2026《金版教程》高考复习方案生物创新多选版-第17讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质

第17讲DNA分子的结构、复制及基因的本质1.概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。2.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。3.制作DNA双螺旋结构模型。1．(2022·广东，12)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是()A．单链序列脱氧核苷酸数量相等B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸C．单链序列的碱基能够互补配对D．自连环化后两条单链方向相同答案：C解析：单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线性DNA分子两端能够相连，A、B错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。2.(2024·浙江1月，10)大肠杆菌在含有3H－脱氧核苷培养液中培养，3H－脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H－脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图如图。DNA双链区段①、②、③对应的显色情况可能是()A．深色、浅色、浅色 B．浅色、深色、浅色C．浅色、浅色、深色 D．深色、浅色、深色答案：B解析：大肠杆菌在含有3H－脱氧核苷培养液中培养，DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核DNA第1次复制后产生的子代DNA的两条链一条被3H标记，另一条未被标记，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，以两条链中一条被3H标记，另一条未被标记的DNA分子为模板，结合题干显色情况，DNA双链区段①为浅色，②中两条链均含有3H显深色，③中一条链含有3H一条链不含3H显浅色，A、C、D错误，B正确。考点一DNA分子的结构1．DNA双螺旋结构模型的构建者：eq\x(\s\up1(01))沃森和克里克。2．DNA双螺旋结构的构建过程3．DNA的结构4．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系[例1]真核生物体内的DNA分子长期以来一直被认为主要以线性的形式存在于细胞核中，直至1965年发现了一种存在于染色体外的环状DNA分子——染色体外环状DNA(eccDNA)，如图为eccDNA的结构示意图。下列相关叙述正确的是()A．eccDNA分子的基本骨架由脱氧核糖和碱基交替连接形成B．eccDNA分子中含C—G碱基对越多，其热稳定性就越差C．eccDNA分子中每条链上的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数D．若eccDNA分子有n个碱基对，其中T有m个，则其氢键有(3n－m)个答案：D解析：eccDNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接形成，A错误；热稳定性与氢键数有关，C与G之间有三个氢键相连，A与T之间为两个氢键，eccDNA分子中含C—G碱基对越多，其热稳定性就越强，B错误；eccDNA分子中每条链上的嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等，但由于双链之间通过碱基互补配对，故eccDNA分子中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数一定相等，C错误；若eccDNA分子有n个碱基对，其中T有m个，则G和C有(2n－2m)个，G＝C＝n－m，A与T之间有两个氢键相连，C与G之间有三个氢键相连，故该DNA分子中共有氢键3×(n－m)＋2m＝(3n－m)个，D正确。[例2](多选)2022年诺贝尔医学奖颁给了瑞典科学家斯万特·帕博，以表彰他对已灭绝人种的基因组和人类进化的发现。他从古骨遗骸中分离DNA并测序，在2010年发表了第一个已经灭绝的尼安德特古人基因组序列。下列叙述正确的是()A．DNA分子的特异性是确定已灭绝的人类与现代人的亲缘关系的理论依据B．DNA分子的稳定性为获取已灭绝的人类的遗传基因提供了可能性C．与核基因组的测序分析相比、线粒体基因组的测序分析难度更大、更有价值D．现代人类和已灭绝人类的基因存在差异的原因是变异具有随机性、不定向性答案：ABD解析：DNA分子的特异性是指每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序，它是确定已灭绝的人类与现代人的亲缘关系的理论依据，A正确；DNA分子具有规则的双螺旋结构，结构相对较为稳定，保持了遗传中的稳定性，其结构稳定性为获取已灭绝的人类的遗传基因提供了可能性，B正确；DNA主要分布在细胞核中，只有少量分布在线粒体中，所以与线粒体基因组的测序分析相比，核基因组的测序分析难度更大、更有价值，C错误；变异具有随机性、不定向性，而自然选择是定向的，故导致现代人类和已灭绝古代人类的基因存在差异，D正确。[例3]科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如下表所示。下列叙述错误的是()生物或器官(细胞)小麦人猪牛肝胰脾肾胃肺精子(A＋T)/(G＋C)1.211.521.431.421.431.291.301.291.30A.