（通用版）2020版高考生物一輪復習 第二單元 第2講 DNA分子的結構、復制與基因的本質(zhì)學案（含解析）（必修2）.doc

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第2講 DNA分子的結構、復制與基因的本質(zhì) 一、DNA分子的結構及特性 1．DNA分子結構的建立者及DNA的組成 (1)DNA雙螺旋模型構建者：沃森和克里克。 (2)圖解DNA分子結構 2．DNA分子的特性 (1)相對穩(wěn)定性：DNA分子中磷酸和脫氧核糖交替連接的方式不變，兩條鏈間堿基互補配對的方式不變。 (2)多樣性：不同的DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目不同，排列順序多種多樣。若某DNA分子中有n個堿基對，則排列順序有4n種。 (3)特異性：每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA分子的特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。 二、DNA的復制及基因的本質(zhì) 1．DNA的復制 2．染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關系 [基礎微點全練] 1．判斷正誤 (1)沃森和克里克以DNA大分子為研究材料，采用X射線衍射的方法，破譯了全部密碼子(2015江蘇卷，T4D)() (2)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的(2014全國卷Ⅱ，T5C)() (3)富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結構模型的建立也作出了巨大的貢獻(2014江蘇卷，T4C)(√) (4)DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵() (5)沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結構中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)() 2．某生物體內(nèi)的嘌呤堿基占堿基總數(shù)的50%，具這種特點的可能性較小的生物是(　　) ①煙草花葉病毒　②T2噬菌體?、鄞竽c桿菌?、芙湍妇腿? A．①③④　　　　　　　　 B．①②④ C．②③④ D．①②③ 解析：選A　煙草花葉病毒屬于RNA病毒，只含有RNA一種核酸，因此其所含嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)不一定相同；T2噬菌體屬于DNA病毒，只含有DNA一種核酸，其所含嘌呤總數(shù)應與嘧啶總數(shù)相等；大腸桿菌含有DNA和RNA兩種核酸，因此其所含嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)不一定相同；酵母菌和人都含有DNA和RNA兩種核酸，因此其所含嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)不一定相同。 3．如圖是某同學制作的脫氧核苷酸對模型，其中正確的是(　　) 解析：選D　A圖，從五碳糖和磷酸基團的形態(tài)和位置可判斷，兩條脫氧核苷酸鏈不是反向平行的，錯誤；B圖，A與T之間的氫鍵應該是兩個而不是三個，錯誤；C圖，含氮堿基(C)與五碳糖的連接位置不對，且G與C之間有三個氫鍵，錯誤。 4．在一對等位基因中，一定相同的是(　　) A．氫鍵數(shù)目 B．堿基數(shù)目 C．遺傳信息 D．基本骨架 解析：選D　等位基因是通過基因突變形成的，基因中堿基對數(shù)目和排列次序可能不同，氫鍵數(shù)目也可能不相同，所攜帶遺傳信息不同。等位基因都是有遺傳效應的DNA片段，都以磷酸、脫氧核糖交替排列形成基本骨架，D正確。 5．科學研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)HMIGIC基因與肥胖直接相關。具有HMIGIC基因缺陷的實驗小鼠與作為對照的正常小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組小鼠變得十分肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的實驗小鼠體重仍然保持正常，說明(　　) A．基因在DNA上 B．基因在染色體上 C．基因具有遺傳效應 D．DNA具有遺傳效應 解析：選C　正常小鼠吃高脂肪食物會變得肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的小鼠吃同樣多的高脂肪食物后體重仍保持正常，這說明肥胖由基因控制，從而得出基因能夠控制性狀，具有遺傳效應。 6．某一個DNA分子的堿基總數(shù)中，腺嘌呤為100個，復制數(shù)次后，消耗周圍環(huán)境中的腺嘌呤脫氧核苷酸1 500個，該DNA分子已經(jīng)復制了(　　) A．