第5单元 第2课时 DNA的结构和复制、基因的本质-【金版教程】2025年高考生物一轮复习解决方案全书word（新教材，多选版）

金版教程 高考科学复习解决方案 生物学(经典多选版) 第课时　DNA的结构和复制、基因的本质 [内容标准细化]　1.DNA结构的主要特点。2.DNA的复制。3.基因的概念。 课前5min检测 1．如图是DNA片段的结构模式图。下列分析正确的是(　　) A．乙链片段的核苷酸序列是5′—TCAG—3′ B．④⑤⑥组成一分子鸟嘌呤脱氧核苷酸 C．DNA单链上相邻碱基以氢键相连 D．基因通常是有遗传效应的DNA片段 答案　D 解析　甲链片段的核苷酸序列是5′—AGTC—3′，两条链反向平行，则乙链片段的核苷酸序列是5′—GACT—3′，A错误；脱氧核苷酸中碱基应连接在脱氧核糖的1′—C上，磷酸基团应连接在5′—C上，据图分析④⑤⑥不属于同一个脱氧核苷酸，B错误；DNA单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，C错误。 2．如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图。据图分析下列说法错误的是(　　) A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程 B．该过程发生在细胞分裂前的间期 C．酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶 D．酶①和酶②均作用于氢键 答案　D 解析　DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制，A正确；题图为DNA复制过程的模式图，该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期，B正确；分析题图可知，酶①能将DNA双螺旋的两条链解开，故其为解旋酶，作用于氢键，酶②以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链，酶②为DNA聚合酶，作用于磷酸二酯键，C正确，D错误。 3．某生物兴趣小组将大肠杆菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使大肠杆菌DNA的含氮碱基几乎都含有15N。然后再将其转入含14N的培养基中培养。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行离心，如图①～⑤为可能的结果。下列有关叙述错误的是(　　) A．实验过程中，所使用的研究方法是同位素标记法、密度梯度离心法 B．根据含14N或15N的DNA离心后的位置，⑤为亲代、②为子一代 C．若出现图中③的结果(带宽比为3∶1)，则亲代DNA进行了3次复制 D．研究DNA的复制方式采用的是假说—演绎法，本实验是演绎的环节 答案　D 解析　本实验所使用的研究方法是同位素标记法(用14N、15N标记)、密度梯度离心法，A正确；亲代DNA的两条链均含有15N，离心后为⑤，在含14N的培养液中增殖一代，形成的子代DNA均为一条链含15N，一条链含14N，离心后为②，B正确；由图中③的结果(带宽比为3∶1)分析可知，含15N的DNA占DNA总数的1/4，又因为无论复制几代含15N的DNA分子数始终为2，则DNA总数为8，即亲代DNA复制了3次，C正确；研究DNA的复制方式采用的是假说—演绎法，本实验是验证的环节，D错误。 知识自主梳理 一　DNA的结构及特点 1．DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。 2．DNA双螺旋结构的构建过程 3．DNA的双螺旋结构 4．DNA分子结构特点 类型 决定因素 多样性 具n个碱基对的DNA具有4n种碱基的排列顺序 特异性 每种DNA分子都有其特定的碱基的排列顺序 稳定性 磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架不变，碱基之间互补配对形成氢键的方式不变等 涉及的基本骨架或基本支架 (1)有机大分子基本骨架：碳链。 (2)细胞骨架：蛋白质纤维。 (3)细胞膜基本支架：磷脂双分子层。 (4)DNA双螺旋结构基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接。 二　DNA的复制 1．证明DNA半保留复制的实验 (1)实验者：梅塞尔森和斯塔尔。 (2)实验方法：假说—演绎法。 (3)实验材料：大肠杆菌。 (4)实验技术：同位素标记技术和离心技术。 (5)实验原理：15N和14N是N元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。 (6)实验假设：DNA以半保留的方式复制。 (7)实验过程及结果 ①亲代取出，提取DNA→离心→全部重带。 ②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。 ③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。 (8)实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 2．DNA复制的过程 (1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 (2)时期：细胞分裂前的间期。 (3)场所：真核细胞中主要是细胞核，线粒体和叶绿体中也存在；原核细胞中主要是拟核区，质粒中也存在；DNA病毒在活的宿主细胞内。 (4)复制过程 (5)结果：1个DNA分子复制形成2个完全相同的DNA分子。 (6)特点：边解旋边复制，半保留复制。 (7)精确复制的原因 ①独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。 ②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 (8)意义：将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 三　基因的本质 1．本质：基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 2．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系 典例精研精练 考点1　DNA的结构及相关计算 1．(2023·北京市海淀区高三期末)如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是(　　) A．①位于3′端，⑥位于5′端 B．解旋酶作用于④，DNA聚合酶作用于⑤ C．该分子复制时，⑩与尿嘧啶配对 D．若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高 答案　D 解析　DNA的每条链都具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′端，故①、⑥皆位于5′端，A错误；解旋酶作用于⑤氢键，DNA聚合酶作用于④磷酸二酯键，B错误；DNA分子复制时，⑩胸腺嘧啶与腺嘌呤配对，C错误；C和G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，因此G—C碱基对比例高的DNA分子结构更稳定，D正确。 2．(2023·安徽皖北五校联考)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了充足的相关材料，其中用一种长度的塑料片代表碱基A和G，用另一种长度的塑料片代表碱基C和T，下列叙述正确的是(　　) A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸两侧连接脱氧核糖和碱基 B．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 C．制成的模型上下各处粗细不同，因为嘌呤与嘧啶的空间尺寸不同 D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 答案　B 解析　根据脱氧核苷酸的结构可知，脱氧核糖两侧上连接着磷酸和碱基，A错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A＝T、C＝G，故在制作的模型中A＋C＝G＋T，B正确；因为A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，所以搭建而成的DNA双螺旋的整条模型上下各处粗细相同，C错误；制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧，构成DNA分子的基本骨架，内侧为碱基对，D错误。 3．(多选)(2023·山东青岛高三联考)某DNA片段中共有a个碱基，其中一条链中A＋T占该链碱基总数的50%。下列有关说法正确的是(　　) A．该DNA片段复制时，解旋酶和DNA聚合酶能同时发挥作用 B．该DNA片段中A＋T占碱基总数的50% C．若该DNA片段发生基因突变，则会影响嘌呤和嘧啶的比例 D．该DNA片段的另一条链中A＋G＝T＋C＝a/4 答案　AB 解析　DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，DNA片段复制时，解旋酶和DNA聚合酶可同时发挥作用，A正确；根据题意，DNA一条链中A＋T占该链碱基总数的50%，可得出该DNA片段中A＋T占碱基总数的50%，B正确；若该DNA片段发生基因突变，不会影响嘌呤和嘧啶的比例，在双链DNA中，二者比例为1∶1，C错误；无法判断该DNA片段的另一条链中A＋G与T＋C的关系，D错误。 DNA中碱基的相关计算规律 (1)规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 (2)规律二：在双链DNA分子中，＝＝。 (3)规律三：在DNA双链中，一条单链的的值与其互补单链的的值互为倒数关系。