專題20DNA的結構和復制基因通常是有遺傳效應的DNA片段-2022年高考生物必背知識梳理與精練

專題20DNA的結構和復制、基因通常是有遺傳效應的DNA片段一、DNA的結構1．在對DNA結構的探索中，于1953年摘取桂冠的是兩位年輕的科學家——美國生物學家和英國物理學家。DNA雙螺旋結構的揭示是劃時代的偉大發(fā)現(xiàn)，在生物學的發(fā)展中具有里程碑式的意義。2．DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按方式盤旋成結構。3．DNA分子的基本骨架是。4．DNA分子內側由兩條鏈上的堿基通過形成堿基對，即A和配對（氫鍵有個），G和配對（氫鍵有個）。（堿基之間的這種一一對應的關系，叫堿基互補配對原則。）雙鏈DNA中A（腺嘌呤）的量總是和T（胸腺嘧啶）的量相等，C（胞嘧啶）的量總是和G（鳥嘌呤）的量相等。5．脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1′－C，與磷酸基團相連的碳叫作。DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，這一端稱作，另一端有一個羥基（—OH），稱作。DNA的兩條單鏈走向相反，從雙鏈的一端起始，一條單鏈是從5′－端到3′－端的，另一條單鏈則是從到的。二、DNA的復制1．沃森和克里克緊接著發(fā)表了第二篇論文，提出了遺傳物質自我復制的假說：DNA復制時，DNA雙螺旋解開，互補的堿基之間的斷裂，解開的兩條單鏈分別作為復制的模板，游離的脫氧核苷酸根據(jù)原則，通過形成氫鍵，結合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，這種復制方式稱作。2．1958年，美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實驗材料，運用技術，設計了一個巧妙的實驗，證明了DNA的半保留復制。3．真核生物DNA的復制（1）概念：以_______________________________________________________。（2）復制方式：。（3）復制條件：①模板②原料③能量④酶（4）復制特點：①___________________________________________________________________②____________________________________________________________________。（5）復制意義：。（6）精確復制的原因：提供了復制的模板，保證了復制的精確進行。4．與DNA復制有關的堿基計算（見DNA的相關計算）（1）一個DNA連續(xù)復制n次后，DNA分子總數(shù)為：（2）第n代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個，占（3）若某DNA分子中含堿基T為a，①則連續(xù)復制n次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為：②第n次復制時所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為：三、基因通常是有遺傳效應的DNA片段1．一個DNA分子上有基因，每一個基因都是特定的DNA片段，有著特定的。2．人類基因組計劃測定的是條染色體（條常染色體＋＋）上的DNA的堿基序列。3．大部分隨機排列的脫氧核苷酸序列從來不曾出現(xiàn)在生物體內，而有些序列卻會在生物體內重復數(shù)千甚至數(shù)百萬次。基因不是堿基對隨機排列成的DNA片段。4．遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中；堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性，而堿基的特定的排列順序，又構成了每一個DNA分子的特異性；DNA分子的多樣性和特異性是生物體和的物質基礎。DNA分子上分布著多個基因，基因通常是有遺傳效應的DNA片段。5．有些病毒的遺傳物質是RNA，如人類免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒等。對這類病毒而言，基因就是有遺傳效應的片段。6．對絕大多數(shù)生物來說，基因是有的DNA片段。一、DNA的結構1．沃森克里克2.反向平行雙螺旋3.磷酸和脫氧核糖交替連接4.氫鍵T2C35.5′－C5′－端3′－端3′－端5′－端二、DNA的復制1．氫鍵堿基互補配對半保留復制2.同位素標記3.（1）親代DNA分子為模板合成子代DNA的過程（2）半保留復制（4）邊解旋邊復制半保留復制（5）保持了遺傳信息的連續(xù)性（6）DNA雙螺旋結構堿基互補配對原則4.（1）2n（2）1/2n－1（3）a（2n－1）a×2n－1三、基因通常是有遺傳效應的DNA片段1．許多遺傳效應2.2422XY4.多樣性特異性5．RNA6.遺傳效應一、單選題1．女性子宮肌瘤細胞中最長的DNA分子可達36mm，DNA復制速度約為4μm/min，但復制過程僅需40min左右即可完成。這是因為DNA分子（）A．邊解旋邊復制 B．復制起點多，分段進行復制C．以半保留方式復制 D．一個復制點雙向復制，使子鏈迅速延伸【答案】B【分析】DNA的復制條件：a、模板：親代DNA的兩條鏈；b、原料：四種有力地脫氧核苷酸；c、能量：ATP；d、酶：解旋酶、DNA聚合酶等?！驹斀狻坑深}意可知，長為36mm的DNA分子進行復制，如果只從一個位點開始，需要的時間是36000/4=9000分鐘，而實際僅需40分鐘就可完成，由此可推測該DNA分子復制時有多個起點，即多個起點同時分段復制，B正確，ACD錯誤；故選B。