3次 B．4次 C．5次 D．6次 解析：選B　假設DNA復制了n次，則消耗周圍環(huán)境中的腺嘌呤脫氧核苷酸個數(shù)為100(2n－1)＝1 500，則n＝4。 一、DNA分子的結構及相關計算 [試考題查欠缺] 1．(2016上海高考)在DNA分子模型的搭建實驗中，若僅用訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構建一個含10對堿基(A有6個)的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個數(shù)為(　　) A．58　　　　　　　 B．78 C．82 D．88 解析：選C　每個脫氧核苷酸的三部分間需2個訂書釘，每條鏈上的10個脫氧核苷酸間需9個訂書釘，兩條鏈之間的6對A—T和4對G—C間各需12個訂書釘，故構建該DNA片段共需訂書釘數(shù)量為29＋29＋12＋12＝82。 2．(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。下列關于生物體內(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，后一比值不同 B．前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高 C．當兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈 D．經(jīng)半保留復制得到的DNA分子，后一比值等于1 解析：選D　雙鏈DNA分子中A＝T，C＝G，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堿基對含3個氫鍵，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)數(shù)目越多，氫鍵數(shù)越多，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，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。經(jīng)半保留復制得到的DNA分子是雙鏈，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正確。 [強知能補欠缺] 1．兩種DNA結構模型解讀 (1)由圖1可解讀以下信息 (2)圖2是圖1的簡化形式，其中①是磷酸二酯鍵，③是氫鍵。解旋酶作用于③部位，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于①部位。 2．DNA分子中堿基計算的常用方法 (1)互補的兩個堿基數(shù)量相等，即A＝T，C＝G。 (2)任意兩個不互補的堿基數(shù)量之和占總堿基數(shù)的50%，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋T＋C＋G)50%，＝＝1。 (3)一條鏈中互補的兩種堿基的和等于另一條鏈中這兩種堿基的和，即A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2(1、2分別代表DNA分子的兩條鏈，下同)。 (4)一條鏈中互補的兩種堿基數(shù)量之和占該單鏈堿基數(shù)的比例等于DNA分子兩條鏈中這兩種堿基數(shù)量之和占總堿基數(shù)的比例，即 ＝＝， ＝＝。 (5)一條鏈中兩種不互補堿基之和的比值，與另一條鏈中該比值互為倒數(shù)，即若一條鏈中(或)＝K，則另一條鏈中(或)＝。 [練題點全過關] 1．用卡片構建DNA平面結構模型，所提供的卡片類型和數(shù)量如下表所示，以下說法正確的是(　　) 卡片類型 脫氧核糖 磷酸 堿基 A T G C 卡片數(shù)量 10 10 2 3 3 2 A．最多可構建4種脫氧核苷酸，5個脫氧核苷酸對 B．構成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵 C．DNA中每個脫氧核糖均與1分子磷酸相連 D．最多可構建44種不同堿基序列的DNA 解析：選B　根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，代表脫氧核糖、磷酸和含氮堿基的卡片數(shù)分別都是10，所以最多可構建10個脫氧核苷酸，根據(jù)堿基種類可推知最多構建4種脫氧核苷酸，4個脫氧核苷酸對；構成的雙鏈DNA片段中可含2個A—T堿基對和2個G—C堿基對，故最多可含有氫鍵數(shù)＝22＋23＝10(個)；DNA分子結構中，與脫氧核糖直接連接的一般是2個磷酸，但最末端的脫氧核糖只連接1個磷酸；堿基序列要達到44種，每種堿基對的數(shù)量至少要有4個。 2．如圖為真核細胞內(nèi)某基因片段的結構示意圖，該基因全部堿基中C占30%，下列說法正確的是(　　) A．DNA解旋酶作用于①②兩處 B．該基因的一條鏈中(C＋G)/(A＋T)＝3∶2 C．該基因的一條鏈中相鄰的A與T通過氫鍵相連 D．