1、第 20 讲 DNA 分子的结构 DNA 的复制基因是有遗传效应的 DNA 片段 1.DNA 分子结构的主要特点()2.DNA 分子的复制()3.基因的概念(),学生用书 P144)一、DNA 分子的结构 借图记忆“3”三种物质：、。“4”四种碱基对应四种脱氧核苷酸。“5”五种元素：含 C、H、O；一定含 P；一定含 N。二、DNA 的复制1.假说与证据沃森和克里克的假说：半保留复制实验材料及方法材料：大肠杆菌方法：放射性同位素标记法、离心技术结论：DNA的复制是以半保留方式进行的2过程概念以亲代 DNA 为模板合成子代 DNA 的过程时期有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期过程解旋合成子链
2、子链延伸亲子链复旋条件(1)模板：亲代 DNA 的每一条链；(2)原料：4 种游离的脱氧核苷酸；(3)能量：ATP 释放的能量；(4)酶：解旋酶和 DNA 聚合酶结果1 个 DNA 复制形成 2 个完全相同的 DNA 特点边解旋边复制，半保留复制 精确复制(1)独特的双螺旋结构提供模板；(2)碱基互补配对原则意义将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性三、基因有遗传效应的 DNA 片段1据图 1 写出基因与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列。2将代表下列结构的字母填入图 2 中的相应横线上：a染色体、b.DNA、c.基因、d.脱氧核苷酸。3基因的实质：具有遗传效应的 DNA 片
3、段。1(必修 2 P49 图 311 改编)下面对大肠杆菌 DNA 分子图示的分析，正确的是()A图中 2 是核糖，属于五碳糖B图中的碱基对 3 和 4 可能是 GC，也可能是 ATC磷酸、五碳糖交替连接构成基本骨架D1、2、3 构成了一个完整的核糖核苷酸分子答案：C2思维诊断(1)判断下列有关 DNA 结构的叙述(2016重庆市统考 T6D)每个 DNA 分子中碱基数磷酸数核糖数。()含有 G、C 碱基对比较多的 DNA 分子热稳定性较差。()(2014高考江苏卷 T4C)富兰克林和威尔金斯对 DNA 双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献。()(2014高考新课标全国卷 T5C)双链 DN
4、A 分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。()沃森和克里克提出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。()(2)判断下列有关 DNA 复制的叙述(2016南京师大附中期末 T20B)DNA 复制遵循碱基互补配对原则，新合成的 DNA 分子中两条链均是新合成的。()(2014高考新课标全国卷 T5B)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生 DNA 的复制。()DNA 复制需要消耗能量。()核酸生物大部分核酸在细胞核中合成。()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。()DNA 复制就是基因表达的过程。()DNA 的复制有可能出现“差错”。()考点一 DNA
5、分子的结构及相关计算学生用书 P1451DNA 分子结构的模式图解读(1)磷酸基团：每个 DNA 片段中，游离的磷酸基团有 2 个，分别位于 DNA 分子的两端。(2)氢键碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶使其断裂，也可加热使其断裂。A 与 T 之间靠两个氢键连接，G 与 C 之间靠三个氢键连接。(3)DNA 分子的特性稳定性DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变两条链间碱基互补配对的方式不变多样性：不同 DNA 分子中脱氧核苷酸的数量不同，排列顺序多种多样。n 个碱基对构成的 DNA 分子中，排列顺序有 4n 种。特异性：每种 DNA 都有区别于其他 DNA 的特定的碱基排列顺序。2双链
6、 DNA 分子中碱基的计算规律(1)互补的两个碱基数量相等，即 AT，CG。(2)任意两个不互补的碱基数量之和占碱基总数的 50%，即嘌呤之和嘧啶之和总碱基数50%，AGTCACTG(ATCG)50%，AGTCACTG1。(3)在双链 DNA 分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相等。设在双链 DNA 分子中的一条链上 A1T1n%，因为 A1T2，A2T1，则：A1T1A2T2n%。所以 ATA1A2T1T2n%n%2n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。(4)双链 DNA 分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。设双链 DNA
