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2020年苏教版高中生物一轮复习学案:第21讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质

1、第第 21 讲讲 DNA 分子的结构分子的结构、复制及基因的本质复制及基因的本质 考纲要求 1.DNA 分子结构的主要特点()。2.DNA 分子的复制()。3.基因的概念()。 考点一考点一 DNA 分子的结构及相关计算分子的结构及相关计算 1.DNA 分子的结构层次 巧记 利用数字“五、四、三、二、一”巧记 DNA 分子的结构 2.DNA 分子的结构特点 (1)多样性:具 n 个碱基对的 DNA 具有 4n种碱基对排列顺序。 (2)特异性:如每种 DNA 分子都有其特定的碱基对排列顺序。 (3)稳定性:如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变,碱基对构成方式不变等。 3.DNA 分子中的碱

2、基数量的计算规律 (1)在 DNA 双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即 AGTC。 (2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相同, 即若在一条链中AT GCm, 在互补链及整个 DNA 分子中AT GCm。 (3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个 DNA 分子中为 1,即若在 DNA 分子的一条链中AG TCa,则在其互补链中 AG TC 1 a,而在整个 DNA 分子中 AG TC1。 1.判断下列有关 DNA 分子结构的叙述 (1)沃森和克里克研究 DNA 分子的结构时,运用了构建物理模型的方法( ) (2)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了 DNA 分子空

3、间结构的相对稳定( ) (3)相对分子质量相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同( ) (4)DNA 分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( ) (5)DNA 分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连( ) (6)双链 DNA 分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过氢键连接的( ) (7)DNA 分子的 X 光衍射照片属于物理模型( ) (8)DNA 分子中的核糖和磷酸交替连接,排列在外侧构成基本骨架( ) 2.判断下列有关 DNA 分子的特性的叙述 (1)DNA 分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关( ) (2)不同生物的 DNA 分子中互补配对的碱基之

4、和的比值可能相同( ) (3)同一生物个体不同细胞中 DNA 分子的(AT)/(CG)的值不同( ) (4)人体内控制 珠蛋白的基因由 1 700 个碱基对组成,其碱基对可能的排列方式有 41 700种 ( ) (5)DNA 分子的多样性是指一个 DNA 分子上有许多个基因( ) 分析 DNA 分子结构图像 (1)一个 DNA 分子片段中有几个游离的磷酸基团? 提示 2 个。 (2)图中能表示胞嘧啶脱氧核糖核苷酸吗? 提示 不能。 (3)图中碱基之间是如何连接的? 提示 双链 DNA 中,反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对,而同一条链上 核苷酸之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连

5、的。 (4)解旋酶作用于哪个部位?限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶作用于哪个部位? 提示 解旋酶作用于,限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶作用于。 (5)DNA 初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么? 提示 初步水解的产物是 4 种脱氧核糖核苷酸,彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和 4 种含 氮碱基。 (6)如何根据碱基的种类和比例确定核酸的类型? 提示 根据碱基的种类确定是 DNA 还是 RNA,若含有碱基 U 则是 RNA,若含有碱基 T 而 不含有碱基 U,则是 DNA;根据碱基的比例确定是单链还是双链,若嘌呤数/嘧啶数1,则 一般是双链,若嘌呤数/嘧啶数1,则是单链。 (7)若某双

6、链 DNA 分子含有 200 个碱基, 一条链上 ATGC1234, 则该 DNA 分 子碱基排列方式共有 4100种,对吗? 提示 错。 命题点一 DNA 分子结构分析 1.如图为某同学在学习 DNA 的结构后画的含有两个碱基对的 DNA 片段(“”代表磷酸基 团),下列为几位同学对此图的评价,其中正确的是( ) A.甲说:“物质组成和结构上没有错误” B.乙说:“只有一处错误,就是 U 应改为 T” C.丙说:“至少有三处错误,其中核糖应改为脱氧核糖” D.丁说:“如果说他画的是 RNA 双链则该图应是正确的” 答案 C 解析 图中有三处错误:五碳糖应为脱氧核糖,而不是核糖;DNA 不含碱

7、基 U,而是含 碱基 T;两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确,应是前一个核苷酸的脱氧核糖与 后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键,A、B 错误,C 正确;如果图中画的是 RNA 双链,则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接也不正确,D 错误。 2.(2019 郑州模拟)下面关于 DNA 分子结构的叙述中,错误的是( ) A.每个双链 DNA 分子一般都含有 4 种脱氧核苷酸 B.每个核糖上均连接着 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

