2025届高三生物一轮复讲义 DNA的结构、复制及基因的本质

卉原中学高二生物学案 第18讲　DNA的结构、复制及基因的本质 考点一　DNA的结构 1、DNA结构模型的建立者及DNA的组成。 (1)DNA双螺旋模型构建者:沃森和克里克。 (2)DNA分子的双螺旋结构 (1)DNA分子由 两 条脱氧核苷酸链组成，这两条链按 反向平行 的方式盘旋成双螺旋结构。 (2)外侧： 脱氧核糖 和 磷酸 交替连接，构成基本骨架。 (3)内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成 碱基对 。碱基互补配对遵循以下原则：A一定与T配对，G一定与C配对。 注意： ①氢键的数目,其数目的多少与稳定性有关； ②DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连着一个磷酸基团。 ③DNA中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。 2、DNA分子的特性 (1)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同， 排列顺序 多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则其碱基对排列顺序最多有 4n 种。 (2)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的 碱基对排列顺序 ，代表了特定的遗传信息。 (3)稳定性：两条链中磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基之间有氢键相连，使DNA分子具有稳定性。 注意： 1、分析DNA两条链反向平行的原因是：_________________________。 脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′­C，与磷酸基团相连的碳叫作5′­C。DNA的一条单链具有两个末端，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。DNA的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条单链是从5′­端到3′­端的，另一条单链则是从3′­端到5′­端的； 2、DNA分子的结构具有稳定性的原因是____________________________________。 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。 3、DNA平面结构 (1)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？ 提示：不能。 (2)解旋酶作用于图中哪个部位？限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于图中哪个部位？ 提示：解旋酶作用于⑨，限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于⑩。 (3)DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？ 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。 (4)图中碱基之间是如何连接的？一条链上的脱氧核苷酸之间又是如何连接的？ 提示：双链DNA中，反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接，而同一条链上碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连；一条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接。 (5)DNA的多样性与其空间结构无关,其多样性的原因是不同DNA的碱基排列顺序是千变万化的。 3、构建模型分析DNA的结构 (1)由图1确定DNA结构的两种关系和两种化学键 (2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。解旋酶作用于②部位，限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于①部位。 (3)“三看法”判断DNA分子结构的正误 4、 DNA分子中碱基数量的计算规律 注意：（1）重点记住最下面三个框中的结论 规律一：在DNA双链中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数；任两个不互补配对的碱基之和恒等，且占碱基总量的50％，即：A=T，G=C；A+C=T+G=A+G=C+T=50%。 规律二：在DNA双链中，已知链上的两互补碱基之和的比值等于其互补链上这个比例的比值。即：一条链上若有(A+T）/(C+G)已知链=(A+T）/(C+G)互补链 规律三：在DNA双链中的两互补碱基之和的比值等于任一单链上这个比例的比值。即：一条链上若有(A+T）/(C+G)双链=(A+T）/(C+G)单链 规律四：在DNA双链中，已知链上的两不互补碱基之和的比值等于其互补链上这个比值的倒数。即：一条链上若有(A+C）/(T+G)已知链=m，则其互补链中(A+C）/(T+G)互补链=1/m 规律五：在不同生物的DNA分子中，互补碱基之和的比值是不同的。即：不同生物中， （A+T）/（C+G）不同 （2）解答有关碱基计算题的“三步曲”： 例题 1、若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为A:C:G:T＝1:1.5:2:2.5，则互补链中的嘌呤与嘧啶的摩尔比为 （ B ） A.5 ∶4 　B.4∶3 　C.3∶2 　D.5 ∶2　 2、DNA的一条链中的A＋G／T＋C＝0．4，上述比在其互补链和整个DNA分子中分别是 （ B ） A.0.4和0.6　 B.2.5和1.0 　C.0.4和0.4 D.0.6和1.0 3、(2021·济南调研)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　B　) A．32.9%，17.1% B．31.3%，18.7% C．18.7%，31.3% D．17.1%，32.9% 4、(2021·临沂模拟)某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子(　B　) A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7 B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则G的个数为pm/2n－p C．碱基排列方式共有4200种 D．含有4个游离的磷酸基团 考点二 DNA的复制 1、 关于DNA分子复制的早期推测 关于DNA分子是如何复制的，在早期的研究中，科学家们提出了三个模型，它们是全保留复制模型、弥散复制模型和半保留复制模型。 （1）全保留复制模型：在全保留复制模型中，母链DNA分开，分别复制形成两条子链DNA，此后两条母链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子 。 （2）弥散复制模型：在弥散（分散）复制模型中，亲代双链被切成片段，而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板，新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”。 （3）半保留复制模型： 新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。因此，这种复制方式被称为半保留复制。 2、DNA半保留复制的实验证据 (1)实验技术方法：同位素标记技术和离心技术。 (2)科学研究方法：假说—演绎法。 (3)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 (4)实验假设： DNA以半保留的方式复制 。 (5)实验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA；轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 (6)实验过程 (7)过程分析 立即取出，提取DNA→离心→ 全部重带 。繁殖一代后取出，提取DNA→离心→ 全部中带 。繁殖两代后取出，提取DNA→离心→轻带、中带。 (8)实验结论： DNA的复制是以半保留方式进行的。 3、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)时间：细胞有丝分裂的间期和减数分裂Ⅰ前的间期。 (3)场所：真核生物在 细胞核 、 线粒体 和 叶绿体 ；原核生物在 拟核 和细胞质。 (4)图解 ①解旋：DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把螺旋的双链解开。 ②合成子链：以解开的每一段母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链。 ③重新螺旋：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。 (5)特点： 边解旋边复制、多位点复制（真核生物）、双向复制；（注意后面的两点可以提高复制的效率） 科学思维： 下列为DNA复制的有关图示,A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制部分过程,D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起点,“→”表示复制方向,“⇨”表示时间顺序。 (1)哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长,若按A~C图的方式复制,至少需要8 h,而实际上只需约6 h,根据D~F图分析,原因是DNA分子从多个起点(双向)复制。 (2)A~F图均有以下特点:延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA复制的特点是边解旋边复制。 (3)若A中含有48 502个碱基对,而子链延伸速率是105个碱基对/min,假设DNA分子从头到尾复制,理论上此DNA分子复制约需30 s,而实际上只需约16 s,根据A→C过程分析,这是因为复制是双向进行的。 (4)C与A相同,F与D相同,C、F能被如此准确地复制出来,是因为DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板,碱基互补配对原则保证DNA复制的准确无误。 (6)方式： 半保留复制 (7)结果：形成两个完全相同的DNA分子。 (8)DNA分子精确复制的原因 ①DNA分子的双螺旋结构提供精确的模板。 ②碱基互补配对原则 保证复制准确进行。 (9)DNA分子复制的意义 使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。 (10)“图解法”分析DNA复制相关计算 (1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则： (2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 ①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。 ②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。 注意： (1)注意不要将DNA分子中碱基对之间氢键的形成与断裂条件混淆,氢键可由解旋酶催化断裂,同时需要ATP供能,也可加热断裂(体外);而氢键是自动形成的,不需要酶和能量。 (2)注意“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。 (3)注意碱基的单位是“对”还是“个”。 (4)注意在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。 (5)注意看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”,是“含”还是“只含”等关键词。 (6)在细胞内，DNA的两条链都能作为模板，由于DNA分子的两条链是反向平行的，每条链都通过磷酸和戊糖的3′、5′碳原子相连而成，因此每条链的两端是不同的，其中，一端是3′端(3′羟基)，另一端是5′端(5′磷酸基团)。在DNA复制中，DNA聚合酶催化合成的方向是5′→3′，而不是3′→5′。DNA复制又是边解旋边复制。请推测DNA聚合酶是如何催化DNA复制的？_______________。 提示：DNA复制时，一条模板链是3′→5′走向，其互补链在5′→3′方向上连续合成，并称为前导链；另一条模板链是5′→3′走向，其互补链也是沿5′→3′方向合成，但是与前导链的合成方向正好相反，随着复制的进行会形成许多不连续的片段，最后不连续片段连成一条完整的DNA单链，称为后随链。如图所示： (7)情境创设：分析DNA复制过程 (1)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？ 提示：前者使氢键打开，DNA双链解旋；后者催化形成磷酸二酯键，从而形成新的子链。 (2)蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞，是否都能进行图示过程？ 提示：蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA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的复制。 (3)上图所示DNA复制过程若发生在细胞核内，形成的两个子DNA位置如何？其上面对应片段中基因是否相同？两个子DNA将于何时分开？ 提示：染色体复制后形成两条姐妹染色单体，复制产生的两个子DNA分子分别位于两条姐妹染色单体上，由着丝粒相连；其对应片段所含基因在无基因突变等特殊变异情况下应完全相同；两个子DNA分子将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开而分开，分别进入两个子细胞中。 考点四 基因的本质 1、本质：基因是有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的功能单位和结构单位。 