資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
新高考生物一輪考點梳理&分層訓練
第17講　DNA的結構、復制及基因的本質
內容比較——知考向 核心素養——提考能
內容要求 1.概述DNA分子的結構及主要特點 2.概述DNA分子通過半保留方式進行復制 3.概述基因的概念 生命觀念 DNA的結構決定其功能，理解生命的延續和發展
科學思維 建立DNA分子雙螺旋結構模型、闡明DNA復制過程，培養歸納與概括、邏輯分析能力
科學探究 探究DNA的半保留復制，培養實驗設計與結果分析能力
與舊教 材對比 增：①DNA的結構模式圖中標明了五碳糖的碳原子位數及DNA兩條鏈的方向；②DNA全保留復制的觀點。 改：①DNA半保留復制的實驗證據不再是選學內容；②基因的概念。 刪：小鼠肥胖與基因相關的實例。
考點一　DNA的結構及相關計算
1.DNA雙螺旋結構模型構建者：沃森和克里克。
2.DNA的結構層次
提醒　一個雙鏈DNA分子具有2個游離的磷酸基團，而環狀DNA不存在。
3.DNA的雙螺旋結構內容　 　并非所有的DNA均具“雙鏈”
(1)DNA由兩條脫氧核苷酸鏈組成，這兩條鏈按反向平行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主鏈基本骨架。
其形成不需要酶，而斷裂需解旋酶或加熱處理
(3)內側：兩條鏈上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(兩個氫鍵)、G≡C(三個氫鍵)。
G—C堿基對所占比例越大，DNA熱穩定性越強　
4.DNA的結構特點
巧記　利用數字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子的結構
DNA中堿基數量的計算規律
考向1　結合DNA的結構及特點，考查結構與功能觀
1.(2017·海南卷，24同材異構)關于DNA結構與功能的說法，錯誤的是(　　)
A.DNA分子中能儲存大量的遺傳信息
B.DNA分子中每個五碳糖上連接一個磷酸和一個含N堿基
C.DNA分子中G與C堿基對含量越高，其分子結構穩定性相對越大
D.若DNA分子的一條鏈中(A＋G)/(T＋C)<1，則其互補鏈中該比例大于1
答案　B
解析　DNA分子中的堿基對排列順序蘊含著大量的遺傳信息，A正確；DNA分子中脫氧核苷酸鏈的脫氧核糖上連接一個或兩個磷酸基團和一個含N堿基，B錯誤；G、C間有3個氫鍵，A、T間有2個氫鍵，故DNA分子中G與C堿基對含量越高，分子結構越穩定，C正確；DNA分子的兩條單鏈中的(A＋G)/(T＋C)的值互為倒數，D正確。
2.(2021·遼寧大連期末)如圖為某鏈狀DNA分子部分結構示意圖，以下敘述正確的是(　　)
A.④是一個鳥嘌呤脫氧核苷酸
B.DNA聚合酶可催化⑥或⑦形成
C.解旋酶可斷開⑤，因此DNA的穩定性與⑤無關
D.A鏈和B鏈的方向相反，該DNA分子共具有2個游離的磷酸基團
答案　D
解析?、偈切叵汆奏っ撗鹾塑账嶂械牧姿?，①②③不是一個鳥嘌呤脫氧核苷酸的組成部分，A錯誤；DNA聚合酶催化⑥的形成，不催化⑦的形成，B錯誤；⑤是氫鍵，氫鍵是維持DNA結構穩定的因素之一，C錯誤；鏈狀DNA分子兩條鏈的末端各有一個游離的磷酸基團，所以該DNA分子中共具有2個游離的磷酸基團，D正確。
　(1)DNA初步水解產物是4種脫氧核苷酸，徹底水解產物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。
(2)相鄰的堿基在DNA分子的一條單鏈中通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連接，在DNA的雙鏈之間通過“氫鍵”相連接。
(3)除雙鏈DNA末端的兩個脫氧核糖外，其余每個脫氧核糖都連接著2個磷酸。每個雙鏈DNA片段中，游離的磷酸基團有2個。
(4)對于原核細胞來說，擬核中的DNA分子或者質粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質一起構成染色體。
考向2　借助DNA結構的相關計算，考查科學思維能力
3.(2014·山東卷，5)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據測定結果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數目比值的關系圖，下列正確的是(　　)
