专题梳理14 DNA的结构和特点、DNA复制-【精英1号】2024-2025学年高中生物学考笔记·知识梳理手册

答案解析 95 例题6 【答案】C 【解析】32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经搅拌、离 心后,放射性主要存在于沉淀中,悬浮液中含有少量 放射性的原因可能是有部分噬菌体未来得及侵染细 菌,由于甲组的悬浮液中不存在大肠杆菌,因此噬菌 体无法繁殖产生含32P标记的子代噬菌体,A正确; 甲组被感染的细菌内含32P标记的噬菌体DNA,产 生的子代噬菌体中只有少部分是含32P的,大部分是 不含32P标记的,B正确;乙组35S标记的是噬菌体蛋 白质,噬菌体蛋白质不进入细菌体内,所以35S标记 的噬菌体蛋白质主要在悬浮液中,被感染的细菌内 也无法产生含35S标记的子代噬菌体,更何况乙组的 悬浮液中不存在大肠杆菌,噬菌体无法繁殖产生子 代噬菌体,C错误,D正确。 例题7 【答案】(1)含有 32P 35S (2)使吸附在细菌外的 噬菌体与细菌分离 DNA 蛋白质 细菌没有裂 解,子代噬菌体没有被释放出来 (3)DNA (4)2 500 【解析】(1)噬菌体是病毒,没有细胞 构,不能在培 养基上独立生存。因此,若要大量制备带标记的噬 菌体,需先用含有放射性的大肠杆菌培养基培养大 肠杆菌,再用被标记的大肠杆菌去标记噬菌体。32P 标记的是噬菌体的 DNA,35S标记的是噬菌体的蛋 白质。(2)搅拌的目的是将噬菌体和细菌震脱,所以 搅拌时间过短时,含有放射性的蛋白质外壳就会留 在细菌表面留在沉淀物中,从而使得上清液中的放 射性较低。由于32P标记的噬菌体的DNA,35S标记 的噬菌体的蛋白质,实验 果表明当搅拌时间足够 长以后,上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌 体放射性的90%和20%,证明DNA进入细菌,蛋白 质没有进入细菌。图中“被侵染细菌”的存活率曲线 基本保持在100%,本组数据的意义是作为对照组, 以证明细菌没有裂解,没有子代噬菌体释放出来。 (3)亲子代噬菌体的性状相同,是通过亲代的DNA 遗传的,从而证明了 DNA 是遗传物质。(4)由于 DNA是半保留复制,假定一个被32P标记的噬菌体 产生了500个子代噬菌体,其中含有32P的个体数只 有2个,含非放射性P元素的个体数是500。 例题8 【答案】C 【解析】烟草是植 物,其 遗 传 物 质 是 DNA,不 能 被 RNA酶水解,A错误;肺炎链球菌的遗传物质就是 DNA,对于整个生物界来说,DNA是主要的遗传物 质,B错误;劳氏肉瘤病毒的遗传物质是RNA,且它 是逆 转 录 病 毒,能 以 RNA 为 模 板 逆 转 录 出 单 链 DNA,C正确;T2噬菌体的遗传物质可被水解成4 种脱氧核糖核苷酸,D错误。 【易错辨析】 (1)√ (2)× 【解析】导致R型菌和S型菌 构不同的原因是遗传 物质不同。 (3)√ 【解析】某 种 生 物 的 遗 传 物 质 只 有 一 种(DNA 或 RNA)。DNA是绝大多数生物的遗传物质(包括所有的 真核生物、原 核 生 物 和 DNA 病 毒);RNA 是 少 数 生 物 (RNA病毒)的遗传物质。 (4)× 【解析】含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培 养得到,因为病毒营专性寄生生活,故应先用含放射性标 记的培养基培养得到含放射性标记的细菌,再用此细菌培 养得到含放射性标记的噬菌体。 (5)× 【解析】烟草花叶病毒不属于原核生物。 专题梳理14 DNA的结构和特点、 DNA复制 【知识梳理】 一、(一)1.胸腺嘧啶 胞嘧啶 双螺旋 2.脱氧核糖核苷酸 胸腺嘧啶 腺嘌呤 3.(1)两 反向平行 磷酸基团 外 内 (2)互补配对 氢键 碱基互补配对 (3)卡伽夫法则 (二)1.脱氧核糖 磷酸 碱基 2.脱氧核糖 碱基 (三)1.碱基 排列方式 2.碱基排列顺序 3.碱基排列 顺序 二、(一)1.遗传信息 2.DNA的两条链 脱氧核苷酸 ATP DNA聚合酶 合成互补子链 半保留 (二)1.密度梯度离心 2.14N 14N DNA 14N 14N DNA (三)遗传信息 遗传信息 遗传信息 【概念图构建】 1.①C、H、O、N、P ②A、T、G、C ③脱氧核苷酸 ④磷酸与 脱氧核糖交替连接 ⑤碱基 ⑥氢键 ⑦A与T、G与C 2.①氢键 ②磷酸二酯键 ③双螺旋 构 【典例精练】 例题1 【答案】B 【解析】根据DNA平面 构示意图,a为磷酸基团,b 为脱氧核糖,c和d均为含氮碱基。 例题2 【答案】D 【解析】①与A配对,所以①为胸腺嘧啶,A错误;② 与G配对,所以②为胞嘧啶,B错误;③表示脱氧核 糖,C错误;④表示氢键,D正确。 例题3 【答案】B 【解析】根据卡伽夫法则,在 DNA 分子中,A(腺嘌 呤)和T(胸腺嘧啶)的数目相等,G(鸟嘌呤)和C(胞 嘧啶)的数目相等,B正确。 