2019年高考生物 第二單元 第2講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段演練 新人教版必修2.doc

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2019年高考生物 第二單元 第2講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段演練 新人教版必修2 xx備考最新考綱 1．DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(Ⅱ)?！?.基因的概念(Ⅱ)。　3.DNA分子的復(fù)制(Ⅱ)。 考點1　DNA分子的結(jié)構(gòu)、特性及基因的本質(zhì)(5年10考)　 (xx課標Ⅱ，xx福建卷、山東卷，xx海南卷，xx江蘇卷、廣東卷……) 1．圖解DNA分子結(jié)構(gòu)[動漫演示更形象　見課件光盤] 巧學(xué)助記 　巧記DNA的分子結(jié)構(gòu) 五(種元素)、四(種堿基或脫氧核苷酸)、三(種物質(zhì)或小分子○?)、二(條長鏈)、一(種雙螺旋結(jié)構(gòu)) 2．DNA分子特性 (1)穩(wěn)定性：磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成基本骨架。 (2)多樣性：堿基對多種多樣的排列順序。 特別提醒 若某DNA分子中有n個堿基對，則排列順序有4n種，其中n代表堿基對數(shù)。 (3)特異性：每種DNA分子都有特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。 3．基因與脫氧核苷酸、DNA和染色體之間的關(guān)系 關(guān)　系 內(nèi)　　容 基因與脫 氧核苷酸 基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息 基因 與DNA 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個DNA分子上有很多個基因 基因與 染色體 基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體 圖　示 特別提醒 (1)對于真核細胞來說，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。 (2)對于原核細胞來說，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。 思維激活 DNA分子中磷酸二酯鍵及氫鍵的形成和斷裂各需要什么酶？ 提示　磷酸二酯鍵形成需要DNA聚合酶或DNA連接酶，氫鍵形成不需要酶；斷裂時需要核酸(水解)酶或限制性核酸內(nèi)切酶，氫鍵斷裂需解旋酶或加熱處理。 　考查DNA分子雙螺旋模型的構(gòu)建 1．(經(jīng)典高考)在搭建DNA分子模型的實驗中，若有4種堿基塑料片共20個，其中4個C，6個G，3個A，7個T，脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個，脫氧核糖塑料片40個，磷酸塑料片100個，代表氫鍵的連接物若干，脫氧核糖和堿基之間的連接物若干，則(　　)。 A．能搭建出20個脫氧核苷酸 B．所搭建的DNA分子片段最長為7堿基對 C．能搭建出410種不同的DNA分子模型 D．能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段 解析　每個脫氧核苷酸中，脫氧核糖數(shù)＝磷酸數(shù)＝堿基數(shù)，因脫氧核糖和磷酸之間連接物是14個，故最多只能搭建出14個脫氧核苷酸，A項錯誤。DNA分子的堿基中A＝T、C＝G，故提供的4種堿基最多只能構(gòu)成4個C—G對和3個A—T對，但由于脫氧核苷酸之間結(jié)合形成磷酸二酯鍵時還需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物，故7堿基對需要的脫氧核糖和磷酸之間的連接物是14＋12＝26(個)，B項錯誤。設(shè)可搭建的DNA片段有n堿基對，按提供的脫氧核糖和磷酸之間連接物是14個計算，則有14＝n2＋(n－1)2，得n＝4，故能搭建出44種不同的DNA分子片段，C項錯誤、D項正確。 答案　D 　堿基互補配對原則演化而來的計算問題 2．下列是一組有關(guān)雙鏈DNA分子中含氮堿基的問題，請回答： (1)若A占20%，G占多少？ (2)若雙鏈DNA分子中A占20%，且一條鏈中的A為20%，則此鏈中C的最大值是多少？ (3)一條鏈中＝0.4，互補鏈中的此值是多少？ (4)一條鏈中＝0.4，互補鏈中的此值是多少？ (5)若A有P個，占全部堿基數(shù)的20%，則該DNA分子中的G有多少個？ 解析　本題通過DNA分子中的堿基組成及其比例，考查堿基互補配對原則，正確理解DNA分子中的堿基配對原則是正確解題的關(guān)鍵。(1)由“雙鏈DNA分子的嘌呤堿基占總堿基數(shù)的一半”可知：A＋G＝50%，因此G＝30%。(2)由雙鏈DNA分子中A占20%可知：該DNA分子中A＋T占40%，C＋G占60%，對任一條鏈而言，某種堿基的最大值就是該對堿基所占的比例，因此，C最多時占該鏈的60%。(3)由“雙鏈DNA分子中，一條鏈中的與另一條鏈中的該比值互為倒數(shù)”可知：其互補鏈中的＝＝2.5。(4)由于“雙鏈DNA分子及任一條鏈中的為一定值”，所以其互補鏈中的＝0.4。(5)若A有P個，占全部堿基數(shù)的20%，則DNA分子的總堿基數(shù)為＝5P，而由“雙鏈DNA分子的嘌呤堿基占總堿基數(shù)的一半”可知：G占總堿基數(shù)的比例＝50%－20%＝30%，則G＝5P30%＝1.5P(個)。 答案　(1)30%　(2)60%　(3)2.5　(4)0.4　(5)1.5P 規(guī)律方法 堿基互補配對原則及相關(guān)計算 (1)嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等，即A＋G＝T＋C。 (2)在雙鏈DNA分子中，互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。 設(shè)在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1＋T1＝n%，因為A1＝T2，A2＝T1，則：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。 所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝＝n%。 簡記為“配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。 (3)雙鏈DNA分子中，非互補堿基之和所占比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù)。 設(shè)雙鏈DNA分子中，一條鏈上：＝m， 則：＝＝m，互補鏈上＝。 簡記為：“DNA兩互補鏈中，不配對兩堿基和的比值乘積為1。” 特別提醒 DNA分子中的其他數(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對占比例越大，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，因此DNA分子中含有2個游離的磷酸基。 [對點強化] 1．(xx江蘇南通二次調(diào)研)如圖是人體細胞中某DNA結(jié)構(gòu)示意圖。有關(guān)敘述正確的是(　　)。 A．圖中“X”代表磷酸基，“A”代表腺苷 B．DNA復(fù)制時，圖中“N”鍵首先全部斷開 C．DNA轉(zhuǎn)錄時，需要Taq酶、解旋酶等催化 D．DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化“M”鍵的形成 解析　圖中X為磷酸基，A為腺嘌呤；DNA復(fù)制時，邊解旋邊復(fù)制；Taq酶用于PCR技術(shù)中，DNA轉(zhuǎn)錄時用的酶是RNA聚合酶；圖中M鍵為磷酸二酯鍵，DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯鍵的形成。 答案　D 2．甲型H1N1流感病毒屬于RNA病毒，具有逆轉(zhuǎn)錄酶，如果它決定某性狀的一段RNA，含堿基A＝19%、C＝26%、G＝32%，則通過逆轉(zhuǎn)錄過程形成的雙鏈DAN中應(yīng)含有堿基A為(　　)。 A．19% B．21% C．23% D．42% 解析　RNA病毒為單鏈，通過逆轉(zhuǎn)錄作用形成的DNA為雙鏈，雙鏈DNA中含有的堿基A應(yīng)為RNA模板鏈中A與U的總和2＝[1－(C＋G)]2＝[1－(26%＋32%)]2＝21%。 答案　B 考點2　DNA復(fù)制的研究方法、過程和條件(5年8考)　 (xx課標卷Ⅱ、上海卷，xx山東卷、福建卷，xx安徽卷，xx北京卷，xx廣東卷……) 圖解DNA復(fù)制的過程(認真分析下面兩幅圖)及意義[動漫演示更形象　見課件光盤] 簡化圖： 要點歸納 (1)概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。 (2)時間：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。 (3)條件 (4)過程：DNA兩條母鏈形成子鏈―→新DNA分子。 (5)方式：半保留復(fù)制。 (6)特點：邊解旋邊復(fù)制。 (7)意義：將遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。 特別提醒 (1)子代DNA分子中模板鏈與另一DNA分子中新合成的子鏈堿基序列完全相同。 (2)影響細胞呼吸(ATP供給)的所有因素都可能影響DNA復(fù)制。 (3)體外也可進行，即PCR擴增技術(shù)，除滿足上述條件外，還應(yīng)注意溫度、pH的控制及引物的加入。 思維激活 　判斷正誤 (1)DNA復(fù)制需要消耗能量(海南卷，25A)(　　)。 (2)真核細胞染色體DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂前期(海南卷，25D)(　　)。 (3)真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶(江蘇卷，12C)(　　)。 (4)DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的(江蘇卷，12B)(　　)。 答案　(1)√　(2)　(3)√　(4)√ 　考查DNA多起點復(fù)制 1．(xx河北衡水月考)如圖表示DNA復(fù)制的過程，結(jié)合圖示判斷，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)。 A．DNA復(fù)制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開 B．DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點，生成的兩條子鏈的方向相反 C．從圖示可知，DNA分子具有多起點復(fù)制的特點，縮短了復(fù)制所需的時間 D．DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段 解析　從題圖中不能獲得DNA分子具有多起點復(fù)制的特點。 答案　C 　考查DNA復(fù)制過程中的相關(guān)數(shù)量關(guān)系 2．(xx山東理綜，5)假設(shè)一個雙鏈均被32P標記的噬菌體DNA由5 000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述正確的是(　　)。 