2020版高考生物一輪復(fù)習 課堂互動探究案2 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段（含解析）

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1、 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 考點突破　素養(yǎng)達成 　DNA分子的結(jié)構(gòu)、特性及基因的本質(zhì)(國考5年3考) (全國卷：2018全國卷Ⅰ；2016全國卷Ⅰ、2015全國卷Ⅰ； 地方卷：2018海南、江蘇卷；2017海南卷；2015江蘇卷；2014山東、四川、江蘇卷) 【師說考問】 考問1　DNA分子的結(jié)構(gòu) 據(jù)圖回答相關(guān)問題： (1)基本結(jié)構(gòu)： ①由磷酸、脫氧核糖、含氮堿基組成，三者之間的數(shù)量關(guān)系為111。 ②磷酸：每個DNA片段中，游離的磷酸基團有2個。 (2)水解產(chǎn)物： DNA的初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含

2、氮堿基。 (3)DNA分子中存在的化學鍵： ①氫鍵：堿基對之間的化學鍵，可用解旋酶斷裂，也可加熱斷裂，A與T之間有兩個氫鍵，G與C之間有三個氫鍵。 ②磷酸二酯鍵：磷酸和脫氧核糖之間的化學鍵，用限制性核酸內(nèi)切酶處理可切斷，用DNA連接酶處理可連接。 (4)堿基對數(shù)與氫鍵數(shù)的關(guān)系： 若堿基對數(shù)為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3n－m。 考問2　由堿基種類及比例可分析判斷核酸的種類 (1)若有U無T，則該核酸為RNA。 (2)若有T無U，且A＝T，G＝C，則該核酸一般為雙鏈DNA。 (3)若有T無U，且A≠T，G≠C，則該核酸為單鏈DNA。 考問3　DNA分

3、子中的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系 據(jù)圖分析DNA分子結(jié)構(gòu)中的堿基計算： (1)在雙鏈DNA分子中，互補堿基兩兩相等，A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。 (2)在雙鏈DNA分子中，互補的兩堿基之和(如A＋T或C＋G)占全部堿基的比例等于其任何一條單鏈中這兩種堿基之和占該單鏈中堿基數(shù)的比例。 (3)DNA分子一條鏈中(A＋G)/(C＋T)的比值的倒數(shù)等于互補鏈中該種堿基的比值，在整個DNA分子中該比值等于1。(不配對的堿基之和的比值在兩條單鏈中互為倒數(shù)) (4)DNA分子一條鏈中(A＋T)/(C＋G)的比值等于其互補鏈和整個DNA分子中該種比例的比值。(配對的堿基之和

4、的比值在兩條單鏈和雙鏈中比值都相等) (5)不同生物的DNA分子中互補配對的堿基之和的比值不同，即(A＋T)/(C＋G)的值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性。 (6)若已知A占雙鏈的比例為c%，則A1/單鏈的比例無法確定，但最大值可求出為2c%，最小值為0。 【題組跟進】 高考題組——研考向 　DNA分子結(jié)構(gòu)的綜合判斷 1．高考重組，判斷正誤。 (1)真核細胞的核中有DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物，而原核細胞的擬核中沒有。[2018·全國卷Ⅰ，T2B](×) (2)線粒體和葉綠體中都含有DNA分子。[2018·海南卷，T10](√) (3)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯

5、鍵。[2018·海南卷，T10](√) (4)沃森和克里克以DNA大分子為研究材料，采用X射線衍射的方法，破譯了全部密碼子。[2015·江蘇卷，T4D](×) (5)DNA與ATP中所含元素的種類相同。[2015·全國卷Ⅰ，T1A](√) (6)控制細菌性狀的基因位于擬核和線粒體中的DNA上。[2015·全國卷Ⅰ，T10](×) (7)富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立也作出了巨大的貢獻。[2014·江蘇卷，T4C](√) (8)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的。[2014·全國卷Ⅱ，T5C](×) (9)DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵。[2013·全