8、的基本组成单位是脱氧核苷酸,每个 DNA 分子中通常都会含有 4 种脱氧核 苷酸,A 正确;在 DNA 分子中,一般情况下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;在双链 DNA 分子中 AT,CG,D 正确。 科学思维 “三看法”判断 DNA 分子结构的正误 命题点二 DNA 分子结构的相关计算 3.(2019 济南调研)已知某 DNA 分子中, G 与 C 之和占全部碱基总数的 35.8%, 其中一条链中 的 T 与 C 分别占该链碱基总数的 32.9

9、%和 17.1%。则在它的互补链中,T 和 C 分别占该链碱 基总数的( ) A.32.9%,17.1% B.31.3%,18.7% C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9% 答案 B 解析 配对的碱基之和在一条链中与在整个 DNA 分子中的比例是相同的,因此,一条链中 A、T、C、G 的比例分别为 31.3%、32.9%、17.1%和 18.7%,根据碱基互补配对原则,它的 互补链中 T、C 的比例分别为 31.3%、18.7%。 4.某双链( 链和 链)DNA 分子中有 2 000 个碱基, 其中腺嘌呤占 20%。 下列有关分析正确的 是( ) A. 链中 AT 的含量等于

10、链中 CG 的含量 B. 链和 链中 G 所占本链的比例之和等于 DNA 双链中 G 所占的比例 C.该 DNA 分子中含有的氢键数目为 2 600 个 D.以该 DNA 分子为模板转录出的 RNA 中 AU800 个 答案 C 解析 链中 AT 的含量等于 链中 TA 的含量, A 错误; 链和 链中 G 所占本链的比 例之和是 DNA 双链中 G 所占比例的 2 倍,B 错误;该 DNA 分子中氢键数目为 A 的数目2 G 的数目3400260032 600(个),C 正确;一个 DNA 分子上有多个基因,且有 非编码序列,因此无法判断转录出的 RNA 中 AU 的数目,D 错误。 科学思

11、维 三步解决 DNA 分子中有关碱基比例的计算 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。 考点二考点二 DNA 分子的复制及基因的概念分子的复制及基因的概念 1.DNA 分子复制过程 (1)概念:以亲代 DNA 为模板合成子代 DNA 的过程。 (2)时间:细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期。 (3)图解 (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

12、子。 (7)意义: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。 (8)保障:DNA 具有独特的双螺旋结构,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。 归纳总结 (1)利用数字“1,2,3,4”巧记 DNA 的复制 1 个主要场所(细胞核),2 个时期(有丝分裂的间期和减数第一次分裂间期),3 个步骤(解旋、 合成新链、形成子代 DNA),4 个条件(模板、酶、原料和能量)。 (2)DNA 分子的多起点、双向复制 一个 DNA 分子可以由多个复制起点同时(或先后)复制。下图中,从 3 个复制起点进行双向复 制,明显提高了 DNA 分

13、子复制的速率;图中的复制环大小不一,因此它们的复制时间有先 后,右侧最早,左侧最晚。 2.基因的概念 1.判断下列有关 DNA 分子复制过程及特点分析的叙述 (1)DNA 复制遵循碱基互补配对原则,新合成的 DNA 分子中两条链均是新合成的( ) (2)单个脱氧核苷酸在 DNA 酶的作用下连接合成新的子链( ) (3)DNA 复制时,严格遵循 AU、CG 的碱基互补配对原则( ) (4)在一个细胞周期中,DNA 复制过程中的解旋发生在两条 DNA 母链之间( ) (5)在人体内,成熟的红细胞、浆细胞中不发生 DNA 的复制( ) (6)某亲本 DNA 分子双链均以白色表示, 以灰色表示第一次复

14、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 分子连续复制两次后的产物如下图 D 所示 ( ) (7)将已被 15N 标记了 DNA 的大肠杆菌在含14N 的培养基中培养繁殖一代,若子代大肠杆菌 的 DNA 分子中既含有 14N,又含有15N,则可说明 DNA 的复制为半保留复制( ) (8)复制时,子代 DNA 分子的两条单链中只有一条和亲代 DNA 分子完全相同( ) (9)DNA 分子复制时解旋酶与 DNA 聚合酶不能同时发挥作用( ) 2.判断下列有关染色体、DNA、基因与脱氧核苷酸关系的叙述 (1)真核细胞的基因只存在于细胞核中,而核酸并非仅存

