2021届高考生物人教版一轮创新教学案：第6单元第19讲DNA分子的结构、复制以及基因的本质

必修2　第六单元　第19讲　DNA分子的结构 [考纲明细]　1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)　2.DNA分子的复制(Ⅱ)　3.基因的概念(Ⅱ)考点1　DNA分子的结构及相关计算1．DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。2．DNA双螺旋结构(1)DNA双螺旋形成过程  (2)DNA分子结构①DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架。③内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：A===T、G≡C。3．DNA分子结构特点类型决定因素多样性不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。如具n个碱基对的DNA具有4n种碱基排列顺序特异性每种DNA分子都有其特定的碱基排列顺序稳定性两条单链磷酸与脱氧核糖交替连接的方式不变，碱基互补配对的方式不变等 (必修2 P48旁栏思考T1)沃森和克里克在构建模型过程中，利用他人的经验和成果有：①组成DNA分子的单位是脱氧核苷酸；DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；②英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱；③奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量这一碱基之间的数量关系。1．解读两种DNA结构模型(1)由图1可解读以下信息(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，③是氢键。解旋酶作用于③部位，限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA(水解)酶和DNA聚合酶作用于①部位。(3)碱基对数与氢键数的关系若碱基对数为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。2．关于碱基互补配对的四大规律总结规律一：DNA双链中的A＝T、G＝C，两条互补链的碱基数相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50%，即：A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。规律二：非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数，如在一条链中＝a，则在互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。规律三：互补碱基之和的比例在整个DNA分子中以及任何一条链中都相等，如在一条链中＝m，则在互补链及整个DNA分子中＝m。规律四：在双链DNA及其转录的RNA之间有下列关系，设双链DNA中a链的碱基为A1、T1、C1、G1，b链的碱基为A2、T2、C2、G2，则A1＋T1＝A2＋T2＝RNA分子中(A＋U)＝(1/2)×DNA双链中的(A＋T)；G1＋C1＝G2＋C2＝RNA分子中(G＋C)＝(1/2)×DNA双链中的(G＋C)。题组一　DNA分子结构及特点1．(2019·江西上饶高三月考)如图为DNA分子结构示意图，对该图的不正确描述是(　　)A．②和③相间排列，构成DNA分子的基本骨架B．DNA分子中的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息C．④不能称作胞嘧啶脱氧核苷酸D．当细胞内DNA复制时，⑨的断开需要酶作用答案　A解析　①磷酸和②脱氧核糖的交替排列构成了DNA分子的基本骨架，A错误；图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②、③和才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，C正确。2．下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)A．DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构B．DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基C．DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对D．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连答案　C解析　DNA分子以4种脱氧核苷酸为单位连接而成，一般为双链结构，A错误；DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B错误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，D错误。并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。目前发现链状的DNA存在于真核细胞的细胞核中，并与蛋白质结合组成染色体，而细胞器(线粒体、叶绿体)DNA、原核细胞中的DNA、质粒以及病毒DNA均为环状。题组二　DNA分子结构的相关计算3．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的(　　)A．24%  B．22% C．26%  D．23%答案　A解析　双链DNA中，A＋T占全部碱基总数的54%，则一条单链中A＋T占该链碱基总数的54%，按下面的图示分析可得mRNA中G与碱基总数的比值为24%。4．一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤与鸟嘌呤数目之比为2∶1，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的(　　)A．32%  B．24% C．14%  D．28%答案　A解析　已知DNA分子的一条链上，A∶G＝2∶1，且A＋G之和占DNA分子碱基总数的24%，该链的碱基总数占DNA分子碱基总数的，所以该链中A＋G之和占该链碱基总数的48%，从而推出该链中A占该链碱基总数的32%，另一条链上的T和该链中的A相等，即另一条链上的胸腺嘧啶占该链碱基总数的32%，A正确。5．(2020·安徽皖江名校联盟联考)已知某双链DNA分子(非环状)的一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝m，下列相关叙述中错误的是(　　)A．该DNA分子中(A＋C)/(A＋C＋T＋G)＝0.5B．该DNA分子中游离的磷酸基团位于DNA分子的两端C．互补链中的(A＋C)/(T＋G)＝1/mD．该DNA分子的特异性取决于碱基的种类及其比例答案　D解析　在双链DNA分子中，A＝T，C＝G，因此该DNA分子中(A＋C)/(A＋C＋T＋G)＝0.5，A正确；每个链状DNA分子含有2个游离的磷酸基团，分别位于DNA分子的两端，B正确；(A＋G)/(T＋G)的比值在DNA分子的两条链中互为倒数，C正确；DNA分子的特异性表现在不同DNA分子有特定的碱基排列顺序，D错误。三步解决DNA分子中有关碱基比例计算第一步：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。第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。