《2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第6單元 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 第19講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制以及基因的本質(zhì)學(xué)案（含解析）（必修2）.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第6單元 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 第19講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制以及基因的本質(zhì)學(xué)案（含解析）（必修2）.doc（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

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(Ⅱ)　2.DNA分子的復(fù)制(Ⅱ)　3.基因的概念(Ⅱ) 考點1　DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計算 1．DNA雙螺旋模型構(gòu)建者：沃森和克里克。 2．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成 3．DNA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氫鍵連接成堿基對。堿基互補配對遵循以下原則：A===T(兩個氫鍵)、G≡C(三個氫鍵)。 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。 4．DNA分子結(jié)構(gòu)特點 (必修2 P48旁欄思考T1)沃森和克里克在構(gòu)建模型過程中，利用他人的經(jīng)驗和成果有：①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鏈構(gòu)成的；②英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線衍射圖譜；③美國生物化學(xué)家鮑林揭示生物大分子結(jié)構(gòu)的方法(1950年)，即按照X射線衍射分析的實驗數(shù)據(jù)建立模型的方法；④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，分析并回答下列問題。 (1)圖中2是核糖還是脫氧核糖？________。1、2、3構(gòu)成了一個完整的脫氧核苷酸分子，據(jù)圖推測其中文名稱是___________________________________。 (2)圖中的堿基對5和6是G－C、A－T還是A－U？______________。你的判斷理由是什么？____________________________。 (3)每個DNA片段中有幾個游離的磷酸基團？________。 (4)圖中a處為________鍵，用________酶可將其斷裂，b處為________鍵，該鍵形成時需________酶參與，其斷裂時需用________酶。 答案　(1)脫氧核糖　胞嘧啶脫氧核苷酸或鳥嘌呤脫氧核苷酸 (2)A－T　5與6間有2個氫鍵，應(yīng)為A－T，DNA分子中無U (3)2個 (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的簡化形式，其中①是磷酸二酯鍵，③是氫鍵。解旋酶作用于③部位，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于①部位。 (3)堿基對數(shù)與氫鍵數(shù)的關(guān)系 若堿基對數(shù)為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3n－m。 2．關(guān)于堿基互補配對的四大規(guī)律總結(jié) 規(guī)律一： DNA雙鏈中的A＝T、G＝C，兩條互補鏈的堿基總數(shù)相等，任意兩個不互補的堿基之和恒等，占堿基總數(shù)的50%，即：A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。 規(guī)律二：非互補堿基之和的比例在整個DNA分子中為1，在兩條互補鏈中互為倒數(shù)。如在一條鏈中＝a，則在互補鏈中＝，而在整個DNA分子中＝1。 規(guī)律三：互補堿基之和的比例在整個DNA分子中以及任何一條鏈中都相等。如在一條鏈中＝m，則在互補鏈及整個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A1＋T1＝A2＋T2＝RNA分子中(A＋U)＝(1/2)DNA雙鏈中的(A＋T)；G1＋C1＝G2＋C2＝RNA分子中(G＋C)＝(1/2)DNA雙鏈中的(G＋C)。 注：由2n個脫氧核苷酸形成雙鏈DNA分子過程中，可產(chǎn)生H2O分子數(shù)為(n－1)＋(n－1)＝2n－2。 題組　DNA分子結(jié)構(gòu)及特點 1．(2019江西上饒高三月考)如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對該圖的不正確描述是(　　) A．②和③相間排列，構(gòu)成DNA分子的基本骨架 B．DNA分子中的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息 C．④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，⑨的斷開需要酶作用 答案　A 解析?、倭姿岷廷诿撗鹾颂堑慕惶媾帕袠?gòu)成了DNA分子的基本骨架，A錯誤；DNA分子中的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息，B正確；圖中④不能表示胞嘧啶脫氧核苷酸，②、③和下一個磷酸才能構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸，C正確；細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制時，⑨氫鍵的斷開需要解旋酶，D正確。 2．下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是(　　) A．DNA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) B．DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基 C．DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對 D．DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—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錯誤；DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個脫氧核糖，且磷酸不與堿基直接相連，B錯誤；DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖相連，D錯誤。 