2021版高考生物一轮复习第16讲DNA分子的结构和复制基因是具有遗传效应的DNA片段课件 人教版 50页

第 16 讲　 DNA 分子的结构和复制　 基因 是具有遗传效应的 DNA 片段 - 2 - - 3 - 必备知识 核心素养 关键能力 DNA 分子的结构及 计算 1 . DNA 双螺旋结构的 形成 C 、 H 、 O 、 N 、 P 脱氧核糖 A 、 T 、 G 、 C 脱氧核苷酸 - 4 - 必备知识 核心素养 关键能力 反向平行 - 5 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . DNA 的双螺旋结构 (1)DNA 由 　　 条脱氧核苷酸链组成 , 这些链按 　　　　　　 的 方式盘旋成双螺旋结构。   (2) 外侧 : 　　　　　　　　 和 　　　　 交替连接构成主链基本骨架。   (3) 内侧 : 两条链上的碱基通过氢键连接成 　　　　　　　　　 。碱基互补配对遵循以下原则 :A=T( 两个氢键 ) 、 G ≡ C( 三个氢键 ) 。   巧记 　 利用数字 “ 五、四、三、二、一 ” 巧记 DNA 分 子结构 两 反向平行 脱氧核糖 磷酸 碱基对 - 6 - 必备知识 核心素养 关键能力 3 . DNA 分子的特性 (1) 相对稳定性 :DNA 分子中 　　　　　　　　　　　 交替连接的方式不变 , 两条链间 　　　　　　　　　　　　　 的方式不变。   (2) 多样性 : 不同的 DNA 分子中 　　　　　　　　　　　　 数目不同 , 排列顺序多种多样。若某 DNA 分子中有 n 个碱基对 , 则排列顺序有 　　　 种。   (3) 特异性 : 每种 DNA 分子都有区别于其他 DNA 的特定的 　　　　　　　　　　　　　　　 , 代表了特定的遗传信息。   磷酸和脱氧核糖 碱基互补配对 脱氧核苷酸 4 n 碱基对排列顺序 - 7 - 必备知识 核心素养 关键能力 教材拾遗 ( 必修 2 第 58 页 “ 科学 · 技术 · 社会 ”)“ 让 DNA 开口说话 ” 的 DNA 指纹图谱是如何获得的 ? 该技术有哪些应用 ? 提示 : ① 应用 DNA 指纹技术 , 首先需要用合适的酶将待检测的样品 DNA 切成片段 , 然后用电泳的方法将这些片段按大小分开 , 再经过一系列步骤 , 最后形成 DNA 指纹图 ; ② 由于每个人的 DNA 指纹图是独一无二的 , 所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。因而此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、遗骸鉴定等。 - 8 - 必备知识 核心素养 关键能力 正误判断 (1) 沃森和克里克构建的 DNA 分子模型和富兰克林拍摄的 DNA 分子的 X 光衍射照片都属于物理模型。 ( 　　 ) (2) 嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了 DNA 分子空间结构的相对稳定。 ( 　　 ) (3) 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。 ( 　　 ) (4)DNA 分子一条链上的相邻碱基通过 “— 磷酸 — 脱氧核糖 — 磷酸 —” 相连。 ( 　　 ) (5)DNA 分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。 ( 　　 ) × √ × × × - 9 - 必备知识 核心素养 关键能力 (6) 不同生物的 DNA 分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同。 ( 　　 ) (7) 同一生物个体不同细胞中 DNA 分子的 (A+T)/(C+G) 的值不同。 ( 　　 ) (8) 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 4 1 700 种。 ( 　　 ) √ × × - 10 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 　 DNA 分子结构的分析 ( 科学思维 ) 下图是 DNA 分子结构示意图 , 请据图思考回答下列问题。 - 11 - 必备知识 核心素养 关键能力 (1) 一个双链 DNA 分子片段中有几个游离的磷酸基团 ? ( 2) 含 G 、 C 碱基对比较多的 DNA 分子热稳定性较高 , 为什么 ? ( 3) 图中碱基之间是如何连接的 ? 一条链上的脱氧核苷酸之间又是如何连接的 ? 提示 : 2 个 , 分别位于 DNA 分子的两端 。 