第六单元 第17讲 DNA的结构、复制与基因的本质-【勤径学升】2025年高考生物一轮总复习（不定项版）

国高考一轮总复习·生物学·不定项 第17讲 DNA的结构、复制与基因的本质 课标要求 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 3.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。 [对应答案P508] 明考点 夯基础 考点1 DNA的结构及相关计算 必备知仅拉理 3.DNA分子的结构特点 1.DNA双螺旋结构模型的构建 14 性磷酸和脱氧核酸交替连接， (1)构建者：① 排列在外侧构成基本骨架 (2)构建过程 DNA是以4种 威尔金斯和亩 碱基多种多样的排列顺序， 为单征 “兰克林提供的 特 国 性如其DNA分子中有n个碱 连接而成的长链 D八A衍射图谱 点 基对，则其可能的排列顺序 构建模型1双旋和-黑旋 理论上有4”种 补充：意州犬提出 否定 D八A分子碱数品 特点：圆 构建模型2 双漂前：脱氧核链一砖酸骨架在双陆 每种DNA分子都有特定的 性 螺旋外部.顾某在内部.H 碱基对排列顺序，代表了特 A与T配对.G与C配对.DNA 两条链的方向是国 定的遗传信息 2.DNA的结构 基础诊断 (1)DNA分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸一脱 元素组城：国 氧核糖一磷酸”相连 () 脱製核档 A:喉味岭 (2)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核 下：的跟隧赠 糖和一个碱基 () 54 C:胞璃暖 G:鸟乐岭 (3)双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团， 其中嘌吟碱基数等于嘧啶碱基数 () 休 回 4种一含氦碱基不同) (4)DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行 氧键 回 与8 盘旋成双螺旋结构 () %四四 背连接排列在外侧.构成 (5)某双链DNA分子中一条链上A:T=1:2,则 平面结 基木州架阿排列作 内创.通过①形成 该DNA分子中A:T=2:1 () 战基对.碱互补配对 (6)DNA分子中(A+T)/(C+G)的值越大，该分 原则是可 子结构稳定性越低 (7)人体内控制P珠蛋白合成的基因由1700个碱 两条长醚按区 基对组成，其碱基对可能的排列方式有4种 式枯旋成13 结构 168 必修2遗传与进化回 教材拓展 2.DNA中的碱基数量的计算规律 1.(必修2P50“图3-8”拓展)DNA分子的结构具有 (1) 稳定性的原因是什么？ 1链4TCG 2 G2 C 双链中上补的续基数量相等： 在DN1分子双 A=T(A=T:.A2=T 硅中，险处致 (=(=2.=C】 等于啄岭数 2.(必修2P50“图3-8”拓展)DNA初步水解的产物 A+G A+CA+T A+T:A+TA+G T+C 和彻底水解的产物分别是什么？ TCTG+C GC C+CT+CA+C D下A双链中：嘌昤 DA单、双 DNA双篮中：生 之和=啼啶之和=总 链：配 补的两条链中不 贼基数×50%，只不 的或基之 配对的酸之和 2对减基之和的比 的比伯相等 的比值上为倒数 值等于1 (2) 重点疑难透析 DNA单链中某一 因为双链碱基数 1.DNA的双螺旋结构中各组分之间的关系 若A1单 是单链的2倍，所 碱基所占比例是 (1) 链=b% 其在双链中所占 以A,/双链=b%2 ·一个磷酸可与1或2个脱氧核苷酸相连 比例的2倍 每个DNA分子片段中，有2个游离 (3) 数量 的磷酸基团 A,单链的比例无法确定，但可求 关系 若已知A 出A,单链的最大值为2ε%，最小 脱氧核糖数=瞬酸数=含氨碱基数 双链一c% 值为0（当一条单链中有A,另一条 A一T间有2个氢键，G一C间有3 单链中无A时，可取最值) 个氢键 核心养委破 (2) 单链中相邻碱基通过脱氧核糖一 考向1 DNA双螺旋结构模型的构建和DNA 位置 磷酸一脱氧核糖连接 的结构特点 关系 1.(2021·广东卷)DNA双螺旋结构模型的提出是 →互补链中相邻碱基通过氢键相连 二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究 (3) 氢键：连接互补链中的互补配对的碱基 成果中，为该模型构建提供主要依据的是( 连接 ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 方式 磷酸二酯键：连接单链中相邻的两 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图 个脱氧核苷酸 谱③查哥夫发现的DNA中隙呤含量与嘧啶 (4) 含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保 ·解旋酶：打开氢键，使DNA双链解开 留复制机制 限制酶：识别双链DNA分子中的某 A.①② B.②③ 种特定核苷酸序列，并使每条链中 C.③④ D.①④ 特定部位的两个核苷酸之间的磷酸 2.(2023·日照模拟)如图为含有4种碱基的DNA 二酯键断开 分子结构示意图，对该图描述正确的是(）》 的 DNA酶：打开磷酸二酯键，水解DNA DNA聚合酶：形成磷酸二酯键，使 点 子链延伸 2 DNA连接酶：形成磷酸二酯键，连 接DNA片段 3 169 国高考一轮总复习·生物学·不定项 A.③有可能是碱基A 4.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总 B.②和③相间排列，构成DNA分子的基本骨架 数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该 C.与②相比，①③中特有的元素分别是P和N 链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补 D.