考点25 DNA分子的结构和复制-备战2022年高考生物一轮复习考点一遍过学案

这是一份考点25 DNA分子的结构和复制-备战2022年高考生物一轮复习考点一遍过学案，共24页。
1．DNA分子的化学组成
（1）基本组成元素：C、H、O、N、P。
（2）基本单位
2．DNA分子的结构
（1）主要特点
①两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。
②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。
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，例如：
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(A＝T或T＝A,G≡C或C≡G))遵循碱基互补配对原则
（2）空间结构：规则的双螺旋结构。
3．DNA分子的特性
（1）相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接方式不变；两条链间碱基互补配对方式不变。
（2）多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，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4n种。
（3）特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
4.DNA分子的复制
（1）概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
（2）时间：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。
（3）过程
（4）特点：边解旋边复制。
（5）方式：半保留复制。
（6）结果：形成两个完全相同的DNA分子。
（7）意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
考向一 DNA分子的结构分析
1．下列关于DNA分子结构的叙述正确的是
A．DNA分子中的每条链都有两个游离的磷酸基团
B．DNA单链上相邻碱基以氢键连接
C．磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架
D．在DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连
【答案】C
【解析】DNA分子每条链只有一端有一个游离的磷酸，A错误；脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，相邻碱基之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接的，B错误；DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接，构成其基本骨架，C正确；在DNA分子内部每个脱氧核糖均连接两个磷酸分子，但每条链末端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，D错误。
解题必备
把握DNA结构的3个常考点
（1）
（2）
（3）
2．如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是
A．④代表的物质中储存着遗传信息
B．不同生物的DNA分子中④的种类无特异性
C．转录时该片段的两条链都可作为模板链
D．DNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构越稳定
【答案】B
【解析】遗传信息蕴藏在4种脱氧核苷酸的排列顺序之中，单个核苷酸不能储存遗传信息，A项错误；不同生物的DNA均由4种脱氧核苷酸(包括④)组成，B项正确；转录时以其中的一条链为模板，C项错误；由于C—G碱基对含3个氢键，所以C—G碱基对含量越高，DNA越稳定，D项错误。
考向二 DNA分子结构中的碱基计算
3．下列关于DNA分子的计算，正确的是
A．同种生物不同个体的细胞中，DNA分子的（A+T)/(G+C)的值一般相同
B．不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G)/(T+C)的值一定不同
C．若DNA的一条链中（A+G)/(T+C)=0.5，则其互补链中(A+G)/(T+C)=0.5
D．10对A—T碱基对和20对C—G碱基对，可构成的DNA分子种类数小于430种
【答案】D
【解析】DNA分子具有特异性，同种生物不同个体的DNA分子一般是不同的，因此它们的细胞中DNA分子的（A+T)/(G+C)的值一般不同，A错误；DNA分子中，A与T配对，G与C配对，因此不同种生物的不同细胞中，DNA分子的（A+G)/(T+C)的值一般都等于1，B错误；根据碱基互补配对原则可知，在双链DNA分子中，（A+G)/(T+C)的值在两条单链中互为倒数，因此若DNA的一条链中（A+G)/(T+C)=0.5，则其互补链中(A+G)/(T+C)=2，C错误；30个碱基对构成的DNA分子种类数最多430种，若已知10对A—T碱基对和20对C—G碱基对，则构成的DNA分子种类数肯定小于430种，D正确。
解题技巧
DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤
解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：
（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。
4．下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题，请回答：
（1）若A占20%，则G占________。
（2）若双链DNA中A占20%，且一条链中的A占20%，则此链中C所占比例的最大值是________。
（3）一条链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。
（4）一条链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。
（5）若A有P个，占全部碱基数的20%，则该DNA分子中的G有________个。
【答案】（1）30% （2）60% （3）2.5 （4）0.4 （5）1.5 P
【解析】（1）由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：A＋G＝50%，因而G占30%。（2）由双链DNA分子A占20%可知：该DNA分子中(A＋T)占40%，(C＋G)占60%，对任意一条链而言，某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例，因而，C最多占该链的60%。（3）由双链DNA中，一条链中的(A＋C)/(T＋G)与另一条链中的该比值互为倒数可知：其互补链中的(A＋C)/(T＋G)＝1/0.4＝2.5。（4）由于双链DNA及任意一条链中的(A＋T)/(C＋G)为一定值，可知其互补链中的(A＋T)/(C＋G)＝0.4。（5）若A有P个，占全部碱基数的20%，则DNA分子的总碱基数为P/20%＝5P(个)，而由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：G占总碱基数的50%－20%＝30%，则G有5P×30%＝1.5 P (个)。
