資源簡介

生物學高考總復習教案
第23講　DNA的結構、復制及基因的本質
課標內容　(1)概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。(2)概述DNA分子由四種脫氧核苷酸構成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。(3)概述DNA分子通過半保留方式進行復制。(4)活動：制作DNA分子雙螺旋結構模型。
考點一　DNA的結構及相關計算
1.DNA雙螺旋結構模型的構建
2.DNA的結構
①一個雙鏈DNA分子具有2個游離的磷酸基團，而環(huán)狀DNA不存在。
②氫鍵的形成不需要酶，但斷裂需解旋酶或加熱處理；G—C堿基對比例越大，DNA熱穩(wěn)定性越高。
③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。
④不是所有的脫氧核糖都連接著兩個磷酸基團，兩條鏈各有一個3′端的脫氧核糖連接著一個磷酸基團。　　　
3.DNA的結構特點
【考點速覽·診斷】
(1)沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式。(2022·廣東卷，5D)(×)
提示　沃森和克里克以DNA衍射圖譜為基礎推算出DNA呈螺旋結構。
(2)某同學制作DNA雙螺旋結構模型，在制作脫氧核苷酸時，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基。(2022·浙江6月選考，13A)(×)
提示　在制作脫氧核苷酸時，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基。
(3)制作DNA雙螺旋結構模型時，鳥嘌呤與胞嘧啶之間用2個氫鍵連接物相連。(2022·浙江6月選考，13B)(×)
提示　G、C之間形成3個氫鍵。
(4)DNA每條鏈的5′端是羧基末端。(2021·遼寧卷，4C)(×)
提示　DNA每條鏈的5′端是磷酸基團末端，3′端是羥基(—OH)末端。
(5)生物體內DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高。(2017·海南卷，24B)(×)
提示　G＋C含量越高，雙鏈DNA分子越穩(wěn)定。
(6)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)(×)
提示　DNA分子中不含核糖，磷酸與脫氧核糖之間也不是通過氫鍵連接的。
【情境推理·探究】
根據(jù)下列DNA的兩模型思考回答：
(1)由圖1可知，每個DNA分子片段中，游離磷酸基團含有________個。單鏈中相鄰堿基通過________________連接?；パa鏈中相鄰堿基通過________連接。
(2)圖2是圖1的簡化形式，其中①是________，②是________。解旋酶作用于________部位，限制性核酸內切酶和DNA連接酶作用于________部位。
提示　(1)2　—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖— 氫鍵　
(2)3′，5′—磷酸二酯鍵　氫鍵　②?、?br/>【重點難點·透析】
DNA中堿基數(shù)量的計算規(guī)律
考向1　結合DNA的結構及特點，考查結構與功能觀
1.(2023·福州一中質檢)下列關于DNA分子結構的敘述，正確的是(　　)
A.DNA分子中含有四種核糖核苷酸
B.每個脫氧核糖上均連著兩個磷酸和一個堿基
C.雙鏈DNA分子中，堿基的數(shù)目和脫氧核糖的數(shù)目是相等的
D.雙鏈DNA分子中，A＋T＝G＋C
答案　C
解析　DNA的基本單位為脫氧核苷酸，所以每個DNA分子一般都含有四種脫氧核苷酸，A錯誤；DNA分子每條鏈的3′端只連著一個磷酸，B錯誤；一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，所以每個DNA分子中，堿基、磷酸和脫氧核糖的數(shù)量都相等，C正確；雙鏈DNA分子之間的堿基配對時，遵循堿基互補配對原則(A＝T、C＝G)，因此A＋G＝T＋C，但(A＋T)與(G＋C)不一定相等，D錯誤。
2.(2023·廣東深圳調研)下圖是制作DNA雙螺旋結構模型的過程圖，下列敘述錯誤的是 (　　)
A.圖甲中②③交替連接構成DNA基本骨架
B.若一條鏈的下端是磷酸基團，則另一條鏈的上端也是磷酸基團
C.取兩位同學制作的單鏈即可連接成DNA雙鏈
D.丙到丁過程體現(xiàn)了DNA分子雙螺旋的特點
