第28讲　DNA的结构、复制及基因的本质

第28讲DNA的结构、复制及基因的本质课标内容(1)概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。(2)概述DNA分子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。(3)概述DNA分子通过半保留方式进行复制。(4)活动：制作DNA双螺旋结构模型。考点一DNA的结构及相关计算1.DNA双螺旋结构模型的构建①一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团，而环状DNA不存在。②氢键的形成不需要酶，但断裂需解旋酶或加热处理；G—C碱基对比例越大，DNA热稳定性越高。③相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，在DNA的双链之间通过氢键相连接。④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。2.DNA的结构3.DNA的结构特点(1)多样性：具n个碱基对的DNA可能有4n种碱基对排列顺序。(2)特异性：每种DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。并不是碱基配对方式决定的(3)稳定性：如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。(1)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷，5D)(×)提示沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。(2)某同学制作DNA双螺旋结构模型，在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基。(2022·浙江6月选考，13A)(×)提示在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。(3)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连。(2022·浙江6月选考，13B)(×)提示G、C之间形成3个氢键。(4)DNA每条链的5′端是羟基末端。(2021·辽宁卷，4C)(×)提示DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基(—OH)末端。(5)与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是U。(2017·浙江4月选考，6改编)(×)提示与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是T。(6)生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值越大，双链DNA分子的稳定性越高。(2017·海南卷，24B)(×)提示G＋C含量越高，双链DNA分子越稳定。根据下列DNA的两模型思考回答：(1)由图1可知，每个DNA分子片段中，游离磷酸基团含有________个。单链中相邻碱基通过________________连接。互补链中相邻碱基通过________连接。(2)图2是图1的简化形式，其中①是________，②是________。解旋酶作用于________部位，限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于________部位。提示(1)2—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—氢键(2)磷酸二酯键氢键②①考向结合DNA结构及相关计算，考查科学思维的能力1.(2022·广东卷，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的两条链是反向平行的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。2.(2024·河北唐山检测)某DNA部分片段结构如图所示，下列叙述正确的是()A.③为磷酸二酯键，③的形成需要RNA聚合酶催化B.①代表氢键，①的形成与断裂需要ATP提供能量C.片段中碱基②与五碳糖构成的脱氧核苷与ATP中的腺苷相同D.若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%，则整个DNA中碱基C占26%答案D解析③为磷酸二酯键，③的形成需要DNA聚合酶催化，A错误；①代表氢键，氢键的形成不需要消耗能量，B错误；构成脱氧核苷的五碳糖是脱氧核糖，而构成腺苷的五碳糖是核糖，C错误；由于DNA分子中碱基互补配对，A＝T，G＝C，所以若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%，则整个DNA分子中碱基A与T之和占48%，G和C之和占1－48%＝52%，所以整个DNA中碱基C占26%，D正确。DNA中碱基数量的计算规律考点二DNA的复制及基因的概念1.DNA半保留复制的实验证据2.DNA复制(1)概念、时间、场所(2)过程(3)类型(4)结果一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。(5)DNA准确复制3.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系(1)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。(2021·辽宁卷，4B)(×)提示子链的合成过程需要引物。(2)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(2021·辽宁卷，4D)(×)提示解旋酶的作用是打开DNA双链。(3)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代。(2020·浙江1月选考，21B)(×)提示烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。(4)果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代。