(不配对的碱基之和比值在两条单链中互为倒数) 在整个DNA分子中该比值等于1。 (4)规律四：在DNA双链中，一条单链的的值，与其互补链的的值是相等的，也与整个DNA分子中的的值是相等的。 综合规律三、四可简记为“补则等，不补则倒”。 考点2　DNA复制 题型一　DNA复制过程及相关计算 4.(2023·北京师大附中高三期中)细胞中的DNA分子复制过程中，新合成的链始终沿着5′端向3′端延伸，因此一条链的合成是连续的，另一条链是不连续的(如图)。下列叙述错误的是(　　) A．图中DNA分子是边解旋边进行复制的 B．图中不连续片段需通过磷酸二酯键连接 C．新合成的两条子链(A＋T)/(G＋C)相同 D．PCR过程中有一条链的合成也是不连续的 答案　D 解析　据图分析，左侧DNA双链已经打开并开始复制，而右侧双链没有打开，说明该DNA分子是边解旋边进行复制的，A正确；DNA每条链上相邻两个核苷酸之间是通过磷酸二酯键连接的，因此图中不连续片段需通过磷酸二酯键连接，B正确；PCR过程中子链的合成都是连续的，D错误。 5．(2023·北京育英学校高三上学期统测)下图所示为DNA复制过程中的一个复制泡，①～⑨代表相应位置。下列叙述不正确的是(　　) A．DNA的两条链均为复制模板 B．该复制泡的DNA解旋是双向的 C．DNA分子的双链是反向平行的，①④⑨为3′端 D．若该片段碱基T占20%，则复制后碱基C占30% 答案　C 解析　DNA复制是以DNA两条链为模板合成子代DNA的过程，A正确；结合题图可知，DNA分子可以进行双向复制，因此DNA解旋也是双向的，B正确；由于DNA聚合酶只能使子链由5′向3′方向延伸，因此图中⑨为子链的3′端，而模板链正好相反，故⑨为3′端，①④为5′端，C错误；若该片段碱基T占20%，由于双链DNA分子中A＝T，C＝G，因此A＝T＝20%，则C＝G＝30%，复制后子代DNA中碱基与亲代相同，碱基比例不变，D正确。 6．(多选)将某种细菌培养在含有3H－胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上一段时间，检测发现细菌的拟核中含有两种类型的DNA分子如图所示，虚线表示含放射性的脱氧核苷酸链。下列说法正确的是(　　) A．细菌拟核DNA第一次复制后产生的DNA分子为甲类型 B．细菌拟核DNA第三次复制后产生的DNA分子为甲、乙两种类型，比例为甲∶乙＝3∶1 C．细菌拟核DNA复制n次产生的含有放射性脱氧核苷酸链的数目为2n＋1－2条 D．若该细菌拟核DNA含有的碱基数目为m，其中胸腺嘧啶的数目为a，则第n次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为(2n－1)×(m－2a)/2 答案　AC 解析　由题意可知，亲本DNA没有放射性，根据DNA的半保留复制，子一代的DNA分子一条链含有放射性，一条链没有放射性，即图甲所示，A正确；子二代及以后会出现两条链都具有放射性的DNA分子，即图乙所示，且只有2个DNA分子为甲类型，细菌拟核DNA第三次复制后产生的DNA分子有8个，其中有2个为甲类型，因此甲、乙两种类型的比例为1∶3，B错误；细菌拟核DNA复制n次产生的含有放射性脱氧核苷酸链的数目＝2n×2－2＝2n＋1－2，C正确；若该细菌拟核DNA含有的碱基数目为m，其中胸腺嘧啶的数目为a，则第n次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为2n－1×[(m－2a)/2]，D错误。 1．DNA复制相关计算时四个易错点 (1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。 (2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。 (3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。 (4)关键词语：看清“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。 2．DNA分子复制的有关计算 DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下： (1)子代DNA分子数为2n个 ①含有亲代链的DNA分子数为2个。 ②不含亲代链的DNA分子数为(2n－2)个。 ③含子代链的DNA有2n个。 (2)子代中脱氧核苷酸链数为2n＋1条 ①子代中亲代脱氧核苷酸链数为2条。 ②新合成的脱氧核苷酸链数为(2n＋1－2)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则： ①经过n次复制，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m·(2n－1)个。 ②在第n次复制时，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m·2n－1个。 题型二　DNA复制与细胞分裂问题 7．果蝇一个精原细胞中的一个核DNA分子用15N标记，在正常情况下，其减数分裂形成的精子中，含有15N的精子数占(　　) A．