題組　DNA分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算 3．在一個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中鳥嘌呤占堿基總數(shù)的(　　) A．24% B．22% C．26% D．23% 答案　A 解析　雙鏈DNA中，A＋T占全部堿基總數(shù)的54%，則一條單鏈中A＋T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DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤與鳥嘌呤數(shù)目之比為2∶1，兩者之和占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(　　) A．32% B．24% C．14% D．28% 答案　A 解析　已知DNA分子的一條鏈上，A∶G＝2∶1，且A＋G之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%，依據(jù)堿基互補配對原則，該鏈的堿基總數(shù)占DNA分子堿基總數(shù)的，所以該鏈中A＋G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(A＋C)/(T＋G)＝m，下列相關(guān)敘述中錯誤的是(　　) A．該DNA分子中(A＋C)/(A＋C＋T＋G)＝0.5 B．該DNA分子中游離的磷酸基團位于DNA分子的兩端 C．該DNA分子中的(A＋C)/(T＋G)＝1 D．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，A＝T，C＝G，因此該DNA分子中(A＋C)/(A＋C＋T＋G)＝0.5，A正確；每個鏈狀DNA分子含有2個游離的磷酸基團，分別位于DNA分子的兩端，B正確；整個DNA分子中，A＝T，G＝C，所以(A＋C)/(T＋G)＝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錯誤。 技法提升 三步解決DNA分子中有關(guān)堿基比例計算 第一步：搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個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)堿基互補配對原則及其規(guī)律進行計算。 考點2　DNA復(fù)制及基因的概念 1．DNA分子的復(fù)制 (1)概念、時間和場所 (2)過程 (3)特點和方式 ①特點：邊解旋邊復(fù)制。 ②方式：半保留復(fù)制。 (4)準(zhǔn)確復(fù)制的原因和意義 ①原因：DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供精確的模板；堿基互補配對原則，保證了復(fù)制能準(zhǔn)確進行。 ②意義：DNA分子通過復(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 1．DNA半保留復(fù)制的實驗分析與影響因素 (1)DNA半保留復(fù)制的實驗分析 ①實驗方法：放射性同位素示蹤法和密度梯度離心技術(shù)。 ②實驗原理：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。 ③實驗假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。 ④實驗預(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。 ⑤實驗過程 ⑥過程分析 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。 ⑦實驗結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留方式進行的。 (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) ①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m(2n－1)。 ②第n次復(fù)制需要該種脫氧核苷酸數(shù)為m2n－1。 3．DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記問題 (1)減數(shù)分裂與有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析 ①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，所以四個子細(xì)胞中所有DNA分子均呈雜合狀態(tài)，即“”。 ②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)進行2次有絲分裂，與減數(shù)分裂過程不同，因為有絲分裂是復(fù)制1次分裂1次，因此這里實際上包含了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“”，在后期時兩條單體的分離是隨機的，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0～2n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DNA分子，用豎實線表示含同位素標(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)推測后期情況，可想象著絲點分裂，染色單體分開的局面，并進而推測子細(xì)胞染色體的情況 題組　DNA分子復(fù)制過程及特點 1．(2018湖南高三段考)下列有關(guān)DNA復(fù)制的敘述，錯誤的是(　　) A．有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可以進行 B．DNA解旋之后復(fù)制隨之開始 C．復(fù)制后每個新DNA分子含一條母鏈和一條新子鏈 D．復(fù)制的場所可以發(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)制的過程，B錯誤；DNA分子復(fù)制是半保留復(fù)制，復(fù)制后每個新DNA分子含一條母鏈和一條新子鏈，C正確；復(fù)制的場所主要發(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行DNA分子復(fù)制，D正確。 2．如圖表示DNA復(fù)制的過程，結(jié)合圖示判斷，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．DNA復(fù)制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，解開雙鏈 B．DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點，生成的兩條子鏈的方向相反 C．