小麦和人的(A＋T)/(G＋C)的比值不同，据此初步判断小麦和人的DNA的热稳定性不同B．除少数病毒外，所有生物的DNA都由相同的4种碱基组成，说明生物是由共同祖先进化而来的C．同种生物不同器官细胞的(A＋T)/(G＋C)的比值基本相同，因为它们的DNA序列基本相同D．牛的精子中(A＋T)/(G＋C)的比值与其肾和肺的比值有差异，是因为精子的性染色体只有Y答案：D解析：在DNA的双螺旋结构中，A—T碱基对之间有2个氢键，G—C碱基对之间有3个氢键，因此DNA分子中G和C碱基对比例越高，DNA分子越稳定，故可根据小麦和人的DNA的碱基比例不同，初步判断小麦和人的DNA的热稳定性不同，A正确；除少数病毒外，所有生物的DNA都是由相同的4种碱基组成的，从生物进化的角度说明除病毒外的所有生物具有共同的起源，有一定的亲缘关系，B正确；同种生物不同器官细胞的(A＋T)/(G＋C)的比例基本相同，是由于这些细胞由同一受精卵分裂、分化而来，这说明同种生物的DNA序列具有一致性，C正确。[例4]沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构，开启了分子生物学时代，DNA条形码(DNABarcode)技术就是一种利用一个或者多个特定的小段DNA进行物种鉴定的分子生物学技术。下图中展示的中药材DNA条形码就是中药材的基因身份证。下列叙述错误的是()A．DNA双螺旋结构的发现运用了模型构建法B．中药材遗传信息的“条形码”源于DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序C．不同种类中药材细胞的DNA分子不同，不同DNA分子分解产物种类不同D．利用DNA条形码可以鉴定物种及物种间亲缘关系答案：C解析：DNA双螺旋结构的发现运用了模型构建法，构建的DNA双螺旋结构为物理模型，A正确；中药材的遗传物质是DNA，遗传信息就储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，B正确；不同种类的中药材细胞中的DNA分子不同，但不同的DNA分子彻底分解的产物是相同的，都是磷酸基团、脱氧核糖和4种含氮碱基，C错误；由于DNA分子具有特异性，因此利用DNA条形码可以鉴定物种及物种间亲缘关系，D正确。考点二DNA的复制1．证明DNA半保留复制的实验(1)实验方法：eq\x(\s\up1(01))假说—演绎法。(2)实验材料：大肠杆菌。(3)实验技术：eq\x(\s\up1(02))同位素标记技术和离心技术。(4)实验原理：15N和14N是N元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度eq\x(\s\up1(03))大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。(5)实验假设：eq\x(\s\up1(04))DNA以半保留的方式复制。(6)实验过程及结果①亲代取出，提取DNA→离心→eq\x(\s\up1(05))全部重带。②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→eq\x(\s\up1(06))全部中带。③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→eq\x(\s\up1(07))1/2轻带、1/2中带。(7)实验结论：DNA的复制是以eq\x(\s\up1(08))半保留的方式进行的。2．DNA的复制3．基因通常是有遗传效应的DNA片段[例1]大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有2个复制叉，复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，下列说法错误的是()A．图中DNA的复制为双向半保留复制B．多起点复制加快了DNA的复制速度C．复制泡3的DNA复制早于复制泡1D．子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同答案：D解析：根据复制泡的大小可以看出，复制泡3的DNA复制早于复制泡1，C正确；DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，两条子链的延伸方向相反，图中复制叉的推进方向是双向的，则子链的延伸方向与复制叉的推进方向不一定相同，D错误。[例2](2021·浙江6月选考)在DNA复制时，5­溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是()A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体答案：C解析：根据题意分析，第一个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有BrdU，故呈深蓝色，A正确；第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有BrdU呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有BrdU呈深蓝色，故着色都不同，B正确；第二个细胞周期结束后，不同细胞中含有的双链都含有BrdU的染色体和只有一条链含有BrdU的染色体的数目是不确定的，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体比例不能确定，C错误；DNA复制为半保留复制，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以观察到一条链含有BrdU的染色单体，呈深蓝色，D正确。