（全國(guó)）2018版高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第六單元 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 第23講 DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA的復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段學(xué)案

第23講DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA的復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段1DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)()2DNA分子的復(fù)制()3基因的概念()DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算1圖解DNA分子結(jié)構(gòu)借圖記憶“3”三種物質(zhì)：、?！?”四種堿基對(duì)應(yīng)四種脫氧核苷酸?！?”五種元素：含C、H、O；一定含P；一定含N。2DNA分子的特性(1)穩(wěn)定性：磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成基本骨架。(2)多樣性：堿基對(duì)多種多樣的排列順序，如n個(gè)堿基對(duì)組成的DNA分子，排列順序有4n種(其中n代表堿基對(duì)數(shù))。(3)特異性：每種DNA分子都有特定的堿基對(duì)排列順序，代表了特定的遺傳信息。1(必修2 P49圖311改編)如圖對(duì)大腸桿菌DNA分子圖示的分析，正確的是()A圖中2是核糖，屬于五碳糖B圖中的堿基對(duì)3和4可能是GC，也可能是ATC磷酸、五碳糖交替連接構(gòu)成基本骨架D1、2、3構(gòu)成了一個(gè)完整的核糖核苷酸分子答案：C2(深入追問(wèn))(1)DNA分子中相鄰的兩個(gè)脫氧核苷酸之間通過(guò)什么化學(xué)鍵相連？提示：磷酸二酯鍵或氫鍵。(2)甲、乙兩個(gè)DNA分子中，甲含A 40%、乙含G 20%，哪種DNA分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定？提示：乙。乙DNA分子中GC堿基對(duì)的數(shù)量比甲多。1通過(guò)解讀DNA結(jié)構(gòu)模型，深入理解DNA分子的結(jié)構(gòu)上圖是DNA結(jié)構(gòu)模型的簡(jiǎn)化形式，其中是磷酸二酯鍵，是氫鍵。解旋酶作用于部位，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于部位。2雙鏈DNA分子中堿基的計(jì)算規(guī)律(1)互補(bǔ)的兩個(gè)堿基數(shù)量相等，即AT，CG。(2)任意兩個(gè)不互補(bǔ)的堿基數(shù)量之和占?jí)A基總數(shù)的50%，即嘌呤之和嘧啶之和總堿基數(shù)×50%，AGTCACTG(ATCG)×50%，1。(3)在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等。設(shè)在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1T1n%，因?yàn)锳1T2，A2T1，則：A1T1A2T2n%，所以ATA1A2T1T2n%。簡(jiǎn)記為“配對(duì)的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。(4)雙鏈DNA分子中，非互補(bǔ)堿基之和所占比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)。設(shè)雙鏈DNA分子中，一條鏈上：m，則：m，互補(bǔ)鏈上。簡(jiǎn)記為：“DNA兩互補(bǔ)鏈中，不配對(duì)兩堿基之和的比值乘積為1”。【感知考題】下列說(shuō)法中正確的是()A在DNA分子模型的搭建實(shí)驗(yàn)中，若僅用訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個(gè)含10對(duì)堿基(A有6個(gè))的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個(gè)數(shù)為82個(gè)(2016·上海，28)B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，4D)C雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過(guò)氫鍵連接的(2014·全國(guó)，5C)D沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)(高考江蘇卷)答案A(1)A選項(xiàng)構(gòu)建的模型中，胞嘧啶C占全部堿基總數(shù)的20%。(2)A選項(xiàng)若不考慮A的數(shù)量，則構(gòu)建的模型可以搭建出410種不同的DNA分子。 高分點(diǎn)撥類題通法DNA分子中有關(guān)堿基比例計(jì)算的解題步驟(1)搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個(gè)DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。(2)畫一個(gè)DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知和所求的堿基：(3)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其規(guī)律進(jìn)行計(jì)算?！