例题4 【答案】A 【解析】在DNA分子中,磷酸与脱氧核糖通过磷酸二 酯键交替连接,形成了DNA的双螺旋 构的基本骨 精英1号 生物 学考笔记 96 架,这是DNA分子稳定性的重要基础。因此,A正 确;DNA的热变性温度是指DNA分子在特定条件 下(如一定浓度的盐溶液中)有一半发生变性(即双 链解开成单链)的温度。这个温度与DNA分子中碱 基对的种类和比例有关,特别是G—C碱基对(三个 氢键)比A—T碱基对(两个氢键)更稳定,所以G— C含量越高,TM 值也越高。因此,T占比越高(意味 着A占比也相应较高,因为 A与T配对),DNA的 热变性温度应该是越低的。所以B错误;DNA分子 中两条链之间的氢键是在DNA复制或转录过程中 自然形成的,不需要酶的催化。而DNA聚合酶主要 是在DNA复制过程中催化脱氧核苷酸之间形成磷 酸二酯键,将单个的脱氧核苷酸连接成DNA链。因 此,C错误;互补的碱基在单链上所占的比例相等, 若一条链的G+C占47%,则另一条链的G+C也占 47%,A+T占1-47%=53%,D错误。 例题5 【答案】C 【解析】制作DNA双螺旋 构模型,应选用脱氧核 糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶,图中4个 核糖错误,应该换成脱氧核糖,尿嘧啶应该换成胸 腺嘧啶,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间氢键数应该换成2 个,胞嘧啶和鸟嘌呤之间氢键数应该换成3个,故 共7处错误,C正确。 例题6 【答案】B 【解析】制作脱氧核苷酸时,磷酸连接在5号碳原子 上,碱基连在1号碳原子上,A正确;制作脱氧核苷 酸链时,相邻脱氧核苷酸之间以磷酸和脱氧核糖相 连,B错误;制作双链DNA时,两条链之间的碱基 A 与T配对,G与C配对,C正确;组成DNA的脱氧核 苷酸有4种,各组DNA模型的碱基序列往往不同, 反映了DNA分子的多样化,D正确。 例题7 【答案】D 【解析】实验中所用同位素15N为稳定性同位素,没有 放射性,故没有涉及放射性检测,D正确。 例题8 【答案】B 【解析】由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl 或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌 DNA离心后在 离心管中的分布位置”可知:本活动运用了同位素示 踪和密度梯度离心技术,A正确;分析图示可知,a管 中的DNA密度 大,表明该管中的大肠杆菌是在 含15NH4Cl的培 养 液 中 培 养 的,B错 误;b管 中 的 DNA密度介于a、c管中的之间,表明该管中的大肠 杆菌的DNA都是15N 14N DNA,C正确;b管 果 可以排除全保留复制,c管 果可以排除弥散复制, 由此说明DNA分子的复制是半保留复制,D正确。 例题9 【答案】B 【解析】大肠杆菌拟核DNA,在含有3H-脱氧核苷培 养液中培养,拟核DNA第一次复制,3H-脱氧核苷掺 入到新合成的DNA链中,两条母链未掺入3H-脱氧 核苷,仅子链单链掺入,故拟核 DNA双链显浅色。 拟核DNA在进行第二次复制时,区域①暂未复制的 区域,仅单链掺入,显浅色。区域②③,DNA两条模 板链中一条有掺入3H-脱氧核苷,另一条无,而新合 成的子链都掺入3H-脱氧核苷。故双链都掺入3H-脱 氧核苷的 DNA 双链区段,显深色;仅单链掺入的 DNA双链区段,显浅色。B项正确。 例题10 【答案】C 【解析】DNA 的 复 制 方 式 为 半 保 留 复 制,原 来2 条15N标记的母链会一直保留,进入2个子代DNA 分子中,而连续分裂2次,DNA会复制2次,共形 成4个子代DNA,故全部子代大肠杆菌拟核DNA 中含15N的DNA分子数占50%,C正确。 例题11 【答案】B 【解析】根据卡伽夫法则,DNA分子中,一条链的 A+T占40%,则另一条链的 A+T也占40%,说 明在整个DNA分子中 A+T占40%,那么C+G 占60%,C、G各占30%,所以在一个DNA分子中 C有60个(200×30%)。DNA的复制方式为半保 留复制,连续复制2次会净增加3个DNA分子,共 需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为180个(3× 60=180),B正确。 【易错辨析】 (1)× 【解析】环状DNA中没有游离的磷酸基团。 (2)× 【解析】DNA一般是双链 构,两条链上互补配对的 碱基是通过氢键连接的,某些 RNA也有局部双链 构, 也含有氢键。DNA单链上相邻碱基通过“脱氧核糖—磷 酸—脱氧核糖”连接,不是以氢键连接。 (3)× 【解析】连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键是 磷酸二酯键,可用限制性内切核酸酶切断或被DNA水解 酶催化水解,可用DNA连接酶连接。 (4)× 【解析】DNA分子中“单链中互补碱基和”所占该链碱 基数比例与“双链中互补碱基和”所占双链总碱基数比例 相等。某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值 互为倒数。 专题梳理15 基因控制蛋白质合成、 表观遗传 【知识梳理】 一、(一)1.遗传效应 遗传物质 特定遗传信息 2.携带遗传信息 表达遗传信息 3.性状 构蛋白 (二)一条链 碱基互补配对 合成RNA mRNA 一定的氨基酸顺序的蛋白质 启动部位 一条链(模板 链) 磷酸二酯 mRNA tRNA 终止密码子 单链RNA (三)1.(1)相互作用 基因与环境 (2)酶的合成 专题梳理14 DNA的结构和特点、DNA复制 57 专题梳理14 DNA的结构和特点、DNA复制 一、遗传信息编码在DNA分子上 (一)双螺旋结构模型揭示了 DNA 分子的 结构 1.结构的提出 时间 科学家 研究成果 1951年 卡伽夫 在多 种 生 物 的 DNA 分 子 中,腺嘌呤和 的含 量相等,鸟嘌呤和 的含量相等 1953年 沃森和克里克 提出了DNA分子的 模型 2.基本单位 3.DNA分子双螺旋结构模型特点 (1)DNA 分子是由 条长链组成 的,这两条长链按 方式盘旋成双 螺旋结构(如下图所示)。其中每条链上的 一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上 的 结合,形成主链的基本骨架,并 排列在主链的 侧,碱基位于主链 侧。 (2)DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是 跟另一条链上的核苷酸碱基 ,由 连接。腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2 个氢键相连,鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢 键相连,即 原则。 (3)在DNA分子中,A(腺嘌呤)和T(胸腺 嘧啶)的数目相等,G(鸟嘌呤)和C(胞嘧 啶)的数目相等,但A+T的量不一定等于 G+C的量,即 。 (二)制作DNA双螺旋结构模型 1.材料用具 选取材料,用不同形状和颜色的材料分别 代 表 、 和 不 同的 。 2.方法步骤 (1)用所选材料制成不同形状、不同大小和 不同颜色的物体,用来代表 、磷酸 和不同的 。 (2)选取作为支架和连接的材料,将代表不 同化合物的物体连接、组装在一起。 (三)碱基排列顺序编码了遗传信息 1.DNA分子多样性:不同的DNA分子由不 同数量的脱氧核苷酸组成, 数目不 同, 也 不 同,表 现 出 DNA 的 多 样性。 2.特异性:每个特定的DNA分子都具有特定 的 ,构成了DNA分子的 特异性。 3.遗传信息:DNA分子中不同的 。 二、DNA通过复制传递遗传信息 (一)DNA通过半保留方式进行复制 1.DNA复制:产生两个跟亲代DNA完全相 同的新DNA分子的过程。以复制方式合 成DNA,使得 在传递过 程中保持不变。 58 2.半保留复制 条件 模板: 原料:游离的4种 能量:由 直接提供 酶:解旋酶、 等 碱基互补配对原则 A—T,G—C 过程 解旋→ →形成子代DNA 分子 特点 边解旋边复制; 复制 结果 1个 DNA 分子→2个子代 DNA 分子 图示 (二)活动:探究DNA的复制过程 1.方法:放射性同位素示踪法和 法。 2.实验过程: (三)DNA复制是遗传物质从亲代向子代传 递的基础 DNA的复制不仅保证了多细胞生物体的每 个体细胞都携带相同的 ,而且生 殖细胞在形成过程中也要进行DNA的复制。 这一复制过程使亲代的 传递给 子代,从而保持了前后代 的连 续性。 1.DNA的结构和特点 2.DNA的复制过程 遗传信息编码在DNA分子上 【例题1】 [2023∙7浙江学考]DNA分子独 特的结构使其能够满足作为遗传物质多样 性、稳定性的要求。某DNA分子结构模型 中的一个片段如图所示。图中表示脱氧核 糖的是 ( ) A.a B.b C.c D.d 专题梳理14 DNA的结构和特点、DNA复制 59 【例题2】 [2020·7浙江学考]某DNA片段 的结构如图所示。下列叙述正确的是( ) A.①表示胞嘧啶 B.②表示腺嘌呤 C.③表示葡萄糖 D.④表示氢键 【例题3】 [2021·1浙江学考]某双链DNA 分子含有A、T、G、C共4种碱基,其中鸟嘌 呤(G)分子数占20%,则胞嘧啶(C)分子数 占 ( ) A.10% B.20% C.30% D.40% 【例题4】 [2024∙6浙江选考]下列关于双 链DNA分子结构的叙述,正确的是( ) A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA 的基本骨架 B.