A．該過程至少需要3105個鳥嘌呤脫氧核苷酸 B．噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等 C．含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為1∶49 D．該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變 破題關(guān)鍵 解析　本題主要考查了噬菌體侵染細菌過程的相關(guān)知識以及DNA分子的有關(guān)計算。首先計算得出一個噬菌體DNA中鳥嘌呤脫氧核苷酸占30%，其數(shù)量是5 000230%＝3 000個，由一個噬菌體增殖為100個噬菌體，至少需要3 000(100－1)＝2.97105個鳥嘌呤脫氧核苷酸，A錯誤；噬菌體侵染細菌的過程中，需要細菌提供原料、能量、酶等條件，但模板是由噬菌體提供的，B錯誤；根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點可知釋放出的100個子代噬菌體中含有32P與只含31P的子代噬菌體分別是2個、98個，比例為1∶49，C正確；由于密碼子的簡并性等原因，DNA發(fā)生突變，其控制的性狀不一定發(fā)生改變，D錯誤。 答案　C 規(guī)律方法 　DNA分子復(fù)制中相關(guān)計算 DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制，若將一個被15N標記的DNA轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)若干代，其結(jié)果分析如下： (1)子代DNA分子數(shù)：2n個 ①無論復(fù)制多少次，含15N的DNA分子始終是2個。 ②含14N的有2n個，只含14N的有(2n－2)個，做題時應(yīng)看準是“含”還是“只含”。 (2)子代DNA分子的總鏈數(shù)：2n2＝2n＋1條 ①無論復(fù)制多少次，含15N的鏈始終是2條。做題時應(yīng)看準是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。 ②含14N的鏈數(shù)是(2n＋1－2)條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)。 ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗游離的該脫氧核苷酸為m(2n－1)個。 ②若進行第n次復(fù)制，則需消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m2n－1個。 [對點強化] (xx濰坊3月模擬)一個雙鏈均被32P標記的DNA由5 000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是(　　)。 A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3104個 B．復(fù)制過程需要2.4104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C．子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7 D．子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3 解析　該DNA分子中A～T堿基對的數(shù)目為5 000220%＝2 000個，G－C堿基對的數(shù)目為5 000－2 000＝3 000個，則該DNA分子中含有的氫鍵數(shù)目為2 0002＋3 0003＝1.3104個；該復(fù)制過程需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(23－1)3 000＝21 000個；子代中含32 P的單鏈與含31P的單鏈之比為2∶(232－2)＝1∶7；子代中含32 P與只含31P的DNA分子數(shù)之比為2∶(23－2)＝1∶3。 答案　B 實驗11　同位素示蹤法在探究DNA復(fù)制方式中的應(yīng)用(5年2考)　 (xx上海卷，xx北京卷) [要點突破] 探究DNA復(fù)制是半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制，可用同位素標記技術(shù)和離心處理技術(shù)，根據(jù)復(fù)制后DNA分子在試管中的位置即可確定復(fù)制方式。具體過程及結(jié)果分析如下： 1．用放射性同位素標記大腸桿菌 (1)若用14N標記大腸桿菌(普通大腸桿菌無放射性)，得到14N/14N的DNA分子，將該DNA分子離心處理，離心后位于試管的上部，即輕帶(如下圖1)。 (2)若用放射性同位素15N標記大腸桿菌，得到15N/15N的DNA分子，將該DNA分子離心處理，離心后位于試管的下部，即重帶(如下圖2)。 (3)若大腸桿菌的DNA分子中一條鏈被14N標記，另一條鏈被15N標記，離心處理后將會位于試管的中部，即中帶(如下圖3)。 2．追蹤DNA的復(fù)制方式 (1)將親代含14N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上增殖一代。 (2)將親代含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上增殖一代。 (3)分別對上述培養(yǎng)得到的大腸桿菌離心處理。 3．結(jié)果分析 (1)若DNA的復(fù)制方式為全保留復(fù)制，則離心后出現(xiàn)如下圖4所示，即重帶和輕帶。(該復(fù)制方式實際上是不存在的) (2)若DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，則離心后出現(xiàn)如下圖5所示，即全部為中帶。 [典例透析] 【典例1】 科學(xué)家在研究DNA分子復(fù)制方式時進行了如圖所示的實驗研究(已知培養(yǎng)用的細菌大約每20 min分裂一次)： 實驗一： 實驗二： 實驗三： (1)實驗一和實驗二的作用是________。 (2)從實驗三的結(jié)果C、D可以看出DNA分子復(fù)制______(是/不是)半保留復(fù)制。 (3)如果實驗三的結(jié)果都為E，則可判斷DNA分子的復(fù)制方式________(是/不是)半保留復(fù)制。 (4)如果DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，與結(jié)果D相比，結(jié)果E密度帶的數(shù)量和位置________________，放射性強度不同的是________帶。 解析　(1)實驗一和實驗二分別表示14N和15N標記的DNA分子的離心結(jié)果，其作用是與后面的實驗結(jié)果形成對照。(2)從實驗三的結(jié)果C、D可以看出新形成的DNA分子中有的保留了原來DNA分子(15N/15N)中的一條鏈，可見DNA分子復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點。(3)結(jié)果表明原來被15N標記的DNA分子的兩條鏈沒有分開。因此不是半保留復(fù)制。(4)假設(shè)原有DNA分子數(shù)目為n，結(jié)果D和結(jié)果E都有2n個DNA分子為15N/14N，結(jié)果D有2n個DNA分子為14N/14N，結(jié)果E有6n個DNA分子為14N/14N，所以與結(jié)果D相比，結(jié)果E密度帶的數(shù)量和位置沒有變化，放射性強度發(fā)生變化的是輕帶。 答案　(1)對照作用　(2)是　(3)不是　(4)沒有變化　輕 歸納小結(jié) 解答此類問題要先明確DNA全保留復(fù)制和半保留復(fù)制的區(qū)別，再利用逆推法，即假設(shè)為全保留復(fù)制或半保留復(fù)制，預(yù)期實驗結(jié)果，再根據(jù)實驗結(jié)果，正推出DNA復(fù)制方式。 【典例2】 取1個含有1對同源染色體的精原細胞，用15N標記細胞核中的DNA，然后放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓其連續(xù)進行兩次有絲分裂，形成4個細胞，這4個細胞中含15N的細胞個數(shù)可能是(　　)。 A．2 B．3 C．4 D．前三項都對 解析　 關(guān)鍵點 信息解讀 ① 含15N的DNA作模板，原料是含14N的脫氧核苷酸，合成的子鏈中含14N ② 該精原細胞進行的是有絲分裂，不要誤認精原細胞進行減數(shù)分裂；且DNA分子復(fù)制2次，會產(chǎn)生15||14、14||14兩種DNA分子 ③ 所求的是含15N的細胞個數(shù)，而不是DNA分子個數(shù) 答案　D [常見失分探因] (1)因受思維定勢影響，誤認為該過程進行的是減數(shù)分裂或求含15N的DNA分子數(shù)。 (2)對細胞分裂和DNA復(fù)制相結(jié)合的知識理解不透。此類問題可通過構(gòu)建模型圖解答，如下圖： 這樣來看，最后形成的4個子細胞有3種情況：第一種情況是4個細胞都是；第2種情況是2個細胞是，1個細胞是，1個細胞是；第3種情況是2個細胞是，另外2個細胞是。 [對點強化] 1．(xx衡陽六校聯(lián)考)細菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，細菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取親代及子代的DNA，離心分離，如圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯誤的是(　　)。 A．子一代DNA應(yīng)為② B．子二代DNA應(yīng)為① C．子三代DNA應(yīng)為④ D．親代的DNA應(yīng)為⑤ 解析　由題意可知，子一代的DNA應(yīng)為全中(14N/15N)，即圖②；子二代DNA應(yīng)為中(14N/15N)、輕(14N/14N)，即圖①；子三代DNA應(yīng)為中(14N/15N)、輕(14N/14N)，即圖③，而不是全輕(14N/14N)；親代的DNA應(yīng)為全重(15N/15N)，即圖⑤。 答案　C 2．(xx馬鞍山二中月考)某高等動物的一個細胞中DNA分子的雙鏈均被32P標記(不考慮細胞質(zhì)DNA)，將其放在含31P的細胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)，正確的是(　　)。 A．若該細胞進行有絲分裂，則完成一個細胞周期后產(chǎn)生的子細胞100%具有放射性 B．若該細胞進行無絲分裂，則產(chǎn)生的子細胞均不具有放射性 C．若該細胞是精原細胞，則其進行減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細胞50%具有放射性 D．若該細胞為精細胞，則其增殖產(chǎn)生的子細胞具有放射性 解析　依據(jù)DNA分子的半保留復(fù)制，細胞進行一次有絲分裂后，子細胞內(nèi)所有染色體均具有放射性；細胞進行無絲分裂時DNA分子也進行復(fù)制，子細胞內(nèi)也會出現(xiàn)放射性；精原細胞中DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，產(chǎn)生的精細胞全部具有放射性；高等動物的精細胞一般不分裂。 答案　A 1．(xx廣東卷)1953年Watson和Crick構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，其重要意義在于 (　　)。 ①證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)　②確定DNA是染色體的組成成分?、郯l(fā)現(xiàn)DNA如何儲存遺傳信息?、転镈NA復(fù)制機制的闡明奠定基礎(chǔ) A．①③ B．②③ C．②④ D．③④ 解析　DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型中，堿基排列在內(nèi)側(cè)，堿基對的排列順序代表遺傳信息，③正確；DNA復(fù)制的特點是邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制，DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為DNA復(fù)制機制的闡明奠定基礎(chǔ)，④正確。 答案　D 2．(xx課標Ⅱ，1)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．原核細胞中既有DNA，也有RNA D．葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA 解析　在tRNA中，也存在堿基之間的互補配對，故也有氫鍵，A錯；一種病毒中只含有一種核酸，要么是DNA，要么是RNA，B錯；核糖體由核糖體蛋白質(zhì)和核糖體RNA組成，不含有DNA，D錯。 答案　C 3．(xx福建理綜，5)雙脫氧核苷酸常用于DNA測序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補配對原則。DNA合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有 (　　)。 A．2種 B．3種 C．4種 D．5種 解析　此題考查DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基A與T、G與C分別形成堿基對，胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(假定用T′表示)應(yīng)與A配對形成氫鍵。故堿基序列為GTACATACATG的單鏈模板在正常脫氧核苷酸環(huán)境中會生成如下雙鏈DNA分子： GTACATACATG CATGTATGTAC ?、?② ③ ④ 雙脫氧核苷酸會使子鏈合成終止，因此當DNA復(fù)制時若加入胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(T′)，可能會在①②③④位置替換堿基T而形成4種異常DNA片段，故可形成5種DNA分子。 答案　D 4．(xx北京卷)科學(xué)家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素失蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進行了DNA復(fù)制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結(jié)果見下表。 組別 1組 2組 3組 4組 培養(yǎng)液中唯 一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代數(shù) 多代 多代 一代 兩代 培養(yǎng)產(chǎn)物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并離心 離心結(jié)果 僅為輕帶 (14N/14N) 僅為重帶 (15N/15N) 僅為中帶 (15N/14N) 輕帶 (14N/14N) 中帶 (15N/14N) 請分析并回答下面問題。 (1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。 (2)綜合分析本實驗的DNA離心結(jié)果，第________組結(jié)果對得到的結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第________組和第________組的結(jié)果進行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是________。 (3)分析討論： ①若子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于________，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是________復(fù)制。 ②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果是________(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。 ③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置________，放射性強度發(fā)生變化的是________帶。 ④若某次實驗的結(jié)果中，子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成的DNA單鏈中的N尚有少部分為________。 解析　(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過多代培養(yǎng)，并且培養(yǎng)液中15NH4Cl是唯一氮源。(2)從圖表看，證明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，第3組實驗結(jié)果起到了關(guān)鍵作用，因為其離心后僅為中帶(15N/14N)；還需與第1組和第2組的結(jié)果進行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。