靖M(jìn)題組】 命題1DNA分子結(jié)構(gòu)分析1(2017·江蘇淮安調(diào)研)如圖是某同學(xué)制作的脫氧核苷酸對(duì)模型，其中正確的是()解析：選D。選項(xiàng)A中，從五碳糖和磷酸基團(tuán)的形態(tài)和位置可判斷，兩條脫氧核苷酸鏈不是反向平行的，錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中，A與T之間的氫鍵應(yīng)該是兩個(gè)而不是三個(gè)，錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中，含氮堿基(C)應(yīng)連接在五碳糖的1號(hào)位上(如圖所示)，且G與C之間有三個(gè)氫鍵，錯(cuò)誤。2(2017·山師大附中統(tǒng)考)同源染色體上的DNA分子之間最可能相同的是()A堿基對(duì)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(AT)/(GC)的比值解析：選C。同源染色體一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方，其來(lái)源不同，堿基序列存在差異，A項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)正確；不同DNA分子中(AT)/(CG)的比值不同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA分子的水解程度不同，產(chǎn)物會(huì)不同DNA分子徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和四種含氮堿基，初步水解產(chǎn)物是四種脫氧核苷酸。 命題2DNA分子中的堿基計(jì)算3(高考山東卷改編)某研究小組測(cè)定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)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：選C。A項(xiàng)，無(wú)論DNA分子的一條單鏈中(AC)/(TG)的值為多少，整個(gè)DNA分子中(AC)/(TG)都等于1。B項(xiàng)，由于雙鏈DNA分子中A與T配對(duì)、G與C配對(duì)，故一條單鏈中(AC)/(TG)的值與其互補(bǔ)鏈中的(AC)/(TG)的值互為倒數(shù)。C項(xiàng)，由于雙鏈DNA分子中A與T配對(duì)、G與C配對(duì)，故一條單鏈中(AT)/(GC)的值與整個(gè)DNA分子中(AT)/(GC)的值相等。D項(xiàng)，由于雙鏈DNA分子中A與T配對(duì)、G與C配對(duì)，故一條單鏈中(AT)/(GC)的值與其互補(bǔ)鏈中(AT)/(GC)的值相等。4(2017·連云港、徐州、淮安、宿遷四市模擬)某雙鏈DNA分子含有200個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上ATGC1234，則有關(guān)該DNA分子的敘述，正確的是()A含有4個(gè)游離的磷酸基B含有腺嘌呤脫氧核苷酸30個(gè)C4種含氮堿基ATGC3377D堿基排列方式共有4100種解析：選C。每條單鏈各有一個(gè)游離的磷酸基，所以DNA分子應(yīng)該有2個(gè)游離的磷酸基。計(jì)算堿基數(shù)目時(shí)，需要注意所給堿基總數(shù)為個(gè)數(shù)還是對(duì)數(shù)。該DNA分子中含有200個(gè)堿基對(duì)，一條鏈上ATGC1234，根據(jù)雙鏈中AT所占比例單鏈中AT所占比例，則雙鏈中AT占3/10，根據(jù)AT，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ATGC3377。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(duì)數(shù)，即共有4200種，而該DNA分子堿基比例已確定，故排列方式小于4200種。DNA復(fù)制的過(guò)程及相關(guān)計(jì)算(含基因的本質(zhì))1DNA的復(fù)制(1)(2)過(guò)程概念以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程時(shí)期有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期過(guò)程解旋合成子鏈子鏈延伸親子鏈復(fù)旋條件模板：親代DNA的每一條鏈；原料：4種游離的脫氧核苷酸；能量：ATP釋放的能量；酶：解旋酶和DNA聚合酶結(jié)果1個(gè)DNA復(fù)制形成2個(gè)完全相同的DNA特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制精確復(fù)制獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供模板；堿基互補(bǔ)配對(duì)原則意義將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性2基因有遺傳效應(yīng)的DNA片段(1)據(jù)圖1寫出基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈線性排列。(2)將代表下列結(jié)構(gòu)的字母填入圖2中的相應(yīng)橫線上：a染色體、bDNA、c基因、d脫氧核苷酸。(3)基因的實(shí)質(zhì)：具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。)1(必修2 P53圖312改編)將一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA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(jìn)行離心，如圖中分別代表復(fù)制1次、2次、3次后分層結(jié)果的是()Ac、e、fBa、e、bCa、b、dDc、d、f解析：選A。