提示 : G 、 C 碱基对中含三个氢键 , 断裂时所需能量多 。 提示 : 双链 DNA 中 , 反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对 , 而同一条链上碱基之间是通过 “— 脱氧核糖 — 磷酸 — 脱氧核糖 —” 相连的 ; 一条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接。 - 12 - 必备知识 核心素养 关键能力 ( 4) 解旋酶作用于图中哪个部位 ? 限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶作用于图中哪个部位 ? (5)DNA 初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么 ? (6) 若某双链 DNA 分子含有 200 个碱基 , 一条链上 A ∶ T ∶ G ∶ C=1 ∶ 2 ∶ 3 ∶ 4, 则该 DNA 分子碱基排列方式共有 4 100 种 , 对吗 ? 提示 : 解旋酶作用于 ⑨ , 限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶作用于 ⑩ 。 提示 : 初步水解的产物是 4 种脱氧核苷酸 , 彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和 4 种含氮碱基。 提示 : 不对。各碱基的比例固定 ,DNA 分子碱基排列方式少于 4 100 种。 - 13 - 必备知识 核心素养 关键能力 【解疑释惑】有关 “ DNA 结构 ” 的 6 点提醒 (1)DNA 中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团 , 两条链各有一个 3' 端的脱氧核糖连着一个磷酸基团。 (2) 双链 DNA 中 A 与 T 分子数相等 ,G 与 C 分子数相等 , 但 A+T 的量不一定等于 G+C 的量。 (3) 并非所有的 DNA 分子均为 “ 双链 ”, 有的 DNA 分子为单链。 (4)DNA 分子中 A 与 T 之间可形成 2 个氢键 ,G 与 C 之间可形成 3 个氢键 , 故 G ≡ C 对所占比例越高的 DNA 分子其稳定性越高。 (5) 原核细胞及真核细胞细胞器中的 DNA 分子为 “ 双链环状 ” 。 (6) 并非所有 DNA 片段都是基因 , 基因是有遗传效应的 DNA 片段 , 不是连续分布在 DNA 上的 , 而是由碱基序列将不同的基因分隔开的。 - 14 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 1 　 DNA 分子结构分析 1 .(2019 广东惠州检测 ) 下图是某 DNA 片段的结构示意图 , 下列叙述正确的是 ( 　　 ) A.DNA 复制时 , 解旋酶先将 ① 全部切割 , 再进行复制 B.DNA 分子中 A+T 含量高时稳定性较高 C. 磷酸与脱氧核糖交替排列构成 DNA 分子的基本骨架 D.a 链、 b 链方向相同 ,a 链与 b 链的碱基互补配对 答案 解析 解析 关闭 DNA 复制时边解旋边复制 ,A 项错误 ; 碱基 A 和 T 之间有两个氢键 , 碱基 G 和 C 之间有三个氢键 , 因此 G+C 含量高的 DNA 分子的相对稳定性较高 ,B 项错误 ; 磷酸与脱氧核糖交替排列构成 DNA 分子的基本骨架 ,C 项正确 ;DNA 分子的两条链方向相反 ,a 链与 b 链的碱基互补配对 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 C - 15 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 .(2019 广东惠州调研 ) 下列有关 DNA 的叙述 , 错误的是 ( 　　 ) A.DNA 分子中 3 个相邻的碱基构成氨基酸的密码子 B.DNA 分子中碱基的特定排列顺序构成了每一个 DNA 分子的特异性 C. 双链 DNA 分子比单链 DNA 分子更稳定 D. 环状 DNA 质粒分子中不含游离的磷酸基团 答案 解析 解析 关闭 密码子是指 mRNA 中决定一个氨基酸的三个相邻碱基 ,A 项错误 ; 每一个 DNA 分子具有特定的碱基排列顺序 , 具有特异性 ,B 项正确 ; 单链 DNA 分子容易发生基因突变 , 双键 DNA 分子比单链 DNA 分子更稳定 ,C 项正确 ; 环状 DNA 质粒分子中不含游离的磷酸基团 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 A - 16 - 必备知识 核心素养 关键能力 - 17 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 2 　 DNA 分子结构的相关计算 3 .