[例3](多选)关于DNA分子复制机制，科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹，结果如图所示。下列相关叙述错误的是()A．DNA分子的一条单链中，具有一个游离的磷酸基团的一端被称为3′端B．Rep可以破坏DNA双链之间的磷酸二酯键C．DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用D．根据材料推断Rep推动复制叉移动需要水解ATP提供能量答案：AB解析：DNA分子的一条单链中，具有一个游离的磷酸基团的一端被称为5′端，A错误；由题干可知，Rep是DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，能驱动复制叉的移动，使得双链打开，故Rep可以破坏DNA双链之间的氢键，B错误；DNA结合蛋白结合在解开螺旋的DNA单链上，可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用，C正确；DNA复制需要ATP提供能量，Rep推动复制叉移动需要消耗能量，是通过水解ATP提供能量，D正确。[例4]科学家在研究DNA分子复制方式时提出了三种假说如图1(弥散复制：亲代双链被切成双链片段，而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板，新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”)。图2是利用同位素示踪技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解。请回答下列问题：(1)DNA分子是由两条________链反向平行盘旋而成的双螺旋结构，两条链上的碱基按照______________原则形成碱基对。(2)为说明b组DNA均分布于中密度带，除了与________组结果比较外，还需要另设一组：将细菌在含有________的培养基中生长多代，提取DNA并离心。(3)b组结果支持________________________________假说。若将b组DNA双链分开来离心，结果为“轻”和“重”两条密度带，这一结果不支持________假说，也可通过图2中________组的结果来排除该假说。(4)利用以上判断结果，若继续培养c组细菌，使其再繁殖一代，取样提取DNA并离心，与c组实验结果相比会发现，密度带的________不发生变化，________密度带的DNA所占比例下降。答案：(1)脱氧(核糖)核苷酸单碱基互补配对(2)a14N(3)半保留复制和弥散复制弥散复制c(4)种类(数量和位置)中解析：(2)a组DNA均分布于重密度带，b组DNA分布在重密度带上方，但不与轻密度带比较，无法确定其是否位于中密度带。因此必须补充一组对照，将细菌置于不含15N、仅含14N的培养基中培养，其DNA离心后所处位置作为轻密度带的标准。(3)图1给出了DNA复制方式的三种假说，两条链都含15N的重DNA在14N培养基中复制1次后，如果全保留复制假说正确，两个子代DNA应1个为重DNA，1个为轻DNA；如果半保留复制假说正确，两个子代DNA应均为1条链含15N、1条链含14N的中DNA；如果弥散复制假说正确，两个子代DNA应均为由等量含15N片段和含14N片段拼接成的，也是中DNA。b组DNA两条链1条重，1条轻，与半保留复制假说的预期结果一致，否定了弥散复制假说。c组是重DNA在14N培养基中复制2次后的结果，如果半保留复制假说正确，4个子代DNA分子应2个为轻DNA，2个为中DNA；如果弥散复制假说正确，4个子代DNA分子应因为每条链都又掺入了一部分14N，位置都处于轻带与中带之间。(4)根据半保留复制的原理，两条链都含15N的重DNA作为亲代在14N培养基中复制，复制n次后产生2n个子代DNA，其中有2个是中DNA，其余均为轻DNA。可见，随着复制次数的增加，密度带的种类、数量和位置不变，但中密度带的DNA占比不断下降。[例5](2023·浙江6月，16)紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现发炎等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是()A．修复过程需要限制酶和DNA聚合酶B．填补缺口时，新链合成以5′到3′的方向进行C．DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利D．随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释答案：C解析：修复过程中，限制酶识别特定的双链DNA序列并使DNA在特定位置断裂，DNA聚合酶以DNA链为模板合成新链，A正确；填补缺口时，新链合成与DNA复制相似，以5′到3′的方向进行，B正确；如果DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，可能有更多的细胞含有损伤的DNA，C错误；XP患者的核苷酸切除修复系统存在缺陷，不能修复紫外线引发的DNA损伤，随年龄增长，XP患者细胞积累的损伤DNA增多，进而发生皮肤癌，这可用突变累积解释，D正确。跨章节知识联系课时作业题号123456789难度★★★★★★★★★★★★对点DNA双螺旋结构模型构建DNA半保留复制实验DNA半保留复制DNA复制过程DNA结构相关计算基因、染色体、DNA关系DNA复制相关计算DNA复制基因的本质题号101112131415难度★★★★★★★★★★★对点DNA模型构建DNA半保留复制实验DNA复制过程DNA复制过程DNA复制DNA复制1．