由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA在含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)制第一次后產(chǎn)生2個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子的一條鏈含15N，一條鏈含14N，密度中，對(duì)應(yīng)圖中的c；復(fù)制第二次后，共產(chǎn)生4個(gè)DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子為2個(gè)，密度中，只含14N的DNA分子為2個(gè)，密度小，對(duì)應(yīng)圖中的e；復(fù)制第三次后，共產(chǎn)生8個(gè)DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子為2個(gè)，密度中，只含14N的DNA分子為6個(gè)，密度小，對(duì)應(yīng)圖中的f。2(深入追問(wèn))(1)無(wú)絲分裂過(guò)程中有DNA分子的復(fù)制嗎？提示：有。三種增殖方式都存在DNA分子的復(fù)制。(2)DNA片段都是基因嗎？都攜帶遺傳信息嗎？提示：DNA分子上的片段不都是基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，所以DNA片段不都攜帶遺傳信息。 突破1生物體中DNA分子復(fù)制的場(chǎng)所(1)真核生物：細(xì)胞核(主要場(chǎng)所)、葉綠體、線粒體。(2)原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)(如質(zhì)粒中DNA的復(fù)制)。(3)DNA病毒：宿主細(xì)胞內(nèi)。 突破2DNA復(fù)制與染色體復(fù)制(1)DNA復(fù)制特點(diǎn)：半保留復(fù)制。(2)1條染色體含有2條染色單體，含有2個(gè)DNA分子。每條染色單體含有1個(gè)DNA分子。 突破3子代DNA隨姐妹染色單體分開(kāi)的時(shí)間(1)有絲分裂：后期。(2)減數(shù)分裂：減數(shù)第二次分裂后期。 突破4實(shí)驗(yàn)證明DNA復(fù)制的特點(diǎn)以上實(shí)驗(yàn)證明DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制。 突破5通過(guò)“圖解法”分析DNA復(fù)制過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，若將親代DNA分子復(fù)制n代，其結(jié)構(gòu)分析如圖：(1)子代DNA分子數(shù)為2n個(gè)含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個(gè)。不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2n2)個(gè)。含子代鏈的DNA分子數(shù)為2n個(gè)。(2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n1條親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2n12)條。(3)消耗脫氧核苷酸數(shù)若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n1)個(gè)。第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n1個(gè)。(1)堿基數(shù)目：堿基的數(shù)目單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。(2)復(fù)制模板：在DNA復(fù)制過(guò)程中，無(wú)論復(fù)制了幾次，有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。(3)關(guān)鍵詞語(yǔ)：看清是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞。 【感知考題】(2016·高考全國(guó)卷甲，2)某種物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對(duì)之間，使DNA雙鏈不能解開(kāi)。若在細(xì)胞正常生長(zhǎng)的培養(yǎng)液中加入適量的該物質(zhì)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A隨后細(xì)胞中的DNA復(fù)制發(fā)生障礙B隨后細(xì)胞中的RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生障礙C該物質(zhì)可將細(xì)胞周期阻斷在分裂中期D可推測(cè)該物質(zhì)對(duì)癌細(xì)胞的增殖有抑制作用解析DNA分子的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都需要在DNA雙鏈解開(kāi)后才能進(jìn)行，A、B項(xiàng)正確；DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞周期中的間期，若DNA雙鏈不能解開(kāi)，細(xì)胞周期將被阻斷在間期而不是中期，C項(xiàng)錯(cuò)誤；癌細(xì)胞具有無(wú)限增殖的能力，該物質(zhì)能阻斷DNA分子的復(fù)制，故能抑制癌細(xì)胞的增殖，D項(xiàng)正確。答案C(1)將DNA分子兩條鏈之間的堿基對(duì)打開(kāi)，可采用的方法有解旋酶、RNA聚合酶、高溫加熱等。