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2022高考生物一輪復(fù)習(xí) 第20講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因的本質(zhì)講練結(jié)合學(xué)案

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1、2022高考生物一輪復(fù)習(xí) 第20講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因的本質(zhì)講練結(jié)合學(xué)案 [考綱明細(xì)] 1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)(Ⅱ) 2.DNA分子的復(fù)制(Ⅱ) 3.基因的概念(Ⅱ) 板塊一 知識·自主梳理 一、DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 1.DNA分子的結(jié)構(gòu) 2.DNA分子的特點(diǎn):多樣性、特異性、穩(wěn)定性。 二、DNA分子的復(fù)制 1.概念:以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。 2.時期:有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。 3.場所:主要是細(xì)胞核,線粒體和葉綠體中也存在。 4.流程 (1)解旋 ①需要細(xì)胞提供能量; ②需要解旋酶的作用; ③結(jié)果:把氫鍵斷開

2、。 (2)合成子鏈 ①模板:解開的每一段母鏈; ②原料:游離的4種脫氧核苷酸; ③酶:DNA聚合酶等; ④原則:堿基互補(bǔ)配對原則。 (3)形成子代DNA:每條新鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成新DNA。 5.結(jié)果:1個DNA復(fù)制形成2個完全相同的DNA。 6.特點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制,半保留復(fù)制。 7.精確復(fù)制的原因 (1)獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供模板。 (2)堿基互補(bǔ)配對原則。 8.意義:將遺傳信息從親代傳給子代,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。 三、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 1.基因的本質(zhì):基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 2.基因與DNA的關(guān)系:一個DNA分子上有許多基因。構(gòu)成

3、基因的堿基數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。 3.基因與遺傳信息:基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息;DNA分子能夠儲存足夠量的遺傳信息。 4.基因與染色體的關(guān)系:基因在染色體上呈線性排列。 5.生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ):DNA分子的多樣性和特異性。 ◆ 深入思考 1.無絲分裂過程中有DNA分子復(fù)制嗎? 提示 有。三種增殖方式都存在DNA分子的復(fù)制。 2.DNA片段都是基因嗎?都攜帶遺傳信息嗎? 提示 DNA分子上的片段不都是基因,基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,DNA片段不都攜帶遺傳信息。 ◆ 自查診斷 1.DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵相連。(  ) 答案 × 2.磷

4、酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架。(  ) 答案 √ 3.DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的。(  ) 答案 √ 4.沃森和克里克研究DNA分子的結(jié)構(gòu)時,運(yùn)用了構(gòu)建物理模型的方法。(  ) 答案 √ 5.影響細(xì)胞呼吸(ATP供給)的所有因素都可能影響DNA復(fù)制。(  ) 答案 √ 板塊二 考點(diǎn)·題型突破 考點(diǎn)1 DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計算 [2017·海南高考]DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值的敘述,正確的是(  ) A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子,后一比值不

5、同 B.前一個比值越大,雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高 C.當(dāng)兩個比值相同時,可判斷這個DNA分子是雙鏈 D.經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子,后一比值等于1 [解析] 由于雙鏈DNA堿基A數(shù)目等于T數(shù)目,G數(shù)目等于C數(shù)目,故(A+C)/(G+T)為恒值1,A錯誤;A和T堿基對含2個氫鍵,C和G含3個氫鍵,氫鍵數(shù)越多,雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高,故(A+T)/(G+C)比值越大,氫鍵越少,穩(wěn)定性越弱,B錯誤;(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值相等,這個DNA分子可能是雙鏈,也可能是單鏈,C錯誤;雙鏈DNA中(A+C)/(G+T)的值恒為1,D正確。 [答案] D 題

6、型一 DNA分子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 1.下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的敘述中,錯誤的是(  ) A.大多數(shù)DNA分子由兩條核糖核苷酸長鏈盤旋而成為螺旋結(jié)構(gòu) B.外側(cè)是由磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成的基本骨架,內(nèi)側(cè)是堿基 C.DNA兩條鏈上的堿基間以氫鍵相連,且A與T配對,C與G配對 D.DNA的兩條鏈反向平行 答案 A 解析 大多數(shù)DNA分子由兩條脫氧核糖核苷酸長鏈盤旋而成為螺旋結(jié)構(gòu),A錯誤;DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架,堿基排列在內(nèi)側(cè),B正確;DNA兩條鏈上的堿基間以氫鍵相連,并且堿基配對有一定的規(guī)律:即A與T配對,C與G配對,C正確;DNA分子的兩條鏈按反向平行

7、方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu),D正確。 2. 圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,對該圖的敘述正確的是(  ) a.②和③相間排列,構(gòu)成了DNA分子的基本骨架 b.④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 c.⑨是氫鍵,其形成遵循堿基互補(bǔ)配對原則 d.DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息 A.b、c、d B.c、d C.a(chǎn)、b、c D.b、c 答案 B 解析 DNA分子是雙螺旋結(jié)構(gòu),①磷酸與②脫氧核糖交替連接排列在外側(cè),構(gòu)成了DNA分子的基本骨架;④中的③②與②下方的磷酸基團(tuán)組成胞嘧啶脫氧核苷酸;堿基互補(bǔ)配對,形成堿基對時通過氫鍵相連;DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息。 易錯