考点2　DNA复制及基因的概念1．DNA分子的复制(1)概念、时间和场所①概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。②时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。③场所：主要是细胞核，线粒体和叶绿体中也存在。(2)过程(3)特点和方式①特点：边解旋边复制。②方式：半保留复制。(4)准确复制的原因和意义①原因：DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板；碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。②意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。2．基因、DNA、染色体的关系1．DNA半保留复制的实验分析(1)实验方法：同位素示踪法和密度梯度离心技术。(2)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。(4)实验预期：离心后应出现3条DNA带。①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。(5)实验过程和结果(6)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。2．“图解法”分析DNA复制相关计算(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n(n>0)次，则：①子代DNA共2n个②脱氧核苷酸链共2n＋1条(2)DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个①n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。3．细胞分裂中染色体标记问题(1)减数分裂中染色体标记情况分析用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在含1H的培养基中培养，让其进行减数分裂，染色体中的DNA标记情况如图所示：(2)有丝分裂中染色体标记情况分析用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在含1H的培养基中培养，连续进行2次有丝分裂，染色体中DNA标记情况如图所示。题组一　DNA分子复制过程及特点1．(2019·湖南高三段考)下列有关DNA复制的叙述，错误的是(　　)A．有丝分裂和减数分裂过程中均可以进行B．DNA解旋完成后复制随之开始C．复制后每个新DNA分子含一条母链和一条新子链D．复制可以发生在细胞核和细胞质中答案　B解析　DNA的复制通常发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，A正确；DNA分子复制是边解旋边复制的过程，B错误；DNA分子复制是半保留复制，复制后每个新DNA分子含一条母链和一条新子链，C正确；复制主要发生在细胞核中，在细胞质的线粒体和叶绿体中也能进行DNA分子复制，D正确。2．如图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是(　　)A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，解开双链B．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反C．从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间D．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成为DNA片段答案　C解析　DNA复制过程的第一步是解旋，需要用解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开，A正确；图中DNA复制只有一个起点，不能说明DNA分子具有多起点复制的特点，C错误。题组二　DNA复制的相关计算3．用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培养基中连续复制4次，其结果可能是(　　)A．含有14N的DNA占100%B．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个C．含15N的单链占D．子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3答案　A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 1条为15N链，1条为14N链，其余DNA都只含14N，即全部子代DNA都含14N，含有15N的DNA分子占，含15N的单链占＝，C错误，A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，则腺嘌呤有40个，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸的个数为(24－1)×40＝600，B错误；在双链DNA分子中，C＝G，A＝T，所以(A＋G)∶(T＋C)＝1∶1，D错误。4．某DNA分子有500个碱基对，其中含有鸟嘌呤300个，该DNA进行连续复制，经测定最后一次复制消耗了周围环境中3200个腺嘌呤脱氧核苷酸，则该DNA分子共复制了多少次(　　)A．3  B．4 C．5  D．6答案　C解析　已知该DNA分子有500个碱基对，其中含有300个G，则A与T均为200个，最后一次复制消耗了3200个A，因此，最后一次复制净产生的DNA分子数为3200/200＝16(个)，则可得2n－1＝16，n＝5。“DNA复制”相关题目的四点“注意”(1)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。(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(3)切记在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。(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”，以免掉进陷阱。题组三　DNA复制与细胞分裂问题5．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，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是(　　)A．中期20和20、后期40和20B．中期20和10、后期40和20C．中期20和20、后期40和10D．中期20和10、后期40和10答案　A解析　依据题目信息，第一次细胞分裂的结果是一条脱氧核苷酸链被标记，一条链未被标记，第二次分裂的中期，每条染色体中有两条染色单体，即两个DNA分子，4条脱氧核苷酸单链，其中有3条未标记，1条被标记，故中期的染色体全被标记，为20条；后期着丝点分裂，染色单体分离，染色体数目加倍，故含40条染色体，20条被标记，20条未标记，A正确。题组四　DNA半保留复制的实验分析6．细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，提取亲代及子代的DNA，离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)A．子一代DNA应为②  B．子二代DNA应为①C．子三代DNA应为④  D．