第23讲　DNA分子的结构、复制

第23讲DNA分子的结构、复制基因是有遗传效应的DNA片段考纲要求考情分析命题趋势1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)2．DNA分子的复制(Ⅱ)3．基因的概念(Ⅱ)2017，海南卷，24T2016，全国卷Ⅱ，2T2016，上海卷，28T2016，全国卷Ⅰ，29TDNA分子结构考查的内容主要包括对DNA分子结构特点的分析、双链DNA分子中碱基之间的数量关系等DNA分子复制在高考的选择题和非选择题中都有可能出现，可以和细胞分裂、基因突变等结合在一起进行考查。考查的内容主要包括DNA复制方式的探究、DNA分子复制的过程和特点的分析以及DNA复制过程中的相关计算等分值：2～10分考点一DNA分子的结构及碱基比率计算1．DNA的结构DNA结构的3个常考点1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝核糖数。(×)(2)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。(×)(3)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。(√)(4)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。(×)(5)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．如图为DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是(D)A．DNA的稳定性与⑤有关，生物体内解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶、逆转录酶等可以断开⑤B．④是一个胞嘧啶脱氧核苷酸C．DNA连接酶可催化⑥或⑦键形成D．A链、B链的方向相反，骨架是磷酸和脱氧核糖解析DNA的稳定性与⑤氢键有关，生物体内DNA解旋酶可以断开⑤键；④中的脱氧核糖、磷酸和胞嘧啶不位于同一个脱氧核苷酸上；DNA连接酶可催化⑦磷酸二酯键形成，但不能催化⑥形成；DNA的A链和B链的方向相反，磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架。3．DNA双螺旋结构是1953年沃森和克里克发现的，现已经基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是(D)A．基因M共有氢键(1.5N＋n)个B．图中a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示；a链含有腺嘌呤的比例最多为eq\f(2n,N)C．基因M的双螺旋结构中脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架D．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等解析基因M的氢键数为(1.5N－n)个，故A项错误；基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M，故B项错误；双螺旋结构中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，故C项错误；等位基因是基因突变产生的，基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，基因M和它的等位基因m的碱基数或排列顺序可以不同，故D项正确。必须关注的DNA分子结构的5个关键点(1)DNA分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有两种A—T、C—G。(2)并不是所有的脱氧核糖都连两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连一个磷酸基团。(3)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。(4)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基。(5)在DNA分子中，A与T分子数相等，G与C分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量，后者恰恰反映了DNA分子的特异性。一DNA分子的结构分析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(1)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。(2)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(1)相对稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。(2)多样性：碱基对多种多样的排列顺序。(3)特异性：每种DNA分子都有特定的碱基排列顺序，代表了特定的遗传信息。[例1](经典高考题)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(D)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个碱基对C．能搭建出410种不同的DNA分子模型D．能搭建出一个4个碱基对的DNA分子片段解析要搭建20个脱氧核苷酸，需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数量为20，A项错误；要搭建7个碱基对的DNA分子，至少需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物(核苷酸内部和核苷酸之间)26个，B项错误；脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，磷酸塑料片8个，能搭建一个4个碱基对的DNA分子片段，C项错误，D项正确。二DNA分子结构中的碱基计算1．碱基互补配对原则：A一定与T配对，G一定与C配对。2．三个计算规律(1)规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝T＋C，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。(2)规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA(T换为U)中该种碱基比例的比值。