答案　C
解析　DNA分子結構的主要特點：DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的雙螺旋結構；DNA的外側由脫氧核糖和磷酸交替連接構成的基本骨架，內側是堿基通過氫鍵連接形成的堿基對，堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則。
考向2　結合DNA結構的相關計算，考查科學思維
3.(2023·福建龍巖期末)若生物體內DNA分子中(G＋C)/(A＋T)＝a，(A＋C)/(G＋T)＝b，則下列有關兩個比值的敘述中不正確的是(　　)
A.a值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高
B.DNA分子一條單鏈及其互補鏈中，a值相同
C.堿基序列不同的雙鏈DNA分子，b值不同
D.經(jīng)半保留復制得到的DNA分子，b值等于1
答案　C
解析　G與C之間通過三個氫鍵相連，A與T之間通過兩個氫鍵相連，a值越大，(G＋C)所占比例越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，A正確；DNA分子中互補堿基之和的比值即(G＋C)/(A＋T)＝a，則在每條單鏈中(G＋C)/(A＋T)＝a，B正確；DNA分子中非互補堿基之和的比值等于1，(A＋C)/(G＋T)＝b＝1，堿基序列不同的雙鏈DNA分子，b值相同，C錯誤，D正確。
4.(2023·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(shù)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(shù)的42%，所以G＋C占全部堿基總數(shù)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。
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(jù)
2.DNA復制
(1)概念、時間、場所
(2)過程
3.染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關系
【情境推理·探究】
1.若DNA的復制方式為如圖所示的全保留方式或分散方式，繪出連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)的實驗結果中各條帶的分布圖像(重帶、中帶和輕帶)。
提示　如圖所示
2.真核細胞中DNA復制的速率一般為50～100 bp/s，果蠅DNA的電鏡照片中有一些泡狀結構，叫作DNA復制泡，是DNA上正在復制的部分，果蠅DNA上形成多個復制泡，這說明________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　果蠅的DNA有多個復制起點，可從多個起點開始DNA復制，由此加快DNA復制的速率，為細胞分裂做好物質準備。
【重點難點·透析】
1.圖解法分析DNA復制的相關計算
一個親代DNA連續(xù)復制n次后，則：
(1)子代DNA分子數(shù)：2n個
做題時看準是“含”還是“只含”
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”
做題時看準是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”
②含14N的DNA分子有2n個，只含14N的DNA分子有(2n－2)個
(2)子代DNA分子總鏈數(shù)：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(shù)是(2n＋1－2)條
(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)
①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則經(jīng)過n次復制需要消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)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(shù)為m×2n－1個
2.細胞分裂過程中的同位素標記問題
(1)DNA分子半保留復制圖像及解讀
(2)進行有絲分裂的細胞在細胞增殖過程中核DNA和染色體的標記情況分析