從圖示可知，DNA分子具有多起點復(fù)制的特點，縮短了復(fù)制所需的時間 D．DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成為DNA片段 答案　C 解析　DNA復(fù)制過程的第一步是解旋，需要用解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開，A正確；由圖可知，DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點，且生成的兩條子鏈的方向相反，B正確；圖中DNA復(fù)制只有一個起點，不能說明DNA分子具有多起點復(fù)制的特點，C錯誤；DNA分子復(fù)制時，需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段，D正確。 題組　DNA復(fù)制的相關(guān)計算 3．在一個密閉的容器里，用含有同位素13C的脫氧核苷酸合成一個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(　　) A．2n∶1 B．(2n－2)∶n C．(2n－2)∶2 D．(2n－1)∶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，共有脫氧核苷酸鏈2n2條；由于DNA分子復(fù)制的特點是半保留復(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2n2－2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：(2n2－2)∶2＝(2n－1)∶1。 4．用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個。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)制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸640個 C．含15N的單鏈占 D．子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是2∶3 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個堿基對200個堿基的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，解得A＝40個，故復(fù)制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸的個數(shù)為(24－1)40＝600，B錯誤；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個子代DNA含15N，所以含有15N的DNA分子占，含15N的單鏈占＝，C錯誤；在雙鏈DNA分子中，C＝G，A＝T，所以(A＋G)∶(T＋C)＝1∶1，D錯誤。 5．某DNA分子有500個堿基對，其中含有鳥嘌呤300個，該DNA進行連續(xù)復(fù)制，經(jīng)測定最后一次復(fù)制消耗了周圍環(huán)境中3200個腺嘌呤脫氧核苷酸，則該DNA分子共復(fù)制了多少次(　　) A．3次 B．4次 C．5次 D．6次 答案　C 解析　已知該DNA分子有500個堿基對，其中含有300個G，則A與T均為200個；最后一次復(fù)制消耗了3200個A，因此，最后一次復(fù)制凈產(chǎn)生的DNA分子數(shù)為3200/200＝16(個)，則經(jīng)過復(fù)制后，形成的DNA分子總數(shù)為32個，因此，這個DNA分子共進行了5(25＝32)次復(fù)制。 題后歸納 “DNA復(fù)制”相關(guān)題目的4點“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”還是“個”。 (3)切記在DNA復(fù)制過程中，無論復(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。 (4)看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進陷阱。 題組　DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂問題 6．(2019吉林實驗中學(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，那么將會在第幾次細(xì)胞分裂中出現(xiàn)：每個細(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DNA，每個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，間期復(fù)制完成時會有16個DNA，但是這16個DNA中，有8個DNA均是含1條標(biāo)記鏈和一條非標(biāo)記鏈，另外8個均是非標(biāo)記鏈；中期由于著絲點沒有分裂，所以每條染色體上有2個DNA，一個是1條標(biāo)記鏈和一條非標(biāo)記鏈，另一個是只有非標(biāo)記鏈，所以在中期會有8條染色體有標(biāo)記；后期著絲點分裂，每條染色體上的DNA隨著姐妹染色單體的分開而分開，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)分裂過程，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是(　　) A．初級精母細(xì)胞中每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記 B．次級精母細(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)分裂過程，初級精母細(xì)胞中每條染色體只有一條染色單體被標(biāo)記，A錯誤；著絲點分裂后的次級精母細(xì)胞有一半的染色體被標(biāo)記，B錯誤；由于染色體的隨機結(jié)合，含有被標(biāo)記染色體的精細(xì)胞的比例不能確定，C錯誤；整體來看，產(chǎn)生的四個精細(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)制的實驗分析 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①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯誤的是(　　) A．子一代DNA應(yīng)為② B．子二代DNA應(yīng)為① C．子三代DNA應(yīng)為④ D．親代的DNA應(yīng)為⑤ 答案　C 解析　由題意可知，子一代的DNA應(yīng)為全中14N/15N，即圖②，A正確；子二代DNA應(yīng)為1/2中14N/15N、1/2輕14N/14N，即圖①，B正確；子三代DNA應(yīng)為1/4中14N/15N、3/4輕14N/14N，即圖③，而不是全輕14N/14N，C錯誤；親代的DNA應(yīng)為全重15N/15N，即圖⑤，D正確。 9．