答案　C
[慧眼識圖　獲取信息]
4.(2021·黑龍江哈爾濱三中調研)在一個DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部堿基的42%，若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數的24%，胸腺嘧啶占30%，則在其互補鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占(　　)
A.12%和34% B.21%和24%
C.34%和12% D.58%和30%
答案　C
解析　因為A＋T占全部堿基總數的42%，所以G＋C占全部堿基總數的58%；因為兩種互補堿基之和在DNA分子中與在單鏈上的含量相等，所以在兩條鏈中A＋T、G＋C均分別占42%、58%；設鏈1上C1占24%，則鏈1上G1占34%，其互補鏈2上C2占34%；設鏈1上T1占30%，則鏈1上A1占12%，其互補鏈2上T2占12%，故選C。
　三步解決DNA分子中有關堿基比例的計算
考點二　DNA的復制及基因的概念
1.DNA半保留復制的實驗證據
(1)實驗者：美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾。
(2)研究方法：假說—演繹法。
(3)實驗材料：大腸桿菌。
(4)實驗技術：同位素示蹤法和密度梯度離心法。
(5)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?！　　　∥稚涂死锟颂岢龅?。
(6)實驗假設：DNA以半保留的方式復制。
(7)實驗過程與結果：
(8)實驗結論：DNA的復制是以半保留方式進行的。
2.DNA復制的過程
(1)概念、時間、場所
(2)過程
(3)特點：邊解旋邊復制(過程上)、半保留復制(結果上)。
(4)準確復制的原因和意義每個DNA分子都保留
原DNA的一條鏈
①DNA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。
②DNA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。
巧記DNA復制的“二、二、三、四”
3.染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關系
提醒?、賹τ赗NA病毒來說，基因是有遺傳效應的RNA片段。
②基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因。
1.圖解法分析DNA復制的相關計算
一個親代DNA連續復制n次后，則：
(1)子代DNA分子數：2n個
①無論復制多少次，含15N的DNA分子始終是2個
做題時看準是“含”還是“只含”
②含14N的DNA分子有2n個，只含14N的DNA分子有(2n－2)個
做題時看準是“DNA分子數”還是“鏈數”
(2)子代DNA分子總鏈數：2n×2＝2n＋1條
①無論復制多少次，含15N的鏈始終是2條
②含14N的鏈數是(2n＋1－2)條
(3)消耗的脫氧核苷酸數
①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則經過n次復制需要消耗游離的該脫氧核苷酸數為m×(2n－1)個
②若進行第n次復制，則需消耗游離的該脫氧核苷酸數為m×2n－1個
2.同位素標記技術在高中生物學中的應用總結
實驗目的 標記物 標記物轉移情況 實驗結論
研究光合作用過程中物質的利用 HO HO→18O2 光合作用的反應物H2O中的O以O2的形式放出，CO2中的C用于合成有機物
14CO2 14CO2→14C3→(14CH2O)
探究生物的遺傳物質 親代噬菌體中的32P(DNA)、35S(蛋白質) 子代噬菌體檢測到放射性32P，未檢測到35S DNA是遺傳物質
驗證DNA的復制方式 親代雙鏈用15N標記 親代DNA→子一代DNA的一條鏈含15N DNA的復制方式為半保留復制
生長素的極性運輸 含14C的生長素 標記物在形態學上端，在形態學下端可檢測到標記物，反之不行 生長素只能從植物體的形態學上端運輸到形態學下端
研究分泌蛋白的合成和分泌過程 用3H標記的亮氨酸 核糖體→內質網→高爾基體→細胞膜 各種細胞器既有明確的分工，相互之間又協調配合