(2019 山东潍坊月考 ) 在一个双链 DNA 分子中 , 碱基总数为 m , 腺嘌呤碱基数为 n ,G 与 C 之间形成 3 个氢键 ,A 与 T 之间形成 2 个氢键。下列有关叙述正确的是 ( 　　 ) ① 脱氧核苷酸数 = 磷酸数 = 碱基总数 = m 　 ② 碱基之间的氢键数为 (3 m -2 n )/2 　 ③ 一条链中 A+T 的数量为 n ④ G 的数量为 m - n A. ①②③④ B. ②③④ C. ③④ D. ①②③ 答案 解析 解析 关闭 每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基 , 所以脱氧核苷酸数 = 磷酸数 = 碱基数 = m , 故①正确 ; 因为 A 和 T 之间有 2 个氢键、 C 和 G 之间有 3 个氢键 , 根据碱基互补配对原则 ,A=T= n , 则 C=G=( m -2 n )/2, 所以碱基之间的氢键数为 2 n +3( m -2 n )/2=(3 m -2 n )/2, 故②正确 ; 双链 DNA 中 ,A=T= n , 则根据碱基互补配对原则 , 一条链中 A+T 的数量为 n , 故③正确 ; 由②中计算可知 ,G 的数量 =( m -2 n )/2, 故④错误。 答案 解析 关闭 D - 18 - 必备知识 核心素养 关键能力 4 .(2019 山东日照第一中学模拟 ) 科学家在人体快速分裂的活细胞 ( 如癌细胞 ) 中发现了 DNA 的四螺旋结构。形成该结构的 DNA 单链中富含 G, 每 4 个 G 之间通过氢键等形成一个正方形的 “G-4 平面 ”, 继而形成立体的 “G- 四联体螺旋结构 ”( 见下图 ) 。下列叙述正确的是 ( 　　 ) - 19 - 必备知识 核心素养 关键能力 ① 该结构是沃森和克里克首次发现的　 ② 该结构由一条脱氧核苷酸链形成　 ③ 用 DNA 解旋酶可打开该结构中的氢键　 ④ 该结构中 (A+G)/(T+C) 的值与 DNA 双螺旋中的比值相等　 ⑤ 该 DNA 结构遵循碱基互补配对原则 A. ①②⑤ B. ②③ C. ①④⑤ D. ②④ 审题指导 分析题干信息 “ 形成该结构的 DNA 单链中富含 G, 每 4 个 G 之间通过氢键等作用力形成一个正方形的 ‘ G - 4 平面 ’ ” 可知 , 该 DNA 结构不遵循碱基互补配对原则 ; 分析题图信息可知 , 一 条脱氧核苷酸链形成立体的 “G - 四联体螺旋结构 ” 。 - 20 - 必备知识 核心素养 关键能力 答案 : B 　 解析 : “G - 四联体螺旋结构 ” 不是沃森和克里克首次发现的 , ① 错误 ; 由图中实线可知 , 该结构由一条脱氧核苷酸链形成 , ② 正确 ;DNA 解旋酶能打开碱基对之间的氢键 , 因此用 DNA 解旋酶可打开该结构中的氢键 , ③ 正确 ;DNA 双螺旋中 (A+G)/(T+C) 的值始终等于 1, 而该结构为单链 ,(A+G)/(T+C) 的值不一定等于 1, 因此该结构中 (A+G)/(T+C) 的值与 DNA 双螺旋中的比值不一定相等 , ④ 错误 ; 该结构的 DNA 单链中富含 G, 每 4 个 G 之间通过氢键等作用力形成一个正方形的 “G - 4 平面 ”, 可见该 DNA 结构不遵循碱基互补配对原则 , ⑤ 错误。 - 21 - 必备知识 核心素养 关键能力 【归纳总结】 1 .“ 归纳法 ” 求解 DNA 分子中的碱基数量的计算规律 (1) 在 DNA 双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同 , 即 A+G=T+C 。 ( 2) 互补碱基之和的比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都 - 22 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . DNA 分子中有关碱基比例计算的解题步骤 (1) 搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个 DNA 分子碱基的比例 , 还是占 DNA 分子一条链上碱基的比例。 (2) 画一个 DNA 分子模式图 , 并在图中标出已知和所求的碱基 : (3) 根据碱基互补配对原则及其规律进行计算 。 - 23 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 DNA 半保留复制及相关 实验 1 . DNA 复制的假说与证据 (1) 沃森和克里克的假说 : 　　　　　　 复制。   