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必修2　第六單元　第19講　DNA分子的結構
[考綱明細]　1.DNA分子結構的主要特點(Ⅱ)　2.DNA分子的復制(Ⅱ)　3.基因的概念(Ⅱ)
考點1　DNA分子的結構及相關計算
1．DNA雙螺旋模型構建者：沃森和克里克。
2．DNA雙螺旋結構
(1)DNA雙螺旋形成過程
(2)DNA分子結構
①DNA由兩條脫氧核苷酸鏈組成，這兩條鏈按反向平行的方式盤旋成雙螺旋結構。
②外側：脫氧核糖和磷酸交替連接，構成基本骨架。
③內側：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。堿基互補配對遵循以下原則：A===T、G≡C。
3．DNA分子結構特點
類型
決定因素
多樣性
不同的DNA分子中脫氧核苷酸數目不同，排列順序多種多樣。如具n個堿基對的DNA具有4n種堿基排列順序
特異性
每種DNA分子都有其特定的堿基排列順序
穩定性
兩條單鏈磷酸與脫氧核糖交替連接的方式不變，堿基互補配對的方式不變等
(必修2
P48旁欄思考T1)沃森和克里克在構建模型過程中，利用他人的經驗和成果有：①組成DNA分子的單位是脫氧核苷酸；DNA分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長鏈構成的；②英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線衍射圖譜；③奧地利著名生物化學家查哥夫的研究成果：腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量這一堿基之間的數量關系。
1．解讀兩種DNA結構模型
(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，限制性核酸內切酶、DNA連接酶、DNA(水解)酶和DNA聚合酶作用于①部位。
(3)堿基對數與氫鍵數的關系
若堿基對數為n，則氫鍵數為2n～3n，若已知A有m個，則氫鍵數為3n－m。
2．關于堿基互補配對的四大規律總結
規律一：DNA雙鏈中的A＝T、G＝C，兩條互補鏈的堿基數相等，任意兩個不互補的堿基之和恒等，占堿基總數的50%，即：A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。
規律二：非互補堿基之和的比例在整個DNA分子中為1，在兩條互補鏈中互為倒數，如在一條鏈中＝a，則在互補鏈中＝，而在整個DNA分子中＝1。
規律三：互補堿基之和的比例在整個DNA分子中以及任何一條鏈中都相等，如在一條鏈中＝m，則在互補鏈及整個DNA分子中＝m。
規律四：在雙鏈DNA及其轉錄的RNA之間有下列關系，設雙鏈DNA中a鏈的堿基為A1、T1、C1、G1，b鏈的堿基為A2、T2、C2、G2，則A1＋T1＝A2＋T2＝RNA分子中(A＋U)＝(1/2)×DNA雙鏈中的(A＋T)；G1＋C1＝G2＋C2＝RNA分子中(G＋C)＝(1/2)×DNA雙鏈中的(G＋C)。
題組一　DNA分子結構及特點
1．(2019·江西上饒高三月考)如圖為DNA分子結構示意圖，對該圖的不正確描述是(　　)
A．②和③相間排列，構成DNA分子的基本骨架
B．DNA分子中的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息
C．④不能稱作胞嘧啶脫氧核苷酸
D．當細胞內DNA復制時，⑨的斷開需要酶作用
答案　A
解析　①磷酸和②脫氧核糖的交替排列構成了DNA分子的基本骨架，A錯誤；圖中④不能表示胞嘧啶脫氧核苷酸，②、③和才能構成胞嘧啶脫氧核苷酸，C正確。
2．下列關于DNA分子結構的敘述，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構
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分子以4種脫氧核苷酸為單位連接而成，一般為雙鏈結構，A錯誤；DNA分子中的絕大多數磷酸連接著兩個脫氧核糖，且磷酸不與堿基直接相連，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。
并非所有的DNA分子均具“雙鏈”，有的DNA分子為單鏈。目前發現鏈狀的DNA存在于真核細胞的細胞核中，并與蛋白質結合組成染色體，而細胞器(線粒體、葉綠體)DNA、原核細胞中的DNA、質粒以及病毒DNA均為環狀。
題組二　DNA分子結構的相關計算
3．在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數目的54%，其中一條鏈中鳥嘌呤、胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數的22%和28%，則由該鏈轉錄的信使RNA中鳥嘌呤占堿基總數的(　　)
A．24%
B．22%
C．26%
D．23%
答案　A
解析　雙鏈DNA中，A＋T占全部堿基總數的54%，則一條單鏈中A＋T占該鏈堿基總數的54%，按下面的圖示分析可得mRNA中G與堿基總數的比值為24%。