1/16 B．1/8 C．1/4 D．1/2 答案　D 解析　该精原细胞进行正常减数分裂形成精细胞时，染色体和DNA的标记情况可用下图进行解析(实线代表含有15N的DNA链)。 结合上图分析，观察产生的4个精细胞，含有15N的精细胞占一半，答案选D。 8．(多选)将某一核DNA被3H充分标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养液中培养，并经过连续两次细胞分裂。下列有关说法正确的是(　　) A．若进行有丝分裂，则子细胞中含3H的染色体数可能为2N B．若进行减数分裂，则子细胞中含3H的DNA分子数一定为N C．若子细胞中有的染色体不含3H，则不可能存在四分体 D．若每个子细胞中都有染色体含3H，则细胞分裂过程中可能发生了基因重组 答案　ABCD 解析　若进行有丝分裂，两次分裂需要进行两次DNA复制，3H标记的DNA在不含3H的培养液中复制第一次，产生的DNA分子一条链有标记，一条链无标记，我们称为杂合DNA分子，第二次复制后，每个DNA分子复制而来的两个子代DNA分子，一个是杂合DNA分子，另外一个两条链皆无标记，在有丝分裂的G2期、前期和中期这两个DNA分子由一个着丝粒连接，有丝分裂后期着丝粒分裂时子染色体分配是随机的，故子细胞中含3H的染色体数可能为2N，A正确；若进行减数分裂，正常情况下，DNA分子复制一次，分裂后细胞中染色体数目减半，每个子细胞含3H的DNA分子数应该是N，B正确；若子细胞中有的染色体不含3H，则该细胞进行的是有丝分裂，不可能存在四分体，C正确；若子细胞中都含有3H，则该细胞可能进行的是减数分裂也可能是有丝分裂，而基因重组发生在减数分裂过程中，D正确。 四步法解决细胞分裂中染色体标记问题 第一步 画出含一条染色体的细胞图，画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实线表示含同位素标记 第二步 画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖曲线表示 第三步 再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况 第四步 若继续推测后期情况，可想象着丝粒分裂，染色单体分开，进而推测子细胞染色体的情况 考点3　基因的本质 9．基因是有遗传效应的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，下列相关叙述正确的是(　　) A．雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的 B．同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因 C．果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个 D．白眼基因的两条链都可以作为模板转录出mRNA，用于蛋白质翻译 答案　C 10．人类抗体重链基因位于14号染色体上，由VH、DH、JH、CH四个基因片段簇组成，其中功能性VH基因片段约有65个、DH基因片段有27个、JH基因片段有6个、功能性CH基因片段有9个，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．VH1、DH1和JH1的基本组成单位相同 B．VH1、DH1和JH1在染色体上呈线性排列 C．VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础 D．遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的排列顺序中 答案　D 课时作业 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．用卡片构建DNA平面结构模型，提供卡片类型和数量如表所示，以下说法正确的是(　　) 卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C 卡片数量 10 10 2 3 3 2 A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对 B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键 C．DNA中每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连 D．可构建44种不同碱基序列的DNA 答案　B 解析　双链DNA中碱基之间遵循互补配对原则，即A—T、C—G，且配对的碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2个A—T碱基对，2个C—G碱基对，即共形成4个脱氧核苷酸对，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有10个氢键，A错误，B正确；DNA中只有3′­端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，其余脱氧核糖与2分子磷酸相连，C错误；这些卡片可形成2个A—T碱基对，2个C—G碱基对，且碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类少于44种，D错误。 