与⑤有关的碱基对一定是G一C 链中，T和C分别占该链碱基总数的 () 考向2DNA结构的相关计算 A.32.9%,17.1% B.31.3%,18.7% 3.(2023·河北唐山期来)（不定项）下列关于双链 C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9% DNA的叙述，正确的是 ( A.一条链中A和T的数量相等，则互补链中A 方法规律☑ 和T的数量也相等 DNA分子中有关碱基比例的计算 B.一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C 搞清题中知的和所求的或基比例是 的1/2 第一 占整个DNA分子碱基的比例，还是山 C.一条链中C：T=1:2,则互补链中G DVA分子一条链上碱基的比例， 画一个DNA分子模式图.在图中标 A=2:1 第二同 已知的和所求的域基 D.一条链中A:T:GC=1:2：3:4,则互 根据碱基互补配对原则及其规絆进行 补链中A:T:G:C=2:1:4:3 第三 计算。 考点2 DNA的复制及基因的概念 必备知很梳理 (3)过程 L.DNA半保留复制的实验证据 两条：八A的单排分调作 限说可 为榄板，同时进复制 心斋些细胞提棋能量 复俐 ②需婴回做的作用 材挂回 旋结袋：将DNA双螺蝇 帝代 方法图 的两条链解开 法，商心技术 SDNA DXA 模板：解开后的每一 亲代 了一代了二代 聚合修 条母链 全N(重链 ,000000半重半轻 ②原料：游商的种口 KonDoox 成 晋00g11(重1链 冷轻 链 E酶：四 等 N(卓链) 00o0 -.'00000 ①原则： DNA 000000半币半轻 聚合 原期 复削 实验 从树一代DVA分子攻等量的DNA进 ⑤方向：5-端→”-端 特点 过程 行蒂度梯度高心 DNA浆合解 重新螺旋：每条新链与其对应 的模板链仓绕成双器旋钻恻 究 轻带DNA (4)场所：真核生物在国 ,圆 和 中带 重带 國 :原核生物在团 和细胞质。 (5)结果：一个DNA分子形成了两个圆 立即取出捉取D小A→离心→国 的DNA分子。 过程第殖一代垠出提取八A→离心→个部刷小增 圆 分析 图殖尚代取出提吸八A→高心一固 (6)特点 圆 复制。 钻论证刚NA分子复制的特点是回 (7)意义：DNA通过复制，将团 从亲代 细胞传递给子代细胞，从而保持了回 的 2.DNA复制的过程 连续性。 (1)概念：以回 为模板合成圆 3.基因与DNA 的过程。 (口)遗传信息：遗传信息是指基因中的脱氧核苷 (2)发生时期：在真核生物中，这一过程是在回 酸的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列 期，随着染色体的复制而完成的。 顺序不同，含有的遗传信息不同。 170 必修2遗传与进化回 (2)DNA的特性 复制速率： ①☒ 性：具有n个碱基对的DNA具有 ④一个细胞周期中每个起点一般只起始1次。 4”种碱基对排列顺序。 (2)原核生物DNA复制通常为单起点，双向 ②团 性：每种DNA分子都有其特定的 复制。 碱基排列顺序。 2.DNA分子复制过程中相关计算的规律 ③稳定性：两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接 若将双链被N标记的DNA转移到含"N的培 的顺序不变，碱基配对方式不变等。 养基中培养，复制n(n≥)次，其结果如下： (3)基因通常是囡 的四 片段。 亲代 基础诊断 (1)解旋酶破坏碱基对间的氢键，DNA聚合酶催化 子1代 形成磷酸二酯键 () 了2f代 (2)DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合刷不能 fn代：…t 同时发挥作用 () (3)DNA中氢键全部断裂后，以两条母链为模板各 2 合成一条子链 ) (1)DNA分子数分析： (4)DNA分子上有基因，基因都在染色体上( 子代1DNA分子数 2* (5)DNA分子的多样性指的是碱基排列顺序千变 含N的DNA分子数 2 万化 含"N的DNA分子数 2* 教材拓展 只含“N的DNA分子数 2°-2 1.(必修2P55“图3-10”拓展)DNA复制过程若发 (2)脱氧核苷酸链数分析： 生在细胞核内，形成的两个子DNA上对应片段 中基因是否相同？两个子DNA将于何时分开？ 子代DNA中脱氧核苷酸链数 21 含N的脱氧核苷酸链数 2 含“N的脱氧核苷酸链数 2"1-2 (3)消耗的脱氧核苷酸数： ①若一亲代DNA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为 2.蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞，是否都能 m×(2-1)个 进行DNA的复制过程？ 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×(2-1)一mX(2-1-1)]=m×2”-1个。 核心累突破 考向1DNA半保留复制的实验证据分析 1.(2023·福建度门双十中学高三模拟)N和N 是N元素的两种稳定同位素，含N的DNA比 重点疑难透析 含N的DNA密度大。为探究DNA复制的方 式，科学家先用含有严NH,CI的培养液培养大肠 L.DNA分子的复制类型 杆菌，繁殖若干代得到的大肠杆菌，其DNA几 (1)如图为真核生物染色体上DNA分子复制过 乎都被“N标记；再将大肠杆菌转移到含有 程示意图。 NH,CI的普通培养液中培养。收集不同时期的 复制起点 大肠杆菌，提取DNA并进行离心处理，离心后 试管中DNA的位置如图所示。下列推测不合 理的是 密瘦 ①图中显示DNA分子复制是从多个起点开始 低 的，但多起点并非同时进行： ②图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复 制的： ③真核生物的这种复制方式的意义在于提高了 171 国高考一轮总复习·生物学·不定项 A.