专题06 DNA的结构、DNA复制（期中真题汇编，福建专用）高一生物下学期

专题06 DNA的结构、DNA复制 5大高频考点概览 考点01 DNA的结构 考点02 DNA复制的过程 考点03 DNA复制的计算 地 城 考点01 DNA的结构 一、单选题 1．(24-25高一下·福建福州九校联盟·期中)下列有关科学史的叙述中正确的是（    ） A．“基因位于染色体上，染色体是基因的载体”可作为萨顿假说的依据 B．萨顿通过观察蝗虫细胞的染色体变化规律，证明了基因在染色体上 C．沃森和克里克运用概念模型构建法和X射线衍射技术提出DNA双螺旋结构模型 D．梅塞尔森和斯塔尔探究DNA的复制方式，运用了假说—演绎法、同位素标记技术 2．(24-25高一下·福建三明五县联盟·期中)如图1为富兰克林拍摄的DNA衍射图谱，图2为基于其研究结果建立的DNA双螺旋结构模型简图。下列关于双链DNA结构的叙述，正确的是（　　） A．DNA中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 B．根据DNA衍射图谱，沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构 C．沃森和克里克最先发现腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量 D．双螺旋模型中由于碱基对的不同，不同区段DNA分子的直径也不同 3．(24-25高一下·福建福州九校联盟·期中)在DNA分子模型的构建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基（C有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为（    ） A．78 B．82 C．84 D．86 4．(24-25高一下·福建泉州三校·期中)一个双链被31P 标记的 DNA 片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的 15%，将其置于含32p的环境中复制3次。下列叙述错误的是（    ） A．该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是70个 B．该DNA片段的一条链中，碱基A与T之和占该链的比值为30% C．复制3次后，子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1：4 D．第三次复制过程需要280个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 5．(24-25高一下·福建龙岩一级校联盟·期中)某生物兴趣学习小组在“制作DNA双螺旋结构模型”活动前，准备了如表所示材料及相关连接物若干，充分利用相关材料，最后成功搭建出了一个完整的DNA分子模型。下列关于他们构建的DNA模型的叙述，错误的是（    ） 500个 500个 110个 110个 120个 120个 A．该模型中含有440个脱氧核苷酸 B．该模型中嘌呤总数和嘧啶总数之比是1：1 C．该模型中需要代表碱基对之间的氢键的连接物550个 D．该模型为理论上能搭建出的4220种不同DNA分子模型之一 6．(24-25高一下·福建福州台江区九校·期中)甲图为DNA分子部分相关过程示意图，乙图为甲图某一片段放大后的结构示意图，有关叙述错误的是（　　） A．酶B能利用细胞中游离的脱氧核苷酸合成脱氧核苷酸链 B．酶A能催化解开双链，断开磷酸二酯键 C．DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成 D．乙图中8处与DNA的稳定性有关 7．(24-25高一下·福建福州鼓楼区福建福州第三中学·期中)1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型，两位科学家于1962年获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于DNA分子双螺旋结构特点的叙述中，错误的是（    ） A．碱基对构成DNA分子的基本骨架 B．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 C．DNA分子由两条反向平行的链组成 D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 二、非选择题 8．(24-25高一下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)在真核生物中，DNA的复制是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。真核生物DNA的结构及发生的相关复制过程分别如图1、图2所示。回答下列问题： (1)图1中④的中文名称是______。若图1中DNA分子含有100个碱基，将该DNA分子放在含有用³²P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次，则子代的一个DNA分子的相对分子质量比原来增加______。 (2)据图2分析，酶①的作用是______，其作用于图1中的______（填序号）。 (3)图2所示生理过程一般能准确进行，其原因是____________，该过程中DNA分子进行复制产生了c、d两条子链，这两条DNA子链的碱基序列是______（填“互补”或“相同”）的，理由是____________。 9．(24-25高一下·福建福州台江区九校·期中)下图为真核细胞一段DNA空间结构和平面结构的示意图，回答下列问题： (1)沃森和克里克通过构建_________模型的方法，并通过富兰克林和威尔金斯的DNA衍射图谱等，推算出DNA分子是由两条单链组成，这两条链按_________方式盘旋成________结构。 (2)图中1代表的是________，与2互补配对的碱基是________（填中文名称），图中构成DNA基本单位的是________（填编号）。 (3)若该细胞为洋葱根尖分生区细胞，DNA复制的场所是________，复制过程中用到的酶有________,复制的方式是________。DNA通过复制，将遗传信息从亲代传递给子代，而遗传信息蕴藏在________之中。 地 城 考点02 DNA复制的过程 一、单选题 1．(24-25高一下·福建龙岩一级校联盟·期中)细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基都含有15N，然后移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA离心，下图①~⑤为可能的结果。根据DNA半保留复制的特点，下列叙述正确的是（    ） A．第二次分裂的子代DNA应为图② B．该实验利用放射性同位素标记法和差速离心法 C．第三次分裂的子代DNA中含14N的DNA比例为3/4 D．本实验可作为对DNA复制方式假设的验证 2．(24-25高一下·福建福州九校联盟·期中)研究人员将1个含14N/14N -DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24h提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现种条带（如图）。下列说法正确的是（    ） A．由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为4h B．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式 C．解开DNA双螺旋的实质是破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 D．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带 3．(24-25高一下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)科学的研究方法是科学研究中的重要部分，假说——演绎法肯定了理性和演绎在科学中的作用。下列有关分析错误的是（    ） A．假说是通过推理和想象提出的，能对已有实验现象作出合理解释 B．孟德尔设计并完成了测交实验，属于假说——演绎法中的验证过程 C．摩尔根利用“F₁红眼♀×白眼♂”实验验证了白眼基因在X染色体上 D．梅塞尔森等利用假说一演绎法证明了DNA的半保留复制 4．(24-25高一下·广东部分学校·期中)科学家将15N标记的大肠杆菌置于含14NH4Cl的培养基中培养若干代，提取DNA进行离心处理，结果如图所示，已知15N/15N-DNA离心后为重带，15N/14N-DNA离心后为中带，14N/14N-DNA离心后为轻带。据图分析，出现图中结果的大肠杆菌至少需要培养（    ） A．一代 B．二代 C．三代 D．四代 5．(24-25高一下·福建泉州三校·期中)DNA片段经2次复制后得到4个片段、、、，下列有关叙述正确的是（    ） A．两次复制都正常 B．