該基因片段中有4個游離的磷酸基團 解析：選B　DNA解旋酶作用于堿基對間的②氫鍵，①是磷酸二酯鍵；基因的一條鏈中相鄰的A與T通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連；該基因片段中有2個游離的磷酸基團；該雙鏈DNA中C和G均占堿基總數(shù)的30%，A和T均占堿基總數(shù)的20%。 3．(2014山東高考)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關系圖，下列正確的是(　　) 解析：選C　無論DNA分子的一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)的值為多少，整個DNA分子中(A＋C)/(T＋G)應始終等于1；一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)的值與其互補鏈中(A＋C)/(T＋G)的值互為倒數(shù)；一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)的值與其互補鏈中(A＋T)/(G＋C)的值及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值都相等。 二、DNA分子的復制及相關計算 [試考題查欠缺] 1．(2018海南高考)現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有14N(表示為14N14N)的大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉(zhuǎn)到含有14N 的培養(yǎng)基中繁殖一代，則理論上 DNA 分子的組成類型和比例分別是(　　) A．有 15N14N 和 14N14N 兩種，其比例為 1∶3 B．有 15N15N 和 14N14N 兩種，其比例為 1∶1 C．有 15N15N 和 14N14N 兩種，其比例為 3∶1 D．有 15N14N 和 14N14N 兩種，其比例為 3∶1 解析：選D　只含有14N的大腸桿菌在含有 15N 的培養(yǎng)基中繁殖兩代，形成4個DNA，其中2個DNA為15N14N，另外2個DNA為15N15N。再轉(zhuǎn)到含有 14N 的培養(yǎng)基中繁殖一代，DNA為15N14N的大腸桿菌形成的子代DNA中，一個DNA為15N14N，另外1個DNA為 14N14N；而DNA為 15N15N的大腸桿菌形成的2個子代DNA都為 15N14N；因此理論上 DNA 分子的組成類型有 15N14N 和 14N14N 兩種，其比例為 3∶1。 2．(2019德州模擬)用15N標記含有100個堿基對的DNA分子(其中有腺嘌呤60個)，該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次。下列有關判斷錯誤的是(　　) A．含有15N的DNA分子有兩個 B．含有14N的DNA分子占總數(shù)的7/8 C．第4次復制消耗胞嘧啶脫氧核苷酸320個 D．復制共產(chǎn)生16個DNA分子 解析：選B　由于DNA分子的復制是半保留復制，親代DNA分子的兩條鏈始終存在于子代的兩個DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有兩個；該DNA分子是在含14N的培養(yǎng)基中復制的，新形成的子鏈均含有14N，故16個DNA分子都含14N，比例為100%；根據(jù)堿基互補配對原則，DNA分子中腺嘌呤有60個，則胞嘧啶有40個，第4次復制需消耗胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)＝24－140＝320(個)；1個DNA分子經(jīng)過4次復制，共產(chǎn)生24＝16個DNA分子。 [強知能補欠缺] 1．有關DNA復制的五個問題 (1)復制的場所：主要場所是細胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)(如質(zhì)粒)中也可進行DNA復制。 (2)外界條件對DNA復制的影響：在DNA復制的過程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影響酶活性的因素和影響細胞呼吸的因素，都會影響DNA的復制。 (3)復制方式：半保留復制。新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。 (4)過程特點：邊解旋邊復制；多點解旋和復制。 (5)DNA復制的準確性 ①一般情況下，DNA分子能準確地進行復制。原因是：DNA具有獨特的雙螺旋結構，能為復制提供精確的模板；通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行。 ②在特殊情況下，在外界因素和生物內(nèi)部因素的作用下，可能造成堿基配對發(fā)生差錯，引發(fā)基因突變。 2．