2．圖是某基因的局部結構示意圖，下列相關敘述正確的是（）A．ACA可稱為一個密碼子B．DNA分子的多樣性取決于①②的結構C．DNA酶應作用于圖中的④處D．由①②③構成的核苷酸名稱是胸腺嘧啶脫氧核苷酸【答案】D【分析】分析題圖：圖示為DNA分子結構圖，其中①為磷酸，②為脫氧核糖，③為含氮堿基（胞嘧啶），④為氫鍵，⑤是磷酸二酯鍵?！驹斀狻緼、密碼子位于mRNA上，因此圖中ACA不能稱為一個密碼子，A錯誤；B、DNA分子的穩(wěn)定性與①②有關，多樣性與③的排列順序有關，B錯誤；C、DNA酶作用于⑤磷酸二酯鍵，C錯誤；D、③為T，所以由①②③構成的核苷酸名稱是胸腺嘧啶脫氧核苷酸，D正確。故選D。3．下列對雙鏈DNA分子的敘述錯誤的是（）A．長度相同的兩個DNA分子，氫鍵數(shù)可能不同B．DNA徹底水解的產(chǎn)物中五碳糖的數(shù)量大于堿基A的數(shù)量C．若一條鏈的A：T：G：C=1：2：3：4，該DNA分子相應堿基比為3：3：7：7D．減數(shù)分裂中DNA的兩條鏈分別進入兩個子細胞中，導致等位基因分離【答案】D【分析】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(AT、CG)?！驹斀狻緼、A與T之間形成2個氫鍵，C與G之間形成3個氫鍵，兩個長度相同DNA分子中各種堿基對的數(shù)量不能確定，故這兩個DNA分子中氫鍵的數(shù)目可能相同，也可能不同，A正確；B、DNA徹底水解的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基，故五碳糖數(shù)量一定大于堿基A的數(shù)量，B正確；C、若雙鏈DNA分子一條鏈的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，那么互補鏈上該比例就是2∶1∶4∶3，因此該DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，C正確；D、減數(shù)分裂中同源染色體分別進入兩個細胞導致等位基因分離，D錯誤。故選D。4．在制作DNA雙螺旋結構模型中，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．能搭建出410種不同的DNA模型C．能搭建出一個4個堿基對的DNA片段D．所搭建的DNA片段最長為7個堿基對【答案】C【分析】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，則A=T有3對，G=C有4對。設能搭建的DNA分子含有n個堿基對，則每條鏈需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物的數(shù)目為2n1，共需（2n1）×2個，已知脫氧核糖和磷酸之間的連接物有14個，則n=4，所以只能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段。【詳解】A、由分析可知，題中提供的條件只能建出一個4堿基對的DNA分子片段，即8個脫氧核苷酸，A錯誤；B、由分析可知，能建出一個4堿基對的DNA分子片段，由于A/T有3對，G/C有4對，因此能搭建的DNA分子模型種類少于44種，B錯誤；CD、由分析可知，脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個，只能建出一個4個堿基對的DNA分子片段，C正確，D錯誤。故選C。5．含15N標記的某雙鏈DNA分子含有200個堿基對，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的30%；其中的一條鏈上腺嘌呤有20個，下列表述正確的是（）A．該DNA分子中的堿基排列方式共有4200種B．該DNA分子中4種堿基的比例為A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3C．該DNA分子連續(xù)復制2次，需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸420個D．該DNA分子在14N的培養(yǎng)基連續(xù)復制3次，含15N標記的DNA分子占50%【答案】C【分析】堿基互補配對原則：在雙鏈DNA分子中，堿基A一定與堿基T配對，堿基C一定與堿基G配對?！驹斀狻緼、該DNA分子含有200個堿基對，由于堿基的種類和比例已經(jīng)確定，其堿基排列方式少于4200種，A錯誤；B、該DNA分子含有200個堿基對，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的30%，則A=T=15%，C=G=35%，因此四種堿基的比例為A：T：G：C=3:3:7:7，B錯誤；C、該DNA分子連續(xù)復制2次，需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸=（221）×140=420個，C正確；D、該DNA分子在14N的培養(yǎng)基連續(xù)復制3次，根據(jù)DNA半保留復制方式可知，含15N標記的DNA分子占2/8，D錯誤；故選C。6．下列有關DNA復制的說法，不正確的是（）A．生物體內DNA的復制只在細胞內完成B．DNA復制只在有絲分裂和減數(shù)分裂間期完成C．DNA聚合酶能降低脫氧核苷酸聚合時的活化能D．一個DNA分子復制n次后只有2個DNA分子含有最初的母鏈【答案】B【分析】1、DNA分子復制的特點：半保留復制；邊解旋邊復制。

2、DNA分子復制的場所、過程和時間：

（1）DNA分子復制的場所：細胞核、線粒體和葉綠體。

