【生物】2019届一轮复习人教版DNA分子的结构、复制考点

【生物】2019届一轮复习人教版DNA分子的结构、复制考点

第23讲　DNA分子的结构、复制 基因是有遗传效应的DNA片段 考纲要求 考情分析 命题趋势 ‎1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)‎ ‎2．DNA分子的复制(Ⅱ)‎ ‎3．基因的概念(Ⅱ)‎ ‎2017，海南卷，24T ‎2016，全国卷Ⅱ，2T ‎2016，上海卷，28T ‎2016，全国卷Ⅰ，29T DNA分子结构考查的内容主要包括对DNA分子结构特点的分析、双链DNA分子中碱基之间的数量关系等 DNA分子复制在高考的选择题和非选择题中都有可能出现，可以和细胞分裂、基因突变等结合在一起进行考查。考查的内容主要包括DNA复制方式的探究、DNA分子复制的过程和特点的分析以及DNA复制过程中的相关计算等 分值：2～10分 ‎ 考点一　DNA分子的结构及碱基比率计算 ‎1．DNA的结构 DNA结构的3个常考点 ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝核糖数。(　×　)‎ ‎(2)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。(　×　)‎ ‎(3)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献。(　√　)‎ ‎(4)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。　(　×　)‎ ‎(5)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。(　×　)‎ ‎2．如图为DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是(　D　)‎ A．DNA的稳定性与⑤有关，生物体内解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶、逆转录酶等可以断开⑤‎ B．④是一个胞嘧啶脱氧核苷酸 C．DNA连接酶可催化⑥或⑦键形成 D．A链、B链的方向相反，骨架是磷酸和脱氧核糖 解析　DNA的稳定性与⑤氢键有关，生物体内DNA解旋酶可以断开⑤键；④中的脱氧核糖、磷酸和胞嘧啶不位于同一个脱氧核苷酸上；DNA连接酶可催化⑦磷酸二酯键形成，但不能催化⑥形成；DNA的A链和B链的方向相反，磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架。‎ ‎3．DNA双螺旋结构是1953年沃森和克里克发现的，现已经基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是(　D　)‎ A．基因M共有氢键(1.5N＋n)个 B．图中a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示；a链含有腺嘌呤的比例最多为 C．基因M的双螺旋结构中脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架 D．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等 解析　基因M的氢键数为(1.5N－n)个，故A项错误；基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M，故B项错误；双螺旋结构中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，故C项错误；等位基因是基因突变产生的，基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，基因M和它的等位基因m的碱基数或排列顺序可以不同，故D项正确。‎ 必须关注的DNA分子结构的5个关键点 ‎(1)DNA分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有两种A—T、C—G。‎ ‎(2)并不是所有的脱氧核糖都连两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连一个磷酸基团。‎ ‎(3)双螺旋结构并不是固定不变的，复制和转录过程中会发生解旋。‎ ‎(4)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基。‎ ‎(5)在DNA分子中，A与T分子数相等，G与C分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量，后者恰恰反映了DNA分子的特异性。‎ ‎ 一　DNA分子的结构分析 ‎1．磷酸基团：每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个，分别位于DNA分子的两端。‎ ‎2．氢键 ‎(1)碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶使其断裂，也可加热使其断裂。‎ ‎(2)A与T之间靠两个氢键连接，G与C之间靠三个氢键连接。‎ ‎3．DNA分子的特性 ‎(1)相对稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。‎ ‎(2)多样性：碱基对多种多样的排列顺序。‎ ‎(3)特异性：每种DNA分子都有特定的碱基排列顺序，代表了特定的遗传信息。‎ ‎[例1] (经典高考题)在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C,6个G,3个A,7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则(　D　)‎ A．能搭建出20个脱氧核苷酸 B．所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对 C．能搭建出410种不同的DNA分子模型 D．