双链DNA中T占比越高,DNA热变性 温度越高 C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶 催化 D.若一条链的G+C占47%,则另一条链 的A+T也占47% 制作DNA双螺旋结构模型 【例题5】 下图表示某同学制作的DNA双 螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错 误有 ( ) A.3处 B.5处 C.7处 D.8处 【例题6】 [2018·6浙江学考]某班级分组 制作DNA双螺旋结构模型时,采用了如下 流程:制作脱氧核苷酸→制作脱氧核苷酸 链→制作双链DNA→螺旋化。下列叙述 错误的是 ( ) A.制作脱氧核苷酸时,将磷酸和碱基连在 脱氧核糖的特定位置 B.制作脱氧核苷酸链时,相邻脱氧核苷酸 的磷酸基团直接相连 C.制作双链DNA时,两条链之间的 A与 T配对、G与C配对 D.各组DNA模型的碱基序列往往不同, 反映了DNA分子的多样化 探究DNA的复制过程 【例题7】 在“探究DNA的复制过程”活动 中,下列技术或操作没有涉及的是 ( ) A.大肠杆菌的培养 B.DNA的提取 C.密度梯度超速离心 D.放射性检测 【例题8】 [2018·4浙江卷]某研究小组进 行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如 图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源 是14NH4Cl或15NH4Cl,a、b、c表示离心管 编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离 心管中的分布位置。下列叙述错误的是 ( ) A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度 离心技术 B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在 含14NH4Cl的培养液中培养的 60 C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的 DNA都是15N 14N DNA D.实验结果说明DNA分子的复制是半保 留复制的 【例题9】 [2024∙1浙江选考]大肠杆菌在 含有3H-脱氧核苷培养液中培养,3H-脱氧 核苷掺入到新合成的DNA链中,经特殊方 法显色,可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷 的DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅 色,未掺入的不显色。掺入培养中,大肠杆 菌拟核DNA第2次复制时,局部示意图如 图。DNA双链区段1、2、3对应的显色情 况可能是 ( ) A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色 C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色 DNA通过复制传递遗传信息 【例题10】 [2021·1浙江学考]大肠杆菌长 期在含15NH4Cl的培养液中生长,然后接 种到不含15N的培养液中培养,连续分裂2 次,全部子代大肠杆菌拟核DNA中含15N 的DNA分子数占 ( ) A.12.5% B.25% C.50% D.100% 【例题11】 [2021·6浙江卷]含有100个碱 基对的1个DNA分子片段,其中一条链的 A+T占40%,它的互补链中G与T分别 占22%和18%,如果连续复制2次,则需 要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为 ( ) A.240个 B.180个 C.114个 D.90个 同位素示踪法:即同位素标记法,包括稳定性 同位素示踪法和放射性同位素示踪法。常用 的 放 射 性 同 位 素:3H、14C、32P、35S、131I、42K 等。常 用 的 稳 定 性 同 位 素:2H、13C、15N、 18O等。 (1)在整个DNA分子中磷酸、脱氧核糖和含 氮碱基三者的数目相等,且游离的磷酸基 团都有2个。 ( ) (2)DNA有氢键,RNA没有氢键,DNA单链 上相邻碱基以氢键相连。 ( ) (3)连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学 键是磷酸二酯键,只可用限制性内切核酸 酶切断,用DNA连接酶连接。 ( ) (4)DNA分子中“单链中互补碱基和”所占该 链碱基数比例与“双链中互补碱基和”所 占双链总碱基数比例相等。某链不互补 碱基之和的比值与其互补链的该比值也 相等。 ( )