（2）DNA分子復制的過程：①解旋：在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開；②合成子鏈：以解開的每一條母鏈為模板，以游離的四種脫氧核苷酸為原料，遵循堿基互補配對原則，在有關酶的作用下，各自合成與母鏈互補的子鏈；③形成子代DNA：每條子鏈與其對應的母鏈盤旋成雙螺旋結構，從而形成2個與親代DNA完全相同的子代DNA分子。

（3）DNA分子復制的時間：有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。

3、復制需要的基本條件：（1）模板：解旋后的兩條DNA單鏈。（2）原料：四種脫氧核苷酸。（3）能量：ATP。（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等?！驹斀狻緼、所有生物體內的DNA復制都只能在細胞內完成，A正確；B、原核生物和病毒不能進行有絲分裂和減數(shù)分裂，故它們的DNA復制不是在有絲分裂和減數(shù)分裂的間期完成，B錯誤；C、酶催化的實質是降低反應的活化能，而DNA聚合酶催化的是脫氧核苷酸的聚合反應，C正確；D、DNA分子一般是雙鏈結構，DNA分子的復制是半保留復制，故該DNA分子復制n次后只有2個DNA分子含有最初的母鏈，D正確。故選B。7．某果蠅精原細胞中8條染色體上的DNA已全部被15N標記，其中一對同源染色體上有基因A和a，現(xiàn)給此精原細胞提供含14N的原料讓其連續(xù)進行兩次分裂，產(chǎn)生四個子細胞，分裂過程中無基因突變和染色體畸變發(fā)生。下列敘述中正確的是（）A．若四個子細胞中均含4條染色體，則一定有一半子細胞含有a基因B．若四個子細胞中均含8條染色體，則每個子細胞中均含2個A基因C．若四個子細胞中的核DNA均含15N，則每個子細胞均含8條染色體D．若四個子細胞中有一半核DNA含15N，則每個子細胞均含4條染色體【答案】A【分析】一、DNA的復制1、概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程2、時間：細胞分裂間期3、過程：（1）解旋：DNA分子利用細胞提供的能量在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。（2）合成子鏈：以解開的每一條母鏈為模板，按照堿基互補配對原則。（3）形成子代DNA：每一條子鏈與其對應的模板鏈盤旋繞成雙螺旋結構，從而形成兩個與親代DNA分子完全相同的子代DNA分子。二、減數(shù)分裂與有絲分裂的區(qū)別：有絲分裂復制一次分裂一次，產(chǎn)生與親代細胞一樣的兩個子細胞；減數(shù)分裂復制一次分裂兩次，產(chǎn)生的子細胞中DNA和染色體是親代細胞的一半?！驹斀狻緼、若四個子細咆中均含4條染色體（染色體數(shù)目是體細胞的一半），則細胞進行的減數(shù)分裂，等位基因會發(fā)生分離，形成4個精細胞兩兩相同，故有一半子細胞含有a基因，A正確；B、若四個子細胞中均含8條染色體（染色體數(shù)目與體細胞相同），則細胞進行的是有絲分裂，子細胞的基因型與體細胞相同，則每個子細胞中均只含有1個A基因和1個a基因，B錯誤；C、若四個子細胞中的核DNA均含15N，則DNA只復制一次，細胞進行的是減數(shù)分裂，四個子細胞為精細胞，染色體數(shù)目是體細胞的一半，因此四個子細胞中均含4條染色體，C錯誤；D、若四個子細胞中有一半核DNA含15N，說明DNA不止復制一次，則細胞進行的是有絲分裂，所以每個子細胞均含8條染色體，D錯誤。故選A。8．將某一經(jīng)3H充分標記DNA的雄性動物細胞（染色體數(shù)為2N）置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過連續(xù)兩次正常細胞分裂后，下列有關說法不正確的是（）A．若進行有絲分裂，則子細胞含3H的核DNA分子數(shù)可能為NB．若進行減數(shù)分裂，則子細胞含3H的染色體數(shù)為NC．第一次分裂結束時，子細胞中染色體都含3HD．若子細胞中有的染色體不含3H，則原因是同源染色體彼此分離【答案】D【分析】1、DNA的復制方式為半保留復制，DNA復制結束后，一個DNA分子就形成了兩個完全相同的DNA分子，親代的兩條母鏈分布在兩個DNA分子中，若子細胞中都含有3H，可能是進行減數(shù)分裂，也可能進行的是有絲分裂。2、據(jù)題意分析，若是有絲分裂，連續(xù)兩次正常細胞分裂，DNA復制2次，子細胞染色體數(shù)目保持2N；若是減數(shù)分裂，細胞連續(xù)分裂兩次，而DNA只復制1次，子細胞染色體數(shù)目減半為N?！驹斀狻緼、若進行有絲分裂，經(jīng)過第一次有絲分裂形成的兩個子細胞的每個DNA分子均有一條鏈含3H，但是經(jīng)過第二次有絲分裂后，由于含有標記的DNA分子隨機的分配到細胞兩極，則子細胞中含3H的DNA分子數(shù)為02N，可能為N，A正確；B、若進行減數(shù)分裂，減數(shù)分裂過程中染色體復制一次，而細胞分裂兩次，由于DNA的半保留復制，子細胞中所有DNA均有一條鏈含3H，即含3H的染色體數(shù)為N，B正確；C、第一次分裂結束時，不論是有絲分裂還是減數(shù)分裂，子細胞中染色體都含3H，C正確；D、若子細胞中有的染色體不含3H，則表明兩次分裂進行的是有絲分裂，有絲分裂過程中不會發(fā)生同源染色體的分離，D錯誤。故選D。9．某條雙鏈DNA含有200個堿基對，其中一條鏈的A＋T有90個，下列關于該DNA分子的說法，正確的是（）A．另一條鏈的A＋T有10個B．另一條鏈的C＋G有10個C．該DNA分子中C占全部堿基的27.5%D．該DNA分子一條鏈上的兩個相鄰堿基由氫鍵相連【答案】C【分析】在DNA雙鏈中遵循堿基互補配對原則，即A和T，C和G配對，并且A=T，C=G。