2023届一轮生物复习-第3单元-第19讲-DNA的结构和复制、基因的本质

第19讲DNA的结构和复制、基因的本质判断正误并找到课本原文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呈螺旋结构。(必修2P49)(√)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。(必修2P49)(×)3．在DNA双螺旋结构中，DNA中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。(必修2P50)(×)4．DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′­端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′­端。(必修2P50)(√)5．沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说。(必修2P53)(√)6．1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，证实了DNA的确是以半保留的方式复制的。(必修2P53～55)(√)7．DNA复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。(必修2P55)(√)8．DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以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。(必修2P55)(√)9．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。(必修2P56)(√)10．DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。(必修2P56)(√)11．一个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。(必修2P58)(√)12．遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。(必修2P59)(√)(2021·广东选择性考试)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．②③C．③④ D．①④答案B解析赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在构建DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。一DNA的结构及特点1．DNA双螺旋模型构建者：eq\x(\s\up1(01))沃森和克里克。2．DNA双螺旋结构的形成3．DNA的双螺旋结构(1)DNA由eq\x(\s\up1(07))两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按eq\x(\s\up1(08))反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。(2)外侧：eq\x(\s\up1(09))脱氧核糖和eq\x(\s\up1(10))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eq\x(\s\up1(11))碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：eq\x(\s\up1(12))A=T(两个氢键)、eq\x(\s\up1(13))G≡C(三个氢键)。4．DNA分子结构特点类型决定因素eq\x(\s\up1(14))多样性具n个碱基对的DNA具有4n种碱基的排列顺序eq\x(\s\up1(15))特异性每种DNA分子都有其特定的碱基的排列顺序eq\x(\s\up1(16))稳定性磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架不变，碱基之间互补配对形成氢键方式不变等涉及到的基本骨架或基本支架有哪些？提示(1)有机大分子基本骨架：碳链。(2)细胞骨架：蛋白质纤维。(3)细胞膜基本支架：磷脂双分子层。(4)DNA双螺旋结构基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接。二DNA的复制1．DNA复制的推测和半保留复制的实验证据(1)推测：沃森和克里克提出假说：DNA复制方式为eq\x(\s\up1(01))半保留复制。(2)DNA半保留复制的实验证据①实验方法：eq\x(\s\up1(02))假说—演绎法。②实验技术：eq\x(\s\up1(03))同位素标记技术和离心技术。③实验原理：15N和14N是N元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度eq\x(\s\up1(04))大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同N元素的DNA。④实验假设：eq\x(\s\up1(05))DNA以半保留的方式复制。⑤实验过程a．用含eq\x(\s\up1(06))15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是eq\x(\s\up1(07))15N标记的。b．将大肠杆菌转移到含有eq\x(\s\up1(08))14NH4Cl的普通培养液中。c．在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA。d．将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。⑥实验预期⑦实验结果亲代取出，提取DNA→离心→eq\x(\s\up1(12))全部重带。繁殖一代后取出，提取DNA→离心→eq\x(\s\up1(13))全部中带。繁殖两代后取出，提取DNA→离心→eq\x(\s\up1(14))1/2轻带、1/2中带。⑧实验结论：eq\x(\s\up1(15))DNA的复制是以半保留方式进行的。能否通过对第一代DNA解旋获得的DNA单链进行离心的结果确定DNA复制的方式是全保留复制还是半保留复制？提示不能，因为两种复制得到的第一代DNA分子解旋后再离心所得条带一样，无法区分。2．DNA复制的过程(1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。