(3)规律三：在DNA双链中，一条单链的eq\f(A1＋G1,T1＋C1)的值与其互补单链的eq\f(A2＋G2,T2＋C2)的值互为倒数关系，在整个DNA分子中该比值等于1。(即不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数)[例2]某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子(B)A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的eq\f(n,m)(m>2n)，则G的个数为eq\f(pm,2n)－pC．碱基排列方式共有4200种D．含有4个游离的磷酸解析该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整个DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若该DNA中A为p个，占全部碱基的eq\f(n,m)，则碱基总数为eq\f(pm,n)个，则G＝eq\f(碱基总数－2p,2)＝eq\f(\f(pm,n)－2p,2)＝eq\f(pm,2n)－p；该DNA分子含有100个碱基对，30个A—T碱基对，70个G—C碱基对，碱基排列方式少于4100种；一个DNA分子由两条DNA链组成，含2个游离的磷酸。DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分3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。[例1](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()[答题送检]来自阅卷名师报告错误致错原因扣分A因双链DNA中A与T、G与C配对，故双链DNA分子中eq\f(A＋C,T＋G)＝1，其单链中eq\f(A＋C,T＋G)可为任意值－6B考生未明白DNA双链的一条链中eq\f(A＋C,T＋G)值在互补链中是其倒数－6Deq\f(A＋T,G＋C)在DNA的两条链中比值相等－6[解析]因DNA双链间存在A与T、G与C配对规则，故一条链上的A等于另一条链上的T，一条链上的T等于另一条链上的A，G、C也同样。A项中横纵坐标意义不变的情况下，应为D项中的曲线，即一条链中eq\f(A＋C,T＋G)在不同的DNA分子中可以不同，但不同的DNA分子中eq\f(A＋C,T＋G)＝1，A项错误。B项讨论的是一条链与其互补链上eq\f(A＋C,T＋G)的比值，二者应互为倒数关系，B项错误。一条单链中eq\f(A＋T,G＋C)的值也等于其互补链上该项值，也等于整个双链DNA分子中该项比值，C项正确，D项错误。[规范答题]C(6分)1．在一定温度下，DNA双链会解旋成单链，即发生DNA变性。Tm是DNA的双螺旋有一半发生热变性时对应的温度。下图表示DNA分子中的G—C含量与DNA的Tm之间的关系曲线(EDTA对DNA分子具有保护作用)。下列叙述不正确的是(C)A．DNA的Tm值受到G—G含量的影响B．DNA的Tm值受到离子浓度的影响C．双链DNA热变性与解旋酶的催化作用有关D．双链DNA热变性后不改变其中的遗传信息解析由图可知，G—C相对含量会影响DNA的Tm值；NaCl溶液的浓度也会影响DNA的Tm值；在一定温度下，DNA双链会解旋成单链，这与解旋酶无关；DNA双链解旋成单链后，碱基的排列顺序不变，遗传信息不会改变。考点二DNA分子的复制及基因的本质一、DNA的复制1.eq\a\vs4\al(假说与,证据)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(沃森和克里克的假说：半保留复制,\a\vs4\al(实验材料,及方法)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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流程解旋→以母链为模板按碱基互补配对原则合成子链→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：ATP④酶：解旋酶和DNA聚合酶等结果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__的连续性二、基因是有遗传效应的DNA片段1．基因的实质：基因是有__遗传效应__的DNA片段。2．基因与DNA的关系：一个DNA分子上有许多基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。3．基因与遗传信息：基因中脱氧核苷酸的__排列顺序__称为遗传信息；DNA分子能够储存足够量的__遗传信息__。4．基因与染色体的关系：基因在染色体上呈__线性__排列。5．生物体多样性和特异性的物质基础：__DNA__分子的多样性和特异性。1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)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。(×)(2)DNA双螺旋结构全部解开后，开始DNA的复制。(×)(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。(×)(4)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。(×)(5)染色体是基因的唯一载体。(×)(6)DNA分子中脱氧核糖和磷酸的排列方式代表了遗传信息。(×)2．下图为真核生物染色体DNA的复制过程示意图，有关叙述错误的是(A)A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率解析从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，A项错误。3．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个。该DNA分子在14N培养基中连续复制4次，其结果可能是(A)A．含有14N的DNA占100%B．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个C．含15N的链占1/8D．