第2講DNA的結(jié)構(gòu)DNA的復(fù)制基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段A組基礎(chǔ)鞏固練1.在DNA分子的一條鏈中，連接兩個(gè)相鄰堿基A和T的化學(xué)結(jié)構(gòu)是()A.脫氧核糖－磷酸－脫氧核糖B.核糖－磷酸－核糖C.磷酸－脫氧核糖－磷酸D.氫鍵【答案】A【解析】在DNA分子的一條鏈中，相鄰的核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接，所以連接兩個(gè)相鄰堿基A和T的化學(xué)結(jié)構(gòu)是脫氧核糖－磷酸－脫氧核糖，A正確。2.關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述錯(cuò)誤的是()A.脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架B.兩條鏈上的堿基通過(guò)磷酸二酯鍵連接成堿基對(duì)C.兩條脫氧核苷酸鏈按反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)D.某雙鏈DNA分子片段含50個(gè)腺嘌呤，則同時(shí)含50個(gè)胸腺嘧啶【答案】B【解析】DNA分子的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接形成的，A正確；DNA兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，B錯(cuò)誤；DNA的2條脫氧核苷酸鏈按照反向平行的方式盤(pán)旋形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，C正確；DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶配對(duì)，因此若某雙鏈DNA分子片段含50個(gè)腺嘌呤，則同時(shí)含50個(gè)胸腺嘧啶，D正確。3.如圖是某DNA片段的結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述正確的是()A.DNA復(fù)制時(shí)，解旋酶先將①全部切割，再進(jìn)行復(fù)制B.DNA分子中A+T含量高時(shí)穩(wěn)定性較高C.磷酸與脫氧核糖交替排列構(gòu)成DNA分子的基本骨架D.a鏈、b鏈方向相同，a鏈與b鏈的堿基互補(bǔ)配對(duì)【答案】C【解析】DNA復(fù)制時(shí)邊解旋邊復(fù)制，A錯(cuò)誤；堿基A和T之間有2個(gè)氫鍵，堿基G和C之間有3個(gè)氫鍵，因此G+C含量高的DNA分子的相對(duì)穩(wěn)定性較高，B錯(cuò)誤；磷酸與脫氧核糖交替排列構(gòu)成DNA分子的基本骨架，C正確；DNA分子的兩條鏈方向相反，a鏈與b鏈的堿基互補(bǔ)配對(duì)，D錯(cuò)誤。4.在一個(gè)雙鏈DNA分子中，堿基總數(shù)為m，腺嘌呤堿基數(shù)為n，G與C之間形成3個(gè)氫鍵，A與T之間形成2個(gè)氫鍵。則下列有關(guān)敘述正確的是()①脫氧核苷酸數(shù)＝磷酸數(shù)＝堿基數(shù)＝m②堿基之間的氫鍵數(shù)為(3m－2n)/2③一條鏈中A+T的數(shù)量為n④G的數(shù)量為m－nA.①②③④ B.②③④C.③④ D.①②③【答案】D【解析】每個(gè)脫氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子堿基，所以脫氧核苷酸數(shù)＝磷酸數(shù)＝堿基數(shù)＝m，①正確；因?yàn)锳和T之間有2個(gè)氫鍵、C和G之間有3個(gè)氫鍵，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A＝T＝n，則C＝G＝(m－2n)/2，所以堿基之間的氫鍵數(shù)為2n+3(m－2n)/2＝(3m－2n)/2，②正確；雙鏈DNA中，A＝T＝n，則根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，一條鏈中A+T的數(shù)量為n，③正確；由②中計(jì)算可知，G的數(shù)量＝(m－2n)/2，④錯(cuò)誤。5.某雙鏈DNA分子片段，具有a個(gè)堿基對(duì)，含有b個(gè)腺嘌呤。下列敘述正確的是()A.該片段為一個(gè)基因B.該DNA分子片段中應(yīng)有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)C.該DNA分子片段中，堿基的比例是(A+T)/(C+G)＝1D.