1、第15讲 DNA的分子结构与复制,考点一 DNA的分子结构和特点,1.(2017浙江11月选考，20)某真核生物DNA片段的结构示意图如下。下列叙述正确的是( ),A.的形成需要DNA聚合酶催化 B.表示腺嘌呤脱氧核苷酸 C.的形成只能发生在细胞核 D.若链中AT占48%，则DNA分子中G占26% 解析 是氢键，其形成不需要DNA聚合酶催化，A错误；是腺嘌呤，B错误；是磷酸二酯键，只要是合成DNA或者合成RNA都会有形成，所以形成的场所还可能是线粒体、叶绿体，C错误；若链中AT48%，则互补链AT也为48%，因此DNA中AT48%，则GC52%，且GC，所以G占26%，D正确。 答案 D,解析
2、 每1个脱氧核苷酸是由1个脱氧核糖、1个磷酸基团和1个碱基构成，碱基可能是A或C或G或T，不可能是U，A错误；脱氧核糖是戊糖，其中1号碳上连着碱基，5号碳上连着磷酸基团，B、C错误、D正确。 答案 D,本题组对应必修二教材P54 DNA分子的结构和P56制作DNA双螺旋结构模型，主要考查DNA的组成、结构和碱基互补配对原则的计算等问题。,1.脱氧核苷酸的结构,脱氧核糖核苷酸,胸腺嘧啶,腺嘌呤,2.图解DNA分子结构,C、H、O、N、P,A、T、G、C,脱氧核糖,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,磷酸与脱氧核糖交替 连接,碱基,氢键,A 与T、G与C配对,反向平行,3.活动：制作DNA双螺旋结构模型(
3、1)用不同颜色的卡纸剪成 的碱基，用其他颜色的卡纸剪成圆形代表磷酸，用另一种颜色的卡纸剪成五边形代表 。(2)用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接成四种 ，然后再连接成一条脱氧核苷酸长链，根据 原则，制作另一条脱氧核苷酸长链，并将两条长链之间配对的碱基两两连接。(3)将两条链的末端分别用硬纸方块连接在一起，轻轻旋转即可得到一个 。,长方形,脱氧核糖,脱氧核苷酸,碱基互补配对,DNA双 螺旋结构模型,助学巧记 巧记DNA分子结构的“五四三二一”,1.DNA分子的特性,2.水解产物(1)DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸。(2)DNA彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和碱基。,稳定,多样,4n,特异,碱基
4、对,角度1 围绕核酸的分子组成和模型制作考查模型与建模的能力 1.在制作DNA双螺旋模型时，各“部件”之间需要连接。如图所示连接中错误的是( ),解析 每个脱氧核糖连接一个磷酸和一个含氮碱基，A正确；下一个脱氧核苷酸的磷酸应该与上一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连，B错误，C、D正确。 答案 B,2.(2018绍兴市3月选考适应)在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中，可采用不同形状的纸片分别代表脱氧核糖、磷酸和不同碱基，用订书针作为连接物。现要制作一个包含4种碱基、15个碱基对的DNA分子模型。下列叙述错误的是( )A.制作时要用到6种不同形状的纸片B.制作时共用到90张纸片C.制作时用到相同形状的
5、纸片最多为30张D.若该模型中有5个腺嘌呤，则需要68个订书针答案 D,角度2 结合DNA分子的结构和特点考查结构与功能观 3.(2018台州第一次统练)下图为某核苷酸链的局部结构图，下列叙述中正确的是( ),A.图中a或b能构成一个完整的核苷酸 B.各核苷酸之间是通过化学键连接起来的 C.该链可能是组成T2噬菌体遗传物质的一部分 D.该核苷酸链中五碳糖上连接的磷酸可以是1个或2个,解析 图中a能构成一个完整的核苷酸，b不能，A错误； 各核苷酸之间是通过磷酸二酯键连接起来的，B错误； 该核苷酸链为构成RNA的核糖核苷酸链，而T2噬菌体的遗传物质是DNA，所以该链不可能是组成T2噬菌体遗传物质的
6、一部分，C错误； 该核苷酸链中五碳糖上连接的磷酸可以是1个(处在核苷酸链的其中一端)或2个(除了处在核苷酸链的其中一端的核苷酸)，D正确。 答案 D,4.如图表示DNA分子结构的片段，下列有关叙述正确的是( )A.双螺旋结构使DNA分子具有较强的特异性B.DNA单链上相邻碱基之间以氢键连接C.结构的排列顺序代表了一定的遗传信息D.中的两个碱基通过两个氢键相连解析 双螺旋结构使DNA分子具有较强的稳定性，A错误；DNA单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连，B错误；DNA中脱氧核苷酸的排列顺序代表了一定的遗传信息，C正确；中的两个碱基为鸟嘌呤和胞嘧啶，通过三个氢键相连，D错误。答案 C,