8、警示  DNA分子中的數(shù)量關(guān)系 (1)DNA分子中,脫氧核苷酸數(shù)∶脫氧核糖數(shù)∶磷酸數(shù)∶含氮堿基數(shù)=1∶1∶1∶1。 (2)配對的堿基,A與T之間形成2個氫鍵,G與C之間形成3個氫鍵,C-G所占比例越大,DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。 (3)每條脫氧核苷酸鏈上都只有一個游離的磷酸基團(tuán),因此DNA分子中含有2個游離的磷酸基團(tuán)。 (4)對于真核細(xì)胞來說,染色體是基因的主要載體;線粒體和葉綠體也是基因的載體。 (5)對于原核細(xì)胞來說,擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的,并不與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。 題型二 DNA分子結(jié)構(gòu)相關(guān)計算 3.[2014·山東高考]某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA

9、分子的堿基組成,根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖,下列正確的是(  ) 答案 C 解析 根據(jù)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知,若DNA分子雙鏈中(A+T)/(C+G)的比值為m,則每條鏈中(A+T)/(C+G)比值均為m,由此可判斷C正確,D錯誤;DNA分子中(A+C)/(T+G)=1,而每條鏈中的(A+C)/(T+G)不能確定,但兩條鏈中的比值互為倒數(shù),故A、B錯誤。 4.[2017·天津模擬]已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,其中一條(α鏈)子鏈中T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%

10、,則在α鏈的互補(bǔ)鏈(β鏈)中,T和C分別占(β鏈)堿基總數(shù)的(  ) A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7% C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9% 答案 B 解析 由于整個DNA分子中G+C=35.8%,則每條鏈中G+C=35.8%,A+T=64.2%;由于α鏈中T與C分別占α鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%,由此可以求出α鏈中G=18.7%、A=31.3%,則其互補(bǔ)鏈β鏈中T和C分別占β鏈堿基總數(shù)的31.3%和18.7%。 技法提升  堿基互補(bǔ)配對原則及相關(guān)計算規(guī)律 (1)堿基互補(bǔ)配對原則:A一定與T配對,G一定與C配對。 (2)四個計

11、算規(guī)律 ①規(guī)律一:一個雙鏈DNA分子中,A=T、C=G,則A+G=C+T,即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。 ②規(guī)律二:在雙鏈DNA分子中,互補(bǔ)的兩堿基之和(如A+T或C+G)占全部堿基的比值等于其任何一條單鏈中該種堿基比例的比值,且等于其轉(zhuǎn)錄形成的mRNA(T換為U)中該種堿基比例的比值。 ③規(guī)律三:在DNA雙鏈中,一條單鏈的的值與其互補(bǔ)單鏈的的值互為倒數(shù)關(guān)系。(不配對的堿基之和比例在兩條單鏈中互為倒數(shù)) 提醒:在整個DNA分子中該比值等于1。 ④規(guī)律四:在DNA雙鏈中,一條單鏈的的值,與該互補(bǔ)鏈的的值是相等的,也與整個DNA分子中的的值是相等的。 提醒:綜合規(guī)律三、四可簡記為“補(bǔ)

12、則等,不補(bǔ)則倒”。 題型三 核酸類型分析 5.已知病毒的核酸有雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA、單鏈RNA四種類型。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)一種新病毒,要確定其核酸屬于哪一種類型,應(yīng)該(  ) A.分析堿基類型,確定堿基比例 B.分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成,確定五碳糖類型 C.分析堿基類型,確定五碳糖類型 D.分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成,確定堿基類型 答案 A 解析 DNA的堿基為A、T、C、G,RNA的堿基是A、U、C、G,T是DNA特有的堿基,U為RNA特有的堿基,所以可以根據(jù)這一區(qū)別來分辨DNA和RNA。雙鏈DNA中A=T且C=G,單鏈DNA和RNA則不具備這一規(guī)律。分析堿基類型判斷核酸是DNA

13、還是RNA,然后確定堿基比例,確定是單鏈結(jié)構(gòu)還是雙鏈結(jié)構(gòu),A正確。 技法提升  判斷核酸種類的方法 (1)DNA和RNA的判斷 含有堿基T或脫氧核糖?DNA; 含有堿基U或核糖?RNA。 (2)單鏈DNA和雙鏈DNA的判斷 ?雙鏈DNA; 若:嘌呤≠嘧啶?單鏈DNA (3)DNA和RNA合成的判斷 用放射性同位素標(biāo)記T或U可判斷DNA和RNA的合成。若大量消耗T,可推斷正發(fā)生DNA的合成;若大量利用U,可推斷正進(jìn)行RNA合成。 考點(diǎn)2 DNA復(fù)制及基因的概念 [2016·全國卷Ⅱ]某種物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間,使DNA雙鏈不能解開。若在細(xì)胞正常生長的

