（鲁京津琼）2020版高考生物总复习第17讲DNA的结构、复制及基因的本质教案.docx

第17讲DNA 的结构、复制及基因的本质课程内容核心素养提考能1.简述DNA分子结构的主要特点。2.概述DNA分子的复制。3.说明基因与遗传信息的关系。4.搜集DNA结构模型建立过程的资料，并进行讨论和交流。5.制作DNA分子双螺旋结构模型。生命观念通过讨论分析DNA分子的结构和复制及功能，形成物质结构功能观。科学思维通过构建DNA分子结构与复制模型，强化模型与建模。科学探究通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力。考点一DNA分子的结构及相关计算1.DNA分子的结构(1)DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。(2)图解DNA分子结构：2.DNA分子结构特点(1)多样性：若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基对排列顺序。(2)特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。(3)稳定性：两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基对配对方式不变等。1.(理性思维)DNA分子结构模型的构建及相关解读(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。2.(科学思维)利用数学思想求解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AGTC。(2)“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中m，在互补链及整个DNA分子中m，而且由任一条链转录来的mRNA分子中(AU)/(GC)仍为m(注：不同DNA分子中m值可不同，显示特异性)。(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中a，则在其互补链中，而在整个DNA分子中1。(注：不同双链DNA分子中非互补碱基之和的比均为1，无特异性)3.(思维提升)下面是DNA分子结构模型，思考相关问题：(1)图中能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？为什么？提示不能。组成DNA分子的两条链的方向相反，其中是上一个脱氧核苷酸的组成物质。(2)图中碱基之间是如何连接的？ 提示双链DNA中，反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对，而同一条链上的两个相邻碱基之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的。(3)DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？提示初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。(4)如何根据碱基的种类和比例确定核酸的类型？提示根据碱基的种类确定是DNA还是RNA，若含有碱基U则是RNA，若含有碱基T而不含有碱基U，则是DNA；根据碱基的比例确定是单链还是双链，若嘌呤数/嘧啶数1，则一般是双链，若嘌呤数/嘧啶数1，则是单链。教材高考1.判断正误(1)DNA的X光衍射实验证明了DNA是遗传物质。(2013全国卷，T5C)()(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。(2014全国卷，T5C)()(3)大肠杆菌细胞中只有A、T、C、G四种碱基。(2012海南卷，T5C)()提示(1)DNA的X光衍射图谱，给DNA的双螺旋结构的建立提供了依据。(2)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)大肠杆菌细胞中既有DNA，又有RNA，故有A、T、C、G、U五种碱基。2.深挖教材(1)教材必修2 P49“思考与讨论”：说出资料中涉及的学科知识和方法。提示学科知识有：物理学(主要是晶体学)、生物化学、数学和分子生物学等学科知识。方法有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算方法，建构模型的方法等。(2)教材必修2 P51：说出拓展题中总结的规律。提示在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和恒等，并为碱基总数的50%。围绕DNA分子结构考查生命观念与科学思维1.(2017海南卷，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(AT)/(GC)与(AC)/(GT)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解析在双链DNA分子中，A、T之间形成2个氢键构成碱基对，G、C之间形成3个氢键构成碱基对，所以G、C对相对越多，DNA分子越稳定，B错误；又因AT、GC，所以只要是双链DNA分子(AC)/(GT)都恒等于1，A错误，D正确；单链DNA中，两个比值也可能相同，C错误。答案D2.(2019山东济南模拟)如图为核苷酸链结构图，下列叙述错误的是()A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和bB.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个C.各核苷酸之间是通过化学键连接起来的D.若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T解析核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子碱基组成，b中磷酸与核苷不属于一个核苷酸分子；由题图可知，每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连；核苷酸之间通过磷酸二酯键相连形成核苷酸链，即图中；脱氧核糖核苷酸根据碱基不同分为腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸，因此若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的是胸腺嘧啶即碱基T。答案A“三看法”判断DNA分子结构的正误围绕DNA分子结构的相关计算考查科学思维3.(2014山东卷)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()解析双链DNA分子中，(AC)/(TG)一定等于1，A错误；当一条链中存在(A1C1)/(T1G1)1时，其互补链中存在(A2C2)/(T2G2)(T1G1)/(A1C1)1，B错误；在DNA分子中，存在(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)(AT)/(GC)，C正确、D错误。