可能是第一次复制时1条子链上的一个碱基配对错误，其余正常 C．可能是第一次复制时2条子链上的各一个碱基配对错误，其余正常 D．可能是第二次复制时1条子链上的一个碱基错误配对，其余正常 二、非选择题 6．(24-25高一下·福建福州联盟校·期中)美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔在研究DNA分子的复制方式时，以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验。已知培养用的细菌大约每20min分裂一次，实验结果如图所示。回答下列问题： (1)该实验在破碎子一代细菌细胞提取DNA之前应先将亲代细菌的DNA进行离心处理，离心的结果是试管中______。设置该步骤的目的是_____。 (2)若结果A对应图甲，则可以排除DNA是_____复制。如果结果A、B、C都与图丙相同，据此可判断DNA分子的复制方式________（填“是”或“不是”）半保留复制。 (3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要______（答两点）等条件。______为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 (4)理论上结果C中含15N的DNA分子所占比例为_______。 7．(24-25高一下·福建安溪一中、养正中学、惠安一中、泉州实验中学·期中)关于DNA分子的复制方式主要有两种假说，如图1所示。科学家运用同位素标记、密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。请回答问题： (1)研究者将大肠杆菌在含有14NH4Cl的培养液中培养一段时间，使大肠杆菌繁殖多代（大肠杆菌约20分钟繁殖一代）。培养液中的N可被大肠杆菌用于合成______，进一步作为DNA复制的原料。 (2)从上述培养液中取部分菌液，提取大肠杆菌DNA（图2A）。经密度梯度离心后，测定溶液的紫外光吸收光谱（注：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），结果如图3a所示，峰值出现在离心管的P处。此时大肠杆菌内DNA分子两条链被15N标记的情况是______。该步骤的目的是______。 (3)将图2A中的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中继续培养（图2B）。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3中b、c、d所示。 ①若全保留复制这一假说成立，则20分钟时紫外光吸收光谱的峰值个数及峰值的位置与点P的关系为______。 A．峰值个数为1，峰值出现在P点的位置 B．峰值个数为2，一个峰值出现在P点的位置，另一个峰值出现在Q点上方 C．峰值个数为1，峰值出现在Q点的位置 D．峰值个数为2，一个峰值出现在P点的位置，另一个峰值出现在Q点的位置 ②经过分析，现有实验结果支持半保留复制假说。 ③根据半保留复制，40分钟时测定的DNA紫外吸收光谱预期有______个峰值，峰值的位置______。 8．(20-21高一下·福建厦门·期末)科学家曾对DNA复制的方式揭出全保留复制、半保留复制和分散复制（分散复制是指复制后的DNA的两条链都包含亲代的片段与新合成的片段）三种假说，如下图所示。 研究人员应用同位素标记和密度梯度离心等方法进行了以下研究。 （1）实验一：提取15N/15N-DNA与14N/14N-DNA，混合后在100℃条件下进行热变性处理，使DNA分子_________之间的氢键断裂，形成DNA单链，然后进行密度梯度离心，并测定离心管中DNA单链含量，实验结果如下图中a、b所示。 （2）实验二：将含15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA（F1DNA），热变性后按与实验一相同的方法处理，得到的两个条带对应的峰值如图中c所示。 ①根据图中信息，能否判断DNA的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”?_________（填“能”或“不能”），原因是_________。 ②若对F1DNA不做热变性处理，直接进行密度梯度离心，则离心管中只出现一个条带，据此结果可排除_________复制。 ③图中b、c的14N-DNA、15N-DNA单链含量峰值对应离心管中的位置相同，据此结果可排除_________复制。 （3）实验三：将含15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，培养60min后提取子代大肠杆菌的DNA，热变性后按与实验一相同的方法处理，14N-DNA、15N-DNA单链含量峰值之比约为7：1，则大肠杆菌的分裂周期约为_________min。 【点睛】本题考查DNA复制的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力，属于中档题。 地 城 考点03 DNA复制的计算 一、单选题 1．(24-25高一下·福建泉州三校·期中)一个双链被31P 标记的 DNA 片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的 15%，将其置于含32p的环境中复制3次。下列叙述错误的是（    ） A．该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是70个 B．该DNA片段的一条链中，碱基A与T之和占该链的比值为30% C．复制3次后，子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1：4 D．第三次复制过程需要280个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 2．(24-25高一下·福建安溪一中、养正中学、惠安一中、泉州实验中学·期中)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5000对碱基，A+T占碱基总数的34%。若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是（　　） A．复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶 B．④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸 C．复制后产生的子代DNA中均含2个游离的磷酸基团 D．子代中含15N的DNA分子占1/2 3．(24-25高一下·福建三明第一中学·期中)下图所示DNA分子片段中一条链含15N，另一条链含14N。该DNA分子中有碱基500对，其中A占碱基总数的20%。下列有关说法错误的是（    ） A．解旋酶可作用于③ B．②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 C．该DNA复制三次需要消耗1400个胞嘧啶 D．把此DNA放在含14N的培养液中复制三代，子代中含15N的DNA占1/8 4．(23-24高一下·福建福州六校联考·期中)如图为细胞核内无放射性DNA分子局部结构示意图，该DNA中A占全部碱基的35%，下列说法不正确的是 （　　）    A．该DNA分子中胞嘧啶占全部碱基的15% B．该DNA分子两条反向平行链可以形成双螺旋结构 C．该DNA分子置于15N培养液中复制3次后，不含15N的脱氧核苷酸链占1/8 D．在无变异条件下，该DNA分子中碱基（C+G）/（A+T）比值为1 二、非选择题 5．(24-25高一下·福建福州第一中学·期中)某DNA分子的局部结构如图甲，该DNA复制的部分过程如图乙。请据图回答问题： (1)写出甲图中序号代表的结构的中文名称：：①______；②______。 (2)若该DNA分子中，G占碱基总数的38%，其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%，那么另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为________；若该DNA分子共有含氮碱基1600个，其中一条单链上（A+T）：（C+G）=3：5，则该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是____个。 (3)从图乙可看出，DNA复制的特点是____，通过____原则保证了复制能够准确进行。 (4)将某雄性哺乳动物细胞（染色体数为20）一对同源染色体上的全部DNA分子用32P标记后，置于不含32P的培养基中培养，若让该细胞只完成一次完整的减数分裂过程，则含有32P的子细胞数为____个；若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程，则含有32P的子细胞数为____个。 6．(24-25高一下·福建福州九校联盟·期中)沃森和克里克的发现标志着生物学研究进入了分子层次。