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高中生物高考2022年高考生物一轮复习 第6单元 第18讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质课件PPT
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这是一份高中生物高考2022年高考生物一轮复习 第6单元 第18讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，网络构建要语必背，重温高考真题演练，课时精练等内容，欢迎下载使用。
1.DNA分子结构的主要特点。2.DNA分子的复制。3.基因的概念。
考点一 DNA分子的结构及相关计算
考点二 DNA分子的复制及基因的概念
DNA分子的结构及相关计算
1.DNA分子的双螺旋结构
(1)DNA分子由 条脱氧核苷酸链组成，这两条链按 的方式盘旋成双螺旋结构。(2)外侧： 和 交替连接，构成基本骨架。(3)内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成 。碱基互补配对遵循以下原则：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做 原则。
2.DNA分子的结构特性(1) 性：具有n个碱基对的DNA具有4n 种碱基对排列顺序。(2) 性：每种DNA分子都有其特定的碱基排列顺序。(3) 性：两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。
(1)DNA分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相连( )(2)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( )(3)双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数( )(4)DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构( )(5)某双链DNA分子中一条链上A∶T＝1∶2，则该DNA分子中A∶T＝2∶1( )
(6)DNA分子中(A＋T)/(C＋G)的值越大，该分子结构稳定性越低( )(7)人体内控制β-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种( )
DNA分子的多样性与其空间结构 (填“有关”或“无关”)，其多样性的原因是 。
不同DNA分子中碱基排列顺序是千变万化的
DNA分子中的碱基数量的计算规律(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
考向一 DNA分子结构分析1.如图为DNA分子结构示意图，对该图的叙述正确的是A.②和③相间排列，构成了DNA分子 的基本骨架B.④是构成DNA的基本组成单位，名 称是胞嘧啶脱氧核苷酸C.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息D.⑤⑥分别代表A、G，一条脱氧核苷酸单链上的相邻两个碱基之间通过 ⑨连接
解析 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，即①②相间排列在外侧，构成基本骨架，A错误；脱氧核苷酸中，磷酸基团连接在脱氧核糖的5′号碳原子上，图中所示的④并非为一个脱氧核苷酸，标记为①的磷酸基团属于上方的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B错误；
⑤⑥分别代表A、G，一条脱氧核苷酸单链上的两个相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，两条脱氧核苷酸链之间的互补碱基通过⑨，即氢键相连，D错误。
2.下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是A.每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基B.每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝核糖数C.T2噬菌体的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸D.在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
解析 在DNA分子中，一般情况下每个脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基，A错误；每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数，B错误；T2噬菌体的遗传物质为DNA，其水解可产生4种脱氧核苷酸，C正确；在DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数，D错误。
归纳总结 DNA双螺旋结构的热考点
考向二 DNA分子结构的相关计算3.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的A.32.9%,17.1% B.31.3%,18.7%C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9%
解析 互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子中都相等，由G与C之和占全部碱基总数的35.8%，T和C分别占一条链碱基总数的32.9%和17.1%，可知A占这条链碱基总数的1－35.8%－32.9%＝31.3%，G占这条链碱基总数的35.8%－17.1%＝18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。
4.下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是A.若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，则另一条链的碱基C所占 比例为B.如果一条链上(A＋T)∶(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为mC.如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为 3∶3∶2∶2D.由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个
解析 若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，据此无法计算出另一条链的碱基C所占比例，A错误；如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为2∶2∶3∶3，C错误；由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为50×2＝100(个)，最多含有氢键的数量为50×3＝150(个)，D错误。
方法技巧 三步解决DNA分子中有关碱基比例的计算第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
DNA分子的复制及基因的概念
1.DNA分子的复制(1)方式推测：沃森和克里克提出遗传物质自我复制的假说：DNA分子复制方式为 。(2)实验证据①实验方法： 。②实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。③实验假设： 。
同位素示踪技术和离心技术
DNA以半保留的方式复制
④实验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA；轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
⑥过程分析立即取出，提取DNA→离心→ 。繁殖一代后取出，提取DNA→离心→ 。繁殖两代后取出，提取DNA→离心→ 。⑦实验结论： 。(3)复制过程①概念：以 为模板合成 的过程。②时间： 。
DNA的复制是以半保留的方式进行的
细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
④场所：真核生物在 、 和 ；原核生物在 和细胞质。⑤特点： 。⑥方式： 。⑦结果：形成 的DNA分子。⑧意义：DNA分子通过复制，将 从亲代传给了子代，从而保持了 的连续性。⑨保障： ，为复制提供了精确的模板；通过 ，保证了复制能够准确地进行。
DNA分子独特的双螺旋结构
2.基因与DNA的关系
(1)DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则，并且新合成的DNA分子中两条链均是新合成的( )(2)DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用( )(3)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间( )(4)DNA分子复制过程中的解旋在细胞核中进行，复制在细胞质中进行( )(5)细胞中组成一个基因的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等( )
下列为DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。
(1)哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长，若按A～C图的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需约6 h，根据D～F图分析，原因是_____________________________。