4．一個DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤與鳥嘌呤數目之比為2∶1，兩者之和占DNA分子堿基總數的24%，則該DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基數目的(　　)
A．32%
B．24%
C．14%
D．28%
答案　A
解析　已知DNA分子的一條鏈上，A∶G＝2∶1，且A＋G之和占DNA分子堿基總數的24%，該鏈的堿基總數占DNA分子堿基總數的，所以該鏈中A＋G之和占該鏈堿基總數的48%，從而推出該鏈中A占該鏈堿基總數的32%，另一條鏈上的T和該鏈中的A相等，即另一條鏈上的胸腺嘧啶占該鏈堿基總數的32%，A正確。
5．(2020·安徽皖江名校聯盟聯考)已知某雙鏈DNA分子(非環狀)的一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)＝m，下列相關敘述中錯誤的是(　　)
A．該DNA分子中(A＋C)/(A＋C＋T＋G)＝0.5
B．該DNA分子中游離的磷酸基團位于DNA分子的兩端
C．互補鏈中的(A＋C)/(T＋G)＝1/m
D．該DNA分子的特異性取決于堿基的種類及其比例
答案　D
解析　在雙鏈DNA分子中，A＝T，C＝G，因此該DNA分子中(A＋C)/(A＋C＋T＋G)＝0.5，A正確；每個鏈狀DNA分子含有2個游離的磷酸基團，分別位于DNA分子的兩端，B正確；(A＋G)/(T＋G)的比值在DNA分子的兩條鏈中互為倒數，C正確；DNA分子的特異性表現在不同DNA分子有特定的堿基排列順序，D錯誤。
三步解決DNA分子中有關堿基比例計算
第一步：搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。
第二步：畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標出已知的和所求的堿基。
第三步：根據堿基互補配對原則及其規律進行計算。
考點2　DNA復制及基因的概念
1．DNA分子的復制
(1)概念、時間和場所
①概念：以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過程。
②時間：有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期。
③場所：主要是細胞核，線粒體和葉綠體中也存在。
(2)過程
(3)特點和方式
①特點：邊解旋邊復制。
②方式：半保留復制。
(4)準確復制的原因和意義
①原因：DNA具有獨特的雙螺旋結構，為復制提供精確的模板；堿基互補配對原則，保證了復制能準確進行。
②意義：DNA分子通過復制，將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了遺傳信息的連續性。
2．基因、DNA、染色體的關系
1．DNA半保留復制的實驗分析
(1)實驗方法：同位素示蹤法和密度梯度離心技術。
(2)實驗原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。
(3)實驗假設：DNA以半保留的方式復制。
(4)實驗預期：離心后應出現3條DNA帶。
①重帶(密度最大)：兩條鏈都為15N標記的親代雙鏈DNA。
②中帶(密度居中)：一條鏈為14N標記，另一條鏈為15N標記的子代雙鏈DNA。
③輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標記的子代雙鏈DNA。
(5)實驗過程和結果
(6)實驗結論：DNA的復制是以半保留方式進行的。
2．“圖解法”分析DNA復制相關計算
(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養基上培養，復制n(n>0)次，則：
①子代DNA
共2n個
②脫氧核苷酸
鏈共2n＋1條
(2)DNA復制中消耗的脫氧核苷酸數
若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個
①n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數為m·(2n－1)。
②第n次復制需要該種脫氧核苷酸數為m·2n－1。
3．細胞分裂中染色體標記問題
(1)減數分裂中染色體標記情況分析
用3H標記細胞中的DNA分子，然后將細胞放在含1H的培養基中培養，讓其進行減數分裂，染色體中的DNA標記情況如圖所示：
(2)有絲分裂中染色體標記情況分析
用3H標記細胞中的DNA分子，然后將細胞放在含1H的培養基中培養，連續進行2次有絲分裂，染色體中DNA標記情況如圖所示。
題組一　DNA分子復制過程及特點
1．(2019·湖南高三段考)下列有關DNA復制的敘述，錯誤的是(　　)
A．有絲分裂和減數分裂過程中均可以進行
B．DNA解旋完成后復制隨之開始
C．復制后每個新DNA分子含一條母鏈和一條新子鏈
D．復制可以發生在細胞核和細胞質中
答案　B