【詳解】A、一條鏈的A＋T有90個，根據(jù)堿基互補配對原則，另一條鏈的A＋T也為90個，A錯誤；B、其中一條鏈的A＋T有90個，另一條的T+A=90，，由于雙鏈中，C=G，另一條鏈的C+G有110個，B錯誤；C、依照題意，可知C+G=110個，雙鏈中C的數(shù)量有110個，該DNA分子中C占全部堿基=110/400=的27.5%，C正確；D、該DNA分子一條鏈上的兩個相鄰堿基由磷酸二脂鍵相連，D錯誤。故選C。10．具有100個堿基對的一個DNA分子片段，含有40個胸腺嘧啶，若連續(xù)復制3次，則復制三次共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)是（）A．60個 B．240個 C．360個 D．420個【答案】D【分析】已知1個DNA分子區(qū)段具有100個堿基對，即200個堿基，其中含有40個胸腺嘧啶（T），根據(jù)堿基互補配對原則，A=T=40個，則C=G=10040=60個?！驹斀狻坑深}意可知，該DNA分子含有100個堿基對200個堿基，其中T=40個，根據(jù)堿基互補配對原則，A=T=40個，則C=G=10040=60個。該DNA連續(xù)復制3次，得到23=8個DNA分子，親本不需要原料，所以復制三次共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)是60×（231）=420個。

故選D。11．圖為核苷酸的模式圖，下列相關說法正確的是（）A．DNA與RNA在核苷酸上的不同點只在②方面B．在DNA分子中，②和③交替連接，排列在外側，構成基本骨架C．③在生物體中共有8種D．人體內的③有5種，②有2種【答案】D【分析】核酸的基本組成單位圖中結構為核苷酸的模式圖，①為磷酸，②為五碳糖，③為堿基，細胞生物既含DNA，又含RNA，故有2種五碳糖，5種堿基，8種核苷酸；病毒中只含有DNA或RNA，故有1種五碳糖，4種堿基，4種核苷酸?！驹斀狻緼、DNA與RNA在核苷酸上的不同點表現(xiàn)在五碳糖和含n堿基，即②和③兩方面上，DNA特有脫氧核糖和T，RNA特有有核糖和U，A錯誤；B、在DNA分子中，①磷酸和②脫氧核糖交替連接，排列在外側，構成基本骨架，內側是堿基對，B錯誤；C、③為含氮堿基，在病毒中共有4種，在人體中共有5種，C錯誤；D、人體內既含有DNA，又含有RNA，體內的③堿基有5種，②五碳糖有2種，D正確。故選D。12．下列對雙鏈DNA分子的敘述錯誤的是（）A．若一條鏈的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，則另一條鏈相應堿基比為l∶2∶3∶4B．若一條鏈的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則另一條鏈的A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3C．若一條鏈A的數(shù)目大于T，則另一條鏈A的數(shù)目小于TD．若一條鏈A和T的數(shù)目相等，則另一條鏈A和T的數(shù)目也相等【答案】A【分析】1、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（AT、CG）。2、在雙鏈DNA分子中，互補堿基兩兩相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)?！驹斀狻緼B、由堿基互補配對原則可知，一條鏈上的A與另一條鏈上是T相等，一條鏈上的G與另一條鏈上是C相等，因此，若一條鏈上的A：T：G：C=1：2：3：4，則另一條鏈也是A：T：G：C=2：1：4：3，A錯誤，B正確；C、一條鏈上的A與另一條鏈上的T配對，相等，一條鏈上的T與另一條鏈上的A配對，相等，若一條鏈上A的數(shù)目大于T，則另一條鏈上A的數(shù)目小于T，C正確；D、若一條鏈A和T的數(shù)目相等，根據(jù)堿基互補配對原則，則另一條鏈中A和T的數(shù)目也相等，D正確。故選A。13．在搭建DNA分子模型的實驗中，若有4種堿基塑料片共80個，其中16個C，24個G，12個A，28個T，脫氧核糖和磷酸之間的連接物64個，脫氧核糖塑料片和磷酸塑料片各80個，另有足夠數(shù)量的代表氫鍵的連接物及脫氧核糖和堿基之間的連接物，則（）A．能搭建出80個脫氧核苷酸B．所搭建的DNA分子片段最長為16堿基對C．能搭建1600種不同的DNA分子模型D．能搭建28個堿基對的DNA分子片段【答案】B【分析】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，則A=T有12對，G=C有16對。設能搭建的DNA分子含有n個堿基對，則每條鏈需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物的數(shù)目為2n1，共需（2n1）×2個，已知脫氧核糖和磷酸之間的連接物有64個，則n=16.5，所以最多只能搭建出一個16個堿基對的DNA分子片段?！驹斀狻緼、每個脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖及一分子含氮堿基組成。每個核苷酸需要一個脫氧核糖和磷酸之間的連接物以及脫氧核糖和含氮堿基之間的連接物，脫氧核糖塑料片和磷酸塑料片各80個，含氮堿基的總數(shù)為16+24+12+28=80，但是本題中脫氧核糖和磷酸的連接物數(shù)較少（脫氧核糖和磷酸之間的連接物64個），大大制約了搭建的模型中脫氧核苷酸數(shù)。