考向三 DNA复制过程的分析
5．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，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
【解析】从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，所以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能保持前后代的稳定性，同时每次复制都可产生两个DNA分子，提高了复制速率。
6．下面为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，相关叙述错误的是
A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制
B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP
C．由图可知DNA在复制过程中需要模板、原料、能量、酶和多种引物
D．由图可知DNA复制时在DNA聚合酶的作用下，游离的脱氧核苷酸的碱基和模板链上的碱基互补配对形成氢键
【答案】D
【解析】DNA分子复制时都保留了原来DNA分子中的一条链，这种方式叫做半保留复制，A正确；解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA解开，需要消耗ATP，B正确；DNA复制过程中需要模板、原料、能量、酶、多种引物（RNA引物或DNA引物），C正确；DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸，形成磷酸二酯键，而不是氢键，D错误。
考向四 DNA复制的相关计算
7．15N标记的含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。其结果可能是
A．含有14N的DNA分子占7/8
B．含有15N的DNA分子占1/8
C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸700个
D．复制结果共产生8个DNA分子
【答案】B
【解析】由于DNA分子的复制是半保留复制，最终只有2个子代DNA各含1条15N链，1条14N链，其余DNA都含14N，故全部子代DNA都含14N，A错误；DNA复制为半保留复制，不管复制几次，最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链，故最终有2个子代DNA分子含15N，所以含有15N的DNA分子占1/8，B正确；含有100个碱基对200个碱基的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，解得A=40个，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为（24﹣1）×40=600（个），C错误；复制4次后产生24=16个DNA分子，D错误。
解题技巧
DNA分子复制中的相关计算
DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，其结果分析如下：
（1）DNA分子数
①子代DNA分子数＝2n个；
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个；
③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝（2n－2）个。
（2）脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条；
②亲代脱氧核苷酸链数＝2条；
③新合成的脱氧核苷酸链数＝（2n＋1－2）条。
（3）消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗脱氧核苷酸数为m·（2n－1）个；
②第n次复制所需该脱氧核苷酸数＝2n个DNA分子中该脱氧核苷酸数－2n－1个DNA分子中该脱氧核苷酸数＝2n·m－m·2n－1＝m·（2n－2n－1）＝m·2n－1。
8．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是
A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
【答案】C
【解析】由题干可得，噬菌体的DNA含有10 000个碱基，那么A＝T＝2 000，G＝C＝3 000。在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，100个子代噬菌体含有100个DNA分子，相当于新合成了99个DNA分子，至少需要鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸的数目为99×3 000＝297 000，A错误；噬菌体增殖的过程中需要自身的DNA作为模板，而原料和酶由细菌提供，B错误；根据半保留复制方式，在100个子代噬菌体的DNA中，同时含32P和31P的DNA分子有2个，只含31P的DNA分子有98个，C正确；DNA发生突变，其控制的性状不一定改变，如AA突变为Aa或者发生密码子的简并性等，D错误。
考向五 DNA复制方式的实验探究
9．DNA复制可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。
（1）根据图中的示例对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则一个DNA分子形成两个DNA分子，其中一个是亲代的，而另一个是新形成的。
②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有________________________________。
③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中__________________________________________。
（2）究竟是哪种复制方式呢？请大家设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
①在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
②在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N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。