亲代的DNA应为⑤答案　C解析　由题意可知，子一代的DNA应全部为中带14N/15N，即图②，A正确；子二代DNA应为1/2中带14N/15N、1/2轻带14N/14N，即图①，B正确；子三代DNA应为1/4中带14N/15N、3/4轻带14N/14N，即图③，C错误；亲代的DNA应为全部重带15N/15N，即图⑤，D正确。7．DNA的复制方式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、分散复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：a．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)。b．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)。c．将亲代含15N的大肠杆菌转移到氮源为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，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。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：一条________带和一条________带，则可以排除_______________________________。(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除________，但不能肯定是______________________。(3)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定：若子代Ⅱ可以分出________和________，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；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)轻(14N/14N)　重(15N/15N)　半保留复制和分散复制(2)全保留复制　半保留复制还是分散复制(3)一条中密度带　一条轻密度带　中、轻　半保留复制　分散复制题组五　基因、DNA、染色体的关系8．(2019·黑龙江哈尔滨三中二调)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是(　　)A．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定的B．基因是具有遗传效应的DNA片段，不是4种碱基对的随机排列C．在DNA分子结构中，脱氧核苷酸的排列构成了DNA分子的基本骨架D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有2个DNA分子答案　B解析　一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的，而不是由脱氧核苷酸的比例决定的，A错误；基因是具有遗传效应的DNA片段，基因中碱基对的排列顺序是特定的，而不是随机的，B正确；在DNA分子结构中，脱氧核糖和磷酸交替连接构成了DNA分子的基本骨架，C错误；染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个(染色体复制之后和着丝点分裂之前)DNA分子，D错误。高考热点突破1．(2016·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　DNA复制以DNA的两条链为模板，转录以DNA的一条链为模板，都需要DNA双链解开，该物质可使DNA双链不能解开，故可阻碍DNA复制和转录，A、B正确；因为该物质使DNA复制不能完成，所以可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误；该物质能抑制DNA复制，因此，可抑制癌细胞增殖，D正确。2．(2016·上海高考)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答案　C解析　构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉，构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，首先要构建20个基本单位，需要40个订书钉；将两个基本单位连在一起需要一个订书钉，连接10对碱基组成的DNA双链片段，需要将20个基本单位连成两条链，需要18个订书钉；碱基A有6个，A＝T＝6，那么G＝C＝4，A和T之间两个氢键，G和C之间三个氢键，碱基对之间的氢键需要6×2＋4×3＝24个订书钉连接，共需要40＋18＋24＝82个订书钉。3．(2016·全国卷Ⅰ节选)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。回答下列问题：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____________________________________________________________________。答案　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个噬菌体含有1个双链DNA分子，用DNA分子被32P标记的噬菌体感染大肠杆菌，由于DNA分子复制为半保留复制，即亲代DNA分子的两条链在复制中保留下来，且分别进入不同的DNA分子中，所以理论上不管增殖多少代，子代噬菌体中只有2个噬菌体含有32P。4．(2015·江苏高考)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的________键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的________为原料，合成荧光标记的DNA探针。(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中________键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有________条荧光标记的DNA片段。(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到________个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到________个荧光点。答案　(1)磷酸二酯　脱氧核苷酸(2)氢　碱基互补配对　4(3)6　2和4解析　(1)DNA的一条链中两个核苷酸分子之间以磷酸二酯键连接。合成荧光标记的DNA探针时，需要的原料是脱氧核苷酸。(2)高温可使DNA双链碱基之间的氢键断裂，形成单链。在降温复性的过程中，按照碱基互补配对原则，探针的碱基与染色体上特定的基因序列形成杂交分子。1个DNA分子的两条链可分别与探针的单链结合，两条姐妹染色单体中含2个DNA分子，故最多可有4条荧光标记的DNA片段。(3)植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则F1为AABC，即含2个A染色体组、1个B染色体组和1个C染色体组。其中的2个A染色体组、1个B染色体组中各有1条染色体(共3条染色体)被荧光探针标记，则其在有丝分裂中期时，有6条染色单体上出现荧光点，即可观察到6个荧光点。减数第一次分裂形成的两个子细胞中所含染色体组有AB和AC两种情况，含A、B两个染色体组的子细胞中可观察到有4个荧光点，含A、C两个染色体组的子细胞中可观察到有2个荧光点。课时作业一、选择题1．