因此最多能搭建出64個脫氧核苷酸，A錯誤；B、由于一條DNA單鏈中相鄰的兩個核苷酸之間還需要一個脫氧核糖和磷酸之間的連接物，因此64個脫氧核糖和磷酸之間的連接物分配到每條鏈中最多是32個，則每條單鏈最多可連接16個核苷酸，即所搭建的DNA分子片段最長為16堿基對，B正確；C、由于AT、GC堿基對的數(shù)量都是具體的數(shù)值，因此能搭建的DNA分子模型小于416種，但不一定是1600種，C錯誤；D、根據(jù)分析可知，能搭建16個堿基對的DNA分子片段，D錯誤。故選B。14．下圖是真核細胞某生理過程，下列敘述正確的是（）A．酶1可使磷酸二酯鍵斷裂，酶2可催化磷酸二酯鍵的形成B．該過程只發(fā)生在細胞核中，a鏈和b鏈的方向相反，堿基序列互補配對C．該圖表示DNA半保留復制過程，遺傳信息傳遞方向是DNA→RNAD．c鏈和d鏈中G+C所占比例相等，該比值越大DNA熱穩(wěn)定性越高【答案】D【分析】1、DNA分子復制時，在解旋酶的作用下，氫鍵斷裂，兩條母鏈分離，以每條母鏈為模板合成與母鏈互補的子鏈，每條子鏈與母鏈形成一個雙鏈的DNA分子。2、圖示表示DNA分子的復制，其復制有邊解旋邊復制、半保留復制的特點，并且遵循堿基互補配對原則。圖中酶1表示解旋酶，酶2表示DNA聚合酶。G與C堿基對之間以三個氫鍵連接，這種堿基對比例越高，DNA分子結構就越穩(wěn)定?！驹斀狻緼、酶1是解旋酶，作用是使氫鍵斷裂；酶2是DNA聚合酶，可催化磷酸二酯鍵的形成，A錯誤；B、該過程是DNA復制過程，主要發(fā)生在細胞核中，也可以發(fā)生在細胞質中的線粒體和葉綠體中，a鏈和b鏈的方向相反，堿基序列互補配對，B錯誤；C、DNA復制過程中遺傳信息傳遞方向是DNA→DNA，C錯誤；D、c鏈和d鏈中的堿基是互補配對的，A與T之間以兩個氫鍵連接，G與C之間以三個氫鍵連接，G＋C所占比例越大，DNA分子的熱穩(wěn)定性越高，因此c鏈和d鏈中G＋C所占比例相等，該比值越大DNA熱穩(wěn)定性越高，D正確。故選D。15．科學家曾以大腸桿菌為材料進行實驗，首先用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，讓其繁殖若干代后轉移至含有14NH4Cl的培養(yǎng)液中，在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA進行離心，該實驗的結果為“DNA以半保留方式進行復制”提供了證據(jù)。下列相關敘述，錯誤的是（）A．14NH4Cl和15NH4Cl都能為大腸桿菌合成DNA提供N元素B．在14NH4Cl的培養(yǎng)液中進行培養(yǎng)時只有含15N的DNA被復制C．設定收集大腸桿菌時刻的主要依據(jù)是大腸桿菌的繁殖速率D．收集到的DNA分子中含15N的占比隨時間推移會逐漸降低【答案】B【分析】DNA分子的復制時間：有絲分裂和減數(shù)分裂間期；條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）；過程：邊解旋邊復制；結果：一條DNA復制出兩條DNA；特點：半保留復制?！驹斀狻緼、14NH4Cl為大腸桿菌合成DNA提供14N元素，15NH4Cl為大腸桿菌合成DNA提供15N元素，A正確；B、在14NH4Cl的培養(yǎng)液中進行培養(yǎng)時，第一次復制是只有含15N的DNA被復制，第二次復制是15N14N的DNA被復制，第三次既有15N14N也有14N的DNA被復制，B錯誤；C、DNA的復制方式為半保留復制，由于15N與14N的原子量不同，形成的DNA分子的相對質量不同，不同時刻收集到的DNA分子質量不同，設定收集大腸桿菌時刻的主要依據(jù)是大腸桿菌的繁殖速率，C正確；D、收集到的DNA分子中含15N的占比隨時間推移會逐漸降低，14N的占比逐漸增大，D正確。故選B。16．某種大腸桿菌的細胞中只有一條環(huán)狀的DNA分子，該DNA分子中的P元素全為31P時相對分子質量記為a，將這種大腸桿菌長期置于P元素為32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，便可得到含32P的DNA，此時這種DNA的相對分子質量記為b。現(xiàn)將這種含32P的大腸桿菌重新放入到含31P的培養(yǎng)基中繁殖兩代，子二代大腸桿菌的DNA相對分子質量平均值為（）A．（a+b）/2 B．（a+b）/4 C．（3a+b）/4 D．（a+3b）/4【答案】D【分析】DNA分子復制的特點：半保留復制；邊解旋邊復制，兩條子鏈的合成方向是相反的，合成的子代DNA分子中含有一條母鏈和一條新合成的子鏈?！驹斀狻繉⒑?2P的DNA分子在31P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)兩代，一共形成4個DNA分子，共8條鏈，其中有兩條鏈含32P，組成1個DNA分子，分子量為b，剩余6條鏈全部是31P，組成3個DNA分子，分子量為3b，因此DNA分子的平均分子量為（a+3b）/4。故選D。17．將DNA分子雙鏈用3H標記的蠶豆（2n＝12）根尖移入普通培養(yǎng)液（不含放射性元素）中，再讓細胞連續(xù)進行有絲分裂。根據(jù)下圖判斷，在普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)至第一次有絲分裂中期時，一個細胞中染色體標記情況是（）A．12個a B．12個bC．6個b，6個c D．b＋c＝12個【答案】A【分析】在普通培養(yǎng)液中第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細胞的DNA分子中，僅有1條鏈被標記，故第二次有絲分裂中期時，每條染色體的2條染色單體中僅有1條染色單體具有放射性；在有絲分裂后期時姐妹染色單體分開，形成兩條子染色體隨機移向細胞的兩極，即第二次有絲分裂產(chǎn)生的子細胞中具放射性的染色體數(shù)目不能確定；所以在第三次有絲分裂中期的細胞中有的染色體僅有1條染色單體具有放射性，有的染色體無放射性，但二者之和肯定為12。