7、分子中，一条链上：A1G1T1C1m，则：A1G1T1C1T2C2A2G2m，互补链上A2G2T2C21m。简记为：“DNA 两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为 1”。(2016哈尔滨检测)如图为 DNA 分子结构示意图，请回答：(1)_(能或不能)构成胞嘧啶脱氧核苷酸，_中含有氮元素。(2)在 DNA 分子的一条单链中，相邻的碱基是通过_连接的，有_个游离的磷酸基团。(3)含腺嘌呤 17%的 DNA 比含胞嘧啶 15%的 DNA 耐热性_。(4)_相间排列，构成了 DNA 分子的基本骨架，并且碱基对之间通过氢键相连，说明了 DNA 分子具有_。答案(1)不能 (2)脱氧核糖磷酸脱氧核糖
8、 1(3)高(4)和 稳定性深入解读 DNA 分子结构图及变式(1)由图 1 可解读以下信息(2)图 2 是图 1 的简化形式，其中是磷酸二酯键，是氢键。解旋酶作用于部位，限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶作用于部位。DNA 分子结构及特点分析1(2016江苏淮安期中)以下是某同学制作的脱氧核苷酸对模型，其中正确的是()解析：选 D。选项 A 中，从五碳糖和磷酸基团的形态和位置可判断，两条脱氧核苷酸链不是反向平行的，错误；选项 B 中，A 与 T 之间的氢键应该是两个而不是三个，错误；选项 C 中，含氮碱基(C)应连接在五碳糖的 1 号位上(如图所示)，且 G 与 C 之间有三个氢键，错误。2
9、(2016山师大附中统考)同源染色体上的 DNA 分子之间最可能相同的是()A碱基对的排列顺序B磷酸二酯键的数目C初步水解产物的种类D(AT)/(GC)的比值解析：选 C。同源染色体一条来自父方，一条来自母方，其来源不同，碱基序列存在差异，A 项错误；X、Y 染色体为同源染色体，但其大小不同，磷酸二酯键的数目也不同，B项错误；DNA 分子都由腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸组成，C 项正确；不同 DNA 分子中(AT)/(CG)的比值不同，D 项错误。DNA 的水解程度不同，产物会不同DNA 彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基，初步水解产物是四种
10、脱氧核苷酸。DNA 分子中的碱基计算3某双链 DNA 分子含有 200 个碱基对，其中一条链上 ATGC1234，则有关该 DNA 分子的叙述，正确的是()A含有 4 个游离的磷酸基B含有腺嘌呤脱氧核苷酸 30 个C4 种含氮碱基 ATGC3377D碱基排列方式共有 4100 种解析：选 C。本题考查 DNA 分子的结构，主要包括基本骨架、单双链之间的碱基关系、碱基排列方式的计算等。每条单链各有一个游离的磷酸基，所以 DNA 分子应该有 2 个游离的磷酸基。计算碱基数目时，需要注意所给碱基总数为个数还是对数。该 DNA 分子中含有200 个碱基对，一条链上 ATGC1234，根据双链中 AT
11、所占比例单链中AT 所占比例，则双链中 AT 占 3/10，根据 AT，推知 A 和 T 各占 3/20，故腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为 2002(3/20)60。双链中 A 和 T 分别占 3/20，则 C 和 G 分别占 7/20，故 ATGC3377。在碱基比例不确定的情况下，碱基排列方式共有 4n 种，n为碱基对数，即共有 4200 种，而该 DNA 分子碱基比例已确定，故排列方式小于 4200 种。4(2016西安市期末)已知某双链 DNA 分子中，G 与 C 之和占全部碱基总数的 34%，其一条链中的 T 与 C 分别占该链碱基总数的 32%和 18%，则在它的互补链中，T 和 C 分
12、别占该链碱基总数的()A34%和 16%B34%和 18%C16%和 34%D32%和 18%解析：选 A。设该 DNA 分子的两条链分别为 1 链和 2 链，双链 DNA 分子中，G 与 C之和占全部碱基总数的 34%，则 AT 占 66%，又因为双链 DNA 分子中，互补配对的两种碱基之和占整个 DNA 分子比例和每条链中的比例相同，因此 A1T166%，G1C134%，又因为 T1 与 C1 分别占该链碱基总数的 32%和 18%，则 A166%32%34%；G134%18%16%，根据 DNA 分子的碱基互补配对关系，所以 T2A134%，C2G116%。DNA 分子中有关碱基比例计算
13、的解题步骤解 DNA 分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：(1)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。(2)画一个 DNA 分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。(3)根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。基因、DNA 和染色体的关系5(改编题)如图是果蝇染色体上的长翅基因示意图，下列叙述正确的是()A长翅基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸BV 基因是有遗传效应的 DNA 片段C长翅基因在细胞核内，不遵循遗传规律D基因片段中有 5 种碱基、8 种核苷酸解析：选 B。V 基因控制果蝇的长翅，所以是有遗传效应的 DNA