解析　DNA的復制通常發生在有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期，A正確；DNA分子復制是邊解旋邊復制的過程，B錯誤；DNA分子復制是半保留復制，復制后每個新DNA分子含一條母鏈和一條新子鏈，C正確；復制主要發生在細胞核中，在細胞質的線粒體和葉綠體中也能進行DNA分子復制，D正確。
2．如圖表示DNA復制的過程，結合圖示判斷，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．DNA復制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，解開雙鏈
B．DNA分子的復制具有雙向復制的特點，生成的兩條子鏈的方向相反
C．從圖示可知，DNA分子具有多起點復制的特點，縮短了復制所需的時間
D．DNA分子的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成為DNA片段
答案　C
解析　DNA復制過程的第一步是解旋，需要用解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開，A正確；圖中DNA復制只有一個起點，不能說明DNA分子具有多起點復制的特點，C錯誤。
題組二　DNA復制的相關計算
3．用15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個。該DNA分子在14N培養基中連續復制4次，其結果可能是(　　)
A．含有14N的DNA占100%
B．復制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸640個
C．含15N的單鏈占
D．子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是2∶3
答案　A
解析　由于DNA分子的復制是半保留復制，最終只有2個子代DNA
1條為15N鏈，1條為14N鏈，其余DNA都只含14N，即全部子代DNA都含14N，含有15N的DNA分子占，含15N的單鏈占＝，C錯誤，A正確；含有100個堿基對200個堿基的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，則腺嘌呤有40個，故復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸的個數為(24－1)×40＝600，B錯誤；在雙鏈DNA分子中，C＝G，A＝T，所以(A＋G)∶(T＋C)＝1∶1，D錯誤。
4．某DNA分子有500個堿基對，其中含有鳥嘌呤300個，該DNA進行連續復制，經測定最后一次復制消耗了周圍環境中3200個腺嘌呤脫氧核苷酸，則該DNA分子共復制了多少次(　　)
A．3
B．4
C．5
D．6
答案　C
解析　已知該DNA分子有500個堿基對，其中含有300個G，則A與T均為200個，最后一次復制消耗了3200個A，因此，最后一次復制凈產生的DNA分子數為3200/200＝16(個)，則可得2n－1＝16，n＝5。
“DNA復制”相關題目的四點“注意”
(1)注意“DNA復制了n次”和“第n次復制”的區別，前者包括所有的復制，但后者只包括第n次的復制。
(2)注意堿基的單位是“對”還是“個”。
(3)切記在DNA復制過程中，無論復制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個。
(4)看清試題中問的是“DNA分子數”還是“鏈數”，“含”還是“只含”，以免掉進陷阱。
題組三　DNA復制與細胞分裂問題
5．用32P標記了玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，在第二次細胞分裂的中期、后期，一個細胞中的染色體總條數和被32P標記的染色體條數分別是(　　)
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　依據題目信息，第一次細胞分裂的結果是一條脫氧核苷酸鏈被標記，一條鏈未被標記，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條未標記，1條被標記，故中期的染色體全被標記，為20條；后期著絲點分裂，染色單體分離，染色體數目加倍，故含40條染色體，20條被標記，20條未標記，A正確。
題組四　DNA半保留復制的實驗分析
6．細菌在含15N的培養基中繁殖數代后，細菌DNA的含氮堿基均含有15N，然后再將其移入含14N的培養基中培養，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
答案　C
解析　由題意可知，子一代的DNA應全部為中帶14N/15N，即圖②，A正確；子二代DNA應為1/2中帶14N/15N、1/2輕帶14N/14N，即圖①，B正確；子三代DNA應為1/4中帶14N/15N、3/4輕帶14N/14N，即圖③，C錯誤；親代的DNA應為全部重帶15N/15N，即圖⑤，D正確。
7．DNA的復制方式可以通過設想來進行預測，可能的情況是全保留復制、半保留復制、分散復制三種。究竟是哪種復制方式呢？下面設計實驗來證明DNA的復制方式。
實驗步驟：