某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是()A．一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接在一起B．制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同C．在构建的不同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多化学结构越稳定D．观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反答案：C2．研究人员将含15N－DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA)，将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带分别对应图中的两个峰。下列相关叙述不正确的是()A．热变性处理导致F1DNA分子中的磷酸二酯键断裂B．F1DNA中的两条链分别是15N－DNA单链、14N－DNA单链C．14NH4Cl培养液中的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸D．未进行热变性处理的F1DNA密度梯度离心后在离心管中只出现一个条带答案：A解析：热变性处理导致F1DNA分子中的氢键断裂，A错误；F1DNA中的两条链分别是15N－DNA单链、14N－DNA单链，说明DNA复制是半保留复制，B正确；脱氧核糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P，14NH4Cl培养液中的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸，C正确；未进行热变性处理的F1DNA分子两条链由氢键相连，所以密度梯度离心后在离心管中只出现一个条带，D正确。3．将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养，连续分裂3次。下列相关叙述不合理的是()A．DNA的复制过程需要ATP直接供能B．本实验利用14N和15N区分不同密度的DNAC．分裂3次后形成的子代DNA中都含有14ND．大肠杆菌的DNA复制不遵循碱基互补配对原则答案：D4．正在进行复制的DNA分子上的“Y”形交叉点称为复制叉。在每个复制起始位点处形成两个复制叉，它们朝相反方向移动。在“复制机器”的作用下沿途打开母链合成新的子链。图示为果蝇早期胚胎细胞正在进行DNA复制的电镜照片。以下说法错误的是()A．DNA多起点双向复制提高了合成效率B．图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质C．该图证明DNA子链延伸方向是从5′到3′D．“复制机器”含有DNA聚合酶和解旋酶等答案：C解析：由于DNA复制是边解旋边复制，在每个复制起始位点处形成两个复制叉，所以图中DNA多起点双向复制提高了合成效率，A正确；图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质类的相关酶，B正确；该图不能证明DNA子链延伸方向是从5′到3′，C错误；“复制机器”含有DNA聚合酶和解旋酶等，催化DNA进行子链合成和解旋，D正确。5．(2021·北京等级考)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是()A．DNA复制后A约占32%B．DNA中C约占18%C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1D．RNA中U约占32%答案：D解析：DNA分子为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，DNA复制后获得的是与原来的DNA完全相同的DNA，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。6．基因通常是有遗传效应的DNA片段，眼色基因(红眼基因R、白眼基因r)位于果蝇的X染色体上，下列叙述正确的是()A．雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的B．同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因C．果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个D．白眼基因的两条链都可以作为模板转录出mRNA，用于蛋白质翻译答案：C解析：果蝇属于真核生物，其基因主要位于染色体上，细胞质中也有分布，故果蝇细胞内的基因不都是随染色体的复制而复制的，A错误；一个DNA上有多个基因，同一DNA分子上可能同时含有两个控制眼色的基因，如朱红眼和深红眼，B错误；雌果蝇的基因型可能为XRXR，则该个体在有丝分裂复制后可能含有四个XR基因，即红眼基因最多有4个，C正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，转录通常只能以其中的一条链为模板，D错误。7．T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验说明DNA是T2噬菌体的遗传物质，已知其DNA中含有碱基m个，胞嘧啶a个。下列有关叙述正确的是()A．磷酸与核糖交替连接构成了DNA的基本骨架B．T2噬菌体的DNA中胸腺嘧啶的含量为m－2a个C．T2噬菌体的DNA复制时需要大肠杆菌提供能量、模板等D．