子代DNA的两条链可能都含有N 考向3DNA复制过程中的有关计算 B.1号带中的DNA的氮元素都是“N 5.用N标记含有100个碱基对的DNA分子（其 C.实验结果证明DNA复制方式为半保留复制 中有腺嘌昤60个)，该DNA分子在含“N的培 D.3号带的DNA为亲代大肠杆菌的DNA 养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是 2.如图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的 实验，下列叙述正确的是 A.含有5N的DNA分子有两个 在含7I.】 转移到名门 B.含有“N的DNA分子占总数的78 的培液" 培被中 世养 C.第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个 件长T代 知胞分裂次 成分义1次 NA. 圆AM. 生 D.复制共产生16个DNA分子 密以高配 度柳度高心 6.(2021·山东卷)利用农杆菌转化法，将含有基因 试管2 修饰系统的T-DNA插入到水稻细胞M的某条 A.可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验 染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA B.可用(NH),SO,、(NH),SO,分别代替 分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过 “NH,CL、"NH,Cl进行上述实验 程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成 植株N。下列说法错误的是 C.试管③中b带的DNA的两条链均含有N A.N的每一个细胞中都含有T-DNA D.仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复 B.N自交，子一代中含TDNA的植株占3/4 制为半保留复制 C.M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为 考向2DNA复制的过程和特点 A一U的细胞占12 3.(不定项)关于DNA分子复制机制，科学家用荧 D.M经3次有丝分裂后，含T-DNA且脱氨基位 光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部 点为A一T的细胞占12 分结构，驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋 考向4基因的概念及基因与DNA的关系 白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的 7.(2023·泉州模拟)基因通常是有遗传效应的 运动轨迹，结果如图所示。下列相关叙述正确的 是 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 DNA结合蛋白 IRep蛋 P盛正合收的T黄 复制叉移动方向 A.雕维果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制 西i正在合成的子链 而复制的 Buwwwwwu 3 B.同一DNA分子上不可能同时含有两个控制 A.DNA分子的一条单链中，具有一个游离的磷 眼色的基因 酸基团的一端被称为3'-端 C.果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最 B.Rep可以破坏DNA双链之间的氢键 多有4个 C.DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新 D,摩尔根等人通过荧光标记技术确定了基因在 形成双链的作用 染色体上的具体位置 D.根据材料推断Rep那动复制叉移动需要水解 8.在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占 ATP提供能量 人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非 4.(2023·武汉市调研)如图为真核生物染色体上 编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重 DNA复制过程示意图，有关叙述错误的是 要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔 区序列，都能钱录为非编码RNA。它们虽然不 复制点 能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生 化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非 编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列 有关说法正确的是 A.RNA基因的基本单位是核糖核苷酸 A.图中DNA复制是从多个起点同时开始的 B.tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的 B.图中DNA复制是边解旋边双向复制的 C,生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区 C.真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于 决定 氢键 D.人体细胞内的DNA是主要的遗传物质 D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率 172 必修2遗传与进化回 [对应答案P509] 9。热点聚焦专项突团 DNA复制与细胞分裂中染色体的标记问题 必备知识 2.