2017高考生物總復(fù)習(xí) 第6單元 第18講 DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA的復(fù)制學(xué)案

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1、 第18講 DNA分子的結(jié)構(gòu) DNA的復(fù)制 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 [考綱點(diǎn)擊]　1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)(Ⅱ)　2.DNA分子的復(fù)制(Ⅱ)　3.基因的概念(Ⅱ) 一、DNA分子的結(jié)構(gòu) 巧 記借圖記憶 “3”→三種物質(zhì)：○、、。 “4”→四種堿基對應(yīng)四種脫氧核苷酸。 “5”→五種元素：只含C、H、O；○一定含P；?一定含N。二、DNA的復(fù)制 1. 2．過程 概念 以親代DNA為模板合成子代DNA的過程 時期 有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期 過程 解旋→合成子鏈→子鏈延伸→親子鏈復(fù)旋 條件 ①模板：親代DNA的每一條鏈 ②原

2、料：4種游離的脫氧核苷酸 ③能量：ATP釋放的能量 ④酶：DNA解旋酶和DNA聚合酶 結(jié)果 1個DNA復(fù)制形成2個完全相同的DNA 特點(diǎn) 邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制 精確復(fù)制 ①獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供模板 ②堿基互補(bǔ)配對原則　　　　 意義 將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性　　　　　 三、基因——有遺傳效應(yīng)的DNA片段 1．據(jù)圖1寫出基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈線性排列。 2．將代表下列結(jié)構(gòu)的字母填入圖2中的相應(yīng)橫線上： a．染色體、b.DNA、c.基因、d.脫氧核苷酸。 3．基因的實(shí)質(zhì)：具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 1．DNA的“

3、五、四、三、二、一”記憶法 五：五種元素：C、H、O、N、P。 四：四種堿基對應(yīng)四種脫氧核苷酸。 三：三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基。 二：兩條脫氧核苷酸長鏈(堿基對有A與T、G與C兩種配對方式)。 一：一種空間結(jié)構(gòu)——規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 2．DNA復(fù)制的兩個必記知識點(diǎn) (1)DNA復(fù)制特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制。 (2)復(fù)制的“四要素”。 ①模板：DNA分子的兩條鏈。 ②原料：游離的四種脫氧核苷酸。 ③酶：解旋酶和DNA聚合酶。 ④能量：細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP。 3．基因的兩個記憶知識點(diǎn) (1)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 (2)染色體是基因的主要載體。

4、線粒體和葉綠體中也存在基因。 考法一　DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相關(guān)計算 1．DNA分子結(jié)構(gòu)的解讀 (1)基本結(jié)構(gòu)——脫氧核苷酸 ①由磷酸、脫氧核糖、含氮堿基組成，三者之間的數(shù)量關(guān)系為1∶1∶1。 ②每個DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個。 (2)水解產(chǎn)物 DNA的初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。 (3)DNA分子中存在的化學(xué)鍵 ①氫鍵：堿基對之間的化學(xué)鍵，可用解旋酶斷裂，也可加熱斷裂。 ②磷酸二酯鍵：磷酸和脫氧核糖之間的化學(xué)鍵，用限制性核酸內(nèi)切酶處理可切割，用DNA連接酶處理可連接。 (4)堿基對數(shù)與氫鍵數(shù)的關(guān)系 若堿基對數(shù)為

5、n，則氫鍵數(shù)為2n～3n，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3n－m。 2．DNA分子的特性 (1)相對穩(wěn)定性：DNA分子中磷酸和脫氧核糖交替連接的方式不變；兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對的方式不變。 (2)多樣性：不同的DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目不同，排列順序多種多樣。若某DNA分子中有n個堿基對，則排列順序有4n種。 (3)特異性：每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA的特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。 3．雙鏈DNA分子中堿基的計算規(guī)律 (1)互補(bǔ)的兩個堿基數(shù)量相等，即A＝T，C＝G。 (2)任意兩個不互補(bǔ)的堿基數(shù)量之和占堿基總數(shù)的50%，即嘌呤之和＝嘧啶之和＝總堿基數(shù)×50%，

6、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋T＋C＋G)×50%，＝＝1。 (3)在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。 設(shè)在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1＋T1＝n%，因?yàn)锳1＝T2，A2＝T1，則：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝＝n%。 簡記為“配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。 (4)雙鏈DNA分子中，非互補(bǔ)堿基之和所占比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)。 設(shè)雙鏈DNA分子中，一條鏈上：＝m， 則：＝＝m，互補(bǔ)鏈上＝。 簡記為：“DNA兩互補(bǔ)鏈中，不配對兩堿基之和的比值乘積為1。” 　DNA分子中

7、有關(guān)堿基比例計算的解題步驟 解DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的試題時要分三步進(jìn)行： (1)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。 (2)畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知和所求的堿基。 (3)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計算。 視角1?　DNA分子結(jié)構(gòu)的分析 1．(模型分析類)在搭建DNA分子模型的實(shí)驗(yàn)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