a．在氮源為14N的培養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的大腸桿菌轉移到氮源為14N的培養基中，再連續繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同相對分子質量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。
實驗預測：
(1)如果與對照(14N/14N)相比，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________，則可以排除分散復制，同時肯定半保留復制；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)　半保留復制和分散復制
(2)全保留復制　半保留復制還是分散復制
(3)一條中密度帶　一條輕密度帶　中、輕　半保留復制　分散復制
題組五　基因、DNA、染色體的關系
8．(2019·黑龍江哈爾濱三中二調)下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，正確的是(　　)
A．一個基因含有許多個脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸的比例決定的
B．基因是具有遺傳效應的DNA片段，不是4種堿基對的隨機排列
C．在DNA分子結構中，脫氧核苷酸的排列構成了DNA分子的基本骨架
D．染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有2個DNA分子
答案　B
解析　一個基因含有許多個脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的，而不是由脫氧核苷酸的比例決定的，A錯誤；基因是具有遺傳效應的DNA片段，基因中堿基對的排列順序是特定的，而不是隨機的，B正確；在DNA分子結構中，脫氧核糖和磷酸交替連接構成了DNA分子的基本骨架，C錯誤；染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有1個或2個(染色體復制之后和著絲點分裂之前)DNA分子，D錯誤。
高考熱點突破
1．(2016·全國卷Ⅱ)某種物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間，使DNA雙鏈不能解開。若在細胞正常生長的培養液中加入適量的該物質，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．隨后細胞中的DNA復制發生障礙
B．隨后細胞中的RNA轉錄發生障礙
C．該物質可將細胞周期阻斷在分裂中期
D．可推測該物質對癌細胞的增殖有抑制作用
答案　C
解析　DNA復制以DNA的兩條鏈為模板，轉錄以DNA的一條鏈為模板，都需要DNA雙鏈解開，該物質可使DNA雙鏈不能解開，故可阻礙DNA復制和轉錄，A、B正確；因為該物質使DNA復制不能完成，所以可將細胞周期阻斷在分裂間期，C錯誤；該物質能抑制DNA復制，因此，可抑制癌細胞增殖，D正確。
2．(2016·上海高考)在DNA分子模型的搭建實驗中，若僅有訂書釘將脫氧核糖、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為(　　)
A．58
B．78
C．82
D．88
答案　C
解析　構建一個DNA的基本單位需要2個訂書釘，構建一個含10對堿基(A有6個)的DNA雙鏈片段，首先要構建20個基本單位，需要40個訂書釘；將兩個基本單位連在一起需要一個訂書釘，連接10對堿基組成的DNA雙鏈片段，需要將20個基本單位連成兩條鏈，需要18個訂書釘；堿基A有6個，A＝T＝6，那么G＝C＝4，A和T之間兩個氫鍵，G和C之間三個氫鍵，堿基對之間的氫鍵需要6×2＋4×3＝24個訂書釘連接，共需要40＋18＋24＝82個訂書釘。
3．(2016·全國卷Ⅰ節選)在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。回答下列問題：
將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養基中培養一段時間。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標記的噬菌體雙鏈DNA分子經半保留復制后，標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個帶有標記
解析　1個噬菌體含有1個雙鏈DNA分子，用DNA分子被32P標記的噬菌體感染大腸桿菌，由于DNA分子復制為半保留復制，即親代DNA分子的兩條鏈在復制中保留下來，且分別進入不同的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。
4．(2015·江蘇高考)熒光原位雜交可用熒光標記的特異DNA片段為探針，與染色體上對應的DNA片段結合，從而將特定的基因在染色體上定位。請回答下列問題：