(2020·邯郸模拟)下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是(　　)A．每个双链DNA分子含有4种脱氧核苷酸B．每个脱氧核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基C．每个DNA分子的碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数D．双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤答案　B解析　DNA分子的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，每个DNA分子中通常都会含有四种脱氧核苷酸，A正确；一般情况下，在DNA分子中除了首端和末端各有一个脱氧核糖上连接1个磷酸和1个碱基外，每个脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基，B错误；1分子脱氧核糖核苷酸由1分子碱基、1分子磷酸和1分子脱氧核糖组成，因此DNA中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数，C正确；双链DNA分子中胞嘧啶与鸟嘌呤进行碱基互补配对，二者数量相同，因此如果双链DNA分子中的一段含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤，D正确。2．(2019·安徽安庆宿松月考)如图为DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是(　　)A．构成DNA分子的基本单位是⑦B．RNA聚合酶可以切断⑤C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键D．⑥构成DNA分子的基本骨架答案　B解析　图中⑦是脱氧核苷酸单链，构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，应是④，A错误；RNA聚合酶能将DNA解旋，可以切断氢键⑤，B正确；复制时DNA聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而①②之间的键是同一个核苷酸内的化学键，C错误；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架，D错误。3．如图为真核细胞DNA复制过程，下列有关叙述错误的是(　　)A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制B．DNA解旋酶能使DNA双链解旋，且需要消耗ATPC．从图中可以看出两条子链的合成方向由5′端到3′端D．DNA在复制过程中先完成解旋，再复制答案　D解析　从图中可以看出，新合成的子链与母链结合形成子代DNA，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；由图示可知，两条子链的合成方向都是由5′端到3′端，C正确；DNA在复制过程中，边解旋边进行复制，D错误。4．(2019·郑州市高中毕业年级第一次质量预测)某研究小组用图中所示的6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、代表氢键的连接物若干，成功搭建了一个完整的DNA分子模型，模型中有4个T和6个G。下列有关说法正确的是(　　)A．代表氢键的连接物有24个B．代表胞嘧啶的卡片有4个C．脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个D．理论上能搭建出410种不同的DNA分子模型答案　C解析　碱基对A－T间有2个氢键，碱基对G－C之间有3个氢键，由题干信息知，模型中有4个T和6个G，则代表氢键的连接物有2×4＋3×6＝26(个)，A错误；代表胞嘧啶的卡片有6个，B错误；该模型中共有碱基数20个，即脱氧核苷酸共有20个，则脱氧核糖与磷酸之间的连接物有20＋9＋9＝38(个)，C正确；由于四种碱基的数量已确定，故理论上能搭建的DNA分子模型的数量小于410个，D错误。5．(2019·石家庄模拟)如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效率答案　A解析　由图可看出，此段DNA分子有三个复制起点，但复制的DNA片段的长度不同，因此多个复制起点并不是同时开始复制的，A错误；由图中复制起点位于复制环的中间可推断，DNA分子是双向复制的，B正确；半保留复制的模式可以保持前后代的遗传稳定性，多起点双向复制可以大大提高复制效率，D正确；DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等催化，C正确。6．(2019·福州市高三质量抽测)下列关于染色体、DNA和基因的叙述，正确的是(　　)A．染色体就是由多个基因组成的B．真核细胞的基因全部位于染色体上C．基因在DNA分子双链上成对存在D．通常1条染色体上有1个DNA分子答案　D解析　通常一条染色体上有一个DNA分子，D正确；基因在每条DNA分子上成单存在，在同源染色体上成对存在，C错误；基因是有遗传效应的DNA片段，真核细胞的DNA大多数在染色体上，还有部分存在于线粒体、叶绿体中，B错误；染色体的主要成分为DNA和蛋白质，基因是有遗传效应的DNA片段，A错误。7．(2020·石家庄模拟)如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，有关叙述正确的是(　　)A．R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质B．R、S、N、O互为非等位基因C．果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的D．每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变答案　B解析　基因中的非编码区和编码区的内含子不能编码蛋白质，A错误；R、S、N、O互为同一染色体上的非等位基因，B正确；果蝇的每个基因都是由脱氧核糖核苷酸组成的，C错误；基因中有一个碱基对的替换，会引起基因突变，不一定引起生物性状的改变，D错误。8．DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是(　　)A．解旋酶破坏氢键并使DNA双链分开B．游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对C．与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链D．子链与母链盘绕成双螺旋结构答案　B解析　碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性。9．下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是(　　)A．DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸B．DNA复制形成子链时先形成氢键，后形成磷酸二酯键C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D．形成子链时需要DNA酶催化答案　B解析　解旋酶的作用是使DNA双链解开，破坏氢键，A错误；复制的模板是DNA的两条母链，通过碱基互补配对形成互补子链，C错误；复制形成子链时，需要DNA聚合酶的催化，D错误。10．