如图为真核生物DNA的结构（图甲）及发生的相关生理过程（图乙），请据图回答下列问题： (1)DNA分子的空间结构呈_____________结构；甲图中一条脱氧核苷酸链上的相邻碱基之间通过_____________相连（用文字表述）。 (2)保证DNA分子复制精确无误的关键是_____________。若用1个含32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，培养一段时间后共释放出300个子代噬菌体，则其中含有32P标记的噬菌体所占的比例是_____________。 (3)若图甲中的亲代DNA分子含有2000个碱基，将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次，则每个子代DNA分子的相对分子质量比原来增加_____________。图乙表示真核生物DNA的复制过程局部示意图，请据图推测提高复制效率的方式：__________________。 7．(24-25高一下·福建龙岩一级校联盟·期中)当科学家调查生活在隐蔽环境中的大熊猫种群数量时，可通过分析粪便中的微卫星DNA分子标记从而确定来自不同大熊猫个体。微卫星DNA分子标记是广泛分布于真核生物基因中的序列。图甲是某只大熊猫DNA的局部结构图，该DNA复制的部分过程如图乙。请据图回答问题： (1)甲图中序号②代表的结构名称是______。DNA复制时催化合成图甲中⑥的酶是______。图乙中rep蛋白的作用是______。 (2)从图乙可看出，该DNA复制的特点是______，DNA独特的______为复制提供精确的模板，通过______原则保证了复制能够准确进行。 (3)科学家是依据通过微卫星DNA分子标记的______差异，从而确定来自不同大熊猫个体。 (4)将大熊猫一个精原细胞中的染色体上的全部DNA分子用32P标记后，置于不含32P的培养基中培养，若让该细胞只完成一次完整的减数分裂过程，则含有32P的子细胞数为______个；若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程，则含有32P的子细胞数为______个。 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 DNA的结构、DNA复制 5大高频考点概览 考点01 DNA的结构 考点02 DNA复制的过程 考点03 DNA复制的计算 地 城 考点01 DNA的结构 一、单选题 1．(24-25高一下·福建福州九校联盟·期中)下列有关科学史的叙述中正确的是（    ） A．“基因位于染色体上，染色体是基因的载体”可作为萨顿假说的依据 B．萨顿通过观察蝗虫细胞的染色体变化规律，证明了基因在染色体上 C．沃森和克里克运用概念模型构建法和X射线衍射技术提出DNA双螺旋结构模型 D．梅塞尔森和斯塔尔探究DNA的复制方式，运用了假说—演绎法、同位素标记技术 【答案】D 【分析】遗传学中的科学的研究方法： 1、假说-演绎法：在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。例如孟德尔的豌豆杂交实验、摩尔根研究的伴性遗传等。 2、类比推理法：类比推理指是根据两个或两类对象在某些属性上相同，推断出它们在另外的属性上（这一属性已为类比的一个对象所具有，另一个类比的对象那里尚未发现）也相同的一种推理。萨顿的假说“基因在染色体上”运用了类比推理法。 3、模型构建法：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具体的实物或其它形象化的手段，有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观的表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。 4、放射性同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质运行和变化的规律，例如噬菌体侵染细菌的实验。 【详解】A、“基因位于染色体上，染色体是基因的载体”这是萨顿假说的内容，而非依据。萨顿是通过类比推理，将基因和染色体的行为进行类比提出假说的，A错误； B、萨顿通过类比推理提出基因在染色体上的假说，摩尔根通过观察果蝇眼色的遗传实验，运用假说 - 演绎法证明了基因在染色体上，并非萨顿通过观察蝗虫细胞的染色体变化规律证明的，B错误； C、沃森和克里克运用构建物理模型的方法（以富兰克林和威尔金斯提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础）提出了DNA双螺旋结构模型，并不是概念模型构建法和X射线衍射技术提出的，C错误； D、梅塞尔森和斯塔尔探究DNA的复制方式时，运用了假说 - 演绎法，先提出假说然后通过实验验证；同时运用了同位素标记技术（用15N标记亲代DNA的两条链等）来区分亲代和子代的DNA，D正确。 故选D。 2．(24-25高一下·福建三明五县联盟·期中)如图1为富兰克林拍摄的DNA衍射图谱，图2为基于其研究结果建立的DNA双螺旋结构模型简图。下列关于双链DNA结构的叙述，正确的是（　　） A．DNA中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 B．根据DNA衍射图谱，沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构 C．沃森和克里克最先发现腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量 D．双螺旋模型中由于碱基对的不同，不同区段DNA分子的直径也不同 【答案】B 【详解】A、DNA双链外侧的脱氧核糖和磷酸交替连接形成的长链排列在外侧，构成DNA的基本骨架，A错误； B、沃森和克里克见到了维尔金斯和富兰克林拍摄的、非常清晰的X射线衍射照片，他们根据衍射图像的交叉现象，沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构，B正确； C、查可夫先于沃森和克里克发现腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，C错误； D、双螺旋模型由于碱基对A-T与C-G具有相同的形状和直径，不同区段DNA分子的直径相同，D错误。 故选B。 3．(24-25高一下·福建福州九校联盟·期中)在DNA分子模型的构建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基（C有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为（    ） A．78 B．82 C．84 D．86 【答案】C 【分析】DNA分子双螺旋结构的主要特点：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。 【详解】用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体，构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉；将两个基本单位连在一起需要一个订书钉，若搭建含10对碱基组成的DNA双链片段，需要将20个基本单位连成两条链，需要18个订书钉；碱基A和T之间2个氢键，G和C之间三个氢键，C有6个，C=G=6，那么A=T=4，碱基对之间的氢键也需要订书钉连接，共需要6×3+4×2=26个，因此使用订书钉的个数为20×2+18+26=84个，即C正确。 故选C。 4．(24-25高一下·福建泉州三校·期中)一个双链被31P 标记的 DNA 片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的 15%，将其置于含32p的环境中复制3次。下列叙述错误的是（    ） A．该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是70个 B．该DNA片段的一条链中，碱基A与T之和占该链的比值为30% C．复制3次后，子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1：4 D．第三次复制过程需要280个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 【答案】C 【分析】DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。 【详解】A、该DNA分子含有100个碱基对，腺嘌呤A占15%，因A=T=200×15%=30，C=G=70，A正确； B、该DNA片段中A与T之和占碱基总数的30%，根据碱基互补配对原则，该DNA片段的一条链中碱基A与T之和占该链的比值也是30%，B正确； C、复制3次后，DNA有8个，含31P的DNA有2个，子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为8∶2=4∶1，C错误； D、第三次复制过程需要70×4=280个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，D正确。 