14、培養(yǎng)液中加入適量的該物質(zhì),下列相關(guān)敘述錯誤的是(  ) A.隨后細(xì)胞中的DNA復(fù)制發(fā)生障礙 B.隨后細(xì)胞中的RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生障礙 C.該物質(zhì)可將細(xì)胞周期阻斷在分裂中期 D.可推測該物質(zhì)對癌細(xì)胞的增殖有抑制作用 [解析] 某物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間,使DNA雙鏈不能打開,說明該物質(zhì)會阻礙DNA分子的解旋,因此會阻礙DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和抑制細(xì)胞增殖,A、B、D三項均正確;因DNA分子的復(fù)制發(fā)生在間期,所以該物質(zhì)可將細(xì)胞周期阻斷在分裂間期,C項錯誤。 [答案] C 題型一 DNA分子復(fù)制過程及特點(diǎn) 1.[2016·湖南十三校聯(lián)考]下圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程的模式

15、圖,據(jù)圖分析,下列相關(guān)敘述錯誤的是(  ) A.解旋酶能使雙鏈DNA解開,但需要消耗ATP B.DNA分子復(fù)制時兩條子鏈的延伸方向相反 C.DNA分子復(fù)制中的引物是核酸片段 D.新合成的兩條子鏈的堿基序列是一致的 答案 D 解析 兩條模板鏈堿基互補(bǔ)配對,則新合成的兩條子鏈的堿基序列是互補(bǔ)的,D錯誤。 2.如圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過程模式圖,下列分析錯誤的是(  ) A.酶①和酶②均作用于氫鍵 B.該過程可發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期 C.該過程的模板鏈?zhǔn)莂、b鏈 D.DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制 答案 A 解析 酶①是解旋酶,酶②是DNA

16、聚合酶,前者作用于氫鍵,后者作用于磷酸二酯鍵,A錯誤;該過程需要a、b鏈分別作模板,c、d鏈分別是以a、b鏈為模板合成的子鏈,C正確;細(xì)胞有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期會發(fā)生DNA復(fù)制,B正確;DNA分子復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點(diǎn),D正確。 題型二 DNA復(fù)制的相關(guān)計算 3.[2017·臨川一中質(zhì)檢]用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子,其中有胞嘧啶脫氧核苷酸60個,該DNA分子在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。其結(jié)果不可能是(  ) A.含有15N的單鏈占全部單鏈的1/16 B.含有14N的DNA分子占7/8 C.復(fù)制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸600個 D.復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)

17、生16個DNA分子 答案 B 解析 由題可知,該DNA分子中有腺嘌呤(A)40個,則復(fù)制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸為40×(24-1)=600(個)。該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次,可形成16個DNA分子,其中含有15N的單鏈占全部單鏈的1/16,含有14N的DNA分子占100%。 4.[2016·泰安期中]下列關(guān)于DNA的相關(guān)計算中,正確的是(  ) A.具有1000個堿基對的DNA,腺嘌呤有600個,則每一條鏈上都具有胞嘧啶200個 B.具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,復(fù)制n次后共需要2n·m個胸腺嘧啶 C.具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,第n次復(fù)制需要2n-1·m個胸

18、腺嘧啶 D.無論是雙鏈DNA還是單鏈DNA,A+G所占的比例均是1/2 答案 C 解析 根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,具有1000個堿基對的DNA,A+T+C+G=2000個,A=T=600個,C=G=400個,但在該DNA分子的每一條鏈上,所具有的胞嘧啶不一定是200個,A錯誤;具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,復(fù)制n次后共需要(2n-1)·m個胸腺嘧啶,B錯誤;具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,第n次復(fù)制共需要(2n-1)·m-(2n-1-1)·m=2n-1·m個胸腺嘧啶,C正確;在雙鏈DNA分子中,A+G所占的比例是1/2,在單鏈DNA分子中,A+G所占的比例不一定是1/2,D錯誤。 技法提升

19、  DNA分子復(fù)制的有關(guān)計算 DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,若將親代DNA分子復(fù)制n代,其結(jié)果分析如下: (1)子代DNA分子數(shù)為2n個。 ①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個。 ②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2n-2)個。 ③含子代鏈的DNA有2n個。 (2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1條。 ①親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。 ②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2n+1-2)條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數(shù) 設(shè)親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個,則: ①經(jīng)過n次復(fù)制,共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m·(2n-1)個。 ②在第n次復(fù)制時,共需消耗游離的該脫氧核苷酸m·2n-1個。 題型三 

20、DNA半保留復(fù)制的實驗分析 5.DNA的復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測,可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢?下面設(shè)計實驗來證明DNA的復(fù)制方式。 實驗步驟: a.在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌,其DNA分子均為14N—DNA(對照)。 b.在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌,其DNA分子均為15N—DNA(親代)。 c.將親代含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為14N的培養(yǎng)基中,再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),用密度梯度離心法分離,不同相對分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。 實驗預(yù)測: (1)如果與對照(14N/14N)相比,