能搭建出一个4个碱基对的DNA分子片段 解析　要搭建20个脱氧核苷酸，需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数量为20，A项错误；要搭建7个碱基对的DNA分子，至少需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物(核苷酸内部和核苷酸之间)26个，B项错误；脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，磷酸塑料片8个，能搭建一个4个碱基对的DNA分子片段，C项错误，D项正确。‎ ‎ 二　DNA分子结构中的碱基计算 ‎1．碱基互补配对原则：A一定与T配对，G一定与C配对。‎ ‎2．三个计算规律 ‎(1)规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝T＋C，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。‎ ‎(2)规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA(T换为U)中该种碱基比例的比值。‎ ‎(3)规律三：在DNA双链中，一条单链的的值与其互补单链的的值互为倒数关系，在整个DNA分子中该比值等于1。(即不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数)‎ ‎[例2] 某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子(　B　)‎ A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7‎ B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的(m>2n)，则G的个数为－p C．碱基排列方式共有4200种 D．含有4个游离的磷酸 解析　该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整个DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若该DNA中A为p 个，占全部碱基的，则碱基总数为个，则G＝＝＝－p；该DNA分子含有100个碱基对，30个A—T碱基对，70个G—C碱基对，碱基排列方式少于4100种；一个DNA分子由两条DNA链组成，含2个游离的磷酸。‎ DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤 解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分3步进行：‎ ‎(1)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。‎ ‎(2)画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。‎ ‎(3)根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。‎ ‎[例1] (2014·山东卷)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(　　)‎ ‎ ‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 A 因双链DNA中A与T、G与C配对，故双链DNA分子中＝1，其单链中可为任意值 ‎－6‎ B 考生未明白DNA双链的一条链中值在互补链中是其倒数 ‎－6‎ D 在DNA的两条链中比值相等 ‎－6‎ ‎[解析] 因DNA双链间存在A与T、G与C配对规则，故一条链上的A等于另一条链上的T，一条链上的T等于另一条链上的A，G、C也同样。A项中横纵坐标意义不变的情况下，应为D项中的曲线，即一条链中在不同的DNA分子中可以不同，但不同的DNA分子中＝1，A项错误。B项讨论的是一条链与其互补链上的比值，二者应互为倒数关系，B项错误。一条单链中的值也等于其互补链上该项值，也等于整个双链DNA分子中该项比值，C项正确，D项错误。‎ ‎[规范答题] C(6分)‎ ‎1．在一定温度下，DNA双链会解旋成单链，即发生DNA变性。Tm是DNA的双螺旋有一半发生热变性时对应的温度。下图表示DNA分子中的G—C含量与DNA的Tm之间的关系曲线(EDTA对DNA分子具有保护作用)。下列叙述不正确的是(　C　)‎ A．DNA的Tm值受到G—G含量的影响 B．DNA的Tm值受到离子浓度的影响 C．双链DNA热变性与解旋酶的催化作用有关 D．双链DNA热变性后不改变其中的遗传信息 解析　由图可知，G—C相对含量会影响DNA的Tm值；NaCl溶液的浓度也会影响DNA的Tm值；在一定温度下，DNA双链会解旋成单链，这与解旋酶无关；DNA双链解旋成单链后，碱基的排列顺序不变，遗传信息不会改变。‎ ‎ 考点二　DNA分子的复制及基因的本质 一、DNA的复制 ‎1. ‎2．过程 概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 时期 ‎__有丝分裂的间期__和减数第一次分裂前的间期 流程 解旋→以母链为模板按碱基互补配对原则合成子链→子链延伸→亲子链复旋 条件 ‎①模板：亲代DNA的每一条链 ‎②原料：4种游离的__脱氧核苷酸__‎ ‎③能量：ATP ‎④酶：解旋酶和DNA聚合酶等 结果 ‎1个DNA复制形成2个__完全相同__的DNA 特点 边__解旋__边复制，半保留复制 精确复制 ‎①独特的双螺旋结构提供模板 ‎②__碱基互补配对__原则 意义 将__遗传信息__从亲代传给子代，从而保持了__遗传信息__的连续性 二、基因是有遗传效应的DNA片段 ‎1．基因的实质：基因是有__遗传效应__的DNA片段。‎ ‎2．基因与DNA的关系：一个DNA分子上有许多基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。‎ ‎3．基因与遗传信息：基因中脱氧核苷酸的__排列顺序__称为遗传信息；DNA分子能够储存足够量的__遗传信息__。‎ ‎4．基因与染色体的关系：基因在染色体上呈__线性__排列。‎ ‎5．生物体多样性和特异性的物质基础：__DNA__分子的多样性和特异性。