DNA分子从多个起点(双向)复制
(2)A～F图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制的特点是 。(3)若A中含有48 502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A→C过程分析，这是因为 。
(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为_________________________________________________________________________________________。
分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则保证DNA分子复制的准确无误
“图解法”分析DNA复制相关计算
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则：
(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。
考向一 DNA分子复制过程及实验证据辨析5.真核细胞中某生理过程如图所示，下列叙述错误的是A.a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同B.酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成C.该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递 方向是DNA→DNAD.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生该过程
解析 由题图可知，a链和b链螺旋形成新的DNA分子，因此a、b链是反向的，a、c链都与d链互补，因此a链与c链的碱基序列相同，A项正确；酶1是解旋酶，作用是使氢键断裂，使双链DNA分子解旋，B项错误；分析题图可知，DNA分子的复制是半保留复制，通过DNA分子的复制，遗传信息从DNA流向DNA，C项正确；植物细胞的线粒体和叶绿体中都含有少量DNA，可以发生DNA分子的复制过程，D项正确。
6.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开B.DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段D.DNA的两条子链都是连续合成的
解析 由图可知，DNA分子的两条链中，一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，D错误。
归纳总结 真核生物DNA复制的特点
(1)DNA分子复制是从多个起点开始的，但多起点并非同时进行。(2)DNA分子复制是边解旋边双向复制的。(3)真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率。
7.1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如图所示)，证实了DNA是以半保留方式复制的，②、③、④、⑤试管是模拟可能出现的结果，下列相关推论正确的是
A.该实验运用了同位素标记法， 出现④的结果至少需要90分钟B.③是转入14N培养基中复制一代 的结果，②是复制二代的结果C.对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用的是试管③D.给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示
解析 该实验运用了同位素标记法，根据DNA半保留复制特点可知，④是复制二代的结果，因此出现④的结果至少需要60分钟，A项错误；根据DNA半保留复制特点可知，③是转入14N培养基中复制一代的结果，④是复制二代的结果，B项错误；给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果应该是出现 轻带，与试管⑤所示不符，D项错误。
考向二 DNA分子复制过程的有关计算8.(2019·安徽合肥高三调研)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱 氧核苷酸9 900个C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸D.子代中含15N的DNA分子占
解析 复制时作用于③处的酶为解旋酶，A错误；由题意知，DNA分子中A＋T占碱基总数的34%，则C＋G占66%，DNA分子中G＝C＝5 000×2×66%÷2＝3 300(个)，该DNA分子复制2次增加3个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸3 300×3＝9 900(个)，B正确；DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，C错误；
由题图可知，该DNA分子中的两条链一条含有15N，一条含有14N，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，则形成的4个DNA分子中，只有一个含有15N，即占 ，D错误。
9.某DNA分子(两条链均含14N)含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%，若该DNA分子用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次。将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图1所示结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图2所示结果。下列有关分析正确的是A.X层全部是仅含14N的基因B.W层中含15N标记的胞嘧啶3 150个C.X层中含有的氢键数是Y层的D.W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4
解析 由于DNA分子复制为半保留复制，所以X层全部是一条核苷酸链含14N和互补链含15N的基因，A错误；由于DNA分子复制了3次，产生了8个DNA分子，含16条脱氧核苷酸链，其中含15N标记的有14条链，该DNA含3 000个碱基，腺嘌呤占35%，因此胞嘧啶占15%，共450个，所以W层中含15N标记的胞嘧啶为450×7＝3 150(个)，B正确；
在DNA分子中，碱基对之间通过氢键相连，DNA分子复制了3次，产生的8个DNA分子中，2个DNA分子含14N和15N,6个DNA分子只含15N，所以X层中含有的氢键数是Y层的 ，C错误；由上述分析可知，含15N标记的DNA链有14条，含14N标记的DNA链有2条链，所以W层与Z层的核苷酸数之比为14∶2＝7∶1，D错误。
考向三 DNA复制与细胞分裂的关系10.用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则下列相关叙述不正确的是A.通过检测DNA链上3H标记出现的情况，不可推测DNA的复制方式B.细胞中DNA第二次复制完成后，每个细胞都带有3H标记C.秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂D.通过对细胞中不含染色单体的染色体计数，即可推测DNA复制的次数
解析 细胞中DNA第二次复制完成后，每条染色体中都有一条染色单体中的DNA带有3H标记，所以每个细胞都带有3H标记，B正确；秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂，所以能使细胞内染色体数加倍，C正确；1个DNA分子复制n次，形成的DNA分子数是2n，不含染色单体时一条染色体上含有一个DNA分子，因此可以通过对细胞中不含染色单体的染色体计数，可推测DNA复制的次数，D正确。
11.将果蝇精原细胞(2n＝8)的DNA分子两条链都用15N标记后，置于含14N的培养基中培养，连续进行两次分裂。下列推断正确的是A.第二次分裂中期的细胞中有8条染色单体含15NB.第二次分裂后期的细胞中有16条染色体含14NC.两次分裂结束后含14N的子细胞可能有2个或3个或4个D.两次分裂结束后所有子细胞的染色体均含有15N
解析 若进行的是有丝分裂，则第一次分裂结束产生的细胞中有8个DNA，均为14N－15N，则经过复制后，在第二次分裂中期的细胞中有16条染色单体，其中有8染色单体含15N；若进行的是减数分裂，DNA只复制1次，第二次分裂中期有4条染色体，8条染色单体，每条染色单体上都含15N，A正确；若进行的是减数分裂，则第二次分裂后期的细胞中有8条染色体含14N，B错误；由于DNA是半保留复制，若进行的是有丝分裂，两次分裂产生的4个子细胞都含14N，若进行的是减数分裂，则两次分裂结束后产生了4个子细胞，也均含14N，C错误；若进行的是减数分裂，两次分裂结束后所有子细胞的染色体均含有15N，若进行的是有丝分裂，形成的子细胞中含15N染色体的子细胞比例为1/2～1，D错误。
1.核心概念(1)(必修2 P49)碱基互补配对原则：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对，碱基之间的这种一一对应关系。(2)(必修2 P54)DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2.教材结论性语句(1)(必修2 P49)DNA的两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。