6、國卷Ⅱ，T1A](×) (10)沃森和克里克提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)。[2012·江蘇卷，T2](×) [高考VS,教材] 高考溯源　以上內(nèi)容主要源自教材必修2 P48～50，把握DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建歷程及DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)涵是解題關(guān)鍵。 [即時對練]　(必修2 P49圖3－11改編)下面是對大腸桿菌DNA分子圖示的分析，其中正確的是(　　) A．圖中2是核糖，屬于五碳糖 B．圖中的堿基對3和4可能是G—C，也可能是A—T C．圖中5和6可能為G—A D．1、2、3構(gòu)成了一個完整的脫氧核糖核苷酸分子 解析：圖中2為脫氧核糖，圖中3和4間存在三個氫鍵，

7、應(yīng)為G—C堿基對，圖中5和6間存在兩個氫鍵應(yīng)為A—T堿基對，故只有D選項正確。 答案：D 　DNA分子結(jié)構(gòu)中堿基互補配對原則演化而來的計算問題 2．[2017·海南卷，24]DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(A＋T)/(G＋C)與(A＋C)/(G＋T)兩個比值的敘述，正確的是(　　) A．堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同 B．前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高 C．當兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈 D．經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于1 解析：由于雙鏈DNA堿基A數(shù)目等于T數(shù)目，G數(shù)目等于C數(shù)目，

8、故(A＋C)/(G＋T)為恒值1，A錯；A和T堿基對含2個氫鍵，C和G含3個氫鍵，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)數(shù)目越多，氫鍵數(shù)越多，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，B錯；(A＋T)/(G＋C)與(A＋C)/(G＋T)兩個比值相等，這個DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C錯；經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，是雙鏈DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正確。 答案：D 3．[2014·山東卷]某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是(　　) 解析：設(shè)該單鏈中四種

9、堿基含量分別為A1、T1、G1、C1，其互補鏈中四種堿基含量為A2、T2、C2、G2，DNA分子中四種堿基含量A＝T、G＝C。由堿基互補配對原則可知(A＋C)/(T＋G)＝1，A曲線應(yīng)為水平，A項錯誤；(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)，B曲線應(yīng)為雙曲線的一支，B項錯誤；(A＋T)/(G＋C)＝(A1＋A2＋T1＋T2)/(G1＋G2＋C1＋C2)＝(A1＋T1)/(G1＋C1)，C項正確；(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(T2＋A2)/(C2＋G2)，D項錯誤。 答案：C [規(guī)律方法]　DNA堿基互補配對原則的有關(guān)計算 規(guī)律1：互補的兩個堿基數(shù)量相等，即A＝

10、T，C＝G。 規(guī)律2：任意兩個不互補的堿基和占總堿基的50%。 規(guī)律3：一條鏈中互補堿基的和等于另一條鏈中這兩種堿基的和。 規(guī)律4：若一條鏈中，＝n，則另一條鏈中＝n，＝n。 規(guī)律5：若一條鏈中＝K，則另一條鏈中＝，＝1。 　DNA分子結(jié)構(gòu)的綜合考查 4．[2016·全國卷Ⅰ，29節(jié)選]在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉栴}： (3)將一個帶有某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培

11、養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(3)每個噬菌體只含有1個DNA分子。噬菌體侵染大腸桿菌時，噬菌體的DNA進入到大腸桿菌的細胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在大腸桿菌細胞外；在噬菌體的DNA的指導(dǎo)下，利用大腸桿菌細胞

12、中的物質(zhì)來合成噬菌體的組成成分。已知某種噬菌體DNA分子的兩條鏈都用32P進行標記，該噬菌體所感染的大腸桿菌細胞中不含有32P。綜上所述并依據(jù)DNA分子的半保留復(fù)制可知：一個含有32P標記的雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子，因此在得到的n個噬菌體中只有兩個帶有標記，即其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n。 答案：(3)一個含有32P標記的雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子，因此在得到的n個噬菌體中只有兩個帶有標記 模擬題組——預(yù)趨勢 　DNA分子的結(jié)構(gòu)分析 1．[2019·江蘇淮安模擬]下列