8、．能搭建出20個脫氧核苷酸 B．所搭建的DNA分子片段最長為7個堿基對 C．能搭建出410種不同的DNA分子模型 D．能搭建出一個4個堿基對的DNA分子片段 解析：選D。要搭建20個脫氧核苷酸，需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物的數(shù)量為20，A錯誤；要搭建7個堿基對的DNA分子，至少需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物(核苷酸內(nèi)部和核苷酸之間)26個，B錯誤；脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個，磷酸塑料片8個，能搭建出一個4個堿基對的DNA分子片段，能搭建的DNA分子模型種類少于44種，C錯誤、D正確。 2．(示意圖類)如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對該圖的描述正確的是(　　) A．②和③相

9、間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架 B．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 C．DNA聚合酶用于⑨的形成 D．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息 解析：選D。由圖示可知，②和①相間排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架；④中的①應(yīng)屬于上面那個脫氧核苷酸的磷酸基團(tuán)；⑨的形成依靠堿基互補(bǔ)配對原則，不需DNA聚合酶，DNA聚合酶是將游離的脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈。 視角2?　 3．(演繹計算類)(2016·江蘇南通模擬)某雙鏈DNA分子中，鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基的比例為a，其中一條鏈上鳥嘌呤占該鏈全部堿基的比例為b，則互補(bǔ)鏈中鳥嘌呤占整個DNA分子堿基的比例為(　　) A．a(chǎn)/2

10、—b/2　　　　　　　　 B．a(chǎn)—b C．(a—b)/(1—a) D．b—a/2 解析：選A。依題意，某雙鏈DNA分子中，G＋C＝a，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，則有G＝C＝a/2，即兩條鏈中所含有的鳥嘌呤之和為a/2；一條鏈上鳥嘌呤(G)占該鏈全部堿基的比例為b，則占整個DNA分子堿基的比例＝b/2；互補(bǔ)鏈中鳥嘌呤(G)占整個DNA分子堿基的比例＝a/2—b/2，故A項(xiàng)正確。 4．(坐標(biāo)圖示類) (2014·高考山東卷)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是(　　)

11、 解析：選C。A項(xiàng)，無論DNA分子的一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)的值為多少，整個DNA分子中(A＋C)/(T＋G)都等于1。B項(xiàng)，由于雙鏈DNA分子中A與T配對、G與C配對，故一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)的值與其互補(bǔ)鏈中的(A＋C)/(T＋G)的值互為倒數(shù)。C項(xiàng)，由于雙鏈DNA分子中A與T配對、G與C配對，故一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)的值與整個DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值相等。D項(xiàng)，由于雙鏈DNA分子中A與T配對、G與C配對，故一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)的值與其互補(bǔ)鏈中(A＋T)/(G＋C)的值相等。 考法二　以半保留復(fù)制為基礎(chǔ)，考查DNA復(fù)制的過程及

12、相關(guān)計算 1．生物體中DNA分子復(fù)制的場所 2．影響DNA復(fù)制的外界條件 3．DNA分子復(fù)制中相關(guān)計算的規(guī)律方法 DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制，若將一個全部N原子被15N標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)若干代，其結(jié)果分析如下： (1)子代DNA分子數(shù)：2n個。 ①無論復(fù)制多少次，含15N的DNA分子始終是2個。 ②含14N的DNA分子有2n個，只含14N的DNA分子有(2n－2)個，做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。 (2)子代DNA分子的總鏈數(shù)：2n×2＝2n＋1條。 ①無論復(fù)制多少次，含15N的鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是

13、“鏈數(shù)”。 ②含14N的鏈數(shù)是(2n＋1－2)條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)。 ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗游離的該種脫氧核苷酸為m×(2n－1)個。 ②若進(jìn)行第n次復(fù)制，則需消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m×2n－1個。 　巧借模式圖解答與DNA復(fù)制有關(guān)問題 學(xué)會畫DNA分子半保留復(fù)制圖解有助于理解DNA的相關(guān)計算規(guī)律，如下圖所示： 視角1?　以分析判斷或圖形分析的方式，考查DNA復(fù)制的過程和特點(diǎn) 1．(模式圖類)如圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程的模式圖，據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．由圖示得知，DNA分子復(fù)制的方式是

14、半保留復(fù)制 B．解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要消耗ATP C．子代DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫信帕械? D．DNA在復(fù)制過程中是先進(jìn)行解旋，后半保留復(fù)制 解析：選D。由圖示可知，新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，A正確；解旋酶使DNA雙鏈解開過程消耗ATP，B正確；子代DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模珻正確；DNA在復(fù)制過程中是邊解旋，邊半保留復(fù)制，D錯誤。 2．(多起點(diǎn)復(fù)制類)如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點(diǎn)同時開始的 B．圖中DNA分子復(fù)制是邊

15、解旋邊雙向復(fù)制的 C．真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶 D．真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制效率 解析：選A。由圖可看出，此段DNA分子有三個復(fù)制起點(diǎn)，但多個復(fù)制起點(diǎn)并不一定是同時開始的；由圖中的箭頭方向可知，DNA分子是雙向復(fù)制的；半保留復(fù)制的模式可以保持前后代的遺傳穩(wěn)定性，多起點(diǎn)復(fù)制可以大大提高復(fù)制效率；DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等的催化。 視角2?　以演繹計算的形式，考查DNA半保留復(fù)制過程中的相關(guān)計算 3．(實(shí)驗(yàn)裝置計算類)某基因(14N)含有3 000個堿基，腺嘌呤占35%。若該DNA分子用15N同位素標(biāo)記過的四種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次。將全部復(fù)制