(2019·江苏常州高三期末)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关，下列关于生物体内的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，不正确的是(　　)A．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链B．前一个比值越小，该双链DNA分子稳定性越高C．前一个比值在DNA单链和其双链中比值相等D．经半保留复制得到的双链DNA分子，后一个比值等于1答案　A解析　当(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相同时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，A错误；A和T碱基对之间含2个氢键，C和G碱基对之间含3个氢键，因此(A＋T)/(G＋C)比值越小，该双链DNA分子含有的氢键数目越多，稳定性越高，B正确；依据碱基互补配对原则，在双链DNA分子中，碱基数目A等于T、G等于C，所以(A＋T)/(G＋C)比值在DNA单链和其双链中比值相等，C正确；双链DNA分子中两不互补的碱基之和占全部碱基总数目的50%，故(A＋C)/(G＋T)比值等于1，D正确。11．(2019·吉林梅河口五中月考)将大肠杆菌在含有15N标记的NH4Cl培养液中培养后，再转移到含有14N的培养液中培养，8小时后提取DNA进行分析，得出含15N的DNA占总DNA的比例为1/16，则大肠杆菌的分裂周期是(　　)A．3小时  B．1.6小时C．2.0小时  D．4.0小时答案　B解析　假设大肠杆菌分裂n次，则子代大肠杆菌为2n，DNA为半保留复制，最终有2个子代大肠杆菌DNA含15N，即2/2n＝1/16，n＝5，故分裂周期为8/5＝1.6，B正确。12．(2019·合肥高三调研)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5000对，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是(　　)A．复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶B．复制两次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个C．④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸D．子代中含15N的DNA分子占1/2答案　B解析　图中③处为氢键，DNA复制时，打开氢键需要解旋酶的作用，A错误；据题干信息，DNA分子中(A＋T)占34%，则(C＋G)占66%，其中C占33%，整个DNA分子中有5000对碱基，则整个DNA分子中有3300个C，DNA复制两次需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3×3300＝9900(个)，B正确；图中的④表示腺嘌呤脱氧核苷酸，C错误；图中亲代DNA分子中只有一条链含15N，复制两次产生4个DNA分子，含有15N的DNA分子只有一个，占1/4，D错误。13．(2019·湖北部分重点中学高三考试)下列有关双链DNA的结构和复制的叙述，正确的是(　　)A．DNA分子复制需要模板、原料、酶和ATP等条件B．DNA分子中每个脱氧核糖均连接着两个磷酸基团C．DNA分子一条链上相邻的碱基通过氢键连接D．复制后产生的两个子代DNA分子共含有2个游离的磷酸基团答案　A解析　DNA分子复制需要模板(DNA分子的两条链)、原料(四种游离的脱氧核苷酸)、酶(解旋酶、DNA聚合酶等)和ATP等条件，A正确；DNA分子中每个脱氧核糖连接一个或两个磷酸基团，B错误；DNA分子一条链上相邻的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，C错误；复制后产生的两个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团(每个DNA分子含有2个游离的磷酸基团)，D错误。二、非选择题14．下面甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题。(1)从甲图可看出DNA复制的方式是________。(2)甲图中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则A是________酶，B是________酶。(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有____________________。(4)乙图中，7是________________________________。DNA分子的基本骨架由__________________________交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过________连接成碱基对，并且遵循______________原则。答案　(1)半保留复制　(2)解旋　DNA聚合(3)细胞核、线粒体、叶绿体(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸　脱氧核糖和磷酸　氢键　碱基互补配对解析　(1)DNA复制的方式是半保留复制，即子代DNA保留了母链的一条。(2)由图示知，A酶是解旋酶，破坏了DNA分子中两条链间的氢键，使DNA分子解螺旋；B酶催化DNA子链的合成，为DNA聚合酶。(4)图乙中4为胸腺嘧啶，5为脱氧核糖，6为磷酸，三者构成的7为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。15．如图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答。(1)写出下列图中序号代表的结构的中文名称：①________，⑦____________，⑧______________________，⑨__________________________。(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基团。(3)从方向上看，两条单链________；从碱基关系看，两条单链________。(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中分裂四次，该DNA分子也复制四次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。(5)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为__________________个。答案　(1)胞嘧啶　脱氧核糖　胸腺嘧啶脱氧核苷酸　一条脱氧核苷酸链的片段　(2)4　2　(3)反向平行　互补　(4)1∶8　(5)15×(a/2－m)解析　根据图示信息可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鸟嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸基团，⑥是胸腺嘧啶，⑦是脱氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，⑨是一条脱氧核苷酸链的片段。DNA分子复制4次，产生16个DNA分子，由于DNA复制方式为半保留复制，含14N的DNA分子共2个，所有的DNA分子都含有15N，所以子代DNA分子中含14N和15N的比例为1∶8。A＝T＝m，则G＝C＝a/2－m，复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24—1)×(a/2－m)＝15×(a/2－m)。