第五单元 第2课时 DNA的结构与复制（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（浙科版 浙江、桂（梧州））

第2课时　DNA的结构与复制 课标要求　1.概述DNA分子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。2.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。3.活动：制作DNA分子双螺旋结构模型。 考点一　DNA分子的结构和特点 1．DNA分子的化学组成及结构特点 2．DNA分子的特性和应用 3．DNA碱基互补配对原则的有关计算规律 规律1：互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。 规律2：任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的50%。 规律3：一条链中互补碱基之和等于另一条链中这两种碱基之和。 规律4：若一条链中，＝n，则另一条链中＝n，DNA分子中＝n。即DNA分子中互补碱基对之和之比在任意一条链及整个DNA分子中都相等。 规律5：若一条链中＝K，则另一条链中＝，DNA分子中＝1。即在双链DNA分子中非互补碱基之和之比在两条互补链中互为倒数，整个DNA分子中该比值为1。 4．活动：制作DNA双螺旋结构模型 (1)用不同颜色的卡纸剪成长方形的碱基，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脱氧核糖。 (2)用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接成四种脱氧核苷酸，然后再连接成一条脱氧核苷酸长链，根据碱基互补配对原则，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DNA双螺旋结构模型。 1．(2022·浙江6月选考，13)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是(　　) A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连 C．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 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　C 解析　在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B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，C正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基位于内侧，D错误。 2．(2021·浙江6月选考，14)含有100个碱基对的一个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，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(　　) A．240个 B．180个 C．114个 D．90个 答案　B 解析　一条链的A＋T占40%，则它的互补链中A＋T也占40%，双链中A＋T也占40%。双链中G＋C占60%，G＝C，C＝30%，所以含有100个碱基对的DNA片段中共有60个C。连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(22－1)×60＝180(个)。 3．如图为DNA分子结构模型的部分示意图，下列关于该模型的叙述，错误的是(　　) A．制作“③”和“④”材料的形状、大小和颜色不同 B．模型中碱基的数量遵循卡伽夫法则 C．“②”和“③”组成的结构叫脱氧核苷 D．DNA分子中，若一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则其互补链中该比值为1/a 答案　D 解析　“③”和“④”代表的碱基的种类不同，故材料的形状、大小和颜色不同，A正确；DNA分子中，若一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则其互补链中该比值也为a，D错误。 4．下列关于DNA分子的特性的说法，正确的是(　　) A．DNA分子中的值越小，该分子结构稳定性越低 B．相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同 C．组成DNA的碱基排列在内侧，互补链间的碱基配对有一定的规律性 D．人体内控制β-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种 答案　C 解析　由于A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，所以DNA分子中的值越大，该分子结构稳定性越低，A错误；相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子中碱基排列顺序不一定相同，因此它们所携带的遗传信息不一定相同，B错误；组成DNA的碱基排列在内侧，互补链间的碱基配对有一定的规律性，即遵循碱基互补配对原则(A与T配对，C与G配对)，C正确；β-珠蛋白基因中碱基对的排列顺序是特定的，D错误。 方法步骤　解答有关碱基计算题的“三步曲” 考点二　基因的本质及DNA的复制 1．基因的本质和DNA的功能 (1)基因的概念及内含 (2)DNA具有携带遗传信息和表达遗传信息的双重功能 ①携带遗传信息：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。 ②传递遗传信息：以自身为模板，以半保留方式进行复制，保持遗传信息的稳定性。 ③表达遗传信息：DNA能根据它所存储的遗传信息决定蛋白质的结构。 2．DNA的复制 3．活动：探究DNA的复制过程 (1)方法：同位素示踪技术和密度梯度超速离心技术。 (2)实验材料：大肠杆菌。 (3)实验原理 离心后的条带15N//15N的双链DNA、14N//14N的双链DNA、15N//14N的双链DNA分别分布于离心管的下部、上部、中部。 (4)实验过程 (5)实验结论 DNA的复制是以半保留的方式进行的。 4．DNA分子连续复制两次图像及解读 5．DNA复制的相关计算 如果用15N标记DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次。结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题： (1)复制n次后，DNA分子总数、含有15N的DNA分子数、DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是2n、2、2n、(2n－2)个。 (2)复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是2n＋1、2、(2n＋1－2)条。 (3)设亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则： ①经过n次复制，共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸m·(2n－1)个。 ②在第n次复制时，需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸m·2n－1个。 5．(2024·浙江舟山中学高三模拟)将细菌放在含15N的培养基中培养一段时间后，获得亲代细菌，然后放在含14N的培养基培养到子一代和子二代。在每代取等量的细菌破碎，提取DNA离心，然后在紫外光下看到的DNA沉降带结果如图所示。下列针对实验结果的分析，正确的是(　　) A．亲代→子一代的结果即可说明DNA复制方式为半保留复制 B．可用噬菌体代替细菌进行上述实验，且提取DNA更方便 C．若用DNA酶处理子一代DNA后离心，沉降带仍为中间带 D．子二代只含14N的DNA分子占全部DNA分子的1/2 答案　D 解析　亲代→子一代的DNA沉降带结果不能说明DNA复制方式为半保留复制，也可能是分散复制，A错误；噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能在培养基中培养，所以不可用噬菌体代替细菌进行上述实验，B错误；若用DNA酶处理子一代DNA后离心，则DNA分子被水解为核苷酸，因而没有沉降带，C错误；子二代DNA沉降带结果一半为14N－14N－DNA，一半为15N－14N－DNA，D正确。 6．(2024·杭州高三联考)复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时，形成的复制泡的示意图，图中箭头表示子链延伸方向。下列叙述错误的是(　　) A．图1过程发生在分裂间期，以脱氧核苷酸为原料 B．图1显示DNA上有多个复制起点，可加快复制速率 C．图2中a端和b端分别是模板链的3′端和5′端 D．DNA复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶和DNA连接酶 答案　C 解析　图1表示DNA复制的照片，所以图1过程发生在分裂间期，以脱氧核苷酸为原料，A正确；由图1可知，真核细胞为多起点复制，DNA的复制速率较快，B正确；子链是从5′端向3′端延伸，且与模板链是反向平行关系，因此，根据子链的延伸方向，可以判断图中a处是模板链的5′端，b处是模板链的3′端，C错误；DNA复制时，解旋酶作用于氢键，两条螺旋的双链解开，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的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，在这个过程中还需要DNA连接酶连接新形成的子链片段，D正确。 7．(2024·浙江慈溪中学高三质检)将含有六对同源染色体，且DNA分子都已用3H标记的一个精原细胞，移入普通培养液(不含放射性元素)中，让细胞进行分裂。根据图示判断该细胞中染色体的标记情况，正确的是(　　) A．若进行减数分裂，则产生的4个精子中的染色体半数有3H B．若进行减数分裂，则某个时期的初级精母细胞中有6个a,6个b C．若进行有丝分裂，则处于第二次有丝分裂中期时有6个b,6个c D．若进行有丝分裂，则处于第三次分裂中期时b＋c＝12，但b和c各自的数目不确定 答案　D 解析　若进行减数分裂，精原细胞只复制一次，由于DNA分子进行半保留复制，所有DNA分子复制后都是一条链含有3H标记，一条链不含3H标记，所有染色体都含有3H标记，则产生的4个精子中全部的染色体有3H，A错误；若进行减数分裂，所有染色体都含有3H标记，则某个时期的初级精母细胞中有12个a，B错误；在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中仅有1条链被标记，故第二次有丝分裂中期时，每条染色体的2条染色单体中仅有1条染色单体具有放射性，则处于第二次有丝分裂中期时有12个b，C错误；由于第二次有丝分裂后期时两条子染色体随机移向细胞的两极，因此第二次有丝分裂结束后产生的子细胞中具有放射性的染色体的数目不确定，可能是0条，最多可能是12条；该细胞再经过染色体的复制，染色体可能有两种情况，即图b和图c，但是不能确定b、c各自确切的数目，而细胞中的染色体数目肯定是12条，即b＋c＝12，D正确。 方法规律　有丝分裂中子染色体标记情况分析 (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)： 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．(2023·山东，5)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5′端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是(　　) A．据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象 B．甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等 C．丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等 D．②延伸方向为5′端至3′端，其模板链3′端指向解旋方向 答案　D 解析　据图分析，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，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，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①时，①的5′端指向解旋方向，则另一条母链合成子链②时，②的延伸方向为5′端至3′端，其模板链5′端指向解旋方向，D错误。 2．(2022·海南，11)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(图2)。 下列有关叙述正确的是(　　) A．第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制 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 C．结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制 D．