(2020·浙江1月选考，21C)(×)提示果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代。(5)洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G2期通过转录和翻译合成。(2020·浙江1月选考，21D)(×)提示洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G1期通过转录和翻译合成。如图是人类某染色体DNA的片段，含有基因A、基因b和无遗传效应的片段M。请思考：(1)基因A和b的本质区别是什么？提示不同基因的本质区别在于其脱氧核苷酸序列不同。(2)决定mRNA上终止密码子的碱基对是否位于M处？若M中插入若干个脱氧核苷酸对是否可引发基因突变？提示M为无遗传效应的非基因片段，故其无转录功能，当然不存在决定mRNA上终止密码子的碱基对，M中即使插入若干脱氧核苷酸对也不会引发基因突变。(3)A复制时b是否也复制？A转录时，b是否也转录？其转录的模板链一定相同吗？提示DNA分子复制为全程复制，故A复制时b也复制，但基因表达却为“选择性表达”，故A转录时，b未必转录，即使都转录，其模板链也未必相同。1.图解法分析DNA复制的相关计算一个亲代DNA连续复制n次后，则：(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(2)子代DNA分子总链数：2n×2＝2n＋1条①无论复制多少次，含15N的链始终是2条②含14N的链数是(2n＋1－2)条(3)消耗的脱氧核苷酸数①若亲代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数为m×(2n－1)个②若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n－1个2.细胞分裂过程中的同位素标记问题(1)DNA分子半保留复制图像及解读(2)有丝分裂中子代DNA(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。过程如下图(一般只研究一条染色体)复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)：转至不含标记同位素培养液中再培养一个细胞周期：(3)减数分裂中DNA(染色体)标记情况分析减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，结果产生的子染色体都带有标记。过程如图(减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象)考向1结合DNA复制的过程分析，考查科学思维1.(2022·海南卷，11)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(图2)：图1图2下列有关叙述正确的是()A.第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制B.第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制D.若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带答案D解析第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能确定是半保留复制或分散复制，继续做第二代DNA密度鉴定，若第二代DNA可以分出一条中带和一条轻带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，A、B、C错误；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA只有两条链均为14N，或一条链含有14N、一条链含有15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带，D正确。2.(2024·广东惠州调研)如图为某原核细胞DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是()A.由图可知，该DNA分子复制方式为多起点双向复制B.除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶等C.DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的D.解旋经过含G—C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多答案A解析图中DNA只有一个复制起点，不能说明该DNA分子复制方式为多起点双向复制，A错误；图示解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA解旋，DNA分子复制还需要DNA聚合酶等，B正确；DNA分子两条链是反向平行的，而复制的时候只能从5′端向3′端延伸，所以两条子链合成方向相反，但子链的延伸方向是相同的，C正确；G—C碱基对含有三个氢键，A—T碱基对含有两个氢键，故解旋经过含G—C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多，D正确。考向2结合DNA复制过程中的有关计算，考查科学思维3.(2024·广东佛山调研)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个)，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是()A.含有15N的DNA分子有两个B.含有14N的DNA分子占总数的7/8C.第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个D.复制共产生16个DNA分子答案B解析由于DNA分子的复制是半保留复制，亲代DNA分子的两条链始终存在于子代的两个DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有两个，A正确；该DNA分子是在含14N的培养基中复制的，新形成的子链均含有14N，故DNA分子都含14N，比例为1，B错误；根据碱基互补配对原则，DNA分子中腺嘌呤有60个，则胞嘧啶有40个，第4次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸24－1×40＝320(个)，C正确；1个DNA分子经过4次复制，共产生24＝16(个)DNA分子，D正确。