該片段完成n次復(fù)制需要2n×(a－b)個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸【答案】B【解析】基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，該片段不一定為基因，A錯(cuò)誤；該片段是雙鏈DNA分子的一段，應(yīng)該含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，B正確；雙鏈DNA分子中含有a個(gè)堿基對(duì)，腺嘌呤b個(gè)，則A＝T＝b個(gè)，G＝C＝(a－b)個(gè)，(A+T)/(C+G)＝b/(a－b)，C錯(cuò)誤；該片段完成n次復(fù)制需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)＝(2n－1)×(a－b)個(gè)，D錯(cuò)誤。6.(2022年廣東南海中學(xué)模擬預(yù)測(cè))下列對(duì)果蠅X染色體上紅眼基因的敘述，正確的是()A.該基因在復(fù)制時(shí)，具有全保留復(fù)制的特點(diǎn)B.脫氧核苷酸單鏈中，相鄰的A、T堿基以氫鍵相連接C.該基因全部堿基中，若C占比為n，則A占比為50%－nD.該基因與其等位基因(白眼基因)在X染色體上呈線性排列【答案】C【解析】基因復(fù)制時(shí)是半保留復(fù)制，A錯(cuò)誤；脫氧核苷酸單鏈中，相鄰的A、T堿基以脫氧核糖－磷酸－脫氧核糖相連接，B錯(cuò)誤；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，C＝G＝n，則A＝T＝50%－n，C正確；位于一條染色體上呈線性排列的都是非等位基因，等位基因位于同源染色體上，D錯(cuò)誤。7.下列關(guān)于DNA的敘述，正確的是()A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素組成B.連接磷酸與五碳糖的化學(xué)鍵可在解旋酶的作用下斷裂C.DNA的片段都有遺傳效應(yīng)，可控制生物的性狀D.DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都能在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行【答案】D【解析】DNA的基本骨架由脫氧核糖和磷酸交替排列構(gòu)成，有C、H、O、P元素，無(wú)N元素，A錯(cuò)誤；連接磷酸與五碳糖的磷酸二酯鍵，應(yīng)在限制酶的作用下斷開(kāi)，B錯(cuò)誤；DNA分子中既有有遺傳效應(yīng)的片段，也有無(wú)遺傳效應(yīng)的片段，C錯(cuò)誤。8.如圖為含有4種堿基的DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖描述正確的是()A.③有可能是堿基AB.②和③相間排列，構(gòu)成DNA分子的基本骨架C.與②相比，①③中特有的元素分別是P和ND.與⑤有關(guān)的堿基對(duì)一定是G—C【答案】C【解析】分析題圖，可以確定①是磷酸、②是脫氧核糖、③是含氮堿基，它們組成了④脫氧核苷酸。DNA分子含有A、T、G、C四種堿基，且A與T之間形成2個(gè)氫鍵，G與C之間形成3個(gè)氫鍵，因此與⑤有關(guān)的堿基對(duì)一定是A—T，與③⑥有關(guān)的堿基對(duì)一定是G—C，但無(wú)法確定③⑤⑥具體是哪一種堿基，A、D錯(cuò)誤；DNA分子的基本骨架是由磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成的，應(yīng)為圖中的①和②，B錯(cuò)誤；②的組成元素為C、H、O，與②相比，①③中特有的元素分別為P和N，C正確。B組能力提升練9.研究人員將含14N－DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到15NH4Cl培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA熱變性處理，即解開(kāi)雙螺旋，變成單鏈；然后進(jìn)行密度梯度離心，管中出現(xiàn)的兩種條帶分別對(duì)應(yīng)下圖中的兩個(gè)峰，則大腸桿菌的細(xì)胞周期為()A.4h B.6h C.8h D.12h【答案】C【解析】將含14N－DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到15NH4Cl培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24h后提取子代大腸桿菌的DNA，DNA變性離心后，得到14N－DNA占1/8，15N－DNA占7/8，則子代DNA共8條，繁殖了3代，細(xì)胞周期為24÷3＝8h，C正確。10.已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)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】配對(duì)的堿基之和在一條鏈中與在整個(gè)DNA分子中的比例是相同的，因此，一條鏈中A、T、C、G的比例分別為31.3%、32.9%、17.1%和18.7%，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，它的互補(bǔ)鏈中T、C的比例分別為31.3%、18.7%。