【詳解】根據(jù)題意可知，親代DNA分子雙鏈用3H標記，由于DNA分子為半保留復制，因此親代細胞中染色體經(jīng)過復制后兩條姐妹染色單體均有標記，如圖a；第一次有絲分裂結束后產(chǎn)生的子細胞中每條染色體上的DNA分子均有一條鏈被標記，該細胞再經(jīng)過復制，一條染色體上的兩條染色單體只有一條有標記，如圖b，因此第二次有絲分裂中期，一個細胞中有12條染色體，每條染色體都有一條染色單體被標記，即12個a。故選A。18．在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時，BrdU會取代胸腺嘧啶脫氧核苷酸摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色，發(fā)現(xiàn)含半標記DNA（一條鏈被標記）的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標記DNA（兩條鏈均被標記）的染色單體熒光被抑制（無明亮熒光）。若將一個細胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察。下列推測錯誤的是（）A．1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光 B．1/2的染色體熒光被抑制C．3/4的DNA單鏈被BrdU標記 D．全部DNA分子被BrdU標記【答案】C【分析】本題考查DNA復制、熒光標記等知識。DNA的復制方式為半保留復制。根據(jù)題意分析，復制到第三個細胞周期的中期時，共有4個細胞，以第一代細胞中的某一條染色體為參照，含半標記DNA的染色單體共有2條，含全標記DNA的染色單體共有6條?！驹斀狻緼、根據(jù)題意可知，在第三個細胞周期中期時，含半標記DNA的染色單體分別在兩個細胞中，故有兩個細胞的兩條染色單體熒光全被抑制，有兩個細胞中的一條染色單體發(fā)出明亮熒光，一條染色單體熒光被抑制，A正確；B、根據(jù)題意可知，在第三個細胞周期中期時，含半標記DNA的染色單體分別在兩個細胞中，故有兩個細胞的兩條染色單體熒光全被抑制，有兩個細胞中的一條染色單體發(fā)出明亮熒光，一條染色單體熒光被抑制，B正確；C、以第一代細胞中的某一條染色體為參照，在第三個細胞周期中期時一共有16條DNA單鏈，含BrdU標記的有14條，故有7/8的DNA單鏈被BrdU標記，C錯誤；D、一個DNA分子中有兩條脫氧核苷酸鏈，由于DNA為半保留復制，故不含BrdU標記的兩條脫氧核苷酸鏈分別位于兩個DNA分子中，新復制得到的脫氧核苷酸鏈必然含BrdU標記，故所有DNA分子都被BrdU標記，D正確。故選C。19．某DNA分子（14N）含有3000個堿基，腺嘌呤占35%。若該DNA分子以15N同位素標記過的四種游離脫氧核苷酸為原料復制3次，將全部復制產(chǎn)物進行密度梯度離心，得到如圖一所示結果；若將全部復制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到如圖二所示結果。下列有關分析錯誤的是（）A．Z層全部是僅含14N的DNA單鏈B．W層中含15N標記的胞嘧啶有6300個C．X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3D．W層與Z層的核苷酸數(shù)之比是7∶1【答案】B【分析】根據(jù)題意和圖示分析可知：基因中含有3000個堿基，腺嘌呤占35%，則A=T=1050個，G=C=450個；DNA分子以15N同位素標記的游離脫氧核苷酸為原料復制3次，得8個DNA分子，其中2個含有14N和15N，6個只含15N，由于DNA分子為雙鏈結構，所以加入解旋酶再離心，共得到2個含有14N的DNA單鏈，14個含有15N的DNA單鏈?！驹斀狻緼、由于DNA分子的復制方式為半保留復制，所以Z層全部是含14N的DNA分子單鏈，A正確；B、由于DNA分子復制了3次，產(chǎn)生了8個DNA分子，含16條脫氧核苷酸鏈，其中含15N標記的有14條，相當于14÷2=7條DNA分子，又因在含有3000個堿基的DNA分子中，腺嘌呤占35%，所以胞嘧啶占15%，共3000×15%=450個，W層中含15N標記的胞嘧啶為450×7=3150（個），B錯誤；C、在DNA分子中，堿基對之間通過氫鍵相連，DNA分子復制了3次，產(chǎn)生的8個DNA分子中，2個DNA分子含14N和15N在X層，6個DNA分子只含15N的在Y層，所以X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3，C正確；D、由于DNA分子復制了3次，產(chǎn)生了8個DNA分子，含16條脫氧核苷酸鏈，其中含15N標記的有14條在W層，2個含有14N的DNA單鏈在Z層，所以W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為14∶2=7∶1，D正確。故選B。二、多選題20．下圖分別是DNA分子的平面結構圖和空間結構圖，下列有關該圖的說法中錯誤的是（）A．DNA分子在復制時，解旋酶作用于部位⑨，打開雙螺旋結構B．④表示的是胞嘧啶脫氧核苷酸C．DNA徹底水解的產(chǎn)物一共有6種，包括磷酸、核糖及⑤⑥⑦⑧D．DNA分子中，相鄰堿基間都是通過氫鍵相連的【答案】BCD【分析】分析題圖，①是磷酸，②是脫氧核糖，③是胞嘧啶，⑤⑧為堿基A、G、C、T，⑨是氫鍵，⑩是磷酸二酯鍵?！