1、第2课 DNA分子的结构、复制和基因的本质 考点一 DNA分子的结构 【核心知识突破】1.DNA分子的结构：2.DNA分子的特性：(1)相对稳定性：DNA分子中_交替连接 的方式不变，两条链间_的方式不变。(2)多样性：不同的DNA分子中_数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则 排列顺序有_种。磷酸和脱氧核糖 碱基互补配对 脱氧核苷酸 4n(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA分子的特 定的_，代表了特定的遗传信息。碱基对排列顺序 3.碱基互补配对原则及相关计算：(1)碱基互补配对原则：DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与
2、C配对的一一对应关系。(2)有关推论。任意两个非互补碱基之和恒等，如A+G=T+C=A+C=T+G。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A1+T1=n%，则A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补 链中互为倒数。设双链DNA分子中，一条链上 则 所以互补链上 简记为“DNA两互补链中，不配对两碱基和的比值乘积 为1”。1111AGmTC，11221122AGTCm,TCAG2222AG1TCm4.【教材易漏
3、知识】必修2 P58“科学技术社会”、P60“思维拓展”：DNA指纹图谱法的基本操作 从生物样品中提取DNA(DNA一般都有部分的降解)，可运用PCR技术扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA，然后将扩增出的DNA用合适的限制酶切成DNA片段，利用 电泳技术将这些片段按大小分开后，转移至尼龙滤膜 上，然后将已标记的DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交，用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。【微点警示】DNA分子结构三点提醒(1)DNA在DNA酶作用下能够水解生成4种脱氧核苷酸；脱氧核苷酸彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。(2)相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“-脱氧核
4、糖-磷酸-脱氧核糖-”相连接，在DNA的双链之间通过“氢键”相连接。(3)不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团，两条链各有一个3端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团；DNA分子链的方向是从磷酸基到脱氧核糖，两条链反向平行。【秒判正误】1.分子大小相同、碱基含量相同的脱氧核苷酸分子所 携带的遗传信息一定相同。()分析：遗传信息是指碱基对的排列顺序。与分子大 小、碱基含量无关。2.双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连 接的。()分析：双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通 过磷酸二酯键连接的。3.DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切 相关。()分析：DNA分子的多样性是指
5、不同的DNA分子中脱氧核 苷酸数目不同，排列顺序多种多样；特异性是指每种 DNA分子都有区别于其他DNA分子的特定的碱基对排列 顺序，均与空间结构无关。4.人体内控制-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。()分析：若某确定的基因中有n个碱基对，则碱基对可能 的排列方式不会是4n，而是小于4n。5.磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架。()分析：磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA 链的基本骨架，碱基排列在内侧。【命题案例研析】【典例】(2017海南高考)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
6、)/(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 【审答技巧】(1)审题技巧：抓住关键词“(A+T)/(G+C)”与“(A+C)/(G+T)”两个比值的意义，“DNA分子中”指的是DNA双链中。(2)答题关键：“(A+T)/(G+C)”在DNA双链中、任一条DNA分子单链中都相等。“(A+C)/(G+T)”在不同物种的DNA双链中都等于1。【解析】选D。双链DNA分子中A=T、G=C，
7、因此其(A+C)/(G+T)=1，但(A+T)/(G+C)的值不确定，A项错误，D项正确；由于G和C之间含有三个氢键，含有的能量高，因此(A+T)/(G+C)的值越小时，双链DNA分子的稳定性越高，B项错误；(A+T)/(G+C)和(A+C)/(G+T)的值相同时，只能推断出4种碱基数目相同，无法判断出这个DNA分子是双链，C项错误。【高考长句应答特训】如何辨识某份DNA样品是双链分子还是单链分子？提示：若A=T且C=G，则一般为双链，否则为单链。【方法规律】小技巧解决DNA分子中有关碱基比例的计算(1)审清题意：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
8、链上碱基的比例。(2)图文转换：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基；根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。【考点题组诊断】角度一 DNA分子碱基的相关计算 1.(2014山东高考)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()世纪金榜导学号【解题指南】(1)分析题图，获得解题信息。(2)利用碱基互补配对原则，借助特殊值作出准确判断。【解析】选C。本题主要考查对DNA分子碱基互补配对原则的理解。双链DNA分子中，(A+C)/(T+G)一定等于1，故A项错误；