DNA半保留復制的相關計算方法 (1)將一個被15N標記的DNA分子放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)n代，其后代DNA分子的情況分析如下： 復制代數(shù) DNA分子 分子數(shù) 只含15N 只含14N 含15N 含14N 親代 || 1 1 0 1 0 1 |┆ ┆| 2 0 0 2 2 2 |┆┆┆┆┆┆| 4 0 2 2 4 n |┆┆┆…┆┆┆| 2n 0 2n－2 2 2n 規(guī)律 繁殖n代后，含15N的DNA分子只有2個；所有子代DNA分子中都有含14N的單鏈；含15N的DNA分子占全部DNA分子的比為2/2n＝1/2n－1 (2)DNA復制過程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)的計算(設某雙鏈DNA分子中含某種堿基a個)： 圖示 解讀 復制的結果是形成兩個一樣的DNA分子，所以一個DNA分子復制n次后，得到的DNA分子數(shù)為2n個，復制(n－1)次后得到的DNA分子數(shù)為2n－1(個)。第n次復制增加的DNA分子數(shù)為2n－2n－1＝2n－1(個)，需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a2n－1(個) [練題點全過關] 1．下列有關雙鏈DNA的結構和復制的敘述，正確的是(　　) A．DNA分子復制需要模板、原料、酶和ATP等條件 B．DNA分子中每個脫氧核糖均連接著兩個磷酸基團 C．DNA分子一條鏈上相鄰的堿基通過氫鍵連接 D．復制后產(chǎn)生的兩個子代DNA分子共含有2個游離的磷酸基團 解析：選A　DNA分子復制需要模板(DNA分子的兩條鏈)、原料(四種游離的脫氧核苷酸)、酶(解旋酶、DNA聚合酶等)和ATP等條件，A正確；DNA分子中每個脫氧核糖連接一個或兩個磷酸基團，B錯誤；DNA分子一條鏈上相鄰的堿基通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接，C錯誤；復制后產(chǎn)生的兩個子代DNA分子共含有4個游離的磷酸基團(每個DNA分子含有2個游離的磷酸基團)，D錯誤。 2．(2019江西重點中學聯(lián)考)細菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，細菌DNA的含氮堿基均含有15N，然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，提取親代及子代的DNA，離心分離，如圖①～⑤為可能的結果，下列敘述錯誤的是(　　) A．子一代DNA應為②　　 B．子二代DNA應為① C．子三代DNA應為④ D．親代的DNA應為⑤ 解析：選C　由題意可知，子一代的DNA應為14N/15N，即圖②；子二代DNA應為1/214N/15N、1/214N/14N，即圖①；子三代DNA應為1/414N/15N、3/414N/14N，即圖③；親代的DNA應為15N/15N，即圖⑤。 3．某長度為1 000個堿基對的雙鏈環(huán)狀DNA分子。其中含腺嘌呤300個。該DNA分子復制時，1鏈首先被斷開形成3′、5′端口，接著5′端與2鏈發(fā)生分離，隨后DNA分子以2鏈為模板，通過滾動從1鏈的3′端開始延伸子鏈，同時還以分離出來的5′端單鏈為模板合成另一條子鏈，其過程如圖所示。下列關于該過程的敘述正確的是(　　) A．1鏈中的堿基數(shù)目多于2鏈 B．該過程是從兩個起點同時進行的 C．復制過程中2條鏈分別作模板，邊解旋邊復制 D．若該DNA連續(xù)復制三次，則第三次共需鳥嘌呤4 900個 解析：選C　雙鏈DNA分子的兩條鏈是嚴格按照堿基互補配對原則形成的，所以1鏈和2鏈均含1 000個堿基，兩者堿基數(shù)目相同，A錯誤；該DNA分子的復制起始于斷口處，由于只有一處斷開，故只有一個復制起點，B錯誤；根據(jù)題意，斷開后兩條鏈分別作模板，邊解旋邊復制，C正確；根據(jù)堿基互補配對原則(A＝T、G＝C)，DNA分子含腺嘌呤300個，所以胸腺嘧啶也為300個，則胞嘧啶和鳥嘌呤均為700個，在第三次復制過程中，DNA分子數(shù)由4個增加到8個，即第三次新合成4個DNA分子，故共需鳥嘌呤7004＝2 800(個)，D錯誤。 科學思維——DNA復制與細胞分裂中染色體標記問題 1．如果把人的精原細胞中的46個DNA分子用15N標記，此細胞在不含標記的環(huán)境中依次經(jīng)過一次有絲分裂和一次減數(shù)分裂，則相關描述正確的是(　　) A．在有絲分裂后期，含有15N的染色體有46條 B．在減數(shù)第一次分裂后期，一個初級精母細胞中含有15N的DNA有46個 C．在減數(shù)第二次分裂后期，每對同源染色體中有1條染色體含有15N D．形成的8個精細胞中，含有15N的細胞最少占25% 解析：選B　含15N標記的DNA分子的精原細胞在不含標記的環(huán)境中先經(jīng)過一次有絲分裂，在有絲分裂間期，DNA分子復制一次，復制后每條染色單體中的DNA都是一條鏈含15N，另一條鏈不含15N。