13、關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是(　　) A．DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結(jié)構(gòu) B．DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基 C．DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對 D．DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—脫氧核糖—磷酸相連 解析：DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結(jié)構(gòu)，A錯誤；DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個脫氧核糖，且磷酸不與堿基直接相連，B錯誤；DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖相連，D錯誤。 答案：C 2．[2019·福建師大附中統(tǒng)考]同源染色體上的DNA分子之間最可能相同的是(　　)

14、 A．堿基對的排列順序　　　　B．磷酸二酯鍵的數(shù)目 C．初步水解產(chǎn)物的種類 D．(A＋T)/(G＋C)的比值 解析：同源染色體一條來自父方，一條來自母方，其來源不同，堿基序列存在差異，A項錯誤；X、Y染色體為同源染色體，但其大小不同，磷酸二酯鍵的數(shù)目也不同，B項錯誤；DNA分子都由腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸組成，C項正確；不同DNA分子中(A＋T)/(C＋G)的比值不同，D項錯誤。 答案：C 　DNA分子中的堿基計算 3．某雙鏈DNA分子含有200個堿基對，其中一條鏈上A：T：G：C＝1：2：3：4，則有關(guān)該DNA分子的敘述，正確的是(

15、　　) A．含有4個游離的磷酸基 B．含有腺嘌呤脫氧核苷酸30個 C．4種含氮堿基A：T：G：C＝3：3：7：7 D．堿基排列方式共有4100種 解析：每條單鏈各有一個游離的磷酸基，所以DNA分子應(yīng)該有2個游離的磷酸基。計算堿基數(shù)目時，需要注意所給堿基總數(shù)為個數(shù)還是對數(shù)。該DNA分子中含有200個堿基對，一條鏈上A：T：G：C＝1：2：3：4，根據(jù)雙鏈中A＋T所占比例＝單鏈中A＋T所占比例，則雙鏈中A＋T占3/10，根據(jù)A＝T，推知A和T各占3/20，故腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為200×2×(3/20)＝60。雙鏈中A和T分別占3/20，則C和G分別占7/20，故A：T：G：C＝3：3

16、：7：7。在堿基比例不確定的情況下，堿基排列方式共有4n種，n為堿基對數(shù)，即共有4200種，而該DNA分子堿基比例已確定，故排列方式不等于4200種。 答案：C 4．[2019·牡丹江模擬]DNA溶解溫度(Tm)是使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開一半時所需要的溫度，不同種類DNA的Tm值不同。如圖表示DNA分子中G＋C含量(占全部堿基的比例)與Tm的關(guān)系。下列有關(guān)敘述，不正確的是(　　) A．—般地說，DNA分子的Tm值與G＋C含量呈正相關(guān) B．Tm值相同的DNA分子中G＋C的數(shù)量有可能不同 C．生物體內(nèi)解旋酶也能使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的氫鍵斷裂而解開螺旋 D．DNA分子中G與C之間的氫

17、鍵總數(shù)比A與T之間多 解析：由圖可知，DNA溶解溫度(Tm)是使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開一半時所需要的溫度，圖示表示的DNA分子中G＋C含量(占全部堿基的比例)與Tm的關(guān)系，Tm值越大，C＋G含量越高，即DNA分子的Tm值與C＋G含量呈正相關(guān)，A正確；兩DNA分子若Tm值相同，則它們所含G＋C比例相同，但C＋G的數(shù)量不一定相同，B正確；每條鏈上的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接，兩條鏈之間的堿基通過氫鍵連接，可見維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要有氫鍵不是化學鍵和磷酸二酯鍵，C正確；G－C堿基對之間有3個氫鍵，A－T堿基對之間有2個氫鍵，但整個DNA分子中G與C之間的氫鍵數(shù)量不一定比A與T之間多，D錯誤