子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3解析在14N培养基中连续复制4次，得到24＝16个DNA分子，32条链，其中含14N的DNA占100%，含15N的链有2条，占1/16，A项正确，C项错误；根据已知条件，每个DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有eq\f(100×2－60×2,2)＝40个，复制过程中需消耗40×(24－1)＝600个，B项错误；每个DNA分子中嘌呤和嘧啶互补，数量相等，两者之比是1∶1，D项错误。一DNA复制方式的探究探究DNA复制是半保留复制还是全保留复制，可用同位素标记技术和离心处理技术，根据复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。1．实验材料：大肠杆菌。2．实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。3．实验假设：DNA以半保留的方式复制。4．实验过程：(见图)(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。(2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。(4)将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。5．实验预期：离心后应出现3条DNA带。(见图)(1)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA。(15N/15N)(2)中带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA。(15N/14N)(3)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。(14N/14N)6．实验结果：与预期的相符。[例1]科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B，必须经过__多__代培养，且培养液中的__15N(15NH4Cl)__是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第__3__组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第__1__组和第__2__组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是__半保留复制__。(3)分析讨论：①若B的子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于__B__，据此可判断DNA分子的复制方式不是__半保留__复制。②若将B的子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果__不能__(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。③若在同等条件下将B的子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置__没有变化__，密度带内所含DNA分子数更多的是__轻__带。④若某次实验的结果中，B的子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N中有少部分含__15N__。解析在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两条单链均被15N标记，“轻带”为两条单链均被14N标记，“中带”为一条单链被14N标记，另一条单链被15N标记。二DNA复制的有关计算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。(1)无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。(2)含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。2．子代DNA分子的总链数：2n×2＝2n＋1条。(1)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”。(2)含14N的链数是(2n＋1－2)条。3．消耗的脱氧核苷酸数(1)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·(2n－1)个。(2)若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。[例2]某含1000个碱基对的DNA分子双链均被标记，其中腺嘌呤400个，将该DNA分子置于不带标记的培养基中连续复制3次，则下列叙述错误的是(D)A．子代DNA分子中带放射性标记的占总数的1/4B．带放射性标记的DNA分子只有一条链被标记C．该过程中需要消耗鸟嘌呤4200个D．子代DNA分子中带标记的脱氧核苷酸链占1/4解析子代DNA分子中带标记的脱氧核苷酸链占2/23＋1＝1/8。三基因的本质染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系[例3]下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是(A)A．基因一定位于染色体上B．基因在染色体上呈线性排列C．4种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性D．一条染色体上含有1个或2个DNA分子基因及其载体辨析(1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体，因为线粒体和叶绿体中也有基因。(2)对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，并不与蛋白质一起构成染色体。(3)基因、DNA与染色体的关系[例1]科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验研究(已知培养用的细菌大约每20min分裂一次产生子代，实验结果见相关图示)：实验三：(1)实验一、实验二的作用是__________。(2)从结果C、D看，DNA复制具有__________________的特点。根据这一特点，理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为__________。(3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要______________等。