实验预测：
①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带，即一条轻带(14N/14N)和_____________，则可以排除______________；
②如果子代Ⅰ只有一条______，则可以排除________但不能肯定是___________；
③如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出__________和__________，则可以排除__________，同时肯定______________；
④如果子代Ⅱ不能分出__________密度两条带，则排除___________，同时确定为_______________。
【答案】（1） = 2 \* GB3 ②一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的 = 3 \* GB3 ③每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片段
（2） = 1 \* GB3 ①一条重带(15N/15N) 半保留复制和分散复制
= 2 \* GB3 ②中等密度带 全保留复制 半保留复制或分散复制
= 3 \* GB3 ③中等密度带 轻密度带 分散复制 半保留复制
= 4 \* GB3 ④中等和轻 半保留复制 分散复制
【解析】（1）②如果是半保留复制，则以亲代DNA的两条链分别为模板，新形成的两个DNA分子，各有一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的。③如果是分散复制，根据题意和图示分析，新形成的DNA分子中每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片段。（2）实验预测：①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带，即一条轻带(14N/14N)和一条重带(15N/15N)，说明是全保留复制，而不可能是半保留复制和分散复制。②如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，则不可能是全保留复制，可能是半保留复制或者分散复制。③如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出中等密度带和轻密度带，说明是半保留复制，而不是分散复制。④如果子代Ⅱ不能分出中等和轻密度两条带，说明是分散复制，而不是半保留复制。
解题技巧
将含有15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养，复制n次。
（1）含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个，做题时看准是“含”还是“只含”。
（2）子代DNA分子中，总链数为2n×2＝2n＋1条，模板链始终是2条，做题时应看准是“DNA分子数”，还是“链数”。
10．在研究DNA复制机制的过程中，为检验“DNA半保留复制”假说是否成立，研究者用蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：
请回答问题：
（1）步骤①目的是标记细胞中的___________分子。依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制的产物应符合甲图中的_________（选甲图中字母填写）。
（2）若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体上的姐妹染色单体都具有放射性，则该结果_____(填写“能”或“不能”）确定假说成立。
（3）若第二个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的_________〔选乙图中字母填写），且第三个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的_____________(选乙图中字母填写)，则假说成立。
【答案】（1）DNA a （2）不能 （3）e e和f
【解析】分析甲图，a表示半保留复制；b表示全保留复制；c表示混合复制。分析乙图，d染色体的两条姐妹染色单体均含有放射性；e染色体的两条姐妹染色单体中只有一条含有放射性；f染色体的两条姐妹染色单体均不含放射性。（1）胸腺嘧啶是合成DNA的原料，因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子；依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制形成的子代DNA分子种有一条链为亲代链，另一条链为新合成的子链，即图甲中的a。（2）若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体上的姐妹染色单体都具有放射性，则可能是半保留复制，也可能是混合复制，因此该结果不能确定假说成立。（3）若假说成立，即DNA分子的复制方式为半保留复制，则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图乙中的e；第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图中的e和f。
考向六 DNA复制与细胞分裂的关系
11．若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是
A．每条染色体中的两条染色单体均含3H
B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C．每个DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的1/4
【答案】A
【解析】若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在间期的S期时DNA复制1次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞中DNA分子都只有1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H标记，A正确。第二次分裂中期，1/2的DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H，1/2的DNA分子一条脱氧核苷酸链含3H，BC错误。所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的3/4，D错误。
解题技巧
利用图示法理解细胞分裂与DNA复制的相互关系
此类问题可通过构建模型图解答，如图：
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。