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(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)DNA双螺旋结构全部解开后，开始DNA的复制。(　×　)‎ ‎(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。(　×　)‎ ‎(4)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。(　×　)‎ ‎(5)染色体是基因的唯一载体。(　×　)‎ ‎(6)DNA分子中脱氧核糖和磷酸的排列方式代表了遗传信息。(　×　)‎ ‎2．下图为真核生物染色体DNA的复制过程示意图，有关叙述错误的是(　A　)‎ 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　从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，A项错误。‎ ‎3．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14N培养基中连续复制4次，其结果可能是(　A　)‎ A．含有14N的DNA占100%‎ B．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个 C．含15N的链占1/8‎ D．子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3‎ 解析　在14N培养基中连续复制4次，得到24＝16个DNA分子，32条链，其中含14N的DNA占100%，含15N的链有2条，占1/16，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苷酸有＝40个，复制过程中需消耗40×(24－1)＝600个，B项错误；每个DNA分子中嘌呤和嘧啶互补，数量相等，两者之比是1∶1，D项错误。‎ ‎ 一　DNA复制方式的探究 探究DNA复制是半保留复制还是全保留复制，可用同位素标记技术和离心处理技术，根据复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。‎ ‎1．实验材料：大肠杆菌。‎ ‎2．实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。‎ ‎3．实验假设：DNA以半保留的方式复制。‎ ‎4．实验过程：(见图)‎ ‎(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。‎ ‎(2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。‎ ‎(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。‎ ‎(4)将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。‎ ‎5．实验预期：离心后应出现3条DNA带。(见图)‎ ‎(1)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA。(15N/15N)‎ ‎(2)中带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA。(15N/14N)‎ ‎(3)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。(14N/14N)‎ ‎6．实验结果：与预期的相符。‎ ‎[例1] 科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。‎ 组别 ‎1组 ‎2组 ‎3组 ‎4组 培养液中唯一氮源 ‎14NH4Cl ‎15NH4Cl ‎14NH4Cl ‎14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带(14N/14N)‎ 仅为重带 ‎(15N/15N)‎ 仅为中带 ‎(15N/14N)‎ ‎1/2轻带(14N/14N)‎ ‎1/2中带(15N/14N)‎ 请分析并回答：‎ ‎(1)要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B，必须经过__多__代培养，且培养液中的__15N(15NH4Cl)__是唯一氮源。‎ ‎(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第__3__组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第__1__组和第__2__组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是__半保留复制__。‎ ‎(3)分析讨论：‎ ‎①若B的子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于__B__，据此可判断DNA分子的复制方式不是__半保留__复制。‎ ‎②若将B的子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果__不能__(填“能”或“不能”)‎ 判断DNA的复制方式。‎ ‎③若在同等条件下将B的子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置__没有变化__，密度带内所含DNA分子数更多的是__轻__带。‎ ‎④若某次实验的结果中，B的子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N中有少部分含__15N__。‎ 解析　在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两条单链均被15N标记，“轻带”为两条单链均被14N 标记，“中带”为一条单链被14N标记，另一条单链被15N标记。‎ ‎ 二　DNA复制的有关计算 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DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(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。