探究DNA復制、轉錄的原料 3H或15N標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸 標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸主要集中在細胞核，尿嘧啶核糖核苷酸主要集中在細胞質 標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸用于合成DNA，尿嘧啶核糖核苷酸用于合成RNA
考向1　圍繞DNA復制過程與特點，考查科學思維能力
1.(2020·許昌市調研)如圖為真核生物染色體上DNA復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是(　　)
A.圖中DNA復制是從多個起點同時開始的
B.圖中DNA復制是邊解旋邊雙向復制的
C.真核生物DNA復制過程中解旋酶作用于氫鍵
D.真核生物的這種復制方式提高了復制速率
答案　A
解析　分析題圖可知，圖中的三個復制起點復制的DNA片段的長度不同，圈比較大的表示復制開始的時間較早，因此DNA復制的起始時間不同，A錯誤；題圖中DNA的復制過程是邊解旋邊雙向復制的，B正確；DNA的復制首先要在解旋酶的作用下使雙鏈間的氫鍵斷裂，C正確；真核生物的DNA復制具有多個起點，這種復制方式加速了復制過程，提高了復制速率，D正確。
2.(2021·天津聯考)下列關于DNA復制過程的敘述，正確的是(　　)
A.DNA在全部解旋之后才開始復制
B.解旋后以同一條鏈為模板合成兩條新的子鏈
C.在復制過程中需要的原料是脫氧核苷酸
D.在解旋酶的作用下將DNA水解成脫氧核苷酸
答案　C
解析　DNA復制是邊解旋邊復制，而不是在全部解旋之后才開始復制，A錯誤；解旋后分別以兩條母鏈為模板合成兩條新的子鏈，兩條子鏈分別和兩條母鏈盤旋形成兩個DNA分子，B錯誤；DNA復制的原料是脫氧核苷酸，C正確；在解旋酶的作用下，DNA雙鏈解開，形成兩條脫氧核苷酸鏈，而將DNA水解成脫氧核苷酸的是DNA酶，D錯誤。
　明確DNA復制、“剪接”與“水解”中的四種酶
(1)DNA聚合酶：需借助母鏈模板，依據堿基互補配對原則，將單個脫氧核苷酸連接到已有的鏈上；
(2)DNA連接酶：將多個復制起點所復制出的“DNA片段”“縫合”起來形成磷酸二酯鍵，即連接“片段”；
(3)限制性核酸內切酶：用于切斷DNA雙鏈中主鏈上的“3′，5′－磷酸二酯鍵”；
(4)DNA水解酶：用于將DNA分子水解為脫氧核苷酸。
考向2　結合DNA復制的相關計算，考查科學思維能力
3.(2018·海南卷，15)現有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的培養基中繁殖兩代，再轉到含有14N的培養基中繁殖一代，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
答案　D
解析　大腸桿菌14N14N在含有15N的培養基中繁殖，其中子一代大腸桿菌的DNA分子共2個，均為1條鏈含14N、1條鏈含15N，子二代大腸桿菌的DNA分子共4個，其中2個DNA分子為1條鏈含14N、1條鏈含15N，另外2個DNA分子為2條鏈均含15N；再轉到含有14N的培養基中繁殖一代，子三代大腸桿菌的DNA分子共8個，其中2個DNA分子為2條鏈均含14N，其余6個DNA分子為1條鏈含14N、1條鏈含15N，所以15N14N和14N14N兩種分子的比例為3∶1。
4.(2021·甘肅部分重點校摸底)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的培養基中連續復制4次。下列有關判斷正確的是(　　)
A.含有14N的DNA分子占7/8
B.含有15N的DNA分子占1/16
C.復制結果共產生15個DNA分子
D.復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸600個
答案　D
解析　DNA分子的復制是半保留復制，連續復制4次后，共產生16個DNA分子，含有15N的DNA分子有2個，每個DNA分子都含有14N，故A、B、C錯誤；由題意可知，該DNA分子中含有胸腺嘧啶40個，復制后相當于新產生15個DNA分子，故復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸600個，D正確。
