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。