(2)(必修2 P54)DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。(3)(必修2 P57)DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。(4)(必修2 P57)基因是有遗传效应的DNA片段。
1.(2020·浙江7月选考)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是A.①表示胞嘧啶 B.②表示腺嘌呤C.③表示葡萄糖 D.④表示氢键
解析 图中①表示胸腺嘧啶，②表示胞嘧啶，③表示脱氧核糖，④表示氢键，D项正确。
2.(2019·天津，1)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究A.DNA复制的场所 B.mRNA与核糖体的结合C.分泌蛋白的运输 D.细胞膜脂质的流动
解析 脱氧核苷酸是合成DNA的原料，用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，然后注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所，A项符合题意。
3.(2018·海南，15)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代，再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是A.有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 1∶3B.有 15N15N 和 14N14N 两种，其比例为 1∶1C.有 15N15N 和 14N14N 两种，其比例为 3∶1D.有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 3∶1
解析 DNA分子的两条单链均只含有14N，该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代，形成4个DNA，其中2个DNA为15N14N，另外2个DNA为15N15N。再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代，DNA为15N14N形成的子代DNA中，1个DNA为15N14N，另外1个DNA为 14N14N；而DNA为 15N15N 形成的2个子代DNA都为 15N14N；因此，理论上 DNA 分子的组成类型有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 3∶1。
4.(2017·海南，24)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同B.前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高C.当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链D.经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
解析 双链DNA分子中，互补碱基两两相等，即A＝T，C＝G，A＋C与G＋T的比值为1。因此，碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值相同，A项错误；DNA分子中，C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，C与G的含量越高，DNA稳定性越高，则前一个比值越小，B项错误；当两个比值相同时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C项错误。
5.(2016·全国Ⅱ，2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是A.随后细胞中的DNA复制发生障碍B.随后细胞中的RNA转录发生障碍C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
解析 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录并抑制细胞增殖，A、B、D正确；因DNA分子的复制发生在分裂间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误。
6.(2016·全国Ⅰ，29)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的____(填“α”“β”或“γ”)位上。
解析 ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键，即β位和γ位之间的高能磷酸键，因此要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在γ位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的____(填“α”“β”或“γ”)位上。
解析 dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，为DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则带有32P的磷酸基团应在α位上。
(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记
解析 由于DNA分子复制为半保留复制，故在噬菌体双链DNA的复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代DNA分子中。另外，新合成DNA的过程中，原料无32P标记，所以n个子代DNA分子中有且只有2个含有32P标记。
一、选择题1.下列关于DNA的叙述，正确的是A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素组成B.连接磷酸与五碳糖的化学键可在解旋酶的作用下断裂C.DNA的片段都有遗传效应，可控制生物的性状D.DNA的复制和转录都能在细胞质中进行
解析 DNA基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替排列构成，有C、H、O、P元素，无N元素，A错误；解旋酶的作用对象是氢键，B错误；DNA分子中有遗传效应的片段，也有无遗传效应的片段，C错误。
2.用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是
A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键C.DNA中每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连D.可构建44种不同碱基序列的DNA
解析 双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A—T、C—G，且配对的碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2对A—T碱基对，2对C—G碱基对，即共形成4个脱氧核苷酸对，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有10个氢键，所以A错误，B正确；DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，C错误；这些卡片可形成2对A—T碱基对，2对C—G碱基对，且碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数少于44种，D错误。
3.某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，则A.互补链中含2个游离的磷酸基团B.互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为aC.互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比例为D.以互补链为模板转录产生的某mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为a
解析 双链DNA分子的每条链含有1个游离的磷酸基团，A项错误；在双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例与每条链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例相等，都为a，B项正确；互补链中鸟嘌呤占该链的比例为a－b，C项错误；转录是以DNA上某基因的一条链为模板，所以转录产生的mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例是不确定的，D项错误。
4.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是A.在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%B.在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%C.若该DNA分子含1 000个碱基对，则碱基之间的氢键数2 600个
解析 根据碱基互补配对原则，已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T和C分别占该链碱基总数的40%和15%，则A占该链碱基总数的1－40%－40%＝20%，G占该链碱基总数的40%－15%＝25%，则它的互补链中，T和C分别占碱基总数的20%和25%，T和C之和占该互补链碱基的20%＋25%＝45%，A错误，B正确；若该DNA分子含1 000个碱基对，则A＝T＝600(个)，C＝G＝400(个)，A、T之间的氢键为600×2＝1 200(个)，C、G之间的氢键为400×3＝1 200(个)，碱基之间的氢键数2 400个，C错误；