4.(2024·广东东莞调研)一个15N标记的、含1000个碱基对的DNA分子片段，其中一条中T＋A占30%，若将该DNA分子放在14N的培养基中连续复制3次，相关叙述正确的是()A.该DNA分子的另一条链中T＋A占70%B.该DNA分子中含有A的数目为400个C.该DNA分子第3次复制时需要消耗2800个GD.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为7/8答案C解析DNA分子片段的一条链中T＋A占一条链的30%，根据碱基互补配对原则，另一条链中T＋A占另一条链的30%，A错误；根据碱基互补配对原则，该DNA分子一条链中T＋A占30%，则整个DNA分子中T＋A占30%，所以DNA分子中A＝T＝1000×2×30%÷2＝300(个)，则鸟嘌呤G＝1000－300＝700(个)，第3次复制时需要消耗G＝22×700＝2800(个)，B错误，C正确；经3次复制后，8个子代DNA中都含14N，故其比例为1，D错误。考向3围绕DNA半保留复制中标记染色体去向的分析，考查科学思维5.(2024·广东南粤名校联考)一个含有2n条染色体的生物体细胞，其染色体中DNA的两条链都被标记，在不含标记的原料中进行有丝分裂，下列叙述错误的是()A.第一次分裂的后期细胞中有4n条带标记的染色体B.第二次分裂的中期每个细胞中有2n条带标记的染色单体C.第二次分裂的后期每个细胞中有4n条带标记的染色体D.第二次分裂结束后有的子细胞中可能不带有标记答案C解析含有2n条染色体的生物体细胞，其染色体中DNA的两条链都被标记，在不含标记的原料中进行有丝分裂，根据DNA的半保留复制原理可知，第一次分裂后期的细胞中有4n条染色体，且均带标记，A正确；第一次分裂结束后，每条染色体的DNA分子中均为一条链带标记而另一条链不带标记，DNA复制后两条姐妹染色单体由一个着丝粒相连，因此第二次分裂中期每个细胞中有2n条带标记的染色单体，B正确；第二次分裂后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，形成的子染色体随机移向细胞两极，每个细胞中有2n条带标记的染色体，C错误；由于有丝分裂后期含有标记的姐妹染色单体分离形成的子染色体随机移向两极，故第二次分裂结束后有的子细胞中可能不带有标记，D正确。6.(2024·江苏海门期中)某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无基因突变和染色体变异发生。下列有关叙述错误的有()A.若子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因B.若子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含1个A基因和1个a基因C.若子细胞中的核DNA均含15N，则每个子细胞均含8条染色体D.若子细胞中一半的核DNA含15N，则每个子细胞均含8条染色体答案C解析若四个子细胞中均含4条染色体(染色体数目是体细胞的一半)，则说明精原细胞进行的减数分裂，等位基因会发生分离，形成4个精细胞两两相同，故有一半子细胞含有a基因，A正确；若四个子细胞中均含8条染色体(染色体数目与体细胞相同)，则精原细胞进行的是有丝分裂，子细胞的基因型与体细胞相同，则每个子细胞中均只含有1个A基因和1个a基因，B正确；若四个子细胞中的核DNA均含15N，说明DNA只复制一次，则精原细胞进行的是减数分裂，产生的四个子细胞为精细胞，染色体数目是体细胞的一半，因此每个子细胞均含4条染色体，C错误；若四个子细胞中有一半核DNA含15N，说明DNA不止复制一次，则细胞进行的是有丝分裂，所以每个子细胞均含8条染色体，D正确。1.(2022·辽宁卷，4)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，错误的是()选项实验材料生物学研究A小球藻卡尔文循环B肺炎链球菌DNA半保留复制C枪乌贼动作电位原理DT2噬菌体DNA是遗传物质答案B解析小球藻含有叶绿体，能进行光合作用，所以可用小球藻研究卡尔文循环，A正确；肺炎链球菌可用于格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，研究生物的遗传物质；研究DNA半保留复制一般用大肠杆菌，B错误；科学家以枪乌贼离体神经纤维为实验材料，研究动作电位原理，C正确；赫尔希与蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质，D正确。2.(2022·重庆卷，4)下列发现中，以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是()A.遗传因子控制性状 B.基因在染色体上C.DNA是遗传物质 D.DNA半保留复制答案D解析孟德尔利用假说－演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的，总结出了分离定律，A错误；萨顿根据基因与染色体的平行关系，得出结构模型为理论基础，B错误；艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家，证明了DNA是遗传物质，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，C错误；沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型，并进一步提出了DNA半保留复制的假说，DNA半保留复制以DNA双螺旋结构模型为理论基础，D正确。3.(2022·广东卷，5)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是()A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式答案D解析孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表型及比例，发现了遗传规律，A正确；摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确；赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确；沃森和克里克用DNA衍射图谱推算出DNA呈双螺旋结构，D错误。