細胞DNA復制一次細胞分裂一次，如圖為連續(xù)分裂兩次的過程圖(以一條染色體為例)。
由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條子鏈組成；第二次有絲分裂后最終形成的子細胞中含親代DNA鏈的染色體條數(shù)是0～2n(以體細胞染色體數(shù)為2n為例)。
(3)進行減數(shù)分裂的細胞在分裂過程中核DNA和染色體的標記情況分析
在進行減數(shù)分裂之前，DNA復制一次，減數(shù)分裂過程中細胞連續(xù)分裂兩次。如圖是一次減數(shù)分裂的結果(以一對同源染色體為例)。
由圖可以看出，減數(shù)分裂過程中細胞雖然連續(xù)分裂兩次，但DNA只復制一次，所以四個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條利用原料合成的子鏈組成。
考向1　結合DNA復制過程及實驗證據(jù)，考查科學思維
1.(2023·武漢市調研)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.(2023·江蘇百校聯(lián)考)下圖為科學家設計的DNA合成的同位素標記實驗，利用大腸桿菌探究DNA的復制過程，下列敘述正確的是 (　　)
A.比較試管①和②的結果可證明DNA復制為半保留復制
B.實驗中沒有采用放射性同位素示蹤的研究方法
C.可用噬菌體代替大腸桿菌進行上述實驗，且提取DNA更方便
D.大腸桿菌在含有15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代，細胞中只有DNA含15N
答案　B
解析　比較試管①、②和③的結果可證明DNA復制為半保留復制，A錯誤；本實驗采用的是同位素標記和密度梯度離心的研究方法，沒有采用放射性同位素示蹤的研究方法，B正確；噬菌體不能利用培養(yǎng)基培養(yǎng)，因此不能用噬菌體代替大腸桿菌進行上述實驗，C錯誤；大腸桿菌的蛋白質、RNA等都含有氮，D錯誤。
考向2　圍繞DNA復制過程的有關計算，考查科學思維
3.(2023·襄陽四中調研)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。下列敘述不正確的是(　　)
A.DNA復制是一個邊解旋邊復制的過程
B.第三次復制需要2.1×104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與含31P的分子數(shù)之比為1∶4
答案　B
解析　DNA分子中共有10 000個堿基，其中胞嘧啶3 000個，DNA第三次復制需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(23－1)×3 000－(22－1)×3 000＝1.2×104(個)。
4.(2023·江西南昌市調研)一個被15N標記的、含1 000個堿基對的DNA分子片段，其中一條鏈中T＋A占30%，若將該DNA分子放在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制3次，相關敘述正確的是(　　)
A.該DNA分子的另一條鏈中T＋A占70%
B.該DNA分子中含有A的數(shù)目為400個
C.該DNA分子第3次復制時需要消耗2 800個G
D.經(jīng)3次復制后，子代DNA分子中含14N的比例為7/8
答案　C
解析　DNA分子片段的一條鏈中T＋A占30%，根據(jù)堿基互補配對原則，另一條鏈中T＋A也為30%，A錯誤；根據(jù)題意分析可知，該DNA分子中含有A的數(shù)目為300個，B錯誤；根據(jù)題意分析可知，G＝C＝700，該DNA分子第3次復制時需要消耗G的數(shù)量＝22×700＝2 800個，C正確；經(jīng)3次復制后，8個子代DNA分子中都含14N，故比例為1，D錯誤。
考向3　結合DNA復制與細胞分裂的關系，考查科學思維
5.(2021·浙江6月選考，22)在DNA復制時，5 溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色。現(xiàn)將植物根尖放在含有BrdU的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區(qū)細胞分裂中期染色體的著色情況。下列推測錯誤的是(　　)
A.第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色