(3)①親代DNA為15N/15N，原料為14N，離心的結(jié)果為“輕”(14N/14N)和“重”(15N/15N)，則“重帶”DNA來自于親代DNA，即B，這種復(fù)制方式?jīng)]有發(fā)生母鏈與子鏈的重新組合，因而不是半保留復(fù)制。②判斷DNA的復(fù)制方式主要是看子代DNA與親代DNA的關(guān)系，實質(zhì)是母鏈與子鏈是否發(fā)生重新組合，若將DNA雙鏈分開離心，則不能判斷DNA的復(fù)制方式。③在同等條件下，將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)(原料為14N)，密度帶仍為兩種，即輕帶(14N/14N)和中帶(15N/14N)，位置未發(fā)生變化，其中隨著n的增加輕帶的數(shù)量會逐漸增加，而中帶不變，因而放射性強度發(fā)生變化的是輕帶。④子Ⅰ代DNA的“中帶”(15N/14N)比以往實驗結(jié)果略寬，說明該實驗結(jié)果中的“中帶”不完全是15N/14N，有可能新形成的子鏈(14N)中混有少量的15N。 答案　(1)多　15N/15NH4Cl　(2)3　1　2　半保留復(fù)制　(3)①B　半保留?、诓荒堋、蹧]有變化　輕?、?5N (時間：30分鐘) 基礎(chǔ)對點練——考綱對點夯基礎(chǔ) 考點一　DNA分子的結(jié)構(gòu)、特性及基因的本質(zhì)(Ⅱ) 1．關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中，不正確的是 (　　)。 A．DNA分子由4種脫氧核苷酸組成 B．每個DNA分子中，堿基數(shù)＝脫氧核苷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù) C．雙鏈DNA分子中的一段，若含有30個胞嘧啶，就一定會同時含有30個 鳥嘌呤 D．DNA分子中每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個含氮堿基 解析　DNA分子中除兩端外，每個脫氧核糖連接兩個磷酸和一個含氮堿基。 答案　D 2．在DNA分子的一條鏈上，連接相鄰的脫氧核苷酸的是 (　　)。 A．鳥嘌呤脫氧核苷酸與胞嘧啶脫氧核苷酸之間的肽鍵 B．腺嘌呤脫氧核苷酸與胸腺嘧啶脫氧核苷酸之間的氫鍵 C．磷酸和含氮堿基間的高能磷酸鍵 D．脫氧核糖和磷酸間的磷酸二酯鍵 解析　一條鏈上相鄰的脫氧核苷酸通過脫氧核糖和磷酸間的磷酸二酯鍵相連接，如果是兩條鏈上互補配對的脫氧核苷酸，則通過氫鍵相連。 答案　D 3．(xx濰坊高考仿真二)20世紀90年代，Cuenoud等發(fā)現(xiàn)DNA也有催化活性。他們根據(jù)共有序列設(shè)計并合成了由47個核苷酸組成的單鏈DNAE47，它可以催化兩個DNA片段之間的連接。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　)。 A．在DNAE47中，嘌呤堿基數(shù)一定等于嘧啶堿基數(shù) B．在DNAE47中，堿基數(shù)＝脫氧核苷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù) 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，每個脫氧核糖上均連有一個磷酸和一個含N堿基 解析　DNA－E47為單鏈，該DNA分子中沒有堿基互補配對，因此嘌呤堿基數(shù)不一定等于嘧啶堿基數(shù)；DNA－E47由47個脫氧核苷酸組成，每個脫氧核苷酸由一分子堿基、一分子脫氧核糖、一分子磷酸組成，因此，在DNA－E47中堿基數(shù)＝脫氧核苷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù)；DNA－E47作用的底物是兩個DNA片段，DNA聚合酶作用的底物是游離的脫氧核苷酸；DNA－E47單鏈中間的脫氧核糖上均連有兩個磷酸和一個含N堿基。 答案　B 4．(xx濰坊、東營、淄博、濱州四市聯(lián)考)下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，不正確的是 (　　)。 A．基因一定位于染色體上 B．基因在染色體上呈線性排列 C．四種脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序決定了基因的多樣性和特異性 D．一條染色體上含有1個或2個DNA分子 解析　基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，DNA不一定位于染色體上，因此基因不一定位于染色體上，故A錯誤；多個基因位于同一條染色體上，基因在染色體上呈線性排列，故B正確；不同基因中脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序不同，基因具有多樣性，而每一個基因中脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序是特定的，因此基因又具有特異性，故C正確；沒有復(fù)制的每條染色體含有1個DNA分子，復(fù)制后的每條染色體含有2條染色單體，每條染色單體含有1個DNA分子，故D正確。 答案　A 5．(新題快遞)從分子水平上對生物體具有多樣性或特異性的分析，錯誤的是 (　　)。 A．堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子基因的多樣性 B．堿基對的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子基因的特異性 C．一個含2 000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式就有41 000種 D．人體內(nèi)控制β珠蛋白的基因由1 700個堿基對組成，其堿基對可能的排列 方式有41 700種 解析　β珠蛋白基因堿基對的排列順序，是β珠蛋白所特有的。