(2)DNA分子多起點(diǎn)雙向復(fù)制的生物學(xué)意義是能保證DNA分子復(fù)制在短時(shí)間內(nèi)完成。 高分點(diǎn)撥類題通法(1)DNA復(fù)制的類型在真核生物中，DNA復(fù)制一般是多起點(diǎn)復(fù)制。在原核生物中，DNA復(fù)制一般是一個(gè)起點(diǎn)。無(wú)論是真核生物還是原核生物，DNA復(fù)制大多數(shù)都是雙向進(jìn)行的。如圖所示為真核生物DNA的多起點(diǎn)、雙向復(fù)制：(2)影響DNA復(fù)制的外界條件【跟進(jìn)題組】 命題1DNA分子復(fù)制過(guò)程及特點(diǎn)分析1(2017·山東德州重點(diǎn)中學(xué)月考)真核細(xì)胞中DNA復(fù)制如圖所示，下列表述錯(cuò)誤的是()A多起點(diǎn)雙向復(fù)制能提高DNA復(fù)制的效率B每個(gè)子代DNA都有一條核苷酸鏈來(lái)自親代C復(fù)制過(guò)程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化DDNA分子的準(zhǔn)確復(fù)制依賴于堿基互補(bǔ)配對(duì)原則解析：選C。DNA復(fù)制過(guò)程中氫鍵的破壞需要解旋酶的催化，但氫鍵的形成不需要酶的催化，C錯(cuò)誤。2H2O2能將鳥嘌呤(G)氧化損傷為8­oxodG，8­oxodG可與腺嘌呤(A)互補(bǔ)配對(duì)。若圖中所示DNA片段中有兩個(gè)鳥嘌呤發(fā)生上述氧化損傷后，再正常復(fù)制多次形成大量的子代DNA，下列相關(guān)敘述不正確的是()A子代DNA分子都有可能發(fā)生堿基序列的改變B部分子代DNA中嘧啶堿基的比例可能會(huì)增加C子代DNA控制合成的蛋白質(zhì)可能不發(fā)生改變D氧化損傷可能誘發(fā)原癌基因或抑癌基因的突變解析：選B。由題干信息可知，H2O2能將G氧化損傷為8­oxodG，8­oxodG與A互補(bǔ)配對(duì)，而圖示DNA片段中含有3個(gè)G，若發(fā)生氧化損傷的兩個(gè)G位于不同鏈，則形成的子代DNA分子都有可能發(fā)生堿基序列的改變，A正確；由于G氧化損傷為8­oxodG后，能與A配對(duì)，所以正常復(fù)制多次形成的子代DNA中嘧啶堿基比例不變，B錯(cuò)誤；由于密碼子的簡(jiǎn)并性，突變后形成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能不變，C正確；氧化損傷可能誘發(fā)原癌基因或抑癌基因的突變，D正確。DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性(1)一般情況下，DNA分子能準(zhǔn)確地進(jìn)行復(fù)制。原因是DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板；通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)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，可以造成堿基配對(duì)發(fā)生差錯(cuò)，引發(fā)基因突變。 命題2DNA分子復(fù)制過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算3(2017·臨川一中質(zhì)檢)用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶脫氧核苷酸60個(gè)，該DNA分子在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。其結(jié)果不可能是()A含有15N的DNA分子占1/8B含有14N的DNA分子占7/8C復(fù)制過(guò)程中需腺嘌呤脫氧核苷酸600個(gè)D復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子解析：選B。DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，子代每個(gè)DNA的兩條鏈，一條來(lái)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(gè)，則復(fù)制過(guò)程中需腺嘌呤脫氧核苷酸為40×(241)600(個(gè))。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(gè)DNA分子，其中含有15N的DNA分子占1/8，含有14N的DNA分子占100%。4某DNA分子中含m對(duì)堿基，其中腺嘌呤有A個(gè)。下列有關(guān)此DNA在連續(xù)復(fù)制時(shí)所需的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目的敘述，錯(cuò)誤的是()A在第一次復(fù)制時(shí)，需要(mA)個(gè)B在第二次復(fù)制時(shí)，需要2(mA)個(gè)C在第n次復(fù)制時(shí)，需要2n1(mA)個(gè)D在n次復(fù)制過(guò)程中，總共需要2n(mA)個(gè)解析：選D。解答本題時(shí)，首先把模板中胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目求出，即(2m2A)/2(mA)個(gè)，則復(fù)制一次，需要(mA)(211)(mA)個(gè)；復(fù)制兩次，共需要(mA)(221)3(mA)個(gè)，因此，第二次復(fù)制需要3(mA)(mA)2(mA)個(gè)；在n次復(fù)制過(guò)程中，總共需要(mA)(2n1)個(gè)，則第n次復(fù)制需要(mA)(2n1)(mA)(2n11)2n1(mA)個(gè)。