(4)若对结果C中的DNA分子先用解旋酶处理，然后再离心，结果为F，请在图中表示出来。(5)如果实验C、D、E的结果都为右图(结果G)所示，据此可判断DNA分子的复制方式__________(填“是”或“不是”)半保留复制。[答题送检]来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(1)考生不能准确解读实验过程－2(2)考生不理解结果C和结果D的差异－2考生没有注意题中的关键词“DNA分子”，误计算为含14N的DNA单链的比例－2(3)考生对DNA复制所需的条件识记不全面或不准确－2(4)考生画图不准确或没注明DNA链的类型－2[解析](1)实验一和实验二分别表示14N和15N标记的DNA的离心结果，其作用是与后面的实验结果形成对照。(2)从结果C、D看，新形成的DNA保留了原来DNA的两条链，DNA复制具有半保留复制的特点；经过60min后，DNA复制了3次，共形成8个DNA分子，其中有2个DNA分子是15N/14N，其余6个DNA分子为14N/14N，均含14N。(3)DNA复制过程需要模板DNA、原料(四种脱氧核苷酸)、DNA聚合酶和能量等条件。(4)结果C中的DNA分子为15N/14N，解旋后形成的单链为一条重链15N和一条轻链14N。(5)结果G表明原来被15N标记的DNA的两条链没有分开，因此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。[规范答题](每分2分)(1)对照(2)半保留复制1(3)DNA聚合酶、能量(4)如图所示(见右侧)(5)不是1．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？下面设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：①在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)。②在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。③将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离，相对分子质量不同的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Ⅰ代能分辨出两条DNA带：一条__轻(14N/14N)__带和一条__重(15N/15N)__带，则可以排除__半保留复制和分散复制__。(2)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，则可以排除__全保留复制__，但不能肯定是__半保留复制或分散复制__。(3)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，再继续做子Ⅱ代DNA密度鉴定：若子Ⅱ代可以分出__一条中密度带__和__一条轻密度带__，则可以排除分散复制，同时肯定为半保留复制；如果子Ⅱ代不能分出__中、轻__密度两条带，则排除__半保留复制__，同时确定为__分散复制__。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DNA分子，一个是两条子链形成的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。1．(2017·海南卷)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)两个比例的叙述，正确的是(D)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．经半得留复制得到的DNA分子，后一比值等于1解析对于双链DNA，不同的DNA分子(A＋T)/(G＋C)的比值不同，而(A＋C)/(G＋T)的比值相同，均为1。在双链DNA分子中G＋C占的比例越大，则DNA分子越稳定。2．(2016·全国卷Ⅱ)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(C)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因为该物质可使DNA双链不能解开，DNA复制时需要解旋，所以若在细胞培养液中加入该物质，会导致细胞中DNA复制发生障碍，A项正确；由于RNA是在细胞核中是以DNA一条链为模板合成的，因此，RNA转录前需要DNA解旋，B项正确；因为该物质使DNA复制不能完成，所以可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误；该物质能抑制DNA复制，因此，可抑制癌细胞增殖，D项正确。3．(2016·上海卷)在DNA分子模型的搭建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为(C)A．58 B．78C．82 D．88解析每个脱氧核苷酸的三部分间需2个订书钉，每条链上的10个脱氧核苷酸间需9个订书钉，两条链间的6对A—T和4对G—C间各需12个订书钉，故构建该DNA片段共需订书钉数量为2×20＋2×9＋12＋12＝82。课时达标第23讲1．1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型。关于DNA分子双螺旋结构的特点，下列叙述错误的是(C)A．DNA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2．下图为DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是(B)A．构成DNA分子的基本单位是⑦B．解旋酶可以切断⑤C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键D．⑥构成DNA分子中基本骨架3．下列关于DNA分子的结构和DNA分子复制的说法，不正确的是(D)A．DNA分子能准确地复制与DNA分子的结构有密切的关系B．DNA分子复制过程中有氢键的断裂和重新形成C．神经细胞和衰老的细胞一般都不会出现DNA分子的复制D．含有2n个碱基对的DNA分子其碱基对的排列方式最多有n4种4．下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(A)A．某DNA分子有胸腺嘧啶312个，占总碱基比为26%，则该DNA上有鸟嘌呤288个B．若质粒含有2000个碱基，则该分子同时含有2个游离的磷酸基团C．某DNA分子含有500个碱基，可能的排列方式有4500种D．