5.(2021·鱼台县第一中学高三月考)真核生物染色体上DNA具有多起点双向复制的特点，在复制原点(ri)结合相关的复合体，进行DNA的复制。下列叙述正确的是A.真核生物DNA上ri多于染色体的数目B.ri上结合的复合体具有打开磷酸二酯键的作用C.DNA子链延伸过程中，结合的复合体促进氢键形成D.每个细胞周期ri处可起始多次以保证子代DNA快速合成
解析 因DNA是多起点复制，且一条染色体上有1或2个DNA，因此ri多于染色体数目，A正确；ri上结合的复合体具有打开氢键的作用，B错误；DNA链延伸过程中结合的复合体促进磷酸二酯键的形成，C错误；每个细胞周期中DNA只复制一次，ri处只起始一次，D错误。
6.DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶或鸟嘌呤
解析 由4个子代DNA分子的碱基对可知该DNA分子经过诱变处理后，其中1条链上的碱基发生了突变，另一条链是正常的，所以得到的4个子代DNA分子中正常的DNA分子和异常的DNA分子各占1/2，因此含有G与C、C与G的2个DNA分子是未发生突变的，这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的，即亲代DNA分子中的碱基组成是C—G或G—C，因此P可能是G或C。
7.下列关于真核细胞DNA复制的说法，正确的是A.新的子链由4种脱氧核苷酸聚合而成，核苷酸的聚合过程需要DNA连 接酶B.构成DNA子链的4种脱氧核苷酸聚合时，ATP为降低反应活化能提供能量C.DNA分子在解旋酶的作用下，先完成解旋后再进行复制D.DNA复制过程中若出现错误，生物出现的新性状可能适应环境也可能 不适应环境
解析 脱氧核苷酸的聚合需要DNA聚合酶的催化，A错误；构成DNA子链的4种脱氧核苷酸聚合时，ATP为其提供能量，降低反应活化能的是DNA聚合酶，B错误；DNA分子的复制为边解旋边复制，C错误。
8.在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N—DNA(相对分子质量为a)和15N—DNA(相对分子质量为b)。将含15N的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述，正确的是A.Ⅰ代细菌DNA分子中两条链都是14NB.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量 为D.上述实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果能证明DNA复制方 式为半保留复制
解析 Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N，A项错误；Ⅱ代细菌含15N的DNA分子有2个，占全部(4个)DNA分子的 ，B项错误；
实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制，D项错误。
9.(2020·邹城市兖矿第一中学高三月考)核DNA被32P标记的精子与未被标记的卵细胞受精后，在不含放射性标记的培养基中连续分裂两次，下列分析正确的是A.放射性细胞数量与所有细胞数量之比逐代减少B.放射性DNA分子数与所有细胞总DNA分子数之比逐代减少C.可以确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期姐妹染色单体均分到两极D.无法确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期非同源染色体自由组合
解析 由于DNA的半保留复制，含有标记的DNA分子在未标记的原料中连续复制两次，带有放射性标记的DNA分子数与所有细胞总DNA分子数的比例将逐代减少，放射性细胞数量与所有细胞数量之比不一定逐代减少，A错误、B正确；有丝分裂后期姐妹染色单体分开后随机进入两个子细胞中，第一次分裂产生的子细胞都含有放射性，但第二次分裂后含有放射性的细胞数目无法确定，C错误；受精卵进行有丝分裂，不会发生基因重组，D错误。
10.7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被7-乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为A.10% B.20% C.30% D.45%
解析 根据DNA分子中的A占30%可知，T占30%，C占20%，G占20%，当其中的G全部被7-乙基化后，新复制的两个DNA分子中如果一个DNA分子中的T占总数的45%，则另一个DNA分子中的T占35%，但G的比例不变。
11.如图为某植物细胞的一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。下列有关叙述正确的是
A.在植物的每个细胞中，a、b、c基因都会表达出相应蛋白质B.a、b互为非等位基因，在亲子代间传递时可自由组合C.b中碱基对若发生了增添、缺失或替换，则发生了基因突变，但性状不 一定改变D.基因在染色体上呈线性排列，基因一定位于染色体上
解析 在植物的不同细胞中a、b、c基因可能选择性表达，A项错误；a、b两个基因为一条染色体上的非等位基因，在亲子代间传递时不能进行自由组合，B项错误；染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也有少量DNA，D项错误。
二、非选择题12.下图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙)，请据图回答下列问题：
(1)图甲为DNA的结构示意图，其基本骨架由_____和_____(填序号)交替排列构成，④为_________________(填名称)。
解析 DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成。图中的④是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧核苷酸。
(2)从图乙可看出，该过程是从____个起点开始复制的，从而______复制速率；图中所示的酶为______酶；作用于图甲中的_____(填序号)。
解析 分析图乙可知，DNA复制过程中有多个起点，这样可以大大提高复制的速率。图乙中酶使碱基对间的氢键断裂，使DNA双链解旋，应为解旋酶，作用于图甲中的⑨(氢键)。
(3)若用1个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，释放出300个子代噬菌体，其中含有32P的噬菌体所占的比例是______。
解析 用32P标记的1个噬菌体侵染大肠杆菌，根据DNA分子半保留复制的特点，新形成的300个噬菌体中有2个噬菌体含32P，占 。
(4)若图甲中的亲代DNA分子含有100个碱基对，将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则子代DNA分子的相对分子质量比原来增加_____。
解析 亲代DNA分子含有100个碱基对，在含有用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次形成的子代DNA分子一条链含32P，一条链含31P，标记的脱氧核苷酸比未标记的相对分子质量增加1，因此子代DNA的相对分子质量比原来增加100。
(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则该DNA分子经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的____。
解析 DNA分子复制时一条链上的碱基发生突变，另一条链上的碱基不发生突变，以碱基发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是异常的，以碱基没有发生突变的单链为模板合成的DNA分子都是正常的，因此无论复制多少次，发生差错的DNA分子都占DNA分子总数的 。
13.科学家为了探究DNA复制方式，先用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，再将亲本大肠杆菌转移到含14NH4Cl原料中培养，收集不同时期的大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。(1)用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，培养若干代的目的是_________________________________________。(2)有科学家认为DNA的复制是全保留复制，复制形成的两条子链结合在一起，两条模板链重新结合在一起。若是全保留复制，则实验结果是子一代的DNA位置是________________________。
保证用于实验的大肠杆菌的DNA中都含有15N
一半在重带，一半在轻带
(3)科学家进行实验，得到的实验结果是子一代的DNA位置全在中带，子二代的DNA位置一半在中带，一半在轻带。这个结果否定了全保留复制，你对此的解释是___________________________________________________________________________________________________。(4)有人认为，将子一代的DNA分子用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果 为轻带， 为重带，则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确，并说出你的理由。___________________________________________________________________________________________________________________________________。