12．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。
1．下面关于双链DNA分子结构的叙述，错误的是
A．每个DNA分子中一般都含有四种脱氧核苷酸
B．每个DNA分子中，都是碱基数=磷酸数=脱氧核糖数
C．DNA两条链上的碱基以氢键相连，且A与T配对，G与C配对
D．每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基
2．如图为DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是
A．解旋酶可以断开⑤键，因此DNA的稳定性与⑤无关 B．④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸
C．DNA连接酶可催化⑥或⑦键形成
D．A链、B链的方向相反，磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架
3．下列有关DNA结构的叙述，正确的是
A．DNA分子的基本骨架由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基交替连接构成
B．DNA分子一条单链上相邻的碱基之间以氢键相连
C．若DNA分子片段中有a个碱基对，胞嘧啶有b个，则该DNA分子中的氢键数为2a+b个
D．整个DNA分子中嘌呤数目等于嘧啶数目，所以每条DNA单链中，A=T，G=C
4．DNA熔解温度(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．一般地说，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．维持DNA双螺旋结构的主要化学键有磷酸二酯键和氢键
D．DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多
5．已知1个DNA分子中有4 000个碱基对，其中胞嘧啶有2 200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是
A．4 000个和900个 B．4 000个和1 800个 C．8 000个和1 800个 D．8 000个和3 600个
6．已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA四种类型。现发现一种新病毒，要确定其核酸属于哪一种类型，应该
A．分析碱基类型，确定碱基比例 B．分析蛋白质的氨基酸组成，确定五碳糖类型
C．分析碱基类型，确定五碳糖类型 D．分析蛋白质的氨基酸组成，确定碱基类型
7．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的35%和18%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的
A．25% 22%B．30% 20% C．50% 44% D．35% 18%
8．某双链DNA分子含有200个碱基对，其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则下列关于该DNA分子的叙述，错误的是
A．含有2个游离的磷酸基团 B．共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸
C．4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
D．若该DNA分子中的这些碱基随机排列，可能的排列方式共有4200种
9．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
10．某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA连续复制两次后的产物是
11．图中A→B→C表示哺乳动物的DNA分子复制片段。（图中黑点表示复制起点，双向箭头表示复制方向，单向箭头表示时间顺序），下列有关叙述不正确的是
在DNA复制过程中还需要解旋酶和RNA聚合酶的参与
B．多起点复制，大大缩短了复制所需要的时间
C．复制后所形成的两条子链的方向相反
D．复制所产生的每一个DNA片段需要DNA连接酶参与“缝合”
12．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
13．如图表示发生在细胞核内的某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是
A．此过程需要能量和尿嘧啶脱氧核苷酸 B．真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核
C．b链中(A＋G)/(T＋C)的值一定与c链中的相同 D．正常情况下，a、d链都应该到不同的细胞中去
14．若以1分子含500个碱基对的DNA（不含放射性）为模板，在含15N的环境中进行复制n次，下列相关叙述正确的是
A．复制过程中，需要消耗（2n-1）×1 000个核糖核苷酸
B．子代DNA中，两条链均含有15N的DNA分子有（2n-1）个
C．细胞内DNA复制主要发生在细胞核、线粒体和核糖体中
D．DNA复制过程可以在体外完成，但在体外复制时模板DNA不能太大
15．用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，如图（纵坐标为DNA分子个数），这三种DNA分子的比例正确的是
A． B． C． D．
16．将细菌在含15N的培养基中繁殖很多代后，换到含14N的培养基中培养，经过两次的分裂后进行分析。下列有关子代DNA的叙述，错误的是
A．全部子代DNA分子内均含有14N B．半数的子代DNA分子两条链都含14N
C．全部子代DNA分子的两条链中，一条链含14N，另一条链含15N
D．并非所有子代的DNA分子内都含有15N
17．15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断正确的是
A．含有15N的DNA分子有两个 B．含有14N的DNA分子占15/16
C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸320个 D．复制结果共产生16个DNA分子，其中1/2含15N
18．将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌（拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶）放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图I、Ⅱ两种类型的DNA（虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链）。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是
A．DNA第二次复制产生的子代DNA有I、Ⅱ两种类型，比例为1︰3