驹斀狻緼、DNA分子在復制時，解旋酶作用于部位⑨氫鍵，打開雙螺旋結構，A正確；B、脫氧核苷酸是組成DNA的基本單位，圖中的④不是一個胞嘧啶脫氧核苷酸，B錯誤；C、DNA徹底水解的產(chǎn)物一共有6種，包括磷酸、脫氧核糖及⑤⑥⑦⑧，C錯誤；D、DNA分子中，兩條鏈相鄰堿基間是通過氫鍵相連的，同一條鏈兩相鄰堿基間不是通過氫鍵相連的，D錯誤。故選BCD。21．下列有關DNA分子結構與復制的敘述，正確的是（）A．DNA分子是反向平行的雙螺旋結構，由兩條核糖核苷酸長鏈組成B．DNA分子復制時，解旋酶和DNA聚合酶均作用于氫鍵C．DNA復制為半保留復制，其復制模板為DNA的兩條母鏈D．DNA分子含有的五碳糖比RNA分子含有的五碳糖少一個氧原子【答案】CD【分析】1、DNA的雙螺旋結構：①DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。②DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基在內側。③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接起來，形成堿基對且遵循堿基互補配對原則。2、復制需要的基本條件：（1）模板：解旋后的兩條DNA單鏈；（2）原料：四種脫氧核苷酸；（3）能量：ATP；（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等。3、DNA分子復制的特點：半保留復制；邊解旋邊復制，兩條子鏈的合成方向是相反的?！驹斀狻緼、DNA分子是反向平行的雙螺旋結構，由兩條脫氧核糖核苷酸長鏈組成，A錯誤；B、DNA分子復制時，解旋酶作用于氫鍵，使雙鏈解開，DNA聚合酶作用于磷酸二酯鍵，使脫氧核苷酸連接成片段，B錯誤；C、DNA復制為半保留復制，其復制模板為DNA的兩條母鏈，C正確；D、DNA分子含有的五碳糖為脫氧核糖，比RNA分子含有的核糖少一個氧原子，D正確。故選CD。三、綜合題22．如圖為DNA分子的一種結構模式圖，請據(jù)圖回答問題。（1）寫出圖中數(shù)字代表的結構的名稱。1：________________；4：________________；5：________________；6：________________。（2）組成DNA分子的兩條鏈通過堿基之間形成的________相結合。堿基配對是有規(guī)律的，這種固定的對應關系叫做________。（3）如果一條DNA分子中有7000個堿基對，其中一條鏈（記為a鏈）含有的A堿基1700個，C堿基1800個，另一條鏈（記為b鏈）含有A堿基1900個，則b鏈中含有C堿基________個。如果該DNA分子復制2次，需要________個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸。（4）DNA分子具有多樣性，主要原因是DNA分子中________多種多樣，一個具有n個堿基對的DNA分子片段理論上具有________種變化?！敬鸢浮浚?）胸腺嘧啶鳥嘌呤胞嘧啶脫氧核苷酸#胞嘧啶脫氧核糖核苷酸一條脫氧核苷酸鏈（2）氫鍵堿基互補配對原則（3）160011200（4）堿基對的排列順序4n【分析】圖中是DNA分子片段結構模式圖，①是T，②是C，③是A，④是G，⑤是胞嘧啶脫氧核苷酸，⑥一條脫氧核苷酸鏈。（1）根據(jù)堿基互補配對的原則，①是T胸腺嘧啶，②是C胞嘧啶，③是A腺嘌呤，④是G鳥嘌呤，⑤是胞嘧啶脫氧核苷酸，⑥是一條脫氧核苷酸鏈。（2）DNA分子的兩條鏈之間的堿基通過氫鍵結合；堿基配對按照堿基互補配對的原則進行。（3）a鏈的A+C有1700+1800=3500個堿基，因此b鏈的T+G也有3500個堿基，A含有1900個，所以b鏈C堿基的數(shù)目為700035001900=1600個。該DNA分子中胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目有1800+1600=3400個，如果復制2次，共需要的游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為（221）×3400=11200個。（4）DNA分子多樣性的主要原因是DNA分子中堿基對的排列順序千變萬化，由于DNA是雙鏈結構，所以一個具有n個堿基對的DNA分子片段理論上具有4n中變化?！军c睛】本題結合DNA分子結構模式圖，考查DNA分子結構的主要特點，能正確分析題圖，準確判斷圖中各結構的名稱，結合堿基互補配對的原則答題。23．圖甲是豌豆某DNA分子部分片段，圖乙是在豌豆細胞中發(fā)生的某生理過程，據(jù)圖回答以下有關問題。

（1）DNA分子上的______被稱為基因，每個基因的脫氧核苷酸序列蘊藏著______，DNA分子結構中④的名稱是______，DNA復制時解旋酶作用于圖甲中______處化學鍵。（2）若圖甲所示DNA分子中（A+T）/（G+C）=1.7，那么該DNA分子中（A+G）/（T+C）=______。另一DNA分子中，（G+C）占全部堿基的35.8%，其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則它的互補鏈中T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的______、______。（3）圖乙是豌豆高莖基因復制的過程，若高莖基因有a個堿基對，其中有胞嘧啶m個，高莖基因復制5次，需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目是______。高莖基因在復制時實際復制速率比理論值要快得多，據(jù)圖乙分析，其中的原因是____________（至少答出兩點）?！敬鸢浮浚?）有遺傳效應的片段遺傳信息胞嘧啶脫氧核苷酸⑨（2）131.3%18.7%（3）31（am）多起點復制、雙向復制、邊解旋邊復制【分析】分析題圖甲：該圖是DNA分子的平面結構，圖中①是磷酸，②是脫氧核糖，③是胞嘧啶C，④是胞嘧啶脫氧核苷酸，⑤是A腺嘌呤，⑥是G鳥嘌呤，⑦是T胸腺嘧啶，⑧是C胞嘧啶，⑨是氫鍵，⑩是磷酸二酯鍵。