14、 片段；长翅基因位于染色体上，属于核基因，遵循遗传规律；组成基因片段的基本单位是脱氧核苷酸，有 4 种碱基，4 种脱氧核苷酸。6(2016曲师大附中期末)下列关于染色体、DNA、基因三者之间的关系的叙述，不正确的是()A三者行为一致B三者都是生物细胞内的遗传物质C每条染色体上含有 1 个或 2 个 DNA 分子，DNA 分子上含有多个基因D在生物的繁衍过程中，染色体的行为决定着 DNA 和基因的行为解析：选 B。生物细胞内的遗传物质只能是 DNA，基因是具有遗传效应的 DNA 片段，染色体是 DNA 的主要载体。易错点 1 误认为染色体是基因的唯一载体点拨(1)真核细胞的线粒体和叶绿体也是基因
15、的载体。(2)原核细胞无染色体，拟核中的 DNA 分子和质粒 DNA 均是裸露的。易错点 2 混淆基因、DNA 与染色体的关系点拨 考点二 以半保留复制为基础，考查 DNA 复制的过程及相关计算学生用书 P1461生物体中 DNA 分子复制的场所真核生物：细胞核（主要场所）、叶绿体、线粒体原核生物：拟核、细胞质（如质粒中DNA的复制）DNA病毒：宿主细胞内2DNA 复制的准确性(1)一般情况下，DNA 分子能准确地进行复制。原因是 DNA 具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。(2)在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可以造成碱基
16、配对发生差错，引发基因突变。3DNA 半保留复制的实验证明4DNA 分子复制中相关计算的规律方法DNA 分子复制为半保留复制，若将一个被 15N 标记的 DNA 转移到含 14N 的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：(1)子代 DNA 分子数：2n 个。无论复制多少次，含 15N 的 DNA 分子始终是 2 个。含 14N 的有 2n 个，只含 14N 的有(2n2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。(2)子代 DNA 分子的总链数：2n22n1 条。无论复制多少次，含 15N 的链始终是 2 条。做题时应看准是“DNA 分子数”还是“链数”。含 14N 的链数是(2n12)条。
17、(3)消耗的脱氧核苷酸数若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个，则经过 n 次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为 m(2n1)个。若进行第 n 次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为 m2n1 个。(2016邯郸模拟)如图为真核细胞 DNA 复制过程的模式图，据图分析以下问题：(1)DNA 在复制过程中解旋和复制_进行，并且复制时有多个起点，以提高复制效率。(2)_能使 DNA 双链解旋，且需要消耗_，形成氢键_ATP。(3)从图中可以看出合成两条子链的方向是_的，并且都需要引物。(4)由图示得知，DNA 分子复制的方式是_复制，形成的两条 DNA 完全相同，从而保证了_的连续性和稳定性。答
18、案(1)同时(2)解旋酶 ATP 不消耗(3)相反(4)半保留 遗传信息巧借模式图解答与 DNA 复制有关的问题(1)学会画 DNA 分子半保留复制图解有助于理解 DNA 的相关计算规律，如下图所示：(2)DNA 复制的类型：在真核生物中，DNA 复制一般是多起点复制。在原核生物中，DNA 复制一般是一个起点。无论是真核生物还是原核生物，DNA 复制大多数都是双向进行的。下图所示为真核生物 DNA 的多起点、双向复制：(3)影响 DNA 复制的外界条件 DNA 分子复制过程及特点分析1(2016南昌一模)下列有关 DNA 复制的叙述，错误的是()A真核细胞和原核细胞都能进行 DNA 的复制B细
19、胞核和细胞质中都能进行 DNA 的复制C有丝分裂和减数分裂都需要进行 DNA 的复制DDNA 通过半保留复制合成的两条新链的碱基完全相同解析：选 D。真核细胞和原核细胞的遗传物质都是 DNA，都能进行 DNA 的复制。细胞分裂过程中，细胞核中的 DNA 需要进行复制；细胞质中也含有 DNA，也能进行复制，如线粒体中的 DNA。有丝分裂和减数分裂都需要进行 DNA 的复制，都发生在间期。DNA通过半保留复制合成的两条新链的碱基之间是互补关系。2细菌在 15N 培养基中繁殖数代后，使细菌 DNA 的含氮碱基皆含有 15N，然后再移入14N 培养基中培养，抽取亲代及子代的 DNA 经高速离心分离，如
20、图为可能的结果，下列叙述错误的是()A子一代 DNA 应为B子二代 DNA 应为C子三代 DNA 应为D亲代的 DNA 应为解析：选 C。由题意可知，子一代的 DNA 应为全中(14N、15N)，即图；子二代 DNA应为 1/2 中(14N、15N)、1/2 轻(14N、14N)，即图；子三代 DNA 应为 1/4 中(14N、15N)、3/4轻(14N、14N)，即图，而不是全轻(14N、14N)；亲代的 DNA 应为全重(15N、15N)，即图。DNA 分子复制过程中的相关计算3(2016临川一中质检)用 15N 标记含有 100 个碱基对的 DNA 分子，其中有胞嘧啶脱氧核苷酸 60 个