答案C4.(2019北京四中模拟)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C.4种含氮碱基ATGC3377D.碱基排列方式共有4100种解析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。答案C解答有关碱基计算题的“三步曲”考点二DNA分子的复制及基因的概念1.DNA的复制2.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系1.(科学思维)DNA分子连续复制两次图像及解读2.(科学思维)利用数学思想分析DNA复制过程中的数量关系DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：(1)DNA分子数子代DNA分子数2n个；含有亲代DNA链的子代DNA分子数2个；不含亲代DNA链的子代DNA分子数(2n2)个。(2)脱氧核苷酸链数子代DNA分子中脱氧核苷酸链数2 n1条；亲代脱氧核苷酸链数2条；新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。(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，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个 ；第n次复制需该脱氧核苷酸数m(2n2n1)m2n1个。3.(思维提升)下图是DNA复制的有关图示，ABC表示大肠杆菌的DNA复制。DG表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起始点，“”表示复制方向。(1)若A中含48 502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/min，则此DNA分子复制完成约需30 s。而实际上只需约16 s。根据AC图分析，是什么原因？提示复制是双向进行的。(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按AC的方式复制，至少8 h，而实际上约6 h左右。据DG图分析，是什么原因？提示从多个起始点同时进行复制。(3)C与A相同，G与D相同，C、G能被如此准确地复制出来，原因是什么？提示DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA分子的碱基互补配对原则保证了复制准确无误的进行。教材高考1.判断正误(1)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制。(2015全国，T5B)()(2)同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同的主要原因是二者核DNA复制方式不同。(2014高考全国，T2D)()提示(1)(2)不同的主要原因是二者的基因选择性表达所致。2.深挖教材(1)教材P53“侧栏思考题”：如何在实验中区分亲代与子代的DNA分子？提示本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了。(2)教材P56“相关信息”：如何理解遗传物质是信息分子？提示量子物理学奠基人薛定谔认为遗传是遗传信息的复制、传递与表达，遗传物质是一种信息分子。围绕DNA分子复制考查生命观念与科学思维1.(20184月浙江选考)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是()A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N14NDNAD.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的解析本题考查的是“探究DNA的复制过程”。本活动中有使用到14N和15N即采用了同位素示踪，3个离心管中的条带需经密度梯度离心，A正确；a管中只有重带，即15N15NDNA，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误；b管中只有中带，即DNA都是15N14NDNA，C正确；c管中具有1/2中带为15N14NDNA，1/2轻带为14N14NDNA，综合a、b、c三只管可推测，a管中为亲代DNA：15N15NDNA，b管中为复制一代后的子代DNA：15N14NDNA，c管中为复制两代后的子代DNA：1/215N14NDNA、1/2 14N14NDNA，说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。答案B2.(2016全国卷，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双链不能打开，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、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。答案C围绕DNA分子复制过程的有关计算考查科学思维3.(2019北京海淀模拟)一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是()A.该DNA分子的特异性与碱基对的排列顺序有关B.复制过程需要2.4104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链数目之比为17D.子代DNA分子中含32P的分子数目与只含31P的分子数目之比为13解析由题可知，该DNA分子中胞嘧啶占30%，则该DNA复制时需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为10 00030%(231)2.1104。答案B4.某双链DNA分子有100个碱基对，其中腺嘌呤30个，下列叙述正确的是()A.该DNA分子一条单链中，腺嘌呤和胸腺嘧啶占50%B.该DNA分子两条链之间总是嘌呤和嘧啶形成碱基对C.该DNA分子第三次复制时需要胞嘧啶脱氧核苷酸490个D.该DNA分子复制时，在DNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开解析该双链DNA分子有100个碱基对，其中腺嘌呤30个，胸腺嘧啶也为30个，该DNA分子中AT占30%，则DNA分子一条单链中，AT占30%。DNA分子两条链之间的碱基靠氢键连接成碱基对，腺嘌呤与胸腺嘧啶、鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对。该DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸为70个，第三次复制时需要胞嘧啶脱氧核苷酸70231704280个。DNA复制时，在解旋酶的作用下DNA双螺旋解开。答案BDNA复制相关计算时四个易错点(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。(2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。(3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。(4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。围绕 DNA半保留复制考查科学探究5.(2019北京四中模拟)DNA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？用下面设计实验来证明DNA的复制方式。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澄清易错易混强化科学思维易错易混易错点1对DNA分子的结构认识不清点拨(1)DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3端的脱氧核糖连着一个磷酸基团(环状DNA分子除外)。(2)双螺旋结构并不是固定不变的，复制和转录过程中会发生解旋。(3)DNA分子一般为“双螺旋结构”，双链DNA中嘌呤等于嘧啶，但细胞内的嘌呤不等于嘧啶，因为细胞内还有单链的RNA。易错点2误认为DNA复制“只发生于”细胞核中点拨细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。易错点3对DNA分子复制特点及子DNA去向模糊不清(1)复制特点：半保留复制即新DNA分子总有一条链来自亲代DNA(即模板链)，另一条链(子链)由新链构建而成。(2)2个子DNA位置：当1个DNA分子复制后形成2个新DNA分子后，这2个子DNA恰位于两姐妹染色单体上，且由着丝点连在一起。(如图所示)(3)子DNA去向：在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，当着丝点分裂时，两姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。易错点4对基因的概念理解不清点拨(1)针对遗传物质为DNA的生物而言，基因是指“有遗传效应的DNA片段”，但就RNA病毒而言，其基因为“有遗传效应的RNA片段”。(2)并非所有DNA片段都是基因，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开的。深度纠错1.(针对易错点1)下列生物的全部核酸中碱基组成是：嘌呤碱基占总数的58%，嘧啶碱基占总数的42%，下列生物中不可能的是()A.T2噬菌体 B.烟草花叶病毒C.细菌 D.酵母菌和人解析噬菌体属于DNA病毒，只含DNA一种核酸，根据碱基互补配对原则，其嘌呤碱基总数应等于嘧啶碱基总数，这与题意不符，A项符合题意；烟草花叶病毒属于RNA病毒，只含RNA一种核酸，且RNA为单链结构，其嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数，因此该生物可能为烟草花叶病毒，B项不符合题意；细菌同时含有DNA和RNA两种核酸，其中DNA所含嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，但RNA所含嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数，因此该生物可能为细菌，C项不符合题意；酵母菌和人都含有DNA和RNA两种核酸，其中DNA所含嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，但RNA所含嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数，因此该生物可能为酵母菌和人，D项不符合题意。答案A2.(针对易错点2)下列关于DNA复制的叙述，正确的是()A.复制仅发生在有丝分裂间期B.真核生物DNA复制的场所均在细胞核内C.复制过程是先解旋后复制D.脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成新的子链解析DNA的复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，A错误；真核生物DNA复制的场所在细胞核、线粒体和叶绿体中，B错误；DNA复制是边解旋边复制，C错误；DNA聚合酶可以连接脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，从而将脱氧核苷酸连接成新的子链，D正确。答案D3.(针对易错点3)某精原细胞(2N8)的DNA分子双链均用15N标记后置于含14N的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂后，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是()A.若进行有丝分裂，则含15N染色体的子细胞所占比例为1/2B.若子细胞中的染色体都含15N，则细胞分裂过程中不一定发生基因重组C.若子细胞中有的染色体不含15N，则细胞分裂过程中不可能发生等位基因的分离D.若进行减数分裂，则第二次分裂后期每个细胞中含14N的染色体有4条解析根据DNA的半保留复制特点及有丝分裂过程中染色体的变化规律可知，若进行有丝分裂，则某精原细胞产生的含15N染色体的子细胞所占比例可以是1/2或3/4或1，A错误，若子细胞中的染色体都含15N，则该细胞一定进行减数分裂，在减数分裂过程中会发生基因重组，B错误；若子细胞中有的染色体不含15N，则该细胞一定进行有丝分裂，有丝分裂过程中不会发生等位基因的分离，C正确；如果进行减数分裂，染色体只经过一次复制，经过复制的染色体上的每条染色单体都含有14N标记。经过减数第一次分裂，染色体数目变为4条，到了减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分开，变为染色体，导致染色体数目暂时加倍，因此第二次分裂后期每个细胞中含14N的染色体有8条，D错误。答案C4.(针对易错点4)下列关于染色体、DNA、基因的叙述正确的是()A.一个DNA分子上有很多基因B. 一条染色体上有很多DNA分子C.基因都位于染色体上D.染色体、DNA、基因都是遗传物质解析基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有很多基因，A正确；正常情况下一条染色体上有一个DNA分子，染色体复制后一条染色体上有两个DNA分子，B错误；基因有的位于线粒体或叶绿体中，染色体是基因的主要载体，C错误；DNA、基因都是遗传物质，染色体是遗传物质的载体，D错误。