DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n基础梳理——系统化知识点一DNA分子的结构1．DNA分子结构的建立者及DNA的组成(1)DNA双螺旋模型构建者：______和______。沃森克里克\n(2)图解DNA分子结构：C、H、O、N、P脱氧核苷脱氧核苷酸脱氧核糖和磷酸氢键A—T，G—C反向平行\n[巧学助记]利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构\n2．DNA分子结构特点(1)________性：若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基对排列顺序。(2)________性：每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。(3)________性：两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对配对方式不变等。多样特异稳定\n知识点二DNA分子的复制及基因的本质1．DNA的复制间期间期半保留复制能量解旋两条螺旋的双链母链脱氧核苷酸DNA聚合酶碱基互补配对模板链双螺旋结构\n2．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系有遗传效应的DNA片段一个或两个许多个基因脱氧核苷酸排列顺序\n基能过关——问题化一、判一判判断正误并找到课本原话1．沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA分子呈螺旋结构。(P48—模型构建过程)()2．沃森和克里克提出腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。(P48—模型构建过程)()3．DNA分子两条链通过磷酸二酯键相连。(P49—图3－11)()4．沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说。(P52—正文)()√××√\n5．1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，证实了DNA的确是以半保留的方式复制的。(P52—正文)()6．对提取的DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA的位置。(P53—正文)()7．DNA分子复制过程包括(1)解旋，(2)以母链为模板进行碱基配对，(3)形成两个新的DNA分子。(P54—图3－13)()8．DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。(P54—正文)()9．大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着4400个基因。(P55—资料分析)()√√√√√\n10．第一个把遗传物质设定为一种信息分子，提出遗传是遗传信息的复制、传递与表达的科学家，是量子物理学的奠基人薛定谔。(P56—相关信息)()11．每个人的DNA都不完全相同，因此DNA也可以像指纹一样用来识别身份。(P58—科学·技术·社会)()12．碱基序列的多样性构成DNA分子的多样性，DNA分子因而能够储存大量的遗传信息。(P59—本章小结)()13．基因位于染色体上，基因是有遗传效应的DNA片段。(P59—本章小结)()√√√√\n二、议一议【教材易漏拾遗】1．[必修2P58“科学·技术·社会”、P60“思维拓展”]DNA指纹图谱法的基本操作从生物样品中提取DNA(DNA一般都有部分的降解)，可运用PCR技术扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA，然后将扩增出的DNA用合适的限制酶切成DNA片段，利用电泳技术将这些片段按大小分开后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交，用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。\n例DNA指纹技术广泛用于刑侦领域。下图是通过DNA指纹技术鉴定真凶的实例。下列相关说法错误的是()A．图示DNA片段是用DNA酶处理获得的B．同卵双胎的DNA指纹相同C．DNA指纹技术的理论依据是DNA分子的特异性D．图示中真凶最可能是1答案：A\n解析：DNA片段是用限制酶切割DNA分子，然后用电泳的方法将片段大小分开获得的，A错误；DNA指纹技术的理论依据是DNA分子的特异性，世间除了同卵双胎，DNA指纹都完全不同，故B、C正确；图示很容易看出真凶最可能是1号，D正确。\n2．[必修2P55“本节聚焦”]DNA分子是如何携带遗传信息的？DNA分子为什么能够携带丰富的遗传信息？提示：遗传信息蕴藏在DNA的碱基排列顺序中。碱基的种类有四种，数量较多，排列顺序多变。\n高效课堂\n考点一DNA分子的结构、特性及基因的本质(国考5年1考)(全国卷：2018全国卷Ⅰ)任务驱动·探究突破任务1DNA分子的结构分析：据图回答相关问题：\n(1)基本结构：①由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成，三者之间的数量关系为________。②磷酸：每个DNA片段中，游离的磷酸基团有________个。(2)水解产物：DNA的初步水解产物是____________，彻底水解产物是______________________。(3)DNA分子中存在的化学键：①氢键：________之间的化学键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂，A与T之间有________个氢键，G与C之间有________个氢键。②磷酸二酯键：________和________之间的化学键，用_____________酶处理可切断，用__________________酶处理可连接。1∶1∶12脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖和含氮碱基碱基对两三磷酸脱氧核糖限制性核酸内切DNA连接酶或DNA聚合\n(4)碱基对数与氢键数的关系：若碱基对数为n，则氢键数为________，若已知A有m个，则氢键数为________。(5)由碱基种类及比例可分析判断核酸的种类①若有U无T，则该核酸为RNA。②若有T无U，且A＝T，G＝C，则该核酸一般为双链DNA。③若有T无U，且A≠T，G≠C，则该核酸为单链DNA。2n～3n3n－m\n[规律方法]“三看法”判断DNA分子结构的正误\n任务2DNA分子中的数量对应关系据图分析DNA分子结构中的碱基计算：(1)在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A＝____，C＝____，A＋G＝_____，即嘌呤碱基总数_____嘧啶碱基总数。(2)在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比例________其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。TGT＋C等于等于\n(3)DNA分子一条链中(A＋G)/(C＋T)的比值的倒数________互补链中该种碱基的比值，在整个DNA分子中该比值等于_______。(不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为________)(4)DNA分子一条链中(A＋T)/(C＋G)的比值________其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。