21、子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶:一條________帶和一條________帶,則可以排除_________________。 (2)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶,則可以排除________,但不能肯定是________________________。 (3)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶,再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定:若子代Ⅱ可以分出____________和________________,則可以排除分散復(fù)制,同時肯定半保留復(fù)制;如果子代Ⅱ不能分出________密度兩條帶,則排除________,同時確定為________。 答案 (1)輕(14N/14N) 重(15N/15N) 半保留復(fù)

22、制和分散復(fù)制 (2)全保留復(fù)制 半保留復(fù)制還是分散復(fù)制 (3)一條中密度帶 一條輕密度帶 中、輕 半保留復(fù)制 分散復(fù)制 解析 由圖示可知,深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈),淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復(fù)制后得到的兩個DNA分子,一個是原來的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子,一個是兩條子鏈形成的子代DNA分子;半保留復(fù)制后得到的每個子代DNA分子的一條鏈為母鏈,一條鏈為子鏈;分散復(fù)制后得到的每個子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子鏈片段間隔連接而成的。 6.[2016·西安二模]將大腸桿菌放在含有15N的培養(yǎng)基中培育若干代后,細(xì)菌DNA所有氮均為15

23、N,它比14N分子密度大。然后將DNA被15N標(biāo)記的大腸桿菌再轉(zhuǎn)移到14N培養(yǎng)基中培養(yǎng),每隔4 h(相當(dāng)于分裂繁殖一代的時間)取樣一次,測定其不同世代細(xì)菌DNA分子的密度。DNA分子的密度梯度離心實驗結(jié)果如圖所示。 (1)中帶含有的氮元素是________。 (2)如果測定第4代DNA分子密度,含15N的DNA分子所占比例為________。 (3)如果將第1代(全中)DNA鏈的氫鍵斷裂后再測定密度,它的四條DNA單鏈在試管中的分布位置應(yīng)為________。 (4)上述實驗表明,DNA分子復(fù)制的方式是________。 答案 (1)14N、15N (2)1/8 (3)1/2重帶、

24、1/2輕帶 (4)半保留復(fù)制 解析 兩條DNA單鏈均被15N標(biāo)記的DNA分子為全重DNA分子,在離心管的最下邊;含全重DNA分子的大腸桿菌轉(zhuǎn)入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)后,第1代全部為一條鏈含15N、另一條鏈含14N的DNA分子,在離心管的中間;第2代為1/2中帶DNA分子,1/2輕帶DNA分子;第4代為2/24中帶DNA分子,(24-2)/24輕帶DNA分子。這一實驗結(jié)果可以證明:DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制。 題型四 DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂問題 7.用32P標(biāo)記了玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈,再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期,一個

25、細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是(  ) A.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20 C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10 答案 A 解析 依據(jù)題目信息,第一次DNA復(fù)制的結(jié)果是一條脫氧核苷酸鏈被標(biāo)記,一條鏈未被標(biāo)記,第二次分裂的中期,每條染色體中有兩條染色單體,即兩個DNA分子,4條脫氧核苷酸單鏈,其中有3條未標(biāo)記,1條被標(biāo)記,故中期的染色體全被標(biāo)記,為20條;后期著絲點(diǎn)分裂,染色單體分離,染色體數(shù)目加倍,故含40條染色體,20條被標(biāo)記,20條未標(biāo)記,選A。 8.小鼠的睪丸中一個精原細(xì)胞在含3H標(biāo)

26、記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期,然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過程,其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是(  ) A.初級精母細(xì)胞中每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記 B.次級精母細(xì)胞中每條染色體都被標(biāo)記 C.只有半數(shù)精細(xì)胞中有被標(biāo)記的染色體 D.產(chǎn)生的四個精細(xì)胞中的全部染色體,被標(biāo)記數(shù)與未被標(biāo)記數(shù)相等 答案 D 解析 一個精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期后,每條染色體的DNA分子有一條鏈被標(biāo)記,然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過程,初級精母細(xì)胞中每條染色體只有一條染色單體被標(biāo)記,A錯誤;著絲點(diǎn)分裂后的次級精母細(xì)胞有

27、一半的染色體被標(biāo)記,B錯誤;由于染色體的隨機(jī)結(jié)合,含有被標(biāo)記染色體的精細(xì)胞的比例不能確定,C錯誤;整體來看,產(chǎn)生的四個精細(xì)胞中的全部染色體,被標(biāo)記數(shù)與未被標(biāo)記數(shù)相等,D正確。 技法提升  DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂題的解答方法 在解決這類問題時,從大到小再到大畫出結(jié)構(gòu)模型,先畫出細(xì)胞分裂中染色體行為變化,再畫DNA,再補(bǔ)全染色體,染色體中只要有一條脫氧核苷酸單鏈被標(biāo)記,則認(rèn)為該染色體含有放射性標(biāo)記。 規(guī)律總結(jié):①有絲分裂:若只復(fù)制一次,產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記;若復(fù)制兩次,產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標(biāo)記。 ②減數(shù)分裂:由于減數(shù)分裂沒有細(xì)胞周期,DNA只復(fù)制一次,因此產(chǎn)生的子染色體都帶有