DNA的复制是半保留复制，即新形成DNA分子的两条链中，一条为母链，一条为以母链作为模板形成的子链
不正确，因为无论是全保留复制还是半保留复制，子一代用解旋酶处理后都有一半的单链含15N，一半的单链含14N，离心后都是 为重带， 为轻带
1.DNA分子结构的主要特点。2.DNA分子的复制。3.基因的概念。
考点一 DNA分子的结构及相关计算
考点二 DNA分子的复制及基因的概念
DNA分子的结构及相关计算
1.DNA分子的双螺旋结构
(1)DNA分子由 条脱氧核苷酸链组成，这两条链按 的方式盘旋成双螺旋结构。(2)外侧： 和 交替连接，构成基本骨架。(3)内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成 。碱基互补配对遵循以下原则：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做 原则。
2.DNA分子的结构特性(1) 性：具有n个碱基对的DNA具有4n 种碱基对排列顺序。(2) 性：每种DNA分子都有其特定的碱基排列顺序。(3) 性：两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。
(1)DNA分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相连( )(2)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( )(3)双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数( )(4)DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构( )(5)某双链DNA分子中一条链上A∶T＝1∶2，则该DNA分子中A∶T＝2∶1( )
(6)DNA分子中(A＋T)/(C＋G)的值越大，该分子结构稳定性越低( )(7)人体内控制β-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种( )
DNA分子的多样性与其空间结构 (填“有关”或“无关”)，其多样性的原因是 。
不同DNA分子中碱基排列顺序是千变万化的
DNA分子中的碱基数量的计算规律(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
考向一 DNA分子结构分析1.如图为DNA分子结构示意图，对该图的叙述正确的是A.②和③相间排列，构成了DNA分子 的基本骨架B.④是构成DNA的基本组成单位，名 称是胞嘧啶脱氧核苷酸C.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息D.⑤⑥分别代表A、G，一条脱氧核苷酸单链上的相邻两个碱基之间通过 ⑨连接
解析 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，即①②相间排列在外侧，构成基本骨架，A错误；脱氧核苷酸中，磷酸基团连接在脱氧核糖的5′号碳原子上，图中所示的④并非为一个脱氧核苷酸，标记为①的磷酸基团属于上方的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B错误；
⑤⑥分别代表A、G，一条脱氧核苷酸单链上的两个相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，两条脱氧核苷酸链之间的互补碱基通过⑨，即氢键相连，D错误。
2.下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是A.每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基B.每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝核糖数C.T2噬菌体的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸D.在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
解析 在DNA分子中，一般情况下每个脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基，A错误；每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数，B错误；T2噬菌体的遗传物质为DNA，其水解可产生4种脱氧核苷酸，C正确；在DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数，D错误。
归纳总结 DNA双螺旋结构的热考点
考向二 DNA分子结构的相关计算3.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的A.32.9%,17.1% B.31.3%,18.7%C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9%
解析 互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子中都相等，由G与C之和占全部碱基总数的35.8%，T和C分别占一条链碱基总数的32.9%和17.1%，可知A占这条链碱基总数的1－35.8%－32.9%＝31.3%，G占这条链碱基总数的35.8%－17.1%＝18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。
4.下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是A.若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，则另一条链的碱基C所占 比例为B.如果一条链上(A＋T)∶(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为mC.如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为 3∶3∶2∶2D.由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个
解析 若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，据此无法计算出另一条链的碱基C所占比例，A错误；如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为2∶2∶3∶3，C错误；由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为50×2＝100(个)，最多含有氢键的数量为50×3＝150(个)，D错误。
方法技巧 三步解决DNA分子中有关碱基比例的计算第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
DNA分子的复制及基因的概念
1.DNA分子的复制(1)方式推测：沃森和克里克提出遗传物质自我复制的假说：DNA分子复制方式为 。(2)实验证据①实验方法： 。②实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。③实验假设： 。
同位素示踪技术和离心技术
DNA以半保留的方式复制
④实验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA；轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
⑥过程分析立即取出，提取DNA→离心→ 。繁殖一代后取出，提取DNA→离心→ 。繁殖两代后取出，提取DNA→离心→ 。⑦实验结论： 。(3)复制过程①概念：以 为模板合成 的过程。②时间： 。
DNA的复制是以半保留的方式进行的
细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
④场所：真核生物在 、 和 ；原核生物在 和细胞质。⑤特点： 。⑥方式： 。⑦结果：形成 的DNA分子。⑧意义：DNA分子通过复制，将 从亲代传给了子代，从而保持了 的连续性。⑨保障： ，为复制提供了精确的模板；通过 ，保证了复制能够准确地进行。
DNA分子独特的双螺旋结构
2.基因与DNA的关系
(1)DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则，并且新合成的DNA分子中两条链均是新合成的( )(2)DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用( )(3)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间( )(4)DNA分子复制过程中的解旋在细胞核中进行，复制在细胞质中进行( )(5)细胞中组成一个基因的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等( )
下列为DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。
(1)哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长，若按A～C图的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需约6 h，根据D～F图分析，原因是_____________________________。
DNA分子从多个起点(双向)复制
(2)A～F图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制的特点是 。(3)若A中含有48 502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A→C过程分析，这是因为 。