21、，该 DNA 分子在含有 14N 的培养基中连续复制 4 次。其结果不可能是()A含有 15N 的 DNA 分子占 1/8B含有 14N 的 DNA 分子占 7/8C复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸 600 个D复制结果共产生 16 个 DNA 分子解析：选 B。DNA 复制为半保留复制，子代每个 DNA 的两条链，一条来自母链，一条是新合成的子链。由题可知，该 DNA 分子中有腺嘌呤(A)40 个，则复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸为 40(241)600(个)。该 DNA 分子在含 14N 的培养基中连续复制 4 次，可形成16 个 DNA 分子，其中含有 15N 的 DNA 分子占 1/8，含有
22、 14N 的 DNA 分子占 100%。4某 DNA 分子中含 m 对碱基，其中腺嘌呤有 A 个。下列有关此 DNA 在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，错误的是()A在第一次复制时，需要(mA)个B在第二次复制时，需要 2(mA)个C在第 n 次复制时，需要 2n1(mA)个D在 n 次复制过程中，总共需要 2n(mA)个解析：选 D。解答本题时，首先把模板中胞嘧啶脱氧核苷酸的数目求出，即(2m2A)/2(mA)个，则复制一次，需要(mA)(211)(mA)个；复制两次，共需要(mA)(221)3(mA)个，因此，第二次复制需要 3(mA)(mA)2(mA)个；在 n 次复制过程中
23、，总共需要(mA)(2n1)个，则第 n 次复制需要(mA)(2n1)(mA)(2n11)2n1(mA)个。DNA 复制与细胞分裂5(2016兰州模拟)用 15N 标记精原细胞的一个 DNA 分子，并供给含 14N 的原料。则该细胞产生的 4 个精子中，含 14N 的有()A1 个 B2 个C3 个D4 个答案：D6(2016成都一诊)将洋葱根尖细胞在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一个细胞周期。下列叙述正确的是()A第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期B第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记
24、C第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记D完成两个细胞周期后，每个子细胞中含 3H 标记的染色体数目相同解析：选 C。3H 标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，细胞内放射性迅速升高表明处于 DNA 复制的时期，即细胞分裂间期；第一个细胞周期结束后，由于 DNA 的半保留复制，每个 DNA分 子都有一条链被 3H 标记，因此每条染色体都被标记；第二个细胞周期由于在不含放射性标记的培养基中培养，新形成的 DNA 分子一个有放射性标记，一个没有放射性标记，所以分裂中期两条姐妹染色单体中仅有一条被标记；第二个细胞周期的后期，由于着丝点分裂后染色体随机移向两极，因此细胞中含 3H 标记的染色体数目
25、不能确定。模型法理解 DNA 复制和细胞分裂的关系这样来看，最后形成的 4 个子细胞有 3 种情况：第 1 种情况是 4 个细胞都是；第2 种情况是 2 个细胞是，1 个细胞是，1 个细胞是；第 3 种情况是 2 个细胞是，另外 2 个细胞是。,学生用书 P148)核心体系构建填充 稳定性 特异性 基因 边解旋边复制、半保留复制 解旋合成子链形成子代 DNA两条反向平行长链 磷酸、脱氧核糖交替连接 碱基互补配对形成碱基对规范答题必备1DNA 的“五、四、三、二、一”记忆法五：五种元素C、H、O、N、P。四：四种碱基对应四种脱氧核苷酸。三：三种物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。二：两条脱氧核苷酸长链
26、(碱基对有 A 与 T、G 与 C 两种配对方式)。一：一种空间结构规则的双螺旋结构。2DNA 复制的两个必记知识点(1)DNA 复制特点：边解旋边复制、半保留复制。(2)复制的“四要素”模板：DNA 分子的两条链。原料：游离的四种脱氧核苷酸。酶：解旋酶和 DNA 聚合酶。能量：细胞呼吸产生的 ATP。3基因的两个记忆知识点(1)基因是有遗传效应的 DNA 片段。(2)染色体是基因的主要载体，线粒体和叶绿体中也存在基因。,学生用书 P149)1(2016江苏苏北四市模拟)下列关于 DNA 分子结构与复制的叙述，正确的是()ADNA 分子中含有四种核糖核苷酸BDNA 分子中每个脱氧核糖上均连着两