故选C。 5．(24-25高一下·福建龙岩一级校联盟·期中)某生物兴趣学习小组在“制作DNA双螺旋结构模型”活动前，准备了如表所示材料及相关连接物若干，充分利用相关材料，最后成功搭建出了一个完整的DNA分子模型。下列关于他们构建的DNA模型的叙述，错误的是（    ） 500个 500个 110个 110个 120个 120个 A．该模型中含有440个脱氧核苷酸 B．该模型中嘌呤总数和嘧啶总数之比是1：1 C．该模型中需要代表碱基对之间的氢键的连接物550个 D．该模型为理论上能搭建出的4220种不同DNA分子模型之一 【答案】D 【分析】根据碱基互补配对原则，只能形成110个A-T碱基对，110个C-G碱基对， 即共需要440个碱基，则需要440个脱氧核糖和440个磷酸基团，连接成440个脱氧核苷酸。 【详解】A、分析表格中各材料的数量，结合碱基互补配对原则可知，用以上材料能构建110个A-T碱基对，110个C-G碱基对，能构建一个含440个脱氧核苷酸的DNA双螺旋结构模型， A正确； B、DNA双螺旋结构模型中，A与T配对，C与G配对，因此根据碱基互补配对原则可知模型中嘌呤总数和嘧啶总数的比是1∶1，B正确； C、A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键，因此共需要用到代表碱基对之间的氢键的连接物=110×2+110×3=550个，C正确； D、表中材料能形成110个A-T碱基对，110个C-G碱基对，共220个碱基对，因为每种碱基对种类和数量有限，因此能搭建出的DNA分子模型少于4220种，D错误。 故选D。 6．(24-25高一下·福建福州台江区九校·期中)甲图为DNA分子部分相关过程示意图，乙图为甲图某一片段放大后的结构示意图，有关叙述错误的是（　　） A．酶B能利用细胞中游离的脱氧核苷酸合成脱氧核苷酸链 B．酶A能催化解开双链，断开磷酸二酯键 C．DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成 D．乙图中8处与DNA的稳定性有关 【答案】B 【分析】沃森和克里克的DNA双螺旋结构的特点： 1、DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。 2、DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。 3、DNA分子两条链内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。 【详解】A、酶A为解旋酶，能催化解开双链，但是不能利用细胞中游离的脱氧核苷酸合成脱氧核苷酸链；酶B是DNA聚合酶，可以利用细胞中游离的脱氧核苷酸合成脱氧核苷酸链，A正确； B、酶A为解旋酶，能催化解开双链，破坏氢键，B错误； C、脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成DNA分子的基本骨架，C正确； D、G与C配对，形成三个氢键，所以乙图中1是胞嘧啶， 8表示氢键，G-C碱基对越多，DNA形成的氢键越多，DNA分子越稳定，D正确。 故选B。 7．(24-25高一下·福建福州鼓楼区福建福州第三中学·期中)1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型，两位科学家于1962年获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于DNA分子双螺旋结构特点的叙述中，错误的是（    ） A．碱基对构成DNA分子的基本骨架 B．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 C．DNA分子由两条反向平行的链组成 D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 【答案】A 【分析】DNA分子双螺旋结构的主要特点：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。 【详解】A、DNA分子的基本骨架是交替排列的磷酸和脱氧核糖，A错误； B、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，碱基排列在内侧，B正确； C、DNA分子的两条单链反向平行，C正确； D、两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，A和T之间两个氢键，G和C之间三个氢键，D正确。 故选A。 二、非选择题 8．(24-25高一下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)在真核生物中，DNA的复制是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。真核生物DNA的结构及发生的相关复制过程分别如图1、图2所示。回答下列问题： (1)图1中④的中文名称是______。若图1中DNA分子含有100个碱基，将该DNA分子放在含有用³²P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次，则子代的一个DNA分子的相对分子质量比原来增加______。 (2)据图2分析，酶①的作用是______，其作用于图1中的______（填序号）。 (3)图2所示生理过程一般能准确进行，其原因是____________，该过程中DNA分子进行复制产生了c、d两条子链，这两条DNA子链的碱基序列是______（填“互补”或“相同”）的，理由是____________。 【答案】(1) 鸟嘌呤脱氧（核糖）核苷酸 50 (2) 将DNA双螺旋的两条链解开 ⑨ (3) DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行 互补 c、d两条子链分别复制自亲代DNA的两条互补母链，因此c、d两条子链也是互补的（或子链c与母链a互补，子链d与母链b互补，母链a与b互补，所以子链c与d互补） 【分析】图1分析，①是磷酸，②是脱氧核糖，③是碱基，④是鸟嘌呤脱氧核苷酸，⑤是A，⑥是G，⑦是C，⑧是T，⑨是氢键；图2分析，酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶。 【详解】（1）图1为真核生物DNA分子的结构，④是DNA的基本单位，⑥和C配对，⑥为G鸟嘌呤碱基，因此图1中④的中文名称是鸟嘌呤脱氧（核糖）核苷酸。DNA复制的特点是半保留复制，复制形成的子代DNA一条链含32P，一条链不含32P，DNA分子含有100个碱基，因此子代的一个DNA分子的相对分子质量比原来增加50。 （2）图2表示DNA复制过程，酶①为解旋酶，作用是将DNA双螺旋的两条链解开，DNA两条单链之间通过氢键相连，图1中⑨为氢键，因此解旋酶作用于图1中的⑨。 （3）图2所示DNA复制过程一般能准确进行，其原因是DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。结合图示可知，子链c与母链a互补，子链d与母链b互补，母链a与b互补，所以子链c与d互补。 9．(24-25高一下·福建福州台江区九校·期中)下图为真核细胞一段DNA空间结构和平面结构的示意图，回答下列问题： (1)沃森和克里克通过构建_________模型的方法，并通过富兰克林和威尔金斯的DNA衍射图谱等，推算出DNA分子是由两条单链组成，这两条链按_________方式盘旋成________结构。 (2)图中1代表的是________，与2互补配对的碱基是________（填中文名称），图中构成DNA基本单位的是________（填编号）。 (3)若该细胞为洋葱根尖分生区细胞，DNA复制的场所是________，复制过程中用到的酶有________,复制的方式是________。DNA通过复制，将遗传信息从亲代传递给子代，而遗传信息蕴藏在________之中。 【答案】(1) 物理 反向平行 双螺旋 (2) 氢键 鸟嘌呤 4、5、6 (3) 细胞核和线粒体 解旋酶和DNA聚合酶 半保留复制 碱基的排列顺序 【分析】DNA结构：①DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。②DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。③DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。 【详解】（1）沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型，是一种物理模型；DNA的两条链反向平行，盘旋成双螺旋立体结构。 （2）1代表氢键，两条链之间通过碱基互补配对形成；2是C，与之配对的为G，中文名称是鸟嘌呤，其间有3个氢键；图中构成DNA基本单位的是脱氧核苷酸，由一分子磷酸（5）、一分子脱氧核糖（4）、一份子含氮碱基（6）组成。 （3）洋葱根尖分生区细胞，DNA复制的场所是细胞核和线粒体，主要在间期进行；复制过程中用到的酶有解旋酶（破坏氢键，达到解旋的目的）和DNA聚合酶（催化磷酸二酯键的形成，聚合成子链）；复制的方式为半保留复制，即以母链为模板，合成子链；遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序中。 地 城 考点02 DNA复制的过程 一、单选题 1．(24-25高一下·福建龙岩一级校联盟·期中)细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基都含有15N，然后移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA离心，下图①~⑤为可能的结果。根据DNA半保留复制的特点，下列叙述正确的是（    ） A．第二次分裂的子代DNA应为图② B．该实验利用放射性同位素标记法和差速离心法 C．第三次分裂的子代DNA中含14N的DNA比例为3/4 D．本实验可作为对DNA复制方式假设的验证 【答案】D 【分析】DNA分子复制是半保留复制，新合成的DNA分子由1条母链和1条子链组成。 【详解】A、原来细菌DNA的含氮碱基都含有15N，放在14N培养基中培养，复制1次形成2个DNA分子，一条单链含有15N，另一条单链含有14N，离心形成中带，即图中的②，复制两次后形成了4个DNA分子，2个DNA含有一条含有15N，一条含有14N，离心形成中带，2个DNA分子都只含有14N，离心形成轻带，即图中①，A错误； B、15N没有放射性，本实验利用同位素标记法和密度梯度离心法，B错误； C、由于DNA的半保留复制方式，新合成的DNA分子由1条母链和1条子链组成，而新合成的DNA子链都以14N为原料，故第三次分裂的子代DNA中，所有的DNA都含14N，C错误； D、本实验依据复制后代的条带分布不同，是科学家对DNA复制方式假设的验证，D正确。 故选D。 2．(24-25高一下·福建福州九校联盟·期中)研究人员将1个含14N/14N -DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24h提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现种条带（如图）。下列说法正确的是（    ） A．由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为4h B．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式 C．解开DNA双螺旋的实质是破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 D．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带 【答案】D 【分析】根据题意和图示分析可知：将DNA被14N标记的大肠杆菌移到15N培养基中培养，因合成DNA的原料中含15N，所以新合成的DNA链均含15N。根据半保留复制的特点，第一代的2个DNA分子都应一条链含15N，一条链含14N。 【详解】A、据图可知，由于14N单链：15N单链=1：7，说明DNA复制了3次，可推知该细菌的细胞周期大约为24/3=8h，A错误； B、由于DNA经过热变性后解开了双螺旋，变成单链，所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，但无法判断 DNA的复制方式，B错误； C、DNA复制的第一步是在解旋酶的作用下使两条双链打开，连接两条链的化学键是氢键，所以解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键，C错误； D、经分析可知，DNA复制3次，有2个DNA链是15N和14N，在中带；有6个DNA链都是15N的，在重带，即直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带，D正确。 故选D。 3．(24-25高一下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)科学的研究方法是科学研究中的重要部分，假说——演绎法肯定了理性和演绎在科学中的作用。下列有关分析错误的是（    ） A．假说是通过推理和想象提出的，能对已有实验现象作出合理解释 B．孟德尔设计并完成了测交实验，属于假说——演绎法中的验证过程 C．摩尔根利用“F₁红眼♀×白眼♂”实验验证了白眼基因在X染色体上 D．梅塞尔森等利用假说一演绎法证明了DNA的半保留复制 【答案】C 【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验) →得出结论。 2、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。 3、萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体上，摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上。 【详解】A、假说就是在已有知识和事实基础上，通过推理和想象提出的，并且要能够对已有的实验现象作出合理的解释，该选项说法符合假说的定义，A正确； B、孟德尔在发现遗传定律的过程中，设计并完成了测交实验，目的是验证他所提出的假说是否正确，这属于假说 - 演绎法中的验证过程，B正确； C、摩尔根利用“F1红眼♂×白眼♀”的测交实验，验证了他提出的“控制白眼的基因在X染色体上”这一假说，C错误； D、梅塞尔森等利用假说 - 演绎法，通过一系列实验证明了DNA的半保留复制，D正确。 故选C。 4．(24-25高一下·广东部分学校·期中)科学家将15N标记的大肠杆菌置于含14NH4Cl的培养基中培养若干代，提取DNA进行离心处理，结果如图所示，已知15N/15N-DNA离心后为重带，15N/14N-DNA离心后为中带，14N/14N-DNA离心后为轻带。据图分析，出现图中结果的大肠杆菌至少需要培养（    ） A．一代 B．二代 C．三代 D．四代 【答案】B 【分析】DNA分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解开的每一条母链为模板， 以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。 【详解】将15N标记的大肠杆菌置于以14NH4Cl的培养基中培养，若培养一代，则全为15N/14N-DNA；若至少培养两代，则部分为15N/14N-DNA，部分为14N/14N-DNA，即离心的结果为有轻带和中带，此后复制的结果依然存在两种类型的DNA，离心后表现为中带和轻带。ACD错误，B正确。 故选B。 5．(24-25高一下·福建泉州三校·期中)DNA片段经2次复制后得到4个片段、、、，下列有关叙述正确的是（    ） A．两次复制都正常 B．可能是第一次复制时1条子链上的一个碱基配对错误，其余正常 C．可能是第一次复制时2条子链上的各一个碱基配对错误，其余正常 D．可能是第二次复制时1条子链上的一个碱基错误配对，其余正常 【答案】B 【分析】题意分析，2次复制得到的4个DNA片段中3个与亲代DNA片段相同，只有1个与亲代DNA片段不同，且得到的4个DNA片段中碱基配对都正确，这说明第一次复制得到的2个DNA分子中，只有1条链出现了错误。 【详解】A、2次复制后得到的四个DNA片段中有一个是异常的DNA片段，所以不可能两次复制都正常，A错误； B、第一次复制时，1条子链上的一个碱基配对错误，复制一次后产生的2个DNA片段4条链中，三条是正常的，一条是异常的。所以第二次复制后会产生三个正常DNA片段，一个异常DNA片段，B正确； C、如果第一次复制时2条子链上的各一个碱基配对错误，2次复制后，则会出现2个异常DNA片段，C错误； D、如果是第二次复制时1条子链上的一个碱基错误配对，则异常DNA片段中的碱基配对方式会有一个异常，但事实上，异常DNA片段中的碱基配对方式都正确，所以不可能是第二次复制时1条子链上的一个碱基错误配对，D错误。 故选B。 二、非选择题 6．(24-25高一下·福建福州联盟校·期中)美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔在研究DNA分子的复制方式时，以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验。已知培养用的细菌大约每20min分裂一次，实验结果如图所示。回答下列问题： (1)该实验在破碎子一代细菌细胞提取DNA之前应先将亲代细菌的DNA进行离心处理，离心的结果是试管中______。设置该步骤的目的是_____。 (2)若结果A对应图甲，则可以排除DNA是_____复制。如果结果A、B、C都与图丙相同，据此可判断DNA分子的复制方式________（填“是”或“不是”）半保留复制。 (3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要______（答两点）等条件。