诚数分裂中染色体的标记情况分析 1.有丝分裂中染色体的标记情况分析 (1)过程图解（选取一对同源染色体）： (1)过程图解（选取一对同源染色体）： 次 或 分裂川 复制 万外三个细胞与此类似 ①字母含义：A与n是一对同源染色体，A与A 是A复制之后形成的姐妹染色单体，中间通过 着丝粒相连：a和同理。 ②图形含义：一个圆角矩形代表一个细胞，里面的 矩形代表染色体或染色单体，染色体或染色单体中 第一次 有丝分裂 的实线代表母链（原有链），虚线代表子链（新合 成链)。 (2)标记情况分析： 假设有一个细胞，DNA母链都被同位素标记，之 后形成的子链不含有同位素标记，因为减数分裂 中DNA只复制一次，所以产生的子细胞中每条 (2)标记情况分析 染色体都有同位素标记。 ①前提：有丝分裂过程中姐妹染色单体分离，形 专项突破 成的染色体随机移向细胞的两极，因此存在多种 1.(2021·浙江6月选考)在DNA复制时，5-溴尿 组合方式。假设有一个细胞，含有2n条染色体， 嘧啶脱氧核苷(BdU)可作为原料，与腺嘌呤配 DNA母链都被同位素标记，之后形成的子链不 对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制 含有同位素标记。 后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有 ②一次分裂：第一次有丝分裂后，每一个细胞的 BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有 每一条染色体都含有标记。 BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在 ③两次分裂：进行两次有丝分裂后，形成的所有 含有BrdU的培养液中培养.取根尖用Giemsa 染色体中会有一半被标记，但因染色体的分配存 染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的 在多种可能，故结果如下： 着色情况。下列推测错误的是 被标记细胞数 2或3或4 A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单 细胞中被标 0~2n(可以是之间的任 体都呈深蓝色 记染色体数 一整数，包括0和2) 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 173型 国高考一轮总复习·生物学，不定项 C,第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同 C,第二次分裂的后期每个细胞中有4n条带标记 的染色体均为14 的染色体 D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还 D.第二次分裂结束后有的子细胞中可能不带有 能观察到深蓝色的染色单体 标记 思维建模☑ 2.将全部DNA分子双链经P标记的雄性动物细 胞（染色体数2n=20)置于不含”P的培养液中 5-澳尿啼啶脱氧核苷(BrU)可作为 信息1 原料，与腺原玲配对，摻人新合成的 培养，经过连续减数分裂后产生4个子细胞。下 题干 子健 列有关推断正确的是 信息 现将植物根尖放在含有BrdU的培 A.减数分裂I后期，1个细胞中被2P标记的染 信总2 养液中培养 色体为40条 B.减数分裂Ⅱ后期，1个细胞中被P标记的染 生命 DNA的半保留复制方式，细胞分塑 色体为40条 观念 过程中染色体的变化规律 C,4个子细胞中含P染色体的子细胞比例 为12 根据DNA的半保留复制特点，第一 次有奖分裂结束后，细胞中的DNA D.4个子细胞中含严P染色体的子细胞比例一定 全部为一条链含有BdU,一条链不 为1 含BdU:第二次有丝分裂结束，子代 3.(2023·蹈兴模拟)现将含有两对同源染色体且 素养 所有DNA中有一半DNA的两条链 指引 核DNA都已用P标记的一个细胞，放在不含 科学 均含BrdU,有一半DNA只有一条述 P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝 思维 含有BdU:第三次有丝分裂中期，有 分裂，则含”P的子细胞数量最少和最多分别是 1/2的染色体两条染色单体中的 (不考虑交叉互换) DNA双链均含BrdU,有L2的染色 A.2,16 B.2,8 体一条染色单体中的DNA一条链含 BrdU,另一条染色单体中DNA双链 C.4,8 D.4,16 均含BrdU. 4.用H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双 链，再将这些细胞转人含秋水仙素但不含H的 普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发 专项训练 挥作用，则下列相关叙述不正确的是() 1.(2023·河北省级联测)一个含有2n条染色体的 A.通过检测DNA链上H标记出现的情况，不 生物体细胞，其染色体中DNA的两条链都被标 可推测DNA的复制方式 记，在不含标记的原料中进行有丝分裂，下列叙 B.细胞中DNA第二次复制完成后，每个细胞都 述不正确的是 带有H标记 A.第一次分裂的后期细胞中有4n条带标记的 C.秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着 染色体 丝粒的正常分裂 B.第二次分裂的中期每个细胞中有2n条带标记 D.通过对细胞中不含染色单体的染色体计数， 的染色单体 即可推测DNA复制的次数 [对应答案P509] 练真题 悟高考 1,经典重组 判断正误 条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的( (1)(2020·全国Ⅲ卷，1C)细胞中DNA分子的 (4)(2013·全国Ⅱ卷，1A)DNA有氢键，RNA 碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等 没有氢键 () 2.