15、在于细胞核中( ) (2)DNA 分子中每一个片段都是一个基因( ) (3)非等位基因都位于非同源染色体上( ) (4)真核细胞基因中核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息( ) (5)基因只位于染色体上,所以染色体是基因的载体( ) 分析 DNA 复制过程 (1)图示中的解旋酶和 DNA 聚合酶各有什么作用? 提示 前者使氢键打开,DNA 双链解旋;后者催化形成磷酸二酯键,从而形成新的子链。 (2)蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞,是否都能进行图示过程呢? 提示 蛙的红细胞进行无丝分裂,可进行 DNA 分子的复制;哺乳动物成熟的红细胞已丧失 细胞核,也无各种细胞器,不能进行 DNA 分子的复制。

16、(3)上图所示 DNA 复制过程若发生在细胞核内, 形成的两个子 DNA 位置如何?其上面对应片 段中基因是否相同?两个子 DNA 将于何时分开? 提示 染色体复制后形成两条姐妹染色单体,刚复制产生的两个子 DNA 分子分别位于两条 姐妹染色单体上,由着丝点相连;其对应片段所含基因在无基因突变等特殊变异情况下应完 全相同;两个子 DNA 分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时,随两条 姐妹染色单体的分离而分开,分别进入两个子细胞中。 (4)现将含 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(和),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

17、在试管中的不同位置上。请预测并 绘出若 DNA 的复制方式为下图所示的全保留方式或分散方式复制时, 连续繁殖两代(和) 的实验结果中各带的分布图像(重带、中带和轻带)。 提示 命题点一 辨析 DNA 分子复制过程与特点 1.正常情况下,DNA 分子在细胞内复制时,双螺旋解开后会产生一段单链区,DNA 结合蛋 白(SSB)能很快地与单链结合,防止解旋的单链重新配对,而使 DNA 呈伸展状态,SSB 在复 制过程中可以重复利用,下列有关推理合理的是( ) A.SSB 是一种解开 DNA 双螺旋的解旋酶 B.SSB 与单链的结合将不利于 DNA 复制 C.SSB 与 DNA 单链既可结合也可分开 D

18、.SSB 与单链的结合遵循碱基互补配对原则 答案 C 解析 根据题干中“双螺旋解开后会产生一段单链区,DNA 结合蛋白(SSB)能很快地与单链 结合”,说明 SSB 不是一种解开 DNA 双螺旋的解旋酶,A 项错误;SSB 与单链的结合有利 于 DNA 复制,B 项错误;SSB 与 DNA 单链既可结合也可分开,C 项正确;SSB 是一种 DNA 结合蛋白,故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则,D 项错误。 2.如图所示为 DNA 复制的较为详细的图解,据图分析下列相关叙述错误的是( ) A.仅在解旋酶和 DNA 聚合酶的催化下,DNA 复制不能顺利进行 B.在 DNA 复制的过程中,可能会出

19、现尿嘧啶与腺嘌呤互补配对现象 C.图示 DNA 复制的特点有边解旋边复制以及半保留复制等 D.复制完成后,前导链和随后链所在单链碱基排列顺序相同 答案 D 解析 从图示信息可知,DNA 复制需要拓扑异构酶、解旋酶、引物合成酶、聚合酶和 等多种酶的催化,A 正确;在 DNA 复制过程中,RNA 引物能与模板链互补形成杂交链,该 杂交链中可能含有碱基对 AU,B 正确;从图中信息可知,DNA 复制的特点有边解旋边复 制和半保留复制等,C 正确;从图中信息可知,前导链和随后链都是新合成的子链,而两条 子链上的碱基是互补的,D 错误。 命题点二 DNA 分子复制过程的有关计算 3.用 15N 标记含有

20、 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 100% B.复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 640 个 C.含 15N 的链占 1/8 D.子代 DNA 中嘌呤与嘧啶之比是 23 答案 A 解析 在含 14N 的培养基中连续复制 4 次,得到 2416 个 DNA 分子,32 条链,其中含14N 的 DNA 分子占 100%,含 15N 的链有 2 条,占 1/16,A 项正确、C 项错误;根据已知条件, 每个 DNA 分子中腺嘌呤脱氧核苷酸数为1002602

21、 2 40(个),则复制过程中需消耗游离 的腺嘌呤脱氧核苷酸数为 40(241)600(个),B 项错误;每个 DNA 分子中嘌呤碱基和嘧 啶碱基互补,两者之比是 11,D 项错误。 4.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 胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间, 检测到下图 、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、两种类型,比例为 13 B.DNA 复制后分配到两个子细胞时,其上的

22、基因的遗传遵循基因分离定律 C.复制 n 次需要胞嘧啶的数目是2 n1ma 2 D.复制 n 次形成的放射性脱氧核苷酸单链为 2n 12 条 答案 D 解析 DNA 第二次复制产生的子代 DNA 有 4 个,有、两种类型,各类型均有 2 个,A 错误;基因的分离定律只适用于真核生物,B 错误;由题可知,Ta 个,故 Cm 2a,复制 n 次,需要 C(m 2a)(2 n1),C 错误;复制 n 次,脱氧核苷酸链有 2n1条,不含放射性的 有 2 条,故含有放射性的有 2n 12 条,D 正确。 科学思维 “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