B.第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同
C.第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4
D.根尖分生區(qū)細胞經(jīng)過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體
答案　C
解析　DNA復制是半保留復制，第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都是有一條DNA鏈含有BrdU，因此都呈深藍色，A正確；第二個細胞周期，每個著絲粒上2個染色單體，其中一個染色單體上DNA一條鏈含有BrdU，染色后呈深藍色，另一個染色單體上DNA兩條鏈都含有BrdU，染色后呈淺藍色，B正確；第二次分裂后期，染色體被紡錘絲牽引著移向細胞兩極，形成的子細胞內的染色體深藍色和淺藍色的數(shù)目不確定，故第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體不一定為1/4，C錯誤；根尖分生區(qū)細胞經(jīng)過若干個細胞周期后，DNA由于半保留復制，后代有一條鏈含有BrdU的DNA，所以還能觀察到深藍色的染色單體，D正確。
重溫真題　經(jīng)典再現(xiàn)
1.(2022·廣東卷，5)下列關于遺傳學史上重要探究活動的敘述，錯誤的是(　　)
A.孟德爾用統(tǒng)計學方法分析實驗結果發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律
B.摩爾根等基于性狀與性別的關聯(lián)證明基因在染色體上
C.赫爾希和蔡斯用對比實驗證明DNA是遺傳物質
D.沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式
答案　D
解析　孟德爾用統(tǒng)計學方法分析雜合子自交子代的表型及比例，發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律，A正確；摩爾根等基于果蠅眼色與性別的關聯(lián)，證明了基因在染色體上，B正確；赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標記T2噬菌體的DNA和蛋白質，通過對比兩組實驗結果，證明了DNA是遺傳物質，C正確；沃森和克里克用DNA衍射圖譜推算出DNA呈螺旋結構，D錯誤。
2.(2022·廣東卷，12)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環(huán)化(如圖)，該線性分子兩端能夠相連的主要原因是(　　)
A.單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等
B.分子骨架同為脫氧核糖與磷酸
C.單鏈序列的堿基能夠互補配對
D.自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同
答案　C
解析　單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等、分子骨架同為脫氧核糖與磷酸交替連接，不能決定線性DNA分子兩端能夠相連，A、B錯誤；據(jù)圖可知，單鏈序列的堿基能夠互補配對，決定線性DNA分子兩端能夠相連，C正確；DNA的兩條鏈是反向的，因此自連環(huán)化后兩條單鏈方向相反，D錯誤。
3.(2021·遼寧卷，4)下列有關細胞內的DNA及其復制過程的敘述，正確的是(　　)
A.子鏈延伸時游離的脫氧核苷酸添加到3′端
B.子鏈的合成過程不需要引物參與
C.DNA每條鏈的5′端是羥基末端
D.DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈
答案　A
解析　細胞內DNA復制時，子鏈延伸方向為5′端→3′端，故游離的脫氧核苷酸添加到3′端，A正確；子鏈的合成過程需要引物參與，B錯誤；DNA每條鏈的5′端是磷酸基團末端，3′端是羥基末端，C錯誤；解旋酶的作用是打開DNA雙鏈，D錯誤。
4.(2021·浙江6月選考，14)含有100個堿基對的一個DNA分子片段，其中一條鏈的A＋T占40%，它的互補鏈中G與T分別占22%和18%，如果連續(xù)復制2次，則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量為(　　)
A.240個 B.180個
C.114個 D.90個
答案　B