9、当一条链中(A1+C1)/(T1+G1)=1时，其互补链中存在(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C1)=1，B项错误；在DNA分子中，存在(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C)，故C项正确、D项错误。2.(2019临川模拟)从某生物组织中提取DNA进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA分子的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，则与H链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的()A.26%、22%B.24%、28%C.14%、11%D.11%、14%【解析】选A
10、。已知DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%，即C+G=46%，则C=G=23%、A=T=50%-23%=27%。又已知该DNA的一条链所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，即A1=28%、C1=24%，根据碱基互补配对原则，A=(A1+A2)2，C=(C1+C2)2，则A2=26%，C2=22%。3.(金榜原创预测)蓝藻细胞的DNA分子为环状，酵母菌细胞的DNA分子为链状，下列相关说法正确的是()A.环状DNA分子中没有游离的磷酸基团 B.环状DNA分子中(A+C)/(T+G)1 C.环状DNA分子不具有规则的双螺旋结构 D.环状DNA分子比链状DNA分子更稳定【解析】
11、选A。环状DNA链首尾相连，DNA链呈环状，不会有裸露的5和3端，不会有游离的磷酸基团，A正确；环状DNA分子也是规则的双螺旋结构，也遵循碱基互补配对原则，故(A+C)/(T+G)=1，B、C错误；DNA分子的稳定性要看氢键数目的多少，不是看DNA分子形状，D错误。【知识总结】从DNA分子的空间结构看DNA分子的稳定性(1)每个DNA片段中，有2个游离的磷酸基团；每个脱氧核糖连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。(2)磷酸、脱氧核糖的排列顺序是不变的，不包含遗传信息，而碱基对的排列顺序是可变的，碱基对的排列顺序就蕴藏着遗传信息。(3)磷酸和脱氧核糖之间的化学键是磷酸二酯键，两条链相邻的
12、2个碱基之间是氢键。A与T之间有两个氢键，G与C之间有3个氢键，氢键越多，结构越稳定，即G-C碱基对比例越大越稳定。角度二 DNA分子的结构和特性 4.在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则()A.能搭建出20个脱氧核苷酸 B.所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对 C.能搭建出410种不同的DNA分子模型 D.能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段【解析】选D。每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子 脱氧核糖及一分
13、子含氮碱基组成。根据碱基互补配对 原则，“4个C、6个G、3个A、7个T”能配对4个G-C和3 个A-T，共7个碱基对。但是本题中脱氧核糖和磷酸的 连接物仅为14个，制约了搭建的模型中脱氧核苷酸 数。因此14个脱氧核糖和磷酸的连接物能搭建的模型 中每条链最多4个脱氧核苷酸，因此最多能搭建出一个 含有4个碱基对的DNA分子片段，共含有8个脱氧核苷酸，理论上能搭建出不同的DNA分子模型远少于410种，故选D。5.(2018邢台模拟)如图表示双链DNA分子的结构，有关叙述正确的是()A.表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸 B.每个磷酸均连接着两个脱氧核糖 C.DNA复制时，解旋酶断裂的是处的化学键 D.碱基C和
14、G的比例越大，该DNA片段热稳定性越高【解析】选D。由一个脱氧核苷酸的脱氧核糖、胸腺 嘧啶与另一个脱氧核苷酸的磷酸构成，不能表示胸腺 嘧啶脱氧核苷酸，A错误；位于每条链首端的磷酸只连 接着一个脱氧核糖，B错误；DNA复制时，解旋酶断裂 的是处的氢键，C错误；含有氢键数量越多，双链 DNA分子的热稳定性越高，在一个双链DNA分子中，碱 基对G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因 此碱基C和G的比例越大，DNA片段热稳定性越高，D正确。6.据报道，英国剑桥大学科学家宣布在人体快速分裂的活细胞如癌细胞中发现了DNA的四螺旋结构。形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等作用力形成
15、一个正方形的“G-4平面”，继而形成立体的“G-四联体螺旋结构”(如图)，下列有关叙述正确的是 世纪金榜导学号()该结构是沃森和克里克首次发现的 该结构由一条脱氧核苷酸链形成 用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键 该结构中 的值与DNA双螺旋结构中的比值相等 A.B.C.D.AGTC【解析】选B。本题以“G-四联体螺旋结构”为素材，考查DNA分子结构的主要特点，考查识记、理解与运用 能力。难度适中。“G-四联体螺旋结构”是由英国剑 桥大学的科学家首先发现，但不是沃森和克里克首次 发现的，错误；由图中实线可知，该结构由一条脱 氧核苷酸链形成，正确；DNA解旋酶能打开碱基对之 间的氢键，因此用DNA
16、解旋酶可打开该结构中的氢键，正确；DNA双螺旋结构中 的值始终等于1，而该 结构中 的值不一定等于1，因此该结构中 的 值与DNA双螺旋结构中的比值不一定相等，错误。故 选B。AGTCAGTCAGTC【加固训练】(2018济南模拟)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(A+T)/(C+G)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(A+T)/(C+G)1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 A.猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些 B.小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同 C.