(1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示，DNA酶Ⅰ隨機切開了核苷酸之間的________鍵從而產生切口，隨后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以熒光標記的________為原料，合成熒光標記的DNA探針。
(2)圖2表示探針與待測基因結合的原理。先將探針與染色體共同煮沸，使DNA雙鏈中________鍵斷裂，形成單鏈。隨后在降溫復性過程中，探針的堿基按照________原則，與染色體上的特定基因序列形成較穩定的雜交分子。圖中兩條姐妹染色單體中最多可有________條熒光標記的DNA片段。
(3)A、B、C分別代表不同來源的一個染色體組，已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交，則其F1有絲分裂中期的細胞中可觀察到________個熒光點；在減數第一次分裂形成的兩個子細胞中分別可觀察到________個熒光點。
答案　(1)磷酸二酯　脫氧核苷酸
(2)氫　堿基互補配對　4
(3)6　2和4
解析　(1)DNA的一條鏈中兩個核苷酸分子之間以磷酸二酯鍵連接。合成熒光標記的DNA探針時，需要的原料是脫氧核苷酸。
(2)高溫可使DNA雙鏈堿基之間的氫鍵斷裂，形成單鏈。在降溫復性的過程中，按照堿基互補配對原則，探針的堿基與染色體上特定的基因序列形成雜交分子。1個DNA分子的兩條鏈可分別與探針的單鏈結合，兩條姐妹染色單體中含2個DNA分子，故最多可有4條熒光標記的DNA片段。
(3)植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交，則F1為AABC，即含2個A染色體組、1個B染色體組和1個C染色體組。其中的2個A染色體組、1個B染色體組中各有1條染色體(共3條染色體)被熒光探針標記，則其在有絲分裂中期時，有6條染色單體上出現熒光點，即可觀察到6個熒光點。減數第一次分裂形成的兩個子細胞中所含染色體組有AB和AC兩種情況，含A、B兩個染色體組的子細胞中可觀察到有4個熒光點，含A、C兩個染色體組的子細胞中可觀察到有2個熒光點。
課時作業
一、選擇題
1．(2020·邯鄲模擬)下面關于DNA分子結構的敘述中，錯誤的是(　　)
A．每個雙鏈DNA分子含有4種脫氧核苷酸
B．每個脫氧核糖上均連接著1個磷酸和1個堿基
C．每個DNA分子的堿基數＝磷酸數＝脫氧核糖數
D．雙鏈DNA分子中的一段若含有40個胞嘧啶，就一定會同時含有40個鳥嘌呤
答案　B
解析　DNA分子的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸，每個DNA分子中通常都會含有四種脫氧核苷酸，A正確；一般情況下，在DNA分子中除了首端和末端各有一個脫氧核糖上連接1個磷酸和1個堿基外，每個脫氧核糖上連接2個磷酸和1個堿基，B錯誤；1分子脫氧核糖核苷酸由1分子堿基、1分子磷酸和1分子脫氧核糖組成，因此DNA中堿基數＝磷酸數＝脫氧核糖數，C正確；雙鏈DNA分子中胞嘧啶與鳥嘌呤進行堿基互補配對，二者數量相同，因此如果雙鏈DNA分子中的一段含有40個胞嘧啶，就一定會同時含有40個鳥嘌呤，D正確。
2．(2019·安徽安慶宿松月考)如圖為DNA分子的片段，下列相關敘述正確的是(　　)
A．構成DNA分子的基本單位是⑦
B．RNA聚合酶可以切斷⑤
C．復制時DNA聚合酶催化形成①②之間的化學鍵
D．⑥構成DNA分子的基本骨架
答案　B
解析　圖中⑦是脫氧核苷酸單鏈，構成DNA的基本單位是脫氧核苷酸，應是④，A錯誤；RNA聚合酶能將DNA解旋，可以切斷氫鍵⑤，B正確；復制時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的化學鍵，C錯誤；⑥是堿基對，脫氧核糖和磷酸交替連接構成DNA的基本骨架，D錯誤。
3．如圖為真核細胞DNA復制過程，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．由圖示得知，DNA分子復制的方式是半保留復制
B．DNA解旋酶能使DNA雙鏈解旋，且需要消耗ATP
C．從圖中可以看出兩條子鏈的合成方向由5′端到3′端
D．DNA在復制過程中先完成解旋，再復制
答案　D
解析　從圖中可以看出，新合成的子鏈與母鏈結合形成子代DNA，這種方式叫做半保留復制，A正確；解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵，使雙鏈DNA解開，需要消耗ATP，B正確；由圖示可知，兩條子鏈的合成方向都是由5′端到3′端，C正確；DNA在復制過程中，邊解旋邊進行復制，D錯誤。
4．(2019·鄭州市高中畢業年級第一次質量預測)某研究小組用圖中所示的6種卡片、脫氧核糖和磷酸之間的連接物、脫氧核糖和堿基之間的連接物、代表氫鍵的連接物若干，成功搭建了一個完整的DNA分子模型，模型中有4個T和6個G。下列有關說法正確的是(　　)
A．代表氫鍵的連接物有24個
B．代表胞嘧啶的卡片有4個
C．脫氧核糖和磷酸之間的連接物有38個
D．理論上能搭建出410種不同的DNA分子模型
答案　C