解析　一條鏈的A＋T占40%，則它的互補鏈中A＋T也占40%，雙鏈中A＋T也占40%。雙鏈中G＋C占60%，G＝C，則DNA中C占30%，所以含有100個堿基對的一個DNA中C＝60個。連續(xù)復制2次，則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量為(22－1)×60＝180個。
5.(2022·海南卷，11)科學家曾提出DNA復制方式的三種假說：全保留復制、半保留復制和分散復制(圖1)。對此假說，科學家以大腸桿菌為實驗材料，進行了如下實驗(圖2)：
圖1
圖2
下列有關敘述正確的是(　　)
A.第一代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，說明DNA復制方式一定是半保留復制
B.第二代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，說明DNA復制方式一定是全保留復制
C.結合第一代和第二代細菌DNA的離心結果，說明DNA復制方式一定是分散復制
D.若DNA復制方式是半保留復制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，細菌DNA離心后試管中會出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶
答案　D
解析　第一代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，則可以排除全保留復制，但不能肯定是半保留復制或分散復制，繼續(xù)做第二代DNA密度鑒定，若第二代DNA可以分出一條中帶和一條輕帶，則可以排除分散復制，同時肯定是半保留復制，A、B、C錯誤；若DNA復制方式是半保留復制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，形成的子代DNA只有兩條鏈均為14N，或一條鏈含有14N一條鏈含有15N兩種類型，因此細菌DNA離心后試管中只會出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，D正確。
限時強化練
(時間：30分鐘)
【對點強化】
考點一　DNA的結構及相關計算
1.(2023·廣東惠州調研)沃森和克里克提出的DNA雙螺旋結構模型具有劃時代的意義，稱為遺傳學發(fā)展史上最重要的里程碑之一。下列屬于DNA雙螺旋結構模型意義的是(　　)
①證明了DNA可以作為轉錄的模板　②為闡明DNA的復制奠定基礎　③確定DNA和蛋白質是染色體的主要組成成分?、馨l(fā)現(xiàn)DNA如何儲存遺傳信息
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
答案　C
解析　沃森和克里克提出DNA雙螺旋結構模型的意義：不僅從結構上解釋了DNA如何儲存遺傳信息，還為闡明DNA的復制奠定了基礎，②④正確。
2.(2023·山東鄒城期中)如圖為某DNA分子片段示意圖，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.圖中①②③是構成DNA分子的基本單位
B.DNA復制時，④的形成不需要DNA聚合酶
C.①和②交替排列構成DNA分子的基本骨架
D.DNA分子中堿基對⑨越多，其熱穩(wěn)定性越低
答案　A
解析　圖中①與②③不是同一個脫氧核苷酸的組成部分，所以①②③不能構成一個DNA的基本單位，A錯誤；DNA復制時，④的形成不需要DNA聚合酶的催化，B正確；①和②交替連接，排列在外側，構成DNA分子的基本骨架，C正確；DNA分子中堿基對⑨(A—T)越多，氫鍵的相對含量越少，其熱穩(wěn)定性越低，D正確。
3.(2023·河南名校聯(lián)盟)某興趣小組同學用如下塑料材料構建DNA雙鏈模型，下列有關敘述正確的是(　)
脫氧核糖塑料片 磷酸塑料片 堿基塑料片 甲連接物(堿基間連接物) 乙連接物(連接脫氧核糖和堿基) 丙連接物(連接脫氧核糖和磷酸)
20片 25片 A(7片) T(13片) G(9片) C(11片) 100個 100個 100個
A.利用表中材料構建的DNA模型中最多含有11個堿基對
B.此實驗中含10對堿基的DNA分子最多可構建出410種
C.實驗中需要的堿基塑料片數(shù)量關系為A＋G＝T＋C
D.構建DNA時需要的連接物數(shù)量為乙連接物＝丙連接物
答案　C