17、小麦DNA中(A+T)的数量是鼠DNA中(C+G)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(A+T)/(C+G)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项错误；虽然小麦和鼠的(A+T)/(C+G)比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同，故B、C项错误；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项正确。考点二 DNA分子的复制 【核心知识突破】1.概念：以_为模板，合成子代DNA的过程。2.时间：有丝分裂_、减数第一次分裂前的
18、_ _。DNA两条链 间期 间 期 3.过程：4.特点：(1)复制方式为_。(2)边解旋边复制。5.DNA分子精确复制的原因：(1)DNA分子的_结构提供精确的模板。(2)_保证复制精确进行。半保留复制 双螺旋 碱基互补配对原则 6.意义：使_从亲代传给子代，保持了遗传信 息的_。7.研究DNA复制的常用方法：同位素示踪法和密度梯度离心法，常用_标记，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。遗传信息 连续性 3H、15N 8.对DNA复制方式的推测：(1)方式推测：沃森和克里克提出假说：DNA分子复制 方式为_。(2)实验证据。实验方法：_。半保留复制 放射性同位素示踪法和离心技术 实验原理
19、：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。实验假设：_。DNA以半保留的方式复制 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_标记的亲代双链 DNA；中带(密度居中)：一条链为_标记，另一条链为_ 标记的子代双链DNA；轻带(密度最小)：两条链都为_标记的子代双链 DNA。15N 14N 15N 14N 实验过程。过程分析：立即取出，提取DNA离心_ _。繁殖一代后取出，提取DNA离心全部中带。繁殖两代后取出，提取DNA离心_ _。实验结论：_。全部重 带 1/2轻带、1/2中 带 DNA的复制是以半
20、保留方式进行的 9.DNA复制过程中的数量关系：DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下：(1)子代DNA分子数为_个。含有亲代链的DNA分子数为_个。不含亲代链的DNA分子数为_个。含子代链的DNA分子数为_个。(2)子代脱氧核苷酸链数为_条。亲代脱氧核苷酸链数为_条。新合成的脱氧核苷酸链数为_条。2n 2 2n-2 2n 2n+1 2 2n+1-2 10.利用图示法理解细胞分裂与DNA复制相结合(假设细胞中含有1对同源染色体)：规律总结：(1)DNA复制与细胞分裂中子细胞标记情况分析。最后形成的4个子细胞有三种组合：第一种情况：2个细胞是 ，2个细胞是 。第二种情
21、况：4个细胞都是 。第三种情况：2个细胞是 ，1个细胞是 ，1个 细胞是 。(2)DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。【微点警示】DNA复制四点警示(1)DNA复制方式的提出与证实都是“假说演绎法”的成果。(2)真核细胞内DNA分子多起点、双向复制。原核细胞内拟核DNA分子单起点、双向复制。(3)DNA复制的场所主要在细胞核，失去分裂能力的细胞不再发生DNA复制。(4)DNA分子复制过程中具有相对的稳定性，但也可能发生差错即发生碱基对的增添、缺失或改变基因突变。【秒判正误】1.DNA分子全部解旋后才开始进
22、行DNA复制。()分析：DNA分子边解旋边复制。2.在人体内，成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复 制。()分析：在人体内，成熟的红细胞无DNA，浆细胞是高度 分化的细胞，不发生DNA的复制。3.DNA必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链。()分析：DNA酶是催化DNA水解，而不是催化其解旋。4.DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的两条子链 形成新的DNA双链。()分析：DNA复制新合成两条子链，每一条子链都跟母链 形成新的DNA双链。5.DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接。()分析：DNA聚合酶是在有模板的条件下催化单个游离的 脱氧核苷酸与脱氧核苷酸链的片段连接。【命题案
23、例研析】【典例】(2016全国卷节选)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和 表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-P P P 或dA-P P P)。回答下列问题：(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“”“”或“”)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_ _