解析　堿基對A－T間有2個氫鍵，堿基對G－C之間有3個氫鍵，由題干信息知，模型中有4個T和6個G，則代表氫鍵的連接物有2×4＋3×6＝26(個)，A錯誤；代表胞嘧啶的卡片有6個，B錯誤；該模型中共有堿基數20個，即脫氧核苷酸共有20個，則脫氧核糖與磷酸之間的連接物有20＋9＋9＝38(個)，C正確；由于四種堿基的數量已確定，故理論上能搭建的DNA分子模型的數量小于410個，D錯誤。
5．(2019·石家莊模擬)如圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的
B．圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的
C．真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶
D．真核生物的這種復制方式提高了復制效率
答案　A
解析　由圖可看出，此段DNA分子有三個復制起點，但復制的DNA片段的長度不同，因此多個復制起點并不是同時開始復制的，A錯誤；由圖中復制起點位于復制環的中間可推斷，DNA分子是雙向復制的，B正確；半保留復制的模式可以保持前后代的遺傳穩定性，多起點雙向復制可以大大提高復制效率，D正確；DNA分子復制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等催化，C正確。
6．(2019·福州市高三質量抽測)下列關于染色體、DNA和基因的敘述，正確的是(　　)
A．染色體就是由多個基因組成的
B．真核細胞的基因全部位于染色體上
C．基因在DNA分子雙鏈上成對存在
D．通常1條染色體上有1個DNA分子
答案　D
解析　通常一條染色體上有一個DNA分子，D正確；基因在每條DNA分子上成單存在，在同源染色體上成對存在，C錯誤；基因是有遺傳效應的DNA片段，真核細胞的DNA大多數在染色體上，還有部分存在于線粒體、葉綠體中，B錯誤；染色體的主要成分為DNA和蛋白質，基因是有遺傳效應的DNA片段，A錯誤。
7．(2020·石家莊模擬)如圖為果蠅某一條染色體上的幾個基因示意圖，有關敘述正確的是(　　)
A．R基因中的全部脫氧核苷酸序列都能編碼蛋白質
B．R、S、N、O互為非等位基因
C．果蠅的每個基因都是由成百上千個核糖核苷酸組成的
D．每個基因中有一個堿基對的替換，都會引起生物性狀的改變
答案　B
解析　基因中的非編碼區和編碼區的內含子不能編碼蛋白質，A錯誤；R、S、N、O互為同一染色體上的非等位基因，B正確；果蠅的每個基因都是由脫氧核糖核苷酸組成的，C錯誤；基因中有一個堿基對的替換，會引起基因突變，不一定引起生物性狀的改變，D錯誤。
8．DNA復制過程中，保證復制準確無誤進行的關鍵步驟是(　　)
A．解旋酶破壞氫鍵并使DNA雙鏈分開
B．游離的脫氧核苷酸與母鏈堿基互補配對
C．與模板鏈配對的脫氧核苷酸連接成子鏈
D．子鏈與母鏈盤繞成雙螺旋結構
答案　B
解析　堿基互補配對原則保證了DNA復制的準確性。
9．下列有關DNA分子復制的敘述，正確的是(　　)
A．DNA分子在解旋酶的作用下水解成脫氧核苷酸
B．DNA復制形成子鏈時先形成氫鍵，后形成磷酸二酯鍵
C．解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈
D．形成子鏈時需要DNA酶催化
答案　B
解析　解旋酶的作用是使DNA雙鏈解開，破壞氫鍵，A錯誤；復制的模板是DNA的兩條母鏈，通過堿基互補配對形成互補子鏈，C錯誤；復制形成子鏈時，需要DNA聚合酶的催化，D錯誤。
10．(2019·江蘇常州高三期末)DNA分子的穩定性與堿基對之間的氫鍵數目有關，下列關于生物體內的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)與(A＋C)/(G＋T)兩個比值的敘述，不正確的是(　　)
A．當兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈
B．前一個比值越小，該雙鏈DNA分子穩定性越高
C．前一個比值在DNA單鏈和其雙鏈中比值相等
D．經半保留復制得到的雙鏈DNA分子，后一個比值等于1
答案　A
解析　當(A＋T)/(G＋C)與(A＋C)/(G＋T)兩個比值相同時，這個DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，A錯誤；A和T堿基對之間含2個氫鍵，C和G堿基對之間含3個氫鍵，因此(A＋T)/(G＋C)比值越小，該雙鏈DNA分子含有的氫鍵數目越多，穩定性越高，B正確；依據堿基互補配對原則，在雙鏈DNA分子中，堿基數目A等于T、G等于C，所以(A＋T)/(G＋C)比值在DNA單鏈和其雙鏈中比值相等，C正確；雙鏈DNA分子中兩不互補的堿基之和占全部堿基總數目的50%，故(A＋C)/(G＋T)比值等于1，D正確。
11．(2019·吉林梅河口五中月考)將大腸桿菌在含有15N標記的NH4Cl培養液中培養后，再轉移到含有14N的培養液中培養，8小時后提取DNA進行分析，得出含15N的DNA占總DNA的比例為1/16，則大腸桿菌的分裂周期是(　　)
A．3小時
B．1.6小時
C．2.0小時
D．4.0小時
答案　B