注意： ①基因遗传效应是指基因具有复制、转录、翻译等功能,能够控制一定的性状的功能。 ②基因通常是具有遗传效应的DNA片段;但有些病毒遗传物质是RNA,基因就是具有遗传效应的RNA片段。 2、 明确几个关系： ①基因与性状的关系：基因是决定生物性状的基本单位，特定的基因控制特定的性状； ②基因与染色体的关系：染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列； ③基因与DNA的关系：基因是有遗传效应的DNA片段,每个DNA分子有很多个基因； ④基因与遗传信息的关系：基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基的顺序）代表遗传信息； ⑤基因与蛋白质的关系：基因可以控制蛋白质的合成； ⑥基因与脱氧核苷酸的关系：基因是由成百上千个脱氧核苷酸构成的,不同的基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同； 考点四 DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题 一、有丝分裂中染色体标记情况 1、过程图解(一般只研究一条染色体)： 复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)： 转至不含放射性的培养液中再培养一个细胞周期： 2、规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。 1、 (2021·天津和平区三模)用32P标记某植物体细胞(含12条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期一个细胞中染色体携带32P标记的情况是(　A　) A．带有32P标记的DNA分子数与染色体数相同 B．带有32P标记的染色体有6条 C．每条染色体的两条姐妹染色单体均带有32P标记 D．每条染色体中带有32P标记的DNA单链为0条或1条 二、减数分裂中染色体标记情况分析 1、程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图： 2、规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。 2、(2021·鹤壁淇滨区二模)取小鼠(2n＝40)的1个精原细胞，诱导其在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成减数分裂形成4个精子，取其中一个精子与未标记的卵细胞结合形成受精卵，然后转入无放射性的培养基中培养至早期胚胎。下列叙述正确的是(　C　) A．减数分裂Ⅰ前期形成10个四分体，每个四分体的DNA均被3H标记 B．减数分裂形成的每个精子中有10条染色体被3H标记，10条未被标记 C．受精卵第一次有丝分裂后期，细胞中被3H标记的染色体有20条 D．受精卵第一次有丝分裂产生的每个子细胞中被3H标记的染色体有10条 三、利用模型分析子细胞中染色体标记情况 模型 解读 最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是；第二种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第三种情况是2个细胞是，另外2个细胞是 3、 用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为(　C　) A．20、40、20 B．20、20、20 C．20、20、0～20 D．20、40、0～20 4、(2021·杭州模拟)BrdU能替代T与A配对而渗入新合成的DNA链，植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中分别培养到第一、第二个细胞周期的中期。下列有关说法中，不正确的是(　C　) A．1条染色体形成2条染色单体的同时，DNA也完成了复制 B．1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上 C．第一个细胞周期的中期，每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdU D．第二个细胞周期的中期，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU 5、将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中培养。经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是(　B　) A．若只进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2 B．若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例至少占1/2 C．若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂 D．若子细胞中的染色体都不含32P，则一定进行减数分裂 6、若一果蝇精原细胞中8条染色体上的全部DNA已被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续分裂两次产生四个子细胞(不考虑突变和交叉互换)。下列叙述中正确的是(　D　) A．若四个子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中的核DNA均含15N B．若四个子细胞中均含4条染色体，则每个子细胞中有一半核DNA含15N C．若四个子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因 D．若四个子细胞中均含4条染色体，则有一半子细胞含有a基因 7、(2021·浙江选考)在DNA复制时，5­溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是(　C　) A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色 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 C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4 D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体 8、(2021·长沙模拟)如图为某双链DNA(由甲链和乙链组成)的局部结构简图，图中数字①～⑥表示不同物质或氢键。下列叙述正确的是(　　) A．图中⑤为氢键，且③与④可为A—T碱基对或G—C碱基对 B．图中①为腺嘌呤，②为胸腺嘧啶，①②通过氢键连接 C.图中⑥为磷酸基团，此DNA片段中含有2个游离的磷酸基团 D．图中甲链与乙链方向相反，但两条链碱基排列顺序相同 9、(2021·广州模拟)关于DNA复制机制，科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．Rep可以破坏相邻核苷酸之间的磷酸二酯键 B．DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用 C．