答案A随堂真题&预测1.(2018海南卷，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13B.有15N15N和14N14N两种，其比例为11C.有15N15N和14N14N两种，其比例为31D.有15N14N和14N14N两种，其比例为31解析大肠杆菌14N14N在含有15N的培养基中繁殖，其中子一代大肠杆菌的DNA分子共2个，均为1条链含14N、1条链含15N，子二代大肠杆菌的DNA分子共4个，其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，另外2个DNA分子为2条链均含15N；再转到含有14N的培养基中繁殖一代，子三代大肠杆菌的DNA分子共8个，其中2个DNA分子为2条链均含14N，其余6个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，所以15N14N和14N14N两种分子的比例为31。答案D2.(2020选考预测)下列有关线性DNA分子结构的说法中，错误的是()A.每个DNA片段含有两个游离的磷酸基团，且分别位于DNA两端B.DNA分子中某些脱氧核糖只和一个磷酸分子相连C.碱基对通过氢键相连排列在DNA分子的内侧D.DNA中的A/T碱基对越多，该DNA越耐高温解析根据DNA分子的双螺旋结构分析可知，每个DNA片段含有两个游离的磷酸基团，且分别位于DNA两端，A正确；DNA链末端的脱氧核糖上只连着一个磷酸分子，B正确；脱氧核糖与磷酸交替连接排列在DNA分子的外侧，碱基对通过氢键相连排列在DNA分子的内侧，C正确；DNA中的G/C碱基对越多，该DNA越耐高温，D错误。答案D3.(2020选考预测)动物细胞的线粒体DNA分子上有两个复制起始区OH和OL。该DNA复制时，OH首先被启动，以L链为模板合成M链，当M链合成约2/3时，OL启动，以H链为模板合成N链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如下图所示。下列叙述正确的是()A.复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是DNA聚合酶B.合成M链和N链时方向相反是因为起始区解旋方向不同C.复制完成后M链中的嘌呤数与N链中的嘌呤数一定相同D.线粒体环状DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸相连解析DNA分子复制开始时，首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下进行解旋，可见，复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是解旋酶，A错误；组成DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，而DNA聚合酶只能从DNA的3端延伸DNA链，所以合成M链和N链时方向相反，B错误；依据碱基互补配对原则和图示分析可知：复制完成后M链与N链中的碱基AT、CG，因此复制完成后M链中的嘌呤数与N链中的嘧啶数一定相同，C错误；线粒体环状DNA分子中没有游离的磷酸基团，每个脱氧核糖都与两个磷酸相连，D正确。答案D(时间：35分钟)1.(2019山东烟台模拟)下列关于DNA结构的叙述，错误的是()A.DNA是脱氧核苷酸的多聚体B.每个DNA分子均含有A、T、C、G四种碱基C.每个DNA分子中AT的量等于GC的量D.DNA分子的一条链上相邻碱基之间不是以磷酸二酯键相连的解析DNA的基本单位是脱氧核苷酸，是脱氧核苷酸的多聚体，A正确；因为A和T配对，G和C配对，所以每个DNA分子中含有A、T、C、G四种碱基，B正确；每个DNA分子中A和T的数量相同，G和C的数量相同，C错误；DNA分子的一条链上相邻碱基之间以脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接的，D正确。答案C2.下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是()A.组成DNA的碱基排列在内侧，互补链间的碱基配对有一定的规律性B.脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA分子的多样性C.双链DNA分子中，若一条链的GT12，则另一条链的CA21D.沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法解析组成DNA的碱基排列在内侧，两条互补链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律，A正确；不同的DNA分子，含有的脱氧核苷酸的数目不同，而且脱氧核苷酸的排列顺序也存在差异，所以脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA分子的多样性，B正确；依据碱基互补配对原则，双链DNA分子中，若一条链的GT12，则另一条链的CA12，C错误；沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法，D正确。答案C3.(2019山东K12联盟)生物体内DNA复制发生在()A.有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期B.有丝分裂的前期和减数第一次分裂中期C.减数第二次分裂前期D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期解析DNA的复制一般发生在分裂间期，即有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，A正确；有丝分裂的前期和减数第一次分裂中期，一条染色体上含有两个DNA分子，已经完成了DNA的复制，B错误；减数第二次分裂前期，一条染色体上含有两个DNA分子，它们是复制而来的，C错误；有丝分裂中期和减数第二次分裂中期，一条染色体上含有两个DNA分子，DNA分子都已经复制了，D错误。答案A4.M13噬菌体是单链DNA生物，当它感染宿主细胞时，首先形成复制型(RF)的双链DNA分子，如果该噬菌体的DNA碱基组成是：G40%，C20%，A24%。那么，RF中碱基构成情况是()A.A12% B.T32%C.C30% D.G20%解析复制型(RF)的双链DNA分子，1链为G140%，C120%，A124%，T116%，则2链为G220%，C240%，A216%，T224%，因此G30%，C30%，A20%，T20%，C正确。答案C5.