第19講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制以及基因的本質(zhì)考綱明細(xì)1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)()2.DNA分子的復(fù)制()3.基因的概念()考點(diǎn)1DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算1DNA雙螺旋模型構(gòu)建者：沃森和克里克。2DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成3DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1)DNA由兩條脫氧核苷酸鏈組成，這兩條鏈按反向平行的方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架。(3)內(nèi)側(cè)：兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)。堿基互補(bǔ)配對(duì)遵循以下原則：A=T(兩個(gè)氫鍵)、GC(三個(gè)氫鍵)。深挖教材(1)DNA分子都是雙鏈結(jié)構(gòu)嗎？提示并非所有的DNA分子均具“雙鏈”，有的DNA分子為單鏈。(2)DNA分子都是“鏈狀”的嗎？提示目前發(fā)現(xiàn)鏈狀的DNA存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核中，并與蛋白質(zhì)結(jié)合組成染色體，而細(xì)胞器(線粒體、葉綠體)DNA、原核細(xì)胞中的DNA以及病毒DNA均為環(huán)狀。4DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(必修2 P48旁欄思考T1)沃森和克里克在構(gòu)建模型過(guò)程中，利用他人的經(jīng)驗(yàn)和成果有：組成DNA分子的單位是脫氧核苷酸；DNA分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈構(gòu)成的；英國(guó)科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線衍射圖譜；美國(guó)生物化學(xué)家鮑林揭示生物大分子結(jié)構(gòu)的方法(1950年)，即按照X射線衍射分析的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立模型的方法；奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫的研究成果：腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥(niǎo)嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。(必修2 P51基礎(chǔ)題T1改編)下圖為大腸桿菌DNA分子片段，分析并回答下列問(wèn)題。(1)圖中2是核糖還是脫氧核糖？_。1、2、3構(gòu)成了一個(gè)完整的脫氧核苷酸分子，據(jù)圖推測(cè)其中文名稱是_。(2)圖中的堿基對(duì)5和6是GC、AT還是AU？_。你的判斷理由是什么？_。(3)每個(gè)DNA片段中有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？_。(4)圖中a處為_(kāi)鍵，用_酶可將其斷裂，b處為_(kāi)鍵，該鍵形成時(shí)需_酶參與，其斷裂時(shí)需用_酶。答案(1)脫氧核糖胞嘧啶脫氧核苷酸或鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸(2)AT5與6間有2個(gè)氫鍵，應(yīng)為AT，DNA分子中無(wú)U(3)2個(gè)(4)氫解旋磷酸二酯DNA聚合酶或DNA連接限制1解讀兩種DNA結(jié)構(gòu)模型(1)由圖1可解讀以下信息(2)圖2是圖1的簡(jiǎn)化形式，其中是磷酸二酯鍵，是氫鍵。解旋酶作用于部位，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于部位。(3)堿基對(duì)數(shù)與氫鍵數(shù)的關(guān)系若堿基對(duì)數(shù)為n，則氫鍵數(shù)為2n3n，若已知A有m個(gè)，則氫鍵數(shù)為3nm。2關(guān)于堿基互補(bǔ)配對(duì)的四大規(guī)律總結(jié)規(guī)律一： DNA雙鏈中的AT、GC，兩條互補(bǔ)鏈的堿基總數(shù)相等，任意兩個(gè)不互補(bǔ)的堿基之和恒等，占?jí)A基總數(shù)的50%，即：AGTCACTG。規(guī)律二：非互補(bǔ)堿基之和的比例在整個(gè)DNA分子中為1，在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)。如在一條鏈中a，則在互補(bǔ)鏈中，而在整個(gè)DNA分子中1。規(guī)律三：互補(bǔ)堿基之和的比例在整個(gè)DNA分子中以及任何一條鏈中都相等。如在一條鏈中m，則在互補(bǔ)鏈及整個(gè)DNA分子中m。規(guī)律四：在雙鏈DNA及其轉(zhuǎn)錄的RNA之間有下列關(guān)系，設(shè)雙鏈DNA中a鏈的堿基為A1、T1、C1、G1，b鏈的堿基為A2、T2、C2、G2，則A1T1A2T2RNA分子中(AU)(1/2)DNA雙鏈中的(AT)；G1C1G2C2RNA分子中(GC)(1/2)DNA雙鏈中的(GC)。