(理论上配对的碱基之和的比值在两条单链和双链中比值________)(5)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值________，即(A＋T)/(C＋G)的值________。该比值体现了不同生物DNA分子的________。(6)若已知A占双链的比例为c%，则A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为______%，最小值为________。等于1倒数等于都相等不同不同特异性2c0\n[规律方法]DNA碱基互补配对原则的有关计算规律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和占总碱基的50%。规律3：一条链中互补碱基数量之和等于另一条链中这两种碱基数量之和，即A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2。规律4：一条链中互补的两种碱基数量之和占该单链碱基数的比例等于DNA分子两条链中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例，即＝n，＝n，＝n。规律5：一条链中两种不互补碱基之和的比值，与另一条链中该比值互为倒数，即＝K，＝＝1。\n任务3基因是有遗传效应的DNA片段(1)基因的实质：基因是有________的DNA片段。(2)基因与DNA的关系：一个DNA分子上有许多基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。(3)基因与遗传信息：基因中脱氧核苷酸的________称为遗传信息；DNA分子能够储存足够量的________。(4)基因与染色体的关系：基因在染色体上呈________排列。(5)生物体多样性和特异性的物质基础：______分子的多样性和特异性。遗传效应排列顺序遗传信息线性DNA\n考向分类·对点落实考向一DNA分子结构的考查1.高考重组，判断正误。(1)真核细胞的细胞核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有。[全国卷Ⅰ，T2B]()(2)线粒体和叶绿体中都含有DNA分子。[海南卷，T10]()(3)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。[海南卷，T10]()(4)沃森和克里克以DNA大分子为研究材料，采用X射线衍射的方法，破译了全部密码子。()(5)DNA与ATP中所含元素的种类相同。()×√√×√\n(6)控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上。()(7)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。()(8)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献。()(9)DNA有氢键，RNA没有氢键。()(10)沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。()××√××\n高考VS教材高考溯源以上内容主要源自人教必修2P47～50，把握DNA双螺旋结构模型构建历程及DNA双螺旋结构内涵是解题关键。\n[即时对练](人教必修2P49图3－11改编)下面是对大肠杆菌DNA分子图示的分析，其中正确的是()A．图中2是核糖，属于五碳糖B．图中的碱基对3和4可能是G—C，也可能是A—TC．图中5和6可能为G—AD．1、2、3构成了一个完整的脱氧核糖核苷酸分子答案：D解析：图中2为脱氧核糖，图中3和4间存在三个氢键，应为G—C碱基对，图中5和6间存在两个氢键应为A—T碱基对，故D正确。\n2．同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是()A．碱基对的排列顺序B．磷酸二酯键的数目C．初步水解产物的种类D．(A＋T)/(G＋C)的比值答案：C解析：同源染色体一条来自父方，一条来自母方，其来源不同，碱基序列存在差异，A错误；等位基因上脱氧核苷酸数目不一定相同，磷酸二酯键的数目也不同，B错误；DNA分子都由腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸组成，C正确；不同DNA分子中(A＋T)/(C＋G)的比值不同，D错误。\n考向二DNA分子结构中碱基互补配对原则演化而来的计算问题3.[经典高考]某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()答案：C\n解析：设该单链中四种碱基含量分别为A1、T1、G1、C1，其互补链中四种碱基含量为A2、T2、C2、G2，DNA分子中四种碱基含量A＝T、G＝C。由碱基互补配对原则可知(A＋C)/(T＋G)＝1，A曲线应为水平，A错误；(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)，B曲线应为双曲线的一支，B错误；(A＋T)/(G＋C)＝(A1＋A2＋T1＋T2)/(G1＋G2＋C1＋C2)＝(A1＋T1)/(G1＋C1)，C正确；(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(T2＋A2)/(C2＋G2)，D错误。\n4．[2022·牡丹江模拟]DNA溶解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中G＋C含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述，不正确的是()A.—般地说，DNA分子的Tm值与G＋C含量呈正相关B．Tm值相同的DNA分子中G＋C的数量有可能不同C．生物体内解旋酶也能使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋D．DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多答案：D\n解析：根据题干可知，DNA溶解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，图示表示的DNA分子中G＋C含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系，Tm值越大，C＋G含量越高，即DNA分子的Tm值与C＋G含量呈正相关，A正确；两DNA分子若Tm值相同，则它们所含G＋C比例相同，但C＋G的数量不一定相同，B正确；解旋酶能使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋，C正确；G－C碱基对之间有3个氢键，A－T碱基对之间有2个氢键，但整个DNA分子中G与C之间的氢键数量不一定比A与T之间多，D错误。\n考向三基因、DNA和染色体的关系5．[2022·大连市二十四中高三测试]如图为果蝇X染色体的部分基因图，下列对此X染色体的叙述，错误的是()A．基因在染色体上呈线性排列B．l、w、f和m为非等位基因C．说明了各基因在染色体上的绝对位置D．雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本答案：C解析：基因位于染色体上，且呈线性排列，A正确；等位基因是位于同源染色体上同一位置控制相对性状的基因，而l、w、f和m在同一条染色体的不同位置，为非等位基因，B正确；变异会导致基因的排列顺序发生改变，故基因在染色体上的位置不是绝对的，C错误；雄性果蝇的X染色体来自母本，因此雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本，D正确。