28、標(biāo)記。 板塊三 方向·真題體驗 1.[2013·全國卷Ⅱ]關(guān)于DNA和RNA的敘述,正確的是(  ) A.DNA有氫鍵,RNA沒有氫鍵 B.一種病毒同時含有DNA和RNA C.原核細(xì)胞中既有DNA,也有RNA D.葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA 答案 C 解析 DNA一般為雙鏈結(jié)構(gòu),其堿基對間為氫鍵,RNA雖然一般為單鏈,但tRNA形成的“三葉草”結(jié)構(gòu)中,也存在堿基配對現(xiàn)象,也存在氫鍵,A錯誤;DNA病毒只含DNA,RNA病毒只含RNA,一種病毒不可能同時含有DNA和RNA,B錯誤;原核細(xì)胞與真核細(xì)胞一樣,既有DNA,也有RNA,C正確;葉綠體和線粒體均含有DNA和RNA,

29、而核糖體只含有RNA,D錯誤。 2.[2015·上海高考]在雙螺旋DNA模型搭建實驗中,使用代表氫鍵的訂書釘將代表四種堿基的塑料片連為一體,為了逼真起見,A與T之間以及C與G之間最好分別釘(  ) A.2和2個釘 B.2和3個釘 C.3和2個釘 D.3和3個釘 答案 B 解析 A與T之間形成2個氫鍵,G與C之間形成3個氫鍵。由此可推知A與T之間最好釘兩個釘。C與G之間最好釘3個釘,B正確。 3.[2016·全國卷Ⅰ節(jié)選]在有關(guān)DNA分子的研究中,常用32P來標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團(tuán)所處的位置(A—Pα~Pβ~Pγ或dA—Pα~

30、Pβ~Pγ)?;卮饐栴}: 將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記,并使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放,則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是______________________________。 答案 一個含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后,標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中,因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標(biāo)記 解析 1個噬菌體含有1個雙鏈DNA分子,用DNA分子被32P標(biāo)記的噬菌體感染大腸桿菌,由于DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制,即親代D

31、NA分子的兩條鏈在復(fù)制中保留下來,且分別進(jìn)入不同的DNA分子中,所以理論上不管增殖多少代,子代噬菌體中只有2個噬菌體含有32P。 限時規(guī)范特訓(xùn) 一、選擇題 1.決定DNA分子有特異性的因素是(  ) A.兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸的交替排列順序是穩(wěn)定不變的 B.構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸只有四種 C.嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對原則 D.每個DNA分子都有特定的堿基排列順序 答案 D 解析 兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸的交替排列順序是穩(wěn)定不變的,構(gòu)成了DNA分子的基本骨架,說明DNA分子具有穩(wěn)定性,A錯誤;每種DNA分子的脫氧核苷酸都有四種,說明生物界具有統(tǒng)一性,B錯誤;DNA分子的兩條

32、鏈遵循嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對原則,可以保證DNA的精確復(fù)制,C錯誤;每個DNA分子都有特定的堿基排列順序,說明DNA分子具有特異性,D正確。 2.[2017·湖北武漢三校聯(lián)考]下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是(  ) A. DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結(jié)構(gòu) B.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基 C.DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對 D.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—脫氧核糖—磷酸相連 答案 C 解析 DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結(jié)構(gòu),A錯誤;DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個脫氧核糖,且磷酸不與堿

33、基直接相連,B錯誤;DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖相連,D錯誤。 3. [2017·上海靜安期末]如圖為DNA分子的片段,下列相關(guān)敘述正確的是(  ) A.構(gòu)成DNA分子的基本單位是⑦ B.解旋酶可以切斷⑤ C.復(fù)制時DNA聚合酶催化形成①②之間的化學(xué)鍵 D.⑥構(gòu)成DNA分子中基本骨架 答案 B 解析 圖中⑦是脫氧核苷酸單鏈,構(gòu)成DNA的基本單位是脫氧核苷酸,應(yīng)是④,A錯誤;解旋酶能將DNA解旋,可以切斷⑤氫鍵,B正確;復(fù)制時DNA聚合酶催化形成的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵,而①②之間的鍵是同一個核苷酸內(nèi)的化學(xué)鍵,C錯誤;⑥是堿基對,脫氧核糖和磷酸交

34、替連接構(gòu)成DNA的基本骨架,D錯誤。 4. [2017·益陽模擬]某基因(14N)含有3000個堿基,腺嘌呤占35%。若該DNA分子以15N同位素標(biāo)記過的四種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次,將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心,得到如圖甲結(jié)果;如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心,則得到如圖乙結(jié)果。下列有關(guān)分析正確的是(  ) A.X層全部是僅含14N的基因 B.W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶6300個 C.X層中含有氫鍵數(shù)是Y層的1/3 D.W層與Z層的核苷酸數(shù)之比是1∶4 答案 C 解析 由于DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制,所以X層全部是含14N和15N的基因,A錯誤;由于DNA分子復(fù)