‎ ‎[例2] 某含1 000个碱基对的DNA分子双链均被标记，其中腺嘌呤400个，将该DNA分子置于不带标记的培养基中连续复制3次，则下列叙述错误的是(　D　)‎ A．子代DNA分子中带放射性标记的占总数的1/4‎ B．带放射性标记的DNA分子只有一条链被标记 C．该过程中需要消耗鸟嘌呤4 200个 D．子代DNA分子中带标记的脱氧核苷酸链占1/4‎ 解析　子代DNA分子中带标记的脱氧核苷酸链占 2/23＋1＝1/8。‎ ‎ 三　基因的本质 染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系　‎ ‎[例3] 下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是(　A　)‎ A．基因一定位于染色体上 B．基因在染色体上呈线性排列 C．4种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性 D．一条染色体上含有1个或2个DNA分子 基因及其载体辨析 ‎(1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体，因为线粒体和叶绿体中也有基因。‎ ‎(2)对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，并不与蛋白质一起构成染色体。‎ ‎(3)基因、DNA与染色体的关系 ‎[例1] 科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次产生子代，实验结果见相关图示)：‎ 实验三：‎ ‎(1)实验一、实验二的作用是__________。‎ ‎(2)从结果C、D看，DNA复制具有__________________的特点。‎ 根据这一特点，理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为__________。‎ ‎(3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要______________等。‎ ‎(4)若对结果C中的DNA分子先用解旋酶处理，然后再离心，结果为F，请在图中表示出来。‎ ‎(5)如果实验C、D、E的结果都为右图(结果G)所示，据此可判断DNA分子的复制方式__________(填“是”或“不是”)半保留复制。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ 考生不能准确解读实验过程 ‎－2‎ ‎(2)‎ 考生不理解结果C和结果D的差异 ‎－2‎ 考生没有注意题中的关键词“DNA分子”，误计算为含14N的DNA单链的比例 ‎－2‎ ‎(3)‎ 考生对DNA复制所需的条件识记不全面或不准确 ‎－2‎ ‎(4)‎ 考生画图不准确或没注明DNA链的类型 ‎－2‎ ‎[解析] (1)实验一和实验二分别表示14N和15N标记的DNA的离心结果，其作用是与后面的实验结果形成对照。(2)从结果C、D看，新形成的DNA保留了原来DNA的两条链，DNA 复制具有半保留复制的特点；经过60 min后，DNA复制了3次，共形成8个DNA分子，其中有2个DNA分子是15N/14N，其余6个DNA分子为14N/14N，均含14N。(3)DNA复制过程需要模板DNA、原料(四种脱氧核苷酸)、DNA聚合酶和能量等条件。(4)结果C中的DNA分子为15N/14N，解旋后形成的单链为一条重链15N和一条轻链14N。(5)结果G表明原来被15N标记的DNA的两条链没有分开，因此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。‎ ‎[规范答题] (每分2分)(1)对照 ‎(2)半保留复制　1‎ ‎(3)DNA聚合酶、能量 ‎(4)如图所示(见右侧)‎ ‎(5)不是 ‎1．DNA的复制方式可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNA的复制方式。‎ 实验步骤：‎ ‎①在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)。‎ ‎②在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。‎ ‎③将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离，相对分子质量不同的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。‎ 实验预测：‎ ‎(1)如果与对照(14N/14N)相比，子Ⅰ代能分辨出两条DNA带：一条__轻(14N/14N)__带和一条__重(15N/15N)__带，则可以排除__半保留复制和分散复制__。‎ ‎(2)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，则可以排除__全保留复制__，但不能肯定是__半保留复制或分散复制__。‎ ‎(3)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，再继续做子Ⅱ代DNA密度鉴定：若子Ⅱ代可以分出__一条中密度带__和__一条轻密度带__，则可以排除分散复制，同时肯定为半保留复制；‎ 如果子Ⅱ代不能分出__中、轻__密度两条带，则排除__半保留复制__，同时确定为__分散复制__。‎ 解析　从题目中的图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的DNA分子，一个是两条子链形成的DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的。‎ ‎1．(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)两个比例的叙述，正确的是(　D　)‎ 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．