注：由2n個(gè)脫氧核苷酸形成雙鏈DNA分子過(guò)程中，可產(chǎn)生H2O分子數(shù)為(n1)(n1)2n2。題組DNA分子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1(2019江西上饒高三月考)如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的不正確描述是()A和相間排列，構(gòu)成DNA分子的基本骨架BDNA分子中的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息C不能稱作胞嘧啶脫氧核苷酸D當(dāng)細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制時(shí)，的斷開(kāi)需要酶作用答案A解析磷酸和脫氧核糖的交替排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架，A錯(cuò)誤；DNA分子中的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息，B正確；圖中不能表示胞嘧啶脫氧核苷酸，、和下一個(gè)磷酸才能構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸，C正確；細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制時(shí)，氫鍵的斷開(kāi)需要解旋酶，D正確。2下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是()ADNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結(jié)構(gòu)BDNA分子中的每個(gè)磷酸均連接著一個(gè)脫氧核糖和一個(gè)堿基CDNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對(duì)DDNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過(guò)磷酸脫氧核糖磷酸相連答案C解析DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個(gè)脫氧核糖，且磷酸不與堿基直接相連，B錯(cuò)誤；DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過(guò)脫氧核糖磷酸脫氧核糖相連，D錯(cuò)誤。題組DNA分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算3在一個(gè)DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的54%，其中一條鏈中鳥(niǎo)嘌呤、胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的22%和28%，則由該鏈轉(zhuǎn)錄的信使RNA中鳥(niǎo)嘌呤占?jí)A基總數(shù)的()A24% B22% C26% D23%答案A解析雙鏈DNA中，AT占全部堿基總數(shù)的54%，則一條單鏈中AT占該鏈堿基總數(shù)的54%，按下面的圖示分析可得mRNA中G與堿基總數(shù)的比值為24%。4一個(gè)DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤與鳥(niǎo)嘌呤數(shù)目之比為21，兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%，則該DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的()A32% B24% C14% D28%答案A解析已知DNA分子的一條鏈上，AG21，且AG之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，該鏈的堿基總數(shù)占DNA分子堿基總數(shù)的，所以該鏈中AG之和占該鏈堿基總數(shù)的48%，從而推出該鏈中A占該鏈堿基總數(shù)的32%，另一條鏈上的T和該鏈中的A相等，即另一條鏈上的胸腺嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的32%，A正確。5(2018安徽皖江名校聯(lián)盟聯(lián)考)已知某雙鏈DNA分子(非環(huán)狀)的一條單鏈中(AC)/(TG)m，下列相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是()A該DNA分子中(AC)/(ACTG)0.5B該DNA分子中游離的磷酸基團(tuán)位于DNA分子的兩端C該DNA分子中的(AC)/(TG)1D該DNA分子的特異性取決于堿基的種類及其比例答案D解析在雙鏈DNA分子中，AT，CG，因此該DNA分子中(AC)/(ACTG)0.5，A正確；每個(gè)鏈狀DNA分子含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，分別位于DNA分子的兩端，B正確；整個(gè)DNA分子中，AT，GC，所以(AC)/(TG)1，C正確；DNA分子的特異性表現(xiàn)在不同DNA分子有特定的堿基排列順序，D錯(cuò)誤。技法提升三步解決DNA分子中有關(guān)堿基比例計(jì)算第一步：搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個(gè)DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。