列相关描述正确的是( ) A．在有丝分裂的后期，含有放射性的染色体有 92 条 B．在减数第一次分裂后期，一个初级精母细胞中含有放射性的 DNA 有 92 个 C．在减数第二次分裂中期，一个次级精母细胞中含放射性的 DNA 是 46 个 D．形成的 8 个精细胞中，含有放射性的细胞最少占 25% 解析：选 A。精原细胞中每个 DNA 都有 15N，根据半保留复制可知，有丝分裂后期产 生的 92 个 DNA 分子都有 15N，A 正确；经过有丝分裂产生的子细胞中，每个 DNA 都有放 射性，但每个 DNA 只有一条链有放射性，因此减数第一次分裂后期，形成的 46 条染色体 都有放射性，其中 46 个 DNA 有放射性，另外 46 个 DNA 没有，B 错误；减数第二次分裂 一个次级精母细胞中含放射性的 DNA 只有 23 个，C 错误；减数分裂产生的 8 个细胞中， 至少有 4 个有放射性，占 1/2，D 错误。 10．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。胸腺嘧啶与腺嘌呤配对，模板链中有 4 个腺嘌呤，任何一个腺嘌呤都有可 能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对而使子链终止，再加上不与双脱氧核苷酸配对的一种，不同 长度的子链最多有 5 种。 11．把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌转移到含重氮(15N)的环境中培养相当于繁殖一代 的时间，然后放回原来的环境中培养相当于连续繁殖两代的时间后，分析细菌 DNA 分子组 成，则下列选项正确的是( ) 选项 DNA 分子 轻氮型 中间型 重氮型 A 3/4 1/4 － B 1/4 3/4 － C － 1/2 1/2 D 1/2 1/2 － 解析：选 A。细菌繁殖一代后，DNA 分子为中间型，连续繁殖两代后，形成的 8 个 DNA 分子中，中间型有 2 个，占 1/4；轻氮型有 6 个，占 3/4。 12．流式细胞仪可根据细胞中 DNA 含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌物处 理体外培养的癌细胞。24 小时后用流式细胞仪检测，结果如图。对检测结果的分析错误的 是( ) A．b 峰中细胞的 DNA 含量是 a 峰中的 2 倍 B．a 峰和 b 峰之间的细胞正进行 DNA 复制 C．处于分裂期的细胞均被计数在 a 峰中 D．此抗癌药物抑制了癌细胞 DNA 的复制 解析：选 C。由图可知，在 b 峰中细胞的 DNA 含量为 80，而 a 峰中细胞的 DNA 含量 为 40；在 a 峰与 b 峰之间细胞内的 DNA 在逐渐加倍，所以正进行着 DNA 分子的复制；通 过实验组和对照组中，b 峰细胞的数量可以看出，实验组中进行 DNA 复制的癌细胞数量明 显减少，则说明该药物对癌细胞 DNA 复制有抑制作用；在细胞分裂期中前、中、后三个时 期的细胞应位于 b 峰，而末期的细胞应位于 a 峰处，C 项错误。 二、非选择题 13．如图是 DNA 片段的结构图，请据图回答： (1)图甲是 DNA 片段的________结构，图乙是 DNA 片段的________结构。 (2)填出图中部分结构的名称：[2]________，[3]__________，[5]__________。 (3)从图中可以看出 DNA 分子中的两条链是由____________和____________交替连接 构成的。 (4)连接碱基对的化学键是________，碱基配对的方式如下：即________与________配 对；______与______配对。 (5)从图甲可以看出组成 DNA 分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成 DNA 分子的两条链相互缠绕成____________________结构。 解析：(1)从图中可以看出：图甲表示的是 DNA 分子的平面结构，而图乙表示的是 DNA 分子的立体(空间)结构。(2)图中 2 表示的是一条脱氧核苷酸单链片段，3 表示脱氧核糖，而 5 表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲的平面结构可以看出：DNA 分子中脱氧核糖和磷 酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)DNA 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱 基对，且有一定规律：A 与 T 配对，G 与 C 配对。(5)根据图甲可以判断：组成 DNA 分子的 两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成 DNA 分子的两条脱氧核苷酸链相互 缠绕成规则的双螺旋结构。 答案：(1)平面 立体(或空间) (2)一条脱氧核苷酸单链片段 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核 苷酸 (3)脱氧核糖 磷酸 (4)氢键 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶) (5) 反向平行 规则的双螺旋 14．如图表示某 DNA 分子片段的结构，其中①～⑥代表不同的分子或化学键。请回答 下列问题： (1)将某精原细胞的所有核 DNA 分子用 32P 标记，则带有放射性的部位是图中的 ________(用序号表示)。经上述标记后的精原细胞在含 31P 的培养基中先进行一次有丝分裂， 产生的两个子细胞继续在含 31P 的培养基中进行减数分裂，最终产生的 8 个精子中，含 31P 和 32P 标记的精子分别占________、________。 (2)在 DNA 复制过程中，DNA 聚合酶作用的位置是________(用图中序号表示)。 解析：(1)P 存在于脱氧核苷酸的磷酸基团中，所以带有放射性的部位是④。DNA 半保 留复制，第一次有丝分裂的子代 DNA 一条链含 32P，一条链含 31P。再进行减数分裂，复制 后每条染色体有两条染色单体，1 条染色单体中的 DNA 一条链含 32P、一条链含 31P，另 1 条染色单体中的 DNA 一条链含 31P、一条链含 31P，所以同源染色体及染色单体分离后形成 的精子全部含有 31P，一半含有 32P。(2)DNA 聚合酶催化形成磷酸二酯键。 答案：(1)④ 100% 50% (2)① 15．如图 1 为大肠杆菌的 DNA 分子结构示意图(片段)，图 2 为 DNA 分子复制图解。请 据图回答问题： (1)图 1 中 1、2、3 结合在一起的结构叫__________。 (2)若图 1 中的 3 是鸟嘌呤，4 的中文名字应该是__________。 (3)图 2 中的复制过程完成后，A′链、B′链分别与__________链相同，因此该过程形成 的两个子代 DNA 分子均保留了其亲代 DNA 分子的一条单链，这种复制方式称为 __________________。 解析：(1)图 1 是 DNA 结构，1 是磷酸，2 是脱氧核糖，3 是含氮碱基，1、2、3 结合起 来的结构是脱氧核苷酸。 (2)若 3 是鸟嘌呤，根据碱基互补配对原则，4 为胞嘧啶。 (3)根据碱基互补配对原则，A′链与 B 链相同，B′链和 A 链相同，每个子代 DNA 分 子中均保留了其亲代 DNA 分子的一条单链，这种复制方式称为半保留复制。 答案：(1)脱氧核苷酸 (2)胞嘧啶 (3)B、A 半保留复制