半 保留 同位素标记 - 24 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 以上实验证明 DNA 分子复制的特点是 　　　　　　　　　　 。   半保留复制 - 25 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 . DNA 的复制 过程 有丝分裂的间期 脱氧核苷酸 ATP 解旋酶 DNA 聚合酶 完全相同 - 26 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 半保留 双螺旋结构 碱基互补配对 遗传信息 遗传信息 - 27 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 3 . 基因的 概念 一个或两个 有遗 传 效应 许多　 线性 许多　 脱氧核 苷 酸排列顺序 - 28 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 正误判断 (1)DNA 复制遵循碱基互补配对原则 , 新合成的 DNA 分子中两条链均是新合成的。 ( 　　 ) (2) 单个脱氧核苷酸在 DNA 酶的作用下连接合成新的子链。 ( 　　 ) (3) 在人体内 , 成熟的红细胞、浆细胞中不发生 DNA 的复制。 ( 　　 ) (4) 将已被 15 N 标记了 DNA 的大肠杆菌在含 14 N 的培养基中培养繁殖一代 , 若子代大肠杆菌的 DNA 分子中既含有 14 N, 又含有 15 N, 则可说明 DNA 的复制为半保留复制。 ( 　　 ) (5)DNA 分子的多样性是指一个 DNA 分子上有许多个基因。 ( 　　 ) × × √ × × - 29 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 ( 6) 细胞中 DNA 分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和。 ( 　　 ) (7) 对于 HIV 等 RNA 病毒来说 , 其基因就是有遗传效应的 RNA 片段。 ( 　　 ) (8) 基因只位于染色体上 , 所以染色体是基因的载体。 ( 　　 ) × √ × - 30 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 探究 1 　 DNA 复制过程的分析 ( 科学思维 ) 1 . 下图为 DNA 分子的复制过程 , 据图分析回答下列问题 。 (1) 图示中的解旋酶和 DNA 聚合酶各有什么作用 ? 提示 : 前者使氢键打开 ,DNA 双链解旋 ; 后者催化形成磷酸二酯键 , 从而形成新的子链。 - 31 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (2) 蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞 , 是否都能进行图示过程呢 ? (3) 上图所示 DNA 复制过程若发生在细胞核内 , 形成的两个子 DNA 位置如何 ? 其上面对应片段中基因是否相同 ? 两个子 DNA 将于何时分开 ? 提示 : 蛙的红细胞进行无丝分裂 , 可进行 DNA 分子的复制 ; 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核 , 也没有各种细胞器 , 不能进行 DNA 分子的复制。 提示 : 染色体复制后形成两条姐妹染色单体 , 刚复制产生的两个子 DNA 分子分别位于两条姐妹染色单体上 , 由着丝点相连 ; 其对应片段所含基因在无基因突变等变异情况下应完全相同 ; 两个子 DNA 分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时 , 随两条姐妹染色单体的分离而分开 , 分别进入两个子细胞中。 - 32 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 . 现将含 15 N 的大肠杆菌转移到氮源为 14 N 的培养基中 , 再连续繁殖两代 ( Ⅰ 和 Ⅱ ), 用密度梯度离心法分离 , 不同相对分子质量的 DNA 分子将分布在试管中的不同位置上。请预测并绘出若 DNA 的复制方式为下图所示的全保留方式或分散方式复制时 , 连续繁殖两代 ( Ⅰ 和 Ⅱ ) 的实验结果中各带的分布图像 ( 重带、中带和轻带 ) 。 - 33 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 提示 : - 34 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 3 .DNA 复制为半保留复制 , 若将亲代 DNA 分子复制 n 代 , 根据图解分析其结果。 (1) 子代 DNA 分子数为 　　　　 个。   ① 含有亲代链的 DNA 分子数为 　　 个。   ② 只含亲代链的 DNA 分子数为 　　 个。   ③ 不含亲代链的 DNA 分子数为 　　　　　 个。   ④ 含子代链的 DNA 分子数有 　　　 个。   2 n 　 2 0 (2 n -2 ) 2 n 　 - 35 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (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) 若模板 DNA 中含有 m 个碱基 , 其中 A 有 a 个 , 则 : ① 连续复制 n 次需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目 为 　　　　　　　　　　　 个。   ② 第 n 次复制需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目 为 　　　　　　　　　　 个。   2 n +1 2 (2 n +1 -2 ) ( m/ 2 -a ) × (2 n -1 ) ( m/ 2 -a ) × 2 n- 1 - 36 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 探究 2 　 染色体、 DNA 、基因和脱氧核苷酸的关系 ( 生命观念 ) 1 . 同源染色体上的 DNA 分子之间除哪项外均可能不同 ? 请说明理由。 ① 碱基对的排列顺序　 ② 磷酸二酯键的数目　 ③ 脱氧核苷酸的种类 提示 : ③ 。同源染色体上的 DNA 分子可能是相同的 , 也可能是不同的 , 如 X 、 Y 染色体 , 所以构成 DNA 的脱氧核苷酸数目就可能不同 , 连接两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的数目也就可能不同 , 碱基对的排列顺序不同 ;DNA 分子中 A=T 、 C=G, 但 (A+T)/(C+G) 在不同的 DNA 分子中可能不同 , 而构成所有 DNA 的脱氧核苷酸均只有 4 种。 - 37 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 . 如图是人类某染色体 DNA 的片段 , 含有基因 A 、基因 b 和无遗传效应的片段 M 。 (1) 基因 A 和 b 的本质区别是什么 ? (2) 若 M 中插入若干个脱氧核苷酸对是否可引发基因突变 ? 为什么 ? (3)A 复制时 b 是否也复制 ?A 转录时 ,b 是否也转录 ? 其转录的模板链一定相同吗 ? 提示 : (1) 不同基因的本质区别在于其脱氧核苷酸序列不同。 (2)M 为无遗传效应的非基因片段 ,M 中插入若干脱氧核苷酸对也不会造成基因突变。 (3)DNA 分子复制为全程复制 , 故 A 复制时 b 也复制 , 但基因表达却为 “ 选择性表达 ”, 故 A 转录时 ,b 未必转录 , 即使都转录 , 其模板链也未必相同。 - 38 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 【解疑释惑】有关 “ DNA 复制 ” 的 6 点 “ 注意 ” (1) 细胞生物中凡存在 DNA 分子的场所均可进行 DNA 分子的复制 , 其场所除细胞核外 , 还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。 (2)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 ( 体外 ); 而氢键是自动形成的 , 不需要酶和能量。 (3) 注意 “DNA 复制了 n 次 ” 和 “ 第 n 次复制 ” 的区别 , 前者包括所有的复制 , 但后者只包括第 n 次的复制。 (4) 在 DNA 复制过程中 , 无论复制了几次 , 含有亲代脱氧核苷酸单链的 DNA 分子都只有两个。 (5)DNA 复制计算时看清试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 “DNA 单链数 ”,“ 含 ” 还是 “ 只含 ” 。 (6) 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。 - 39 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 考向 1 　 DNA 分子复制过程与特点 1 .(2019 黑龙江大庆模拟 ) 真核细胞某生理过程如下图所示 , 下列叙述错误的是 ( 　　 ) A. 酶 1 可使磷酸二酯键断裂 , 酶 2 可催化磷酸二酯键的形成 B.a 链和 b 链的方向相反 ,a 链与 c 链的碱基序列相同 C. 该图表示 DNA 半保留复制的过程 , 遗传信息传递方向是 DNA→DNA D.c 链和 d 链 ,G+C 所占比例相等 , 该比例越大 DNA 热稳定性越高 答案 解析 解析 关闭 酶 1 为解旋酶 , 可使碱基对之间 “ 氢键断裂 ”, 酶 2 为 DNA 聚合酶 , 可催化磷酸二酯键的形成 ,A 项错误 ;DNA 的两条链反向平行 ,a 与 b 、 d 碱基互补配对 ,d 与 c 碱基互补配对 , 因此 a 链与 c 链的碱基序列相同 ,B 项正确 ; 由图可知 ,DNA 的复制方式是半保留复制 , 遗传信息从亲代 DNA 传递给子代 DNA,C 项正确 ;c 链和 d 链碱基互补配对 , 因此两条链中 G+C 所占比例相等 ,G 与 C 之间是 3 个氢键 , 因此 G+C 所占比例越大 ,DNA 热稳定性越高 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 A - 40 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 .(2019 江苏南通一模 ) 滚环式复制是噬菌体 DNA 常见的复制方式 , 其过程如图。相关叙述错误的是 ( 　　 ) A.a 链可作为 DNA 复制的引物 B.b 链不作为 DNA 复制的模板 C. 两条子链的延伸方向都是从 5' 到 3' D. 该过程需要 DNA 聚合酶和 DNA 连接酶的催化 答案 解析 解析 关闭 据图分析 , 噬菌体的 DNA 是双链的 , 由 a 链和 b 链组成 ; 复制时 ,a 链打开 , 一方面以 b 链为模板由 a 链的 5' 端向 3' 端绕着 b 链延伸 , 产生一个子代 DNA; 另一方面 , 以 a 链为模板 , 从 a 链的 5' 端向 3' 端延伸 , 进而形成另一个子代 DNA 。根据以上分析可知 ,a 链可以作为其中一个子代 DNA 合成的引物 ,A 项正确 ; 根据以上分析可知 ,a 、 b 分别是两个子代 DNA 合成的模板 ,B 项错误 ; 据图分析可知 , 两条子链的延伸方向都是从 5' 到 3',C 项正确 ;DNA 复制需要 DNA 聚合酶的催化 , 同时子链首尾相连时需要 DNA 连接酶的催化 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 B - 41 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 审题指导 分析题图复制过程可知 , 噬菌体 DNA 为 环状双链 DNA 分子 , 由 a 链和 b 链组成 ; 复制时 , a 链打开 , 一方面以 b 链为模板由 a 链的 5' 端向 3' 端绕着 b 链延伸 , 产生一个子代 DNA; 另一方面 , 以 a 链为模板 , 从 a 链的 5' 端向 3' 端延伸 , 进而形成另一个子代 DNA 。解答本题的关键是掌握 DNA 复制原理的基础上 , 能够分析题图 DNA 复制的过程 , 判断子链延伸的方向。 - 42 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 【归纳总结】 1 . 生物体中 DNA 分子复制的场所 (1) 真核生物 : 细胞核 ( 主要场所 ) 、叶绿体、线粒体。 (2) 原核生物 : 拟核、质粒。 (3)DNA 病毒 : 宿主细胞内。 2 . 子代 DNA 随姐妹染色单体分开的时间 (1) 有丝分裂 : 后期。 (2) 减数分裂 : 减数第二次分裂后期 。 - 43 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 3 . DNA 分子的多起点、双向复制 一个 DNA 分子可以由多个复制起点同时 ( 或先后 ) 复制。下图中 , 从 3 个复制起点进行双向复制 , 明显提高了 DNA 分子复制的速率 ; 图中的复制环大小不一 , 因此它们的复制时间有先后 , 右侧最早 , 左侧最晚。 - 44 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 考向 2 　 DNA 半保留复制的实验证据 3 .