35、制了3次,產(chǎn)生了8個DNA分子,含16條脫氧核苷酸鏈,其中含15N標(biāo)記的有14條鏈。又在含有3000個堿基的DNA分子中,腺嘌呤占35%,因此胞嘧啶占15%,共450個。所以W層中含15N標(biāo)記胞嘧啶為450×14÷2=3150個,B錯誤;在DNA分子中,堿基對之間通過氫鍵相連,DNA分子復(fù)制了3次,產(chǎn)生的8個DNA分子中,2個DNA分子含14N和15N,6個DNA分子只含15N,所以X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的,C正確;由于DNA分子復(fù)制了3次,產(chǎn)生了8個DNA分子,含16條脫氧核苷酸鏈,其中含15N標(biāo)記的有14條鏈,所以W層與Z層的核苷酸之比為14∶2=7∶1,D錯誤。 5.[2017·河北

36、張家口月考]一個32P標(biāo)記的噬菌體侵染在31P環(huán)境中培養(yǎng)的大腸桿菌,已知噬菌體DNA上有m個堿基對,其中胞嘧啶有n個,以下敘述不正確的是(  ) A.大腸桿菌為噬菌體增殖提供原料和酶等 B.噬菌體DNA含有2m+n個氫鍵 C.該噬菌體繁殖四次,子代中只有14個含有31P D.噬菌體DNA第四次復(fù)制需要8(m-n)個腺嘌呤脫氧核苷酸 答案 C 解析 噬菌體營寄生生活,大腸桿菌為噬菌體增殖提供原料、能量、酶和場所等,A正確;噬菌體中含有雙鏈DNA,胞嘧啶有n個,鳥嘌呤有n個,腺嘌呤數(shù)目=胸腺嘧啶數(shù)目==m-n(個),A與T之間有兩個氫鍵,G與C之間有三個氫鍵,所以噬菌體DNA含有的氫鍵

37、數(shù)目=(m-n)×2+n×3=2m+n(個),B正確;DNA復(fù)制是半保留復(fù)制,該噬菌體繁殖四次,一共可形成16個噬菌體,其中子代中含有32P的噬菌體有2個,含有31P的噬菌體有16個,只含有31P的噬菌體有14個,C錯誤;噬菌體DNA第四次復(fù)制需要的腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目=(m-n)×24-1=8(m-n)(個),D正確。 6.[2017·四川綿陽中學(xué)模擬]下圖中DNA分子片段中一條鏈由15N構(gòu)成,另一條鏈由14N構(gòu)成。下列有關(guān)說法錯誤的是(  ) A.DNA連接酶和DNA聚合酶都可作用于形成①處的化學(xué)鍵,解旋酶作用于③處 B.②是胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸 C.若該DNA分子中一條鏈上

38、G+C=56%,則無法確定整個DNA分子中T的含量 D.把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代,子代中含15N的DNA占100% 答案 C 解析 DNA連接酶和DNA聚合酶均作用于兩個核苷酸之間的化學(xué)鍵,解旋酶作用于堿基對之間的氫鍵,A正確;②是胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸,B正確;若該DNA分子中一條鏈上G+C=56%,則整個DNA分子中G+C的含量也是56%,則整個DNA分子中T的含量為(1-56%)/2=22%,C錯誤;DNA進(jìn)行半保留復(fù)制,把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代,由于所用原料均含有15N,子代中含15N的DNA占100%,D正確。 7.[2017·連云港三校模擬]

39、某雙鏈DNA分子含有200個堿基對,其中一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,則有關(guān)該DNA分子的敘述,正確的是(  ) A.含有4個游離的磷酸基 B.含有腺嘌呤脫氧核苷酸30個 C.4種含氮堿基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7 D.堿基排列方式共有4100種 答案 C 解析 每條單鏈各有一個游離的磷酸基,所以DNA分子應(yīng)該有2個游離的磷酸基,A錯誤;計算堿基數(shù)目時,需要注意所給堿基總數(shù)為個數(shù)還是對數(shù)。該DNA分子中含有200個堿基對,一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,根據(jù)雙鏈中A+T所占比例=單鏈中A+T所占比例,則雙鏈中A+T占3/10,根據(jù)A=T,推知A和T各占3/20

40、,故腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為200×2×(3/20)=60,B錯誤;雙鏈中A和T分別占3/20,則C和G分別占7/20,故A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,C正確;在堿基比例不確定的情況下,堿基排列方式共有4n種,n為堿基對數(shù),即共有4200種,而該DNA分子堿基比例已確定,故排列方式小于4200種,D錯誤。 8.[2017·石家莊模擬]如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖,下列有關(guān)敘述錯誤的是(  ) A.圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點(diǎn)同時開始的 B.圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的 C.真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶 D.真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制效