27、个磷酸和一个碱基CDNA 复制不仅需要氨基酸做原料，还需要 ATP 供能DDNA 复制不仅发生在细胞核中，也发生于线粒体、叶绿体中解析：选 D。DNA 分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸而不是核糖核苷酸；DNA 复制不需要氨基酸做原料，而是需要脱氧核糖核苷酸做原料。2(2016山东实验中学期末)20 世纪 50 年代初，查哥夫对多种生物 DNA 做了碱基定量分析，发现(AT)/(CG)的比值如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是()DNA 来源大肠杆菌小麦鼠猪肝猪胸腺猪脾(AT)/(CG)1.011.211.211.431.431.43A.猪的 DNA 结构比大肠杆菌 DNA 结构更稳定一些B
28、小麦和鼠的 DNA 所携带的遗传信息相同C小麦 DNA 中(AT)的数量是鼠 DNA 中(CG)数量的 1.21 倍D同一生物不同组织的 DNA 碱基组成相同解析：选 D。大肠杆菌 DNA 中(AT)/(CG)的比值小于猪的，说明大肠杆菌 DNA 所含 CG 碱基对的比例较高，而 CG 碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌 DNA 稳定性高于猪的，故 A 项错；虽然小麦和鼠的(AT)/(CG)比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同，故 B、C 项错；同一生物的不同组织所含 DNA 的碱基序列是相同的，因此 DNA碱基组成也相同，故 D 项对。3(2016长沙四校联考)将一个用 15N 标记的
29、DNA 分子放到 14N 的培养基上培养，让其连续复制三次，再将全部复制产物置于试管内进行离心，如图中分别代表复制 1 次、2 次、3 次后的分层结果的是()Ac、e、f Ba、e、bCa、b、dDc、d、f解析：选 A。由于 DNA 分子的复制是半保留复制，一个用 15N 标记的 DNA 分子在 14N的培养基上培养，复制 1 次后，每个 DNA 分子的一条链含 15N，另一条链含 14N，离心后全部位于中间密度层，对应图中的 c；复制 2 次后，产生 4 个 DNA 分子，其中 15N 和 14N 均含的 DNA 分子有 2 个，位于中间密度层，只含 14N 的 DNA 分子有 2 个，离
30、心后位于小密度层，对应图中的 e；复制 3 次后，产生 8 个 DNA 分子，其中 15N 和 14N 均含的 DNA 分子有 2 个(位于中间密度层)，只含 14N 的 DNA 分子为 6 个(位于小密度层)，对应图中的 f。4(2016济宁市二模)下图为真核细胞内某基因(15N 标记)的结构示意图，该基因全部碱基中 A 占 20%。下列说法正确的是()ADNA 解旋酶只作用于部位B该基因一定存在于细胞核内的染色体 DNA 上C该基因的一条核苷酸链中(CG)/(AT)为 32D将该基因置于 14N 培养液中复制 3 次后，含 15N 的 DNA 分子占 1/8解析：选 C。DNA 解旋酶引起
31、氢键断裂，作用于部位；真核细胞的基因有细胞核染色体上的基因，也有细胞质内线粒体和叶绿体中的基因；AT20%，GC30%，整个DNA 分子中(CG)/(AT)的值等于每条单链上(CG)/(AT)的值，即 32；DNA 复制是半保留复制，含 15N 的 DNA 在 14N 培养液中连续复制 3 次后，形成 8 分子 DNA，其中只有2 分子 DNA 含有 15N，所占比例为 1/4。5(2015高考上海卷)若 N 个双链 DNA 分子在第 i 轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个 C 突变为 T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为 AT 碱基对的双链DNA 分子数与总 DNA 分子数的
32、比例始终为()A.1N2i1B.1N2iC.1N2i1D.1N2i2解析：选 C。本题考查 DNA 复制的相关计算。N 个 DNA 分子第 i 轮复制结束后，得到的 DNA 分子数为 N2i，在此基础上复制一次得到的 DNA 分子的总数为 N2i1，其中以变异的 DNA 分子为模板复制一次，得到一个突变位点为 AT 碱基对的 DNA 分子和一个正常的 DNA 分子，由此可推知突变位点为 AT 碱基对的双链 DNA 分子数与总 DNA 分子数的比例为 1/(N2i1)，若再复制一次，得到的变异的 DNA 分子数为 2，总 DNA 分子数为 N2i2，则比例为 2/(N2i2)1/(N2i1)。6
33、(2015高考江苏卷)荧光原位杂交可用荧光标记的特异 DNA 片段为探针，与染色体上对应的 DNA 片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：图 1图 2(1)DNA 荧光探针的制备过程如图 1 所示，DNA 酶随机切开了核苷酸之间的_键从而产生切口，随后在 DNA 聚合酶作用下，以荧光标记的_为原料，合成荧光标记的 DNA 探针。(2)图 2 表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使 DNA 双链中_ 键 断 裂，形 成 单 链。随 后 在 降 温 复 性 过 程 中，探 针 的 碱 基 按 照_原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐
34、妹染色单体中最多可有_条荧光标记的 DNA 片段。(3)A、B、C 分别代表不同来源的一个染色体组，已知 AA 和 BB 中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其 F1 有丝分裂中期的细胞中可观察到_个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到_个荧光点。解析：(1)从图中可以看出，DNA 酶可将 DNA 切割成若干片段，故其作用类似于限制酶，即可以使脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。DNA 探针的本质是荧光标记的 DNA片段，其基本单位是脱氧核苷酸。(2)由图可知，高温可以使双链 DNA 分子中的氢键断裂形成 DNA 单链，DNA 探
35、针的单链与染色体中特定基因的 DNA 单链重新形成杂交的双链 DNA 分子，此时互补的双链的碱基间应遵循碱基互补配对原则，而一条染色体的两条染色单体上共有两个双链 DNA 分子，氢键断裂后可形成 4 条 DNA 单链，所以与探针杂交后最多有 4 个荧光点。(3)甲、乙杂交所得的 F1 的染色体组为 AABC，假设染色体组 A、B 中可被荧光标记的染色体均用 a 表示，则在有丝分裂中期细胞中有 3 个 a，故可观察到 6 个荧光点；在减数第一次分裂后期，AA 中的染色体可平均分配，但是 B、C 中的染色体因不能联会而随机分配，形成的两个子细胞中分别含有 1 个 a 和 2 个 a，所以可分别观察
36、到 2 个和 4 个荧光点。答案：(1)磷酸二酯 脱氧核苷酸(2)氢 碱基互补配对 4(3)6 2 和 4基础题11953 年，沃森和克里克建立了 DNA 分子的双螺旋结构模型。关于其特点叙述错误的是()ADNA 分子由两条反向平行的链组成B脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧C碱基对构成 DNA 分子的基本骨架D两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对解析：选 C。DNA 的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替排列构成的。2下列有关 DNA 复制的叙述，不正确的是()ADNA 在复制过程中可能会发生差错，但这种差错不一定改变生物的性状BDNA 的复制过程是先解旋后复制CDNA 的复制通常发生在细胞分裂间期
37、DDNA 复制过程需要 DNA 聚合酶解析：选 B。DNA 的复制过程是边解旋边复制。3某 DNA 分子片段中，胞嘧啶有 240 个，占全部碱基的 30%，则该片段中腺嘌呤有()A240 个 B160 个C800 个D48 个解析：选 B。在 DNA 分子中，由于遵循碱基互补配对原则，即 AT，GC，故当胞嘧啶有 240 个，占全部碱基的 30%时，此片段的碱基数为 24030%800 个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各占 20%，通过计算可求得其分别含有 160 个。4某噬菌体的 DNA 为单链 DNA，四种碱基的比率是 A0.28、G0.32、T0.24、C0.16。当它感染宿主细胞时，能形成杂合型双
38、链 DNA 分子，则杂合型双链 DNA 分子中A、G、C、T 的比率依次是()A0.24 0.16 0.32 0.28B0.26 0.24 0.24 0.26C0.28 0.32 0.24 0.16D0.24 0.26 0.26 0.24解析：选 B。双链 DNA 分子中 AT，GC，因此排除 A、C 项；单链中的碱基 A、T分别与互补链中的碱基 T、A 对应，因此可计算出双链 DNA 分子中 AT，占 0.26，CG，占 0.24。5某亲本 DNA 分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的 DNA 子链，以黑色表示第二次复制出的 DNA 子链，该亲本双链 DNA 分子连续复制两次后的产
39、物是()解析：选 D。DNA 的复制方式为半保留复制，复制后不存在亲代的 DNA 分子(双链均为白色)，排除 A、B 项；第二次复制后得到的 4 个 DNA 分子中，每个 DNA 分子各有 1 条链是第二次复制形成的(黑色)，排除 C 项；进一步分析可知 D 项符合题意。6已知一条完全被 15N 标记的 DNA 分子在只含 14N 的培养基中复制 n 次后，仅含 14N的 DNA 分子总数与含 15N 的 DNA 分子总数之比为 71，则 n 是()A2B3C4D5解析：选 C。该 DNA 分子经过 n 次复制后得到的 DNA 分子数为 2n 个，其中有 2 个 DNA分子中各有一条链有 15