由于體細胞中有46條染色體，所以有絲分裂后期著絲點分裂后，染色體變?yōu)?2條，每條染色體的DNA中都有一條鏈含15N，即有絲分裂后期含有15N 的染色體有92條。有絲分裂后再進行減數(shù)分裂，在減數(shù)第一次分裂前的間期，DNA再復制一次，復制后的每條染色體的兩條染色單體中只有一條染色單體中的DNA的一條鏈含有15N，減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體分開，但還未分到兩個子細胞中，此時一個初級精母細胞中有46條染色體含有15N，含有15N的DNA也有46個。減數(shù)第二次分裂后期的細胞中無同源染色體存在。處于減數(shù)第二次分裂后期的次級精母細胞中的46條染色體中有23條含有15N，這些具有15N的染色體隨機進入兩個子細胞中，因此，形成的8個精細胞中，至少有一半含有15N標記，最多可以達到100%。 2．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%含有32P B．若該細胞進行無絲分裂，則產(chǎn)生的子細胞均不含32P 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%含有32P D．若該細胞為精細胞，則其增殖產(chǎn)生的子細胞含32P 解析：選A　依據(jù)DNA分子的半保留復制，細胞進行一次有絲分裂后，子細胞內(nèi)所有染色體均含有32P；細胞進行無絲分裂時DNA分子也進行復制，子細胞內(nèi)也會含32P；精原細胞中DNA分子經(jīng)半保留復制后，產(chǎn)生的精細胞全部含有32P；高等動物的精細胞一般不分裂。 3．用32P標記玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂中期、后期及所產(chǎn)生的子細胞中被32P標記的染色體數(shù)分別為(　　) A．20、40、20　　　　　　　 B．20、20、20 C．20、20、0～20 D．20、40、0～20 解析：選C　用32P標記玉米體細胞的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第一次有絲分裂結束后，每條染色體都帶有標記，且每條染色體中的DNA分子兩條鏈都是1條有標記，1條沒有標記。在第二次有絲分裂時，間期復制完成后，含有20條染色體，每條染色體均有標記，但染色單體中只有一半含有32P標記，后期著絲點分裂，染色單體分開，形成40條染色體，有20條含有32P標記，20條不含32P標記。由于染色單體分開移向兩極具有隨機性，因此子細胞中所含的20條染色體中，含32P標記的染色體數(shù)目為0～20條。 [素養(yǎng)提升] 學會用模型分析法解答DNA復制與染色體標記問題 解答DNA復制與細胞分裂中染色體標記問題的關鍵是構建細胞分裂過程模型圖，并完成染色體與DNA的轉(zhuǎn)換。具體如下： 第一步 畫出含一條染色體的細胞圖，下方畫出該條染色體上的1個DNA分子，用豎實線表示含同位素標記 第二步 畫出復制一次，分裂一次的子細胞染色體圖，下方畫出染色體上的DNA鏈，未被標記的新鏈用豎虛線表示 第三步 再畫出第二次復制(分裂)后的細胞的染色體組成和DNA鏈的情況 第四步 若繼續(xù)推測后期情況，可想象著絲點分裂，染色單體(a與a′)分開的局面，并進而推測子細胞染色體情況 (1)減數(shù)分裂中子染色體標記情況分析 ①過程圖解：減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象，如下圖： ②規(guī)律總結：由于減數(shù)分裂沒有細胞周期，DNA只復制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標記。 (2)利用模型分析細胞分裂與DNA復制相結合的知識(假設細胞中含有1對同源染色體) 模型 解讀 最后形成的4個子細胞有三種情況：第一種情況是4個細胞都是； 第二種情況是2個細胞是，1個細胞是，1個細胞是；第三種情況是2個細胞是，另外2個細胞是 一、選擇題 1．如圖為DNA分子片段平面圖，有關敘述正確的是(　　) A．解旋酶作用于結構1和2之間 B．結構6可以代表核糖核苷酸 C．限制酶作用于結構5 D．結構4是鳥嘌呤脫氧核苷酸 解析：選D　解旋酶作用于氫鍵，即圖中的結構5，A錯誤；結構6代表脫氧核苷酸鏈，B錯誤；限制酶作用于磷酸二酯鍵，而不是氫鍵，C錯誤；結構4為鳥嘌呤脫氧核苷酸，是DNA分子的基本組成單位之一，D正確。 2．下列與DNA相關實驗的敘述，錯誤的是(　　) A．用鹽酸處理口腔上皮細胞，可使其染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離 B．向含R型菌的培養(yǎng)基中加入S型菌的DNA，所得S型菌菌落數(shù)比R型菌的少 C．用32P標記親代噬菌體，產(chǎn)生的子一代噬菌體中部分具有放射性 D．