41、率 答案 A 解析 由圖可看出,此段DNA分子有三個復(fù)制起點(diǎn),但多個復(fù)制起點(diǎn)并不是同時開始的,A錯誤;由圖中的箭頭方向可知,DNA分子是雙向復(fù)制的,B正確;半保留復(fù)制的模式可以保持前后代的遺傳穩(wěn)定性,多起點(diǎn)復(fù)制可以大大提高復(fù)制效率,D正確;DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等催化,C正確。 9. 將一個用15N標(biāo)記的DNA放到14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),讓其連續(xù)復(fù)制三次,再將全部復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)進(jìn)行離心,如圖中分別代表復(fù)制1次、2次、3次后分層結(jié)果的是(  ) A.c、e、f B.a(chǎn)、e、b C.a(chǎn)、b、d D.c、d、f 答案 A 解析 由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)

42、制,一個用15N標(biāo)記的DNA在含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),復(fù)制第一次后產(chǎn)生2個DNA分子,每個DNA分子的一條鏈含15N,一條鏈含14N,密度中,對應(yīng)圖中的c;復(fù)制第二次后,共產(chǎn)生4個DNA分子,其中含15N和14N的DNA分子為2個,密度中,只含14N的DNA分子為2個,密度小,對應(yīng)圖中的e;復(fù)制第三次后,共產(chǎn)生8個DNA分子,其中含15N和14N的DNA分子為2個,密度中,只含14N的DNA分子為6個,密度小,對應(yīng)圖中的f。 10.[2017·豫北三市聯(lián)考]某DNA分子中A+T占整個DNA分子堿基總數(shù)的54%,其中一條鏈上的C占該鏈堿基總數(shù)的26%,那么,對應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的C占該鏈堿基總

43、數(shù)的比例是(  ) A.33% B.5% C.20% D.35% 答案 C 解析 已知該DNA分子中A+T占整個DNA分子堿基總數(shù)的54%,G+C=1-54%=46%,G1+C1=46%,又因為C1=26%,所以G1=46%-26%=20%,即C2=20%。 11.在DNA復(fù)制開始時,將大腸桿菌放在含低劑量放射性標(biāo)記的脫氧胸苷(3H-dT)的培養(yǎng)基中,3H-dT可摻入正在復(fù)制的DNA分子中,使其帶有放射性標(biāo)記。幾分鐘后,將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含高劑量3H-dT的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。收集、裂解細(xì)胞,抽取其中的DNA進(jìn)行放射性自顯影檢測,結(jié)果如圖所示。據(jù)圖可以作出的推測是(  )

44、A.復(fù)制起始區(qū)在高放射性區(qū)域 B.DNA復(fù)制為半保留復(fù)制 C.DNA復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個方向延伸 D.DNA復(fù)制方向為a→c 答案 C 解析 由題干信息可知,DNA復(fù)制的前一段時間,培養(yǎng)基中含低劑量放射性標(biāo)記,后一段時間含高劑量放射性標(biāo)記,最終檢測的放射性結(jié)果顯示低劑量在中段,高劑量在兩端,所以可推測DNA復(fù)制從起始點(diǎn)向a和c兩個方向延伸。 12.[2017·河北張家口月考]將某二倍體生物的一個細(xì)胞的一對同源染色體用32P標(biāo)記,放到含31P的環(huán)境中培養(yǎng),若該細(xì)胞進(jìn)行兩次有絲分裂或一次減數(shù)分裂,下列相關(guān)敘述,正確的是(  ) A.有絲分裂和減數(shù)分裂結(jié)束后,帶標(biāo)記的DNA分子數(shù)相同

45、B.有絲分裂后,帶標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)是2 C.減數(shù)分裂后,帶標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)是2 D.減數(shù)第二次分裂過程中細(xì)胞中染色體與DNA分子數(shù)始終不變 答案 A 解析 一個被32P標(biāo)記一對同源染色體的細(xì)胞(即2個DNA分子四條鏈被標(biāo)記),放在31P的培養(yǎng)液中,根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制特點(diǎn),無論復(fù)制幾次,都只有四條鏈被32P標(biāo)記,帶標(biāo)記的DNA分子數(shù)為4個,A正確;一個被32P標(biāo)記一對同源染色體的細(xì)胞,放在31P的培養(yǎng)液中經(jīng)兩次有絲分裂后,DNA分子復(fù)制了兩次,根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制特點(diǎn),所形成的4個細(xì)胞中,帶標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)可能是2或3或4個,B錯誤;若該細(xì)胞是精原細(xì)胞,則其進(jìn)行減數(shù)分裂過程中,DNA分子也