16、產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，得到如圖1結(jié)果；如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到如圖2結(jié)果。下列有關(guān)分析正確的是(　　) A．X層全部是僅含14N的基因 B．W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶3 150個 C．X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/4 D．W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為1∶4 解析：選B。DNA是半保留復(fù)制，故復(fù)制3次，DNA總數(shù)是8個，其中含有14N的DNA為2個(每個DNA均為一條14N鏈，一條15N鏈)，其余6個均為15N的DNA(兩條鏈均為15N)。因?yàn)?4N15N的DNA密度比15N15N的DNA密度小，故X層應(yīng)該為14N15N的DNA，Y層為15N15N的DNA，A

17、錯誤。一個DNA中含有3 000個堿基，腺嘌呤占35%，那么胞嘧啶占15%，故胞嘧啶的堿基數(shù)為450個，復(fù)制3次一共得到8個DNA，這樣需要的胞嘧啶數(shù)為450×7＝3 150個，B正確。復(fù)制得到的DNA所含有的堿基數(shù)都是相同的，那么氫鍵數(shù)也應(yīng)該是相同的，X層有2個DNA，Y層有6個DNA，這樣它們的氫鍵數(shù)之比即為DNA數(shù)之比，即X層中含有的氫鍵數(shù)∶Y層中含有的氫鍵數(shù)＝1∶3，X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3，C錯誤。復(fù)制后的8個DNA一共含有16條鏈，其中14N的鏈2條(分布在Z層)，15N的鏈14條(分布在W層)，因?yàn)樵摶蚝? 000個堿基，故每條鏈的核苷酸數(shù)為1 500，這樣Z層的核苷

18、酸數(shù)為1 500×2＝3 000，W層的核苷酸數(shù)為1 500×14＝21 000個，故W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為7∶1。 4．(演繹計算類)(2016·福建四地六校聯(lián)考)用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，其結(jié)果可能是(　　) A．含有14N的DNA占7/8 B．復(fù)制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個 C．含有15N的DNA占1/16 D．子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是2∶3 解析：選B。該DNA分子在14N培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，可得到16個DNA分子，其中含有14N的DNA分子占100%，故A錯；由題干

19、可知，該DNA分子中有腺嘌呤(A)40個，則復(fù)制4次后需游離的該脫氧核苷酸為40×(24－1)＝600個，故B正確；含有15N的DNA分子占2/16，因?yàn)镈NA復(fù)制為半保留復(fù)制，親代DNA分子的兩條鏈只可能進(jìn)入兩個子代DNA分子中，故C錯；在子代DNA分子中嘌呤與嘧啶之比是1∶1，故D錯。 視角3?　DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂 5．(原創(chuàng)題)某生物細(xì)胞內(nèi)有一對同源染色體，如圖所示(a與a′、b與b′為姐妹染色單體，著絲點(diǎn)分裂后成為子染色體，細(xì)胞在有絲分裂過程中，子染色體a可與b′組合進(jìn)入一個子細(xì)胞，也可與b組合進(jìn)入一個子細(xì)胞，兩種可能性在概率上是相等的)。若選取1 000個該生物細(xì)胞作為研究對象

20、，用15N標(biāo)記這對同源染色體上的DNA分子雙鏈，再放入不含15N標(biāo)記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)(細(xì)胞分裂同步)，則完成1次分裂、2次分裂、3次分裂所得子細(xì)胞中含15N標(biāo)記的細(xì)胞個數(shù)分別為(　　) A．2 000、3 000、5 000 B．1 000、2 000、4 000 C．2 000、3 000、3 500 D．2 000、3 000、4 500 解析：選C。因?yàn)镈NA分子2條鏈均被15N標(biāo)記，經(jīng)過1次復(fù)制后，DNA分子為15N14N，所以完成1次分裂所得2 000個子細(xì)胞都含15N；第2次分裂時，細(xì)胞中DNA分子(15N14N)復(fù)制后一半為14N14N，一半為15N14N，約有一半(

21、1 000個)細(xì)胞選擇第一種分裂方式，含15N的子染色體都進(jìn)入同一子細(xì)胞，產(chǎn)生的2 000個子細(xì)胞中有一半不含15N，約有一半(1 000個)細(xì)胞選擇第二種分裂方式，含15N的子染色體分別進(jìn)入2個子細(xì)胞，產(chǎn)生的2 000個子細(xì)胞都含15N，所以4 000個子細(xì)胞中共有3 000個含15N標(biāo)記；同理，在第3次分裂中含15N的細(xì)胞約有一半細(xì)胞選擇第一種分裂方式，還有一半選擇第二種分裂方式，8 000個子細(xì)胞中有3 500個含15N標(biāo)記。 [誤區(qū)補(bǔ)短] 易錯點(diǎn)1　對并非所有的DNA分子都遵循堿基互補(bǔ)配對原則理解不透 [點(diǎn)撥]　(1)雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)＝嘧啶數(shù)，遵循堿基互補(bǔ)配對原則。