(2)时期：eq\x(\s\up1(16))细胞分裂前的间期。(3)场所：真核细胞中主要是eq\x(\s\up1(17))细胞核，线粒体和叶绿体中也存在；原核细胞中主要是eq\x(\s\up1(18))拟核区，质粒中也存在；DNA病毒在活的宿主细胞内。(4)复制过程(5)结果：1个DNA复制形成2个eq\x(\s\up1(27))完全相同的DNA。(6)特点：边eq\x(\s\up1(28))解旋边复制，半保留复制。(7)精确复制的原因①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。②eq\x(\s\up1(29))通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。(8)意义：将eq\x(\s\up1(30))遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了eq\x(\s\up1(31))遗传信息的连续性。1．活细胞均可发生DNA复制。(×)2．无丝分裂和原核细胞的分裂过程中也存在DNA复制。(√)3．原核细胞DNA复制场所是拟核。(×)4．复制时，DNA两条链均作为模板。(√)5．DNA复制时，双螺旋结构全部解旋后开始进行复制。(×)6．DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。(×)7．游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链。(×)三基因的本质1．本质：基因通常是具有eq\x(\s\up1(01))遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。2．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系1．真核细胞的基因只存在于细胞核中，而核酸并非仅存在于细胞核中。(×)2．真核细胞基因中核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息。(×)3．基因只位于染色体上，所以染色体是基因的载体。(×)4．等位基因位于同一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链上。(×)5．细胞中组成一个基因的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等。(×)考点1DNA的结构及相关计算题型一DNA结构及特点1．如图为DNA分子结构示意图，对该图的叙述正确的是()A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B．④是构成DNA的基本组成单位，名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息D．⑤⑥分别代表A、G，一条脱氧核苷酸单链上的相邻两个碱基之间通过⑨连接答案C解析DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，即①②相间排列在外侧，构成基本骨架，A错误；脱氧核苷酸中，磷酸基团连接在脱氧核糖的5′­碳原子上，图中所示的④并非为一个脱氧核苷酸，标记为①的磷酸基团属于上方的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B错误；⑤⑥分别代表A、G，一条脱氧核苷酸单链上的两个相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，两条脱氧核苷酸链之间的互补碱基通过⑨，即氢键相连，D错误。2．(不定项)下列关于DNA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两条链的5′­端各具有1个游离的磷酸基团，且一条链的脱氧核苷酸的磷酸与另一个脱氧核苷酸的3′­C连接答案CD解析DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构，A错误；DNA分子中两条链的5′­端的磷酸连接着一个脱氧核糖，其他的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。题型二DNA结构的相关计算3．(2021·北京等级考)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是()A．DNA复制后A约占32%B．DNA中C约占18%C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1D．RNA中U约占32%答案D解析DNA分子为半保留复制，复制时遵循A—T、G—C的配对原则，DNA复制后获得的是与原来的DNA完全相同的DNA，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。4．某双链DNA分子含有200个碱基对，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则有关该DNA分子的叙述，正确的是()A．含有4个游离的磷酸基团B．含有腺嘌呤脱氧核苷酸30个C．4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7D．碱基排列方式共有4100种答案C解析一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团，A错误；由一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，计算得一条链上200个碱基中含A、T、G、C依次是20、40、60、80，另一条链上含A、T、G、C则依次是40、20、80、60，故该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为20＋40＝60(个)，B错误；四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C＝(20＋40)∶(40＋20)∶(60＋80)∶(80＋60)＝3∶3∶7∶7，C正确；含200个碱基对的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列方式共有4200种，但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4200种，且一个DNA分子只有一种特定的碱基排列顺序，D错误。5．