第二步：畫一個(gè)DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知的和所求的堿基。第三步：根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其規(guī)律進(jìn)行計(jì)算?？键c(diǎn)2DNA復(fù)制及基因的概念1DNA分子的復(fù)制(1)概念、時(shí)間和場(chǎng)所(2)過(guò)程(3)特點(diǎn)和方式特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制。方式：半保留復(fù)制。(4)準(zhǔn)確復(fù)制的原因和意義原因：DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供精確的模板；堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，保證了復(fù)制能準(zhǔn)確進(jìn)行。意義：DNA分子通過(guò)復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。2基因、DNA、染色體的關(guān)系1DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)分析與影響因素(1)DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素示蹤法和密度梯度離心技術(shù)。實(shí)驗(yàn)原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。a重帶(密度最大)：兩條鏈都為15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA。b中帶(密度居中)：一條鏈為14N標(biāo)記，另一條鏈為15N標(biāo)記的子代雙鏈DNA。c輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA。實(shí)驗(yàn)過(guò)程過(guò)程分析a立即取出，提取DNA離心全部重帶。b繁殖一代后取出，提取DNA離心全部中帶。c繁殖兩代后取出，提取DNA離心1/2輕帶、1/2中帶。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的。(2)影響DNA復(fù)制的外界因素2.“圖解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)制n(n>0)次，則：(2)DNA復(fù)制中消耗的脫氧核苷酸數(shù)若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m(2n1)。第n次復(fù)制需要該種脫氧核苷酸數(shù)為m2n1。3DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記問(wèn)題(1)減數(shù)分裂與有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析如果用3H標(biāo)記細(xì)胞中的DNA分子，然后將細(xì)胞放在正常環(huán)境中培養(yǎng)，讓其進(jìn)行減數(shù)分裂，結(jié)果染色體中的DNA標(biāo)記情況如圖所示：由圖可以看出，減數(shù)分裂過(guò)程中細(xì)胞雖然連續(xù)分裂2次，但DNA只復(fù)制1次，所以四個(gè)子細(xì)胞中所有DNA分子均呈雜合狀態(tài)，即“”。有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析如果用3H標(biāo)記細(xì)胞中的DNA分子，然后將細(xì)胞放在正常環(huán)境中培養(yǎng)，連續(xù)進(jìn)行2次有絲分裂，與減數(shù)分裂過(guò)程不同，因?yàn)橛薪z分裂是復(fù)制1次分裂1次，因此這里實(shí)際上包含了2次復(fù)制。由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中所有DNA分子均呈雜合狀態(tài)，即“”。第二次有絲分裂復(fù)制后的染色體上兩條單體中只有一條單體含有3H，即DNA分子為“”，而另一條單體只有1H，即DNA分子為“”，在后期時(shí)兩條單體的分離是隨機(jī)的，所以最終形成的子細(xì)胞中可能都含有3H，也可能不含3H，含有3H的染色體條數(shù)是02n條(體細(xì)胞染色體條數(shù)是2n)。(2)四步法解決細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記問(wèn)題第一步畫出含一條染色體的細(xì)胞圖，下方畫出該條染色體上的1個(gè)DNA分子，用豎實(shí)線表示含同位素標(biāo)記第二步畫出復(fù)制一次，分裂一次的子細(xì)胞染色體圖，下方畫出染色體上的DNA鏈，未被標(biāo)記的新鏈用豎虛線表示第三步再畫出第二次復(fù)制(分裂)后的細(xì)胞的染色體組成和DNA鏈的情況第四步若繼續(xù)推測(cè)后期情況，可想象著絲點(diǎn)分裂，染色單體分開(kāi)的局面，并進(jìn)而推測(cè)子細(xì)胞染色體的情況題組DNA分子復(fù)制過(guò)程及特點(diǎn)1(2018湖南高三段考)下列有關(guān)DNA復(fù)制的敘述，錯(cuò)誤的是()A有