巧借模式圖解答與DNA復(fù)制有關(guān)的問(wèn)題學(xué)會(huì)畫DNA分子半保留復(fù)制圖解有助于理解DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算規(guī)律，如圖所示： 命題3基因、DNA和染色體的關(guān)系5(2017·大連二十四中高三測(cè)試)如圖為果蠅X染色體的部分基因圖，下列對(duì)此X染色體的敘述，錯(cuò)誤的是() A基因在染色體上呈線性排列Bl、w、f和m為非等位基因C說(shuō)明了各基因在染色體上的絕對(duì)位置D雄性X染色體上的基因來(lái)自其雌性親本解析：選C。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(duì)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(huì)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(duì)的，C錯(cuò)誤；雄性果蠅的X染色體來(lái)自母本，因此雄性X染色體上的基因來(lái)自其雌性親本，D正確。6下面關(guān)于基因的理解正確的一項(xiàng)是()A控制細(xì)菌性狀的基因位于擬核和線粒體中的DNA上(2015·全國(guó)，1D)B編碼蛋白質(zhì)的基因含遺傳信息相同的兩條單鏈( 2015·重慶，5D)C真核生物基因具有以下特點(diǎn)：攜帶遺傳信息；能轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸；能與核糖體結(jié)合；能轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生RNA；可能發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或替換(2014·海南，21改編)D線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成(高考全國(guó)卷)答案：D易錯(cuò)點(diǎn)1誤認(rèn)為染色體是基因的唯一載體點(diǎn)撥(1)真核細(xì)胞的線粒體和葉綠體也是基因的載體。(2)原核細(xì)胞無(wú)染色體，擬核中的DNA分子和質(zhì)粒DNA均是裸露的。易錯(cuò)點(diǎn)2混淆基因、DNA與染色體的關(guān)系點(diǎn)撥核心體系構(gòu)建填空穩(wěn)定性特異性基因邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制解旋合成子鏈形成子代DNA兩條反向平行長(zhǎng)鏈磷酸、脫氧核糖交替連接堿基互補(bǔ)配對(duì)形成堿基對(duì)規(guī)范答題必備1DNA的“五、四、三、二、一”記憶法五：五種元素C、H、O、N、P。四：四種堿基對(duì)應(yīng)四種脫氧核苷酸。三：三種物質(zhì)磷酸、脫氧核糖、含氮堿基。二：兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈(堿基對(duì)有A與T、G與C兩種配對(duì)方式)。一：一種空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2DNA復(fù)制的兩個(gè)必記知識(shí)點(diǎn)(1)DNA復(fù)制特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制。(2)復(fù)制的“四要素”模板：DNA分子的兩條鏈。原料：游離的四種脫氧核苷酸。酶：解旋酶和DNA聚合酶。能量：細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP。3基因的兩個(gè)記憶知識(shí)點(diǎn)(1)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)染色體是基因的主要載體，線粒體和葉綠體中也存在基因。課時(shí)作業(yè)1(2017·湖北武漢部分學(xué)校聯(lián)考)下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是()ADNA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)BDNA分子中的每個(gè)磷酸均連接著一個(gè)脫氧核糖和一個(gè)堿基CDNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對(duì)DDNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過(guò)磷酸脫氧核糖磷酸相連解析：選C。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(cuò)誤；DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個(gè)脫氧核糖，且磷酸不與堿基直接相連，B錯(cuò)誤；DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過(guò)脫氧核糖磷酸脫氧核糖相連，D錯(cuò)誤。2(2017·西安調(diào)研)已知某雙鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，其一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的()A34%和16%B34%和18%C16%和34% D32%和18%解析：選A。設(shè)該DNA分子的兩條鏈分別為1鏈和2鏈，雙鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，則AT占66%，又因?yàn)殡p鏈DNA分子中，互補(bǔ)配對(duì)的兩種堿基之和占整個(gè)DNA分子比例和每條鏈中的比例相同，因此A1T166%，G1C134%，又因?yàn)門1與C1分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則A166%32%34%；G134%18%16%，根據(jù)DNA分子的堿基互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系，所以T2A134%，C2G116%。