B．DNA复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离定律
C．复制n次需要胞嘧啶的数目是（2n﹣1）
D．复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链的数目是为2n+1﹣2
19．如图是DNA片段的结构图，请据图回答。
（1）图甲是DNA片段的________结构，图乙是DNA片段的________结构。
（2）填出图中部分结构的名称：[2]________，[3]________，[5]________。
（3）从图中可以看出DNA分子中的两条链是由________和________交替连接构成的。
（4）连接碱基对的化学键是________，碱基配对的方式如下：即________与________配对；________与________配对。
（5）从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成________结构。
20．双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20 °C时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答：
（1）若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗________个胞嘧啶脱氧核苷酸。
（2）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是_________________________________________________________。
（3）DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，但能________________________。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度越高的原因是______________________。
（4）图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是_________________。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是___________________________________________。
21．（2017·海南卷）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
22．（2016·上海卷）在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基（A有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为
A．58 B．78 C．82 D．88
23．（2018·浙江卷）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14N–15N-DNA
D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
24．（2018·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∶3
B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1
C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
25．（2016·新课标 = 1 \* ROMAN I卷）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标记的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。
（3）将一个带有某种噬菌体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___________________________________。
1．【答案】D
【解析】DNA的基本组成单位是4种脱氧核苷酸，A正确；每1分子的脱氧核苷酸是由1分子磷酸、1
分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成，可见，每个DNA分子中，都是碱基数=磷酸数=脱氧核糖数，B
正确；DNA两条链上的碱基以氢键相连，且A与T配对，G与C配对，C正确；除了位于每条脱氧核
苷酸链一端的一个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基，D错误。
2．【答案】D
【解析】DNA分子的氢键越多，DNA的稳定性越高，A错误；④不能表示一个脱氧核苷酸，应是②③
和下面的磷酸构成鸟嘌呤脱氧核苷酸，B错误；DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，
C错误；DNA分子的两条链反向平行构成双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架，D正
确。
3．【答案】C
【解析】DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接形成，排列在外侧，A错误；氢键连接的是
DNA分子的两条链上的碱基，一条单链上相邻的碱基之间以“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，
B错误；如果DNA分子中含有a个碱基对，且已知胞嘧啶有b个，则腺嘌呤的个数为（a-b）个，则该
DNA分子中的氢键数为3b+2（a-b）=（2a+b）个，C正确；由于两条链上的嘌呤碱基与嘧啶碱基配对，
所以整个DNA分子中嘌呤数目等于嘧啶数目，但是每一条链中A与T的数量不一定相等，G与C的
数量也不一定相等，D错误。
4．【答案】D
【解析】分析图示，G＋C含量越高，则DNA熔解所需温度越高，所以A项正确；Tm值与DNA分子
中G＋C含量有关，而不能说明G＋C的数量，B项正确；DNA两条链通过氢键相连，脱氧核苷酸间
通过磷酸二酯键连接成DNA单链，C项正确；G与C之间形成三个氢键，A与T之间形成两个氢键，
但由于DNA分子中(A＋T)/(C＋G)比值不定，所以不能确定哪组碱基对间的氢键总数更多，D项错误。
5．【答案】C
【解析】已知该DNA分子中有4 000个碱基对，即有8 000个碱基，而每个脱氧核苷酸中有一个碱基，
故共有8 000个脱氧核苷酸；其中胞嘧啶有2 200个，根据碱基之间的互补配对原则可推知，A＋C＝
DNA碱基总数的一半，故这个DNA分子中应含有的腺嘌呤A的数目为4 000－2 200＝1 800个。因此，
C项正确，A、B、D项错误。
6．【答案】A
【解析】DNA的碱基为A、T、C、G，RNA的碱基是A、U、C、G，T是DNA特有的碱基，U为RNA