(不定项)(2021·山东高三百所学校联考)某DNA片段中共有a个碱基，其中一条链中A＋T占该链碱基总数的50%。下列有关说法错误的是()A．该DNA片段复制时，解旋酶和DNA聚合酶不能同时发挥作用B．该DNA片段中A＋T占碱基总数的50%C．若该DNA片段发生基因突变，则会影响嘌呤和嘧啶的比例D．该DNA片段的另一条链中A＋G＝T＋C＝a/4答案ACD解析DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，DNA片段复制时，解旋酶和DNA聚合酶可同时发挥作用，A错误；根据题意，DNA一条链中A＋T占该链碱基总数的50%，可得出该DNA片段中A＋T占碱基总数的50%，B正确；若该DNA片段发生基因突变，不会影响嘌呤和嘧啶的比例，在双链DNA中，二者比例为1∶1，C错误；无法判断该DNA片段的另一条链中A＋G与T＋C的关系，D错误。DNA中碱基的相关计算规律(1)规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。(2)规律二：在双链DNA分子中，eq\f(A＋T,A＋T＋C＋G)＝eq\f(A1＋T1,A1＋T1＋C1＋G1)＝eq\f(A2＋T2,A2＋T2＋C2＋G2)。(3)规律三：在DNA双链中，一条单链的eq\f(A1＋G1,T1＋C1)的值与其互补单链的eq\f(A2＋G2,T2＋C2)的值互为倒数关系。(不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数)提醒：在整个DNA分子中该比值等于1。(4)规律四：在DNA双链中，一条单链的eq\f(A1＋T1,G1＋C1)的值，与该互补链的eq\f(A2＋T2,G2＋C2)的值是相等的，也与整个DNA分子中的eq\f(A＋T,G＋C)的值是相等的。提醒：综合规律三、四可简记为“补则等，不补则倒”。考点2DNA复制及基因的概念题型一DNA复制过程及特点1.如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述不正确的是()A．由图示不能得出DNA复制的方式是半保留复制B．解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATPC．从图中可以看出合成两条子链的方向都是5′到3′D．DNA聚合酶的作用位点为两条脱氧核苷酸链之间的氢键答案D解析DNA聚合酶的作用位点为一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，D错误。2．(不定项)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．SSB与单链的结合不遵循碱基互补配对原则答案CD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错误；SSB与单链的结合可防止单链DNA重新配对，有利于DNA复制，B错误；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正确。题型二DNA半保留复制的实验分析3．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解析由图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的。题型三DNA复制的相关计算4.将某种细菌培养在含有3H－胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上一段时间，检测发现细菌的拟核中含有两种类型的DNA分子如图所示，虚线表示含放射性的脱氧核苷酸链。下列说法正确的是()A．细菌拟核DNA第一次复制后产生的DNA分子为乙类型B．细菌拟核DNA第三次复制后产生的DNA分子为甲、乙两种类型，比例为甲∶乙＝3∶1C．细菌拟核DNA复制n次产生的含有放射性脱氧核苷酸链的数目为2n＋1－2条D．若该细菌拟核DNA含有的碱基数目为m，其中胸腺嘧啶的数目为a，则第n次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为(2n－1)×(m－2a)/2答案C解析由题意可知，亲本DNA没有放射性，根据DNA的半保留复制，子一代的DNA分子一条链含有放射性，一条链没有放射性，即图甲所示，A错误；子二代及以后会出现两条链都具有放射性的DNA分子，即图乙所示，且只含有2个DNA分子为甲类型，细菌拟核DNA第三次复制后产生的DNA分子有8个，其中有2个为甲类型，因此甲、乙两种类型的比例为1∶3，B错误；细菌拟核DNA复制n次产生的含有放射性脱氧核苷酸链的数目＝2n×2－2＝2n＋1－2，C正确；若该细菌拟核DNA含有的碱基数目为m，其中胸腺嘧啶的数目为a，则第n次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为2n－1×[(m－2a)/2]，D错误。5．若两条链都含32P的DNA分子的相对分子质量是M，两条链都不含32P的DNA分子的相对分子质量为N。现将含32P的DNA的细菌放在不含32P的培养基上让其分裂a次，则子代细菌的DNA的平均相对分子质量是()A．eq\f(N2a－2＋M,2a) B．eq\f(N2a－1＋M,2a)C．eq\f(M2a－2＋N,2a) D．eq\f(N2a－1＋M,2a－2)答案B解析细菌分裂a次后，形成子代DNA分子是2a个，由于DNA是半保留复制的，形成的子代DNA分子中两条链都含32P的DNA有0个，只有一条链含32P的DNA有2个，总相对分子质量为M＋N，两条链都不含32P的DNA有(2a－2)个，总相对分子质量为(2a－2)N，则DNA分子的平均相对分子质量＝[M＋N＋(2a－2)N]÷2a＝[N(2a－1)＋M]/2a。综上所述，B正确。1．DNA复制相关计算时四个易错点(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。(2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。(3)复制模板：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)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。2．DNA分子复制的有关计算DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下：(1)子代DNA分子数为2n个①含有亲代链的DNA分子数为2个。②不含亲代链的DNA分子数为(2n－2)个。③含子代链的DNA有2n个。