3(2017·石家莊模擬)如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始的B圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C真核生物DNA分子復(fù)制過(guò)程需要解旋酶D真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制效率解析：選A。由圖可看出，此段DNA分子有三個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，但多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)并不一定是同時(shí)開(kāi)始的；由圖中的箭頭方向可知，DNA分子是雙向復(fù)制的；半保留復(fù)制的模式可以保持前后代的遺傳穩(wěn)定性，多起點(diǎn)復(fù)制可以大大提高復(fù)制效率；DNA分子復(fù)制過(guò)程需要解旋酶、DNA聚合酶等催化。4(2017·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)20世紀(jì)50年代初，查哥夫?qū)Χ喾N生物DNA做了堿基定量分析，發(fā)現(xiàn)(AT)/(CG)的比值如表。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，你認(rèn)為能得出的結(jié)論是()DNA來(lái)源大腸桿菌小麥?zhǔn)筘i肝豬胸腺豬脾(AT)/ (CG)101121121143143143A豬的DNA結(jié)構(gòu)比大腸桿菌的DNA結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定一些B小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同C小麥DNA中(AT)的數(shù)量是鼠DNA中(CG)數(shù)量的121倍D同一生物不同組織的DNA堿基組成相同解析：選D。大腸桿菌DNA中(AT)/(CG)的比值小于豬的，說(shuō)明大腸桿菌DNA所含CG堿基對(duì)的比例較高，而CG堿基對(duì)含三個(gè)氫鍵，因此大腸桿菌的DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高于豬的，故A項(xiàng)錯(cuò)；雖然小麥和鼠的(AT)/(CG)比值相同，但不能代表二者的堿基序列與數(shù)目相同，故B、C項(xiàng)錯(cuò)；同一生物的不同組織所含DNA的堿基序列是相同的，因此DNA堿基組成也相同，故D項(xiàng)對(duì)。5某噬菌體的DNA為單鏈DNA，四種堿基的比率是A028、G032、T024、C016。當(dāng)它感染宿主細(xì)胞時(shí)，能形成雜合型雙鏈DNA分子，則雜合型雙鏈DNA分子中A、G、C、T的比率依次是()A024016032028B026024024026C028032024016D024026026024解析：選B。雙鏈DNA分子中AT，GC，因此排除A、C項(xiàng)；單鏈中的堿基A、T分別與互補(bǔ)鏈中的堿基T、A對(duì)應(yīng)，因此可計(jì)算出雙鏈DNA分子中AT，占026，CG，占024。6某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是()解析：選D。DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，復(fù)制后不存在親代的DNA分子(雙鏈均為白色)，排除A、B項(xiàng)；第二次復(fù)制后得到的4個(gè)DNA分子中，每個(gè)DNA分子各有1條鏈?zhǔn)堑诙螐?fù)制形成的(黑色)，排除C項(xiàng)；進(jìn)一步分析可知D項(xiàng)符合題意。7已知一條完全被15N標(biāo)記的DNA分子在只含14N的培養(yǎng)基中復(fù)制n次后，僅含14N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為71，則n是()A2 B3C4 D5解析：選C。該DNA分子經(jīng)過(guò)n次復(fù)制后得到的DNA分子數(shù)為2n個(gè)，其中有2個(gè)DNA分子中各有一條鏈有15N標(biāo)記，故僅含14N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為(2n2)271，解得n4。8在DNA分子復(fù)制的過(guò)程中()A雙鏈解開(kāi)時(shí)需要解旋酶催化而不需要消耗能量B獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板C雙鏈全部解開(kāi)后在DNA聚合酶催化下合成子鏈D同一條核苷酸鏈上的堿基通過(guò)氫鍵形成堿基對(duì)解析：選B。DNA雙鏈解開(kāi)時(shí)需要解旋酶催化也需要消耗能量，A錯(cuò)誤；獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)解旋后，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則為復(fù)制提供精確的模板，B正確；DNA復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制，C錯(cuò)誤；兩條核苷酸鏈上的堿基通過(guò)氫鍵形成堿基對(duì)，同一條核苷酸鏈上的堿基不能通過(guò)氫鍵形成堿基對(duì)，D錯(cuò)誤。