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中均可以進(jìn)行BDNA解旋之后復(fù)制隨之開(kāi)始C復(fù)制后每個(gè)新DNA分子含一條母鏈和一條新子鏈D復(fù)制的場(chǎng)所可以發(fā)生在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中答案B解析DNA的復(fù)制通常發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，A正確；DNA分子復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程，B錯(cuò)誤；DNA分子復(fù)制是半保留復(fù)制，復(fù)制后每個(gè)新DNA分子含一條母鏈和一條新子鏈，C正確；復(fù)制的場(chǎng)所主要發(fā)生在細(xì)胞核中，在細(xì)胞質(zhì)的線粒體和葉綠體中也能進(jìn)行DNA分子復(fù)制，D正確。2如圖表示DNA復(fù)制的過(guò)程，結(jié)合圖示判斷，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()ADNA復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，解開(kāi)雙鏈BDNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，生成的兩條子鏈的方向相反C從圖示可知，DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，縮短了復(fù)制所需的時(shí)間DDNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成為DNA片段答案C解析DNA復(fù)制過(guò)程的第一步是解旋，需要用解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開(kāi)，A正確；由圖可知，DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，且生成的兩條子鏈的方向相反，B正確；圖中DNA復(fù)制只有一個(gè)起點(diǎn)，不能說(shuō)明DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，C錯(cuò)誤；DNA分子復(fù)制時(shí)，需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段，D正確。題組DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算3在一個(gè)密閉的容器里，用含有同位素13C的脫氧核苷酸合成一個(gè)DNA分子，然后加入普通的含12C的脫氧核苷酸，經(jīng)n次復(fù)制后，所得DNA分子中含12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含13C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是()A2n1 B(2n2)nC(2n2)2 D(2n1)1答案D解析根據(jù)題意分析可知：n次復(fù)制后共得到DNA分子2n個(gè)，共有脫氧核苷酸鏈2n2條；由于DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制，形成的子代DNA中有兩條鏈?zhǔn)悄０彐?3C；新合成的子鏈含12C，一共有2n22條，所以DNA分子中含12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含13C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是：(2n22)2(2n1)1。4用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)。該DNA分子在14N培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，其結(jié)果可能是()A含有14N的DNA占100%B復(fù)制過(guò)程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸640個(gè)C含15N的單鏈占D子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是23答案A解析由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，最終只有2個(gè)子代DNA各含1條15N鏈，1條14N鏈，其余DNA都只含14N，故全部子代DNA都含14N，A正確；含有100個(gè)堿基對(duì)200個(gè)堿基的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，解得A40個(gè)，故復(fù)制過(guò)程中需腺嘌呤脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)為(241)40600，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，不管復(fù)制幾次，最終子代DNA都保留親代DNA的2條母鏈，故最終有2個(gè)子代DNA含15N，所以含有15N的DNA分子占，含15N的單鏈占，C錯(cuò)誤；在雙鏈DNA分子中，CG，AT，所以(AG)(TC)11，D錯(cuò)誤。