解析　由于塑料材料中脫氧核糖塑料只有20個，利用表中材料構建的DNA模型中最多含有10個堿基對，A錯誤；由于A－T最多形成7個堿基對，G－C最多形成9個堿基對，故此實驗中含10對堿基的DNA分子種類小于410種，B錯誤；在DNA雙鏈模型中，根據(jù)堿基互補配對原則，可知堿基塑料片數(shù)量關系為A＋G＝T＋C，C正確；構建DNA時需要的連接物數(shù)量為丙連接物數(shù)量多于乙連接物數(shù)量，D錯誤。
4.(2023·長沙一中調研)DNA分為B型和Z型，B型為右手雙螺旋結構，而Z DNA為左手雙螺旋且DNA骨架的走向呈鋸齒狀。從DNA分子螺旋軸的方向看，雙螺旋表面有兩個寬度不同的溝槽。由于Z DNA結構不穩(wěn)定及超螺旋化，使得許多蛋白質分子賴以結合的元件縮入溝槽。下列相關敘述正確的是(　　)
A.B型和Z型DNA都由2條同向的核苷酸鏈雙螺旋而成
B.Z DNA的脫氧核糖與堿基交替連接排列在外側，構成基本骨架
C.縮入溝槽的蛋白質可能會影響染色質結構及DNA的復制和轉錄
D.與Z DNA相比，B DNA的高穩(wěn)定性取決于堿基間的配對方式
答案　C
解析　B DNA和Z DNA都由反向的2條脫氧核苷酸鏈經(jīng)雙螺旋而成，A錯誤；Z DNA和B DNA的基本骨架都是磷酸 脫氧核糖交替連接排列在外側，B錯誤；縮入溝槽的蛋白質可能會影響染色質結構，進而影響DNA的復制和轉錄，C正確；相比Z DNA結構的不穩(wěn)定，B DNA的穩(wěn)定性與氫鍵數(shù)、鏈長等有關，與堿基間的配對方式無關，D錯誤。
考點二　DNA的復制及基因的概念
5.(2023·河北正定調研)下列關于DNA的敘述，錯誤的是(　　)
A.一條染色體中含有一個或兩個DNA分子
B.DNA分子在復制時嚴格遵守堿基互補配對原則，所以遺傳信息不會發(fā)生改變
C.同卵雙胞胎的體細胞中的遺傳信息不一定完全相同
D.含有2 000個核苷酸的DNA分子的堿基序列最多有41 000種
答案　B
解析　DNA分子復制過程中可能會發(fā)生基因突變，導致其中的遺傳信息發(fā)生改變，B錯誤。
6.(2023·哈爾濱三中質檢)HTLV1型病毒由9 000個核苷酸組成，與成人T細胞白血病/淋巴瘤有關，是第一個被發(fā)現(xiàn)與人類疾病相關的逆轉錄病毒。該病毒既無已知的病毒癌基因，也不會在其基因組插入宿主細胞時活化與其相鄰細胞的癌基因，而是通過激活宿主細胞癌基因誘發(fā)癌變。下列關于HTLV1型病毒的相關敘述正確的是(　　)
A.組成該病毒遺傳物質的基本單位是脫氧核苷酸
B.遺傳物質復制至少需要9 000個核苷酸
C.屬于病毒致癌因子，能夠影響宿主細胞的DNA
D.該病毒增殖過程中的遺傳信息傳遞過程是
答案　C
解析　由“HTLV1型病毒是一種逆轉錄病毒”可知，HTLV1型病毒的遺傳物質是RNA，組成該病毒遺傳物質的基本單位是核糖核苷酸，A錯誤；其遺傳物質復制過程中首先是逆轉錄形成DNA，然后以DNA的一條鏈為模板合成HTLV1型病毒的RNA，因此至少需要9 000×3＝27 000個核苷酸，B錯誤；由“該病毒……不會在其基因組插入宿主細胞時活化與其相鄰細胞的癌基因，而是通過激活宿主細胞癌基因誘發(fā)癌變”可知，HTLV1型病毒屬于病毒致癌因子，能夠影響宿主細胞的DNA，C正確；該病毒增殖過程中的遺傳信息傳遞過程中應有逆轉錄過程，且不會有RNA的復制過程，D錯誤。
7.(2023·合肥市統(tǒng)考)下列有關DNA分子結構和DNA復制的敘述，錯誤的是(　　)
A.嘌呤堿基和嘧啶堿基的結合保證了DNA分子空間結構的相對穩(wěn)定
B.若某雙鏈DNA片段中，A占23%，則該雙鏈DNA片段中G占27%
C.DNA分子中堿基對的排列順序千變萬化，構成了DNA分子的多樣性
D.將某只含14N的DNA分子置于含15N的培養(yǎng)液中復制3次后，含14N的DNA分子占1/8
答案　D
解析　嘌呤堿基和嘧啶堿基的結合保證了DNA分子空間結構的相對穩(wěn)定，A正確；某雙鏈DNA片段中，A＋G＝50%，因A占23%，則該DNA片段中G占27%，B正確；DNA中堿基(或堿基對、脫氧核苷酸)的排列順序千變萬化，構成了DNA分子的多樣性，C正確；將某只含14N的DNA分子置于含15N的培養(yǎng)液中復制3次得到8個DNA分子，根據(jù)DNA半保留復制的特點，這8個DNA分子中有2個DNA分子一條鏈含14N，一條鏈含15N，其余6個DNA分子只含15N，所以含14N的DNA分子占1/4，D錯誤。
8.(2023·華大新高考聯(lián)盟)DNA復制時子鏈從5′端到3′端延伸，合成的兩條鏈分別稱為前導鏈和后隨鏈，復制過程如圖所示，下列相關敘述正確的是(　　)
A.DNA聚合酶作用的部位是氫鍵，DNA連接酶作用的部位是磷酸二酯鍵