(2023·山东卷)将一个双链DNA分子的一端固 (2)(2017·海南卷，23C)细胞中DNA分子的碱 定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸 基对数等于所有基因的碱基对数之和 () 的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程 (3)(2014·全国Ⅱ卷，5C)双链DNA分子中一 中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单 174 必修2遗传与进化回 链，①的5端指向解旋方向，丙为复制结束时的 说明DNA复制方式一定是分散复制 图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸 D.若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至 暂停现象，但延仲进行时2条链延仲速率相等。 第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条 已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下 中带和1条轻带 列说法错误的是 4.(2021·辽宁卷)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 A.据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象 D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链 B.甲时①中A,T之和与②中A、T之和可能 5.(2021·全国甲卷)用一段由放射性同位素标记 相等 的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。 C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定 某研究人员使用放射性同位素P标记的脱氧腺 相等 苷三磷酸(dATP,dA一P.~P,一P,)等材料制备 D.②延伸方向为5'端至3'端，其模板链3'端指 了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的 向解旋方向 位置进行了研究，实验流程如图 3.(2022·海南高专)科学家曾提出DNA复制方式 染色体 的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复 样品制备 制（图1）。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验 放射性 混合一→漂洗→ 材料，进行了如下实验（图2）： DNA片段 检测 甲制备 双统DNA 回答下列问题： (I)该研究人员在制备P标记的DNA片段甲 时，所用dATP的a位磷酸基团中的磷必须是 全保贸复制半保铭复制分散复制 ”P,原因是 图1 大肠杆菌侪养槛度度离心 在含NH,CI的培养几提收DNA 波生长若下代 离心 -亚带 (2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样 转移到含V1G的缔养液中1 品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分 子，去除RNA分子的目的是 细胞分裂次工 第一代 提取DNA口 离心 中带 (3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色 细胞再分裂次1 体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使 第二代 提收DVA 月轻带 离心 了带 样品中的染色体DNA 图2 (4)该研究人员在完成上述实验的基础上，又对 下列有关叙述正确的是 动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实 A,第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中 验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种 带，说明DNA复制方式一定是半保留复制 酵是 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 请完成《课时检测训练17 C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果， 175图有 T2 噬菌体 DNA的大肠杆菌，故② 组的放射性物质主要分布在沉淀物 中；H既可标记 DNA又可标记蛋白 质外壳，所以③组的上清液和沉淀物 中均有放射性物质；S标记蛋白质外 壳，因此④组的放射性物质主要分布 在上清液中。 4.D 解析 格里菲思的肺炎链球菌转 化实验中，由R型细菌转化成的S型 细菌能稳定遗传，A错误；格里菲思的 肺炎链球菌转化实验中，S型细菌的 DNA使R型细菌转化成有荚膜的S 型细菌，B错误；艾弗里的肺炎链球菌 转化实验中，蛋白质不能使 R型细菌 转化成S型细菌，C错误；艾弗里的肺 炎链球菌转化实验中，经 DNA 酶处理 的S型细菌提取物中的 DNA被水解， 因此其不能使R型细菌转化成S型细 菌，D正确。 5.C解析甲组标记的为噬菌体的 DNA,由于噬菌体侵染大肠杆菌并非 高度同步，因此混合培养适宜时间后 搅拌、离心，甲组的悬浮液可含极少 量P,但不产生含“P的子代噬菌体， A正确；DNA复制为半保留复制，由 于大肠杆菌不能提供“P,因此经若干 代复制后，大多数子代噬菌体的 DNA 不含“P,B正确；乙组标记的是噬菌体 的蛋白质外壳，而在侵染过程中蛋白 质外壳不能进入宿主细胞，且宿主细 胞不提供S,因此子代噬菌体均不含 5S,C 错误、D正确。 