\n考点二DNA分子复制的研究方法、过程和条件(国考5年1考)(全国卷：2018全国卷Ⅰ)任务驱动·探究突破任务1DNA分子复制的过程如图为真核细胞DNA分子复制过程的模式图，据图回答相关问题：\n(1)图中DNA复制的主要场所是________。(2)图中DNA分子复制是从多个起点开始的，但不同时开始，复制开始时间右边最早。(3)由图示得知，DNA分子复制的方式具有什么特点？___________________________________________________________。(4)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？___________________________________________________________。细胞核边解旋边复制、半保留复制、多起点复制、双向复制。解旋酶使氢键打开，DNA双链发生解旋；DNA聚合酶催化形成新的子链。\n[归纳拓展]明确DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶(1)DNA聚合酶：需借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接到已有的链上；(2)DNA连接酶：将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”；(3)限制性核酸内切酶：用于切割DNA双链中主链上的“3′，5′磷酸二酯键”；(4)DNA酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。\n任务2DNA复制过程中的数量关系若将亲代DNA分子复制n代，其结构分析如下：(1)子代DNA分子数为________个。①含有亲代链的DNA分子数为________个。②不含亲代链的DNA分子数为________个。③含子代链的DNA分子数为________个。2n22n－22n\n(2)子代脱氧核苷酸链数为________条。①亲代脱氧核苷酸链数为________条。②新合成的脱氧核苷酸链数为________条。(3)消耗脱氧核苷酸数：①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为________个。②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为________个。2n＋12(2n＋1－2)m·(2n－1)m·2n－1\n易错提醒有关DNA复制和计算的4点“注意”(1)DNA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(如体外的PCR技术)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。(2)注意“DNAn次复制”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，后者只包括第n次的复制。(3)DNA复制计算时看清题中所给出的碱基的单位是“对”还是“个”；所问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”。(4)在真核生物中，DNA复制一般是多起点复制；在原核生物中，DNA复制一般是一个起点。无论是真核生物还是原核生物，DNA复制大多数都是双向进行的。\n任务3有关DNA复制的几个问题(1)复制的场所：主要场所是________，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。(2)复制方式：__________。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。(3)过程特点：边解旋边复制；________解旋和复制。(4)DNA复制的准确性：①一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因：DNA具有_______________，能为复制提供精确的模板；通过___________，保证了复制能够准确地进行。②在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引发_________。细胞核半保留复制多起点独特的双螺旋结构碱基互补配对基因突变\n考向分类·对点落实考向一DNA分子复制过程及特点分析1.高考重组，判断正误。(1)若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶。(全国卷Ⅰ，T2C)()(2)DNA聚合酶在细胞核内合成。[全国卷Ⅱ，T1B]()(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量。[海南卷，T25B]()(4)真核细胞核DNA的复制发生在有丝分裂前期。[海南卷，T25D]()(5)DNA分子复制是边解旋边双向复制的。[江苏卷，T25D]()√×√×√\n2．[2022·宝鸡渭滨区一模]关于DNA分子复制机制，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D．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点答案：A\n解析：根据Rep蛋白的功能可推断出，Rep蛋白应为解旋酶，该酶能破坏氢键，但不能破坏相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，A错误；DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上，具有可防止DNA单链重新形成双链的作用，B正确；根据材料推断Rep推动复制叉移动需要消耗能量，是通过水解ATP提供能量，C正确；根据题意和图示分析可知，DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点，D正确。\n3．[经典高考]下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，下列有关叙述，错误的是()A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率答案：A\n解析：从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，A错误；图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与，这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性，同时提高了复制速率，B、C、D正确。\n考向二DNA分子复制过程中的相关计算4.[2022·临川一中质检]用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶脱氧核苷酸60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是()A.含有15N的DNA分子占1/8B．含有14N的DNA分子占7/8C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个D．复制结果共产生16个DNA分子答案：B\n解析：DNA复制为半保留复制，子代每个DNA的两条链，一条来自母链，一条是新合成的子链。由题可知，该DNA分子中有腺嘌呤(A)40个，则复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸为40×(24－1)＝600(个)。