(2)子代中脱氧核苷酸链数为2n＋1条①子代中亲代脱氧核苷酸链数为2条。②新合成的脱氧核苷酸链数为(2n＋1－2)条。(3)消耗的脱氧核苷酸数设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：①经过n次复制，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m·(2n－1)个。②在第n次复制时，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m·2n－1个。题型四DNA复制与细胞分裂问题6．果蝇一个精原细胞中的一个核DNA分子用15N标记，在正常情况下，其减数分裂形成的精子中，含有15N的精子数占()A．1/16 B．1/8C．1/4 D．1/2答案D解析果蝇一个精原细胞中的一个核DNA分子用15N标记，即果蝇4对同源染色体中有3对未标记(画图时可略去)，另一对同源染色体中有一条染色体上的DNA分子用15N标记。则该精原细胞进行正常减数分裂形成精细胞时，染色体和DNA的标记情况可用下图进行解析(实线代表含有15N的DNA链)。结合上图分析，观察产生的4个精细胞，含有15N的精细胞占一半，答案选D。7．(不定项)将某一核DNA被3H充分标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养液中培养，并经过连续两次细胞分裂。下列有关说法不正确的是()A．若进行有丝分裂，则子细胞中含3H的染色体数可能为2NB．若进行减数分裂，则子细胞中含3H的DNA分子数一定为NC．若子细胞中有的染色体不含3H，则可能存在四分体D．若每个子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中一定发生了基因重组答案CD解析若进行有丝分裂，两次分裂需要进行两次DNA复制，3H标记的DNA在不含3H的培养液中复制第一次，产生的DNA分子一条链有标记，一条链无标记，我们称为杂合DNA分子，第二次复制后，每个DNA分子复制而来的两个子代DNA分子，一个是杂合DNA分子，另外一个两条链皆无标记，在有丝分裂的G2期、前期和中期这两个DNA分子由一个着丝粒连接，有丝分裂后期着丝粒分裂时子染色体分配是随机的，故子细胞中含3H的染色体数可能为2N，A正确；若进行减数分裂，正常情况下，DNA分子复制一次，分裂后细胞中染色体数目减半，每个子细胞含3H的DNA分子数应该是N，B正确；若子细胞中有的染色体不含3H，则该细胞进行的是有丝分裂，不可能存在四分体，C错误；若子细胞中都含有3H，则该细胞可能进行的是减数分裂也可能是有丝分裂，而基因重组发生在减数分裂过程中，D错误。四步法解决细胞分裂中染色体标记问题第一步画出含一条染色体的细胞图，画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实线表示含同位素标记第二步画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖曲线表示第三步再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况第四步若继续推测后期情况，可想象着丝粒分裂，染色单体分开，并进而推测子细胞染色体的情况在解决这类问题时，从大到小再到大画出结构模型，先画出细胞分裂中染色体行为变化，再画DNA，再补全染色体，染色体中只要有一条脱氧核苷酸单链被标记，则认为该染色体含有放射性标记。规律总结：①有丝分裂：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。②减数分裂：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。考点3基因通常是有遗传效应的DNA片段题型染色体、DNA、基因之间的关系1．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的替换，都会引起生物性状的改变答案B解析R基因中的脱氧核苷酸序列不一定都能编码蛋白质，如非编码区和内含子不能编码蛋白质，A错误；R、S、N、O控制果蝇不同的性状，互为非等位基因，B正确；基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，C错误；基因中有一个碱基的替换，由于密码子的简并性，或碱基的替换可能发生在内含子，则可能不会引起生物性状的改变，D错误。2．(不定项)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是()A．在DNA结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基B．基因一般是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因C．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D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子答案BCD解析在DNA结构中，与3′­端脱氧核糖直接相连的是一个磷酸基团，其他的脱氧核糖与两个磷酸基团相连，A错误。一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的)1．用卡片构建DNA平面结构模型，提供卡片类型和数量如表所示，以下说法正确的是()卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332A．最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键C．DNA中每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连D．可构建44种不同碱基序列的DNA答案B解析双链DNA中碱基之间遵循互补配对原则，即A—T、C—G，且配对的碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2个A—T碱基对，2个C—G碱基对，即共形成4个脱氧核苷酸对，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有10个氢键，A错误，B正确；DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有3′­端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，C错误；这些卡片可形成2个A—T碱基对，2个C—G碱基对，且碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数少于44种，D错误。