7、DNA分子结构特点的4个易错点 1.DNA分子中稳定不变的是磷酸、脱氧核糖交替排列的基本骨架，千变万化的是DNA分子中碱基对的排列顺序，遗传信息便储存在碱基对的排列顺序中。 2.DNA复制时，氢键断裂需要DNA解旋酶，但高温也可以使氢键断裂。 3.DNA两条链上的碱基通过氢键连接，而在DNA分子的一条链中相邻的碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。 4.在DNA分子中，不是一个脱氧核糖都连接两个磷酸，也不是一个磷酸都连接两个脱氧核糖，如DNA分子双链的两端。,角度3 围绕DNA分子中碱基含量的计算考查演绎推理的能力 5.(2018温州第二次模拟)已知某双链DNA片段含有200个碱基对，其中A和
8、T共有160个，则该片段中的一条链上C和G之和为( )A.40个 B.80个 C.120个 D.240个解析 该片段中的一条链上C和G之和，实质是DNA中C或G的含量，由于双链DNA片段含有200个碱基对，其中A和T共有160个，则C和G共有240个，因此C或G的含量为120个，C正确。答案 C,6.(2018宁波市十校联考)在双链DNA分子中，A和T的分子数相等、G和C的分子数相等，这就是DNA中碱基含量的( )A.碱基互补配对原则 B.中心法则C.卡伽夫法则 D.规则双螺旋结构解析 在双链DNA分子中，由于A与T配对，G与C配对，所以A和T的分子数相等、G和C的分子数相等，这就是DNA中碱
9、基含量卡伽夫法则，故选C。答案 C,考点二 遗传信息的传递,1.(2018海南卷，15)现有DNA分子的两条单链均只含有14N (表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是( )A.有15N14N和14N14N两种，其比例为13B.有15N15N和14N14N两种，其比例为11C.有15N15N和14N14N两种，其比例为31D.有15N14N和14N14N两种，其比例为31,解析 大肠杆菌14N14N在含有15N的培养基中繁殖，其中子一代大肠杆菌的DNA分子共2个，均为1条链含14
10、N、1条链含15N，子二代大肠杆菌的DNA分子共4个，其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，另外2个DNA分子为2条链均含15N；再转到含有14N的培养基中繁殖一代，子三代大肠杆菌的DNA分子共8个，其中2个DNA分子为2条链均含14N，其余6个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，所以15N14N和14N14N两种分子的比例为31。 答案 D,2.(2017浙江4月选考，24)若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是( )A.每条染色体中的两条染色单体均含3HB.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均
11、含3H C.每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3HD.每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H解析 第2次分裂中期时有一半DNA分子只有一条脱氧核苷酸链含3H，另一半DNA分子两条脱氧核苷酸链均含3H，故B、C、D均错。答案 A,本题组对应必修二教材P61P64遗传信息的传递，主要考查DNA的复制方式及特点。,1.DNA分子的复制(1)概念、时间、场所,亲代DNA,间期,减数第一次,细胞核,(2)过程,解旋,脱氧核苷酸,DNA聚合酶,碱基互补配对,(3)特点 过程： 复制 方式： 复制 (4)准确复制的原因和意义 原因：DNA具有独特的 结构，为复制提供精确的模板， 原则
12、，保证了复制能准确进行。 意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的 。,边解旋边,半保留,双螺旋,碱基互补配对,连续性,助学巧记 巧记DNA分子的复制的“二、二、三、四”,2.活动：探究DNA的复制过程(1)实验方法：同位素示踪法和离心技术。(2)实验原理：若DNA的两条链都用15N标记，那么DNA分子密度较大，离心后应该在试管的底部；若两条链中都含有14N，那么DNA分子密度小，离心后应该在试管的上部；若两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么DNA分子密度居中，离心后应该在试管的中部。,(3)实验过程,15N-14N,1/2,1/2,(4)实验分析 实验预
13、期 预期一：若第二代DNA分子中15N15NDNA占1/2，14N14NDNA占1/2，而第三代DNA分子中15N15NDNA占1/4，14N14NDNA占3/4，说明DNA复制是全保留复制。 预期二：若第二代DNA分子中全部是15N14NDNA，而第三代DNA分子中15N14NDNA占1/2，14N14NDNA占1/2，说明DNA复制是 复制。 实验结论 实验结果和 的一致，说明DNA的复制是以 的方式进行的。,半保留,预期二,半保留,如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，思考回答：,(1)图中显示DNA分子复制是从 开始的，但并非 进行。 (2)图中显示DNA分子复制是 的。 (