根据材料推断Rep推动复制叉移动是通过水解ATP提供能量的 D．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点 10、用15N标记了两条链含有100个碱基对的DNA分子，其中胞嘧啶有60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次。下列有关说法不正确的是(　　) A．该DNA分子含有的氢键数目是260个 B．该DNA分子复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸320个 C．子代DNA分子中含15N的单链与含14N的单链之比为1∶7 D．子代DNA分子中含15N的DNA分子与含14N的DNA分子之比为1∶4 11、(2021·天津和平区模拟)若以1分子含500个碱基对的DNA(不含放射性)为模板，在含15N的环境中进行复制n次，下列相关叙述正确的是(　　) A．复制过程中，需要消耗(2n－1)×1 000个核糖核苷酸 B．子代DNA中，两条链均含有15N的DNA分子有(2n－1)个 C．细胞内DNA复制主要发生在细胞核、线粒体和核糖体中 D．植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制、转录和翻译 12、(2021·淄博模拟)科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如图所示)，证实了DNA是以半保留方式复制的。试管②、③、④、⑤是模拟可能出现的结果。 培养条件与实验方法： (1)将大肠杆菌在含15N的培养液中培养若干代，使其DNA双链均被15N标记(试管①)。 (2)转至含14N的培养液中培养，每30 min繁殖一代。 (3)取出每代DNA样本，并离心分层。 下列相关推论正确的是(　　) A．该实验中运用了同位素标记法，出现试管④的结果至少需要90 min B．试管③是转入含14N的培养液中复制一代的结果，试管②是复制两代的结果 C．试管③④的结果对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用 D．若在试管④中加入解旋酶，一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示 13、(2021·厦门一模)下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.可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验 B．可用(NH4)SO4、(NH4)SO4分别代替15NH4Cl、14NH4Cl进行上述实验 C．试管③中b带的DNA的两条链均含有14N D．仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制 14、(2022·衡水桃城区模拟)最新研究发现，在人类肿瘤细胞中含有大量如甜甜圈般的独立于染色体外的环状DNA(ecDNA)。在人类健康的细胞中几乎看不到ecDNA痕迹，而在将近一半的人类癌细胞中可以观察到它，且其上普遍带有癌基因。下列分析错误的是(　　) A.当癌细胞分裂时，ecDNA均等分配到子细胞中 B．构成ecDNA的每个脱氧核糖，都与两个磷酸基团相连接 C．ecDNA不与蛋白质结合而呈裸露状态，容易解旋复制和表达 D．抑制ecDNA上癌基因的转录和翻译可成为治疗癌症新思路 15、(2021·诸暨模拟)研究人员将含14N－DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA热变性处理，形成单链。然后进行密度梯度离心，管中出现的两种条带分别对应图中的两个波峰，下列叙述中不正确的是(　　) A．大肠杆菌增殖一代所需时间为8小时 B．热变性处理，破坏了DNA分子的氢键 C．延长培养时间，两种条带对应的峰值均会增大 D．若DNA不经热变性处理，直接密度梯度离心，试管中也会出现两种条带 16、DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物，如图表示DNA复制过程。相关分析错误的是(　　) A．DNA复制时存在A、U碱基配对现象 B．DNA复制是多种酶参与的物质合成过程 C．两条子链延伸的方向都是由5′到3′ D．DNA聚合酶与DNA连接酶的底物相同 17、科学家发现了DNA分子中有一种i­Motif结构(同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合)，该结构多出现在原癌基因的启动子(RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列)区域和端粒中。下列关于i­Motif结构的叙述错误的是(　　) A．对细胞正常生理功能有影响 B．可作为抗癌药物设计的靶点 C．A和T、C和G的含量均相同 D．可能与基因选择性表达有关系 18、(多选)(2020·青岛模拟)如图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。有关叙述错误的是(　　) A．在每个植物细胞中，a、b、c基因都会表达出相应蛋白质 B．a、b互为非等位基因，在亲子代间传递时可自由组合 C．b中碱基对若发生了增添、缺失或替换，则发生了基因突变，但性状不一定改变 D．基因在染色体上呈线性排列，基因一定位于染色体上 19、双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成的，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2 s、7 s、15 s、30 s、60 s、120 s后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答： (1)若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶有350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗______个胞嘧啶脱氧核苷酸。 (2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是_________________________________________。 (3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，但能________________________。研究表明，在DNA分子加热解开双链时，DNA分子中碱基G＋C的比例越高，需要的温度越高的原因是__________________________________________。 (4)图2中，与60 s结果相比，120 s结果中短链片段减少的原因是_______________________。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是__________________________________________。 第 6 页 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$