2．(2021·山东邹城期中)如图为某DNA分子片段示意图，下列有关叙述错误的是()A．图中①②③是构成DNA分子的基本单位B．DNA复制时，④的形成不需要DNA聚合酶C．①和②交替排列构成DNA分子的基本骨架D．DNA分子中碱基对⑨越多，其热稳定性越低答案A解析图中①与②③不是同一个脱氧核苷酸的组成部分，所以①②③不能构成一个DNA的基本单位，A错误。3.(2021·辽宁沈阳质量检测一)图示为某DNA分子半保留复制过程的部分示意图，非复制区与复制区的相接区域会形成Y字型结构，被称为“复制叉”。在复制过程中，DNA连接酶可以将脱氧核苷酸片段连接在一起，据图分析，下列说法错误的是()A．解旋酶可结合在复制叉的部分B．DNA复制叉的延伸需要消耗能量C．DNA聚合酶能催化前导链和滞后链由3′端向5′端延伸D．DNA连接酶在DNA复制过程中能催化磷酸二酯键形成答案C4.为研究DNA的复制方式，科学家进行了同位素示踪实验。大肠杆菌先在含15N的培养基中培养若干代，使DNA的所有氮元素均成为15N(离心结果见甲试管)，后转至含14N的培养基培养。每20分钟繁殖一代，提取每代大肠杆菌的DNA进行离心，实验结果如图中乙、丙、丁三支试管所示。有关说法错误的是()A．大肠杆菌培养40分钟后才能出现丁试管的结果B．乙试管是大肠杆菌在14N培养基中繁殖一代的结果C．大肠杆菌在14N培养基繁殖三代后DNA全部含有14ND．含15N与含14N培养基互换，繁殖一代的结果与丙相同答案B解析依据题意，每20分钟繁殖一代，则20分钟后产生的DNA分子均为15N－14N，如丙试管所示，B错误；经过40分钟后，即大肠杆菌繁殖两代，产生的DNA分子中一半为15N－14N，一半为14N－14N，如丁试管所示，A正确；大肠杆菌在14N培养基繁殖三代后产生的DNA分子中有3/4为14N－14N、1/4为15N－14N，即DNA全部含有14N，C正确；根据DNA半保留复制的原理，含15N与含14N培养基互换，繁殖一代的结果与丙相同，D正确。5．将果蝇一个普通的精原细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，让其进行减数分裂并产生四个精子。取一个精子与正常的无放射性的卵细胞结合形成受精卵，转入无放射性的发育培养液中继续培养。分析此过程，以下说法错误的是()A．减数分裂Ⅰ前期形成的四分体中都含有四个被3H标记的DNA分子B．这四个精子都含3H，每个精子中被标记的染色体数为四条C．受精卵第一次有丝分裂后期含3H标记的染色体数为四条D．受精卵第一次有丝分裂产生的子细胞含3H标记的染色体数都为四条答案D解析四分体是一对同源染色体配对形成的结构，减数分裂Ⅰ前期形成的四分体中都含有四个被3H标记的DNA分子，A正确；果蝇体细胞含8条染色体，精子中的染色体数目减半，这四个精子都含3H，每个精子中被标记的染色体数为四条，B正确；受精卵含8条染色体，4条被标记，4条未标记，转入无放射性的发育培养液中继续培养，染色体复制后4条被标记的染色体中都有一条染色单体被标记，一条染色单体未标记，第一次有丝分裂后期染色体数目加倍，含3H标记的染色体数为4条，C正确；有丝分裂后期染色单体分开，分别移向两极，受精卵第一次有丝分裂产生的子细胞含3H标记的染色体数为0～4条，D错误。6.DNA复制时碱基发生错配处会形成一个较为松散的凸起(如图所示)，此结构可被细胞中的相关酶系统识别并将错配碱基去除，从而保证DNA复制的准确性。下列叙述错误的是()A．错配的碱基之间形成凸起结构与碱基的分子结构有关B．正常肌细胞和白细胞中，细胞核DNA不会出现图示结构C．DNA复制时需要解旋酶和RNA聚合酶，而错配则不需要D．若某次DNA复制时错配未被识别，可能改变生物的表型答案C解析错配的碱基之间形成凸起结构与碱基的分子结构有关，A正确；肌细胞和白细胞是高度分化不再分裂的细胞，不能进行DNA复制，在肌细胞和白细胞中，核内DNA不会出现图示结构，B正确；DNA复制时需要解旋酶和DNA聚合酶，而错配也是在复制过程中发生的，C错误；若某次DNA复制时错配未被识别，可能影响合成蛋白质的结构，进而改变生物的表型，D正确。二、不定项选择题(每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求)7．下列关于DNA和基因相互关系的叙述，不正确的是()A．基因是具有遗传效应的DNA片段B．生物体的DNA分子数目小于基因数目C．基因在DNA上，DNA上所有序列都属于基因D．基因并不是碱基对随机排列成的DNA片段答案AC解析基因通常是有遗传效应的DNA片段，对于RNA病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段，A、C错误。8．一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，以下叙述正确的是()A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键C．该噬菌体增殖四次，子代噬菌体中只有14个含有31PD．噬菌体DNA第四次复制共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸答案ABD解析该噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，则胸腺嘧啶为(m－n)个，噬菌体DNA含有氢键数＝3n＋2(m－n)＝2m＋n(个)氢键，B正确；该噬菌体增殖四次，子代噬菌体全部含有31P，C错误；该噬菌体DNA含有腺嘌呤数量为(m－n)个，第四次复制共增加8个DNA分子，共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸，D正确。三、非选择题9.在含有BrdU(中文名称是5­溴脱氧尿嘧啶核苷，在DNA合成期可代替胸腺嘧啶脱氧核苷，即胸苷)的培养液中进行DNA复制时BrdU会取代胸苷掺入新合成的链中，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时，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮的荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体的荧光被抑制(无明亮荧光)。下图表示DNA复制过程模式图。请据图回答：(1)DNA复制时，与BrdU进行配对的核苷酸的名称是__________________，该核苷酸的各个组成部分之间的连接方式可以用简图表示为______________。