新教材高考生物一轮复习第二单元遗传的分子基础2DNA的结构复制及基因通常是有遗传效应的DNA片段课件必修2
展开[基础梳理——系统化]知识点一 DNA分子的结构1.DNA分子结构的建立者及DNA的组成(1)DNA双螺旋模型构建者:________和________。
(2)图解DNA分子结构:
脱氧核糖和磷酸
[巧学助记] 利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构
2.DNA分子结构特点(1)________性:若DNA含有n个碱基对,则其可能有4n种碱基对排列顺序。(2)________性:每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。(3)________性:两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对配对方式不变等。
知识点二 DNA分子的复制及基因的本质1.DNA的复制
2.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
有遗传效应的DNA片断
[基能过关——问题化]一、判一判1.沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础,推算出DNA分子呈螺旋结构。( )2.沃森和克里克提出腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量,鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。( )3.DNA分子两条链通过磷酸二酯键相连。 ( )4.沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说。 ( )5.1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素示踪技术,证实了DNA的确是以半保留的方式复制的。 ( )6.对提取的DNA进行密度梯度离心,记录离心后试管中DNA的位置。 ( )
7.DNA分子复制过程包括(1)解旋,(2)以母链为模板进行碱基配对,(3)形成两个新的DNA分子。 ( )8.DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性。 ( )9.大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子,长度约为4 700 000 个碱基对,在DNA分子上分布着4 400个基因。 ( )10.第一个把遗传物质设定为一种信息分子,提出遗传是遗传信息的复制、传递与表达的科学家,是量子物理学的奠基人薛定谔。 ( )11.每个人的DNA都不完全相同,因此DNA也可以像指纹一样用来识别身份。 ( )12.碱基序列的多样性构成DNA的多样性,DNA蕴含了大量的遗传信息。( )13.基因通常是有遗传效应的DNA片段。( )
二、议一议【教材易漏拾遗】DNA指纹图谱法的基本操作从生物样品中提取DNA(DNA一般都有部分的降解),可运用PCR技术扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA,然后将扩增出的DNA用合适的限制酶切成DNA片段,利用电泳技术将这些片段按大小分开后,转移至尼龙滤膜上,然后将已标记的DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交,用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。
例 DNA指纹技术广泛用于刑侦领域。下图是通过DNA指纹技术鉴定真凶的实例。下列相关说法错误的是( )
A.图示DNA片段是用DNA酶处理获得的B.同卵双胎的DNA指纹相同C.DNA指纹技术的理论依据是DNA分子的特异性D.图示中真凶最可能是1
解析:DNA片段是用限制酶切割DNA分子,然后用电泳的方法将片段大小分开获得的,A错误;DNA指纹技术的理论依据是DNA分子的特异性,世间除了同卵双胎,DNA指纹都完全不同,故B、C正确;图示很容易看出真凶最可能是1号,D正确。
2.DNA分子是如何携带遗传信息的?DNA分子为什么能够携带丰富的遗传信息?
提示:遗传信息蕴藏在DNA的碱基排列顺序中。碱基的种类有四种,数量较多,排列顺序多变。
考点一 DNA分子的结构、特性及基因的本质
【任务驱动 探究突破】任务1 DNA分子的结构分析:据图回答相关问题:
(1)基本结构:①由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成,三者之间的数量关系为________。②磷酸:每个DNA片段中,游离的磷酸基团有______个。(2)水解产物:DNA的初步水解产物是____________,彻底水解产物是___________________________。
磷酸、脱氧核糖和含氮碱基
(3)DNA分子中存在的化学键:①氢键:________之间的化学键,可用解旋酶断裂,也可加热断裂,A与T之间有________个氢键,G与C之间有________个氢键。②磷酸二酯键:________和________之间的化学键,用_______________酶处理可切断,用__________酶处理可连接。(4)碱基对数与氢键数的关系:若碱基对数为n,则氢键数为________,若已知A有m个,则氢键数为________。(5)由碱基种类及比例可分析判断核酸的种类①若有U无T,则该核酸为RNA。②若有T无U,且A=T,G=C,则该核酸一般为双链DNA。③若有T无U,且A≠T,G≠C,则该核酸为单链DNA。
任务2 DNA分子中的数量对应关系据图分析DNA分子结构中的碱基计算:
(1)在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A=____,C=____,A+G=____,即嘌呤碱基总数____嘧啶碱基总数。(2)在双链DNA分子中,互补的两碱基之和(如A+T或C+G)占全部碱基的比例________其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。(3)DNA分子一条链中(A+G)/(C+T)的比值的倒数________互补链中该种碱基的比值,在整个DNA分子中该比值等于________。(不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为________)(4)DNA分子一条链中(A+T)/(C+G)的比值________其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。(配对的碱基之和的比值在两条单链和双链中比值________)(5)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值________,即(A+T)/(C+G)的值________。该比值体现了不同生物DNA分子的________。(6)若已知A占双链的比例为c%,则A1/单链的比例无法确定,但最大值可求出为________%,最小值为________。
任务3 基因是有遗传效应的DNA片段(1)基因的实质:基因是有________的DNA片段。(2)基因与DNA的关系:一个DNA分子上有许多基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。(3)基因与遗传信息:基因中脱氧核苷酸的___________称为遗传信息;DNA分子能够储存足够量的____________。(4)基因与染色体的关系:基因在染色体上呈________排列。(5)生物体多样性和特异性的物质基础:________分子的多样性和特异性。
【考向分类 对点落实】 考向一DNA分子结构的考查1.高考重组,判断正误。(1)真核细胞的细胞核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有。[2018·全国卷Ⅰ,T2B]( )(2)线粒体和叶绿体中都含有DNA分子。[2018·海南卷,T10]( )(3)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。[2018·海南卷,T10]( )(4)沃森和克里克以DNA大分子为研究材料,采用X射线衍射的方法,破译了全部密码子。[江苏卷,T4D]( )(5)DNA与ATP中所含元素的种类相同。[全国卷Ⅰ,T1A]( )
(6)控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上。[全国卷Ⅰ,T10]( )(7)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。[全国卷Ⅱ,T5C]( )(8)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献。[江苏卷,T4C]( )(9)DNA有氢键,RNA没有氢键。[全国卷Ⅱ,T1A]( )(10)沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。[江苏卷,T2]( )
2.同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是( )A.碱基对的排列顺序 B.磷酸二酯键的数目C.初步水解产物的种类 D.(A+T)/(G+C)的比值
解析:同源染色体一条来自父方,一条来自母方,其来源不同,碱基序列存在差异,A错误;X、Y染色体为同源染色体,但其大小不同,磷酸二酯键的数目也不同,B错误;DNA分子都由腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸组成,C正确;不同DNA分子中(A+T)/(C+G)的比值不同,D错误。
考向二DNA分子结构中碱基互补配对原则演化而来的计算问题3.[经典高考]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( )
解析:设该单链中四种碱基含量分别为A1、T1、G1、C1,其互补链中四种碱基含量为A2、T2、C2、G2,DNA分子中四种碱基含量A=T、G=C。由碱基互补配对原则可知(A+C)/(T+G)=1,A曲线应为水平,A错误;(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C1),B曲线应为双曲线的一支,B错误;(A+T)/(G+C)=(A1+A2+T1+T2)/(G1+G2+C1+C2)=(A1+T1)/(G1+C1),C正确;(A1+T1)/(G1+C1)=(T2+A2)/(C2+G2),D错误。
[规律方法] DNA碱基互补配对原则的有关计算规律1:互补的两个碱基数量相等,即A=T,C=G。规律2:任意两个不互补的碱基和占总碱基的50%。规律3:一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。
4.(多选)DNA溶解温度(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,正确的是( )
A.—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.生物体内解旋酶也能使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋D.DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多
解析:根据题干可知,DNA溶解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度,图示表示的DNA分子中G+C含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系,Tm值越大,C+G含量越高,即DNA分子的Tm值与C+G含量呈正相关,A正确;两DNA分子若Tm值相同,则它们所含G+C比例相同,但C+G的数量不一定相同,B正确;解旋酶能使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋,C正确;G-C碱基对之间有3个氢键,A-T碱基对之间有2个氢键,但整个DNA分子中G与C之间的氢键数量不一定比A与T之间多,D错误。
考向三基因、DNA和染色体的关系
5.(多选)如图为果蝇X染色体的部分基因图,下列对此X染色体的叙述,正确的是( )A.基因在染色体上呈线性排列B.l、w、f和m为非等位基因C.说明了各基因在染色体上的绝对位置D.雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本
解析:基因位于染色体上,且呈线性排列,A正确;等位基因是位于同源染色体上同一位置控制相对性状的基因,而l、w、f和m在同一条染色体的不同位置,为非等位基因,B正确;变异会导致基因的排列顺序发生改变,故基因在染色体上的位置不是绝对的,C错误;雄性果蝇的X染色体来自母本,因此雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本,D正确。
考点二 DNA分子复制的研究方法、过程和条件
【任务驱动 探究突破】任务1 DNA分子复制的过程如图为真核细胞DNA分子复制过程的模式图,据图回答相关问题:
(1)图中DNA复制的场所是________。(2)图中DNA分子复制是从多个起点开始的,但不同时开始,复制开始时间右边最早。(3)图中DNA分子复制的特点有:边解旋边复制、多起点复制、双向复制、半保留复制。(4)由图示得知,DNA分子复制的方式具有什么特点? (5)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用?
边解旋边复制、半保留复制。
前者使氢键打开,DNA双链发生解旋;后者催化形成新的子链。
任务2 DNA复制过程中的数量关系
若将亲代DNA分子复制n代,其结构分析如下:(1)子代DNA分子数为________个。①含有亲代链的DNA分子数为________个。②不含亲代链的DNA分子数为________个。③含子代链的DNA分子数为________个。(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)消耗脱氧核苷酸数:①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为__________个。②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为________个
任务3 有关DNA复制的几个问题(1)复制的场所:主要场所是________,但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。(2)复制方式:___________。新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。(3)过程特点:边解旋边复制;________解旋和复制。(4)DNA复制的准确性:①一般情况下,DNA分子能准确地进行复制。原因:DNA具有____________________,能为复制提供精确的模板;通过____________,保证了复制能够准确地进行。②在特殊情况下,在外界因素和生物内部因素的作用下,可能造成碱基配对发生差错,引发_________________________________________。
【考向分类 对点落实】 考向一DNA分子复制过程及特点分析1.高考重组,判断正误。(1)若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶。(2018·全国卷Ⅰ,T2C)( )(2)DNA聚合酶在细胞核内合成。[全国卷Ⅱ,T1B]( )(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量。[海南卷,T25B]( )(4)真核细胞核DNA的复制发生在有丝分裂前期。[海南卷,T25D]( )(5)DNA分子复制是边解旋边双向复制的。[江苏卷,T25D]( )
2.[2021·青岛模拟]下图所示为某DNA复制过程的部分图解,其中rep蛋白具有解旋的功能。下列相关叙述错误的是( )
A.rep蛋白可破坏A与C、T与G之间形成的氢键B.DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用C.DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点D.随从链之间的缺口需要DNA连接酶将其补齐
解析:rep蛋白具有解旋功能,破坏的是A与T、G与C之间的氢键;从题图中可看出有了DNA结合蛋白后,碱基对之间不能再形成氢键,可以防止DNA单链重新形成双链;DNA连接酶可以将随从链之间的缺口通过磷酸二酯键连接,从而形成完整的单链。
3.(多选)下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,有关叙述正确的是( )
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
解析:从图中能看出有多个复制起点,但并不是同时开始,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保持前后代的稳定性,同时提高了复制速率,B、C、D正确。
[易错警示] 有关DNA复制的4点“注意”(1)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。(2)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,后者只包括第n次的复制。(3)DNA复制计算时看清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“链数”,“含”还是“只含”。(4)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。
考向二DNA分子复制过程中的相关计算4.[2021·临川一中质检]用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶脱氧核苷酸60个,该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是( )A.含有15N的DNA分子占1/8B.含有14N的DNA分子占7/8C.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个D.复制结果共产生16个DNA分子
解析:DNA复制为半保留复制,子代每个DNA的两条链,一条来自母链,一条是新合成的子链。由题可知,该DNA分子中有腺嘌呤(A)40个,则复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸为40×(24-1)=600(个)。该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次,可形成16个DNA分子,其中含有15N的DNA分子占1/8,含有14N的DNA分子占100%。
5.(多选)某DNA分子中含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,正确的是( )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2n-1(m-A)个D.在n次复制过程中,总共需要2n(m-A)个
解析:解答本题时,首先把模板中胞嘧啶脱氧核苷酸的数目求出,即(2m-2A)/2=(m-A)个,则复制一次,需要(m-A)(21-1)=(m-A)个;复制两次,共需要(m-A)(22-1)=3(m-A)个,因此,第二次复制需要3(m-A)-(m-A)=2(m-A)个;则第n次复制需要(2n-1)(m-A);在n次复制过程中,总共需要(2n-1)(m-A)个。
考向三DNA复制与细胞分裂6.(多选)BrdU能替代T与A配对而渗入新合成的DNA链,植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中分别培养到第一、第二个细胞周期的中期。下列有关说法中,正确的是( )A.1条染色体形成2条染色单体的同时,DNA也完成了复制B.1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上C.第一个细胞周期的中期,每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdUD.第二个细胞周期的中期,每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU
解析:1条染色体形成2条染色单体的同时,DNA也完成了复制,A正确;1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上,B正确;第一个细胞周期的中期,DNA分子只复制一次,根据DNA分子半保留复制特点,每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU,C错误;到第二个细胞周期的中期,DNA分子进行了2次半保留复制,每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU,D正确。
7.[高考改编]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
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。
[归纳拓展]1.DNA复制与基因突变(1)一般情况下,DNA分子能准确地进行复制。其原因是:DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供精确的模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。(2)特殊情况下,由于外界因素和生物内部因素的作用,可以造成碱基配对发生差错,引发基因突变。
2.DNA复制与细胞分裂此类问题可通过构建模型图解答,如下图:
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 。
8.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
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错误;该实验不能证明DNA复制为半保留复制,B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正确,D错误。
考向四DNA复制过程中的相关实验探究9.[北京卷]科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。
请分析并回答:(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过________代培养,且培养液中的__________是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第________组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第__________组和第____________组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是______________。(3)分析讨论:①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自于________,据此可判断DNA分子的复制方式不是_____________复制。②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,其结果________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置___________,放射性强度发生变化的是________带。④若某次实验的结果中,子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为____________。
边解旋边复制、半保留复制
解旋→合成子链→形成子代DNA
两条反向平行长链
磷酸、脱氧核糖交替连接
碱基互补配对形成碱基对
[长句应答必备]1.DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。2.DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。3.DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则,通过氢键连接。4.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。5.DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。6.DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与。7.基因是具有遗传效应的DNA片段。8.染色体是基因的主要载体,线粒体、叶绿体中也存在基因。
[等级选考研考向]1.[2019·天津卷]用3H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
解析:胸腺嘧啶是脱氧核苷酸的特有组成成分之一,脱氧核苷酸是DNA复制的原料,故用3H标记的胸腺嘧啶合成脱氧核苷酸,注入真核细胞后可以用于研究DNA复制的场所,A正确。
2.[2019·浙江4月选考]在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是( )A.1/2的染色体荧光被抑制B.1/4的染色单体发出明亮荧光C.全部DNA分子被BrdU标记D.3/4的DNA单链被BrdU标记
解析:DNA复制方式是半保留复制,第一次分裂结束后所有染色体的DNA分子中一条链不含BrdU,另外一条链含有BrdU;第二次分裂结束后有1/2的染色体上的DNA分子两条链均含有BrdU,1/2的染色体上的DNA分子中一条链不含BrdU,另外一条链含有BrdU;到第三次有丝分裂中期,全部DNA分子被BrdU标记,所有染色体均含有姐妹染色单体,其中有1/2的染色体上的2个DNA分子的两条链均含BrdU(荧光被抑制),有1/2的染色体上的2个DNA分子中的1个DNA分子的两条链中的1条含BrdU、1条不含,另1个DNA分子的两条链均含BrdU,所以有1/4的染色单体会发出明亮荧光,综上所述,本题选D。
3.[2018·浙江卷,22]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15N-14N-DNAD.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
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管之间,表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N-14N-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。
4.[2018·海南卷,15]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1:3B.有15N15N和14N14N两种,其比例为1:1C.有15N15N和14N14N两种,其比例为3:1D.有15N14N和14N14N两种,其比例为3:1
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15N15N-DNA和2个15N14N-DNA,再将其转到含有14N的培养基中繁殖一代,会得到6个15N14N-DNA和2个14N14N-DNA,比例为31,D正确。
5.[2017·海南卷,24]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
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错误;A和T碱基对含2个氢键,C和G碱基对含3个氢键,故(A+T)/(G+C)中,(G+C)数目越多,氢键数越多,因此前一比例值越小双链DNA分子的稳定性越高,B错误;(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错误;经半保留复制得到的DNA分子是双链DNA,(A+C)/(G+T)=1,D正确。
[国考真题研规律]1.[2016·全国卷Ⅰ,29]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__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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
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