DNA親子鑒定利用了DNA分子結構的特異性 解析：選D　用鹽酸處理口腔上皮細胞，可使其染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離，A正確；向含R型菌的培養(yǎng)基中加入S型菌的DNA，使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌，原理是基因重組，頻率較低，所以所得S型菌菌落數(shù)比R型菌的少，B正確；用32P標記親代噬菌體，標記的是親代噬菌體的DNA，產(chǎn)生的子一代噬菌體中部分具有放射性，C正確；DNA親子鑒定利用了DNA分子中堿基排列順序的特異性，分子結構都是雙螺旋結構，沒有特異性，D錯誤。 3．(2019哈爾濱模擬)下列關于核酸的敘述錯誤的是(　　) A．RNA與DNA的分子結構相似，由四種核苷酸組成，可以儲存遺傳信息 B．真核細胞DNA有許多重復的堿基順序，這是原核細胞沒有的 C．核酸變性后氫鍵斷裂，磷酸二酯鍵斷裂，相對分子質(zhì)量變小 D．不同長度的DNA分子變性后，在合適溫度下復性所使用的時間基本相同 解析：選C　核酸有DNA和RNA兩類，它們分子結構相似，由四種核苷酸組成，可以儲存遺傳信息，A正確；真核細胞DNA有許多重復的堿基順序，這是原核細胞沒有的，B正確；核酸變性后氫鍵斷裂，但磷酸二酯鍵較穩(wěn)定不會斷裂，相對分子質(zhì)量不變，C錯誤；不同長度的DNA分子變性后，在合適溫度下復性所使用的時間基本相同，D正確。 4．(2019武漢模擬)下列關于基因、DNA、遺傳信息和染色體的描述，正確的是(　　) A．遺傳信息是指DNA中堿基的排列順序 B．堿基排列順序的千變?nèi)f化，構成了DNA分子的多樣性和特異性 C．不管是原核生物還是真核生物，體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)均小于DNA分子的堿基總數(shù) D．染色體是DNA的主要載體，每一條染色體上都只有一個DNA分子 解析：選C　基因是有遺傳效應的DNA片段，遺傳信息是指基因中堿基的排列順序，A錯誤；堿基排列順序的千變?nèi)f化構成了DNA分子的多樣性，B錯誤；基因是有遺傳效應的DNA片段，因此不管是原核生物還是真核生物，體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)均小于DNA分子的堿基總數(shù)，C正確；染色體是DNA的主要載體，一條染色體上有1個或2個DNA分子，D錯誤。 5．下列關于DNA分子結構和復制的敘述，錯誤的是(　　) A．DNA分子中磷酸與脫氧核糖交替連接，構成DNA的基本骨架 B．科學家利用“假說－演繹法”證實DNA是以半保留的方式復制的 C．DNA復制時，DNA聚合酶可催化兩個游離的脫氧核苷酸連接起來 D．DNA雙螺旋結構模型的建立為DNA復制機制的闡明奠定了基礎 解析：選B　在DNA分子的結構中，脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架，A正確；科學家用放射性同位素的方法證明DNA的復制方式為半保留復制，B錯誤；DNA復制時，子鏈的延伸是在DNA聚合酶催化下，將游離的脫氧核苷酸連接起來，C正確；DNA的雙螺旋結構為DNA的復制奠定了基礎，D正確。 6．(2019日照模擬)如圖為真核細胞內(nèi)某基因(15N標記)的結構示意圖，該基因全部堿基中A占20%。下列說法正確的是(　　) A．DNA解旋酶只作用于①部位 B．該基因一定存在于細胞核內(nèi)的染色體DNA上 C．該基因的一條核苷酸鏈中(C＋G)/(A＋T)＝3∶2 D．將該基因置于14N培養(yǎng)液中復制3次后，含15N的DNA分子占1/8 解析：選C　圖中①部位是磷酸二酯鍵，是限制酶的作用部位，A錯誤；該基因不一定存在于細胞核內(nèi)的染色體DNA上，也可能在線粒體或葉綠體DNA 上，B錯誤；已知該基因全部堿基中A 占20%，根據(jù)堿基互補配對原則，A＝T＝20%，則C＝G＝30%，所以該基因的每一條核苷酸鏈中及整個雙鏈中(C＋G)/(A＋T)的比例均為3∶2，C正確；DNA分子復制是半保留復制，將細胞置于14N培養(yǎng)液中復制3次后，全部DNA分子含14N，含15N的DNA分子占1/4，D錯誤。 7．用32P標記玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓其分裂n次，若一個細胞中的染色體總條數(shù)和被32P標記的染色體條數(shù)分別是40條和2條，則該細胞至少是處于第幾次分裂的分裂期(　　) A．第一次　　　　　　　　 B．第二次 C．第三次 D．第四次 解析：選C　由染色體總條數(shù)為40條可知是分裂后期，若是第一次有絲分裂后期，被32P標記的染色體條數(shù)應為40條；若是第二次有絲分裂后期，被32P標記的染色體條數(shù)應為20條；若是第三次有絲分裂后期，被32P標記的染色體條數(shù)應在0～20之間。 8．一個雙鏈均被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)境中復制3次。下列敘述錯誤的是(　　) A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3104個 B．