46、進(jìn)行半保留復(fù)制,所以產(chǎn)生的子細(xì)胞100%具有放射性,C錯誤;減數(shù)第二次分裂過程中細(xì)胞中DNA分子數(shù)始終不變,但染色體在減數(shù)第二次分裂后期由于著絲點(diǎn)分裂數(shù)目增倍,D錯誤。 二、非選擇題 13.[2017·湖北八校聯(lián)考]如圖是某DNA分子的局部結(jié)構(gòu)示意圖。請據(jù)圖分析回答: (1)寫出下列圖中序號代表的結(jié)構(gòu)的中文名稱: ①________,⑥__________,⑧__________________。 (2)圖中DNA片段中堿基對有________對,該DNA分子應(yīng)有________個游離的磷酸基團(tuán)。 (3)從主鏈上看,兩條單鏈方向________,從堿基關(guān)系看,兩條單鏈_____

47、___。 (4)如果將14N標(biāo)記的細(xì)胞培養(yǎng)在含15N標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中,此圖所示的________________(填圖中序號)中可檢測到15N。若細(xì)胞在該培養(yǎng)液中分裂4次,該DNA分子也復(fù)制4次,則得到的子代DNA分子中含14N和含15N的比例為________。 (5)若該DNA分子共有a個堿基,其中腺嘌呤有m個,則該DNA分子復(fù)制4次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸________個。 答案 (1)胞嘧啶 脫氧核糖 一條脫氧核苷酸鏈的片段 (2)4 2 (3)反向平行 互補(bǔ) (4)①②③⑤⑦⑧ 1∶8 (5)15(a/2-m) 解析 (1)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知,①是胞嘧

48、啶,②是腺嘌呤,③是鳥嘌呤,④是磷酸基團(tuán),⑤是胸腺嘧啶,⑥是脫氧核糖,⑦是胸腺嘧啶脫氧核苷酸,⑧是一條脫氧核苷酸鏈的片段。 (2)由圖可知,圖中DNA片段中堿基對有4對,每一條鏈中都有一個游離的磷酸基團(tuán),則該DNA分子應(yīng)有2個游離的磷酸基團(tuán)。 (3)從主鏈上看,兩條單鏈方向反向平行,從堿基關(guān)系看,兩條單鏈互補(bǔ)。 (4)堿基中含有N,所以圖中①②③⑤⑦⑧中可檢測到15N。DNA復(fù)制4次,產(chǎn)生16個DNA分子,由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,含14N的DNA分子共有2個,所有的DNA都含有15N,所以子代DNA分子中含14N和含15N的比例為1∶8。 (5)A=T=m,則G=C=a/2-m,復(fù)

49、制4次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為(24-1)×(a/2-m)=15(a/2-m)個。 14.[2017·洛陽模擬]甲圖中DNA分子有a和d兩條鏈,將甲圖中某一片段放大后如乙圖所示,結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題: (1)從甲圖可看出DNA復(fù)制的方式是____________。 (2)甲圖中,A和B均是DNA分子復(fù)制過程中所需要的酶,其中B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈,從而形成子鏈;則A是________酶,B是________酶。 (3)圖甲過程在綠色植物葉肉細(xì)胞中進(jìn)行的場所有________________________。 (4)DNA分子的基本骨架由________

50、________交替連接而成;DNA分子兩條鏈上的堿基通過________連接成堿基對。 答案 (1)半保留復(fù)制 (2)解旋 DNA聚合 (3)細(xì)胞核、線粒體、葉綠體 (4)脫氧核糖和磷酸 氫鍵 解析 (1)從甲圖可看出DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制。 (2)A是把DNA雙鏈打開的解旋酶,B是將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈的DNA聚合酶。 (3)綠色植物葉肉細(xì)胞中DNA分子復(fù)制的場所有細(xì)胞核、線粒體、葉綠體。 (4)DNA分子的基本骨架由脫氧核糖和磷酸交替連接而成;DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,并且遵循堿基互補(bǔ)配對原則。 15.根據(jù)下圖回答相關(guān)問題。

51、(1)若圖中A為糖類,則A是____________,C是________,G是________。 (2)F的基本組成單位是圖中的________。 (3)F和H的關(guān)系是____________________________。 (4)在細(xì)胞核中,H與F在數(shù)量上有兩種比例關(guān)系:________和________。 (5)生物的性狀遺傳主要通過H上的________傳遞給后代,實際上是通過________的排列順序來傳遞遺傳信息。(填圖中字母) 答案 (1)脫氧核糖 磷酸 蛋白質(zhì) (2)D(脫氧核苷酸) (3)H(染色體)是F(DNA)的主要載體 (4)1∶1 1∶2 (5)F D 解析 (1)圖中D表示脫氧核苷酸,它由A(脫氧核糖)、B(堿基)和C(磷酸)組成。H表示染色體,它由F(DNA)和G(蛋白質(zhì))組成。 (2)DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸,即圖中的D。 (3)H(染色體)是F(DNA)的主要載體,線粒體和葉綠體中也有少量DNA。 (4)DNA復(fù)制后1條染色體上有2個DNA分子,著絲點(diǎn)分裂后1條染色體上只有1個DNA分子,染色體和DNA在數(shù)量上有兩種比例關(guān)系,即1∶2和1∶1。 (5)生物性狀由DNA決定,實際上通過脫氧核苷酸排列順序可傳遞遺傳信息。

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