22、 (2)單鏈DNA分子中不遵循堿基互補(bǔ)配對原則，嘌呤數(shù)和嘧啶數(shù)不一定相等。 易錯點(diǎn)2　計算時，亂套公式而出錯 [點(diǎn)撥]　用DNA分子相關(guān)堿基互補(bǔ)配對演繹出來的各種計算公式是有前提條件的，其前提條件必須確認(rèn)為“雙鏈DNA分子”才成立，否則不成立。判定如下：①雙鏈DNA分子中A＝T、G＝C，若出現(xiàn)A≠T或G≠C可肯定不是雙鏈DNA分子。②若出現(xiàn)“嘌呤≠嘧啶”則可肯定不是雙鏈DNA分子，可能為“RNA”、“單鏈DNA”或“DNA＋RNA”。 易錯點(diǎn)3　對細(xì)胞分裂和DNA復(fù)制相結(jié)合的知識理解不透 [點(diǎn)撥]　只要親代細(xì)胞所有DNA均標(biāo)記且只復(fù)制1次，產(chǎn)生子代DNA分子全帶放射性，不管有絲分裂一次

23、產(chǎn)生2個子細(xì)胞，還是減數(shù)分裂連續(xù)分裂2次產(chǎn)生4個子細(xì)胞。 易錯點(diǎn)4　對DNA復(fù)制過程中“第n次”還是“n次”復(fù)制所需某種堿基數(shù)量的計算原理不清 [點(diǎn)撥]　第n次復(fù)制是所有DNA只復(fù)制第n次所需堿基數(shù)目；n次復(fù)制是指由原來的DNA分子復(fù)制n次，所需堿基數(shù)目。 易錯點(diǎn)5　對DNA復(fù)制與基因突變的關(guān)系混淆不清 [點(diǎn)撥]　(1)一般情況下，DNA分子能準(zhǔn)確地進(jìn)行復(fù)制。原因：DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板；通過堿基互補(bǔ)配對，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。 (2)在特殊情況下，在外界因素和生物內(nèi)部因素的作用下，可能造成堿基配對發(fā)生差錯，引發(fā)基因突變。 ?微觀清障 1．判斷下列

24、有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的敘述 (1)(2014·江蘇卷 T4C)富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立也作出了巨大的貢獻(xiàn)。(　　) (2)(2014·全國卷Ⅱ T5C)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的。(　　) (3)DNA分子一條鏈上相鄰的兩個堿基通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”間接相連。(　　) (4)含有G、C堿基對比較多的DNA分子相對比較穩(wěn)定。(　　) (5)雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 2．判斷下列有關(guān)DNA復(fù)制的敘述 (1)(2015·四川卷 T1D改編)在葉綠體中發(fā)生的生理

25、過程中，不需要蛋白質(zhì)參與的是DNA復(fù)制。(　　) (2)(2014·全國卷Ⅱ T5B)植物細(xì)胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DNA的復(fù)制。(　　) (3)DNA復(fù)制需要消耗能量。(　　) (4)DNA分子復(fù)制n次，不含親代鏈的子代DNA分子數(shù)為2n－2個。(　　) (5)真核生物大部分核酸在細(xì)胞核中合成。(　　) (6)在一個細(xì)胞周期中，DNA復(fù)制過程中的解旋發(fā)生在兩條DNA母鏈之間。(　　) (7)DNA復(fù)制就是基因表達(dá)的過程。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)√　(7)× [能力培優(yōu)] 　DNA結(jié)構(gòu)與復(fù)制模式圖解讀 [信息解讀]

26、(1)圖甲表示DNA復(fù)制，A為解旋酶，B為DNA聚合酶，a、d為母鏈，b、c為子鏈。 (2)圖乙是圖甲中某一片段放大后的DNA分子平面模式圖，1、2、3、4表示堿基、5為脫氧核糖、6是磷酸、7是胸腺嘧啶脫氧核苷酸、8為DNA內(nèi)側(cè)的一個G—C堿基對、9是C—G之間的三個氫鍵、10為一條脫氧核苷酸長鏈、11是連接單鏈中相鄰兩個脫氧核苷酸的磷酸二酯鍵。 (3)圖丙是圖乙的簡化形式，其中12是磷酸二酯鍵，13是氫鍵，解旋酶作用于13，而限制酶、DNA連接酶和DNA聚合酶作用于12。 ?強(qiáng)化訓(xùn)練 1．(2016·北京通州模擬)下圖是人體細(xì)胞中某DNA片段結(jié)構(gòu)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