5某DNA分子有500個(gè)堿基對(duì)，其中含有鳥(niǎo)嘌呤300個(gè)，該DNA進(jìn)行連續(xù)復(fù)制，經(jīng)測(cè)定最后一次復(fù)制消耗了周圍環(huán)境中3200個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸，則該DNA分子共復(fù)制了多少次()A3次 B4次 C5次 D6次答案C解析已知該DNA分子有500個(gè)堿基對(duì)，其中含有300個(gè)G，則A與T均為200個(gè)；最后一次復(fù)制消耗了3200個(gè)A，因此，最后一次復(fù)制凈產(chǎn)生的DNA分子數(shù)為3200/20016(個(gè))，則經(jīng)過(guò)復(fù)制后，形成的DNA分子總數(shù)為32個(gè)，因此，這個(gè)DNA分子共進(jìn)行了5(2532)次復(fù)制。題后歸納 “DNA復(fù)制”相關(guān)題目的4點(diǎn)“注意”(1)注意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別，前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)制。(2)注意堿基的單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。(3)切記在DNA復(fù)制過(guò)程中，無(wú)論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。(4)看清試題中問(wèn)的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進(jìn)陷阱。題組DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂問(wèn)題6(2019吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)第三次月考)果蠅的體細(xì)胞含有8條染色體?，F(xiàn)有一個(gè)果蠅體細(xì)胞，它的每條染色體的DNA雙鏈都被32P標(biāo)記。如果把該細(xì)胞放在不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其連續(xù)分裂，那么將會(huì)在第幾次細(xì)胞分裂中出現(xiàn)：每個(gè)細(xì)胞的中期和后期分別有8條、8條被標(biāo)記的染色體()A第1次 B第2次 C第3次 D第4次答案B解析由于DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，所以在第一次有絲分裂結(jié)束后果蠅的體細(xì)胞中均含有8條染色體，8個(gè)DNA，每個(gè)DNA的2條鏈中均含1條標(biāo)記鏈和一條非標(biāo)記鏈。在第二次有絲分裂時(shí)，間期復(fù)制完成時(shí)會(huì)有16個(gè)DNA，但是這16個(gè)DNA中，有8個(gè)DNA均是含1條標(biāo)記鏈和一條非標(biāo)記鏈，另外8個(gè)均是非標(biāo)記鏈；中期由于著絲點(diǎn)沒(méi)有分裂，所以每條染色體上有2個(gè)DNA，一個(gè)是1條標(biāo)記鏈和一條非標(biāo)記鏈，另一個(gè)是只有非標(biāo)記鏈，所以在中期會(huì)有8條染色體有標(biāo)記；后期著絲點(diǎn)分裂，每條染色體上的DNA隨著姐妹染色單體的分開(kāi)而分開(kāi)，在后期形成16條染色體，其中只有8條含有標(biāo)記，這8條染色體中的DNA是含1條標(biāo)記鏈和一條非標(biāo)記鏈。所以將會(huì)在第2次細(xì)胞分裂中，出現(xiàn)中期和后期都有8條染色體被標(biāo)記的現(xiàn)象，B正確。7小鼠的睪丸中一個(gè)精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過(guò)程，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是()A初級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記B次級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體都被標(biāo)記C只有半數(shù)精細(xì)胞中有被標(biāo)記的染色體D產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞中的全部染色體，被標(biāo)記數(shù)與未被標(biāo)記數(shù)相等答案D解析一個(gè)精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期后，每條染色體的DNA分子有一條鏈被標(biāo)記，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過(guò)程，初級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體只有一條染色單體被標(biāo)記，A錯(cuò)誤；著絲點(diǎn)分裂后的次級(jí)精母細(xì)胞有一半的染色體被標(biāo)記，B錯(cuò)誤；由于染色體的隨機(jī)結(jié)合，含有被標(biāo)記染色體的精細(xì)胞的比例不能確定，C錯(cuò)誤；整體來(lái)看，產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞中的全部染色體，被標(biāo)記數(shù)與未被標(biāo)記數(shù)相等，D正確。