4.(2021·辽宁卷，4)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是()A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端B.子链的合成过程不需要引物参与C.DNA每条链的5′端是羟基末端D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链答案A解析细胞内DNA复制时，子链延伸方向为5′端→3′端，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。5.(2021·浙江6月选考，14)含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为()A.240个 B.180个C.114个 D.90个答案B解析一条链的A＋T占40%，则它的互补链中A＋T也占40%，双链中A＋T也占40%。双链中G＋C占60%，G＝C，则DNA中C占30%，所以含有100个碱基对的一个DNA中C＝60(个)。连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(22－1)×60＝180(个)。6.(2021·北京卷，4)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分子的复制为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，子代DNA和亲代DNA是相同的，即子代DNA中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的一条单链为模板转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。限时强化练(时间：30分钟)【对点强化】考点一DNA的结构及相关计算1.(2024·广东四校联考)现在通过人脸识别能为手机解锁，通过刷脸与核对身份证信息，无需取火车票就能进站上车，人脸识别技术的应用使我们的生活更加便利。下列说法错误的是()A.人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征，而这些都是由基因决定的B.面部性状都是相关基因通过控制酶的合成来控制的C.每个人相关基因的碱基排列顺序及多样化的基因组合，决定了人脸特征的多样性D.DNA的多样性和特异性是人脸多样性和特异性的物质基础答案B解析基因决定蛋白质的合成，人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征，而这些都是由基因决定的，人脸识别技术是通过识别人面部多个性状实现的，A正确；面部性状有的是相关基因通过控制酶的合成来实现的，有的是相关基因通过直接控制蛋白质的结构来实现的，B错误；不同个体中相关基因的碱基排列顺序不同，指导合成的蛋白质不同，蛋白质的不同决定了不同个体脸部特征不同，因此人体中相关基因的碱基排列顺序及多样化的基因组合决定了人脸特征的多样性，C正确；DNA的多样性和特异性是人脸多样性和特异性的物质基础，决定了人脸识别技术的可行性，D正确。2.(2024·广东湛江开学考)如图为大肠杆菌的DNA片段模式图，①②③④代表相应的物质，下列叙述正确的是()A.DNA是大肠杆菌的主要遗传物质B.①②的交替排列是DNA多样性的原因之一C.若α链中③占该链碱基数的比例为a，则β链中④占β链碱基数的比例为(0.5－a)D.图中编号所代表的物质，在RNA中唯一不能找到的是②答案D解析大肠杆菌的遗传物质是DNA，一种生物的遗传物质只有一种，没有主次之分，A错误；DNA分子中①(磷酸)和②(脱氧核糖)的交替排列是不变的，不属于DNA多样性的原因，B错误；由于③与④互补配对，故α链中③的比例等于β链中④的比例，C错误；与DNA相比，RNA中不含脱氧核糖和碱基T，图中③④之间有三个氢键，应为G—C碱基对，题图中编号所代表的物质中没有碱基T，故图中编号所代表的物质，在RNA中唯一不能找到的是②(脱氧核糖)，D正确。3.(2024·河北秦皇岛市质检)在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是()①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m②碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2③一条链中A＋T的数量为n④G的数量为m－nA.①②③④ B.②③④C.③④ D.①②③答案D解析每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m，①正确；因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键，根据碱基互补配对原则，A＝T＝n，则C＝G＝(m－2n)/2，所以碱基之间的氢键数为2n＋3(m－2n)/2＝(3m－2n)/2，②正确；双链DNA中，A＝T＝n，则根据碱基互补配对原则，一条链中A＋T的数量为n，③正确；由②中计算可知，G的数量＝(m－2n)/2，④错误。4.(2024·黑龙江大庆市质检)如图为生物体内常见的两种DNA结构模式：A型属于左手螺旋，B型是沃森和克里克提出的右手螺旋。A型常见于高盐或脱水情况下；B型常见于生理盐水以及92%相对湿度下。下列关于DNA结构的叙述，正确的是()A.与A型DNA相比，B型DNA更能抗逆B.A型DNA中的嘧啶与嘌呤的比值与B型DNA不同C.在一定条件下，A型DNA与B型DNA可能会相互转变D.A型DNA与B型DNA均由两条同向的脱氧核苷酸链双螺旋而成答案C解析通过题干信息可知，A型DNA更能抗逆，A错误；双链DNA分子中嘌呤与嘧啶相等，比值都等于1，B错误；由题意可知，改变湿度和渗透压可能会出现A、B型DNA的相互转变，C正确；A型与B型DNA均由两条反向平行的脱氧核苷酸链双螺旋而成，D错误。考点二DNA的复制及基因的概念5.