　DNA結構與復制解題時的4個“注意”
(1)注意不要將DNA分子中堿基對之間氫鍵的形成與斷裂條件混淆，氫鍵可由解旋酶催化斷裂，同時需要ATP供能，也可加熱斷裂(體外)；而氫鍵是在適宜條件下自動形成的，不需要酶和能量。
(2)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。
(3)注意堿基的單位是“對”還是“個”。
(4)注意在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。
考向3　結合分析DNA半保留復制的實驗證據，考查演繹推理的能力
5.(2021·西南大學附中調研)如圖為科學家設計的DNA合成的同位素示蹤實驗，利用大腸桿菌來探究DNA的復制過程，下列說法正確的是(　　)
A.從獲得試管①到試管③，細胞內的染色體復制了兩次
B.用噬菌體代替大腸桿菌進行實驗，提取DNA更方便
C.試管③中含有14N的DNA占3/4
D.本實驗是科學家對DNA復制方式假設的驗證
答案　D
解析　大腸桿菌細胞內沒有染色體；噬菌體營寄生，不能在培養液中繁殖，不能代替大腸桿菌進行實驗；試管③中含有14N的DNA占100%；本實驗是對DNA半保留復制的驗證實驗。
6.(2020·北京等級模考，6)大腸桿菌擬核DNA是環狀DNA分子。將無放射性標記的大腸桿菌，置于含3H標記的dTTP的培養液中培養，使新合成的DNA鏈中的脫氧胸苷均被3H標記。在第二次復制未完成時將DNA復制阻斷，結果如圖所示。
下列對此實驗的理解錯誤的是(　　)
A.DNA復制過程中，雙鏈會局部解旋
B.Ⅰ所示的DNA鏈被3H標記
C.雙鏈DNA復制僅以一條鏈作為模板
D.DNA復制方式是半保留復制
答案　C
解析　分析第二次復制的圖形可知，DNA復制過程中雙鏈會局部解旋，A正確；圖中Ⅰ所示的DNA鏈是在含3H標識的dTTP的培養液中合成的，故Ⅰ所示的DNA鏈被3H標記，B正確；分析第二次復制的圖形，可以看出DNA復制時兩條鏈都可作為模板，C錯誤；從第一次復制及第二次復制的圖形分析可知，DNA復制的方式為半保留復制，D正確。
重溫真題　經典再現
1.經典重組　判斷正誤
(1)細胞中DNA分子的堿基總數與所有基因的堿基數之和不相等(2020·全國卷Ⅲ，1C)(　　)
(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，5C)(　　)
(3)DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵(2013·全國卷Ⅱ，1A)(　　)
(4)大腸桿菌細胞中只有A、T、C、G四種堿基(2012·海南卷，5C)(　　)
提示　(1)√
(2)×　雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和脫氧核糖是通過磷酸二酯鍵連接的。
(3)×　tRNA中也有氫鍵。
(4)×　還有堿基U。
2.(2019·天津卷，1)用3H標記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸，注入真核細胞，可用于研究(　　)
A.DNA復制的場所 B.mRNA與核糖體的結合
C.分泌蛋白的運輸 D.細胞膜脂質的流動
答案　A
解析　脫氧核苷酸是合成DNA的原料，用3H標記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸，然后注入真核細胞，可用于研究DNA復制的場所，A符合題意。
3.(2018·全國卷Ⅰ，2)生物體內的DNA常與蛋白質結合，以DNA－蛋白質復合物的形式存在。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.真核細胞染色體和染色質中都存在DNA－蛋白質復合物
B.真核細胞的核中有DNA－蛋白質復合物，而原核細胞的擬核中沒有
C.若復合物中的某蛋白參與DNA復制，則該蛋白可能是DNA聚合酶
D.若復合物中正在進行RNA的合成，則該復合物中含有RNA聚合酶
答案　B
解析　真核細胞染色體和染色質主要由DNA和蛋白質組成，因此都存在DNA－蛋白質復合物，A正確；原核細胞的擬核含一個裸露的環狀DNA分子，該DNA的復制及轉錄都需要酶催化，故擬核中存在由DNA和酶構成的DNA－蛋白質復合物，B錯誤；DNA復制需要DNA聚合酶的催化作用，DNA聚合酶的化學本質是蛋白質，故復合物中參與DNA復制的蛋白質可能是DNA聚合酶，C正確；如果復合物中正在進行RNA的合成，則復合物中必須含有RNA聚合酶，因為RNA中核糖核苷酸之間的連接需要RNA聚合酶的催化，D正確。