特有的碱基，所以可以根据这一区别来分辨DNA和RNA。双链DNA中A＝T且C＝G，单链DNA和
RNA则不具备这一规律。分析碱基类型判断核酸是DNA还是RNA，然后确定碱基比例，确定是单链
结构还是双链结构，A正确；分析蛋白质的氨基酸组成，确定五碳糖类型，只能判断核酸是DNA还是
RNA，不能判断是单链结构还是双链结构，B错误；分析碱基类型和五碳糖类型，只能判断核酸是DNA
还是RNA，不能判断是单链结构还是双链结构，C错误；分析蛋白质的氨基酸组成，确定碱基类型，
只能判断核酸是DNA还是RNA，不能判断是单链结构还是双链结构，D错误。
7．【答案】A
【解析】依题意和碱基互补配对原则可知：某DNA分子中，C＋G＝40%（占整个DNA分子碱基总数
的比例），则C＝G＝20%（占整个DNA分子碱基总数的比例），A＝T＝30%（占整个DNA分子碱
基总数的比例），一条链的T与C分别占该链碱基总数的35%和18%，即T1=35%，C1=18%，根据碱
基互补配对原则，T=（T1+T2）÷2，所以T2=60%－35%＝25%，同理，C2=40%－18%＝22%，A正确，
B、C、D均错误。
8．【答案】D
【解析】链状双链DNA分子含有2个游离的磷酸基团，A正确；该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶
C＝1∶2∶3∶4，另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整个DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶
则该DNA分子中A=T=400×3/20=60个，C=G=140个，故该DNA分子含有140个鸟嘌呤脱氧核苷
酸，B、C正确；该DNA分子含有200个碱基对，但是碱基比例已经确定，因此碱基排列方式少于
4200种，D错误。
9．【答案】C
【解析】双链DNA分子中，(A＋C)/(T＋G)一定等于1，A项错误；当一条链中存在(A1＋C1)/(T1＋G1)
＝1时，其互补链中存在(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)＝1，B项错误；在DNA分子中，存
在(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)，C项正确、D项错误。
10．【答案】D
【解析】根据DNA半保留复制的特点可知，亲代DNA的两条链(白色)应在不同的子代DNA分子中，
B错误；第一次复制合成的子链(灰色)应有2条，第二次复制合成的子链(黑色)应有4条，由此可
判断C错误，D正确。
11．【答案】A
【解析】在DNA复制过程中还需要解旋酶和DNA聚合酶的参与，而RNA聚合酶参与转录过程，
A错误；DNA多起点复制，缩短了复制所需要的时间，B正确；由于DNA复制都是从3′端向5′
端进行，而DNA的两条链是反向平行的，所以DNA经半保留复制所形成的两条子链的方向相反，
C正确；由于DNA连接酶能使不同DNA片段的磷酸与脱氧核糖连接，所以多起点复制所产生的
DNA片段需要DNA连接酶参与“缝合”，D正确。
12．【答案】C
【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项错误；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项正确，D项错误；该实验不能证明DNA复制为半保留复制，B项错误。
13．【答案】D
【解析】由题干信息“a、b、c、d表示脱氧核苷酸链”可判断图示过程表示的是DNA的复制，由ATP直接提供能量，所需原料（脱氧核苷酸）不含有尿嘧啶，A项错误；真核细胞的线粒体和叶绿体中也含有DNA，也能发生DNA的复制，B项错误；DNA分子复制过程中形成的子链与母链之一完全相同，由图中看出b链和d链均与a链互补配对，因此两条链的（A+G）/（T+C）的比值一定相同，C项错误；正常情况下，由1个DNA分子复制出的2个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到不同的子细胞中去，D项正确。
14．【答案】D
【解析】依题意可知：该DNA分子共含1 000个脱氧核苷酸，在含15N的环境中进行复制n次，共产生2n个子代DNA分子，在此过程中，需要消耗（2n-1）×1 000个脱氧核苷酸，A错误；依据DNA分子的半保留复制，在这2n个DNA分子中，有2个DNA分子的1条链含15N、另1条链含14N，余下的（2n-2）个DNA分子的2条链均含15N，B错误；细胞内DNA复制主要发生在细胞核中，C错误；DNA复制过程可以在体外完成，但在体外复制时模板DNA不能太大，D正确。
15．【答案】A
【解析】用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖4代，共形成24=16个DNA分子。根据DNA分子半保留复制特点，不管亲代DNA分子复制几次，子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数都只有两个，所以在子代的16个DNA分子中，只含15N的DNA分子为0，同时含15N和14N的DNA分子为2个，只含14N的DNA分子为16﹣2=14个。故选A。
16．【答案】C
【解析】由于细菌在含15N的培养基中培养，故亲代DNA分子两条链都含15N，由于DNA分子的复制是半保留复制，因此依据这一特点来分析，DNA复制时以14N为原料，子一代DNA分子全部是一条链含15N，一条链含14N；子一代继续培养，子二代DNA中一半DNA分子两条链都含14N，一半DNA分子是一条链含15N，一条链含14N。根据前面的分析，ABD正确，C错误。
17．【答案】A
【解析】DNA进行半保留复制，含有15N的DNA分子一直是两个，A项正确，D项错误；子代DNA分子均含有14N，B项错误；该DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，根据DNA中A=T，G=C，该DNA含有G60个，A的数量为（200—120）/2=40个，复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸40×（24—1）=600个，C项错误。
18．【答案】D
【解析】DNA第二次复制产生的子代DNA共4个，有I、Ⅱ两种类型，比例为1︰1，A错误；大肠杆菌是原核生物，而基因的分离定律适用于真核生物，B错误；由题干可知，T=a个，故C=m/2-a，复制n次，需要胞嘧啶的数目是（m/2-a）（2n-1），C错误；复制n次，脱氧核苷酸单链的数目是2n+1，不含放射性的脱氧核苷酸单链有2条，故含放射性的脱氧核苷酸单链的数目是2n+1-2，D正确。
【答案】（1）平面 立体(或空间)
（2）一条脱氧核苷酸单链片段 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸 （3）脱氧核糖 磷酸
（4）氢键 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶)