某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%～50%解析如果某DNA分子有胸腺嘧啶312个，占总碱基比为26%，则鸟嘌呤G占总数的24%，数量是312÷26%×24%＝288，A项正确；质粒是环状的DNA分子，没有游离的磷酸基团，B项错误；DNA分子含有500个碱基，碱基对数是250，因此可能的排列方式有4250种，C项错误；如果DNA内胞嘧啶占25%，胞嘧啶分布在两条DNA单链上，因此每一条单链上胞嘧啶占0～50%，D项错误。5．某双链DNA分子含有200个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则有关该DNA分子的叙述正确的是(C)A．含有4个游离的磷酸基团B．连续复制2次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个C．4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7D．碱基排列方式共有4100种解析双链DNA分子中每一条单链有一个游离的磷酸基团，共有2个游离的磷酸基团；每个DNA分子中含腺嘌呤30个，连续复制2次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸30×(22－1)＝90个；由于4种碱基的比例已经确定，因此该DNA中碱基排列方式远小于4100种。6．亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱去氨基后的变化如下：C转变为U(U与A配对)，A转变为I(I为次黄嘌呤，与C配对)。现有一个DNA片段为：eq\a\vs4\al(—AGTCG—①,—TCAGC—②)经亚硝酸盐作用后，若链①中的A、C发生脱氨基作用，则下列哪个片段可能是其经过两轮复制后产生的(C)A.eq\a\vs4\al(—CGTTG—,—GCAAC—) B．eq\a\vs4\al(—GCTCG—,—CCAGC—)C.eq\a\vs4\al(—GGTTG—,—CCAAC—) D．eq\a\vs4\al(—CGTAG—,—CGATC—)解析由题意知，①链发生脱氨基作用后变为—IGTUG—，以该链为模板复制得到的DNA分子为eq\o(\s\up7(—IGTUG—),\s\do5(—CCAAC—))，该DNA分子再复制一次产生的2个DNA分子为eq\o(\s\up7(—IGTUG—),\s\do5(—CCAAC—))和eq\o(\s\up7(—CCAAC—),\s\do5(—GGTTG—))，以②链为模板复制产生的2个DNA分子都是eq\o(\s\up7(—AGTCG—),\s\do5(—TCAGC—))。7．DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为X)变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的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“X”可能是(B)A．胸腺嘧啶 B．胞嘧啶C．腺嘌呤 D．胸腺嘧啶或腺嘌呤解析据DNA半保留复制的特点分析，原DNA分子在以突变链为母链经过两次复制后，形成的DNA分子中含有U—A、A—T碱基对，则以正常链为母链，复制两次后形成的两个DNA分子中含有G—C、C—G碱基对，因此被替换的碱基可能是G，也可能是C。8．在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H－dT)的培养基中，3H－dT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3H－dT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(C)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复制从起始点向两个方向延伸D．DNA复制方向为a→c解析由题干信息可知，DNA复制的前一段时间，培养基中含低剂量放射性标记，后一段时间培养基含高剂量放射性标记，最终检测的放射性结果显示低剂量在中段，高剂量在两端，所以可推测DNA复制方向为从起点向两个方向延伸。9．某mRNA上含有a个碱基，其中C、G之和为b，经过反转录得到一单链DNA分子，利用该单链DNA得到n个双链DNA分子，合成这些双链DNA分子共需胸腺嘧啶脱氧核苷酸的个数为(D)A．无法计算 B．(n－1)(a－b)C．2n(a－b) D．n(a－b)解析mRNA含有a个碱基，其中C、G之和为b，则1个DNA分子中碱基总数为2a，G＋C＝2b，碱基T＝(2a－2b)/2＝a－b，合成n个双链DNA分子需要n(a－b10．一个双链均被32P标记的DNA由5000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。下列叙述不正确的是(B)A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104个B．复制过程需要2.4×104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的单链之比为1∶7D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3解析由题意可知，该DNA分子中，A＝T＝10000×20%＝2000个，C＝G＝10000×30%＝3000个，则含有的氢键数为2000×2＋3000×3＝1.3×104个；DNA复制3次形成8个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3000×7＝2.1×104个；子代DNA分子中含有32P的单链与含有31P的单链之比为1∶7；子代DNA分子中含有32P的分子数与只含有31P的分子数之比为2∶6＝1∶3。11．某高等生物体细胞内的染色体数是8条，若染色体中的DNA全部用3H标记，将该体细胞放入普通的培养液中连续培养两代，在第二次有丝分裂中期，每个细胞中被标记的染色体数为(C)A．2条 B．4条C．8条 D．16条解析经过一次有丝分裂后，每条染色体上的DNA一条链含有3H，另一条不含。到第二次有丝分裂中期时，细胞含有8条染色体，每条染色体都含有2个DNA分子，其中都有一个DNA分子的一条链含有3H标记，另一条链不被标记，因此，所有的染色体都被标记了。12．如图为真核细胞DNA复制过程的模式图。据图分析，下列相关叙述错误的是(D)A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATPC．子代DNA分子的两条链是反向平行排列的D．DN