24、 _【审答技巧】(1)抓住关键信息：d表示脱氧、三个磷酸基团所处的 位置(A-P P P 或dA-P P P)。(2)找出思维盲区：噬菌体双链DNA为半保留复制。【解析】本题主要考查DNA的结构与同位素标记法的应 用。(2)dATP去掉2个磷酸基团后是合成DNA的原材料，若用32P标记的dATP合成DNA，则标记的磷酸基团应位于靠近A的位置上，即位上。(3)DNA的复制是半保留复制，一个噬菌体DNA分子的2条链都用32P标记，原标记的2条链作为模板合成新的DNA，如此反复有且只有2条链被32P标记，最终被分配到2个噬菌体中。答案：(2)(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制
25、后，标记的2条单链只能被分配到2个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中有2个带有标记【核心素养新命题】科学思维分析与综合(1)噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记后感染大肠 杆菌，提供模板和酶的分别是什么？提示：噬菌体DNA；大肠杆菌。(2)在上题(3)中，检测不到放射性的噬菌体有几个？若DNA分子复制为全保留复制，含有放射性的噬菌体有 几个？其中含有32P的噬菌体所占比例为多少？提示：n-2，1个，1/n。【考点题组诊断】角度一 DNA分子复制的过程及相关计算 1.(2019黄山模拟)真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述正确的是()A.酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸
26、二酯键的形成 B.a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列互补配对 C.该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNARNA D.c链和d链中G+C所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高【解析】选D。酶1是解旋酶，作用是使氢键断裂，A错误；a链和c链均与b链碱基互补配对，因此a链与c链的碱基序列相同，B错误；DNA复制过程中遗传信息传递方向是DNADNA，C错误；c链和d链中的碱基是互补配对的，A与T之间以两个氢键连接，G与C之间以三个氢键连接，G+C所占比例越大，DNA分子的热稳定性越高，因此c链和d链中G+C所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高，D正确。2.(2018哈
27、尔滨模拟)将一个没有被放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P-胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图、两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是()世纪金榜导学号 A.DNA第二次复制产生的子代DNA有、两种类型，比例为13 B.DNA复制后分配到两个子细胞中时，其上的基因遵循基因分离定律 C.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)/2 D.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n+1-2【解析】选D。DNA第二次复制后，子代DNA有4个，其中不含有放射性
28、的DNA有2个，含有放射性的DNA有2个，A错误；基因的分离定律适用于真核生物，B错误；DNA双链中嘧啶数等于嘌呤数，亲代DNA中胞嘧啶数为(m/2-a)个，复制n次，需要新增加(2n-1)个DNA分子，所以共需要胞嘧啶数目为(m/2-a)(2n-1)，C错误；复制n次后，脱氧核苷酸单链有2n+1条，不含放射性的有2条，因此有放射性的为2n+1-2条，D正确。【易错提醒】(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只指最后一次复制。(2)计算“复制n次需要某碱基的数目”时，该碱基数目是指DNA分子双链中的数量，而不是某条单链中的数量。3.(2019运城模拟)在DN
29、A复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中，3HdT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3HdT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以做出的推测是()A.复制起始区在高放射性区域 B.DNA复制为半保留复制 C.DNA复制方向为ac D.DNA复制从起始点向两个方向延伸【解题指南】(1)审题抓住关键信息：“将大肠杆菌先放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中，几分钟后转移到含高剂量3HdT的培养基中”。(2)明确下列两个问题：因脱氧胸苷(3