若T2噬菌体的DNA复制3次，则需要含鸟嘌呤的核苷酸7a个答案：D解析：磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA的基本骨架，A错误；胞嘧啶数目等于鸟嘌呤数目，所以腺嘌呤和胸腺嘧啶数目之和等于m－2a，腺嘌呤等于胸腺嘧啶数目，T2噬菌体的DNA中胸腺嘧啶的含量为eq\f(m－2a,2)个，B错误；T2噬菌体的DNA复制时，模板是由噬菌体提供，C错误；若一个噬菌体DNA中含有胞嘧啶a个，则所含鸟嘌呤的数目也是a个，根据DNA半保留复制方式可知，复制3次需要含鸟嘌呤的核苷酸为(23－1)×a＝7a，D正确。8．科学家人工构建了一对代号为X—Y的新碱基对，X与Y可相互配对，但不能与已知碱基配对。将含X—Y碱基对的质粒导入大肠杆菌，并在培养基中添加相应原料，实验结果显示该质粒在大肠杆菌中可进行多轮自我复制。下列叙述正确的是()A．该过程需要DNA聚合酶的参与B．该过程所需的脱氧核苷酸有4种C．该质粒上碱基X与Y的数量不相等D．含X—Y碱基对的基因可准确表达出蛋白质答案：A解析：质粒是小型环状DNA分子，其复制过程需要DNA聚合酶的参与，A正确；含X—Y碱基对的质粒复制过程除了需要原来的4种脱氧核苷酸，还需要分别含有X、Y的两种脱氧核苷酸，B错误；该质粒上碱基X与Y互补配对，数量相等，C错误；X与Y碱基不能与已知碱基配对，无法转录，不能表达出蛋白质，D错误。9．(2023·海南，13)噬菌体ФX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关叙述正确的是()A．D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸B．E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′­GCGTAC­3′C．噬菌体ФX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸D．E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同答案：B解析：题图中的噬菌体DNA上，D基因起始区至终止区除了含有152个氨基酸的编码序列，还包含终止密码子的编码序列，故D基因的碱基数为152×3＋3＝459(个)，A错误；据题图可知，E基因编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5′­GTACGC­3′，根据互补DNA与原DNA反向平行及碱基互补配对原则可知，其互补DNA序列是5′­GCGTAC­3′，B正确；DNA复制的原料是4种脱氧核糖核苷酸，C错误；D基因和E基因编码区重叠但密码子的读取起点不一致，所以编码的氨基酸序列不相同，D错误。10．物理模型有助于直观的表达认识对象的特征。学习小组打算构建脱氧核糖核苷酸和DNA等物质的物理模型。若4种碱基塑料片共32个，其中6个C，10个G，8个A，8个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物24个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氢键的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料均充足，则构建脱氧核糖核苷酸和DNA的数量描述正确的是()A．若构建脱氧核糖核苷酸，最多能够构建24个B．若构建DNA分子，则最长为6个碱基对C．构建DNA分子，最多需要34个氢键连接物D．能搭建出424种不同的DNA分子模型答案：AB解析：脱氧核糖和磷酸之间的连接物24个，因此若构建脱氧核糖核苷酸，最多能够构建24个，A正确；在双链DNA中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A—T、G—C，则A—T有8对，G—C有6对，设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n－1，共需(2n－1)×2个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有24个，则n≈6，所以最长能搭建出一个6碱基对的DNA分子片段，B正确；只能搭建出一个6碱基对的DNA分子片段，假定全是G＝C碱基对，最多需要6×3＝18个氢键连接物，C错误；能搭建出一个6碱基对的DNA分子片段，最多能搭建出46种不同的DNA分子模型，D错误。11．研究者将1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24h后，提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA双链解开再进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如下图)。下列叙述正确的是()A．该种大肠杆菌的细胞周期大约为8hB．根据条带数目和位置可确定DNA的复制方式C．直接将子代DNA密度梯度离心也能得到两种条带D．也可通过检测15N放射性强度的高低得到实验结果答案：AC解析：据图可知，由于14N单链∶15N单链＝1∶7，说明DNA复制了3次，可推知该细菌的细胞周期大约为24/3＝8h，A正确；由于DNA经过热变性后解开了双螺旋，变成单链，所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，但无法判断DNA的复制方式，B错误；经分析可知，DNA复制3次，有2个DNA链是含15N和14N的中带，有6个DNA链都是含15N的重带，即直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两种条带，C正确；15N没有放射性，D错误。