9關(guān)于如圖所示DNA分子的敘述，正確的是()A限制酶作用于部位，DNA連接酶作用于部位B該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和(AT)/(GC)的比例上C若該DNA分子中A為p個(gè)，占全部堿基的n/m(m2n)，則G的個(gè)數(shù)為(pm/2n)pD把該DNA分子放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代，子代中含15N的DNA分子占3/4解析：選C。限制酶和DNA連接酶都作用于或部位；該DNA的特異性不表現(xiàn)在堿基種類上，而是表現(xiàn)在堿基的排列順序上；DNA分子中AGTC50%，如果DNA中含有p個(gè)A，占全部堿基的n/m，則DNA分子的堿基總數(shù)為pm/n，所以G的個(gè)數(shù)為(pm/2n)p；把該DNA放在含15N的培養(yǎng)基中復(fù)制兩代，子代DNA都含有15N。10若N個(gè)雙鏈DNA分子在第i輪復(fù)制結(jié)束后，某一復(fù)制產(chǎn)物分子一條鏈上的某個(gè)C突變?yōu)門，這樣在隨后的各輪復(fù)制結(jié)束時(shí)，突變位點(diǎn)為AT堿基對(duì)的雙鏈DNA分子數(shù)與總DNA分子數(shù)的比例始終為()A BC D解析：選C。N個(gè)DNA分子第i輪復(fù)制結(jié)束后，得到的DNA分子數(shù)為N×2i，在此基礎(chǔ)上復(fù)制一次得到的DNA分子的總數(shù)為N×2i1，其中以變異的DNA分子為模板復(fù)制一次，得到一個(gè)突變位點(diǎn)為AT堿基對(duì)的DNA分子和一個(gè)正常的DNA分子，由此可推知突變位點(diǎn)為AT堿基對(duì)的雙鏈DNA分子數(shù)與總DNA分子數(shù)的比例為1/(N×2i1)，若再?gòu)?fù)制一次，得到的變異的DNA分子數(shù)為2，總DNA分子數(shù)為N×2i2，則比例為2/(N×2i2)1/(N×2i1)。11據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)該圖表示的生理過(guò)程是_，該過(guò)程主要發(fā)生在細(xì)胞的_部位。(2)圖中的1、2、3、4、5分別是_、_、_、_、_。(3)假如經(jīng)過(guò)科學(xué)家的測(cè)定，A鏈上的一段(M)中的ATCG為2113，能不能說(shuō)明該科學(xué)家的測(cè)定是錯(cuò)誤的？_，原因是_。(4)如果(3)中以A鏈的M為模板，復(fù)制出的B鏈堿基比例應(yīng)該是_。解析：DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A與T、C與G配對(duì)，所以DNA分子中AT，GC。DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，即以DNA的兩條母鏈為模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成的DNA子鏈必定與DNA中的一條母鏈完全相同，新形成的兩個(gè)DNA分子與親代DNA分子完全相同。答案：(1)DNA復(fù)制細(xì)胞核(2)ATCCT(3)不能在單鏈中不一定AT、GC(4)TAGC211312如圖所示圖甲中DNA分子有a和d兩條鏈，將圖甲中某一片段放大后如圖乙所示，結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：(1)從圖甲可看出DNA復(fù)制的方式是_。(2)圖甲中，A和B均是DNA分子復(fù)制過(guò)程中所需要的酶，其中B能將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，則A是_酶，B是_酶。(3)圖甲過(guò)程在綠色植物根尖細(xì)胞中進(jìn)行的場(chǎng)所有_。(4)圖乙中，7是_。DNA分子的基本骨架由_交替連接而成，DNA分子兩條鏈上的堿基通過(guò)_連接成堿基對(duì)，并且遵循_原則。解析：(1)DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，即子代DNA保留了母鏈的一條。(2)A酶是解旋酶，破壞了DNA分子兩條鏈中的氫鍵，使DNA分子解開(kāi)螺旋；B酶催化DNA子鏈的合成，為DNA聚合酶。(3)圖甲為DNA復(fù)制，發(fā)生在根尖細(xì)胞的細(xì)胞核、線粒體中。(4)圖乙中4為胸腺嘧啶，5為脫氧核糖，6為磷酸，三者構(gòu)成的7為胸腺嘧啶脫氧核苷酸。答案：(1)半保留復(fù)制(2)解旋DNA聚合(3)細(xì)胞核、線粒體(4)胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核糖和磷酸氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)13具有x個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)雙鏈DNA分子片段，含有y個(gè)嘧啶。下列敘述正確的是()A該分子片段即為一個(gè)基因B該分子片段中，堿基的比例y/x1C該DNA單鏈中相鄰的兩個(gè)堿基通過(guò)氫鍵連接D該分子片段完成n次復(fù)制需要(2xy)·2n個(gè)游離的嘌呤脫氧核苷酸解析：選B?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段，依題意無(wú)法判斷該雙鏈DNA分子片段是否有遺傳效應(yīng)，A錯(cuò)誤；依題意，在該雙鏈DNA分子片段中，ATCG2x，TCy，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在該雙鏈DNA分子片段中，則有AT、CG，所以解得xy，即在該分子片段中，堿基的比例y/x1，B正確；該DNA單鏈中，相鄰的兩個(gè)堿基通過(guò)“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”連接，C錯(cuò)誤；依題意，該雙鏈DNA分子片段中，ATCG2x，TCy，解得AG2xy，該分子片段完成n次復(fù)制需要游離的嘌呤脫氧核苷酸為(2n1)(2xy)個(gè)，D錯(cuò)誤。