23、 的培养基中连续复制 n 次,则: 子代 DNA 共 2n个 含15N的DNA分子:2个 只含15N的DNA分子:0个 含14N的DNA分子:2n个 只含14N的DNA分子:2n2个 脱氧核苷酸链共 2n 1 条 含15N的脱氧核苷酸链:2条 含14N的脱氧核苷酸链:2n 12条 (2)DNA 分子复制过程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,经过 n 次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 m (2n1)。 第 n 次复制需要该种脱氧核苷酸数为 m 2n 1。 命题点三 分析 DNA 半保留复制的实验证据 5.(2018 玄武区校级三模)科学家以大肠杆菌为实验材料进

24、行实验(如图所示),证实了 DNA 是 以半保留方式复制的,、试管是模拟可能出现的结果,下列相关推论正确的是 ( ) A.该实验运用了同位素标记法,出现的结果至少需要 90 分钟 B.是转入 14N 培养基中复制一代的结果,是复制二代的结果 C.对得到 DNA 以半保留方式复制结论起关键作用的是试管结果 D.给试管中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管所示 答案 C 解析 该实验运用了同位素标记法, 根据 DNA 半保留复制特点可知, 是复制二代的结果, 因此出现的结果至少需要 60 分钟,A 项错误;根据 DNA 半保留复制特点可知,是转入 14N 培养基中复制一代的结果,是复制二代的结

25、果,B 项错误;对得到 DNA 以半保留方式 复制结论起关键作用的是试管结果,C 项正确;给试管中加入解旋酶一段时间后离心出 现的结果应该是出现1 4重带和 3 4轻带,与试管所示不符,D 项错误。 6.用 15N 标记细菌的 DNA 分子,再将其放入含14N 的培养基上连续繁殖 4 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。图中表示这三种 DNA 分子的比 例正确的是( ) 答案 D 解析 15N 标记细菌 DNA 分子,放在含14N 的培养基上复制 4 次形成 16 个 DNA 分子。则: 只含 15N 的 DNA 分子为 0 个

26、; 同时含15N、14N 的 DNA 分子为 2 个; 只含14N 的 DNA 分子为 14 个。 矫正易错矫正易错 强记长句强记长句 1.有关“DNA 结构”的 7 点提醒 (1)DNA 中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,AT 含两个氢键,GC 含三个氢键。 (2)DNA 中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团, 两条链各有一个 3端的脱氧核糖连 着一个磷酸基团。 (3)双链 DNA 中 A 与 T 分子数相等,G 与 C 分子数相等,但 AT 的量不一定等于 GC 的 量。 (4)DNA 中当(AG)/(TC)(AC)/(GT)时 ,可能是双链 DNA,也可能是单链 DNA。 (5)

27、并非所有的 DNA 分子均具“双链”,有的 DNA 分子为单链。 (6)DNA 的特异性是由碱基对的排列顺序决定的,而不是由配对方式决定的,配对方式只有 四种:AT、CG、TA、GC。 (7)并非所有 DNA 片段都是基因,基因是有遗传效应的 DNA 片段,不是连续分布在 DNA 上 的,而是由碱基序列将不同的基因分割开的。 2.有关“DNA 复制”的 6 点“注意” (1)细胞生物中凡存在 DNA 分子的场所均可进行 DNA 分子的复制, 其场所除细胞核外, 还包 括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。 (2)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);

28、而氢键是 自动形成的,不需要酶和能量。 (3)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。 (4)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。 (5)DNA 复制计算时看清试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”。 (6)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。 1.DNA 分子具有多样性的原因是由于不同的 DN

29、A 分子中碱基排列顺序是千变万化的;DNA 分子具有特异性的原因是由于每个 DNA 分子具有特定的碱基排列顺序。DNA 分子的结构具 有稳定性的原因是外侧的脱氧核糖和磷酸的相间排列方式稳定不变,内侧碱基配对的方式稳 定不变。 2.DNA 分子的复制是一个边解旋边复制的过程, 复制需要模板、 原料、 能量和酶等基本条件。 3.保证 DNA 分子精确复制的原因有: (1)DNA 分子独特的双螺旋结构,能够为复制提供精确的模板;(2)通过碱基互补配对,保证 了复制能够准确地进行。 4.分别以不同生物的 DNA 为模板合成的各个新 DNA 分子之间(AC)(TG)的比值相同的 原因是因为所有 DNA

