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

(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)＝0.5

B．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/m

D．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20

B．中期20和10、后期40和20

C．中期20和20、后期40和10

D．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①

C．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⑦

B．RNA聚合酶可以切断⑤

C．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ATP

C．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)。