该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，可形成16个DNA分子，其中含有15N的DNA分子占1/8，含有14N的DNA分子占100%。\n5．[经典模拟]某DNA分子中含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，错误的是()A．在第一次复制时，需要(m－A)个B．在第二次复制时，需要2(m－A)个C．在第n次复制时，需要2n－1(m－A)个D．在n次复制过程中，总共需要2n(m－A)个答案：D解析：解答本题时，首先把模板中胞嘧啶脱氧核苷酸的数目求出，即(2m－2A)/2＝(m－A)个，则复制一次，需要(m－A)(21－1)＝(m－A)个；复制两次，共需要(m－A)(22－1)＝3(m－A)个，因此，第二次复制需要3(m－A)－(m－A)＝2(m－A)个；则第n次复制需要(2n－1)(m－A)；在n次复制过程中，总共需要(2n－1)(m－A)个。\n考向三DNA复制与细胞分裂6.[2022·河北唐山高三统考试题]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()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BrdUD．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答案：C\n解析：1条染色体形成2条染色单体的同时，DNA也完成了复制，A正确；1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上，B正确；第一个细胞周期的中期，DNA分子只复制一次，根据DNA分子半保留复制特点，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU，C错误；到第二个细胞周期的中期，DNA分子进行了2次半保留复制，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU，D正确。\n7．[高考改编]用32P标记了玉米体细胞(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，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是()A．0条B．20条C．大于0小于20条D．以上都有可能答案：D解析：第一次细胞分裂完成后形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条链不含32P，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含32P，一条染色单体不含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含32P的20条染色体同时移向细胞的一极，不含32P的20条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体条数分别是20条和0条；如果移向细胞两极的20条染色体中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体条数大于0小于20条。\n[归纳拓展]1．DNA复制与基因突变(1)一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。其原因是：DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。(2)特殊情况下，由于外界因素和生物内部因素的作用，可以造成碱基配对发生差错，引发基因突变。\n2．DNA复制与细胞分裂此类问题可通过构建模型图解答，如下图：\n这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是；第2种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。\n8．在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H－dT)的培养基中，3H－dT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3H－dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测是()A．复制起始区在高放射性区域B．DNA复制为半保留复制C．DNA复制从起始点向两个方向延伸D．DNA复制方向为a→c答案：C\n解析：根据放射性自显影结果可知，中间低放射性区域是复制开始时在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H－dT)的培养基中进行复制的结果，A错误；该实验不能证明DNA复制为半保留复制，B错误；两侧高放射性区域是将大肠杆菌转移到含高剂量3H－dT的培养基中进行复制的结果，因此可判断DNA复制从起始点(中间)向两个方向延伸，C正确，D错误。\n考向四DNA复制过程中的相关实验探究9.[北京卷]科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)\n请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过______代培养，且培养液中的________是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第______组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第______组和第______组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是___________。多15NH4Cl312半保留复制解析：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过多代培养，并且培养液中15NH4Cl是唯一氮源。(2)从图表看，证明DNA分子的复制方式是半保留复制，第3组实验结果起到了关键作用，因为其离心后仅为中带(15N/14N)；还需与第1组和第2组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制。\n(3)分析讨论：①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于______，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置________，放射性强度发生变化的是______带。④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为______。B半保留不能没有变化轻15N\n解析：(3)①亲代DNA为15N/15N，原料为14N，离心的结果为“轻”(14N/14N)和“重”(15N/15N)两条密度带，则“重带”DNA来自于亲代DNA，即B，这种复制方式没有发生母链与子链的重新组合，因而不是半保留复制。②判断DNA的复制方式主要是看子代DNA与亲代DNA的关系，实质是看母链与子链是否发生重新组合，若将DNA双链分开离心，则不能判断DNA的复制方式。③在同等条件下，将子Ⅱ代继续培养(原料为14N)，子n代DNA离心结果密度带仍为两种，即轻带(14N/14N)和中带(15N/14N)，位置未发生变化。④子Ⅰ代DNA的“中带”(15N/14N)比以往实验结果略宽，说明该实验结果中的“中带”不完全是15N/14N，有可能新形成的子链(14N)中混有少量的15N。\n课堂总结\n[网络建构提升]稳定性特异性基因边解旋边复制、半保留复制解旋→合成子链→形成子代DNA两条反向平行长链磷酸、脱氧核糖交替连接碱基互补配对形成碱基对\n[长句应答必备]1．DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。2．DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。3．DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。4．DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。5．DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。6．DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与。7．基因是具有遗传效应的DNA片段。8．染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也存在基因。\n历届真题\n[翻阅教材品原味]1．[全国卷Ⅰ]在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。γα\n解析：(1)ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键，即β位和γ位之间的高能磷酸键，要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在γ位上。(2)dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则32P应在α位。\n(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记解析：由于DNA分子复制为半保留复制，故噬菌体双链DNA复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代DNA分子中。另外，新合成DNA的过程中，原料无32P标记，所以n个子代DNA分子中有且只有2个含有32P标记。\n[人教必修2]P54(高考VS教材)\n[同类选做找共性]2．[全国卷Ⅱ]某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是()A.随后细胞中的DNA复制发生障碍B．随后细胞中的RNA转录发生障碍C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用答案：C解析：某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因此会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误。\n3．[2021·广东卷]DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是()①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制A．①②B．②③C．③④D．①④答案：B\n解析：①赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；②沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。\n4．[2020·浙江7月选考]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表示氢键答案：D解析：根据碱基互补配对原则可知，DNA结构中与A配对的是T，①表示胸腺嘧啶，A错误；与G配对的是C，②表示胞嘧啶，B错误；③表示脱氧核糖，是脱氧核苷酸中的单糖，C错误；④表示氢键，D正确。\n5．[天津卷]用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究()A．DNA复制的场所B．mRNA与核糖体的结合C．分泌蛋白的运输D．细胞膜脂质的流动答案：A解析：胸腺嘧啶是脱氧核苷酸的特有组成成分之一，脱氧核苷酸是DNA复制的原料，故用3H标记的胸腺嘧啶合成脱氧核苷酸，注入真核细胞后可以用于研究DNA复制的场所，A正确。\n6．[浙江4月选考]在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，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，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是()A．1/2的染色体荧光被抑制B．1/4的染色单体发出明亮荧光C．全部DNA分子被BrdU标记D．3/4的DNA单链被BrdU标记答案：D\n解析：根据题意可知，在第三个细胞周期中期时，含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中，故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制，有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光，一条染色单体荧光被抑制，A、B正确；一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链，由于DNA为半保留复制，故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中，新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记，故所有DNA分子都被BrdU标记，C正确；以第一代细胞中的某一条染色体为参照，在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链，含BrdU标记的有14条，故有7/8的DNA单链被BrdU标记，D错误。\n7．[浙江卷，22]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C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N－14N－DNAD．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的答案：B\n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密度最大，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管之间，表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N－14N－DNA，C正确；实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。\n8．[海南卷]现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是()A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1答案：D解析：将含有14N14N的大肠杆菌置于含有15N的培养基中繁殖两代后，由于DNA的半保留复制，得到的子代DNA为2个15N15N－DNA和2个15N14N－DNA，再将其转到含有14N的培养基中繁殖一代，会得到6个15N14N－DNA和2个14N14N－DNA，比例为3∶1，D正确。