18、。 答案：D 　基因、DNA和染色體的關(guān)系 5．[2019·陜西西安中學模擬]下列有關(guān)DNA與基因關(guān)系的敘述中，正確的是(　　) A．基因是堿基對隨機排列而成的DNA片段 B．一個DNA分子上有許多個基因 C．DNA的堿基排列順序就代表基因 D．組成不同基因的堿基數(shù)量一定不同 解析：基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，A錯誤；一個DNA上可以有許多個基因，B正確；DNA中具有遺傳效應(yīng)的片段中堿基排列順序才是基因，C錯誤；組成不同的基因的堿基數(shù)量可能相同，D錯誤。 答案：B 6．[2019·大連市二十四中高三測試]如圖為果蠅X染色體的部分基因圖，下列對此X染色體的敘述，錯誤的

19、是(　　) A．基因在染色體上呈線性排列 B．l、w、f和m為非等位基因 C．說明了各基因在染色體上的絕對位置 D．雄性X染色體上的基因來自其雌性親本 解析：基因位于染色體上，且呈線性排列，A正確；等位基因是位于同源染色體上同一位置控制相對性狀的基因，而l、w、f和m在同一條染色體的不同位置，為非等位基因，B正確；變異會導(dǎo)致基因的排列順序發(fā)生改變，故基因在染色體上的位置不是絕對的，C錯誤；雄性果蠅的X染色體來自母本，因此雄性X染色體上的基因來自其雌性親本，D正確。 答案：C 　DNA分子復(fù)制的研究方法、過程和條件(國考5年2考) (全國卷：2018全國卷Ⅰ；2016全國卷Ⅱ

20、；地方卷：2018浙江卷；2014四川、江蘇卷) 【師說考問】 考問1　DNA分子的復(fù)制的過程 如圖為真核細胞DNA分子復(fù)制過程的模式圖，據(jù)圖回答相關(guān)問題： (1)圖中DNA復(fù)制的場所是細胞核。 (2)圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點開始的，但不同時開始，復(fù)制開始時間右邊最早。 (3)圖中DNA分子復(fù)制的特點有：邊解旋邊復(fù)制、多起點復(fù)制、雙向復(fù)制、半保留復(fù)制。 (4)由圖示得知，DNA分子復(fù)制的方式具有什么特點？ 答案：半保留復(fù)制。 (5)圖示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？ 答案：前者使氫鍵打開，DNA雙鏈發(fā)生解旋；后者催化形成新的子鏈。 考問2　DNA復(fù)制過程

21、中的數(shù)量關(guān)系 若將親代DNA分子復(fù)制n代，其結(jié)構(gòu)分析如下： (1)子代DNA分子數(shù)為2n個。 ①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個。 ②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為2n－2個。 ③含子代鏈的DNA分子數(shù)為2n個。 (2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n＋1條。 ①親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。 ②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2n＋1－2)條。 (3)消耗脫氧核苷酸數(shù)： ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)個。 ②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1個。 考問3　有關(guān)DNA復(fù)制的幾個問題 (1)復(fù)制的場所：主要場所是細胞

22、核，但在擬核、線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)(如質(zhì)粒)中也可進行DNA復(fù)制。 (2)復(fù)制方式：半保留復(fù)制。新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。 (3)過程特點：邊解旋邊復(fù)制；多點解旋和復(fù)制。 (4)DNA復(fù)制的準確性： ①一般情況下，DNA分子能準確地進行復(fù)制。原因：DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板；通過堿基互補配對，保證了復(fù)制能夠準確地進行。 ②在特殊情況下，在外界因素和生物內(nèi)部因素的作用下，可能造成堿基配對發(fā)生差錯，引發(fā)基因突變。 【題組跟進】 高考題組——研考向 　DNA分子復(fù)制基礎(chǔ)知識綜合判斷 1．高考重組，判斷正誤。