2．如图为某DNA分子片段示意图，下列有关叙述错误的是(　　) A．图中①②③是构成DNA分子的基本单位 B．DNA复制时，④的形成不需要DNA聚合酶 C．①和②交替排列构成DNA分子的基本骨架 D．DNA分子中碱基对⑨比例越大，其热稳定性越低 答案　A 解析　图中①与②③不是同一个脱氧核苷酸的组成部分，所以①②③不能构成一个DNA的基本单位，A错误。 3．(2023·石景山一模)下列有关DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　　) A．脱氧核糖和磷酸的交替连接是DNA多样性的原因之一 B．复制过程遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则 C．复制时游离的脱氧核苷酸添加到子链的3′端 D．DNA聚合酶的作用是将DNA双螺旋的两条链解开 答案　C 解析　复制过程遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则，B错误；子链延伸时由5′向3′方向合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，C正确；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。 4．如下图，某个DNA分子含有1000个碱基对，鸟嘌呤占20%，其中α链中腺嘌呤占该DNA分子碱基总数的10%。下列叙述中不正确的是(　　) A．该DNA分子的β链中含有400个腺嘌呤 B．在α链和β链之间可形成2400个氢键 C．α链和β链中(A＋T)/(G＋C)的值相等 D．若该DNA分子复制3次，需要消耗4.8×103个胸腺嘧啶 答案　D 解析　某个DNA分子含有1000个碱基对，鸟嘌呤占20%，因此腺嘌呤占30%，其中α链中腺嘌呤占该DNA分子碱基总数的10%，即α链中腺嘌呤占α链碱基的比例为20%，β链中腺嘌呤占β链碱基的比例为40%，因此该DNA分子的β链中含有400个腺嘌呤，A正确；根据题干信息可知，该DNA分子中共含有600个A—T碱基对(形成两个氢键)，400个G—C碱基对(形成三个氢键)，因此在α链和β链之间可形成的氢键数为：600×2＋400×3＝2400(个)，B正确；DNA的两条链遵循碱基互补配对原则，因此α链和β链中(A＋T)/(G＋C)的值相等，C正确；若该DNA分子复制3次，需要消耗胸腺嘧啶的个数为1000×2×30%×(23－1)＝4.2×103(个)，D错误。 5.为研究DNA的复制方式，科学家进行了同位素示踪实验。大肠杆菌先在含15N的培养基中培养若干代，使DNA的所有氮元素均成为15N(离心结果见甲试管)，后转至含14N的培养基培养。每20分钟繁殖一代，提取每代大肠杆菌的DNA进行离心，实验结果如图中乙、丙、丁三支试管所示。下列有关说法错误的是(　　) A．大肠杆菌培养40分钟后才能出现丁试管的结果 B．乙试管是大肠杆菌在14N培养基中繁殖一代的结果 C．大肠杆菌在14N培养基繁殖三代后DNA全部含有14N D．含15N与含14N培养基互换，繁殖一代的结果与丙相同 答案　B 解析　依据题意，每20分钟繁殖一代，则20分钟后产生的DNA分子均为15N14N，如丙试管所示，B错误；经过40分钟后，即大肠杆菌繁殖两代，产生的DNA分子中一半为15N14N，一半为14N14N，如丁试管所示，A正确；大肠杆菌在14N培养基繁殖三代后产生的DNA分子中有3/4为14N14N、1/4为15N14N，即DNA全部含有14N，C正确；根据DNA半保留复制的原理，含15N与含14N培养基互换，繁殖一代的结果与丙相同，D正确。 6．(2023·北京101中学高三月考)科学家人工构建了一对代号为X—Y的新碱基对，X与Y可相互配对，但不能与已知碱基配对。将含X—Y碱基对的质粒导入大肠杆菌，并在培养基中添加相应原料，实验结果显示该质粒在大肠杆菌中可进行多轮自我复制。下列叙述正确的是(　　) A．该过程需要DNA聚合酶的参与 B．该过程所需的脱氧核苷酸有4种 C．该质粒上碱基X与Y的数量不相等 D．含X—Y碱基对的基因可准确表达出蛋白质 答案　A 解析　质粒是小型环状DNA分子，其复制过程需要DNA聚合酶的参与，A正确；含X—Y碱基对的质粒复制过程除了需要原来的4种脱氧核苷酸，还需要分别含有X、Y的两种脱氧核苷酸，B错误；该质粒上碱基X与Y互补配对，数量相等，C错误；X与Y碱基不能与已知碱基配对，无法转录，不能表达出蛋白质，D错误。 7．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是(　　) A．在DNA结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基 B．