若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带 答案　D 解析　第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能肯定是半保留复制或分散复制，继续做子二代DNA密度鉴定，若子二代可以分出一条中带和一条轻带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，A、B、C错误；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA有两条链均为14N，或一条链为14N一条链为15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。 3．(2022·广东，12)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是(　　) A．单链序列脱氧核苷酸数量相等 B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C．单链序列的碱基能够互补配对 D．自连环化后两条单链方向相同 答案　C 解析　单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线性DNA分子两端能够相连，A、B错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。 4．(2021·北京，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是(　　) A．DNA复制后A约占32% B．DNA中C约占18% C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1 D．RNA中U约占32% 答案　D 解析　DNA分子进行半保留复制，复制时遵循A—T、G—C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。 5．(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3H B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H C．每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H D．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 答案　A 解析　第二次分裂中期时，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。 课时精练 一、选择题 1．(2024·杭州第二中学高三模拟)某同学制作了6个碱基对的规则的DNA双螺旋结构模型。下列叙述错误的是(　　) A．若含3个A—T碱基对，则需要的连接物共49个 B．若含3个C—G碱基对，代表4种碱基的材料数量相等 C．磷酸基团和含氮碱基交替连接排列在主链的外侧 D．搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖 答案　C 解析　一分子脱氧核苷酸中磷酸与脱氧核糖之间需要通过一个连接物相连，同时相邻核苷酸之间还需要一个连接物将相邻核苷酸连接形成链状，因此搭建6个碱基对的DNA结构模型，需要磷酸与脱氧核糖的连接物为(6×2－1)×2＝22(个)；由于含有3个A—T碱基对，说明也含有3个C—G碱基对，则需要碱基对之间的连接物为3×2＋3×3＝15(个)；需要碱基与脱氧核糖的连接物为12个，因此，共需要的连接物为22＋15＋12＝49(个)，A正确；若含3个C—G碱基对，说明也含有3个A—T碱基对，则代表4种碱基的材料数量相等，都是3个，B正确；DNA双螺旋结构模型中，磷酸基团和脱氧核糖交替连接排列在主链的外侧，形成基本骨架，C错误；由于一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成，所以搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖，D正确。 2．(2024·宁波高三模拟)某同学制作的DNA分子双螺旋结构模型的一部分如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．①和②共同构成鸟嘌呤脱氧核苷酸 B．②和磷酸基团交替连接构成DNA的基本骨架 C．DNA复制和翻译过程中都有③的断裂与形成 D．若制作的模型中有20个②，α链中A＋T为6个，则模型中G为4个 答案　A 解析　①连接3个氢键，又是双环结构，确定①为鸟嘌呤，鸟嘌呤和脱氧核糖共同构成鸟嘌呤脱氧核苷，A错误；DNA的基本骨架由脱氧核糖和磷酸基团交替连接而成，B正确；DNA复制过程有DNA之间氢键的断裂(解旋)和形成(重新形成双螺旋结构)，翻译过程中有RNA之间氢键的形成和断裂，C正确；α链A＋T数量与β链A＋T数量相等，都为6个，则两条链中C＋G＝8个，则C＝G＝4个，D正确。 3．(2024·嘉兴高三联考)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关，下列关于生物体内的双链DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，错误的是(　　) A．前一比值越小，该双链DNA分子稳定性越高 B．前一个比值在DNA单链和其双链中比值相等 C．后一比值在DNA两条单链中呈倒数关系 D．碱基序列不同的DNA分子，后一比值不同 答案　D 解析　DNA分子中，C和G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，则C与G的含量越高，DNA稳定性越高，因此，(A＋T)/(G＋C)比值越小，C与G的含量越高，双链DNA分子的稳定性越高，A正确；双链DNA分子的一条单链中(A＋T)与(G＋C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值，B正确；双链DNA分子的一条单链中(A＋C)/(G＋T)与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，C正确；在双链DNA分子中，A＝T，C＝G，故碱基序列不同的DNA分子，(A＋C)/(G＋T)都等于1，D错误。 4．用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如表所示。