(2019 福建龙岩质检 ) 某研究小组进行 “ 探究 DNA 复制方式 ” 的实验 , 结果如下图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是 14 NH 4 Cl 或 15 NH 4 Cl, ①②③ 表示离心管顺序编号 , 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. 本实验运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B. ① 管是大肠杆菌在 14 NH 4 Cl 的培养液中培养的结果 C. ② 管中大肠杆菌的 DNA 都含 14 N/ 15 N D. 实验结果说明 DNA 分子的复制方式是半保留复制 答案 解析 解析 关闭 本实验培养大肠杆菌的唯一氮源是 14 NH 4 Cl 或 15 NH 4 Cl, 氮元素被标记 , 通过离心使在不同培养基上生长繁殖的大肠杆菌的 DNA 分层 ,A 项正确 ; ①中只有重密度带 , 说明①中 DNA 两条单链都含有 15 N,B 项错误 ; ②中只有中密度带 , 说明②中 DNA 两条单链一条含有 15 N, 一条含有 14 N,C 项正确 ; ①中 DNA 两条单链都含有 15 N, 经过复制离心后为② , 再复制离心后为③ , 说明开始时大肠杆菌 DNA 双链被 15 N 标记 , 放到含 14 N 的培养基中培养 , 复制一次后为② , ②中 DNA 两条单链一条含有 15 N, 一条含有 14 N, ②中 DNA 再复制一次 , 形成的四个 DNA 中 , 其中两个 DNA 中各有一条单链含有 15 N, 一条单链含有 14 N, 另外两个 DNA 的两条单链都含有 14 N, 离心出现中密度带和轻密度带 , 实验结果说明 DNA 分子的复制方式是半保留复制 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 B - 45 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 4 .(2019 福建厦门质检 ) 下图表示利用大肠杆菌探究 DNA 复制方式的实验 , 下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述 实验 C. 试管 ③ 中 b 带的 DNA 的两条链均含有 14 N D. 仅比较试管 ② 和 ③ 的结果不能证明 DNA 复制为半保留复制 答案 解析 解析 关闭 噬菌体是病毒 , 不能用普通培养基培养 , 因此不能用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验 ,A 项错误 ;DNA 分子中不含 S 元素 , 因此不能用含有标记 S 的化合物代替 15 NH 4 Cl 、 14 NH 4 Cl 进行上述实验 ,B 项错误 ; 试管③中 a 带的 DNA 的两条链均含有 14 N, 而 b 带的 DNA 的一条链含有 14 N 、一条链含有 15 N,C 项错误 ; 仅比较试管②和③的结果不能证明 DNA 复制为半保留复制 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 46 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 考向 3 　 DNA 分子复制过程的有关计算 5 .(2019 河北邢台月考 ) 将用 14 N 标记的 1 个 DNA 分子置于含 15 N 的培养基中培养 3 代 , 再置于含 14 N 的培养基中培养 2 代 , 则最终含 14 N 的 DNA 、只含 15 N 的 DNA 的个数分别是 ( 　　 ) A.10 、 0 B.0 、 14 C.16 、 0 D.32 、 0 答案 解析 解析 关闭 将用 14 N 标记的 1 个 DNA 分子置于含 15 N 的培养基中培养 3 代 , 共得到 8 个 DNA 分子 , 其中有两个 DNA 分子的一条单链含有 14 N, 另一条单链含有 15 N; 再置于含 14 N 的培养基中培养 2 代 , 共得到 32 个 DNA 分子 , 且 32 个 DNA 分子中均含有 14 N, 没有只含有 15 N 的 DNA 。 答案 解析 关闭 D - 47 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 6 .(2019 山西太原期末 ) 某 DNA 分子含 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 2 n- 1 (m-A) 个 D. 