______为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 (4)理论上结果C中含15N的DNA分子所占比例为_______。 【答案】(1) 只出现重链 DNA形成对照 (2) 全保留 不是 (3) 酶、能量 双螺旋结构 (4)1/4 【分析】DNA复制：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程； DNA复制结果：一个DNA复制出两个DNA； DNA复制意义：通过复制，使亲代的遗传信息传递给子代，使前后代保持一定的连续性。 【详解】（1） 亲代DNA只有15N，离心后全都是重带。设置该组的目的形成对照，比较不同条带DNA的位置。 （2）图甲的条带是中带，若结果A对应甲，可以排除DNA是全保留复制，因为全保留复制必然有重带。如果结果A、B、C都与图丙相同，说明是全保留复制，两条含有15N的DNA单链没有分开，据此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制，半保留复制应该有中带。 （3）复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸作为原料外，还需要能量、酶，如DNA聚合酶和解旋酶。（DNA独特的）双螺旋结构为复制提供了精确的模板，严格的碱基互补配对原则保证了复制能够准确地进行，因而得到的两个子代DNA是相同的。 （4）结果C是培养60分钟的结果，因而复制了3代，产生了23=8个DNA分子，有两个含有15N，按照半保留复制，理论上结果C中含 15N 的DNA分子所占比例为1/4。 7．(24-25高一下·福建安溪一中、养正中学、惠安一中、泉州实验中学·期中)关于DNA分子的复制方式主要有两种假说，如图1所示。科学家运用同位素标记、密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。请回答问题： (1)研究者将大肠杆菌在含有14NH4Cl的培养液中培养一段时间，使大肠杆菌繁殖多代（大肠杆菌约20分钟繁殖一代）。培养液中的N可被大肠杆菌用于合成______，进一步作为DNA复制的原料。 (2)从上述培养液中取部分菌液，提取大肠杆菌DNA（图2A）。经密度梯度离心后，测定溶液的紫外光吸收光谱（注：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），结果如图3a所示，峰值出现在离心管的P处。此时大肠杆菌内DNA分子两条链被15N标记的情况是______。该步骤的目的是______。 (3)将图2A中的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中继续培养（图2B）。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3中b、c、d所示。 ①若全保留复制这一假说成立，则20分钟时紫外光吸收光谱的峰值个数及峰值的位置与点P的关系为______。 A．峰值个数为1，峰值出现在P点的位置 B．峰值个数为2，一个峰值出现在P点的位置，另一个峰值出现在Q点上方 C．峰值个数为1，峰值出现在Q点的位置 D．峰值个数为2，一个峰值出现在P点的位置，另一个峰值出现在Q点的位置 ②经过分析，现有实验结果支持半保留复制假说。 ③根据半保留复制，40分钟时测定的DNA紫外吸收光谱预期有______个峰值，峰值的位置______。 【答案】(1)脱氧（核糖）核苷酸 (2) 两条链均被15N标记 提取亲代DNA分子，作为对照组 (3) B 2 一个峰值出现在Q点，一个峰值在Q点的上方 【分析】DNA的复制是半保留复制，即以亲代DNA分子的每条链为模板，合成相应的子链，子链与对应的母链形成新的DNA分子，这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子，且每个子代DNA分子都含有一条母链。 【详解】（1）脱氧核糖核苷酸分子是DNA复制的原料，脱氧核糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P，因此培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成四种脱氧核糖核苷酸，进一步作为DNA复制的原料。 （2） 据图可知，图2A中是用15N标记大肠杆菌的DNA分子，经过一段时间培养后DNA的两条链均带上15N标记，经密度梯度离心后DNA分子会靠近试管的底部，该步的主要目的是以亲代DNA分子的分布为对照看DNA复制一代并经密度梯度离心后试管中DNA分子如何分布来进一步确认DNA复制的方式：若试管中没有出现位置不同的两条带，就可以排除全保留复制。 （3） ①若DNA的复制方式为全保留复制，则20分钟后（DNA复制一代）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，即B正确，ACD错误。故选B。 ③若DNA复制方式为半保留复制，则40分钟后（DNA复制2代）会出现15N/14N-DNA和14N/14N-DNA两种数量相等的DNA分子，预期显示出的紫外光吸收光谱即为2个峰值，分别在Q点和Q点的上方。 8．(20-21高一下·福建厦门·期末)科学家曾对DNA复制的方式揭出全保留复制、半保留复制和分散复制（分散复制是指复制后的DNA的两条链都包含亲代的片段与新合成的片段）三种假说，如下图所示。 研究人员应用同位素标记和密度梯度离心等方法进行了以下研究。 （1）实验一：提取15N/15N-DNA与14N/14N-DNA，混合后在100℃条件下进行热变性处理，使DNA分子_________之间的氢键断裂，形成DNA单链，然后进行密度梯度离心，并测定离心管中DNA单链含量，实验结果如下图中a、b所示。 （2）实验二：将含15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA（F1DNA），热变性后按与实验一相同的方法处理，得到的两个条带对应的峰值如图中c所示。 ①根据图中信息，能否判断DNA的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”?_________（填“能”或“不能”），原因是_________。 ②若对F1DNA不做热变性处理，直接进行密度梯度离心，则离心管中只出现一个条带，据此结果可排除_________复制。 ③图中b、c的14N-DNA、15N-DNA单链含量峰值对应离心管中的位置相同，据此结果可排除_________复制。 （3）实验三：将含15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，培养60min后提取子代大肠杆菌的DNA，热变性后按与实验一相同的方法处理，14N-DNA、15N-DNA单链含量峰值之比约为7：1，则大肠杆菌的分裂周期约为_________min。 【答案】 碱基对 不能 无论是DNA全保留复制还是半保留复制，经热变性处理后都能得到相同的实验结果 全保留复制 分散复制 20 【分析】根据题意和图示分析可知：如果DNA的复制方式为全保留复制，则一个亲代15N-15N的DNA分子复制后，两个子代DNA分子是：一个15N-15N，一个14N-14N，在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带；如果DNA的复制方式为半保留复制，则一个亲代15N-15N的DNA分子复制后，两个子代DNA分子都是15N-14N，在离心管中分布的位置全部在中带；如果DNA的复制方式为分散复制，则一个亲代15N-15N的DNA分子复制后，在离心管中分布的位置全部在中带，这样就不能区分半保留复制和分散复制，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定：如果DNA的复制方式为半保留复制，则一个亲代15N-15N的DNA分子复制2次后，得到的4个DNA分子，一个DNA分子是15N-14N，另外3个DNA分子是14N-14N，在离心管中分布的位置1/4在中带，3/4在轻带；DNA的复制方式为分散复制，则一个亲代15N-15N的DNA分子复制2次后，得到的4个DNA分子，在离心管中分布的位置全部在中带。 【详解】（1）热变性处理会使得DNA双链解开，因此热变性处理，使DNA分子碱基对之间的氢键断裂，形成DNA单链。 （2）①若DNA的复制方式是全保留复制，含15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液（假设亲本为1个DNA），繁殖一代后，得到两个子代DNA分子是：一个15N-15N，一个14N-14N，与实验一相同的方法处理后，得到的单链15N：14N=1：1，得到的两个条带对应的峰值与c图相同，若DNA的复制方式是半保留复制，到两个子代DNA分子都是15N-14N，其得到的单链15N：14N=1：1，得到的两个条带对应的峰值与c图相同，由于两种情况下实验结果相同，因此无法判断DNA的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”。 ②假设亲本为1个DNA，若双链的F1DNA不做热变性处理，将其直接进行密度梯度离心，若DNA的复制方式是全保留复制，则得到两个子代DNA分子是：一个15N-15N，一个14N-14N，离心结果有两个条带；若DNA的复制方式是半保留复制，得到两个子代DNA分子都是15N-14N，离心结果只有1个条带；若DNA的复制方式为分散复制，得到两个子代DNA分子都是15N-14N，离心结果只有1个条带，因此根据实验结果，可排除全保留复制。 ③图中b、c的14N-DNA、15N-DNA单链含量峰值对应离心管中的位置相同，说明单链中只含有14N或15N，可以排除分散复制。 （3）假设亲本为1个DNA，14N-DNA、15N-DNA单链含量峰值之比约为7：1=14：2，无论是半保留复制还是全保留复制，15N-DNA单链只有2条，因此共含有16条DNA链，共8个DNA分子，60min内共复制了3次，因此大肠杆菌的分裂周期为60 ÷3=20min。 【点睛】本题考查DNA复制的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力，属于中档题。 地 城 考点03 DNA复制的计算 一、单选题 1．(24-25高一下·福建泉州三校·期中)一个双链被31P 标记的 DNA 片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的 15%，将其置于含32p的环境中复制3次。下列叙述错误的是（    ） A．该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是70个 B．该DNA片段的一条链中，碱基A与T之和占该链的比值为30% C．复制3次后，子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1：4 D．第三次复制过程需要280个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 【答案】C 【分析】DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。 【详解】A、该DNA分子含有100个碱基对，腺嘌呤A占15%，因A=T=200×15%=30，C=G=70，A正确； B、该DNA片段中A与T之和占碱基总数的30%，根据碱基互补配对原则，该DNA片段的一条链中碱基A与T之和占该链的比值也是30%，B正确； C、复制3次后，DNA有8个，含31P的DNA有2个，子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为8∶2=4∶1，C错误； D、第三次复制过程需要70×4=280个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，D正确。 故选C。 2．(24-25高一下·福建安溪一中、养正中学、惠安一中、泉州实验中学·期中)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5000对碱基，A+T占碱基总数的34%。若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是（　　） A．复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶 B．④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸 C．复制后产生的子代DNA中均含2个游离的磷酸基团 D．子代中含15N的DNA分子占1/2 【答案】C 【分析】根据题意和图示分析可知：DNA分子中有碱基5000对，A+T占碱基总数的34%，则G+C=66%，G=C=3300个。 【详解】A、复制时作用于③处的酶为解旋酶而不是DNA聚合酶，A错误； B、DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，B错误； C、复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为：3300×（22-1）=9900个，C正确； D、DNA分子只有一条链含15N，其复制是半保留复制，连续复制2次后，形成的4个DNA分子，只有一个DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占，D错误。 故选C。 3．(24-25高一下·福建三明第一中学·期中)下图所示DNA分子片段中一条链含15N，另一条链含14N。该DNA分子中有碱基500对，其中A占碱基总数的20%。下列有关说法错误的是（    ） A．解旋酶可作用于③ B．②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 C．该DNA复制三次需要消耗1400个胞嘧啶 D．把此DNA放在含14N的培养液中复制三代，子代中含15N的DNA占1/8 【答案】C 【分析】图示表示DNA分子片段，部位①为磷酸二酯键；②处是脱氧核苷酸；部位③为氢键。 【详解】A、由图可知，③为氢键，解旋酶和RNA聚合酶均可作用于③，A正确； B、由图可知，②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，B正确； C、DNA分子中有碱基500对，其中A占碱基总数的20%，所以G=C=（500×2-500×2×20%×2）÷2=300个，该DNA复制三次需要消耗（23-1）×300=2100个胞嘧啶，C错误； D、把此DNA放在含14N的培养液中复制三代，根据题意“DNA分子片段中一条链含15N，另一条链含14N”可知，子代中只有一个DNA含有15N，所以含15N的DNA占1/8，D正确。 故选C。 4．(23-24高一下·福建福州六校联考·期中)如图为细胞核内无放射性DNA分子局部结构示意图，该DNA中A占全部碱基的35%，下列说法不正确的是 （　　）    A．该DNA分子中胞嘧啶占全部碱基的15% B．该DNA分子两条反向平行链可以形成双螺旋结构 C．该DNA分子置于15N培养液中复制3次后，不含15N的脱氧核苷酸链占1/8 D．在无变异条件下，该DNA分子中碱基（C+G）/（A+T）比值为1 【答案】D 【分析】1、DNA分子一般是由2条脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，配对的碱基相等。 2、碱基互补配对原则的规律：在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 【详解】A、在DNA分子中，A=T，C=G，A+C=G+T=碱基总数的一半，A=T=35%，故C=G=15%，A正确； B、该DNA分子两条链反向平行，形成双螺旋结构，B正确； C、将该DNA置于15N培养液中复制3次后得到8个DNA，即16条脱氧核苷酸链，其中只有2条亲代模板链不含15N，因此不含15N的脱氧核苷酸链占2/16=1/8，C正确； D、双链DNA分子中A=T，G=C，DNA中A占全部碱基的35%，则A+T占DNA分子碱基的70%，C+G占DNA分子碱基的30%，所以（C+G）/（A+T）=3/7，D错误。 故选D。 二、非选择题 5．(24-25高一下·福建福州第一中学·期中)某DNA分子的局部结构如图甲，该DNA复制的部分过程如图乙。请据图回答问题： (1)写出甲图中序号代表的结构的中文名称：：①______；②______。 (2)若该DNA分子中，G占碱基总数的38%，其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%，那么另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为________；若该DNA分子共有含氮碱基1600个，其中一条单链上（A+T）：（C+G）=3：5，则该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是____个。 (3)从图乙可看出，DNA复制的特点是____，通过____原则保证了复制能够准确进行。 (4)将某雄性哺乳动物细胞（染色体数为20）一对同源染色体上的全部DNA分子用32P标记后，置于不含32P的培养基中培养，若让该细胞只完成一次完整的减数分裂过程，则含有32P的子细胞数为____个；若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程，则含有32P的子细胞数为____个。 【答案】(1) 胞嘧啶 腺嘌呤 (2) 7% 900 (3) 半保留复制和边解旋边复制 碱基互补配对 (4) 4 2、3或4 【分析】碱基互补配对原则的规律：（1）在双链DNA分子中，互补碱基数量两两相等，A=T，C=G，A+G=T+C，即嘌呤碱基数=嘧啶碱基数；（2）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。 【详解】（1）据图甲可知，①是胞嘧啶（C），与G配对；②是腺嘌呤（A），与T配对。 （2） 若该DNA分子中，G占碱基总数的38%，那么T占碱基总数的50%-38%=12%，其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%，那么另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为12%-5%=7%。