(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为_________________________________________________________________________________________。
分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则保证DNA分子复制的准确无误
“图解法”分析DNA复制相关计算
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则：
(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。
考向一 DNA分子复制过程及实验证据辨析5.真核细胞中某生理过程如图所示，下列叙述错误的是A.a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同B.酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成C.该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递 方向是DNA→DNAD.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生该过程
解析 由题图可知，a链和b链螺旋形成新的DNA分子，因此a、b链是反向的，a、c链都与d链互补，因此a链与c链的碱基序列相同，A项正确；酶1是解旋酶，作用是使氢键断裂，使双链DNA分子解旋，B项错误；分析题图可知，DNA分子的复制是半保留复制，通过DNA分子的复制，遗传信息从DNA流向DNA，C项正确；植物细胞的线粒体和叶绿体中都含有少量DNA，可以发生DNA分子的复制过程，D项正确。
6.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开B.DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段D.DNA的两条子链都是连续合成的
解析 由图可知，DNA分子的两条链中，一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，D错误。
归纳总结 真核生物DNA复制的特点
(1)DNA分子复制是从多个起点开始的，但多起点并非同时进行。(2)DNA分子复制是边解旋边双向复制的。(3)真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率。
7.1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如图所示)，证实了DNA是以半保留方式复制的，②、③、④、⑤试管是模拟可能出现的结果，下列相关推论正确的是
A.该实验运用了同位素标记法， 出现④的结果至少需要90分钟B.③是转入14N培养基中复制一代 的结果，②是复制二代的结果C.对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用的是试管③D.给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示
解析 该实验运用了同位素标记法，根据DNA半保留复制特点可知，④是复制二代的结果，因此出现④的结果至少需要60分钟，A项错误；根据DNA半保留复制特点可知，③是转入14N培养基中复制一代的结果，④是复制二代的结果，B项错误；给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果应该是出现 轻带，与试管⑤所示不符，D项错误。
考向二 DNA分子复制过程的有关计算8.(2019·安徽合肥高三调研)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱 氧核苷酸9 900个C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸D.子代中含15N的DNA分子占
解析 复制时作用于③处的酶为解旋酶，A错误；由题意知，DNA分子中A＋T占碱基总数的34%，则C＋G占66%，DNA分子中G＝C＝5 000×2×66%÷2＝3 300(个)，该DNA分子复制2次增加3个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸3 300×3＝9 900(个)，B正确；DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，C错误；
由题图可知，该DNA分子中的两条链一条含有15N，一条含有14N，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，则形成的4个DNA分子中，只有一个含有15N，即占 ，D错误。
9.某DNA分子(两条链均含14N)含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%，若该DNA分子用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次。将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图1所示结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图2所示结果。下列有关分析正确的是A.X层全部是仅含14N的基因B.W层中含15N标记的胞嘧啶3 150个C.X层中含有的氢键数是Y层的D.W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4
解析 由于DNA分子复制为半保留复制，所以X层全部是一条核苷酸链含14N和互补链含15N的基因，A错误；由于DNA分子复制了3次，产生了8个DNA分子，含16条脱氧核苷酸链，其中含15N标记的有14条链，该DNA含3 000个碱基，腺嘌呤占35%，因此胞嘧啶占15%，共450个，所以W层中含15N标记的胞嘧啶为450×7＝3 150(个)，B正确；
在DNA分子中，碱基对之间通过氢键相连，DNA分子复制了3次，产生的8个DNA分子中，2个DNA分子含14N和15N,6个DNA分子只含15N，所以X层中含有的氢键数是Y层的 ，C错误；由上述分析可知，含15N标记的DNA链有14条，含14N标记的DNA链有2条链，所以W层与Z层的核苷酸数之比为14∶2＝7∶1，D错误。
考向三 DNA复制与细胞分裂的关系10.用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则下列相关叙述不正确的是A.通过检测DNA链上3H标记出现的情况，不可推测DNA的复制方式B.细胞中DNA第二次复制完成后，每个细胞都带有3H标记C.秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂D.通过对细胞中不含染色单体的染色体计数，即可推测DNA复制的次数
解析 细胞中DNA第二次复制完成后，每条染色体中都有一条染色单体中的DNA带有3H标记，所以每个细胞都带有3H标记，B正确；秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂，所以能使细胞内染色体数加倍，C正确；1个DNA分子复制n次，形成的DNA分子数是2n，不含染色单体时一条染色体上含有一个DNA分子，因此可以通过对细胞中不含染色单体的染色体计数，可推测DNA复制的次数，D正确。
11.将果蝇精原细胞(2n＝8)的DNA分子两条链都用15N标记后，置于含14N的培养基中培养，连续进行两次分裂。下列推断正确的是A.第二次分裂中期的细胞中有8条染色单体含15NB.第二次分裂后期的细胞中有16条染色体含14NC.两次分裂结束后含14N的子细胞可能有2个或3个或4个D.两次分裂结束后所有子细胞的染色体均含有15N
解析 若进行的是有丝分裂，则第一次分裂结束产生的细胞中有8个DNA，均为14N－15N，则经过复制后，在第二次分裂中期的细胞中有16条染色单体，其中有8染色单体含15N；若进行的是减数分裂，DNA只复制1次，第二次分裂中期有4条染色体，8条染色单体，每条染色单体上都含15N，A正确；若进行的是减数分裂，则第二次分裂后期的细胞中有8条染色体含14N，B错误；由于DNA是半保留复制，若进行的是有丝分裂，两次分裂产生的4个子细胞都含14N，若进行的是减数分裂，则两次分裂结束后产生了4个子细胞，也均含14N，C错误；若进行的是减数分裂，两次分裂结束后所有子细胞的染色体均含有15N，若进行的是有丝分裂，形成的子细胞中含15N染色体的子细胞比例为1/2～1，D错误。
1.核心概念(1)(必修2 P49)碱基互补配对原则：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对，碱基之间的这种一一对应关系。(2)(必修2 P54)DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2.教材结论性语句(1)(必修2 P49)DNA的两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。
(2)(必修2 P54)DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。(3)(必修2 P57)DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。(4)(必修2 P57)基因是有遗传效应的DNA片段。
1.(2020·浙江7月选考)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是A.①表示胞嘧啶 B.②表示腺嘌呤C.③表示葡萄糖 D.④表示氢键