27、 A．圖中“X”代表磷酸基團(tuán)，“A”代表腺苷 B．DNA復(fù)制時，圖中“N”鍵首先全部斷開 C．DNA轉(zhuǎn)錄時，需要DNA聚合酶的催化 D．DNA聚合酶能催化“M”鍵的形成 解析：選D。圖中的“A”代表腺嘌呤，而腺苷包括腺嘌呤和核糖，A錯誤；DNA復(fù)制時邊解旋邊復(fù)制，氫鍵是逐步斷開的，B錯誤；DNA轉(zhuǎn)錄時，需要RNA聚合酶的催化，不需要DNA聚合酶，C錯誤；DNA聚合酶作用的部位是磷酸二酯鍵，D正確。 2．關(guān)于下圖所示DNA分子的敘述，正確的是(　　) A．限制酶作用于①部位，DNA連接酶作用于③部位 B．該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和(A＋T)/(G＋C)的比例上 C．

28、若該DNA分子中A為p個，占全部堿基的n/m(m＞2n)，則G的個數(shù)為(pm/2n)－p D．把該DNA分子放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代，子代中含15N的DNA分子占3/4 解析：選C。限制酶和DNA連接酶都作用于①部位；該DNA的特異性不表現(xiàn)在堿基種類上，而是表現(xiàn)在堿基的排列順序上；DNA分子中A＋G＝T＋C＝50%，如果DNA中含有P個A，占全部堿基的n/m，則DNA分子的堿基總數(shù)為pm/n，所以G的個數(shù)為(pm/2n)－p；把該DNA放在含15N的培養(yǎng)基中復(fù)制兩代，子代DNA都含有15N。 考點(diǎn)一　DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)(含相關(guān)計算) 1．下列能正確表示DNA片段的示意

29、圖是(　　) [導(dǎo)學(xué)號29520310]　解析：選D。DNA通常為雙鏈結(jié)構(gòu)，由含有A、T、C、G四種堿基的脫氧核苷酸組成。A與T配對，之間有兩個氫鍵；G與C配對，之間有三個氫鍵。DNA分子的兩條鏈反向平行。 2．在一個雙鏈DNA分子中，堿基總數(shù)為m，腺嘌呤堿基數(shù)為n，G與C之間形成3個氫鍵，A與T之間形成2個氫鍵。則下列有關(guān)敘述正確的是(　　) ①脫氧核苷酸數(shù)＝磷酸數(shù)＝堿基總數(shù)＝m ②堿基之間的氫鍵數(shù)為(3m－2n)/2 ③一條鏈中A＋T的數(shù)量為n ④G的數(shù)量為m－n A．①②③④　　 B．②③④　　 C．③④　　 D．①②③ [導(dǎo)學(xué)號29520311]　解析：選D。每個

30、脫氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基，故①中的等量關(guān)系正確；對于②，因G與C之間形成3個氫鍵，A與T之間形成2個氫鍵，故氫鍵數(shù)為2n＋3×(m－2n)/2＝(3m－2n)/2；③因兩條鏈中A＋T的總量為2n，故一條鏈中A＋T的數(shù)量應(yīng)為n；④中計算G的數(shù)量有誤，應(yīng)為(m－2n)/2＝(m/2)－n。 考點(diǎn)二　DNA分子復(fù)制的過程及特點(diǎn)(含相關(guān)計算) 3．(2016·安徽安慶模擬)某生物細(xì)胞內(nèi)有1對同源染色體，將200個用15N同位素標(biāo)記了DNA分子的體細(xì)胞加入含14N脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，并在適宜條件下進(jìn)行同步培養(yǎng)(細(xì)胞分裂同步進(jìn)行)，某時刻測定培養(yǎng)液中細(xì)胞的總數(shù)目為1

31、600個。在這1 600個細(xì)胞中大約有多少個細(xì)胞內(nèi)含有15N放射性？(　　) A．900　　 B．800 C．700 D．400 [導(dǎo)學(xué)號29520312]　解析：選D。根據(jù)題意，體細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制，解題時只需以一個細(xì)胞作為分析的樣本即可。每個標(biāo)記的DNA分子中的兩條鏈最終會分布在兩個子代DNA分子中，故1個細(xì)胞無論分裂多少次，都有兩個子細(xì)胞中具有標(biāo)記的DNA分子，所以最終有200×2＝400個細(xì)胞中含有放射性，應(yīng)選D。 4．(2016·河南鄭州二測)將正常生長的玉米根尖細(xì)胞放在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，待其完成一個細(xì)胞周期后，

32、再轉(zhuǎn)入不含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓其再完成一個細(xì)胞周期。此時獲得的子細(xì)胞內(nèi)DNA分子不可能為(只考慮其中一對同源染色體上的DNA分子)(　　) A．②　　 B．①② C．③ D．③④ [導(dǎo)學(xué)號29520313]　解析：選A。玉米根尖細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，在含3H標(biāo)記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一個周期，根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)，則細(xì)胞中的每個DNA一條鏈含3H，另一條鏈不含。轉(zhuǎn)入不含3H標(biāo)記的培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個周期，中期時一個著絲點(diǎn)連接的兩條姐妹染色單體中的DNA分子，其中一個全部不含3H，即為正常DNA，另一個一條鏈含3H，另一條不含3H，而在有絲分裂后期，著絲點(diǎn)斷裂