DNA的復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進行預(yù)測，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)計實驗來證明DNA的復(fù)制方式。 實驗步驟： a．在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N—DNA(對照)。 b．在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N—DNA(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(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同相對分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。 實驗預(yù)測： (1)如果與對照(14N/14N)相比，子代Ⅰ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Ⅰ只有一條中密度帶，則可以排除________，但不能肯定是______________________。 (3)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定：若子代Ⅱ可以分出________和________，則可以排除分散復(fù)制，同時肯定半保留復(fù)制；如果子代Ⅱ不能分出________密度兩條帶，則排除________，同時確定為________。 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DNA分子，一個是原來的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子，一個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Ⅰ代中，全保留復(fù)制會形成輕、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Ⅱ代中，半保留復(fù)制會形成中、輕兩條密度帶，分散復(fù)制會形成一條中密度帶。 高考熱點突破 1．(2016全國卷Ⅱ)某種物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間，使DNA雙鏈不能解開。若在細(xì)胞正常生長的培養(yǎng)液中加入適量的該物質(zhì)，下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) 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．可推測該物質(zhì)對癌細(xì)胞的增殖有抑制作用 答案　C 解析　因為該物質(zhì)可使DNA雙鏈不能解開，DNA復(fù)制時需要解旋，所以若在細(xì)胞培養(yǎng)液中加入該物質(zhì)，會導(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)會導(dǎo)致細(xì)胞中RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生障礙，B正確；因為該物質(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分子模型的搭建實驗中，若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個含10對堿基(A有6個)的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個數(shù)為(　　) A．58 B．78 C．82 D．88 答案　C 解析　根據(jù)試題的分析，構(gòu)建一個DNA的基本單位需要2個訂書釘，構(gòu)建一個含10對堿基(A有6個)的DNA雙鏈片段，首先要構(gòu)建20個基本單位，需要40個訂書釘；將兩個基本單位連在一起需要一個訂書釘，連接10對堿基組成的DNA雙鏈片段，需要將20個基本單位連成兩條鏈，需要18個訂書釘；堿基A有6個，A＝T＝6，那么G＝C＝4，A和T之間兩個氫鍵，G和C之間三個氫鍵，堿基對之間的氫鍵需要62＋43＝24個訂書釘連接，共需要40＋18＋24＝82個訂書釘。 3．(2016全國卷Ⅰ節(jié)選)在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉栴}： 將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標(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)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)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噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標(biāo)記 解析　1個噬菌體含有1個雙鏈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，且分別進入不同的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。請回答下列問題： (1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示，DNA酶Ⅰ隨機切開了核苷酸之間的________鍵從而產(chǎn)生切口，隨后在DNA聚合酶Ⅰ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分別代表不同來源的一個染色體組，已知AA和BB中各有一對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________個熒光點；在減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細(xì)胞中分別可觀察到________個熒光點。 答案　(1)磷酸二酯　脫氧核苷酸 (2)氫　堿基互補配對　4 (3)6　2和4 解析　(1)兩個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，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)性的過程中，按照堿基互補配對原則，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A染色體組、1個B染色體組和1個C染色體組。其中的2個A染色體組、1個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，有6條染色單體上出現(xiàn)熒光點，即可觀察到6個熒光點。減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細(xì)胞中含染色體組有AB和AC兩種情況，含A、B兩個染色體組的子細(xì)胞中可觀察到有4個熒光點，含A、C兩個染色體組的子細(xì)胞中可觀察到有2個熒光點。