解析 图中①表示胸腺嘧啶，②表示胞嘧啶，③表示脱氧核糖，④表示氢键，D项正确。
2.(2019·天津，1)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究A.DNA复制的场所 B.mRNA与核糖体的结合C.分泌蛋白的运输 D.细胞膜脂质的流动
解析 脱氧核苷酸是合成DNA的原料，用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，然后注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所，A项符合题意。
3.(2018·海南，15)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代，再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是A.有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 1∶3B.有 15N15N 和 14N14N 两种，其比例为 1∶1C.有 15N15N 和 14N14N 两种，其比例为 3∶1D.有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 3∶1
解析 DNA分子的两条单链均只含有14N，该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代，形成4个DNA，其中2个DNA为15N14N，另外2个DNA为15N15N。再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代，DNA为15N14N形成的子代DNA中，1个DNA为15N14N，另外1个DNA为 14N14N；而DNA为 15N15N 形成的2个子代DNA都为 15N14N；因此，理论上 DNA 分子的组成类型有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 3∶1。
4.(2017·海南，24)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同B.前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高C.当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链D.经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
解析 双链DNA分子中，互补碱基两两相等，即A＝T，C＝G，A＋C与G＋T的比值为1。因此，碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值相同，A项错误；DNA分子中，C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，C与G的含量越高，DNA稳定性越高，则前一个比值越小，B项错误；当两个比值相同时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C项错误。
5.(2016·全国Ⅱ，2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是A.随后细胞中的DNA复制发生障碍B.随后细胞中的RNA转录发生障碍C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
解析 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录并抑制细胞增殖，A、B、D正确；因DNA分子的复制发生在分裂间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误。
6.(2016·全国Ⅰ，29)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的____(填“α”“β”或“γ”)位上。
解析 ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键，即β位和γ位之间的高能磷酸键，因此要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在γ位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的____(填“α”“β”或“γ”)位上。
解析 dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，为DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则带有32P的磷酸基团应在α位上。
(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记
解析 由于DNA分子复制为半保留复制，故在噬菌体双链DNA的复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代DNA分子中。另外，新合成DNA的过程中，原料无32P标记，所以n个子代DNA分子中有且只有2个含有32P标记。
一、选择题1.下列关于DNA的叙述，正确的是A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素组成B.连接磷酸与五碳糖的化学键可在解旋酶的作用下断裂C.DNA的片段都有遗传效应，可控制生物的性状D.DNA的复制和转录都能在细胞质中进行
解析 DNA基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替排列构成，有C、H、O、P元素，无N元素，A错误；解旋酶的作用对象是氢键，B错误；DNA分子中有遗传效应的片段，也有无遗传效应的片段，C错误。
2.用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是
A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键C.DNA中每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连D.可构建44种不同碱基序列的DNA
解析 双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A—T、C—G，且配对的碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2对A—T碱基对，2对C—G碱基对，即共形成4个脱氧核苷酸对，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有10个氢键，所以A错误，B正确；DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，C错误；这些卡片可形成2对A—T碱基对，2对C—G碱基对，且碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数少于44种，D错误。
3.某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，则A.互补链中含2个游离的磷酸基团B.互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为aC.互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比例为D.以互补链为模板转录产生的某mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为a
解析 双链DNA分子的每条链含有1个游离的磷酸基团，A项错误；在双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例与每条链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例相等，都为a，B项正确；互补链中鸟嘌呤占该链的比例为a－b，C项错误；转录是以DNA上某基因的一条链为模板，所以转录产生的mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例是不确定的，D项错误。
4.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是A.在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%B.在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%C.若该DNA分子含1 000个碱基对，则碱基之间的氢键数2 600个
解析 根据碱基互补配对原则，已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T和C分别占该链碱基总数的40%和15%，则A占该链碱基总数的1－40%－40%＝20%，G占该链碱基总数的40%－15%＝25%，则它的互补链中，T和C分别占碱基总数的20%和25%，T和C之和占该互补链碱基的20%＋25%＝45%，A错误，B正确；若该DNA分子含1 000个碱基对，则A＝T＝600(个)，C＝G＝400(个)，A、T之间的氢键为600×2＝1 200(个)，C、G之间的氢键为400×3＝1 200(个)，碱基之间的氢键数2 400个，C错误；
5.(2021·鱼台县第一中学高三月考)真核生物染色体上DNA具有多起点双向复制的特点，在复制原点(ri)结合相关的复合体，进行DNA的复制。下列叙述正确的是A.真核生物DNA上ri多于染色体的数目B.ri上结合的复合体具有打开磷酸二酯键的作用C.DNA子链延伸过程中，结合的复合体促进氢键形成D.每个细胞周期ri处可起始多次以保证子代DNA快速合成