23、 (1)若復(fù)合物中的某蛋白參與DNA復(fù)制，則該蛋白可能是DNA聚合酶。[2018·全國卷Ⅰ，T2C](√) (2)DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的。[2012·江蘇卷，T25D](√) (3)DNA聚合酶在細胞核內(nèi)合成。[2011·全國卷Ⅱ，T1B](×) (4)真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶和能量。[2011·海南卷，T25B](√) (5)真核細胞核DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂前期。[2011·海南卷，T25D](×) 　DNA復(fù)制過程中的相關(guān)實驗探究 2. [2018·浙江卷，22]某研究小組進行“探究DNA的復(fù)制過程”的活動，結(jié)果如圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的

24、唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示離心管編號，條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是(　　) A．本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術(shù) B．a(chǎn)管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的 C．b管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N－15N－DNA D．實驗結(jié)果說明DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制的 解析：由題意“培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置”可知：本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術(shù)，A正確；分析圖示可知：a管中的DNA密

25、度最大，表明該管中的大腸桿菌是在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的，B錯誤；b管中的DNA密度介于a、c管之間，表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N－15N－DNA，C正確；實驗結(jié)果說明DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，D正確。 答案：B 3．[2018·海南卷，15]現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有14N(表示為14N14N)的大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉(zhuǎn)到含有14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是(　　) A．有15N14N和14N14N兩種，其比例為13 B．有15N15N和14N14N兩種，其比例為11 C．有15N

26、15N和14N14N兩種，其比例為31 D．有15N14N和14N14N兩種，其比例為31 解析：將含有14N14N的大腸桿菌置于含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代后，由于DNA的半保留復(fù)制，得到的子代DNA為2個14N14N－DNA和2個14N15N－DNA，再將其轉(zhuǎn)到含有14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，會得到6個15N14N－DNA和2個14N14N－DNA，比例為31，D正確。 答案：D 4．[經(jīng)典高考]下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，下列有關(guān)敘述，錯誤的是(　　) A．圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點同時開始的 B．圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的 C．

27、真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶 D．真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率 解析：從圖中能看出有多個復(fù)制起點，但并不是同時開始，所以A錯誤；圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的，真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的參與。這種半保留復(fù)制的模式不僅保持前后代的穩(wěn)定性，同時提高了復(fù)制速率。 答案：A 5．[經(jīng)典高考]科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進行了DNA復(fù)制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結(jié)果見下表。 組別 1組 2組 3組 4組 培養(yǎng)液中 唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl

28、 繁殖代數(shù) 多代 多代 一代 兩代 培養(yǎng)產(chǎn)物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并離心 離心結(jié)果 僅為輕帶 (14N/14N) 僅為重帶 (15N/15N) 僅為中帶 (15N/14N) 1/2輕帶 (14N/14N) 1/2中帶 (15N/14N) 請分析并回答： (1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。 (2)綜合分析本實驗的DNA離心結(jié)果，第________組結(jié)果對得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第_________________

29、_______________________________________________________ 組和第____________組的結(jié)果進行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是______________。 (3)分析討論： ①若子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于________，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是________復(fù)制。 ②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果______(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。 ③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置________，

30、放射性強度發(fā)生變化的是________帶。 ④若某次實驗的結(jié)果中，子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為________________________________________________________________________。 解析：(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過多代培養(yǎng)，并且培養(yǎng)液中15NH4Cl是唯一氮源。(2)從圖表看，證明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，第3組實驗結(jié)果起到了關(guān)鍵作用，因為其離心后僅為中帶(15N/14N)；還需與第1組和第2組的結(jié)果進行比較，才能說明

31、DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。(3)①親代DNA為15N/15N，原料為14N，離心的結(jié)果為“輕”(14N/14N)和“重”(15N/15N)兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于親代DNA，即B，這種復(fù)制方式?jīng)]有發(fā)生母鏈與子鏈的重新組合，因而不是半保留復(fù)制。②判斷DNA的復(fù)制方式主要是看子代DNA與親代DNA的關(guān)系，實質(zhì)是看母鏈與子鏈是否發(fā)生重新組合，若將DNA雙鏈分開離心，則不能判斷DNA的復(fù)制方式。③在同等條件下，將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)(原料為14N)，子n代DNA離心結(jié)果密度帶仍為兩種，即輕帶(14N/14N)和中帶(15N/14N)，位置未發(fā)生變化。④子Ⅰ代DNA的“中帶”(15N/14N