題組DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)分析8細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，細(xì)菌DNA的含氮堿基均含有15N，然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，提取親代及子代的DNA，離心分離，如圖為可能的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是()A子一代DNA應(yīng)為 B子二代DNA應(yīng)為C子三代DNA應(yīng)為 D親代的DNA應(yīng)為答案C解析由題意可知，子一代的DNA應(yīng)為全中14N/15N，即圖，A正確；子二代DNA應(yīng)為1/2中14N/15N、1/2輕14N/14N，即圖，B正確；子三代DNA應(yīng)為1/4中14N/15N、3/4輕14N/14N，即圖，而不是全輕14N/14N，C錯(cuò)誤；親代的DNA應(yīng)為全重15N/15N，即圖，D正確。9DNA的復(fù)制方式可以通過(guò)設(shè)想來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢？下面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明DNA的復(fù)制方式。實(shí)驗(yàn)步驟：a在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14NDNA(對(duì)照)。b在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為15NDNA(親代)。c將親代含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(和)，用密度梯度離心法分離，不同相對(duì)分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)：(1)如果與對(duì)照(14N/14N)相比，子代能分辨出兩條DNA帶：一條_帶和一條_帶，則可以排除_。(2)如果子代只有一條中密度帶，則可以排除_，但不能肯定是_。(3)如果子代只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代DNA密度鑒定：若子代可以分出_和_，則可以排除分散復(fù)制，同時(shí)肯定半保留復(fù)制；如果子代不能分出_密度兩條帶，則排除_，同時(shí)確定為_(kāi)。答案(1)輕(14N/14N)重(15N/15N)半保留復(fù)制和分散復(fù)制(2)全保留復(fù)制半保留復(fù)制還是分散復(fù)制(3)一條中密度帶一條輕密度帶中、輕半保留復(fù)制分散復(fù)制解析由圖示可知，深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈)，淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復(fù)制后得到的兩個(gè)DNA分子，一個(gè)是原來(lái)的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子，一個(gè)是兩條子鏈形成的子代DNA分子；半保留復(fù)制后得到的每個(gè)子代DNA分子的一條鏈為母鏈，一條鏈為子鏈；分散復(fù)制后得到的每個(gè)子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子鏈片段間隔連接而成的。在子代中，全保留復(fù)制會(huì)形成輕、重兩條密度帶，半保留復(fù)制和分散復(fù)制都只形成一條中密度帶。在子代中，半保留復(fù)制會(huì)形成中、輕兩條密度帶，分散復(fù)制會(huì)形成一條中密度帶。高考熱點(diǎn)突破1(2016全國(guó)卷)某種物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對(duì)之間，使DNA雙鏈不能解開(kāi)。若在細(xì)胞正常生長(zhǎng)的培養(yǎng)液中加入適量的該物質(zhì)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A隨后細(xì)胞中的DNA復(fù)制發(fā)生障礙B隨后細(xì)胞中的RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生障礙C該物質(zhì)可將細(xì)胞周期阻斷在分裂中期D可推測(cè)該物質(zhì)對(duì)癌細(xì)胞的增殖有抑制作用答案C解析因?yàn)樵撐镔|(zhì)可使DNA雙鏈不能解開(kāi)，DNA復(fù)制時(shí)需要解旋，所以若在細(xì)胞培養(yǎng)液中加入該物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中DNA復(fù)制發(fā)生障礙，A正確；由于RNA主要是在細(xì)胞核中以DNA一條鏈為模板合成的，因此，RNA轉(zhuǎn)錄前需要DNA解旋，該物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生障礙，B正確；因?yàn)樵撐镔|(zhì)使DNA復(fù)制不能完成，所以可將細(xì)胞周期阻斷在分裂間期，C錯(cuò)誤；該物質(zhì)能抑制DNA復(fù)制，因此，可抑制癌細(xì)胞增殖，D正確。