B.DNA聚合酶沿母鏈的3′端到5′端移動，兩條子鏈都是由左向右合成
C.DNA復制過程中解旋酶將兩條鏈完全解旋后進行復制，可以減少復制所需時間
D.引物在前導鏈的合成過程中引發(fā)一次，后連續(xù)合成，而后隨鏈需多個引物參與
答案　D
解析　DNA聚合酶和DNA連接酶作用的部位都是磷酸二酯鍵，A錯誤；據(jù)題干信息可知，子鏈的延伸方向為5′→3′，則DNA聚合酶是從母鏈的3′→5′方向移動，兩條子鏈合成的方向相反，B錯誤；DNA復制為邊解旋邊復制，C錯誤；從圖中分析可知，前導鏈的合成過程中需要一個引物參與，然后連續(xù)合成，而后隨鏈則需要多個引物參與，合成的是DNA片段，D正確。
9.(2023·山西師大附中質檢)生物學家為探究DNA復制方式，將15N標記的大腸桿菌放到只含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，通過CsCl密度梯度離心技術，將細胞中的14N/14N—DNA及15N/14N－DNA分離開來，在試管中得到不同密度的DNA帶。下列有關DNA復制的說法，錯誤的是(　　)
A.根據(jù)第一代細胞只出現(xiàn)一條居中的DNA帶，可以排除DNA的復制方式是全保留復制
B.如果是半保留復制，那么第二代細胞中的DNA分子離心后可以得到兩條DNA帶
C.DNA分子復制時，邊解旋邊復制，同時需要模板、原料、能量和酶等
D.探究DNA復制方式的方法與分離細胞器的方法完全相同
答案　D
解析　如果是全保留復制，那么第一代DNA分子離心后可以得到兩條DNA帶，A正確；若一個DNA分子進行半保留復制，則第二代DNA分子有四個，其中有兩個只含14N，另外兩個同時含14N和15N，B正確；探究DNA復制方式的方法是密度梯度離心技術，而分離細胞器用的是差速離心法，D錯誤。
【綜合提升】
10.(2023·四川綿陽市診斷)如圖1、2分別為DNA分子結構及復制示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：
(1)1953年沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結構模型。該模型認為：DNA分子中的________________交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在內側。圖1中由①②③構成的④稱為__________________________________________。
(2)從圖2可以看出，DNA復制有多個起點，其意義在于________________；圖中所示的A酶為________酶，作用于DNA結構中的氫鍵。DNA復制所需基本條件主要包括________________________(至少答出兩項)等。從圖2還可以看出DNA復制時，一條子鏈是連續(xù)合成的，而另一條子鏈是________________________，即先形成短鏈片段再通過________酶相互連接。
(3)若將某動物精原細胞的全部DNA分子用32P標記，置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個子細胞中含被標記染色體的子細胞比例為________。
答案　(1)脫氧核糖與磷酸　鳥嘌呤脫氧核苷酸　(2)提高了復制速率　解旋　模板、酶、原料和能量　不連續(xù)合成的　DNA連接　(3)100%
解析　(1)DNA分子中的脫氧核糖與磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架。圖1中由①②③構成的④稱為鳥嘌呤脫氧核苷酸，是DNA的基本組成單位之一。(2)DNA復制從多個起點開始，能提高復制速率。圖中所示的A酶為解旋酶，作用于堿基之間的氫鍵，使DNA雙螺旋結構打開。DNA復制所需基本條件主要包括模板、酶、原料和能量等。由圖2可知，DNA復制時，一條子鏈是連續(xù)合成的，而另一條子鏈是不連續(xù)合成的，即先形成短鏈片段再通過DNA連接酶相互連接。(3)若將某雄性動物精原細胞的全部DNA分子用32P標記，置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，由于DNA復制為半保留復制，所以DNA分子在間期復制后，每個DNA分子中都含有一條被標記的母鏈，經(jīng)過減數(shù)分裂后產(chǎn)生的4個子細胞全部含有32P，比例為100%。

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