32、)比以往實驗結(jié)果略寬，說明該實驗結(jié)果中的“中帶”不完全是15N/14N，有可能新形成的子鏈(14N)中混有少量的15N。 答案：(1)多　15N/15NH4Cl　(2)3　1　2　半保留復(fù)制　(3)①B　半保留?、诓荒堋、蹧]有變化　輕?、?5N [歸納拓展] 1．DNA復(fù)制與基因突變 (1)一般情況下，DNA分子能準確地進行復(fù)制。其原因是：DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板；通過堿基互補配對，保證了復(fù)制能夠準確地進行。 (2)特殊情況下，由于外界因素和生物內(nèi)部因素的作用，可以造成堿基配對發(fā)生差錯，引發(fā)基因突變。 2．DNA復(fù)制與細胞分裂 此類問題可通過構(gòu)建模型圖解

33、答，如下圖： 這樣來看，最后形成的4個子細胞有3種情況：第一種情況是4個細胞都是；第2種情況是2個細胞是，1個細胞是，1個細胞是；第3種情況是2個細胞是，另外2個細胞是。 模擬題組——預(yù)趨勢 　DNA分子復(fù)制過程及特點分析 1．[2019·南昌模擬]下列有關(guān)DNA復(fù)制的敘述，錯誤的是(　　) A．真核細胞和原核細胞都能進行DNA的復(fù)制 B．細胞核和細胞質(zhì)中都能進行DNA的復(fù)制 C．有絲分裂和減數(shù)分裂都需要進行DNA的復(fù)制 D．DNA通過半保留復(fù)制合成的兩條新鏈的堿基完全相同 解析：真核細胞和原核細胞的遺傳物質(zhì)都是DNA，都能進行DNA的復(fù)制。細胞分裂過程中，細胞核中的

34、DNA需要進行復(fù)制；細胞質(zhì)中也含有DNA，也能進行復(fù)制，如線粒體中的DNA。有絲分裂和減數(shù)分裂都需要進行DNA的復(fù)制，都發(fā)生在間期。DNA通過半保留復(fù)制合成的兩條新鏈的堿基之間是互補關(guān)系。 答案：D 2．[2019·江西新余四中高三段考試題]將一個用15N標記的DNA分子放到14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，讓其連續(xù)復(fù)制三次，再將全部復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)進行離心，如圖中分別代表復(fù)制1次、2次、3次后的分層結(jié)果的是(　　) A．c、e、f　　　　　　　　B．a(chǎn)、e、b C．a(chǎn)、b、d D．c、d、f 解析：由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，一個用15N標記的DNA分子在14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)

35、制1次后，每個DNA分子的一條鏈含15N，另一條鏈含14N，離心后全部位于中間密度層，對應(yīng)圖中的c；復(fù)制2次后，產(chǎn)生4個DNA分子，其中15N和14N均含的DNA分子有2個，位于中間密度層，只含14N的DNA分子有2個，離心后位于小密度層，對應(yīng)圖中的e；復(fù)制3次后，產(chǎn)生8個DNA分子，其中15N和14N均含的DNA分子有2個(位于中間密度層)，只含14N的DNA分子為6個(位于小密度層)，對應(yīng)圖中的f。 答案：A 　DNA分子復(fù)制過程中的相關(guān)計算 3．[2019·臨川一中質(zhì)檢]用15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶脫氧核苷酸60個，該DNA分子在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)

36、復(fù)制4次。其結(jié)果不可能是(　　) A．含有15N的DNA分子占1/8 B．含有14N的DNA分子占7/8 C．復(fù)制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸600個 D．復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個DNA分子 解析：DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，子代每個DNA的兩條鏈，一條來自母鏈，一條是新合成的子鏈。由題可知，該DNA分子中有腺嘌呤(A)40個，則復(fù)制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸為40×(24－1)＝600(個)。該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，可形成16個DNA分子，其中含有15N的DNA分子占1/8，含有14N的DNA分子占100%。 答案：B 4．[經(jīng)典模擬]某DNA分子中含m對堿基，其中腺嘌