经半得留复制得到的DNA分子，后一比值等于1‎ 解析　对于双链DNA，不同的DNA分子(A＋T)/(G＋C)的比值不同，而(A＋C)/(G＋T)的比值相同，均为1。在双链DNA分子中G＋C占的比例越大，则DNA分子越稳定。‎ ‎2．(2016·全国卷Ⅱ)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(　C　)‎ 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 解析　因为该物质可使DNA双链不能解开，DNA复制时需要解旋，所以若在细胞培养液中加入该物质，会导致细胞中DNA复制发生障碍，A项正确；由于RNA是在细胞核中是以DNA一条链为模板合成的，因此，RNA转录前需要DNA解旋，B项正确；因为该物质使DNA复制不能完成，所以可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误；该物质能抑制DNA复制，因此，可抑制癌细胞增殖，D项正确。‎ ‎3．(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(　C　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 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2×20＋2×9＋12＋12＝82。‎ 课时达标　第23讲 ‎1．1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型。关于DNA分子双螺旋结构的特点，下列叙述错误的是(　C　)‎ A．DNA分子由两条反向平行的链组成 B．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 C．碱基对构成DNA分子的基本骨架 D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 ‎2．下图为DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是(　B　)‎ A．构成DNA分子的基本单位是⑦‎ B．解旋酶可以切断⑤‎ C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键 D．⑥构成DNA分子中基本骨架 ‎3．下列关于DNA分子的结构和DNA分子复制的说法，不正确的是(　D　)‎ 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 ‎4．下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　A　)‎ A．某DNA分子有胸腺嘧啶312个，占总碱基比为26%，则该DNA上有鸟嘌呤288个 B．若质粒含有2 000个碱基，则该分子同时含有2个游离的磷酸基团 C．某DNA分子含有500个碱基，可能的排列方式有4500种 D．某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%～50%‎ 解析　如果某DNA分子有胸腺嘧啶312个，占总碱基比为26%，则鸟嘌呤G占总数的24%，数量是312÷26%×24%＝288，A项正确；质粒是环状的DNA 分子，没有游离的磷酸基团，B项错误；DNA分子含有500个碱基，碱基对数是250，因此可能的排列方式有4250种，C项错误；如果DNA内胞嘧啶占25%，胞嘧啶分布在两条DNA单链上，因此每一条单链上胞嘧啶占0～50%，D项错误。‎ ‎5．某双链DNA分子含有200个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则有关该DNA分子的叙述正确的是(　C　)‎ A．含有4个游离的磷酸基团 B．连续复制2次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个 C．4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7‎ D．碱基排列方式共有4100种 解析　双链DNA分子中每一条单链有一个游离的磷酸基团，共有2个游离的磷酸基团；每个DNA分子中含腺嘌呤30个，连续复制2次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸30×(22－1)＝90个；由于4种碱基的比例已经确定，因此该DNA中碱基排列方式远小于4100种。‎ ‎6．亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱去氨基后的变化如下：C转变为U(U与A配对)，A转变为I(I为次黄嘌呤，与C配对)。现有一个DNA片段为：经亚硝酸盐作用后，若链①中的A、C发生脱氨基作用，则下列哪个片段可能是其经过两轮复制后产生的(　C　)‎ A. B． C. D． 解析　由题意知，①链发生脱氨基作用后变为—IGTUG—，以该链为模板复制得到的DNA分子为，该DNA分子再复制一次产生的2个DNA分子为和，以②链为模板复制产生的2个DNA分子都是。‎ ‎7．DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为X)变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“X”可能是(　B　)‎ A．胸腺嘧啶 B．胞嘧啶 C．腺嘌呤 D．胸腺嘧啶或腺嘌呤 解析　据DNA半保留复制的特点分析，原DNA分子在以突变链为母链经过两次复制后，形成的DNA分子中含有U—A、A—T碱基对，则以正常链为母链，复制两次后形成的两个DNA分子中含有G—C、C—G碱基对，因此被替换的碱基可能是G，也可能是C。‎ ‎8．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。据图可以做出的推测是(　C　)‎ 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　由题干信息可知，DNA复制的前一段时间，培养基中含低剂量放射性标记，后一段时间培养基含高剂量放射性标记，最终检测的放射性结果显示低剂量在中段，高剂量在两端，所以可推测DNA复制方向为从起点向两个方向延伸。