14(2017·益陽(yáng)模擬)某基因(14N)含有3 000個(gè)堿基，腺嘌呤占35%。若該DNA分子以15N同位素標(biāo)記過(guò)的四種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，得到如圖甲結(jié)果；如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到如圖乙結(jié)果。下列有關(guān)分析正確的是() AX層全部是僅含14N的基因BW層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶6 300個(gè)CX層中含有氫鍵數(shù)是Y層的1/3DW層與Z層的核苷酸數(shù)之比是14解析：選C。復(fù)制得到的堿基數(shù)相等，那么氫鍵數(shù)也應(yīng)該是相等的，X層有2個(gè)DNA，Y層有6個(gè)DNA，故X層與Y層的氫鍵數(shù)之比為1/3。15(創(chuàng)新改編題)動(dòng)物細(xì)胞的線粒體DNA分子通常呈環(huán)狀雙鏈，即H鏈和L鏈。H鏈上有兩個(gè)復(fù)制起始區(qū)，一個(gè)用于H鏈合成(簡(jiǎn)稱OH)，一個(gè)用于L鏈合成(簡(jiǎn)稱OL)。該DNA復(fù)制時(shí)，OH首先被啟動(dòng)，以L鏈為模板，合成一段RNA作為引物，然后合成H鏈片段，新H鏈一邊合成，一邊取代原來(lái)的H鏈，被取代的H鏈以環(huán)的形式游離出來(lái)，由于像字母D，被稱為D­環(huán)復(fù)制。當(dāng)H鏈合成約2/3時(shí)，OL啟動(dòng)，以被取代的H鏈為模板，合成新的L鏈，待全部復(fù)制完成后，新的H鏈和老的L鏈、新的L鏈和老的H鏈組合成兩個(gè)環(huán)狀雙螺旋DNA分子。整個(gè)過(guò)程如圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是() A動(dòng)物細(xì)胞線粒體DNA分子不含游離的磷酸基BRNA引物的基本組成單位是核糖核苷酸C若此DNA連續(xù)復(fù)制N次，共需要2N2條引物DD ­環(huán)復(fù)制過(guò)程中，H鏈和L鏈不同時(shí)完成復(fù)制解析：選C。由圖可知，線粒體DNA為環(huán)狀雙鏈DNA分子，所以動(dòng)物細(xì)胞線粒體DNA未復(fù)制時(shí)含0個(gè)游離的磷酸基，A正確。RNA引物的基本組成單位是核糖核苷酸，B正確。DNA連續(xù)復(fù)制N次，最終形成2N個(gè)環(huán)狀DNA分子，共2N1條單鏈，由于DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，需新合成2N12條單鏈，共需要2N12條引物，C錯(cuò)誤。H鏈合成約2/3時(shí)，OL啟動(dòng)合成新的L鏈，所以D ­環(huán)復(fù)制過(guò)程中，當(dāng)H鏈完成復(fù)制的時(shí)候，L鏈復(fù)制完成了約1/3，D正確。16DNA的復(fù)制方式，可以通過(guò)設(shè)想來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散(彌散)復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢？下面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明DNA的復(fù)制方式。實(shí)驗(yàn)步驟：a在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14N­DNA(對(duì)照)；b在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為15N­DNA(親代)；c將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(和)，用密度梯度離心法分離，不同分子量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)：(1)如果與對(duì)照(14N/14N)相比，子代能分辨出兩條DNA帶：一條_帶和一條_帶，則可以排除_和分散復(fù)制。(2)如果子代 只有一條中密度帶，則可以排除_，但不能肯定是_。(3)如果子代只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代DNA密度鑒定：若子代可以分出_和_，則可以排除分散復(fù)制，同時(shí)肯定是半保留復(fù)制； 如果子代不能分出_兩條密度帶，則排除_，同時(shí)確定為_(kāi)。解析：從題目中的圖示可知，深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈)，淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復(fù)制后得到的兩個(gè)DNA分子，一個(gè)是原來(lái)的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子，一個(gè)是兩條子鏈形成的子代DNA分子；半保留復(fù)制后得到的每個(gè)子代DNA分子的一條鏈為母鏈，一條鏈為子鏈；分散復(fù)制后得到的每個(gè)子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子鏈片段間隔連接而成的。答案：(1)輕(14N/14N)重(15N/15N)半保留復(fù)制(2)全保留復(fù)制半保留復(fù)制或分散復(fù)制(3)一條中密度帶一條輕密度帶中、輕半保留復(fù)制分散復(fù)制20