37、呤有A個。下列有關(guān)此DNA在連續(xù)復(fù)制時所需的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目的敘述，錯誤的是(　　) A．在第一次復(fù)制時，需要(m－A)個 B．在第二次復(fù)制時，需要2(m－A)個 C．在第n次復(fù)制時，需要2n－1(m－A)個 D．在n次復(fù)制過程中，總共需要2n(m－A)個 解析：解答本題時，首先把模板中胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目求出，即(2m－2A)/2＝(m－A)個，則復(fù)制一次，需要(m－A)(21－1)＝(m－A)個；復(fù)制兩次，共需要(m－A)(22－1)＝3(m－A)個，因此，第二次復(fù)制需要3(m－A)－(m－A)＝2(m－A)個；在n次復(fù)制過程中，總共需要(m－A)(2n－1)個，則第n次復(fù)

38、制需要(m－A)(2n－1)－(m－A)(2n－1－1)＝2n－1(m－A)個。 答案：D 　DNA復(fù)制與細胞分裂 5．[2019·河北唐山高三統(tǒng)考]BrdU能替代T與A配對而滲入新合成的DNA鏈，植物根尖分生組織放在含有BrdU的培養(yǎng)基中分別培養(yǎng)到第一、第二個細胞周期的中期。下列有關(guān)說法中不正確的是(　　) A．1條染色體形成2條染色單體的同時，DNA也完成了復(fù)制 B．1個DNA復(fù)制2次所產(chǎn)生的DNA分別位于4條染色單體上 C．第一個細胞周期的中期，每條染色體均有1個DNA的2條脫氧核苷酸鏈都含BrdU D．第二個細胞周期的中期，每條染色體均有1個DNA的1條脫氧核苷酸鏈含Br

39、dU 解析：1條染色體形成2條染色單體的同時，DNA也完成了復(fù)制，A正確；1個DNA復(fù)制2次所產(chǎn)生的DNA分別位于4條染色單體上，B正確；第一個細胞周期的中期，DNA分子只復(fù)制一次，根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制特點，每條染色體均有1個DNA的1條脫氧核苷酸鏈含BrdU，C錯誤；到第二個細胞周期的中期，DNA分子進行了2次半保留復(fù)制，每條染色體均有1個DNA的1條脫氧核苷酸鏈含BrdU，D正確。 答案：C 6．[高考改編]用32P標記了玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈。再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂完成后每個細胞中被32P標記的染色體條數(shù)是(　　) A

40、．0條 B．20條 C．大于0小于20條 D．以上都有可能 解析：第一次細胞分裂完成后形成的細胞中，DNA雙鏈均是一條鏈含有32P，另一條鏈不含32P，第二次細胞分裂的間期，染色體復(fù)制后每條染色體上都是一條染色單體含32P，一條染色單體不含32P，有絲分裂后期，姐妹染色單體分離，如果含32P的20條染色體同時移向細胞的一極，不含32P的20條染色體同時移向細胞的另一極，則產(chǎn)生的子細胞中被32P標記的染色體條數(shù)分別是20條和0條；如果移向細胞兩極的20條染色體中既有含32P的，也有不含32P的，則形成的子細胞中被32P標記的染色體條數(shù)大于0小于20條。 答案：D 課堂總結(jié)　網(wǎng)絡(luò)建構(gòu) [網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)] [答題必備] 1．DNA的兩條脫氧核苷酸鏈反向平行盤旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 2．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接而成的。 3．DNA上的堿基對嚴格遵循堿基互補配對原則，通過氫鍵連接。 4．DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序代表了遺傳信息。 5．DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制的特點。 6．DNA復(fù)制需要解旋酶和DNA聚合酶參與。 7．基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 8．染色體是基因的主要載體，線粒體、葉綠體中也存在基因。 12