2(2016上海高考)在DNA分子模型的搭建實(shí)驗(yàn)中，若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個(gè)含10對(duì)堿基(A有6個(gè))的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個(gè)數(shù)為()A58 B78 C82 D88答案C解析根據(jù)試題的分析，構(gòu)建一個(gè)DNA的基本單位需要2個(gè)訂書釘，構(gòu)建一個(gè)含10對(duì)堿基(A有6個(gè))的DNA雙鏈片段，首先要構(gòu)建20個(gè)基本單位，需要40個(gè)訂書釘；將兩個(gè)基本單位連在一起需要一個(gè)訂書釘，連接10對(duì)堿基組成的DNA雙鏈片段，需要將20個(gè)基本單位連成兩條鏈，需要18個(gè)訂書釘；堿基A有6個(gè)，AT6，那么GC4，A和T之間兩個(gè)氫鍵，G和C之間三個(gè)氫鍵，堿基對(duì)之間的氫鍵需要624324個(gè)訂書釘連接，共需要40182482個(gè)訂書釘。3(2016全國(guó)卷節(jié)選)在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來(lái)標(biāo)記DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(APPP或dAPPP)?；卮鹣铝袉?wèn)題：將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個(gè))并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是_。答案一個(gè)含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到兩個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個(gè)噬菌體中只有2個(gè)帶有標(biāo)記解析1個(gè)噬菌體含有1個(gè)雙鏈DNA分子，用DNA分子被32P標(biāo)記的噬菌體感染大腸桿菌，由于DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制，即親代DNA分子的兩條鏈在復(fù)制中保留下來(lái)，且分別進(jìn)入不同的DNA分子中，所以理論上不管增殖多少代，子代噬菌體中只有2個(gè)噬菌體含有32P。4(2015江蘇高考)熒光原位雜交可用熒光標(biāo)記的特異DNA片段為探針，與染色體上對(duì)應(yīng)的DNA片段結(jié)合，從而將特定的基因在染色體上定位。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)DNA熒光探針的制備過(guò)程如圖1所示，DNA酶隨機(jī)切開(kāi)了核苷酸之間的_鍵從而產(chǎn)生切口，隨后在DNA聚合酶作用下，以熒光標(biāo)記的_為原料，合成熒光標(biāo)記的DNA探針。(2)圖2表示探針與待測(cè)基因結(jié)合的原理。先將探針與染色體共同煮沸，使DNA雙鏈中_鍵斷裂，形成單鏈。隨后在降溫復(fù)性過(guò)程中，探針的堿基按照_原則，與染色體上的特定基因序列形成較穩(wěn)定的雜交分子。圖中兩條姐妹染色單體中最多可有_條熒光標(biāo)記的DNA片段。(3)A、B、C分別代表不同來(lái)源的一個(gè)染色體組，已知AA和BB中各有一對(duì)同源染色體可被熒光探針標(biāo)記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交，則其F1有絲分裂中期的細(xì)胞中可觀察到_個(gè)熒光點(diǎn)；在減數(shù)第一次分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中分別可觀察到_個(gè)熒光點(diǎn)。答案(1)磷酸二酯脫氧核苷酸(2)氫堿基互補(bǔ)配對(duì)4(3)62和4解析(1)兩個(gè)核苷酸分子之間以磷酸二酯鍵連接。合成標(biāo)記的DNA探針時(shí)，需要的原料是脫氧核苷酸。(2)高溫可使DNA雙鏈堿基之間的氫鍵斷裂，形成單鏈。在降溫復(fù)性的過(guò)程中，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，探針的堿基與染色體上特定的基因序列形成雜交分子。1個(gè)DNA分子的兩條鏈可分別與探針的單鏈結(jié)合，兩條姐妹染色單體中含2個(gè)DNA分子，故最多可有4條熒光標(biāo)記的DNA片段。(3)植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交，則F1為AABC，即含2個(gè)A染色體組、1個(gè)B染色體組和1個(gè)C染色體組。其中的2個(gè)A染色體組、1個(gè)B染色體組中各有1條染色體(共3條染色體)被熒光探針標(biāo)記，則其在有絲分裂中期時(shí)，有6條染色單體上出現(xiàn)熒光點(diǎn)，即可觀察到6個(gè)熒光點(diǎn)。減數(shù)第一次分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中含染色體組有AB和AC兩種情況，含A、B兩個(gè)染色體組的子細(xì)胞中可觀察到有4個(gè)熒光點(diǎn)，含A、C兩個(gè)染色體組的子細(xì)胞中可觀察到有2個(gè)熒光點(diǎn)。