在 n 次复制过程中 , 总共需要 2 n ( m-A ) 个 答案 解析 解析 关闭 在双链 DNA 分子中 , 非互补碱基之和恒等 , 数量等于碱基总数的一半。故 A+C= m ,DNA 分子含 C=( m-A ) 个。复制一次 , 需要胞嘧啶脱氧核苷酸 ( m-A ) 个 ,A 项正确 ; 第二次复制增加了 2 个 DNA 分子 , 需要胞嘧啶脱氧核苷酸 2( m-A ) 个 ,B 项正确 ; 第 n 次复制增加的 DNA 分子数为 2 n /2=2 n -1 , 需要 2 n- 1 (m-A) 个 ,C 项正确。在 n 次复制过程中 , 共增加的 DNA 分子数为 (2 n -1) 个 , 需要 (2 n -1)(m-A) 个 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 D - 48 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 1 .(2019 天津 ) 用 3 H 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 解析 解析 关闭 DNA 复制需要 DNA 模板、原料脱氧核苷酸、能量 ATP 和 DNA 聚合酶 ,A 项正确 ;mRNA 与核糖体的结合 , 开始翻译 mRNA 上的密码子 , 需要 tRNA 运输氨基酸 , 不需要脱氧核苷酸 ,B 项错误 ; 分泌蛋白需要内质网初步加工 , 经囊泡运到高尔基体 , 经加工、分类和包装 , 形成分泌小泡 , 运到细胞膜 , 经胞吐分泌到细胞外 , 与脱氧核苷酸无关 ,C 项错误 ; 细胞膜脂质的流动与脱氧核苷酸无关 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 A - 49 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 .(2018 海南 ) 现有 DNA 分子的两条单链均只含有 14 N( 表示为 14 N 14 N) 的大肠杆菌 , 若将该大肠杆菌在含有 15 N 的培养基中繁殖两代 , 再转到含有 14 N 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 15 N 14 N 和 14 N 14 N 两种 , 其比例为 1 ∶ 3 B. 有 15 N 15 N 和 14 N 14 N 两种 , 其比例为 1 ∶ 1 C. 有 15 N 15 N 和 14 N 14 N 两种 , 其比例为 3 ∶ 1 D. 有 15 N 14 N 和 14 N 14 N 两种 , 其比例为 3 ∶ 1 答案 解析 解析 关闭 大肠杆菌为原核细胞 , 其拟核是一条 DNA 分子 , 大肠杆菌繁殖一代 , 即该条 DNA 复制一代。 14 N 14 N 的 DNA 分子在 15 N 的培养基中复制一代的结果全为 15 N 14 N, 复制二代的结果为 1/2 15 N 15 N 、 1/2 15 N 14 N 。再转到含有 14 N 的培养基中繁殖一代的结果为 3/4 15 N 14 N 、 1/4 14 N 14 N,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 50 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 3 .(2017 海南 )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 DNA 分子中 (A+T)/(G+C) 与 (A+C)/(G+T) 两个比值的叙述 , 正确的是 ( 　　 ) A. 碱基序列不同的双链 DNA 分子 , 后一比值不同 B. 前一个比值越大 , 双链 DNA 分子的稳定性越高 C. 当两个比值相同时 , 可判断这个 DNA 分子是双链 D. 经半保留复制得到的 DNA 分子 , 后一比值等于 1 答案 解析 解析 关闭 由于双链 DNA 中碱基 A=T 、 G=C, 故 (A+C)/(G+T) 为恒值 1,A 项错误 ;A 和 T 碱基对含 2 个氢键 ,C 和 G 含 3 个氢键 ,(G+C) 数目越多 , 氢键数越多 , 故 (A+T)/(G+C) 比值越小 , 双链 DNA 分子的稳定性越高 ,B 项错误 ;(A+T)/(G+C) 与 (A+C)/(G+T) 两个比值相同时 ,DNA 分子可能是双链 , 也可能是单链 ,C 项错误 ; 经半保留复制得到的 DNA 分子是双链 DNA,(A+C)/(G+T)=1,D 项正确。 答案 解析 关闭 D