復制過程需要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：選B　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)；該復制過程需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(23－1)3 000＝2.1104(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32P與只含31P的DNA分子數(shù)之比為2∶(23－2)＝1∶3。 9．在一個雙鏈DNA分子中，堿基總數(shù)為m，腺嘌呤堿基數(shù)為n，G與C之間形成3個氫鍵，A與T之間形成2個氫鍵。則下列有關敘述正確的是(　　) ①脫氧核苷酸數(shù)＝磷酸數(shù)＝堿基總數(shù)＝m　②堿基之間的氫鍵數(shù)為(3m－2n)/2?、垡粭l鏈中A＋T的數(shù)量為n ④G的數(shù)量為m－n A．①②③④ B．②③④ C．③④ D．①②③ 解析：選D　每個脫氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基，①正確；因G與C之間形成3個氫鍵，A與T之間形成2個氫鍵，故氫鍵數(shù)為2n＋3[(m－2n)/2]＝(3m－2n)/2，②正確；因兩條鏈中A＋T的總量為2n，故一條鏈中A＋T的數(shù)量應為n，③正確；④中計算G的數(shù)量有誤，應為(m－2n)/2＝(m/2)－n，④錯誤。 10．如圖為用15N標記的DNA分子片段，下列說法正確的是(　　) A．把此DNA分子放在含14N的培養(yǎng)基中復制3代，子代中含14N標記的DNA分子占總數(shù)的3/4 B．①處的堿基對改變一定會引起生物表現(xiàn)型的變化 C．限制酶作用于③部位，解旋酶作用于②部位 D．該DNA分子的特異性表現(xiàn)在堿基種類上 解析：選C　把15N標記的DNA分子放在含14N的培養(yǎng)基中復制3代，所有的DNA分子中都含14N，A錯誤；①處的堿基對改變，增殖的過程中不一定會引起生物表現(xiàn)型發(fā)生變化，原因是該DNA片段不一定是基因片段，即使是基因片段，由于密碼子具有簡并性，轉(zhuǎn)錄成的mRNA翻譯成的蛋白質(zhì)的結構也不一定改變，B錯誤；限制酶切斷DNA分子上的磷酸二酯鍵，解旋酶作用于雙鏈堿基間的氫鍵，C正確；DNA分子中的堿基種類只有4種，而DNA分子中堿基對的特定排列順序構成了DNA分子的特異性，D錯誤。 11．如圖是在電子顯微鏡下拍攝的某生物細胞DNA復制過程中的物像。下列有關敘述正確的是(　　) A．此圖反映出的DNA復制模式，可作為DNA雙向復制的證據(jù) B．此過程必須遵循堿基互補配對原則，任一條鏈中A＝T，G＝C C．若將該DNA進行徹底水解，產(chǎn)物是脫氧核苷酸和四種堿基 D．若該DNA分子的一條鏈中(A＋T)/(G＋C)＝a，則互補鏈中該比值為1/a 解析：選A　在DNA的一條鏈中，A與T、C與G不一定相等；DNA徹底水解時脫氧核苷酸會被進一步水解為脫氧核糖、磷酸和含氮堿基；DNA分子的兩條鏈中互補堿基之和相等，因此DNA分子的一條鏈中(A＋T)/(G＋C)＝a，其互補鏈中該比值不變。 12．(2019中原模擬)DNA熔解溫度(Tm)是使DNA雙螺旋結構解開一半時所需要的溫度，不同種類DNA的Tm值不同，圖1表示DNA分子中G＋C含量(G＋C數(shù)占全部堿基的比例)與Tm的關系；圖2表示某生物b基因正常轉(zhuǎn)錄過程中的局部圖解。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．據(jù)圖1，DNA分子的Tm值與G＋C含量呈正相關 B．兩個DNA分子Tm值相同，但G＋C數(shù)量不一定相同 C．轉(zhuǎn)錄時的模板是基因的一條鏈，原料是四種游離的核糖核苷酸 D．據(jù)圖2，若b1鏈的(A＋T＋C)與b2鏈的(U＋A＋G)的比值大于1，則b2為DNA鏈 解析：選D　由圖1可知，DNA分子的Tm值與C＋G含量呈正相關，A正確；兩個DNA分子若Tm值相同，則它們所含(G＋C)比例相同，但(C＋G)的數(shù)量不一定相同，B正確；轉(zhuǎn)錄的模板是基因的一條鏈，原料是四種游離的核糖核苷酸，C 正確；圖2中b1鏈的(A＋T＋C)/b2鏈的(U＋A＋G)>1，則b2不含T，為RNA鏈，D錯誤。 二、非選擇題 13．如圖是某DNA分子的局部結構示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)寫出圖中某些序號代表的結構的名稱： ①_____________；⑥______________；⑦_____________________________________； ⑧________________。 (2)圖中DNA片段中堿基對有________對，該DNA分子應有________個游離磷酸基團。 (3)從主鏈上看，兩條單鏈方向________，從堿基關系看，兩條單鏈________________。 (4)若某DNA分子中的一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)＝m，則其互補鏈中(A＋C)/(T＋G)＝________，整個DNA分子中(A＋C)/(T＋G)＝________。 解析：(1)分析題圖可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鳥嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸基團，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)圖中有4對堿基，2個游離的磷酸基團。(3)DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈通過堿基互補配對形成的。(4)在DNA雙鏈中，A＝T、G＝C，所以互補鏈中(A＋C)/(T＋G)＝1/m，整個DNA分子中A＋C＝T＋G。 答案：(1)胞嘧啶　脫氧核糖　胸腺嘧啶脫氧核苷酸　一條脫氧核苷酸鏈的片段　(2)4　2　(3)反向平行　堿基互補配對　(4)1/m　1 14．(2019武昌模擬)如圖是DNA雙螺旋結構模型的建構過程圖解(1～5)，請據(jù)圖探討相關問題： (1)物質(zhì)1是構成DNA的基本單位，與RNA的基本單位相比，兩者成分方面的差別是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)催化形成圖2中的磷酸二酯鍵的酶是____________。 (3)圖3和圖4中的氫鍵用于連接兩條脫氧核苷酸鏈，如果DNA耐高溫的能力越強，則____________(填“G—C”或“A—T”)堿基對的比例越高。 (4)RNA病毒相比DNA病毒更容易發(fā)生變異，請結合圖5和有關RNA的結構說明其原因：________________________________________________________。 解析：(1)DNA的基本單位與RNA的基本單位相比，主要區(qū)別是DNA的基本單位中的五碳糖是脫氧核糖，特有的堿基是T，而RNA的基本單位中的五碳糖是核糖，特有的堿基是U。(2)圖2是由DNA分子的基本單位脫氧核苷酸經(jīng)脫水縮合形成的脫氧核苷酸鏈，形成脫氧核苷酸鏈過程中有磷酸二酯鍵生成，其需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氫鍵越多，DNA分子越穩(wěn)定，C—G之間有3個氫鍵，A—T之間有2個氫鍵。(4)RNA分子是單鏈結構，DNA分子是雙螺旋結構，其結構穩(wěn)定性較強，而單鏈RNA更容易發(fā)生變異。 答案：(1)物質(zhì)1中的五碳糖是脫氧核糖，特有的堿基是T，而RNA的基本單位中的五碳糖是核糖，特有的堿基是U　(2)DNA聚合酶　(3)G—C　(4)DNA的雙螺旋結構較RNA單鏈結構更穩(wěn)定 15．1958年，Meselson和Stahl通過一系列實驗首次證明了DNA的半保留復制，此后科學家便開始了有關DNA復制起點數(shù)目、方向等方面的研究。試回答下列問題： (1)DNA分子呈________結構，DNA復制開始時首先必須解旋，從而在復制起點位置形成復制叉(如圖1所示)。因此，研究中可以根據(jù)復制叉的數(shù)量推測________________。 (2)1963年Cairns將不含放射性的大腸桿菌(其擬核DNA呈環(huán)狀)放在含有3H胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，進一步證明了DNA的半保留復制。根據(jù)圖2的大腸桿菌親代環(huán)狀DNA示意圖，用簡圖表示復制一次和復制兩次后形成的DNA分子。(注：以“……”表示含放射性的脫氧核苷酸鏈)。 (3)有人探究DNA的復制從一點開始以后是單向進行的還是雙向進行的，將不含放射性的大腸桿菌DNA放在含有3H－胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，給予適當?shù)臈l件，讓其進行復制，得到圖3所示結果，這一結果說明________________________。 (4)為了研究大腸桿菌DNA復制是單起點復制還是多起點復制，用第(2)小題的方法，觀察到大腸桿菌DNA復制的過程如圖4所示，這一結果說明大腸桿菌細胞中DNA復制是________起點復制的。 解析：(1)因DNA復制開始時首先必須解旋，從而在復制起點位置形成復制叉，所以可以根據(jù)復制叉的數(shù)量推測復制起點的數(shù)量。(2)因為DNA為半保留復制，故復制一次所得的2個DNA分子中，1條鏈帶放射性標記，另一條鏈不帶。復制兩次后所得的4個DNA分子中，有2個DNA分子都是其中一條鏈帶放射性標記，另外2個DNA分子則是兩條鏈都帶放射性標記。(3)由圖示可知：該DNA分子有一個復制起點，復制為雙向進行。(4)由圖4可知：該DNA分子有一個復制起點，即單起點復制。 答案：(1)(規(guī)則的)雙螺旋　復制起點的數(shù)量 (2)如圖所示　(3)DNA復制是雙向的　(4)單