40、N 标记，故仅含 14N 的 DNA 分子总数与含 15N 的 DNA 分子总数之比为(2n2)271，解得 n4。7下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相关叙述中不正确的是()A观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列B图示 DNA 中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白质C每个基因均由多个脱氧核糖核苷酸组成D由图可知染色体是生物体内基因的唯一载体解析：选 D。图示中一条染色体含多个基因，呈线性排列。基因是具有遗传效应的 DNA片段，即基因是 DNA 上一段段的脱氧核苷酸序列。染色体不是基因的唯一载体，线粒体和叶绿体中也有基因的存在。8决定 DNA 遗传特异性的是()A脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核
41、糖的排列特点B碱基排列顺序C碱基互补配对的原则D嘌呤总数与嘧啶总数的比值解析：选 B。碱基的特定排列顺序构成 DNA 分子的特异性。9据图回答：(1)该图表示的生理过程是_，该过程主要发生在细胞的_部位。(2)图中的 1、2、3、4、5 分别是_、_、_、_、_。(3)假如经过科学家的测定，A 链上的一段(M)中的 ATCG 为 2113，能不能说明该科学家的测定是错误的？_，原因是_。(4)如 果(3)中 以 A 链 的 M 为 模 板，复 制 出 的 B 链 碱 基 比 例 应 该 是_。解析：本题考查 DNA 的结构、DNA 的半保留复制以及碱基互补配对原则。DNA 是双螺旋结构，两条脱
42、氧核苷酸链之间的碱基遵循碱基互补配对原则，即 A 与 T、C 与 G 配对，所以 DNA 分子中 AT，GC。DNA 复制是半保留复制，即以 DNA 的两条母链为模板，根据碱基互补配对原则形成的 DNA 子链必定与 DNA 中的一条母链完全相同，新形成的两个 DNA 分子与亲代 DNA 分子完全相同。答案：(1)DNA 复制 细胞核(2)A T C C T(3)不能 在单链中不一定 AT、GC(4)TAGC211310下列图甲中 DNA 分子有 a 和 d 两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示，结合所学知识回答下列问题：(1)从图甲可看出DNA复制的方式是_。(2)图甲中，A 和 B 均是
43、 DNA 分子复制过程中所需要的酶，其中 B 能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则 A 是_酶，B 是_酶。(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有_。(4)图乙中，7是_。DNA 分子的基本骨架由_交替连接而成，DNA 分子两条链上的碱基通过_连接成碱基对，并且遵循_原则。解析：(1)DNA 复制的方式是半保留复制，即子代 DNA 保留了母链的一条。(2)A 酶是解旋酶，破坏了 DNA 分子两条链中的氢键，使 DNA 分子解开螺旋；B 酶催化 DNA 子链的合成，为 DNA 聚合酶。(3)图甲为 DNA 复制，发生在叶肉细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中。(4)图乙中
44、4 为胸腺嘧啶，5 为脱氧核糖，6 为磷酸，三者构成的 7 为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。答案：(1)半保留复制(2)解旋 DNA 聚合(3)细胞核、线粒体、叶绿体(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸 氢键 碱基互补配对提升题11(创新改编题)生物分子间特异性结合的性质广泛用于科学研究。如图所示为体外处理“蛋白质DNA 复合体”获得 DNA 片段信息的过程。下列相关叙述错误的是()A过程的酶作用于磷酸二酯键B过程两种酶的作用体现了生物分子特异性结合的特点C若该“蛋白质DNA 复合体”是染色体片段，则不可能存在于原核细胞的拟核中D如果复合体中的蛋白质为 RNA 聚合酶，则其识别结合的序列是 mRNA
45、 的起始密码子解析：选 D。过程的 DNA 酶可水解 DNA 分子，其作用部位是磷酸二酯键，A 正确；过程中的酶只能水解 DNA，而过程中的酶只能水解蛋白质，可见这两种酶的作用体现了生物分子特异性结合的特点，B 正确；原核细胞不含染色体，若该“蛋白质DNA 复合体”是染色体片段，则不可能存在于原核细胞的拟核中，C 正确；如果复合体中的蛋白质为RNA 聚合酶，则其识别结合的序列是基因上的启动子，D 错误。12(2016益阳模拟)某基因(14N)含有 3 000 个碱基，腺嘌呤占 35%。若该 DNA 分子以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
46、，得到如图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙结果。下列有关分析正确的是()AX 层全部是仅含 14N 的基因BW 层中含 15N 标记的胞嘧啶 6 300 个CX 层中含有氢键数是 Y 层的 1/3DW 层与 Z 层的核苷酸数之比是 14解析：选 C。复制得到的碱基数相等，那么氢键数也应该是相等的，X 层有 2 个 DNA，Y 层有 6 个 DNA，故 X 层与 Y 层的氢键数之比为 1/3。13如图为某 DNA 分子片段，假设该 DNA 分子中有碱基 5 000 对，AT 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