任意改變堿基的排列順序后，合成的就不一定是β珠蛋白。 答案　D 考點二　DNA分子的復(fù)制及實驗探究(Ⅱ) 6．(xx廈門質(zhì)檢)下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是 (　　)。 A．DNA復(fù)制時，嚴格遵循A－U、C－G的堿基互補配對原則 B．DNA復(fù)制時，兩條脫氧核糖核苷酸鏈均可作為模板 C．DNA分子全部解旋后才開始進行DNA復(fù)制 D．脫氧核苷酸必須在DNA酶的作用下才能連接形成子鏈 解析　DNA復(fù)制時，嚴格遵循A－T、C－G的堿基互補配對原則；DNA是以兩條脫氧核苷酸鏈作為模板進行復(fù)制的；DNA分子邊解旋邊復(fù)制；脫氧核苷酸必須在DNA聚合酶的作用下才能連接形成子鏈。 答案　B 7．DNA分子中胸腺嘧啶的數(shù)量為M，占總堿基數(shù)的比例為q，若此DNA分子連續(xù)復(fù)制n次需要的鳥嘌呤脫氧核苷酸為 (　　)。 A．(2n－1)M B．M C．(2n－1)M(－1) D．(2n－1) 解析　掌握DNA復(fù)制的規(guī)律和DNA分子中的堿基計算方法是解題關(guān)鍵。由胸腺嘧啶的數(shù)量和占總堿基數(shù)的比例可知：該DNA分子的總堿基數(shù)為，因“任意兩個不互補的堿基數(shù)之和占總堿基數(shù)的一半”，故該DNA分子中鳥嘌呤的數(shù)量＝－M＝M(－1)個；DNA分子復(fù)制n次，新增DNA分子的數(shù)量＝2n－1個，故該DNA分子復(fù)制n次需要消耗的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)＝(2n－1)M(－1)＝(2n－1)M(－1)。 答案　C 8．將大腸桿菌在含15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)后，再轉(zhuǎn)移到含14N的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)，8小時后提取DNA進行分析，得出含15N的DNA分子所占比例為，則大腸桿菌的分裂周期是 (　　)。 A．2小時 B．4小時 C．1.6小時 D．1小時 解析　就是，也就是分裂5次，8小時分裂5次，1.6小時一次，分裂周期就是1.6小時，C項正確。 答案　C 提能強化練——考點強化重能力 9．若兩條脫氧核苷酸鏈都被32P標記的DNA分子的分子量是M，兩條脫氧核苷酸鏈都不被32P標記的DNA的分子量為N?，F(xiàn)將含32P標記的DNA的細菌放在不含32P的培養(yǎng)基上讓其分裂a次，則子代細菌的DNA的平均相對分子質(zhì)量是 (　　)。 A. B. C. D. 解析　細菌分裂a次則DNA復(fù)制a次，產(chǎn)生的子代DNA總數(shù)為2a，因其復(fù)制符合半保留復(fù)制的特點，所以其2a個DNA分子的總相對分子質(zhì)量為(2a－2)N＋2＝N(2a－1)＋M。 答案　B 10．(xx沈陽四校聯(lián)考)某噬菌體的DNA為單鏈DNA，四種堿基的比率是A－0.28、G－0.32、T－0.24、C－0.16。當它感染宿主細胞時，能形成雜合型雙鏈DNA分子，則雜合型雙鏈DNA分子中A、G、C、T的比率依次是 (　　)。 A．0.24、0.16、0.32和0.28 B．0.26、0.24、0.24和0.26 C．0.28、0.32、0.24和0.16 D．0.24、0.26、0.26和0.24 解析　雙鏈DNA分子中A＝T，G＝C，排除A、C選項；單鏈中的堿基A、T與互補鏈中的堿基T、A對應(yīng)，因此可計算出雙鏈DNA分子中A＝T，占0.26，C＝G，占0.24。 答案　B 11．(xx湖北重點中學(xué)聯(lián)考)如圖為真核細胞內(nèi)某基因(15N標記)的結(jié)構(gòu)示意圖，該基因全部堿基中A占20%。下列說法正確的是 (　　)。 A．該基因一定存在于細胞內(nèi)的染色體DNA上 B．該基因的一條核苷酸鏈中(C＋G)/(A＋T)為3∶2 C．DNA解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶作用于②部位 D．將該基因置于14N培養(yǎng)液中復(fù)制3次后，含15N的DNA分子占 解析　基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，在染色體DNA和細胞質(zhì)DNA上都存在基因；假設(shè)兩條鏈分別為1、2，則有關(guān)系：A1＋A2＝T1＋T2＝20%、G1＋G2＝C1＋C2＝30%，由于A2＝T1、G2＝C1，則A1＋T1＝20%，G1＋C1＝30%，因此，該基因的一條核苷酸鏈中(C＋G)/(A＋T)為3∶2；DNA解旋酶破壞氫鍵，作用于②部位，DNA聚合酶作用于①部位；將該基因置于14N培養(yǎng)液中復(fù)制3次后，形成8個子代DNA分子，由于DNA的半保留復(fù)制，有2個DNA含有15N，占。 答案　B 12．(xx西安名校三檢)用15N標記細菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖4代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時含有15N和14N，c只含14N。下圖中這三種DNA分子的比例正確的是 (　　)。 解析　一個含15N的DNA在含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)復(fù)制4次，產(chǎn)生16個DNA分子，由于是半保留復(fù)制，其中只含15N的DNA分子數(shù)為0，同時含有15N和14N的DNA分子有2個，只含14N的DNA分子有14個。 答案　B 大題沖關(guān)練——綜合創(chuàng)新求突破 13．