解析　假設大腸桿菌分裂n次，則子代大腸桿菌為2n，DNA為半保留復制，最終有2個子代大腸桿菌DNA含15N，即2/2n＝1/16，n＝5，故分裂周期為8/5＝1.6，B正確。
12．(2019·合肥高三調研)如圖為某DNA分子片段，假設該DNA分子中有堿基5000對，A＋T占堿基總數的34%，若該DNA分子在14N的培養基中連續復制2次，下列敘述正確的是(　　)
A．復制時作用于③處的酶為DNA聚合酶
B．復制兩次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸9900個
C．④處指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D．子代中含15N的DNA分子占1/2
答案　B
解析　圖中③處為氫鍵，DNA復制時，打開氫鍵需要解旋酶的作用，A錯誤；據題干信息，DNA分子中(A＋T)占34%，則(C＋G)占66%，其中C占33%，整個DNA分子中有5000對堿基，則整個DNA分子中有3300個C，DNA復制兩次需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數為3×3300＝9900(個)，B正確；圖中的④表示腺嘌呤脫氧核苷酸，C錯誤；圖中親代DNA分子中只有一條鏈含15N，復制兩次產生4個DNA分子，含有15N的DNA分子只有一個，占1/4，D錯誤。
13．(2019·湖北部分重點中學高三考試)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．復制后產生的兩個子代DNA分子共含有2個游離的磷酸基團
答案　A
解析　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。
二、非選擇題
14．下面甲圖中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，結合所學知識回答下列問題。
(1)從甲圖可看出DNA復制的方式是________。
(2)甲圖中，A和B均是DNA分子復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胞中進行的場所有____________________。
(4)乙圖中，7是________________________________。DNA分子的基本骨架由__________________________交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過________連接成堿基對，并且遵循______________原則。
答案　(1)半保留復制　(2)解旋　DNA聚合
(3)細胞核、線粒體、葉綠體
(4)胸腺嘧啶脫氧核苷酸　脫氧核糖和磷酸　氫鍵　堿基互補配對
解析　(1)DNA復制的方式是半保留復制，即子代DNA保留了母鏈的一條。
(2)由圖示知，A酶是解旋酶，破壞了DNA分子中兩條鏈間的氫鍵，使DNA分子解螺旋；B酶催化DNA子鏈的合成，為DNA聚合酶。
(4)圖乙中4為胸腺嘧啶，5為脫氧核糖，6為磷酸，三者構成的7為胸腺嘧啶脫氧核苷酸。
15．如圖是某DNA分子的局部結構示意圖，請據圖回答。
(1)寫出下列圖中序號代表的結構的中文名稱：①________，⑦____________，⑧______________________，⑨__________________________。
(2)圖中DNA片段中堿基對有________對，該DNA分子應有________個游離的磷酸基團。
(3)從方向上看，兩條單鏈________；從堿基關系看，兩條單鏈________。
(4)如果將14N標記的細胞培養在含15N標記的脫氧核苷酸的培養液中分裂四次，該DNA分子也復制四次，則得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例為________。
(5)若該DNA分子共有a個堿基，其中腺嘌呤有m個，則該DNA分子復制4次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為__________________個。
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　互補　(4)1∶8　(5)15×(a/2－m)
解析　根據圖示信息可知，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是胸腺嘧啶，⑦是脫氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脫氧核苷酸，⑨是一條脫氧核苷酸鏈的片段。DNA分子復制4次，產生16個DNA分子，由于DNA復制方式為半保留復制，含14N的DNA分子共2個，所有的DNA分子都含有15N，所以子代DNA分子中含14N和15N的比例為1∶8。A＝T＝m，則G＝C＝a/2－m，復制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)。

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