12．科学家在研究细胞中的DNA复制时发现了两个事实，事实1，DNA复制时一条模板链是3′→5′走向，其互补链在5′→3′方向上连续合成，称为前导链；另一条模板链是5′→3′走向，其互补链也是沿5′→3′方向合成，但在复制过程中会形成许多不连续的小片段，最后许多不连续的小片段在DNA连接酶的作用下连成一条完整的DNA单链，称为后随链。事实2：原核生物和真核生物线粒体DNA复制时只有一个复制起点，真核生物核DNA复制时会出现多个复制起点。基于上述事实，能推出的结论是()A．原核生物DNA复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用下通过氢键相连B．真核生物核DNA复制时DNA聚合酶只能催化DNA单链由5′→3′方向延伸C．真核生物核DNA复制时前导链也需DNA连接酶作用才能形成一条完整的DNA单链D．真核生物线粒体DNA与原核生物DNA的复制特点相似，二者可能有共同的起源答案：BCD解析：原核生物DNA复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用下形成磷酸二酯键，从而将其连接起来，A错误；无论前导链还是后随链，其合成过程中都只能由5′→3′方向延伸，说明DNA复制时DNA聚合酶只能催化DNA单链由5′→3′方向延伸，B正确；真核生物核DNA复制时多个复制起点会形成多个前导链片段，这些片段也需要DNA连接酶作用才能形成一条完整的DNA单链，C正确；真核生物线粒体DNA、原核生物DNA的复制特点相似，都只有一个复制起点，表明二者可能有共同的起源，D正确。13．某一环状DNA分子含有1000个碱基对，其中含腺嘌呤300个。该DNA分子复制时，首先1链被断开形成3′、5′端口，接着5′剪切端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还会以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列相关叙述不正确的是()A．1链被断开后该DNA分子中有2个游离磷酸基团B．1链延伸复制时，需要DNA聚合酶、解旋酶的催化作用C．该DNA复制时，子链由3′→5′方向延伸D．若该DNA连续复制3次，则第三次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸4900个答案：ACD解析：1链被断开前是环状DNA分子，不含游离的磷酸基团，断开1链后含有1个游离的磷酸基团，A错误；该DNA复制时，子链都是由5′→3′方向延伸的，C错误；由于1000个碱基对的环状DNA分子中含腺嘌呤300个，则A＝T＝300个，所以含鸟嘌呤G＝C＝(2000－600)/2＝700个，若该DNA连续复制3次，则第三次复制共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸700×23－1＝2800个，D错误。14．科学家利用大肠杆菌进行了DNA复制方式的实验探究，下图1为DNA复制示意图。请回答下列问题。(1)DNA复制开始时，双链DNA分子通过__________________(写两种重要的酶)的作用，在复制起点位置形成复制泡，使子链沿着________的方向延伸。(2)研究表明，DNA分子中G＋C的比例越高，加热解旋所需要温度就越高，原因是__________________________________________________。(3)如图2表示“证明DNA半保留复制”实验中的几种可能离心结果。①将15N标记的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代，如果DNA为全保留复制，则离心后试管中DNA的位置应如图2中试管________所示；如果DNA为半保留复制，则离心后试管中DNA的位置应如图2中试管________所示。②将15N标记的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖三代，若DNA为半保留复制，则15N标记的DNA分子占________%。若大肠杆菌的1个双链DNA片段中有1000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，则该大肠杆菌增殖第三代时，需要消耗________个胞嘧啶脱氧核苷酸。(4)若让T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌，并最终在噬菌体DNA中检测到放射性，推测其原因可能是____________________________________。答案：(1)解旋酶、DNA聚合酶5′→3′(2)C和G间氢键较多，氢键数越多，DNA结构越稳定(3)①CB②252600(4)DNA中含有P元素，大肠杆菌为噬菌体DNA复制提供原料解析：(1)DNA复制开始时，双链DNA分子通过解旋酶断开氢键，打开双链，为DNA复制提供模板，还需要DNA聚合酶形成脱氧核苷酸长链，因此DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的作用，在复制起点位置形成复制叉，使子链沿着5′→3′的方向延伸，该过程中一个个的脱氧核苷酸只能在子链的3′端依次连接上去。(3)①将15N标记的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代，即亲代DNA的两条链均含15N，若DNA复制为全保留复制，且原料是14N，则经过复制后产生的DNA分子为只含14N的DNA和只含有15N的DNA，分别位于重带和轻带，离心的结果如图2中试管C所示；若DNA复制为半保留复制，原料是14N，因此经过复制后产生的子一