30、双链中,A 与 T 的数目相同,C 与 G 的数目相同。分别以不同生物的 DNA 为模板合成的各个新 DNA 之间存在差异是碱基的数目、比例和排列顺序不同。 5.每个 DNA 片段中有两个磷酸基团,分别在两条链的其中一端;DNA 双链分子中磷酸、脱 氧核糖和碱基之间的数量为 111。 6.DNA 的复制方式是半保留复制,其意义是保持了遗传信息的连续性。 重温高考重温高考 演练模拟演练模拟 1.(2017 海南, 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(AT)/(GC)与(AC)/(GT)两个比值的叙述,正确的是( ) A.碱基序列不同的双链 D

31、NA 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 答案 D 解析 双链 DNA 分子中,互补碱基两两相等,即 AT,CG,则 ACGT,即 AC 与 GT 的比值为 1。 因此, 碱基序列不同的双链 DNA 分子, 后一比值相同, A 项错误; DNA 分子中,C 和 G 之间有 3 个氢键,A 与 T 之间有 2 个氢键,则 C 与 G 的含量越高,DNA 稳 定性越高,则前一个比值越大,C 与 G 的含量越低,双链 DNA 分子的稳定性越低,B 项错 误

32、;当两个比值相同时,这个 DNA 分子可能是双链,也可能是单链,C 项错误;经半保留 复制得到的 DNA 分子,后一比值等于 1,D 项正确。 2.(2016 全国, 2)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 某物质可插入 DNA 分子两条链的碱基对之间,使 DNA 双链不能解开,说明该物质会 阻碍 DNA 分

33、子的解旋,因而会阻碍 DNA 分子的复制、转录和抑制细胞增殖,A、B、D 三 项均正确; 因 DNA 分子的复制发生在分裂间期, 所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期, C 项错误。 3.(经典高考题)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 3105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 149 D.该 DNA 发生突变,其控

34、制的性状即发生改变 答案 C 解析 根据题干信息可知,噬菌体的 DNA 含有 5 000 个碱基对,即为 10 000 个碱基,腺嘌 呤(A)占全部碱基的 20%, 即 AT2 000 个, 则 GC3 000 个。 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,相当于新合成了 99 个 DNA,至 少需要的鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸为 993 000297 000(个),A 项错误;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 项错误;根据 DNA 半保留复制方式 的特点可知,在子代噬菌体的 100 个 DNA 中,同

35、时含 32P 和31P 的只有 2 个,只含31P 的为 98 个,C 项正确;DNA 发生突变,其控制的性状不一定发生改变,如 AA 突变为 Aa 以及密 码子的简并性等,D 项错误。 4.小鼠的睾丸中一个精原细胞在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周 期,然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程,其染色体的放射性标记分布 情况是( ) A.初级精母细胞中每条染色体的两条单体都被标记 B.次级精母细胞中每条染色体都被标记 C.只有半数精细胞中有被标记的染色体 D.产生的四个精细胞中的全部染色体,被标记数与未被标记数相等 答案 D 解析 一个精原细胞在含 3H 标

36、记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后,每 条染色体的 DNA 分子有一条链被标记,然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分 裂过程,初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记,A 项错误;着丝点分裂后的 次级精母细胞只有一半的染色体被标记,B 项错误;由于染色体的随机结合,含有被标记染 色体的精细胞的比例不能确定,C 项错误;整体来看,产生的四个精细胞中的全部染色体, 被标记数与未被标记数相等,D 项正确。 5.(2016 全国,29)在有关 DNA 分子的研究中,常用 32P 来标记 DNA 分子。用 、 和 表 示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(

37、APPP或dAPPP)。 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“”“”或“”) 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“”“”或“”)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

38、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 (1) (2) (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)ATP 水解生成 ADP 的过程中,断裂的是远离腺苷 A 的那个高能磷酸键,即 位和 位之间的高能磷酸键, 因此要将 32P标记到DNA上, 带有32P的磷酸基团应在位上。 (2)dATP 脱去 位和 位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,为 DNA 的基本组成单位之一,用 dATP 为原料合成 DNA 时,要将 32P 标记到新合成的 DNA 上,则带有32P 的磷酸基团应在 位上。(3)由于 DNA 分子复制为半保留复制,故在噬菌体双链 DNA 的复制过程中,被 32P 标 记的两条单链始终被保留,并分别存在于两个子代 DNA 分子中。另外,新合成 DNA 的过程 中,原料无 32P 标记,所以 n 个子代 DNA 分子中有且只有 2 个含有32P 标记。