下列说法正确的是(　　) 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分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，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对A—T碱基对，2对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中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，C错误；这些卡片可形成2对A—T碱基对，2对C—G碱基对，且碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数少于44种，D错误。 5．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(　　) A．32.9%和17.1% B．31.3%和18.7% C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9% 答案　B 解析　由题中DNA分子中，G＋C＝35.8%可推知，一条链中G＋C＝35.8%，又由其中一条链的C＝17.1%、T＝32.9%可推知，这一条链中G＝18.7%，A＝31.3%，根据碱基互补配对原则，可推知其互补链中，T＝31.3%，C＝18.7%。 6．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 D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链 答案　A 解析　子链延伸时沿5′→3′合成，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。 阅读下列材料，完成第7、8小题。 关于DNA分子的复制方式曾有三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用密度梯度离心、DNA紫外光吸收光谱等方法对此进行研究，实验基本操作及结果如图： 注：大肠杆菌约20分钟繁殖一代；紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多；在培养到6、13、20分钟时，分别取样，提取大肠杆菌DNA，经密度梯度离心后，测定紫外光吸收光谱，结果如图2中b、c、d所示。 7．下列关于实验过程的相关叙述，错误的是(　　) A．培养液中的氮元素主要是用于合成四种脱氧核苷酸 B．实验过程中需要提取亲代DNA分子，用于对照 C．实验过程中密度梯度离心的速度不会影响实验结果 D．本实验不可以通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式 答案　C 解析　NH4Cl培养液中的氮元素主要是用于合成四种脱氧核苷酸，A正确；实验过程中需要提取亲代DNA分子，用于与子代DNA对照，B正确；实验过程中密度梯度离心的速度会影响实验结果，因此要控制适宜离心速度，C错误；14N和15N是氮元素的两种稳定同位素，不含放射性，因此本实验不能通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式，D正确。 8．本实验延长至40分钟，预期实验结果正确的是(　　) A．若为全保留复制，则峰值个数为2，一个峰值出现在P点位置，另一个出现在Q点位置 B．若为半保留复制，则峰值个数为2，一个峰值出现在Q点位置，另一个出现在Q点上方位置 C．若为分散复制，则峰值多个，均出现在Q点位置上方 D．若将实验产物加热至100 ℃后再离心，无论是哪种复制方式，每个峰值均等大 答案　B 解析　由于紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多，因此0分钟时DNA主要在P点位置，6分钟时DNA主要在PQ点位置之间，13分钟时DNA主要在Q点位置，20分钟时DNA全在Q点位置。大肠杆菌约20分钟繁殖一代，本实验延长至40分钟，则复制了两代，若DNA的复制方式为全保留复制，则40分钟后(DNA复制两代)会出现15N－15N－DNA和14N－14N－DNA两种数量相等的DNA分子，显示出的紫外光吸收光谱即为2个峰值，一个峰值15N－15N－DNA出现在P点的位置，另一个14N－14N－DNA峰值出现在Q点(15N－14N－DNA)上方，A错误；若为半保留复制，则40分钟后(DNA复制两代)会出现15N－14N－DNA和14N－14N－DNA两种数量相等的DNA分子，出现峰值个数为2，一个峰值出现在Q点位置，另一个出现在Q点上方位置，B正确；若为分散复制，则峰值只有1个，出现在Q点位置，C错误；若将实验产物加热至100 ℃后再离心，则得到DNA单链，全保留和半保留每个峰值均等大，但与分散复制峰值不同，D错误。 9．(2023·衢州高三质检)已知碱基类似物5-溴尿嘧啶(5-BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A－T转变为A－5-BU，要使该位点由A－5-BU转变为G－C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是(　　) A．1 B．2 C．3 D．4 答案　B 解析　根据题意可知，5-BU可以与A配对，又可以和G配对，由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A－T转变为A－5-BU，由DNA的半保留复制可知，复制一次会得到G－5-BU，复制第二次时会得到G－C，所以至少需要经过2次复制后，才能实现该位点由A－5-BU转变为G－C，B正确。 10．(2023·舟山高三调研)一个用15N标记的DNA分子片段中含有50个碱基对，其中一条链中T＋A占40%。若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复制3次，下列相关叙述正确的是(　　) A．该DNA分子的另一条链中T＋A占60% B．该DNA分子中含有碱基A的数目为40个 C．该DNA分子第3次复制时需要消耗120个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸 D．经3次复制后，子代DNA分子中含14N的DNA单链占全部DNA单链的比例为1/8 答案　C 解析　在双链DNA分子中，两条链中A＋T或C＋G所占比例相等，故该DNA分子的另一条链中T＋A也占40%，A错误；整个DNA分子中A＝T，因此该DNA分子中含有的碱基A的数目为50×2×40%×1/2＝20(个)，B错误；该DNA分子中所含碱基G的数目为(50×2－20×2)×1/2＝30(个)，故第3次复制时，需要消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为30×23－1＝120(个)，C正确；经过3次复制后共有8个DNA分子，子代DNA分子中含有14N的DNA单链占全部DNA单链的比例为(8×2－2)/(8×2)＝7/8，D错误。 11．