分析題圖乙：該圖是DNA分子的復制過程，DNA分子復制的特點是邊解旋邊復制和半保留復制。（1）DNA分子上有遺傳效應的片段被稱為基因；而基因的脫氧核苷酸序列中蘊藏著遺傳信息；由圖可知，④由①磷酸、②脫氧核糖和③胞嘧啶組成，因此④是胞嘧啶脫氧核苷酸；DNA復制時，解旋酶催化氫鍵斷裂，氫鍵為圖甲中的⑨。（2）在雙鏈DNA分子中，A=T，G=C，因此該DNA分子中（A+G）/（T+C）=1；由于互補堿基之和占DNA分子全部堿基的比率等于任一條鏈上該互補堿基之和占該鏈堿基總數(shù)的比率，因此該DNA分子一條單鏈上（G+C）占全部堿基的比率也足35.8%，那么該鏈（A+T）占全部堿基的比率就是64.2%，又由于該鏈上T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，因此這條鏈上A與G分別占該鏈堿基總數(shù)的31.3%和18.7%，它的互補鏈中T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的31.3%和18.7%。（3）豌豆高莖基因中含腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目是（2a2m）/2=am，高莖基因連續(xù)復制5次，合成了25=32個DNA分子，由于其中的兩條鏈是最初的模板鏈，這樣就相當于合成了31個DNA分子，因此連續(xù)復制5次需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目是31（am）；由圖乙可知，高莖基因在復制時具有多起點復制、雙向復制、邊解旋邊復制等特點，因此實際復制速率比理論值要快得多。【點睛】本題結合圖示，考查遺傳信息的轉錄和翻譯，要求考生識記遺傳信息的轉錄和翻譯過程，能根據(jù)題圖信息和所學知識選出正確的答案，屬于考綱識記和理解層次的考查。24．如圖甲圖中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）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，則其中B酶是_____________（2）圖甲過程在綠色植物葉肉細胞中進行的場所有_______________（3）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，并且遵循堿基互補配對原則（4）已知某DNA分子共含有1000個堿基對，其中一條鏈上A：G：T：C=1：2：3：4，以該鏈為模板復制以后的子代DNA分子中A：G：T：C=___________，該DNA分子連續(xù)復制兩次，共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)是_______________（5）若用1個32P標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，釋放出來300個子代噬菌體其中含有32P的噬菌體所占的比例是_______【答案】（1）DNA聚合酶（2）細胞核（3）胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核糖和磷酸氫鍵（4）2：3：2：31800（5）1/150【分析】1、圖甲所示為DNA復制的過程。DNA復制的場所是細胞核、葉綠體和線粒體。DNA復制時需要兩種酶的參與，即DNA聚合酶和解旋酶。2、圖乙所示為DNA的平面結構，其中1為C（胞嘧啶），2為A（腺嘌呤），3為G（鳥嘌呤），4為T（胸腺嘧啶），5為脫氧核糖，6為磷酸，7為胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸，8為GC堿基對，9為氫鍵，10為一條脫氧核苷酸鏈的片段。3、DNA分子的結構特點：①由反向平行的兩條鏈構成；②外側由脫氧核糖和磷酸交替連接形成基本骨架；③內側為堿基對。（1）分析題圖可知，A酶的作用是使DNA分子的雙螺旋結構解開，因此是解旋酶，B酶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，是DNA聚合酶。（2）在葉肉細胞中，DNA復制發(fā)生在含DNA的結構中，即細胞核、葉綠體、線粒體，故而DNA復制的場所是細胞核、線粒體、葉綠體。（3）乙圖中，7為胸腺嘧啶、脫氧核糖和磷酸構成的胸腺嘧啶脫氧核苷酸；DNA分子的基本骨架排列在外側，由脫氧核糖和磷酸交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且遵循堿基互補配對原則。（4）根據(jù)堿基互補配對原則，雙鏈DNA中由于A=T，G=C，所以當一條鏈上A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4，則另一鏈上A∶G∶T∶C=3∶4∶1∶2，整個DNA分子中A∶G∶T∶C=4：6∶4∶6=2∶3∶2∶3，子代DNA和親代DNA分子堿基比例相同，也是A∶G∶T∶C=2∶3∶2∶3；由于親代DNA中G=1000×2×3/10=600，該DNA分子連續(xù)復制兩次，共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)（221）×600=1800個。（5）用1個32P標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，因為DNA的半保留復制，只有親代的DNA分子的兩條鏈含有32P，這兩條鏈只能參與構成2個DNA分子，故300