47、确的是()A复制时作用于处的酶为限制酶B复制 2 次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 9 900 个C处指的是腺嘌呤核糖核苷酸D子代中含 15N 的 DNA 分子占 3/4答案：B14用 32P 标记了玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA 分子双链，再将这些细胞转入不含 32P 的培养基中培养，请问最快在第几次细胞分裂的后期，细胞中只能找到 1 条被 32P 标记的染色体()A2B3C9D19解析：选 B。由题意可知，20 条被标记的 DNA 第一次复制，结果所有的染色体均有标记，即第一次有丝分裂后期，被 32P 标记的染色体条数为 40 条，形成的子细胞中 20 条染色体均被标记，经复制后，形
48、成 40 条染色单体，而其中的一半，即 20 条具有 32P 标记。而到第二次分裂后期时，染色单体随机分开，具有 32P 标记的染色体也随机进入 2 个细胞，而某个细胞分到具有 32P 标记的染色体的数目为 020，而第三次分裂是以第二次分裂的子细胞为前提，在后期被标记的染色体为 020，故 B 正确。15(创新改编题)动物细胞的线粒体 DNA 分子通常呈环状双链，即 H 链和 L 链。H 链上有两个复制起始区，一个用于 H 链合成(简称 OH)，一个用于 L 链合成(简称 OL)。该 DNA复制时，OH 首先被启动，以 L 链为模板，合成一段 RNA 作为引物，然后合成 H 链片段，新 H
49、链一边合成，一边取代原来的 H 链，被取代的 H 链以环的形式游离出来，由于像字母D，被称为 D环复制。当 H 链合成约 2/3 时，OL 启动，以被取代的 H 链为模板，合成新的L 链，待全部复制完成后，新的 H 链和老的 L 链、新的 L 链和老的 H 链组合成两个环状双螺旋 DNA 分子。整个过程如图所示，下列相关叙述错误的是()A动物细胞线粒体 DNA 分子不含游离的磷酸基BRNA 引物的基本组成单位是核糖核苷酸C若此 DNA 连续复制 N 次，共需要 2N2 条引物DD 环复制过程中，H 链和 L 链不同时完成复制解析：选 C。由图可知，线粒体 DNA 为环状双链 DNA 分子，所以
50、动物细胞线粒体 DNA未复制时含 0 个游离的磷酸基，A 正确。RNA 引物的基本组成单位是核糖核苷酸，B 正确。DNA 连续复制 N 次，最终形成 2N 个环状 DNA 分子，共 2N1 条单链，由于 DNA 复制是半保留复制，需新合成 2N12 条单链，共需要 2N12 条引物，C 错误。H 链合成约 2/3 时，OL 启动合成新的 L 链，所以 D-环复制过程中，当 H 链完成复制的时候，L 链复制完成了约1/3，D 正确。16DNA 的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明 DNA 的复制方式
51、。实验步骤：a在氮源为 14N 的培养基中生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为 14NDNA(对照)；b在氮源为 15N 的培养基中生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为 15NDNA(亲代)；c将亲代 15N 大肠杆菌转移到氮源为含 14N 的培养基中，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心法分离，不同分子量的 DNA 分子将分布在试管中的不同位置上。实验预测：(1)如果与对照(14N/14N)相比，子代能分辨出两条 DNA 带：一条_带和一条_带，则可以排除_和分散复制。(2)如果子 代 只有一条 中密度带，则可以排除 _，但不能肯 定是_。(3)如果子代只有一条中密度带，再继续做子代DNA
52、密度鉴定：若子代可以分出_和_，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制；如果子代不能分出_两条密度带，则排除_，同时确定为_。解析：从题目中的图示可知，深色为亲代 DNA 的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代 DNA 的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个 DNA 分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代 DNA 分子，一个是两条子链形成的子代 DNA 分子；半保留复制后得到的每个子代 DNA 分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代 DNA 分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的。答案：(1)轻(14N/14N)重(15N/15N)半保留复制(2)全保留复制 半保留复制或分散复制(3)一条中密度带 一条轻密度带 中、轻 半保留复制 分散复制