第17讲 DNA的结构、复制与基因的本质 【明考点 夯基础】 考点1 [必备知识梳理] 口沃森和克里克 ②脱氧核苷酸 ③A=T,G=C ④相反的 5C、H、O、N、P 圆脱氧核苷酸 磷酸 因脱氧核糖 四碱基 ⑩氢键 四A与T配对，G与C配对 图反向平行 图双螺旋 4稳定 国多样 ⑩特异 基础诊断 (1)×(2)× (3)√ (4)×(5)×(6)√ (7)× 教材拓展 1.提示：外侧的脱氧核糖和磷酸交替排 列的方式稳定不变，内侧碱基配对方 式稳定不变。 2.提示：初步水解的产物是4种脱氧核 苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核 糖和4种含氮碱基。 [核心素养突破] 1.B 解析赫尔希和蔡斯通过噬菌体 高考一轮总复习·生物学·不定项 侵染大肠杆菌的实验，证明了 DNA是 遗传物质，与构建 DNA双螺旋结构模 型无关，①不符合题意；沃森和克里克 根据富兰克林等拍摄的 DNA分子X 射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺 旋结构，②符合题意；查哥夫发现的 DNA中腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺 嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等 于胞嘧啶(C)的量，为沃森和克里克构 建正确的碱基配对方式提供了依据， ③符合题意；沃森和克里克提出 DNA 半保留复制机制是在 DNA双螺旋结 构模型的构建之后，④不符合题意。 2.C 解析 分析题图，可以确定①是磷 酸、②是脱氧核糖、③是含氮碱基，它 们组成了④脱氧核苷酸。DNA 分子 含有 A、T、G、C四种碱基，且 A与 T 之间形成两个氢键，G与C之间形成 三个氢键，因此与⑤有关的碱基对一 定是 A—T,与③⑥有关的碱基对一定 是G—C,但无法确定③⑤⑥具体是哪 一种碱基，A、D错误；DNA分子的基 本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接 构成的，应为图中的①和②,B错误；② 的组成元素为C、H、O,与②相比，①③ 中特有的元素分别为P和N,C正确。 3.ABD 解析根据碱基互补配对原 则，双链 DNA中，一条链中的A和T 分别与互补链中的T和A配对，一条 链中的G和C分别与互补链中的C和 G配对，故一条链中A和T的数量相 等，则互补链中A和T的数量也相等， 一条链中G为C的2倍，则互补链中 G为C的1/2,A、B正确；一条链中 C:T=1:2,则互补链中G:A= 1:2,C错误；双链DNA分子中，一条 链中A:T:G:C=1:2:3:4,则互 补链中A:T:G:C=2:1:4:3, D正确。 4.B 解析互补的碱基之和的比例在 DNA的任何一条链中及整个 DNA分 子中都相等，由G与C之和占全部碱 基总数的35.8?和C分别占一条 链碱基总数的 32.9?17.1可知 A占这条链碱基总数的1-35.8?? 32.9?1.3?占这条链碱基总 数的 35.8?7.1?8.7根据 碱基互补配对原则，它的互补链中T、 C的比例分别为31.3??18.7?? 考点 2 [必备知识梳理] 口半保留 ②大肠杆菌 3同位素标记 ④全部重带 51/2轻带、1/2中带 0半保留复制 7亲代 DNA 图子代 DNA 四细胞分裂前的间 ⑩解旋 四脱氧核苷酸 DNA聚合酶 图碱基互补配对 四细胞核 国线粒体 叶绿体 7拟核 图完全相同 国边解旋边复制 半保留 囫遗传信息 ②遗传信息 图多样 四特异 四有遗传效应 26DNA 基础诊断 (1)√(2)× (3)× (4)×(5)√ 教材拓展 1.提示：复制产生的两个子 DNA分子在 无基因突变等特殊变异情况下应完全 相同；两个子 DNA分子于有丝分裂后 期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时， 随两条姐妹染色单体的分离而分开， 分别进入两个子细胞中。 2.提示：蛙的红细胞进行无丝分裂，可进 行DNA分子的复制；哺乳动物成熟的 红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞 器，不能进行 DNA分子的复制。 [核心素养突破] 1.A 解析由于DNA分子的复制方式 为半保留复制，培养液中含有“NH,Cl, 所以子代 DNA的两条链不可能都含 有1N,A错误；1号带中的 DNA的氮 元素都是“N,相对质量最轻，离心后分 布在试管上端，B正确；3号带分布在 试管的下端，说明 DNA分子的两条链 都是'N,为亲代大肠杆菌的 DNA,D 正确。 2.D 解析 噬菌体是病毒，不能用普通 培养基培养，因此不能用噬菌体代替 大肠杆菌进行上述实验，A错误；S不 是DNA的特征元素，因此不能用含有 标记 S 的化合 物 代 替15NH,Cl、 IHNH?Cl进行上述实验，B错误；试管 ③中 a 带的 DNA 的两条链均含有 |“N,而b带的 DNA 的一条链含有 I“N、一条链含有I5N,C错误；需综合比 较试管①②③的结果才能证明 DNA 复制为半保留复制，D正确。 3.BCD 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正确；DNA结合蛋白缠 绕在 DNA单链上，可防止 DNA 单链 重新形成双链，C正确；DNA复制需要 ATP提供能量，Rep驱动复制叉移动 ·508· 也需要水解ATP提供能量，D正确。 4.A 解析 分析题图可知，图中的三个 复制起点复制的 DNA片段的长度不 同，圈比较大的表示复制开始的时间 较早，因此 DNA 复制的起始时间不 同，A错误；题图中DNA的复制过程 是边解旋边双向复制的，B正确；DNA 的复制首先要在解旋酶的作用下使双 链间的氢键断裂，C正确；真核生物的 DNA复制具有多个起点，这种复制方 式加速了复制过程，提高了复制速率， D正确。 5.