33、后，姐妹染色單體分離，隨機(jī)移向兩極，因此可以產(chǎn)生圖中的①③④，故選擇A選項(xiàng)。 5．(2016·北京海淀月考)在DNA復(fù)制開始時，將大腸桿菌放在含低劑量3H標(biāo)記的脫氧胸苷(3H—dT)的培養(yǎng)基中，3H—dT可摻入正在復(fù)制的DNA分子中，使其帶有放射性標(biāo)記。幾分鐘后，將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含高劑量3H—dT的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。收集裂解細(xì)胞，抽取其中的DNA進(jìn)行放射性自顯影檢測，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖可以作出的推測是(　　) A．復(fù)制起始區(qū)在高放射性區(qū)域 B．DNA復(fù)制為半保留復(fù)制 C．DNA復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個方向延伸 D．DNA復(fù)制方向?yàn)閍→c [導(dǎo)學(xué)號29520314]　解析：選C。由

34、題干信息可知，DNA復(fù)制的前一段時間，培養(yǎng)基中含低劑量放射性標(biāo)記，后一段時間含高劑量放射性標(biāo)記，最終檢測的放射性結(jié)果顯示低劑量在中段，高劑量在兩端，所以可推測DNA復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個方向延伸。 6．(2016·云南部分名校統(tǒng)考)用3H標(biāo)記蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入含秋水仙素但不含3H的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。若秋水仙素對細(xì)胞連續(xù)發(fā)揮作用，則相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．秋水仙素可抑制紡錘體的形成，但不影響著絲點(diǎn)的正常分裂 B．通過對細(xì)胞中不含染色單體時的染色體計數(shù)，可推測DNA復(fù)制的次數(shù) C．通過檢測DNA鏈上3H標(biāo)記出現(xiàn)的情況，可推測DNA的復(fù)制方式 D．細(xì)胞

35、中DNA第二次復(fù)制完成時，每條染色體的單體均帶有3H標(biāo)記 [導(dǎo)學(xué)號29520315]　解析：選D。秋水仙素可抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致細(xì)胞中染色體加倍，但不影響著絲點(diǎn)的正常分裂，A正確；通過對細(xì)胞中不含染色單體時的染色體計數(shù)，加倍一次是因?yàn)閺?fù)制了一次，可以推測DNA復(fù)制次數(shù)，B正確；檢測DNA鏈上3H標(biāo)記出現(xiàn)的情況，可推測DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制，C正確；DNA分子是半保留復(fù)制，DNA第二次復(fù)制完成時，每條染色體的兩條染色單體中有1條含有放射性，D錯誤。 7．(2016·福建泉州質(zhì)檢)H2O2能將鳥嘌呤(G)氧化損傷為8—氧—7—?dú)涿撗貘B嘌呤(8-oxodG)，8-oxo

36、dG與A互補(bǔ)配對。若DNA片段(—TCTCGA—,—AGAGCT—))有兩個G發(fā)生上述氧化損傷，則該片段復(fù)制兩次形成的子代DNA中不可能出現(xiàn)的是(　　) A．一半分子堿基序列保持不變 B．一半分子含有8-oxodG C．全部分子G—C堿基對數(shù)減少 D．全部分子A—T堿基對數(shù)增多 [導(dǎo)學(xué)號29520316]　解析：選D。DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，由題意分析可知，如果是DNA一條鏈中的2個G發(fā)生損傷后，形成的DNA分子中應(yīng)有一半是正常的，一半是突變的，即一半分子堿基序列保持不變，A正確；一半分子突變后含有8-oxodG，B正確；因?yàn)镚損傷后與A配對，如果是這兩個G的損傷分別在2條鏈中，那么

37、在復(fù)制形成的全部分子中G—C堿基對含量都會減少，C正確；而A—T堿基對最多在復(fù)制形成的4個DNA分子中有2個增加，D錯誤。 8．在DNA分子復(fù)制的過程中(　　) A．雙鏈解開時需要解旋酶催化而不需要消耗能量 B．獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板 C．雙鏈全部解開后在DNA聚合酶催化下合成子鏈 D．同一條核苷酸鏈上的堿基通過氫鍵形成堿基對 [導(dǎo)學(xué)號29520317]　解析：選B。DNA雙鏈解開時需要解旋酶催化也需要消耗能量，A錯誤；獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)解旋后，按照堿基互補(bǔ)配對原則為復(fù)制提供精確的模板，B正確；DNA復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制，C錯誤；兩條核苷酸鏈上的堿基通過氫鍵形成堿基對，同

38、一條核苷酸鏈上的堿基不能通過氫鍵形成堿基對，D錯誤。 9．亞硝酸鹽可使DNA的某些堿基脫去氨基，堿基脫去氨基后的變化如下：C轉(zhuǎn)變?yōu)閁(U與A配對)，A轉(zhuǎn)變?yōu)镮(I為次黃嘌呤，與C配對)?，F(xiàn)有一個DNA片段為：，經(jīng)亞硝酸鹽作用后，若鏈①中的A、C發(fā)生脫氨基作用，則下列哪個片段可能是其經(jīng)過兩輪復(fù)制后產(chǎn)生的(　　) A.　　　　　　 B. C. D. [導(dǎo)學(xué)號29520318]　解析：選C。若鏈①中的A、C發(fā)生脫氨基作用，則該DNA片段為，復(fù)制1次后2個DNA片段為和，第二次復(fù)制時，由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，而A、B、D選項(xiàng)中的DNA片段都沒有一條鏈和第一次復(fù)制后的2個DNA片段的鏈相