解析 因DNA是多起点复制，且一条染色体上有1或2个DNA，因此ri多于染色体数目，A正确；ri上结合的复合体具有打开氢键的作用，B错误；DNA链延伸过程中结合的复合体促进磷酸二酯键的形成，C错误；每个细胞周期中DNA只复制一次，ri处只起始一次，D错误。
6.DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶或鸟嘌呤
解析 由4个子代DNA分子的碱基对可知该DNA分子经过诱变处理后，其中1条链上的碱基发生了突变，另一条链是正常的，所以得到的4个子代DNA分子中正常的DNA分子和异常的DNA分子各占1/2，因此含有G与C、C与G的2个DNA分子是未发生突变的，这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的，即亲代DNA分子中的碱基组成是C—G或G—C，因此P可能是G或C。
7.下列关于真核细胞DNA复制的说法，正确的是A.新的子链由4种脱氧核苷酸聚合而成，核苷酸的聚合过程需要DNA连 接酶B.构成DNA子链的4种脱氧核苷酸聚合时，ATP为降低反应活化能提供能量C.DNA分子在解旋酶的作用下，先完成解旋后再进行复制D.DNA复制过程中若出现错误，生物出现的新性状可能适应环境也可能 不适应环境
解析 脱氧核苷酸的聚合需要DNA聚合酶的催化，A错误；构成DNA子链的4种脱氧核苷酸聚合时，ATP为其提供能量，降低反应活化能的是DNA聚合酶，B错误；DNA分子的复制为边解旋边复制，C错误。
8.在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N—DNA(相对分子质量为a)和15N—DNA(相对分子质量为b)。将含15N的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述，正确的是A.Ⅰ代细菌DNA分子中两条链都是14NB.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量 为D.上述实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果能证明DNA复制方 式为半保留复制
解析 Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N，A项错误；Ⅱ代细菌含15N的DNA分子有2个，占全部(4个)DNA分子的 ，B项错误；
实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制，D项错误。
9.(2020·邹城市兖矿第一中学高三月考)核DNA被32P标记的精子与未被标记的卵细胞受精后，在不含放射性标记的培养基中连续分裂两次，下列分析正确的是A.放射性细胞数量与所有细胞数量之比逐代减少B.放射性DNA分子数与所有细胞总DNA分子数之比逐代减少C.可以确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期姐妹染色单体均分到两极D.无法确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期非同源染色体自由组合
解析 由于DNA的半保留复制，含有标记的DNA分子在未标记的原料中连续复制两次，带有放射性标记的DNA分子数与所有细胞总DNA分子数的比例将逐代减少，放射性细胞数量与所有细胞数量之比不一定逐代减少，A错误、B正确；有丝分裂后期姐妹染色单体分开后随机进入两个子细胞中，第一次分裂产生的子细胞都含有放射性，但第二次分裂后含有放射性的细胞数目无法确定，C错误；受精卵进行有丝分裂，不会发生基因重组，D错误。
10.7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被7-乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为A.10% B.20% C.30% D.45%
解析 根据DNA分子中的A占30%可知，T占30%，C占20%，G占20%，当其中的G全部被7-乙基化后，新复制的两个DNA分子中如果一个DNA分子中的T占总数的45%，则另一个DNA分子中的T占35%，但G的比例不变。
11.如图为某植物细胞的一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。下列有关叙述正确的是
A.在植物的每个细胞中，a、b、c基因都会表达出相应蛋白质B.a、b互为非等位基因，在亲子代间传递时可自由组合C.b中碱基对若发生了增添、缺失或替换，则发生了基因突变，但性状不 一定改变D.基因在染色体上呈线性排列，基因一定位于染色体上
解析 在植物的不同细胞中a、b、c基因可能选择性表达，A项错误；a、b两个基因为一条染色体上的非等位基因，在亲子代间传递时不能进行自由组合，B项错误；染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也有少量DNA，D项错误。
二、非选择题12.下图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙)，请据图回答下列问题：
(1)图甲为DNA的结构示意图，其基本骨架由_____和_____(填序号)交替排列构成，④为_________________(填名称)。
解析 DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成。图中的④是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧核苷酸。
(2)从图乙可看出，该过程是从____个起点开始复制的，从而______复制速率；图中所示的酶为______酶；作用于图甲中的_____(填序号)。
解析 分析图乙可知，DNA复制过程中有多个起点，这样可以大大提高复制的速率。图乙中酶使碱基对间的氢键断裂，使DNA双链解旋，应为解旋酶，作用于图甲中的⑨(氢键)。
(3)若用1个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，释放出300个子代噬菌体，其中含有32P的噬菌体所占的比例是______。
解析 用32P标记的1个噬菌体侵染大肠杆菌，根据DNA分子半保留复制的特点，新形成的300个噬菌体中有2个噬菌体含32P，占 。
(4)若图甲中的亲代DNA分子含有100个碱基对，将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则子代DNA分子的相对分子质量比原来增加_____。
解析 亲代DNA分子含有100个碱基对，在含有用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次形成的子代DNA分子一条链含32P，一条链含31P，标记的脱氧核苷酸比未标记的相对分子质量增加1，因此子代DNA的相对分子质量比原来增加100。
(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则该DNA分子经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的____。
解析 DNA分子复制时一条链上的碱基发生突变，另一条链上的碱基不发生突变，以碱基发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是异常的，以碱基没有发生突变的单链为模板合成的DNA分子都是正常的，因此无论复制多少次，发生差错的DNA分子都占DNA分子总数的 。
13.科学家为了探究DNA复制方式，先用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，再将亲本大肠杆菌转移到含14NH4Cl原料中培养，收集不同时期的大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。(1)用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，培养若干代的目的是_________________________________________。(2)有科学家认为DNA的复制是全保留复制，复制形成的两条子链结合在一起，两条模板链重新结合在一起。若是全保留复制，则实验结果是子一代的DNA位置是________________________。
保证用于实验的大肠杆菌的DNA中都含有15N
一半在重带，一半在轻带
(3)科学家进行实验，得到的实验结果是子一代的DNA位置全在中带，子二代的DNA位置一半在中带，一半在轻带。这个结果否定了全保留复制，你对此的解释是___________________________________________________________________________________________________。(4)有人认为，将子一代的DNA分子用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果 为轻带， 为重带，则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确，并说出你的理由。___________________________________________________________________________________________________________________________________。
DNA的复制是半保留复制，即新形成DNA分子的两条链中，一条为母链，一条为以母链作为模板形成的子链
不正确，因为无论是全保留复制还是半保留复制，子一代用解旋酶处理后都有一半的单链含15N，一半的单链含14N，离心后都是 为重带， 为轻带
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