30、HdT)为DNA分子复制提供原料，故子代裂解细胞的DNA有放射性；放射性高低与DNA分子复制的先后密切相关。【解析】选D。A项和D项，由题干信息可知，开始一段 时间，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷的 培养基中，即这段时间中复制的DNA分子中含有低放射 性；当将大肠杆菌放在含高剂量3H标记的脱氧胸苷的 培养基中，DNA分子继续进行复制，这段时间内形成的 DNA分子具有高放射性。由图可知，中间区段有低放射 两端为高放射性，即DNA的复制起点区在低放射性区域，DNA复制从起始点向两个方向延伸，A错误、D正确。从题干信息中无法推测出DNA为半保留复制，B错误。DNA的复制方向为ba和bc(同
31、一起点双向复制)，C项错误。角度二 DNA分子复制与细胞分裂 4.(2018长沙模拟)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，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是()A.0条 B.20条 C.大于0条小于20条 D.以上都有可能【解析】选D。第一次细胞分裂完成后形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条链不含32P，第二 次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是 一条染色单体含32P，一条染色单体不含32P，有丝分裂 后期，姐妹染色单体分离，如果含32P 的20条染色体 同时移向细胞的一极，不含
32、32P的20条染色体同时移向 细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体 条数分别是20条和0条；如果移向细胞两极的20条染色体中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体条数大于0条小于20条。【易错提醒】本题易错选B。错因在于未能全面分析着丝点分裂后子染色体的移动情况。染色体着丝点分裂后形成的两条子染色体移向哪一极是“随机”的，故移向同一极的染色体其双链DNA所带的放射性状况应由每条染色体的两条染色单体如何移动决定，不要将所有染色体的染色单体移动“统一”看待。5.(2018河南百校联考)下图中图1是DNA的某一片段，图2是DNA复制过程示意图。下列相关叙
33、述中，错误的是 世纪金榜导学号()A.图1中所示的DNA片段有两个游离的磷酸基团 B.图1中的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 C.据图2可知DNA的复制过程需要消耗ATP D.图2中DNA聚合酶的作用是催化碱基对间氢键的形成【解析】选D。图1中每条脱氧核苷酸链的5端有一个游离的磷酸基团，所以图1中含有两个游离的磷酸基团，A正确；由于图1中是胞嘧啶，所以的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸，B正确；由图2可知，DNA的复制过程需要消耗ATP，C正确；DNA聚合酶的作用是催化相邻脱氧核苷酸间磷酸二酯键的形成，而不是氢键的形成，D错误。6.(2019深圳模拟)如图甲、乙表示生物体内的某些生理过程。请据图回答下列问题：(
34、1)图甲过程一般发生在_(填“拟核”“细胞核”或“拟核和细胞核”)中。(2)若将图甲中的各自彻底水解，得到的相同产物有_种；图甲中核糖体的移动方向是_(填“从左到右”或“从右到左”)。(3)图乙中该DNA复制的特点有_ _(答出3点即可)；该过程以及转录过程在细胞分裂期很难进行，其原因是_。【解析】(1)图甲表示边转录边翻译，说明图甲过程发生在原核细胞的拟核中。(2)图甲中的是mRNA、是DNA、是tRNA、是核糖体及其合成的肽链，中都有RNA，DNA和RNA彻底水解，得到的相同产物有磷酸、碱基A、G、C，共4种；根据肽链的长度可推知图甲中核糖体的移动方向是从左到右。(3)图乙中该DNA复制的
35、特点有多(双)起点复制、双向复制、半保留复制、边解旋边复制；DNA复制及转录过程在细胞分裂期很难进行，其原因是染色质高度螺旋化，以染色体的形式存在，不利于DNA解旋。答案：(1)拟核(2)4 从左到右(3)多(双)起点复制、双向复制、半保留复制、边解旋边复制 染色质高度螺旋化，以染色体的形式存在，不利于DNA解旋 考点三 基因是有遗传效应的DNA片段 【核心知识突破】染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系：【秒判正误】1.真核细胞的基因只存在于细胞核中，而核酸并非仅 存在于细胞核中。()分析：真核细胞的基因既存在于细胞核中也存在于细 胞质中，真核细胞有2种核酸，DNA主要存在于细胞核 中，RN
36、A主要存在于细胞质中。2.DNA分子中每一个片段都是一个基因。()分析：基因是有遗传效应的DNA片段，不是每个DNA片 段都是基因。3.真核细胞基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信 息。()分析：脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，真核细 胞和原核细胞都是如此。4.基因只位于染色体上，所以染色体是基因的载体。()分析：基因主要位于染色体上，染色体是基因的主要 载体。【命题案例研析】【典例】(2019石家庄模拟)如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，有关叙述正确的是()A.R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质 B.R、S、N、O互为非等位基因 C.果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸
37、组成的 D.每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变【审答技巧】(1)审题关键：抓住关键词：“一条染色体上的几个基因”；读图可知，这些基因分别控制不同的性状。(2)满分答题：结合选项可知，本题考查基因的结构、基因的基本组成单位、等位基因与非等位基因的概念、基因突变与性状改变的关系。【解析】选B。R基因中的脱氧核苷酸序列不一定都能 编码蛋白质，如非编码区和内含子不能编码蛋白质；R、S、N、O控制果蝇不同的性状，互为非等位基因；基因的基本组成单位是脱氧核苷酸；基因中有一个碱 基对的替换，由于密码子的简并性，密码子决定的氨 基酸不一定变化；如果密码子所决定的氨基酸有所改 变，将导致蛋白质
38、组成的变化以及其空间结构等的变化，但生物的表现型还与生物所处环境等外界因素有关，所以表现型也不一定会变化。【核心素养新命题】科学思维比较与分析(1)这条染色体上的黄身基因(R)，其同源染色体上的 相同位置上的基因是_。若其同源染色体上的相同 位置上的基因是r，则R与r的区别是_ _。R或r 脱氧核苷酸的排 列顺序不同 科学思维批判性思维(2)观察该染色体，基因S和R之间的区域，是否一定具 有遗传效应？为什么？提示：不一定。基因作为控制生物性状的最基本的单 位，在基因S和R之间的区域，可能还有新的基因，也 可能是没有遗传效应的脱氧核苷酸序列。【考点题组诊断】1.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧
39、核苷酸的说法，正确的是 世纪金榜导学号()A.一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定的 B.基因是具有遗传效应的DNA片段，不是4种碱基对的随机排列 C.在DNA分子结构中，脱氧核苷酸的排列构成了DNA分子的基本骨架 D.染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有2个DNA分子【解析】选B。一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的，而不是由脱氧核苷酸的比例决定的，A项错误；基因是具有遗传效应的DNA片段，基因中碱基对的排列顺序是特定的，而不是随机的，B项正确；在DNA分子结构中，脱氧核糖和磷酸交替连接构成了DNA分子的基本骨架，C项错
40、误；染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子，D项错误。2.(2018西安模拟)下列有关DNA与基因关系的叙述中，正确的是()A.基因是碱基对随机排列而成的DNA片段 B.一个DNA分子上有许多个基因 C.DNA的碱基排列顺序就代表基因 D.组成不同的基因的碱基数量一定不同【解析】选B。基因是具有遗传效应的DNA片段，A错误；一个DNA分子上有许多个基因，B正确；基因是具有遗传效应的DNA片段，这些片段中所含碱基的排列顺序才代表基因，C错误；组成不同基因的碱基数量可能相同，D错误。3.(教材素材新命题必修2 P58 科学技术社会)DNA指纹技术广泛用于刑侦领域。下图是通过
41、DNA指纹技术鉴定真凶的实例。下列相关说法错误的是()A.图示DNA片段是用DNA酶处理获得的 B.同卵双胎的DNA指纹相同 C.DNA指纹技术的理论依据是DNA分子的特异性 D.图示中真凶最可能是1【解析】选A。DNA片段是用限制酶切割DNA分子，然后用电泳的方法将片段大小分开获得的，A错误；DNA 指纹技术的理论依据是DNA分子的特异性，世间除了同卵双胎，DNA指纹都完全不同，故B、C正确；图示很容易看出真凶最可能是1号，D正确。【加固训练】(2018株洲模拟)下图中m、n、l表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因，a，b为基因间的间隔序列。相关叙述正确的是()A.一个细胞中，m、n、l要
42、么同时表达，要么同时关闭 B.若m中缺失一个碱基对，则n、l控制合成的肽链结构会发生变化 C.a、b段的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸 D.不同人a、b段包含的信息可能不同，可作为身份识别的依据之一【解析】选D。细胞分化的实质是基因的选择性表达，m、n、l基因可以不同时表达，A错误；由于a、b为基因间的间隔序列，m中缺失一个碱基对，n、l基因结构不变，控制合成的肽链的结构也不会发生变化，B错误；a、b段虽然是基因间的间隔序列，但是本质是DNA，基本组成单位仍然是脱氧核苷酸，C错误；DNA分子具有特异性，不同人的a、b段碱基序列不同，可作为身份识别的依据之一，D正确。答案速填:1遗传效应 2磷酸 3脱氧核糖 4氢键 5规则的双螺旋 6半保留复制 7有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 8DNA分子的两条链 94种脱氧核苷酸 10解旋酶、DNA聚合酶等 11边解旋 12连续性