‎ ‎9．某mRNA上含有a个碱基，其中C、G之和为b，经过反转录得到一单链DNA分子，利用该单链DNA得到n个双链DNA分子，合成这些双链DNA分子共需胸腺嘧啶脱氧核苷酸的个数为(　D　)‎ A．无法计算 B．(n－1)(a－b)‎ C．2n(a－b) D．n(a－b)‎ 解析　mRNA含有a个碱基，其中C、G之和为b，则1个DNA分子中碱基总数为‎2a，G＋C＝2b，碱基T＝(‎2a－2b)/2＝a－b，合成n个双链DNA分子需要n(a－b)个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。‎ ‎10．一个双链均被32P标记的DNA由5 000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。下列叙述不正确的是(　B　)‎ A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104个 B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7‎ D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3‎ 解析　由题意可知，该DNA分子中，A＝T＝10 000×20%＝2 000个，C＝G＝10 000×30%＝3 000个，则含有的氢键数为2 000×2＋3 000×3 ＝1.3×104个；DNA复制3次形成8个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为 3 000×7＝2.1×104个；子代DNA分子中含有32P的单链与含有31P的单链之比为1∶7；子代DNA分子中含有32P的分子数与只含有31P 的分子数之比为2∶6＝1∶3。‎ ‎11．某高等生物体细胞内的染色体数是8条，若染色体中的DNA全部用3H标记，将该体细胞放入普通的培养液中连续培养两代，在第二次有丝分裂中期，每个细胞中被标记的染色体数为(　C　)‎ A．2条 B．4条 C．8条 D．16条 解析　经过一次有丝分裂后，每条染色体上的DNA一条链含有3H，另一条不含。到第二次有丝分裂中期时，细胞含有8条染色体，每条染色体都含有2个DNA分子，其中都有一个DNA分子的一条链含有3H标记，另一条链不被标记，因此，所有的染色体都被标记了。‎ ‎12．如图为真核细胞DNA复制过程的模式图。据图分析，下列相关叙述错误的是(　D　)‎ A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制 B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP C．子代DNA分子的两条链是反向平行排列的 D．DNA在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制 ‎13．某长度为1 000个碱基对的双链环状DNA分子，其中含腺嘌呤300个。该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列关于该过程的叙述中正确的是(　C　)‎ A．1链中的碱基数目多于2链 B．该过程是从两个起点同时进行的 C．复制过程中2条链分别作模板，边解旋边复制 D．若该DNA连续复制3次，则第三次共需鸟嘌呤4 900个 ‎14．下列关于“碱基互补配对原则”和“DNA复制特点”具体应用的叙述，不正确的是(　B　)‎ A．某双链DNA分子中，G占总数的38%，其中一条链中的T占该DNA分子全部总数的5%，那么另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为7%‎ B．已知一段mRNA有30个碱基，其中A＋U有12个，那么转录成该mRNA的一段DNA分子中就有30个 C＋G C．将含有1对同源染色体的精原细胞的2个DNA都用15N标记，只提供含14N的原料，该细胞进行1次有丝分裂后再减数分裂1次，产生的8个精细胞中(无交叉互换现象)含15N、14N标记的DNA的精子所占比例依次是50%、100%‎ D．一个有2 000个碱基的DNA分子，碱基对可能的排列方式有41 000种 解析　已知一段mRNA有30个碱基，其中A＋U有12个，那么转录成mRNA的一段DNA分子中共有碱基60个，其中A＋T＝12＋12＝24个，则C＋G＝60－24＝36个，B项错误。‎ ‎15．如果DNA分子上某一片段是一个有遗传效应的片段，则该片段(　A　)‎ ‎①携带遗传信息　②上面有密码子　③能转录产生mRNA ‎④能进入核糖体　⑤能携带氨基酸　⑥能控制蛋白质的合成 ‎⑦在体细胞中可能成对存在 A．①③⑥⑦ B．②④⑤⑥‎ C．①②③⑤ D．②④⑤⑦‎ ‎16．假基因是一种与功能基因(正常基因)有相似序列，但失去原有功能的基因。下图表示真核生物体细胞内假基因形成的两种途径。下列有关分析正确的是(　B　)‎ A．假基因与正常基因在染色体上的位置差别较大 B．假基因能通过复制遗传给子代细胞或个体 C．在自然选择过程中，假基因将很快被淘汰 D．与原DNA序列相比，途径②获得的DNA序列比途径①获得的DNA序列更相似 解析　据图示可知，假基因与正常基因在染色体上的位置相同；在自然选择过程中，假基因不一定被淘汰，是否淘汰取决于能否适应环境；与原DNA序列相比，途径①只是部分碱基发生改变，获得的DNA序列比途径②获得的DNA序列更相似。‎ ‎17．下图表示大肠杆菌的DNA复制示意图。如果是单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子复制约需30 s，而实际上复制从开始到结束只需约16 s。据图分析，下列说法不正确的是(　B　)‎ A．“甲→乙”的场所与真核生物的DNA分子复制场所不同 B．实际复制的时间之所以减半，是由于该DNA分子是从两个起点同时进行复制的 C．把甲放在含15N的培养液中复制三代，子代中含15N的DNA占100%‎ D．如果甲中碱基A占20%，那么其子代DNA中碱基G的比例为30%‎ 解析　从图示分析可知，该DNA 的复制是单起点双向复制的，这样就比单起点单向复制的速度快约一倍，所需的时间也就比原来少一半。如果是双起点单向同时复制，则在大环内应有两个小环。‎