4.(2017·海南卷，23)下列關于真核生物遺傳物質和性狀的敘述，正確的是(　　)
A.細胞中染色體的數目始終等于DNA的數目
B.有絲分裂有利于保持親代細胞和子代細胞間遺傳性狀的穩定
C.細胞中DNA分子的堿基對數等于所有基因的堿基對數之和
D.生物體中，一個基因決定一種性狀，一種性狀由一個基因決定
答案　B
解析　真核細胞的細胞核中，染色體復制之前，染色體數等于核DNA數，復制后，染色體數∶核DNA數＝1∶2，如果再加上細胞質中的DNA，染色體始終小于DNA數目，A錯誤；有絲分裂的意義就是有利于保持親、子代細胞間遺傳性狀的穩定，B正確；細胞中的DNA上，只有具遺傳效應的片段才是基因，DNA上還有很多非基因序列，C錯誤；生物體中，基因與性狀之間并不是單純的一對一關系，D錯誤。
5.(2016·全國卷Ⅰ，29)在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。回答下列問題；
(1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時產生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(3)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　(1)γ
(2)α
(3)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)ATP水解生成ADP的過程中，斷裂的是遠離腺苷A的那個特殊的化學鍵即β位和γ位之間的特殊的化學鍵，即γ位磷酸基團轉移到DNA末端。要將32P標記到DNA上，帶有32P的磷酸基團應在γ位上。(2)dATP脫去β位和γ位的磷酸基團后為腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，即DNA的基本組成單位之一，用dATP為原料合成DNA時，要將32P標記到新合成的DNA上，則32P應在α位。(3)由于DNA分子復制為半保留復制，故噬菌體雙鏈DNA的復制過程中，被32P標記的兩條單鏈始終被保留，并分別存在于兩個子代DNA分子中。另外，新合成DNA過程中，原料無32P標記，所以n個子代DNA分子中有且只有2個含有32P標記。
課后·分層訓練
(時間：35分鐘)
1.(2020·浙江7月選考，3)某DNA片段的結構如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.①表示胞嘧啶
B.②表示腺嘌呤
C.③表示葡萄糖
D.④表示氫鍵
答案　D
解析　根據堿基互補配對原則可知，DNA結構中與A配對的是T，①表示胸腺嘧啶，A錯誤；與G配對的是C，②表示胞嘧啶，B錯誤；脫氧核苷酸中的單糖③是脫氧核糖，C錯誤；④表示氫鍵，D正確。
2.(2021·廣東深圳調研)下列關于DNA、基因的敘述，錯誤的是(　　)
A.DNA復制以A、T、C、G四種游離的核糖核苷酸為原料
B.DNA的遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中
C.DNA上分布著許多個基因
D.真核生物與原核生物的基因本質相同
答案　A
解析　DNA復制以細胞中四種游離的脫氧核糖核苷酸為原料，A錯誤；DNA的遺傳信息蘊藏在4種堿基特定的排列順序之中，B正確；基因通常是指具有遺傳效應的DNA片段，一個DNA上分布著許多個基因，C正確；真核生物與原核生物的遺傳物質都是DNA，真核生物與原核生物的基因本質都是有遺傳效應的DNA片段，D正確。
3.(2021·陜西西安模擬)某同學欲制作一個DNA片段模型，現準備了15個堿基A塑料片，8個堿基T塑料片，40個脫氧核糖和40個磷酸塑料片，為了充分利用現有材料，還需準備堿基C塑料片(　　)
A.8個 B.24個
C.16個 D.12個
答案　D