(2019北京丰台模拟)研究人员将含14NDNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，管中出现的两种条带分别对应下图中的两个峰，则大肠杆菌的细胞周期为()A.4 h B.6 h C.8 h D.12 h解析将含14NDNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA，DNA变性离心后，得到14NDNA占1/8，15NDNA占7/8，则子代DNA共8条，繁殖了3代，细胞周期为24/38，C正确。 答案C6.(2019山东名校联盟)人的最长的DNA分子可达36 mm，DNA复制速度约为4 m/min，但复制过程仅需40 min左右即可完成，这可能是因为()A.边解旋边复制B.只有一个复制起点，但解旋之后可以向着两个方向复制C.以半保留方式复制D.复制起点多，分段同时复制解析由题意知，长为36 mm DNA分子进行复制，如果只从一个位点复制需要的时间是361 00049 000分钟，而实际复制过程中只需要40 min左右即完成，由此可以推出该DNA分子复制时具有多个起点，同时分段复制，故选D。答案D7.(2019山东泰安模拟)如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题：(1)甲图中有_种碱基，有_个游离的磷酸基团。两条脱氧核苷酸链的碱基之间通过_相连。(2)图乙过程在真核细胞与原核细胞中进行的主要场所分别是_和_。(3)图乙的DNA分子复制过程中所需的原料是_。(4)由图可知，延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制具有_的特点。(5)已知某DNA分子共含1 000个碱基对、2 400个氢键，则该DNA分子中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸_个；若将其复制4次，共需腺嘌呤脱氧核苷酸_个。解析(1)甲图中有A、T、C、G共4种碱基，每一条DNA单链上有1个游离的磷酸基团，所以共有2个游离的磷酸基团；两条脱氧核苷酸链的碱基之间通过氢键相连，而同一条脱氧核苷酸链中的相邻碱基之间通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连。(2)图乙表示DNA分子复制过程，在真核细胞中进行的主要场所是细胞核，在原核细胞进行的主要场所是拟核(或细胞质)。(3)乙图的DNA分子复制过程中是合成DNA的过程，所以所需的原料是脱氧核苷酸。(4)由题意可知，DNA分子复制过程中延伸的子链紧跟着解旋酶，说明DNA复制具有边解旋边复制的特点。(5)设鸟嘌呤G的含量为X个，腺嘌呤A的含量为Y个，则XY1 000，3X2Y2 400，可求出X为400，Y为600，即鸟嘌呤脱氧核苷酸为400个；复制4次，形成16个子代DNA，但其中由亲代保留的两条链不需要原料，所以需要原料合成的实质就是15个DNA，共需腺嘌呤脱氧核苷酸为156009 000个。答案(1)42氢键(2)细胞核拟核(或细胞质)(3)脱氧核苷酸(4)边解旋边复制(5)4009 0008.(2019北京海淀模拟)双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20 时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答：(1)若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗_个胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是_。(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，但能_。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中GC的比例越高，需要解链温度越高的原因是_。(4)图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是_。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是_。解析(1)已知1个双链DNA片段中共有ATGC2 000个碱基，其中T350个。依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA片段中， AT350个，CG650个。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数(241)650 (231)6505 200个。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，因 3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以最终在噬菌体DNA中检测到放射性。(3)解旋酶能降低反应所需要的活化能。在每个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，而且DNA分子中GC的比例越高，含有的氢键数越多，DNA结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中GC的比例越高，需要解链温度也越高。(4)已知分子越小离试管口距离越近。图2显示：与60秒结果相比，120秒结果中有放射性的单链距离试管口较远，说明短链片段减少，其原因是：短链片段连接形成长片段，所以短链片段减少。在图示的实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。 答案(1)5 200(2)标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性(3)降低反应所需要的活化能DNA分子中GC的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定(4)短链片段连接形成长片段，所以短链片段减少在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段9.(2019北京四中模拟)某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UA、AT、GC、CG，推测下列选项提到的碱基中，可能是“P”的是()A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶解析根据DNA半保留复制的特点，DNA分子经过两次复制后，以突变链为模板复制形成的两个DNA分子相应位点上的碱基对为UA，AT，而另一条正常，以正常链为模板复制形成的两个DNA分子相应位点上的碱基对为GC、CG，因此被替换的P可能是G或C，故选D。答案D10.(2019山东名校联盟)在研究细胞DNA复制时，先在低剂量3H标记的脱氧核苷酸培养基培养细胞，3H可以掺入正在复制的DNA分子中，使其带上放射性标记。几分钟后，将细胞移到含有高剂量3H标记的脱氧核苷酸培养基培养一段时间，收集、裂解细胞，抽取其中的DN