基因一般是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因 C．一个DNA含有许多个脱氧核苷酸，DNA的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的 D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子 答案　A 解析　在DNA结构中，与3′­端脱氧核糖直接相连的是一个磷酸基团，其他的脱氧核糖与两个磷酸基团相连，A错误。 8．一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，以下叙述不正确的是(　　) A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等 B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键 C．该噬菌体增殖四次，子代噬菌体中只有14个含有31P D．噬菌体DNA第四次复制共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸 答案　C 解析　该噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，则胸腺嘧啶为(m－n)个，噬菌体DNA含有氢键数＝3n＋2(m－n)＝2m＋n(个)氢键，B正确；该噬菌体增殖四次，子代噬菌体全部含有31P，C错误；该噬菌体DNA含有腺嘌呤数量为(m－n)个，第四次复制共增加8个DNA分子，共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸，D正确。 二、多项选择题(每题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求) 9．将洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中培养一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续培养一个细胞周期。下列叙述正确的是(　　) A．第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂间期 B．第一个细胞周期结束后，每个子细胞中的染色体均被标记 C．第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条染色单体被标记 D．完成两个细胞周期后，每个子细胞中含3H标记的染色体数目可能相同 答案　ABCD 解析　第一个细胞周期中，DNA复制时细胞内放射性会迅速升高，该过程发生在分裂间期，A正确；DNA的复制方式为半保留复制，第一个细胞周期结束后，每个DNA分子都有一条链含有3H标记，另一条链不含3H标记，因此每个子细胞中的染色体都被标记，B正确；第二个细胞周期中，分裂间期染色体复制，分裂中期每条染色体的两条染色单体中仅有一条被标记，C正确；完成两个细胞周期后，形成的子细胞中含有3H标记的染色体数目可能相同，每个细胞中的染色体最少是0条含有3H标记，最多是全部都含有3H标记，D正确。 10.DNA复制时碱基发生错配处会形成一个较为松散的凸起(如图所示)，此结构可被细胞中的相关酶系统识别并将错配碱基去除，从而保证DNA复制的准确性。下列叙述正确的是(　　) A．错配的碱基之间形成凸起结构与碱基的分子结构有关 B．正常肌细胞和白细胞中，细胞核DNA不会出现图示结构 C．DNA复制时需要解旋酶和RNA聚合酶，而错配则不需要 D．若某次DNA复制时错配未被识别，可能改变生物的表型 答案　ABD 解析　错配的碱基之间形成凸起结构与碱基的分子结构有关，A正确；肌细胞和白细胞是高度分化不再分裂的细胞，不能进行DNA复制，在肌细胞和白细胞中，核内DNA不会出现图示结构，B正确；DNA复制时需要解旋酶和DNA聚合酶，错配也是在复制过程中发生的，C错误；若某次DNA复制时错配未被识别，可能影响合成蛋白质的结构，进而改变生物的表型，D正确。 11．(2023·重庆三模)叶绿体DNA(cpDNA)是双链(H链和L链)环状的，有两个复制起始点(OH和OL)。复制时，首先在OH处打开双链，先以H链为模板，合成一条新链。当新合成的链经过OL时，以L链为模板合成另一条新链。下列分析正确的是(　　) A．两条子链的合成方向相反，但都是从子链的5′端→3′端 B．两条子链合成的开始时间和结束时间均不相同 C．cpDNA的复制只与解旋酶和DNA聚合酶有关 D．cpDNA的复制具有半保留复制和边解旋边复制的特点 答案　ABD 解析　DNA复制时，引物结合到DNA模板链的3′端，复制方向是5′端→3′端，DNA两条链反向平行，两条子链的合成方向相反，A正确；由题图可知，两条子链合成的开始时间和结束时间均不相同，B正确；复制后的DNA链需连接成环状，推测需要DNA连接酶，C错误；cpDNA的复制具有半保留复制和边解旋边复制的特点，D正确。 三、非选择题 12．