如圖1為真核生物染色體上部分DNA分子復(fù)制過程示意圖，圖2為擬核或質(zhì)粒復(fù)制過程示意圖，據(jù)圖回答下列問題。 (1)從圖1可以看出，DNA分子復(fù)制是__________________________________。 (2)真核生物DNA分子復(fù)制過程需要的條件是___________________________等，DNA解旋酶的作用是____________________________________________。 (3)圖1生物的DNA復(fù)制方式的意義是________________________________。 (4)將不含放射性的擬核放在含有3H－胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，如果第一次復(fù)制時，圖2中1、2處的放射性強度相同，證明DNA復(fù)制方式很可能是_________________________________________________________________。 (5)若圖2中DNA在復(fù)制開始前的堿基總數(shù)是100個，其中T為20個，則復(fù)制一次需要游離的C為________個。 解析　(1)(3)圖1中的復(fù)制起點有三個，每個起點處復(fù)制都是雙向進行的，且邊解旋邊復(fù)制，這種復(fù)制方式有利于提高復(fù)制速率。(2)DNA復(fù)制需要模板、原料、酶、ATP等條件。(4)如果第一次復(fù)制時圖2中1、2處的放射性強度相同，則表明新合成的DNA的兩條鏈中含放射性的鏈都是一條，也說明了DNA復(fù)制屬于半保留復(fù)制。 答案　(1)多起點、雙向復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制　(2)模板、能量、脫氧核苷酸、酶　打開DNA分子堿基對之間的氫鍵，形成兩條單鏈　(3)提高了復(fù)制速率　(4)半保留復(fù)制　(5)30 14．(xx湖北八校第一次聯(lián)考)下圖是某DNA分子的局部組成示意圖，請據(jù)圖回答。 (1)寫出圖中下列序號代表的結(jié)構(gòu)中文名稱： ①________；⑦________；⑧________；⑨________。 (2)圖中DNA片段中堿基對有________對，該DNA分子應(yīng)有________個游離磷酸基團。 (3)從主鏈上看，兩條單鏈方向________，從堿基關(guān)系看，兩條單鏈________________________________________________________________。 (4)如果將14N標記的細胞培養(yǎng)在含15N的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，此圖中所示的________(填序號)可測到15N。若細胞在該培養(yǎng)液中分裂四次，該DNA分子也復(fù)制四次，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，其中含腺嘌呤m個，則該DNA分子復(fù)制4次，需要游離的胞嘧啶為________個。 解析　(1)①是胞嘧啶，⑦是脫氧核糖，⑧是胞嘧啶脫氧核糖核苷酸，⑨是DNA單鏈片段。(2)該DNA片段中有4個堿基對，2個游離的磷酸基團。(3)兩條DNA鏈反向平行。(4)該細胞分裂四次，得到16個DNA分子，含14N的DNA有2個，全部DNA含有15N。 答案　(1)①胞嘧啶　 ⑦脫氧核糖?、嘈叵汆奏っ撗鹾塑账帷、嵋粭l脫氧核苷酸鏈的片段　(2)4　2　(3)反向平行　互補　(4)①②③④⑥⑧⑨　1∶8　(5)15[a－m] 【易錯分析】 解答本題時有的考生因為沒有看清圖中所給各序號所代表對象，導(dǎo)致不能完整回答出第(4)題第一個空；有的考生則沒有弄清楚DNA復(fù)制4次，得到的16個DNA分子中全部都含有15N，導(dǎo)致錯誤。 15．DNA的復(fù)制方式，可以通過設(shè)想來進行預(yù)測，可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散(彌散)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14NDNA(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15NDNA(親代)。 c．將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為含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，不同分子量的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，子Ⅰ代能分辨出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排除________。 (2)如果子Ⅰ代只有一條中密度帶，則可以排除________，但不能肯定是________。 (3)如果子Ⅰ代只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子Ⅱ代DNA密度鑒定：若子Ⅱ代可以分出________和________，則可以排除分散復(fù)制，同時肯定半保留復(fù)制；如果子Ⅱ代不能分出________密度兩條帶，則排除________，同時確定為________。 解析　從題目中的圖示可知，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代片段間隔連接而成的。 答案　(1)輕(14N/14N)　重(15N/15N)　半保留復(fù)制和分散復(fù)制　(2)全保留復(fù)制　半保留復(fù)制或分散復(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