(2024·台州第一中学高三模拟)用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养并使其进行细胞分裂，使其连续分裂两次。下列叙述错误的是(　　) A．在第一次有丝分裂的中期，所有的染色单体都含有32P B．在第二次有丝分裂的后期，每个细胞中的染色体总数和被32P标记的染色体数分别是40、20 C．连续分裂两次结束后，每个细胞中被32P标记的染色体数为0或20 D．若以荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上相应的DNA片段结合，一个细胞内最多会出现4个荧光点(如图) 答案　C 解析　在第一次有丝分裂的间期，DNA半保留复制后，使每个DNA的一条链有32P，所以在有丝分裂中期，所有的染色单体含有32P，A正确；在第一次有丝分裂结束进入第二次有丝分裂的DNA半保留复制，细胞内的每条染色体中，一条染色单体不含32P，一条染色单体含有32P，在第二次有丝分裂的后期，着丝粒分裂，每个细胞中的染色体总数为40，被32P标记的染色体数为20，B正确；连续分裂两次结束后，每个细胞中被32P标记的染色体数为0～20之间都有可能，C错误；玉米为二倍体生物，若为纯合子，在有丝分裂过程经复制后，若用荧光标记的特异DNA片段为荧光探针，与染色单体上相应的DNA片段结合，一个染色单体上有一个荧光点，最多会出现4个荧光点，D正确。 12．(2024·金华高三联考)在DNA复制时，BrdU(5-溴尿嘧啶脱氧核苷)可作为原料之一，掺入新合成的子链。用姬姆萨(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，不同时间取材制作成临时装片，染色观察分生区细胞M期染色体的着色情况。下列推测正确的是(　　) A．装片制作过程中需使用龙胆紫进行染色，便于实验结果的观察 B．经过多个细胞周期后，还能观察到细胞中存在深蓝色的染色体 C．若细胞一半染色单体为浅蓝色，说明该细胞必处于第二个细胞周期 D．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 答案　B 解析　本实验用姬姆萨(Giemsa)染料对染色体进行染色，A错误；由于DNA进行半保留复制，无论复制几次，始终会有DNA分子一条单链不含BrdU，染色呈深蓝色，B正确；若细胞一半染色单体为浅蓝色，说明该细胞最可能处于第二个细胞周期，只要第二个周期深蓝色染色体移向同一极，第三个周期及以后的周期都有小概率出现一半染色单体为浅蓝色，C错误；第三个细胞周期的细胞中染色单体着色是随机的，所以不一定是1/4，D错误。 二、非选择题 13．图甲中DNA分子有a和d两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示。结合所学知识，回答下列问题： 　 (1)从图甲可看出DNA的复制方式是_______________________________________________。 (2)图甲中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则A是________酶，B是______________酶。 (3)图甲过程在绿色植物根尖分生区细胞中进行的场所有________________。 (4)图乙中⑦是______________________________(填中文名称)；⑩是__________________；DNA分子两条链上的碱基通过____________连接成碱基对，并且遵循______________原则。 (5)若图乙中亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则该DNA分子经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的_____________________________________。 答案　(1)半保留复制　(2)解旋　DNA聚合 (3)细胞核、线粒体　(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸　脱氧核苷酸链　氢键　碱基互补配对　(5)1/2 14．在正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖，必须从培养基中摄取。为验证DNA分子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)实验目的：验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。 (2)实验材料：突变细胞系、基础培养基、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。 (3)实验原理 DNA主要分布在__________，其基本组成单位是____________；RNA主要分布在_________，其基本组成单位是____________________。 (4)实验步骤 第一步：编号。取基本培养基两个，编号为甲、乙。 第二步：设置对比实验。在培养基甲中加入适量的核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸；在培养基乙中加入等量的_______________________________________________________________。 第三步：培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，放到________________培养一段时间，让细胞增殖。 第四步：观察。分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测观察_______________________________________________________________________________。 (5)预期结果 ①培养基甲中___________________________________________________________________； ②培养基乙中___________________________________________________________________。 (6)实验结论：___________________________________________________________________。 答案　(3)细胞核　脱氧核苷酸　细胞质　核糖核苷酸　(4)第二步：14C—核糖核苷酸和脱氧核苷酸 第三步：适宜的相同环境中　第四步：细胞核和细胞质的放射性强弱　(5)①细胞的放射性部位主要在细胞核　②细胞的放射性部位主要在细胞质　(6)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸 谢谢！ 学科网（北京）股份有限公司 $