14、3)真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制 。 (4)一个细胞周期中每个起点一般只起始 次，若为转录时解旋，则每个起点可起始 次。,多个起点,同时,边解旋边双向复制,速率,1,多,角度1 结合DNA复制的过程考查模型与建模的能力 1.右图示DNA分子正常复制的片段，图中编号表示DNA单链。有关叙述错误的是( )A.和的碱基序列相同B.和的碱基序列互补C.该过程可实现遗传信息的传递D.该过程需要RNA聚合酶参与解析 题图为DNA复制，需要DNA聚合酶、解旋酶等参与。答案 D,2.(2018浙江选考模拟)如图表示果蝇某条染色体的放大示意图，下列相关叙述正确的是( ),A.有丝分裂中期，果蝇细胞
15、中含有的数目是6 B.为DNA，是所有生物的遗传信息的携带者 C.的特定双螺旋结构构成了该分子的特异性 D.是由脱氧核糖和磷酸的交替连接而成的 答案 D,角度2 结合探究DNA复制的方式考查科学探究的能力 3.(2018稽阳联谊学校高三联考)下图为科学家设计的DNA 合成的同位素示踪实验，利用大肠杆菌来探究DNA 的复制过程，下列说法正确的是( ),A.从获得试管到试管，细胞内的染色体复制了两次 B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验，提取DNA 更方便 C.试管中含有14N 的DNA 占3/4 D.本实验是科学家对DNA 复制方式假设的验证 解析 大肠杆菌细胞内没有染色体，A 错误；噬菌体是寄生的
16、，不能在培养液中繁殖，不能代替大肠杆菌进行实验，B 错误；试管中含有14N 的DNA 占100%，C 错误。 答案 D,4.研究人员将DNA被15N完全标记的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA，将子代DNA热变性处理使其双链打开，后进行密度梯度超速离心，离心管中出现两个条带。下列相关叙述中的错误是( )A.打开双链的难易程度与各种碱基的含量有关B.新合成的子链位于离心管中上侧条带中C.若对子代DNA直接离心，也会出现两个条带D.14NH4Cl培养液的氮可被大肠杆菌用来合成脱氧核苷酸,解析 由于A与T之间含2个氢键，G与C之间含3个氢键，所以打
17、开双链的难易程度与各种碱基的含量有关，A正确；新合成的子链中只含14N，所以位于离心管中上侧条带中，B正确；DNA复制的方式是半保留复制，由于只繁殖了一代，所以子代DNA都含有一条母链和一条子链，直接离心，只出现一个条带，C错误；脱氧核糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P，14NH4Cl培养液的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸，D正确。 答案 C,角度3 围绕DNA复制过程中相关计算考查科学思维的能力 5.(2018浙江名校联考)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。
18、下列叙述正确的是( )A.该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含31PC.每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含31PD.含32P与含31P的子代噬菌体的比例为150,解析 噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，即A5 000220%2 000个，根据碱基互补配对原则，AT2 000个，CG3 000个，DNA复制方式为半保留复制，因此该过程至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为(1001)3 000297 000个，A错误；根据DNA半保留复制特点，100个子代噬菌体中，2个DNA分子含有32P和31P，98个DNA分子只含有
19、31P，因此有2个DNA分子的一条脱氧核苷酸链含31P，另一条脱氧核苷酸链含32P，有98个DNA分子的2条脱氧核苷酸链均含31P，B、C错误；100个DNA分子中，只有2个含有32P，100个DNA分子都含有31P，因此含32P与含31P的子代噬菌体的比例2100150，D正确。 答案 D,6.下列关于DNA的相关计算，正确的是( )A.具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则每一条链上都具有胞嘧啶200个B.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后共需要2nm个胸腺嘧啶C.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n次复制需要2n1m个胸腺嘧啶D.无论是双链DNA还是单链DNA，(AG)