39、同或互補(bǔ)，故都錯。C選項(xiàng)中的DNA片段剛好是以—CCAAC—為模板復(fù)制而來，故C正確。 10．具有x個堿基對的一個雙鏈DNA分子片段，含有y個嘧啶。下列敘述正確的是(　　) A．該分子片段即為一個基因 B．該分子片段中，堿基的比例y/x＝1 C．該DNA單鏈中相鄰的兩個堿基通過氫鍵連接 D．該分子片段完成n次復(fù)制需要(2x－y)·2n個游離的嘌呤脫氧核苷酸 [導(dǎo)學(xué)號29520319]　解析：選B?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段，依題意無法判斷該雙鏈DNA分子片段是否有遺傳效應(yīng)，A錯誤；依題意，在該雙鏈DNA分子片段中，A＋T＋C＋G＝2x，T＋C＝y(tǒng)，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，在該雙

40、鏈DNA分子片段中，則有A＝T、C＝G，所以解得x＝y(tǒng)，即在該分子片段中，堿基的比例y/x＝1，B正確；該DNA單鏈中，相鄰的兩個堿基通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接，C錯誤；依題意，該雙鏈DNA分子片段中，A＋T＋C＋G＝2x，T＋C＝y(tǒng)，解得A＋G＝2x－y，該分子片段完成n次復(fù)制需要游離的嘌呤脫氧核苷酸為(2n－1)(2x－y)個，D錯誤。 11．(2016·陜西五校聯(lián)考)現(xiàn)已知基因M含有堿基共N個，腺嘌呤n個，具有類似如右圖所示的平面結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是(　　) A．基因M共有4個游離的磷酸基，1.5N－n個氫鍵 B．如圖a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示

41、；a鏈含有A的比例最多為2n/N C．基因M的雙螺旋結(jié)構(gòu)中，脫氧核糖和磷脂交替排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架 D．基因M和它的等位基因m含有的堿基數(shù)可以不相等 [導(dǎo)學(xué)號29520320]　解析：選D?；騇的每一條鏈有1個游離的磷酸基，故共有2個游離的磷酸基，氫鍵數(shù)為1.5N－n，A錯誤。基因是兩條脫氧核苷酸鏈組成的，圖中a和b共同組成基因M，因此基因M的等位基因m不能用b表示，故B錯誤。雙螺旋結(jié)構(gòu)中脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，故C錯誤?；騇和它的等位基因m的堿基數(shù)或排列順序可以不同，故D正確。 12．某長度為1 000個堿基對的雙鏈環(huán)狀DNA分子，其中含腺嘌呤300個

42、。該DNA分子復(fù)制時，1鏈?zhǔn)紫缺粩嚅_形成3′、5′端，接著5′端與2鏈發(fā)生分離，隨后DNA分子以2鏈為模板，通過滾動從1鏈的3′端開始延伸子鏈，同時還以分離出來的5′端單鏈為模板合成另一條子鏈，其過程如圖所示。下列關(guān)于該過程的敘述中正確的是(　　) A．1鏈中的堿基數(shù)目多于2鏈 B．該過程是從兩個起點(diǎn)同時進(jìn)行的 C．復(fù)制過程中2條鏈分別作模板，邊解旋邊復(fù)制 D．若該DNA連續(xù)復(fù)制3次，則第三次共需鳥嘌呤4 900個 [導(dǎo)學(xué)號29520321]　解析：選C。環(huán)狀雙鏈DNA分子的兩條鏈的堿基是互補(bǔ)配對的，所以1鏈和2鏈均含1 000個堿基；該DNA分子的復(fù)制起始于斷口處，由于只有一處

43、斷開，故只有一個復(fù)制起點(diǎn)；斷開后兩條鏈分別作模板，邊解旋邊復(fù)制；該DNA分子含腺嘌呤300個，所以胸腺嘧啶也為300個，第三次復(fù)制新合成4個DNA，則第三次復(fù)制時共需鳥嘌呤700×4＝2 800(個)。 13．如圖所示為細(xì)胞中與基因有關(guān)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，請分析并回答下列問題： (1)細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是[　　]________，基因和b的關(guān)系是________________________________。 (2)遺傳物質(zhì)的主要載體是[　　]________，基因和a的關(guān)系是________________________________。 (3)c和b的關(guān)系是____________

44、____，b被徹底水解后的產(chǎn)物是________(填字母)。 (4)如果基因存在于________________上，則其遺傳方式與性別相關(guān)聯(lián)，這就是________________。這種遺傳方式既遵循________________定律，又有特殊性。 (5)b的空間結(jié)構(gòu)是________________________。若其中的(A＋T)/(G＋C)＝0.25，則G占總堿基數(shù)的比例為________________，其中一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)＝________________。 [導(dǎo)學(xué)號29520322]　解析：(1)細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNA，基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。