解析　DNA分子的基本組成單位是脫氧核苷酸，每分子脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成，所以40個脫氧核糖和40個磷酸的塑料片能形成20個堿基對。在雙鏈DNA中，堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則，即A＝T、G＝C，所以15個堿基A塑料片，8個堿基T塑料片，能形成8個A—T堿基對。因此，為了充分利用現有材料，還需準備12個堿基C塑料片，以形成12個C—G堿基對。
4.(2020·山東日照期末)下圖為DNA的復制方式模式圖，圖中“→”表示復制方向。下列敘述錯誤的是(　　)
A.由圖可知，DNA復制為單向復制
B.除圖示酶外，DNA復制還需DNA聚合酶等
C.DNA復制時，子鏈的延伸方向是相同的
D.解旋含G—C堿基對較多區域時，消耗的能量相對較多
答案　A
解析　由圖可知，DNA復制為雙向復制，A錯誤；圖示解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵，使雙鏈DNA解開，需要消耗ATP，DNA復制過程中，還需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接到DNA片段上，再將片段連成完整的子鏈需要DNA連接酶，B正確；DNA的兩條鏈是反向平行的，而復制的時候只能從5′端向3′端延伸，所以兩條子鏈合成方向相反，但延伸方向是相同的，C正確；G—C含有3個氫鍵，A—T含有2個氫鍵，故解旋含G—C堿基對較多區域時，消耗的能量相對較多，D正確。
5.(2021·湖南益陽、湘潭調研)下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，不正確的是(　　)
A.性染色體上的基因，并不一定都與性別的決定有關
B.在DNA結構中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個磷酸和一個堿基
C.基因的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的
D.基因和染色體行為存在著明顯的平行關系
答案　B
解析　性染色體上的基因并不都與性別有關，如X染色體上的色盲基因，不能決定性別，A正確；在DNA結構中，一條鏈內部的脫氧核糖(位于鏈端的除外)直接與兩個磷酸和一個堿基相連，B錯誤；脫氧核苷酸的特定排列順序決定了DNA的特異性，而基因是有遺傳效應的DNA片段，C正確；基因和染色體行為有平行關系，D正確。
6.(2021·黑龍江哈師大附中檢測)2019年冬季發現的新型冠狀病毒肺炎是由一種新型冠狀病毒引起的傳染病，研究發現，2019新型冠狀病毒的遺傳物質是單股正鏈RNA(＋RNA)，其遺傳信息的傳遞過程如圖所示，下列有關說法正確的是(　　)
A.圖中①、②為逆轉錄過程，需要逆轉錄酶和核糖核苷酸參與
B.圖中③過程需要宿主細胞核糖體參與，此過程中有A—T和G—C兩種堿基配對方式
C.＋RNA復制產生子代＋RNA的過程，消耗的嘌呤堿基數等于嘧啶堿基數
D.2019新型冠狀病毒侵入人體肺部細胞后，輔助性T細胞會與靶細胞進行結合，使靶細胞裂解死亡
答案　C
解析　依題圖信息，圖中①、②表示RNA復制，需要RNA聚合酶和核糖核苷酸參與，A錯誤；2019新型冠狀病毒的蛋白質是在宿主細胞的核糖體上合成的，翻譯過程有A—U和G—C兩種堿基配對方式，B錯誤；＋RNA復制產生子代＋RNA的過程包括①和②，分別得到－RNA和＋RNA，二者能夠堿基互補配對，相當于產生了雙鏈RNA分子，與雙鏈DNA分子類似，該過程中消耗的嘌呤堿基數等于嘧啶堿基數，C正確；2019新型冠狀病毒侵入人體肺部細胞后，細胞毒性T細胞會與靶細胞進行結合，使靶細胞裂解死亡，D錯誤。
7.(2021·河北邢臺質檢)請回答下列與DNA的結構和復制有關的問題：
(1)DNA復制的時間是________________________，一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的堿基靠________________________________________連接。
(2)在DNA分子模型搭建實驗中，如果用一種長度的塑料片代表A和G，用另一種長度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型粗細________，原因是________________________。