在含有BrdU(中文名称是5­溴脱氧尿嘧啶核苷，在DNA合成期可代替胸腺嘧啶脱氧核苷，即胸苷)的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色时，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮的荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体的荧光被抑制(无明亮荧光)。下图为DNA复制过程模式图。请据图回答： (1)DNA复制时，与BrdU进行配对的核苷酸的名称是____________________，该核苷酸的各个组成部分之间的连接方式可以用简图怎样表示？ (2)若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，细胞分裂一次后，用荧光染料对细胞中每个DNA分子进行染色，观察到的现象是__________________________，出现这种现象的原因是________________________________。 (3)DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要____________________等基本条件，图中解旋酶可将DNA的两条链分开，解旋需要ATP提供能量的原因是____________________。 (4)在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份的原因是该DNA分子具有________性，DNA分子具有这种特性的原因是________________________ ___________。 (5)基因中发生个别碱基的替换往往不改变其指导合成蛋白质的氨基酸种类，原因是__________________________________________。 答案　(1)腺嘌呤脱氧(核糖)核苷酸 (2)每条染色体都发出明亮的荧光　DNA分子的复制是半保留复制 (3)模板、原料、能量和酶　打开氢键需要能量供应 (4)特异　DNA分子的碱基具有特定的排列顺序 (5)不同的密码子可能对应同一种氨基酸　 解析　(1)由题干信息可知BrdU“在DNA合成期可代替胸腺嘧啶脱氧核苷”，故在DNA复制时，与BrdU进行配对的核苷酸是腺嘌呤脱氧核苷酸。 (2)DNA复制为半保留复制，若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，细胞分裂一次后，所有染色体的DNA都有一条链是新合成的(含有BrdU)，故将一个细胞置于含BrdU的培养液中，细胞分裂一次后，用荧光染料对细胞中每个DNA分子进行染色，观察到的现象是每条染色体都发出明亮的荧光。 13．正常情况下细胞内可以自主合成组成核酸的核糖核苷酸和脱氧核苷酸，某细胞系由于发生基因突变而不能自主合成，必须从培养基中摄取。为验证“DNA复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸”，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。 (1)实验材料：突变细胞系、基本培养基、12C－核糖核苷酸、14C－核糖核苷酸、12C－脱氧核苷酸、14C－脱氧核苷酸、细胞放射性检测技术等。 (2)实验步骤：第一步：取基本培养基若干，随机分成两组，分别编号为甲组和乙组。 第二步：在甲组培养基中加入适量的12C－核糖核苷酸和14C－脱氧核苷酸；在乙组培养基中加入______________________________。 第三步：在甲、乙两组培养基中分别接种________________________，在5%CO2恒温培养箱中培养一段时间，使细胞增殖。 第四步：分别取出甲、乙两组培养基中的细胞，检测细胞中出现放射性的部位。 (3)预期结果：_____________________________________________________。 (4)实验结论：____________________________________________________。 答案　(2)等量的14C－核糖核苷酸和12C－脱氧核苷酸　 等量的突变细胞系 (3)甲组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞核；乙组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞质 (4)DNA复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸 解析　(2)生物实验需要遵循对照原则和控制单一变量原则。 (3)预期结果：由于DNA主要分布在细胞核中，而RNA主要分布在细胞质中，所以甲组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞核；乙组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞质。 22 学科网（北京）股份有限公司 $$