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“N的培养基 中复制的，新形成的子链均含有“N,故 DNA分子都含“N,比例为100?错 误；根据碱基互补配对原则，该 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 2-1×40=320(个),C正确；1个 DNA分子经过4次复制，共产生21= 16(个)DNA分子，D正确。 6.D 解析 N是由细胞 M形成的，在 形成过程中没有DNA的丢失，由于T- DNA插入到水稻细胞 M的某条染色 体上，所以细胞 M含有 T-DNA,因此 N的每一个细胞中都含有 T-DNA,A 正确；N植株的一条染色体中含有 T- DNA,可以记为+,因此N植株的基因 型记为+—,如果自交，则子代中相关 的基因型为++:+—:--= 1:2:1,有3/4的植株含 T-DNA,B 正确；M中只有1个 DNA分子单链上 的一个C脱去氨基变为U,所以复制n 次后，产生的子细胞有2”个，但脱氨基 位点为 A—U的细胞只有1个，所以 这种细胞的比例为1/2”,C正确；如果 M经3次有丝分裂后，形成的子细胞 有8个，由于细胞 MDNA分子单链上 的一个C 脱去氮基变为U,所以是G 和U配对，所以复制3次后，有4个细 胞脱氨基位点为C-G,3个细胞脱氨 基位点为A-T,1个细胞脱氨基位点 为U-A,因此含 T-DNA且脱氨基位 点为A-T的细胞占3/8,D错误。 7.C 解析 果蝇属于真核生物，其基因 主要位于染色体上，但细胞质中也有 分布，细胞质中的基因不位于染色体 上，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分子上有多个基因，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 X*X,则该个体在 有丝分裂前的间期复制后可能含有四 个X*基因，即红眼基因最多有4个，C 正确；通过荧光标记技术确定基因在 染色体上的具体位置是利用了现代分 子生物技术，而不是摩尔根等人，D 错误。 8.B 解析 RNA基因的本质为 DNA 片段，基本单位是脱氧核糖核苷酸，A 错误；tRNA是由DNA转录而来，但 是不编码蛋白质，属于题干中由非编 码序列转录形成的，B正确；生物遗传 信息的多样性由DNA上的脱氧核苷 酸的排列顺序决定，包括编码区和非 编码区，C错误；人体细胞内的核酸包 括 DNA和RNA,其中DNA是遗传物 质，D错误。 热点聚焦 DNA 复制与细胞分裂中 染色体的标记问题 [专项突破] 1.C 解析DNA复制是半保留复制， 第一个细胞周期的每条染色体的两条 染色单体都是有一条 DNA 链含有 BrdU,因此都呈深蓝色，A 正确；第二 个细胞周期，每个着丝粒上2个染色 单体，其中一个染色单体上DNA一条 链含有 BrdU,染色后呈深蓝色，另一 个染色单体上 DNA 两条链都含有 BrdU,染色后呈浅蓝色，B正确；第二 次分裂后期，染色体被纺锤丝牵引着 移向细胞两极，形成的子细胞内的染 色体深蓝色和浅蓝色的数目不确定， 故第三个细胞周期的细胞中染色单体 着色不同的染色体不一定为1/4,C错 误；根尖分生区细胞经过若干个细胞 周期后，DNA 由于半保留复制，后代 总有一条链含有 BrdU的 DNA,所以 还能观察到深蓝色的染色单体，D 正确。 [专项训练] 1.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 ·509 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子染 色体随机移向细胞两极，每个细胞中 至多有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。 2.D 解析 减数分裂I后期只有20条 染色体，1个细胞中被“P标记的染色 体为20条，A错误；减数分裂Ⅱ后期， 同源染色体已分离，着丝粒分裂，所以 1个细胞中被P标记的染色体为 20 条，B错误；减数分裂，DNA只复制一 次，细胞经过连续两次分裂后产生4 个子细胞，含“P染色体的子细胞比例 一定为1,C错误、D正确。 3.B 解析复制前两对同源染色体含 DNA分子4个，脱氧核苷酸链为8条， 所以含有“P标记的脱氧核苷酸链为8 条，最多进入8个子细胞中，最少可进 入到 2个子细胞中，B正确。 4.A 解析通过检测 DNA 链上3H标 记出现的情况，可推测 DNA的复制方 式是半保留复制，A错误；细胞中DNA 第二次复制完成后，每条染色体中都 有一条染色单体中的 DNA 带有3H标 记，所以每个细胞都带有3H标记，B正 确；秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但 不影响着丝粒的正常分裂，所以能使 细胞内染色体数加倍，C正确；1个 DNA分子复制n次，形成的 DNA 分 子数是2”,不含染色单体时一条染色 体上含有一个 DNA分子，因此可以通 过对细胞中不含染色单体的染色体计 数，可推测 DNA复制的次数，D正确。 【练真题 悟高考】 1.(1)√(2)×(3)×(4)× 2.D 解析由于延伸进行时2条链延 伸速率相等，对比甲和乙可知，②链延 伸存在暂停现象，再对比乙和丙可知， ①链延伸也存在暂停现象，A正确；① 和②两条链中碱基是互补的，图甲时 新合成的单链①比②短，但②中多出 的部分可能不含有A、T,因此①中A、 T之和与②中A、T之和可能相等，B 正确；①和②两条链中碱基是互补的， 丙为复制结束时的图像，新合成的单 链①与②等长，图丙时①中A、T之和 与②中 A、T之和一定相等，C正确；① 和②两条单链由一个双链 DNA 分子 复制而来，其中一条母链合成子链时 高考一轮总复习·生物学·不定项 ①的5'端指向解旋方向，那么另一条 母链合成子链时②延伸方向为5'端至 3'端，其模板链5'端指向解旋方向，D 错误。 