20、所占的比例均是1/2解析 具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则DNA中含胞嘧啶400个，因此一条链上的胞嘧啶数可为0400个，A错误；具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后DNA数由1个变为2n个，因此需要(2n1)m个胸腺嘧啶，其第n次复制DNA数由2n1个变为2n个，这一过程需要(2n2n1)m2n1m个胸腺嘧啶，B错误，C正确；只有双链DNA遵循碱基互补配对原则，即AT，GC，在单链DNA中不存在这一关系，因此只有双链DNA中(AG)所占的比例为1/2，单链DNA中该比值不一定为1/2，D错误。 答案 C,假设1个DNA分子复制n次(设该DNA分子中含某种脱氧核苷酸m个
21、),注：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。 “基本单位”是“对”还是“个”。 关注题目中的叙述是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词。,角度4 结合细胞分裂与DNA复制考查科学思维的能力 7.蚕豆(6对染色体)根尖细胞在含2H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成若干个细胞周期，然后转入仅含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，再转入仅含2H标记的培养基中继续进行下一个细胞周期。下列有关此时每个细胞中染色体的叙述，错误的是( )A.前期时，每个DNA分子都含2H标记B.中期时，每个细胞中都有12个DNA分子
22、含3H标记C.后期时，每个细胞含3H标记的染色体与含2H标记的染色体之比为12D.末期时，细胞每一极均有6条染色体含3H标记,解析 将蚕豆(6对染色体)根尖细胞在含2H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成若干个细胞周期，则蚕豆的DNA都被标记上了2H，再将蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，根据DNA的半保留复制原则，分裂产生的细胞中的染色体中的DNA的两条链中一条含有2H、一条含有3H，然后在仅含2H的培养基中继续分裂至前期，共用着丝粒的两条染色单体的两个DNA分子中，一个DNA含2H、3H，另一个DNA两条链都是2H，即每个DNA都含2H标记，A正确；中期时，
23、每个细胞中都有12个DNA分子含3H标记，B正确；后期时，每个细胞含3H标记的染色体与含2H标记的染色体之比为12，C正确；末期时，细胞每一极含3H标记的染色体可能有012条，D错误。 答案 D,8.(2018宁波十校期末联考)将不含放射性的洋葱根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基上培养完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成两个细胞周期。下列叙述正确的是( )A.第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记B.第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记C.完成两个细胞周期后，每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同D.第三个细胞周期的分裂后
24、期细胞，都有一半染色体被标记,解析 DNA分子具有半保留复制的特点，将洋葱根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基上培养，让其完成一个细胞周期后，每条染色体都被标记，但只有新合成的脱氧核苷酸单链含有标记，A错误；第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记，另一条不含标记，B正确；第二个细胞周期的分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体形成的两条子染色体(一条有标记，一条无标记)随机分配，导致完成两个细胞周期后，形成的子细胞中含有放射性的染色体数目不同，每个细胞中含有放射性的染色体最少是0，最多是全部都含有放射性，C错误；根据前面分析可知，第三个细胞周期的分裂后期细胞，不可能出现“有一半染色体被标记”的情况，D错误。 答案 B,细胞分裂与DNA复制 (1)如果用3H标记细胞核中全部的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，由于分裂过程中DNA只复制一次，而细胞连续分裂两次，因此减数分裂过程中染色体中的DNA标记情况如下图所示：,(2)如果用3H标记细胞核中全部的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行2次有丝分裂。与减数分裂过程相比，有丝分裂过程中DNA复制二次，细胞分裂二次，分裂过程中染色体中的DNA标记情况如图所示：,