若该DNA分子一条单链上(A＋T)︰(C＋G)＝3︰5，整个DNA分子中(A＋T)︰(C＋G)也是3︰5，该DNA分子共有含氮碱基1600个，那么（A+T）个数为1600×3/8=600，由于A=T，那么T的数目为300个，该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（22-1）×300=900个。 （3）观察图乙，DNA的两条链是反向平行的，并且它们能够分别作为模板来合成新的DNA链。这种复制方式被称为半保留复制，即新合成的每个DNA分子都包含一条来自原始DNA分子的链和一条新合成的链；同时看到DNA复制过程中并非亲代DNA两条链完全节选后才开始复制，而是一边解旋一边复制，即DNA复制是边解旋边复制。DNA复制的准确性是通过碱基互补配对原则来保证的，这种严格的配对关系（A=T、C=G）确保了新合成的DNA链与原始DNA链在序列上的一致性，从而保证了复制的准确性。 （4） DNA进行半保留复制，若进行减数分裂，则DNA只复制了1次，细胞连续分裂2次，新合成的DNA均带有32P标记(两条链一条带有32P标记，一条不含32P标记)，故形成的4个细胞中均含有32P标记。若该细胞进行2次连续的有丝分裂，DNA复制了2次，第一次分裂后产生的2个子细胞中DNA均含有32P标记（两条链一条带有32P标记，一条不含32P标记）；处于第二次有丝分裂中期的细胞中每条染色体含有两个染色单体，且每条染色体中只有一条染色单体带有32P标记，因此在有丝分裂后期，经过着丝粒的分裂，姐妹染色单体分开形成的子染色体随机移向两极，故分裂产生的2个子细胞至少有一个含有32P标记，故最终形成的4个子细胞中含有32P标记情况为2个或3个或4个。 6．(24-25高一下·福建福州九校联盟·期中)沃森和克里克的发现标志着生物学研究进入了分子层次。如图为真核生物DNA的结构（图甲）及发生的相关生理过程（图乙），请据图回答下列问题： (1)DNA分子的空间结构呈_____________结构；甲图中一条脱氧核苷酸链上的相邻碱基之间通过_____________相连（用文字表述）。 (2)保证DNA分子复制精确无误的关键是_____________。若用1个含32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，培养一段时间后共释放出300个子代噬菌体，则其中含有32P标记的噬菌体所占的比例是_____________。 (3)若图甲中的亲代DNA分子含有2000个碱基，将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次，则每个子代DNA分子的相对分子质量比原来增加_____________。图乙表示真核生物DNA的复制过程局部示意图，请据图推测提高复制效率的方式：__________________。 【答案】(1) 双螺旋 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 (2) 碱基互补配对原则 1/150 (3) 1000 有多个复制起点、同时、双向复制、边解旋边复制 【分析】图甲中①为磷酸，②为脱氧核糖，③为胞嘧啶，④为胞嘧啶脱氧核苷酸；由碱基配对原则可知，⑤为腺嘌呤，⑥为鸟嘌呤，⑦为胸腺嘧啶，⑧为胞嘧啶，⑨为氢键，⑩为磷酸二酯键图乙表示DNA分子复制过程，有多个起点，酶能将双链DNA打开，推测为解旋酶。 【详解】（1）DNA的分子的空间结构呈双螺旋结构；一条脱氧核苷酸链上的相邻碱基之间通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连。 （2）DNA的两条链之间遵循严格的碱基互补配对原则，保证DNA分子复制精确无误； 若用 1 个含32P 标记的 T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，则T2噬菌体只将DNA注入到大肠杆菌内，并以自己的DNA作为模板，利用大肠杆菌的脱氧核糖核苷酸为原料，进行半保留复制，合成子代噬菌体的DNA，所以1 个含32P 标记的DNA分子，每条链各进入1个子代DNA内，以后不管复制多少次，最终都只有2个DNA被标记；培养一段时间后共释放出 300个子代噬菌体，则其中含有32P 标记的噬菌体有2个，所以其中含有32P 标记的噬菌体所占的比例是2÷300=1/150。 （3） 若图甲中的亲代 DNA 分子含有 1000 个碱基对，将该 DNA 分子放在含有用32P 标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次，由于亲代 DNA 分子用培养液中32P 标记的脱氧核苷酸进行半保留复制，所以复制一次后，每个子代 DNA 分子的一条链是含有32P 标记的脱氧核苷酸，另一条链是原来的母链，含有31P 的脱氧核苷酸，说明每个子代 DNA 分子的相对分子质量比亲代 DNA 分子增加了（32－31）×1000=1000。图乙表示真核生物DNA的复制过程，有多个复制起点、同时、双向复制、边解旋边复制，都可以提高DNA的复制效率。 7．(24-25高一下·福建龙岩一级校联盟·期中)当科学家调查生活在隐蔽环境中的大熊猫种群数量时，可通过分析粪便中的微卫星DNA分子标记从而确定来自不同大熊猫个体。微卫星DNA分子标记是广泛分布于真核生物基因中的序列。图甲是某只大熊猫DNA的局部结构图，该DNA复制的部分过程如图乙。请据图回答问题： (1)甲图中序号②代表的结构名称是______。DNA复制时催化合成图甲中⑥的酶是______。图乙中rep蛋白的作用是______。 (2)从图乙可看出，该DNA复制的特点是______，DNA独特的______为复制提供精确的模板，通过______原则保证了复制能够准确进行。 (3)科学家是依据通过微卫星DNA分子标记的______差异，从而确定来自不同大熊猫个体。 (4)将大熊猫一个精原细胞中的染色体上的全部DNA分子用32P标记后，置于不含32P的培养基中培养，若让该细胞只完成一次完整的减数分裂过程，则含有32P的子细胞数为______个；若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程，则含有32P的子细胞数为______个。 【答案】(1) 脱氧核糖 DNA聚合酶 将DNA双螺旋的两条链解开（或催化DNA双链之间的氢键断裂） (2) 半保留复制、边解旋边复制、半不连续复制 双螺旋结构 碱基互补配对 (3)脱氧核苷酸数目和排列顺序 (4) 4 2、3或4 【分析】DNA复制的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体中也可以进行。  DNA复制的特点：半保留复制和边解旋边复制。半保留复制是指新合成的DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。  DNA复制所需要的条件：模板（亲代DNA的两条链），原料（4种游离的脱氧核苷酸），酶（解旋酶、DNA聚合酶），能量（ATP直接供能）。 【详解】（1）在DNA分子结构中，图甲中含有碱基T，故该结构为DNA分子，故序号②代表的是脱氧核糖。因为DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成。图甲中⑥是磷酸二酯键，DNA复制时催化合成磷酸二酯键的酶是DNA聚合酶。从图乙可以看出，rep蛋白与DNA的双链结合，其作用是解开双链（或解旋），为DNA复制提供单链模板； （2）从图乙可看出，DNA复制时两条链同时作为模板进行复制，且边解旋边复制，半保留复制，领头链连续合成，随从链不连续合成，即半不连续复制；DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；过碱基互补配对原则（A - T、G - C）保证了复制能够准确进行； （3）不同大熊猫个体的微卫星DNA分子标记的脱氧核苷酸的数目排列顺序（或碱基对排列顺序）存在差异，科学家依据此差异来确定来自不同大熊猫个体； （4）将大熊猫一个精原细胞中的染色体上的全部DNA分子用32P标记后，置于不含32P的培养基中培养，进行一次完整的减数分裂过程。DNA只复制一次，由于DNA复制是半保留复制，所以每个DNA分子中都有一条链带有32P标记，经过减数分裂形成的4个子细胞中都含有32P标记；若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程，DNA复制两次。第一次有丝分裂形成的两个子细胞中的DNA分子都有一条链带有32P标记；第二次有丝分裂时，DNA复制后每条染色体上有两条姐妹染色单体，其中一条染色单体上的DNA有32P标记，另一条没有，在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开后，形成的子染色体随机移向两极，所以形成的4个子细胞中含有32P的子细胞数为2 - 4个。 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $