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新教材备战高考生物一轮复习全考点精讲课堂 第14讲 DNA的结构、复制与基因的本质（课件）
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这是一份新教材备战高考生物一轮复习全考点精讲课堂 第14讲 DNA的结构、复制与基因的本质（课件），共55页。PPT课件主要包含了章节知识体系，CONTENT，考点分析，DNA呈螺旋结构，能力训练，DNA的结构，C＋T，都相等，特异性，n～3n等内容，欢迎下载使用。
通常有遗传效应的DNA片段
第2课时 DNA的结构、复制与基因的本质
第八单元 基因的本质与表达
了解DNA双螺旋结构的构建过程；分析DNA的双螺旋结构，理解DNA结构的主要特点和碱基互补配对原则；并能构建DNA双螺旋结构模型。
能运用假说-演绎法探究DNA的复制方式；能阐明DNA半保留复制的过程、条件、特点和意义。
能理解基因通常是有遗传效应的DNA片段；能说明DNA的多样性和特异性；理解脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系；形成遗传物质的结构与功能相适应、多样性与特异性相统一的观点。
了解基因的结构，区别原核基因和真核基因的异同。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
已经认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这四种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C四种碱基。
威尔金斯和富兰克林提供DNA衍射图谱
搭建了多种的双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定了
磷酸-脱氧核糖骨架排列在双螺旋的外部，碱基在双螺旋内部，且A与T配对，G与C配对，DNA两条链的方向是相反的。
查哥夫提供信息：在DNA中，A等于T，G等于C
1、(2021·广东卷，5)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是( ) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
2、关于遗传物质DNA的经典实验，叙述错误的是（ ） A．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上 B．孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同 C．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术 D．双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径 3、下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（ ） A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律 B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上 C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
元素 小分子 基本单位(单体) DNA平面结构 空间结构
2、DNA双螺旋结构的主要特点
1、DNA的结构层次
（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
（2）DNA中的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，并且碱基配对具有一定的规律：A与T配对、G与C配对。
4、分析DNA两条链反向平行的原因。
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′C，与磷酸基团相连的碳叫作5′C。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，另一端有一个羟基(-OH)，称作3′端。DNA的两条单链，从双链的一端起始，一条单链是从5′端到3′端的，另一条单链则是从3′端到5′端的，走向相反。
5、DNA只有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？
DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基的排列顺序却是千变万化的。碱基的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。
DNA两条链的碱基之间，按照A与T，G与C配对形成碱基对的长度相同
6、DNA是如何维系它的遗传稳定性的？
通过磷酸二酯键、氢键、碱基堆积力等等维持空间结构的稳定。
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。( ) ②DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基( ) ③每个DNA分子中，都是碱基数＝磷酸数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数( ) ④G-C碱基对的比例越大，DNA分子的稳定性越高( ) ⑤在环状DNA和链状DNA结构中，均有两个游离磷酸( ) ⑥两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对( ) ⑦DNA分子中一条链上的相邻碱基通过氢链连接( ) ⑧每个DNA分子中一般都会含有四种脱氧核苷酸( ) ⑨DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧( ) ⑩维持DNA结构稳定的键主要是磷酸二酯键和氢键( ) ⑪DNA彻底水解产物有4种（ ） ⑫双链DNA分子中嘌呤数一定等于嘧啶数( )
7、请判断下列说法。
8、[2022·漳州一模]如图为某双链DNA(由甲链和乙链组成)的局部结构简图，图中数字①～⑥表示不同物质或氢键。下列叙述正确的是( ) A．图中⑤为氢键，且③与④可为A-T碱基对或G-C碱基对 B．图中①为腺嘌呤，②为胸腺嘧啶，①②通过氢键连接 C．图中⑥为磷酸基团，此DNA片段中含有2个游离的磷酸基团 D．图中甲链与乙链方向相反，但两条链碱基排列顺序相同
9、如图为DNA分子的结构示意图，下列对该图的描述正确的是 ( ) A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 B．该DNA片段彻底水解的产物有6种 C．当DNA复制时，⑨的形成需要DNA聚合酶 D．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
10、某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，下列叙述正确的是（ ） A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连 C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 11、在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则（ ） A．能搭建出20个脱氧核苷酸 B．所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对 C．能搭建出410种不同的DNA分子模型 D．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段
12、利用碱基互补配对原则，分析DNA分子中的数量对应关系（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________。（7）若碱基对数为n，则氢键数为________，若已知A有m个，则氢键数为________。
13、20世纪50年代初，查哥夫对多种生物的DNA做了碱基定量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的比值如下表。结合所学知识，下列叙述正确的是 ( )
A. 猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些 B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同 C．小麦的基因中A＋T的数量是鼠的基因中C＋G数量的1.21倍 D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
14、(2022·河北唐山期末)下列关于双链DNA的叙述，正确的是( ) A. 一条链中A和T的数量相等，则互补链中A和T的数量也相等 B. 一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C的1/2 C. 一条链中C∶T＝1∶2，则互补链中G∶A＝2∶1 D. 一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则互补链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3
15、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和C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是（ ） A. 在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55% B. 在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25% C. 若该DNA分子含1000个碱基对，则碱基之间的氢键数为2600个 D. 该DNA分子中(C＋G)/(A＋T)为3/2
三、基因通常是有遗传效应的DNA片段
1、说明基因与DNA关系的实例
生物体内，基因数多于DNA数，所有基因中的碱基总数少于DNA分子的碱基总数
人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染色体+X+Y)上DNA的碱基序列。这24个DNA分子大约含31.6亿个碱基对。其中，构成基因的碱基总数的比例不超过2%
大肠杆菌的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7×106个碱基对，在DAN分子上分布了大约4.4×103基因，每个基因平均约1.0×103碱基对。
转入水母绿色荧光蛋白基因的转基因小鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。
将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。
基因是具有遗传效应的DNA片段
对于RNA病毒而言，基因是具有遗传效应的RNA片段
基因通常是有遗传效应的DNA片段
2、DNA片段中的遗传信息
（1）DNA能够储存足够量的遗传信息；
（3）碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性；
（4）DNA多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
（2）遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；
基因不是碱基对随机排列成的DNA片段
①分子大小相同、碱基含量相同的DNA分子所携带的遗传信息一定相同 ( ） ②DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关 ( ) ③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( ) ④同一生物个体不同细胞中DNA分子的(A+T)/(C+G)的值不同( ) ⑤DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因( ) ⑥人体内控制β- 珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种( ） ⑦一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应（ ） ⑧遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中（ ） ⑨基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约80%相同，则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例也是80% ( )
16、请判断下列说法。
17、关于DNA结构与功能的说法,错误的是( ) A. DNA分子中能储存大量的遗传信息 B. DNA分子中每个五碳糖上连接一个磷酸和一个含氮碱基 C. DNA分子中G与C碱基对含量越高，其分子结构稳定性相对越大 D. 若DNA分子的一条链中(A+G)/(T+C)<1，则其互补链中该比例大于1
18、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
19、整理总结染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸和遗传信息的关系，并构建模型。
有遗传效应的DNA片段
一个或两个
脱氧核苷酸排 列顺序
20、下列有关基因的叙述，正确的是 ( ) A．真核细胞中的基因都以染色体为载体 B．唾液淀粉酶基因在人体所有细胞中都能表达 C．等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同 D．基因是由碱基对随机排列成的DNA片段
21、如图为真核细胞内某基因的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是（ ）
A．该基因一定存在于细胞内的染色体DNA上 B．该基因的一条核苷酸链中（C+G）/（A+T）为3:2 C．酶切DNA时，限制酶作用②部位 D．该基因的碱基序列具有多样性
22、已知某二倍体生物的基因型为Aa。下列有关该生物中基因A与a的叙述，正确的是 A．基因A与a可能位于姐妹染色单体的相同位置上 B．基因A与a位于一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链上 C．基因A与a只能在减数分裂I后期分离 D．基因A与a控制的是同种生物同一性状的相同表型 23、下列有关生物遗传物质的叙述，错误的是（ ） A．人的遗传物质主要分布在染色体上 B．T2噬菌体的遗传物质主要是DNA C．新型冠状病毒的基因是有遗传效应的RNA片段 D．酵母菌的遗传物质初步水解会产生4种脱氧核苷酸 24、下列有关染色体和基因的叙述，错误的是（ ） A．同一条染色体上有可能存在两个相同的基因 B．人肝细胞核中的每种基因均存在等位基因 C．染色体上所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数 D．果蝇基因组计划需要测定5条染色体上DNA分子的碱基序列
3、基因的结构(以真核基因为例)
（1）编码区：基因中能编码蛋白质的脱氧核苷酸序列。
（2）非编码区：不能编码蛋白质，在对基因表达的调控中发挥重要作用。如增强子、启 动子、终止子等。
①启动子：紧挨着转录起点，主要包括TATA框和CAAT框两个短核苷酸序列。TATA框是RNA聚合酶重要的结合点，它能够使酶准确地识别转录的起始点并开始转录。当TATA框中的碱基顺序有所改变时，mRNA的转录就会从不正常的位置开始。CAAT框是RNA聚合酶的另一个结合点，它的作用还不很肯定，但一般认为它控制着转录的起始频率，而不影响转录的起始点。当这段顺序被改变后，mRNA的形成量会明显减少。
②增强子：增强转录活性的作用。研究表明，增强子通常有组织特异性，这是因为不同细胞核有不同的特异因子与增强子结合，从而对不同组织、器官的基因表达有不同的调控作用。例如，人类胰岛素基因中有一组织特异性增强子，在胰岛素β细胞中有一种特异性蛋白因子，可以作用于这个区域以增强胰岛素基因的转录。在其他组织细胞中没有这种蛋白因子，所以也就没有此作用。这就是为什么胰岛素基因只有在胰岛素β细胞中才能很好表达的重要原因。增强子可分为细胞特异性增强子和诱导性增强子两类。
（1）编码区：基因中能编码蛋白质的核苷酸序列。
③终止子：在3′端非编码区有一个为AATAAA核苷酸序列一个回文序列。这个顺序经转录后可形成一个发卡结构。发卡结构阻碍了RNA聚合酶的移动。发卡结构末尾的一串U与转录模板DNA中的一串A之间，因形成的氢键结合力较弱，使mRNA 与DNA杂交部分的结合不稳定，mRNA就会从模板上脱落下来，同时，RNA聚合酶也从DNA上解离下来，转录终止。AATAAA序列和回文序列合称为终止子，是转录终止的信号
25、下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
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
26、基因Ⅰ和基因Ⅱ在某条染色体DNA上的相对位置如图所示。下列说法正确的是 A．基因Ⅰ和基因Ⅱ的结构差别仅在于内部碱基对的排列顺序不同 B．基因Ⅰ中不一定具有遗传信息但一定具有遗传效应 C．四分体时期，基因Ⅱ中的两条脱氧核苷酸链之间可能发生交叉互换 D．基因Ⅰ与基因Ⅱ位于同一条染色体上，减数分裂时一般不能发生分离
28、微卫星分子标记，又被称为短串联重复序列或简单重复序列，是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列，由2~6个核苷酸组成的串联重复片段构成，例如：DNA单链序列①“TTTAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCA…”DNA单链序列②“AAAGACTGACTGACTGACTGACTGACTGACT…”由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富，因此是普遍使用的DNA分子标记。下列叙述错误的是（ ） A．DNA单链序列①②的重复序列分别为“AGC”和“GACT” B．微卫星分子标记的基因遵循孟德尔遗传定律 C．微卫星分子标记可用于亲子鉴定和刑侦领域 D．由于重复单位的重复次数不同，微卫星分子标记编码的蛋白质在不同个体之间差异很大
27、在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是（ ） A. RNA基因的基本单位是核糖核苷酸 B. tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的 C. 生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定 D. 人体细胞内的DNA是主要的遗传物质
28、下列关于基因表达载体的说法不正确的是（ ） A．不同的目的基因所需的启动子不一定相同 B．启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位 C．终止子位于目的基因的尾端，能够终止翻译 D．有时为了满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子
1、对DNA复制的推测
主要有半保留复制和全保留复制等假说。
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链
子代DNA的双链都是新合成的
如何区分三种不同方式所产生的子代DNA分子？
你能想到用什么方法？
能用放射性同位素标记法吗？
选择什么元素的同位素来标记DNA？
用16O和18O可以吗？
15N在化学上称为“重氮 ”。15N会导致DNA分子密度显增加，使15N-DNA和14N-DNA及15N14N-DNA的密度不同。通过CsCl密度梯度离心技术可以将上述不同的DNA分子分离开来。因为DNA能够强烈地吸收紫外线，所以用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置，可以显示出离心管内不同密度的DNA带。
怎么分离不同标记的DNA？
科学家先用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌在，让大肠杆菌繁殖若干代，这时大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的，然后将大肠杆菌转移到含14 NH4Cl的普通培养液中，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。
请预测三种复制方式离心后试管中DNA的位置！
28、若DNA的复制方式为下图所示的全保留方式、半保留方式或分散方式，绘出连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)的实验结果中各条带的分布图像(重带、中带和轻带)。
全保留复制 半保留复制 分散复制
2、DNA半保留复制的实验证据
（2）研究方法：假说演绎法
（1）实验者：梅塞尔森与斯塔尔
（4）实验过程及结果
（3）实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心技术
29、(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
30、(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
31、研究人员将1个含14NDNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养1 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法正确的是 ( )
A．由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为15 min B．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式 C．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键 D．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带
3、DNA复制的过程
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
细胞分裂前的间期，即有丝分裂前的间期和减数分裂Ⅰ前的间期。
主要是细胞核，细胞质的线粒体和叶绿体中的DNA也会发生复制。
①解旋 —— 在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开
②合成子链—— DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料， 按照碱基互补配对原则， 各自合成与母链互补的一条子链
③重新螺旋 —— 每条新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有链的3′-端，即子链的延伸方向是5 ′→3 ′。由于DNA聚合酶不能将单个的核苷酸链连接成链，因此子链合成需要引物（最初的已有链）。
模板、引物、原料、酶、能量等
边解旋变复制、
半保留复制
完成复制后，一个DNA形成两个完全相同的DNA分子
DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行
将遗传信息从亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性。
32、判断下列说法： ①植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制( ) ②在DNA的复制过程中，只需要解旋酶和DNA聚合酶( ) ③DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用( ) ④单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下相互连接合成新的子链( ) ⑤在一个细胞周期中，DNA可发生多次复制( )
33、(2021·辽宁)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是 A. 子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端 B. 子链的合成过程不需要引物参与 C. DNA每条链的5′端是羟基末端 D. DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
34、（2022·华师一附中调研）如图为某原核细胞DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是( ) A. 由图可知，该DNA分子复制为多起点双向复制 B. 除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶等 C. DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的 D. 解旋经过含G-C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多
各个复制位点不是同时复制
35、(2021·湖北九师联盟检测)如图表示环状DNA复制的一种方式，因只有一个复制起始点，该DNA分子复制形成复制泡而呈现希腊字母θ形，随着复制的进行，复制泡逐渐扩大，直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述错误的是( )
A．复制泡的逐渐扩大与解旋酶和DNA聚合酶相关 B．在复制泡的扩大过程中有氢键的断开和氢键的形成 C．复制泡中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸 D．子代DNA中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团
36、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
32、真核细胞的DNA分子复制时可观察到多个复制起点(复制泡)。结合所学知识分析，下列叙述错误的是 ( ) A．真核细胞DNA是多起点复制 B．复制起始时间越晚，复制泡越小 C．此过程需要的原料是脱氧核糖、磷酸和4种游离的含氮碱基 D．若用15N标记子链中的腺嘌呤，则产生的两个DNA分子的相对质量可能不同
37、双脱氧核苷酸常用于DN A测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA 的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA 合成时，在DNA 聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的GTACATACATC的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4中脱氧核苷酸，则以该链为模板合成出的不同长度的子链最多有（ ） A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
38、DNA测序是生命科学常规技术，可用于人类基因组和其他许多动物、植物和微生物物种的完整DNA序列测定。链终止DNA测序法主要步骤：先向DNA复制体系中加入能够终止新链延伸的某种脱氧核苷酸类似物，以得到各种不同长度的脱氧核苷酸链；再通过电泳呈带(按分子量大小排列)，从而读出对应碱基的位置(如下图)。
若用材料三测序方法读出新链中碱基T的位置，则必须加入带标记的哪种类似物？采用上述链终止法测定人类基因组中24个DNA的全部碱基排序，至少要按图中所示模式操作多少次？
胸腺嘧啶脱氧核苷酸；72。
39、DNA复制过程中的数量关系分析 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。
40、含15N标记的双链DNA分子含有200个碱基对，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的30%；其中一条链上腺嘌呤有20个，下列表述正确的（ ） A．该DNA分子中的碱基排列方式有4200种 B．该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3 C．该DNA分子连续复制2次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸420个 D．该DNA分子在含14N的培养基上连续复制4次，含15N标记的DNA分子占25%
41、一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是 ( ) A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104个 B．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7 C．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3 D．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
42、细胞分裂中，DNA、染色体的标记问题。
（1）有丝分裂中染色体标记情况
（2）减数中染色体标记情况
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
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。下列叙述正确的是( )A．每条染色体中的两条染色单体均含3HB．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3HC．每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3HD．每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H
通常有遗传效应的DNA片段
第2课时 DNA的结构、复制与基因的本质
第八单元 基因的本质与表达
了解DNA双螺旋结构的构建过程；分析DNA的双螺旋结构，理解DNA结构的主要特点和碱基互补配对原则；并能构建DNA双螺旋结构模型。
能运用假说-演绎法探究DNA的复制方式；能阐明DNA半保留复制的过程、条件、特点和意义。
能理解基因通常是有遗传效应的DNA片段；能说明DNA的多样性和特异性；理解脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系；形成遗传物质的结构与功能相适应、多样性与特异性相统一的观点。
了解基因的结构，区别原核基因和真核基因的异同。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
已经认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这四种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C四种碱基。
威尔金斯和富兰克林提供DNA衍射图谱
搭建了多种的双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定了
磷酸-脱氧核糖骨架排列在双螺旋的外部，碱基在双螺旋内部，且A与T配对，G与C配对，DNA两条链的方向是相反的。
查哥夫提供信息：在DNA中，A等于T，G等于C
1、(2021·广东卷，5)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是( ) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
2、关于遗传物质DNA的经典实验，叙述错误的是（ ） A．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上 B．孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同 C．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术 D．双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径 3、下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（ ） A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律 B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上 C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
元素 小分子 基本单位(单体) DNA平面结构 空间结构
2、DNA双螺旋结构的主要特点
1、DNA的结构层次
（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
（2）DNA中的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，并且碱基配对具有一定的规律：A与T配对、G与C配对。
4、分析DNA两条链反向平行的原因。
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′C，与磷酸基团相连的碳叫作5′C。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，另一端有一个羟基(-OH)，称作3′端。DNA的两条单链，从双链的一端起始，一条单链是从5′端到3′端的，另一条单链则是从3′端到5′端的，走向相反。
5、DNA只有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？
DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基的排列顺序却是千变万化的。碱基的千变万化，使DNA储存了大量的遗传信息。
DNA两条链的碱基之间，按照A与T，G与C配对形成碱基对的长度相同
6、DNA是如何维系它的遗传稳定性的？
通过磷酸二酯键、氢键、碱基堆积力等等维持空间结构的稳定。
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。( ) ②DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基( ) ③每个DNA分子中，都是碱基数＝磷酸数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数( ) ④G-C碱基对的比例越大，DNA分子的稳定性越高( ) ⑤在环状DNA和链状DNA结构中，均有两个游离磷酸( ) ⑥两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对( ) ⑦DNA分子中一条链上的相邻碱基通过氢链连接( ) ⑧每个DNA分子中一般都会含有四种脱氧核苷酸( ) ⑨DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧( ) ⑩维持DNA结构稳定的键主要是磷酸二酯键和氢键( ) ⑪DNA彻底水解产物有4种（ ） ⑫双链DNA分子中嘌呤数一定等于嘧啶数( )
7、请判断下列说法。
8、[2022·漳州一模]如图为某双链DNA(由甲链和乙链组成)的局部结构简图，图中数字①～⑥表示不同物质或氢键。下列叙述正确的是( ) A．图中⑤为氢键，且③与④可为A-T碱基对或G-C碱基对 B．图中①为腺嘌呤，②为胸腺嘧啶，①②通过氢键连接 C．图中⑥为磷酸基团，此DNA片段中含有2个游离的磷酸基团 D．图中甲链与乙链方向相反，但两条链碱基排列顺序相同
9、如图为DNA分子的结构示意图，下列对该图的描述正确的是 ( ) A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 B．该DNA片段彻底水解的产物有6种 C．当DNA复制时，⑨的形成需要DNA聚合酶 D．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
10、某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，下列叙述正确的是（ ） A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连 C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 11、在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则（ ） A．能搭建出20个脱氧核苷酸 B．所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对 C．能搭建出410种不同的DNA分子模型 D．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段
12、利用碱基互补配对原则，分析DNA分子中的数量对应关系（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________。（7）若碱基对数为n，则氢键数为________，若已知A有m个，则氢键数为________。
13、20世纪50年代初，查哥夫对多种生物的DNA做了碱基定量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的比值如下表。结合所学知识，下列叙述正确的是 ( )
A. 猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些 B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同 C．小麦的基因中A＋T的数量是鼠的基因中C＋G数量的1.21倍 D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
14、(2022·河北唐山期末)下列关于双链DNA的叙述，正确的是( ) A. 一条链中A和T的数量相等，则互补链中A和T的数量也相等 B. 一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C的1/2 C. 一条链中C∶T＝1∶2，则互补链中G∶A＝2∶1 D. 一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则互补链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3
15、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和C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是（ ） A. 在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55% B. 在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25% C. 若该DNA分子含1000个碱基对，则碱基之间的氢键数为2600个 D. 该DNA分子中(C＋G)/(A＋T)为3/2
三、基因通常是有遗传效应的DNA片段
1、说明基因与DNA关系的实例
生物体内，基因数多于DNA数，所有基因中的碱基总数少于DNA分子的碱基总数
人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染色体+X+Y)上DNA的碱基序列。这24个DNA分子大约含31.6亿个碱基对。其中，构成基因的碱基总数的比例不超过2%
大肠杆菌的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7×106个碱基对，在DAN分子上分布了大约4.4×103基因，每个基因平均约1.0×103碱基对。
转入水母绿色荧光蛋白基因的转基因小鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。
将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。
基因是具有遗传效应的DNA片段
对于RNA病毒而言，基因是具有遗传效应的RNA片段
基因通常是有遗传效应的DNA片段
2、DNA片段中的遗传信息
（1）DNA能够储存足够量的遗传信息；
（3）碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性；
（4）DNA多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
（2）遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；
基因不是碱基对随机排列成的DNA片段
①分子大小相同、碱基含量相同的DNA分子所携带的遗传信息一定相同 ( ） ②DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关 ( ) ③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( ) ④同一生物个体不同细胞中DNA分子的(A+T)/(C+G)的值不同( ) ⑤DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因( ) ⑥人体内控制β- 珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种( ） ⑦一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应（ ） ⑧遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中（ ） ⑨基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约80%相同，则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例也是80% ( )
16、请判断下列说法。
17、关于DNA结构与功能的说法,错误的是( ) A. DNA分子中能储存大量的遗传信息 B. DNA分子中每个五碳糖上连接一个磷酸和一个含氮碱基 C. DNA分子中G与C碱基对含量越高，其分子结构稳定性相对越大 D. 若DNA分子的一条链中(A+G)/(T+C)<1，则其互补链中该比例大于1
18、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
19、整理总结染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸和遗传信息的关系，并构建模型。
有遗传效应的DNA片段
一个或两个
脱氧核苷酸排 列顺序
20、下列有关基因的叙述，正确的是 ( ) A．真核细胞中的基因都以染色体为载体 B．唾液淀粉酶基因在人体所有细胞中都能表达 C．等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同 D．基因是由碱基对随机排列成的DNA片段
21、如图为真核细胞内某基因的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是（ ）
A．该基因一定存在于细胞内的染色体DNA上 B．该基因的一条核苷酸链中（C+G）/（A+T）为3:2 C．酶切DNA时，限制酶作用②部位 D．该基因的碱基序列具有多样性
22、已知某二倍体生物的基因型为Aa。下列有关该生物中基因A与a的叙述，正确的是 A．基因A与a可能位于姐妹染色单体的相同位置上 B．基因A与a位于一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链上 C．基因A与a只能在减数分裂I后期分离 D．基因A与a控制的是同种生物同一性状的相同表型 23、下列有关生物遗传物质的叙述，错误的是（ ） A．人的遗传物质主要分布在染色体上 B．T2噬菌体的遗传物质主要是DNA C．新型冠状病毒的基因是有遗传效应的RNA片段 D．酵母菌的遗传物质初步水解会产生4种脱氧核苷酸 24、下列有关染色体和基因的叙述，错误的是（ ） A．同一条染色体上有可能存在两个相同的基因 B．人肝细胞核中的每种基因均存在等位基因 C．染色体上所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数 D．果蝇基因组计划需要测定5条染色体上DNA分子的碱基序列
3、基因的结构(以真核基因为例)
（1）编码区：基因中能编码蛋白质的脱氧核苷酸序列。
（2）非编码区：不能编码蛋白质，在对基因表达的调控中发挥重要作用。如增强子、启 动子、终止子等。
①启动子：紧挨着转录起点，主要包括TATA框和CAAT框两个短核苷酸序列。TATA框是RNA聚合酶重要的结合点，它能够使酶准确地识别转录的起始点并开始转录。当TATA框中的碱基顺序有所改变时，mRNA的转录就会从不正常的位置开始。CAAT框是RNA聚合酶的另一个结合点，它的作用还不很肯定，但一般认为它控制着转录的起始频率，而不影响转录的起始点。当这段顺序被改变后，mRNA的形成量会明显减少。
②增强子：增强转录活性的作用。研究表明，增强子通常有组织特异性，这是因为不同细胞核有不同的特异因子与增强子结合，从而对不同组织、器官的基因表达有不同的调控作用。例如，人类胰岛素基因中有一组织特异性增强子，在胰岛素β细胞中有一种特异性蛋白因子，可以作用于这个区域以增强胰岛素基因的转录。在其他组织细胞中没有这种蛋白因子，所以也就没有此作用。这就是为什么胰岛素基因只有在胰岛素β细胞中才能很好表达的重要原因。增强子可分为细胞特异性增强子和诱导性增强子两类。
（1）编码区：基因中能编码蛋白质的核苷酸序列。
③终止子：在3′端非编码区有一个为AATAAA核苷酸序列一个回文序列。这个顺序经转录后可形成一个发卡结构。发卡结构阻碍了RNA聚合酶的移动。发卡结构末尾的一串U与转录模板DNA中的一串A之间，因形成的氢键结合力较弱，使mRNA 与DNA杂交部分的结合不稳定，mRNA就会从模板上脱落下来，同时，RNA聚合酶也从DNA上解离下来，转录终止。AATAAA序列和回文序列合称为终止子，是转录终止的信号
25、下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
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
26、基因Ⅰ和基因Ⅱ在某条染色体DNA上的相对位置如图所示。下列说法正确的是 A．基因Ⅰ和基因Ⅱ的结构差别仅在于内部碱基对的排列顺序不同 B．基因Ⅰ中不一定具有遗传信息但一定具有遗传效应 C．四分体时期，基因Ⅱ中的两条脱氧核苷酸链之间可能发生交叉互换 D．基因Ⅰ与基因Ⅱ位于同一条染色体上，减数分裂时一般不能发生分离
28、微卫星分子标记，又被称为短串联重复序列或简单重复序列，是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列，由2~6个核苷酸组成的串联重复片段构成，例如：DNA单链序列①“TTTAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCA…”DNA单链序列②“AAAGACTGACTGACTGACTGACTGACTGACT…”由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富，因此是普遍使用的DNA分子标记。下列叙述错误的是（ ） A．DNA单链序列①②的重复序列分别为“AGC”和“GACT” B．微卫星分子标记的基因遵循孟德尔遗传定律 C．微卫星分子标记可用于亲子鉴定和刑侦领域 D．由于重复单位的重复次数不同，微卫星分子标记编码的蛋白质在不同个体之间差异很大
27、在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是（ ） A. RNA基因的基本单位是核糖核苷酸 B. tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的 C. 生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定 D. 人体细胞内的DNA是主要的遗传物质
28、下列关于基因表达载体的说法不正确的是（ ） A．不同的目的基因所需的启动子不一定相同 B．启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位 C．终止子位于目的基因的尾端，能够终止翻译 D．有时为了满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子
1、对DNA复制的推测
主要有半保留复制和全保留复制等假说。
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链
子代DNA的双链都是新合成的
如何区分三种不同方式所产生的子代DNA分子？
你能想到用什么方法？
能用放射性同位素标记法吗？
选择什么元素的同位素来标记DNA？
用16O和18O可以吗？
15N在化学上称为“重氮 ”。15N会导致DNA分子密度显增加，使15N-DNA和14N-DNA及15N14N-DNA的密度不同。通过CsCl密度梯度离心技术可以将上述不同的DNA分子分离开来。因为DNA能够强烈地吸收紫外线，所以用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置，可以显示出离心管内不同密度的DNA带。
怎么分离不同标记的DNA？
科学家先用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌在，让大肠杆菌繁殖若干代，这时大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的，然后将大肠杆菌转移到含14 NH4Cl的普通培养液中，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。
请预测三种复制方式离心后试管中DNA的位置！
28、若DNA的复制方式为下图所示的全保留方式、半保留方式或分散方式，绘出连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)的实验结果中各条带的分布图像(重带、中带和轻带)。
全保留复制 半保留复制 分散复制
2、DNA半保留复制的实验证据
（2）研究方法：假说演绎法
（1）实验者：梅塞尔森与斯塔尔
（4）实验过程及结果
（3）实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心技术
29、(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
30、(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
31、研究人员将1个含14NDNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养1 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法正确的是 ( )
A．由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为15 min B．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式 C．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键 D．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带
3、DNA复制的过程
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
细胞分裂前的间期，即有丝分裂前的间期和减数分裂Ⅰ前的间期。
主要是细胞核，细胞质的线粒体和叶绿体中的DNA也会发生复制。
①解旋 —— 在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开
②合成子链—— DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料， 按照碱基互补配对原则， 各自合成与母链互补的一条子链
③重新螺旋 —— 每条新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有链的3′-端，即子链的延伸方向是5 ′→3 ′。由于DNA聚合酶不能将单个的核苷酸链连接成链，因此子链合成需要引物（最初的已有链）。
模板、引物、原料、酶、能量等
边解旋变复制、
半保留复制
完成复制后，一个DNA形成两个完全相同的DNA分子
DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行
将遗传信息从亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性。
32、判断下列说法： ①植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制( ) ②在DNA的复制过程中，只需要解旋酶和DNA聚合酶( ) ③DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用( ) ④单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下相互连接合成新的子链( ) ⑤在一个细胞周期中，DNA可发生多次复制( )
33、(2021·辽宁)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是 A. 子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端 B. 子链的合成过程不需要引物参与 C. DNA每条链的5′端是羟基末端 D. DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
34、（2022·华师一附中调研）如图为某原核细胞DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是( ) A. 由图可知，该DNA分子复制为多起点双向复制 B. 除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶等 C. DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的 D. 解旋经过含G-C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多
各个复制位点不是同时复制
35、(2021·湖北九师联盟检测)如图表示环状DNA复制的一种方式，因只有一个复制起始点，该DNA分子复制形成复制泡而呈现希腊字母θ形，随着复制的进行，复制泡逐渐扩大，直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述错误的是( )
A．复制泡的逐渐扩大与解旋酶和DNA聚合酶相关 B．在复制泡的扩大过程中有氢键的断开和氢键的形成 C．复制泡中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸 D．子代DNA中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团
36、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
32、真核细胞的DNA分子复制时可观察到多个复制起点(复制泡)。结合所学知识分析，下列叙述错误的是 ( ) A．真核细胞DNA是多起点复制 B．复制起始时间越晚，复制泡越小 C．此过程需要的原料是脱氧核糖、磷酸和4种游离的含氮碱基 D．若用15N标记子链中的腺嘌呤，则产生的两个DNA分子的相对质量可能不同
37、双脱氧核苷酸常用于DN A测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA 的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA 合成时，在DNA 聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的GTACATACATC的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4中脱氧核苷酸，则以该链为模板合成出的不同长度的子链最多有（ ） A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
38、DNA测序是生命科学常规技术，可用于人类基因组和其他许多动物、植物和微生物物种的完整DNA序列测定。链终止DNA测序法主要步骤：先向DNA复制体系中加入能够终止新链延伸的某种脱氧核苷酸类似物，以得到各种不同长度的脱氧核苷酸链；再通过电泳呈带(按分子量大小排列)，从而读出对应碱基的位置(如下图)。
若用材料三测序方法读出新链中碱基T的位置，则必须加入带标记的哪种类似物？采用上述链终止法测定人类基因组中24个DNA的全部碱基排序，至少要按图中所示模式操作多少次？
胸腺嘧啶脱氧核苷酸；72。
39、DNA复制过程中的数量关系分析 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。
40、含15N标记的双链DNA分子含有200个碱基对，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的30%；其中一条链上腺嘌呤有20个，下列表述正确的（ ） A．该DNA分子中的碱基排列方式有4200种 B．该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3 C．该DNA分子连续复制2次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸420个 D．该DNA分子在含14N的培养基上连续复制4次，含15N标记的DNA分子占25%
41、一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是 ( ) A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104个 B．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7 C．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3 D．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
42、细胞分裂中，DNA、染色体的标记问题。
（1）有丝分裂中染色体标记情况
（2）减数中染色体标记情况
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
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。下列叙述正确的是( )A．每条染色体中的两条染色单体均含3HB．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3HC．每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3HD．每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H
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