45、(2)DNA的主要載體是染色體，基因在染色體上呈線性排列。(3)DNA的基本單位是脫氧核苷酸，當(dāng)DNA分子徹底水解時，產(chǎn)物為磷酸、脫氧核糖和含氮堿基，當(dāng)DNA分子初步水解時產(chǎn)物為脫氧核苷酸。(4)存在于性染色體上的基因控制的性狀與性別有關(guān)，伴性遺傳符合基因的分離定律。(5)DNA分子具有雙螺旋結(jié)構(gòu)。如果DNA分子中(A＋T)/(G＋C)＝0.25，則G占總堿基數(shù)的比例是40%。每條單鏈中(A＋T)/(G＋C)等于整個DNA分子中的該比例。 答案：(1)b　DNA　基因是有遺傳效應(yīng)的b片段 (2)a　染色體　基因在a上呈線性排列 (3)c是組成b的基本單位　d、e、f (4)性染色體　伴

46、性遺傳　基因分離 (5)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)　40%　0.25 14．如圖1為真核生物染色體上部分DNA分子復(fù)制過程示意圖，圖2為擬核或質(zhì)粒復(fù)制過程示意圖，據(jù)圖回答下列問題： (1)從圖1可以看出，DNA分子復(fù)制是______________________________________________。 (2)真核生物DNA分子復(fù)制過程需要的條件是________________________等，DNA解旋酶的作用是__________________________________。 (3)圖1生物的DNA復(fù)制方式的意義是________________________。

47、(4)將不含放射性的擬核放在含有3H－胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，如果第一次復(fù)制時，圖2中1、2處的放射性強(qiáng)度相同，證明DNA復(fù)制方式很可能是________________________。 (5)若圖2中DNA在復(fù)制開始前的堿基總數(shù)是100個，其中T為20個，則復(fù)制一次需要游離的C為____________個。 [導(dǎo)學(xué)號29520323]　解析：(1)(3)圖1中的復(fù)制起點(diǎn)有三個，每個起點(diǎn)處復(fù)制都是雙向進(jìn)行的，且邊解旋邊復(fù)制，這種復(fù)制方式有利于提高復(fù)制速率。(2)DNA復(fù)制需要模板、原料、酶、ATP等條件。(4)如果第一次復(fù)制時圖2中1、2處的放射性強(qiáng)度相同，則表明新合成的DNA的兩條鏈中

48、含放射性的鏈都是一條，也說明了DNA復(fù)制屬于半保留復(fù)制。(5)DNA的堿基總數(shù)為100個，其中T為20個，則DNA分子中胞嘧啶C＝30個，所以復(fù)制一次需要游離的C為30個。 答案：(1)多起點(diǎn)、雙向復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制 (2)模板、能量、脫氧核苷酸、酶　打開DNA分子堿基對之間的氫鍵，形成兩條單鏈 (3)提高了復(fù)制速率 (4)半保留復(fù)制　(5)30 15．蠶豆體細(xì)胞染色體數(shù)目2N＝12，科學(xué)家用3H標(biāo)記蠶豆根尖細(xì)胞的DNA，可以在染色體水平上研究真核生物的DNA復(fù)制方式。 實(shí)驗(yàn)的基本過程如下： Ⅰ.將蠶豆幼苗培養(yǎng)在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一段時間后，觀察細(xì)胞分裂中期染

49、色體的放射性情況。 Ⅱ.當(dāng)DNA分子雙鏈都被3H標(biāo)記后，再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，觀察細(xì)胞分裂中期染色體的放射性情況。 請回答相關(guān)問題： (1)蠶豆根尖細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式是______________；秋水仙素能使部分細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍，其作用的機(jī)理是________________________。 (2)Ⅰ中，在根尖細(xì)胞進(jìn)行第一次分裂時，每一條染色體上帶有放射性的染色體單體有________條，每個DNA分子中，有________條鏈帶有放射性。 Ⅱ中，若觀察到一個細(xì)胞具有24條染色體，且二分之一的染色體單體具有放射性，則表明該細(xì)胞的染色體在無放

50、射性的培養(yǎng)基上復(fù)制________次，該細(xì)胞含有________個染色體組。 (3)上述實(shí)驗(yàn)表明，DNA分子的復(fù)制方式是________________。 [導(dǎo)學(xué)號29520324]　解析：(1)蠶豆根尖細(xì)胞為體細(xì)胞，其分裂方式為有絲分裂。秋水仙素可以抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能被拉向兩極，從而形成了染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。(2)由于DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，第一次分裂完成時，每個DNA分子中都有一條鏈被3H標(biāo)記，每一條染色體上有2條染色單體被3H標(biāo)記。當(dāng)DNA分子雙鏈都被3H標(biāo)記后，再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中，觀察到一個細(xì)胞具有24條染色體，且二分之一的染色單體具有放射性，則表明該細(xì)胞的染色體在無放射性的培養(yǎng)基上復(fù)制2次，該細(xì)胞含有4個染色體組。(3)該實(shí)驗(yàn)證明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。 答案：(1)有絲分裂　抑制紡錘體的形成 (2)2　1　2　4 (3)半保留復(fù)制 16