(2024·福建宁德高三联考)基因通常是具有遗传效应的DNA片段，下列关于基因的说法，错误的是()A.基因的遗传效应是指基因能直接或间接影响蛋白质的合成B.基因的碱基排列顺序的多样性决定了基因的多样性C.基因位于染色体上，基因在染色体上呈线性排列D.DNA的转录过程是以基因为单位进行的，实质是基因的表达答案C解析基因绝大多数在染色体上，染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，C错误。6.(2024·辽宁锦州一模)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解析由题图中复制泡的走向可知，DNA复制时以每条链为模板，沿模板链的3′→5′方向移动，图中DNA的复制为多起点不连续双向半保留复制，多起点复制加快了DNA的复制速度，A、B正确；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；复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，题中复制叉的推进方向是双向的，子链的延伸方向与复制叉的推进方向不一定相同，D错误。7.(2024·山西吕梁模拟)如图表示大肠杆菌质粒DNA的复制过程，其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。若该细菌的质粒DNA含有的碱基数目为m，胸腺嘧啶数目为a，下列叙述错误的是()A.该DNA复制的特点为边解旋边复制、双向复制B.该过程需要解旋酶和DNA酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATPC.该DNA复制n次，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为(2n－1)×(m/2－a)D.该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键答案B解析据题图分析，图中有两个复制叉，部分解旋后开始进行复制，体现该DNA复制过程的特点是边解旋边复制、双向复制，A正确；该过程需要解旋酶和DNA聚合酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATP，B错误；DNA分子中含有的碱基数目为m，含有T的数目为a，则一个DNA分子中含有的碱基G数目是(m－2a)/2，因此该DNA复制n次共需要G的数目为(2n－1)×(m－2a)/2，C正确；据题意可知，图中DNA含有的碱基数为m，即含有的脱氧核苷酸数为m，因为该DNA为环状双链分子，磷酸二酯键数等于脱氧核苷酸数，因此复制过程形成2条环状的DNA链，故形成的磷酸二酯键个数为m，D正确。8.(2024·广东河源调研)DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物，如图表示DNA复制过程。下列相关分析错误的是()A.DNA复制时存在A、U碱基配对现象B.DNA复制是多种酶参与的物质合成过程C.两条子链延伸的方向都是由5′端到3′端D.DNA聚合酶与DNA连接酶的底物相同答案D解析由于DNA复制过程中需要RNA引物，所以在复制时存在A、U碱基配对现象，A正确；DNA复制是解旋酶、DNA聚合酶等多种酶参与的物质合成过程，B正确；DNA分子的2条链是反向平行的，子链合成依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链5′端向3′端延伸，C正确；DNA聚合酶与DNA连接酶的底物不同，前者作用于单个脱氧核苷酸，而后者作用于DNA片段，D错误。9.(2024·广东中山调研)科学家将大肠杆菌置于含15N的培养液中培养若干代，使其DNA双链均被15N标记后，转至含14N的培养液中培养，每30min繁殖一代，下列有关叙述错误的是()A.若DNA是全保留复制，90min后含15N标记的DNA占1/8B.若DNA是半保留复制，90min后含15N标记的DNA占1/4C.大肠杆菌的DNA复制过程需要DNA聚合酶、脱氧核苷酸等物质参与D.大肠杆菌的拟核DNA中有两个游离的磷酸基团，且嘌呤数等于嘧啶数答案D解析大肠杆菌每30min繁殖一代，90min可繁殖3代，以1个15N标记的DNA分子为例，复制3次，可得到23＝8(个)DNA分子，若DNA进行全保留复制，则15N标记的DNA只有1个，所占的比例为1/8；若DNA进行半保留复制，15N标记的DNA分子有2个，所占的比例为1/4，A、B正确；DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等，原料为游离的脱氧核苷酸，C正确；大肠杆菌的拟核DNA为双链环状DNA，嘌呤数等于嘧啶数，但环状DNA中没有游离的磷酸基团，D错误。【综合提升】10.(2024·河北保定一模)将某二倍体动物精原细胞(2n＝38)全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养，经过减数分裂最终得到4个子细胞，检测相应细胞中标记的情况。若不考虑染色体互换和染色体变异，下列叙述错误的是()A.最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含32P的情况B.最终可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况C.减数第一次分裂得到的2个子细胞均含有32PD.减数第二次分裂后期细胞中全部染色体均含32P答案D解析精原细胞全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养，经过减数分裂最终得到4个子细胞，由于DNA是半保留复制，细胞中DNA复制后每条染色体上有一条姐妹染色单体含32P，另一条姐妹染色单体不含32P，由于减数第一次分裂后期发生同源染色体分离，因此经过减数第一次分裂后得到的两个子细胞均含有32P，减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离，形成的子染色体随机移向两极，最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含32P的情况，也可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况，减数第二次分裂后期细胞中一