(3)7－乙基鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對而與胸腺嘧啶(T)配對。某DNA分子中腺嘌呤(A)占堿基總數的30%，其中的鳥嘌呤(G)全部被7－乙基化，該DNA正常復制產生兩個DNA分子，其中一個DNA分子中胸腺嘧啶(T)占堿基總數的45%，另一個DNA分子中鳥嘌呤(G)所占比例為________。
(4)請你在下面框圖中畫出某親本雙鏈DNA連續復制兩次后的產物模式圖。
答案　(1)有絲分裂前的間期和減數分裂前的間期　—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—　(2)相同　嘌呤必定與嘧啶互補配對　(3)20%　(4)如圖
解析　(1)DNA復制發生在有絲分裂前的間期和減數分裂前的間期。一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的堿基靠“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接。(2)A、G都為嘌呤堿基，C、T都為嘧啶堿基，根據堿基互補配對原則，一條鏈中嘌呤堿基只能和另一條鏈中的嘧啶堿基互補配對。故搭建成的DNA模型粗細相同。(3)據DNA分子中的A占30%，可知T占30%，C占20%，G占20%。當其中的G全部被7－乙基化后，新復制的兩個DNA分子中G的比例不變，仍為20%。(4)DNA復制為半保留復制，因此在第二次復制形成的4個DNA分子中，其中2個DNA分子是親本鏈和第二次復制子鏈形成的，另2個DNA分子是第一次復制子鏈和第二次復制子鏈形成的。
8.(2021·湖南長沙模擬)下列有關染色體、DNA、基因和核苷酸的說法，正確的是(　　)
A.細胞生物的一個基因含多個核糖核苷酸，核糖核苷酸的排列順序構成了基因的特異性
B.基因通常是具有遺傳效應的DNA片段，一個DNA分子上只含一個基因
C.染色體、DNA、基因三者均能復制、分離和傳遞，且三者行為一致
D.生物的有性生殖過程中，基因的行為決定著DNA和染色體的行為
答案　C
解析　細胞生物的基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息，一個基因含有許多個脫氧核苷酸，基因中脫氧核苷酸的特定排列順序構成了基因的特異性，A錯誤；基因通常是具有遺傳效應的DNA片段，一個DNA分子上含有許多個基因，B錯誤；染色體、DNA、基因三者均能復制、分離和傳遞，三者在行為上具有一致性，C正確；生物的有性生殖過程中，染色體和DNA的行為決定著基因的行為，D錯誤。
9.(2020·陜西咸陽模擬)在氮源為14N和15N的培養基上生長的大腸桿菌，其DNA分子分別為14N—DNA(相對分子質量為a)和15N—DNA(相對分子質量為b)。將含15N的親代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上，連續繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用離心方法分離得到的結果如圖所示。下列對此實驗的敘述正確的是(　　)
A.Ⅰ代細菌DNA分子中兩條鏈都是14N
B.Ⅱ代細菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的
C.預計Ⅲ代細菌DNA分子的平均相對分子質量為
D.上述實驗Ⅰ代→Ⅱ代的結果能證明DNA復制方式為半保留復制
答案　C
解析?、翊毦鶧NA分子中一條鏈是14N，另一條鏈是15N，A錯誤；Ⅱ代細菌含15N的DNA分子有2個，占全部(4個)DNA分子的，B錯誤；由于1個含有14N的DNA分子的相對分子質量為a，則每條鏈的相對分子質量為，1個含有15N的DNA分子的相對分子質量為b，則每條鏈的相對分子質量為。將親代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上，連續繁殖三代，得到共8個DNA分子，這8個DNA分子共16條鏈，只有2條是含15N的，14條是含14N的，因此總相對分子質量為×2＋×14＝b＋7a，所以每個DNA分子的平均相對分子質量為，C正確；實驗Ⅰ代→Ⅱ代的結果不能證明DNA復制方式為半保留復制，D錯誤。
10.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雙鏈間的氫鍵，使兩條鏈解開
B.DNA的復制具有雙向進行的特點，生成的兩條子鏈的延伸方向相反