（5）反向平行 规则的双螺旋
【解析】（1）分析题图可知，甲是DNA分子的平面结构，乙是DNA分子的空间结构。（2）分析题图可知，2是DNA分子的一条脱氧核糖核苷酸链，3是脱氧核糖，5是由脱氧核糖、腺嘌呤碱基和磷酸组成的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。（3）DNA分子的两条链中磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架。（4）DNA分子之间的碱基通过氢键连接成碱基对，7为碱基对之间的氢键；DNA分子中碱基对的配对方式是A与T配对，G与C配对。（5）从图甲可以看出组成DNA分子的两条链是反向平行的，DNA分子的空间结构是规则的双螺旋结构。
20．【答案】（1）5 200
（2）标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性
（3）降低反应所需要的活化能 DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定
（4）短链片段连接形成长片段 在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段
【解析】（1）已知1个双链DNA片段中共有A＋T＋G＋C＝2 000个碱基，其中T＝350个。依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA片段中，A＝T＝350个，C＝G＝650个。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数＝(24-1)×650-(23-1)×650＝5 200个。（2）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，因3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以最终在噬菌体DNA中检测到放射性。（3）解旋酶能降低反应所需要的活化能。在每个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，而且DNA分子中G＋C的比例越高，含有的氢键数越多，DNA结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度也越高。（4）已知分子越小离试管口距离越近。图2显示：与60秒结果相比，120秒结果中有放射性的单链距离试管口较远，说明短链片段减少，其原因是短链片段连接形成长片段。在图示的实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。
21．【答案】D
【解析】由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故（A+C）/（G+T）为恒值1，A错。A和T碱基对含2格氢键，C和G含3个氢键，故（A+T）/（G+C）中，（G+C）数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错。（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错。经半保留复制得到的DNA分子，是双链DNA，（A+C）/（G+T）=1，D正确。
22．【答案】C
【解析】构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个订书钉；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；碱基A有6个，A=T=6，则G=C=4，A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，碱基对之间的氢键需要6×2＋4×3=24个订书钉连接。则共需要40＋18＋24=82个订书钉。
23．【答案】B
【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管中的之间，表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-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。
24．【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14N14N－DNA分子和2个14N15N－DNA分子，再将其转到含有14N的培养基中繁殖一代，会得到6个15N14N－DNA分子和2个14N14N－DNA分子，比例为3∶1，D正确。
25．【答案】（1）γ （2）α
（3）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】（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。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动。据此并结合题意可知：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γ位上。（2）dA-Pα～Pβ～Pγ（d表示脱氧）脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。因此，若用带有32P标记的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α位上。（3）每个噬菌体只含有1个DNA分子。噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体的DNA进入到大肠杆菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在大肠杆菌细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用大肠杆菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。已知某种噬菌体DNA分子的两条链都用32P进行标记，该噬菌体所感染的大肠杆菌细胞中不含有32P。综上所述并依据DNA分子的半保留复制可知：一个含有32P标记的双链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个噬菌体中只有两个带有标记，即其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n。
步骤①
将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间
在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。
步骤②
取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。