3.D 解析 第一代细菌DNA离心后， 试管中出现1条中带，说明 DNA复制 方式一定不是全保留复制，可能为半 保留复制或分散复制，A错误；若DNA 复制方式为全保留复制，则第二代细 菌 DNA离心后，4个子代 DNA 分子 中，1个为15N1N,3个为“N“N,会在 试管中出现1条重带和1条轻带，与题 图信息不符，B错误；结合第一代和第 二代的离心结果，说明 DNA复制方式 是半保留复制，C错误；若 DNA复制 方式为半保留复制，继续培养至第三 代，得到的8个子代DNA分子中，2个 为1?N1*N,6个为1N1*N,细菌 DNA 离 心后试管中会出现1条中带和1条轻 带，D正确。 4.A 解析 细胞内 DNA复制时，子链 延伸方向为5'→3',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.(1)dATP分子中的两个特殊的化学键 断裂后形成的dA-P是组成 DNA的 基本单位之一，所以α位磷酸基团中的 磷是”P,才能使 DNA 具有“P的放 射性 (2)防止 RNA分子与 DNA分子碱基 互补配对结合，从而影响 DNA与染色 体对应位点的 DNA结合 (3)解旋 (4)DNA酶(DNA水解酶) 解析 (1)因为 dATP分子中的两个 特殊化学键断裂后形成的 dA—P(腺 嘌呤脱氧核糖核苷酸)是组成 DNA的 基本单位之一，所以只有α位磷酸基团 中的磷是P,才能使DNA合成原料具 有放射性，最终使合成的 DNA具有3P 的放射性。(2)由题意可知，本实验的 目的是用一段由放射性同位素标记的 DNA片段确定W基因在染色体上的 位置，在混合操作之前应去除样品中 的RNA分子，若不去除 RNA分子，则 RNA分子会与DNA分子碱基互补配 对结合，从而影响 DNA与染色体对应 位点的DNA结合，导致无法确定基因 在染色体上的位置。(3)DNA要先解 开双链，片段甲才能通过碱基互补配 高考一轮总复习·生物学·不定项 对与染色体样品中的 W基因结合，因 此，需要通过某种处理使样品中的染 色体 DNA解旋。(4)因为酶具有专一 性，故应用 DNA酶(或 DNA 水解酶) 去除样品中的 DNA。 第18 讲 基因的表达 【明考点 夯基础】 考点 1 [必备知识梳理] 口核糖核苷酸 ②A、U、C、G ③细胞核 ④细胞质 ③密码子 @氨基酸 7单链 图核糖体 ODNA的一条链 ⑩细胞核 四叶绿体 四线粒体 国游离的核糖核苷酸 4RNA 国mRNA mRNA 具有一定氨基酸顺序的蛋白质 8mRNA 图64 20甲硫氨酸 原核生物 ②起始 图甲硫氨酸 4缬氨酸 四终止 26mRNA tRNA 图氨基酸 图密码子 30氨基酸 ③DNA 模板链 3mRNA中密码子 图 mRNA tRNA 图mRNA tRNA 圆终止密码子 圆脱离 图克里克 40信息 表达产物 4ATP 基础诊断 (1)√(2)×(3)× (4)×(5)× 教材拓展 1.提示：①RNA的基本组成单位是核糖 核苷酸，含有4种碱基，可以储存遗传 信息。②RNA一般是单链，比 DNA 短，能通过核孔，从细胞核进入细胞 质。③组成 RNA的碱基也严格遵循 碱基互补配对原则。 2.提示：翻译生成的多肽链往往需进行 加工修饰，甲硫氨酸在此过程中往往 会被剪切掉。翻译过程中，核糖体在 mRNA上移动并依次读取密码子进行 肽链的合成，直到读取到 mRNA上的 终止密码子，合成才能终止。刚从核 糖体上脱落下来的只能称之为多肽， 其通常经过一定的加工修饰才能成为 具有特定功能的成熟蛋白质。 3.提示：前者可以，后者不能确定。因为 一种密码子只对应一种氨基酸(在一 般情况下，终止密码子没有对应的氨 基酸),但一种氨基酸可以有多种密 码子。 [核心素养突破] 1.C 解析根据图像可知，反密码子 CCI可与 mRNA中的 GGU、GGC、 GGA互补配对，说明一种反密码子可 以识别不同的密码子，A正确；密码子 ·510 与反密码子的碱基互补配对，碱基之 间通过氢键结合，B正确；tRNA分子 和mRNA分子都是单链结构，C错误； 由于某些氨基酸可对应多种密码子， 故 mRNA 中的碱基改变不一定造成 所编码氨基酸的改变，D正确。 2.C 解析 根据题干信息可知，此种突 变发生在编码tRNA的 DNA序列上， 且产生了校正 tRNA 分子，并没有改 变编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码 序列，C错误。 3.B 解析 图示翻译过程中，各核糖体 从 mRNA的5'端向3'端移动，A错 误；该过程中，mRNA上的密码子与 tRNA上的反密码子互补配对，tRNA 通过识别 mRNA上的密码子携带相 应氨基酸进入核糖体，B正确；图中5 个核糖体结合到 mRNA上开始翻译， 从识别到起始密码子开始进行翻译， 识别到终止密码子结束翻译，并非是 同时开始同时结束，C错误；若将细菌 的某基因截短，相应的多聚核糖体上 所串联的核糖体数目可能会减少，D 错误。 4.C 解析 RNA病毒的蛋白质由病毒 的遗传物质 RNA编码合成，A 错误； DNA双链解开，RNA聚合酶与启动 子结合进行转录，移动到终止子时停 止转录，B错误；翻译过程中，核酸之间 通过碱基互补配对相互识别保证了遗 传信息传递的准确性，C正确；没有相 应的反密码子与mRNA上的终止密 码子配对，故 tRNA 不能读取 mRNA 上全部碱基序列信息，D错误。 5.B 解析DNA复制过程需要解旋 酶，所以环丙沙星可以抑制①过程，红 霉素与核糖体结合，干扰 mRNA与核 糖体结合，只抑制③过程，A错误；据 表可知，青霉素抑制的应该是合成细 胞壁的酶的活性，不能抑制①过程，只 有转录过程需要RNA聚合酶，所以利 福平只可抑制②过程，不能抑制①过 程，B正确；细菌细胞中不发生④⑤过 程，④⑤过程只发生在RNA病毒的遗 传信息传递过程中，C错误；人体健康 的细胞中只发生①②③过程，D错误。 6.A 解析 DNA复制的原料是脱氧核 苷酸，DNA 转录的原料是核糖核苷 酸，羟基脲会阻止脱氧核糖核苷酸的 合成，故会抑制 DNA复制，但不会影 响 DNA转录，A错误；DNA复制和转 录都需要DNA作为模板，故放线菌素 D处理后，DNA复制和转录过程都会