C.DNA的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段
D.DNA復制形成的兩條子鏈都是連續合成的
答案　D
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；由題圖可知，DNA的復制具有雙向進行的特點，生成的兩條子鏈的延伸方向相反，B正確；DNA的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段，C正確；由題圖可知，DNA復制合成兩條子鏈時，前導鏈的合成是連續的，后隨鏈的合成是不連續的，D錯誤。
11.(2020·廣東珠海聯考)下圖為DNA片段1經過誘變處理后獲得DNA片段2，而后DNA片段2經過復制得到DNA片段3的示意圖(除圖中變異位點外不考慮其他位點的變異)。下列敘述正確的是(　　)
A.在DNA片段3中同一條鏈上相鄰堿基A與T通過兩個氫鍵連接
B.理論上DNA片段3的結構比DNA片段1的結構更穩定
C.DNA片段2至少需要經過3次復制才能獲得DNA片段3
D.DNA片段2復制n次后，可獲得2n－1個DNA片段1
答案　D
解析　DNA中同一條脫氧核苷酸鏈上相鄰堿基A與T通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”進行連接。理論上DNA片段3中氫鍵數目比DNA片段1少，故其結構不如DNA片段1穩定。DNA片段2經過2次復制即可獲得DNA片段3。DNA片段2復制n次后，獲得的DNA片段1所占的比例為1/2，即2n－1個。
12.(2021·陜西咸陽期末)DNA指紋技術是鑒定親緣關系的重要方法。如圖為某男性X和其兩任妻子M、N以及四個在戰亂中走失的孩子的DNA指紋圖譜，下列分析正確的是(　　)
A.b是M與X的孩子，c是N與X的孩子
B.c是M與X的孩子，b是N與X的孩子
C.d是M與X的孩子，a是N與X的孩子
D.d是M與X的孩子，b是N與X的孩子
答案　C
解析　子女的遺傳物質來自父親和母親。分析DNA指紋圖，a、d的DNA指紋圖譜各有與X相同的部分，說明他們可能是X的孩子。另外，a的DNA指紋圖譜有與N相同的部分，d的DNA指紋圖譜有與M相同的部分，說明a是N與X所生的孩子，d是M與X所生的孩子。
13.(科學探究)(2021·湖南永州質檢)科學家為了探究DNA復制方式，先用含有15NH4Cl的原料來培養大腸桿菌若干代作為親本，再將親本大腸桿菌轉移到含14NH4Cl原料中培養，收集不同時期的大腸桿菌并提取DNA，再將提取的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。
(1)用含有15NH4Cl的原料來培養大腸桿菌若干代作為親本，培養若干代的目的是　
____________________________________________________。
(2)有科學家認為DNA的復制是全保留復制，復制形成的兩條子鏈結合在一起，兩條模板鏈重新結合在一起。若是全保留復制，則實驗結果是：子一代的DNA位置是____________________________________________________。
(3)科學家進行實驗，得到的實驗結果是：子一代的DNA位置全在中帶，子二代的DNA位置一半在中帶一半在輕帶。這個結果否定了全保留復制，你對此的解釋是　
____________________________________________________。
(4)有人認為，將子一代的DNA分子用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復制方式，如果為輕帶，為重帶，則一定為半保留復制。你認為這種說法是否正確，并說出你的理由。
____________________________________________________。
答案　(1)保證用于實驗的大腸桿菌的DNA上都含有15N　(2)一半在重帶，一半在輕帶　(3)DNA的復制是半保留復制，即新形成DNA分子的兩條鏈中，一條為母鏈，一條為以母鏈作為模板形成的子鏈　(4)不正確，因為無論是全保留復制還是半保留復制，子一代用解旋酶處理后都有一半的單鏈含15N，一半的單鏈含14N，離心后都是重帶，輕帶

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