11.(2022年江西南昌調(diào)研)下列關(guān)于基因、染色體、性狀之間的關(guān)系的敘述中，正確的是()A.性狀與基因之間都存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系B.真核生物的基因都位于染色體上，呈線性排列C.每條染色體上有許多個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子上有許多基因，每個(gè)基因中有許多脫氧核苷酸D.染色體結(jié)構(gòu)變異可能會(huì)使基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變【答案】D【解析】性狀與基因之間并不都存在一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，有的性狀受多個(gè)基因控制，有的基因同時(shí)控制多個(gè)性狀，A錯(cuò)誤；真核生物的基因主要位于細(xì)胞核中的染色體上，也有部分基因位于線粒體、葉綠體中的DNA上，B錯(cuò)誤；每條染色體含有1個(gè)或2個(gè)DNA分子，C錯(cuò)誤；染色體結(jié)構(gòu)變異可能會(huì)使基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，D正確。12.(2022年廣東華師附中三模)大腸桿菌是研究DNA的復(fù)制特點(diǎn)的理想材料。根據(jù)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)分析，錯(cuò)誤的是()實(shí)驗(yàn)細(xì)菌培養(yǎng)及取樣操作實(shí)驗(yàn)結(jié)果密度梯度離心和放射自顯影1大腸桿菌含3H標(biāo)記的dTTP(胸腺嘧啶脫氧核糖核苷三磷酸)的液體培養(yǎng)基，30秒后取樣分離DNA，堿性條件變性(雙鏈分開(kāi))被3H標(biāo)記的片段，一半是1000~2000個(gè)堿基的DNA小片段，而另一半則是長(zhǎng)很多的DNA大片段2大腸桿菌含3H標(biāo)記的dTTP(胸腺嘧啶脫氧核糖核苷三磷酸)的液體培養(yǎng)基，3分鐘后取樣同上被3H標(biāo)記的片段大多數(shù)是DNA大片段3DNA連接酶突變型大腸桿菌含3H標(biāo)記的dTTP(胸腺嘧啶脫氧核糖核苷三磷酸)的液體培養(yǎng)基，3分鐘后取樣同上同實(shí)驗(yàn)1A.科學(xué)家用堿變性方法讓新合成的單鏈和模板鏈分開(kāi)，即氫鍵斷裂，該過(guò)程在大腸桿菌體內(nèi)是在解旋酶的作用下完成的B.實(shí)驗(yàn)1結(jié)果表明，DNA復(fù)制過(guò)程中，一條鏈的復(fù)制是連續(xù)的，另一條鏈的復(fù)制是不連續(xù)的C.實(shí)驗(yàn)2、3比較表明，大腸桿菌所形成的1000~2000個(gè)堿基的小片段子鏈需要DNA連接酶進(jìn)一步催化連接成新鏈D.綜合實(shí)驗(yàn)1、2、3，可以說(shuō)明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制【答案】D【解析】DNA兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，所以用堿變性方法可以讓新合成的單鏈和模板鏈分開(kāi)，即氫鍵斷裂，在大腸桿菌體內(nèi)解旋酶將雙螺旋的兩條鏈解開(kāi)，所以該過(guò)程在解旋酶的作用下完成的，A正確；實(shí)驗(yàn)1結(jié)果表明，被3H標(biāo)記的DNA片段，一半是1000~2000個(gè)堿基的小片段，另一半是大片段，DNA復(fù)制是以?xún)蓷l鏈為模板，并有兩個(gè)相反的方向，DNA復(fù)制是雙向的，因?yàn)樗膬蓷l鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模栽趶?fù)制起點(diǎn)處兩條鏈解開(kāi)時(shí)，一條鏈?zhǔn)?'到3'方向，一條是3'到5'方向，但是酶的識(shí)別方向都是5'到3'，所以引導(dǎo)鏈合成的新的DNA是連續(xù)的，隨從鏈合成是不連續(xù)的，所以說(shuō)明DNA復(fù)制過(guò)程中，一條鏈的復(fù)制是連續(xù)的，另一條的復(fù)制是不連續(xù)的，B正確；實(shí)驗(yàn)3中，DNA連接酶突變型大腸桿菌缺乏DNA連接酶，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)1相同，即被3H標(biāo)記的片段，一半是1000~2000個(gè)堿基的DNA小片段，說(shuō)明這些小片段不能形成大片段，分析實(shí)驗(yàn)2、3結(jié)果，說(shuō)明大腸桿菌所形成的1000~2000個(gè)堿基的小片段子鏈需要DNA連接酶進(jìn)一步催化連接成新鏈，C正確；實(shí)驗(yàn)1、2、3不能體現(xiàn)每條子鏈與對(duì)應(yīng)的模板鏈構(gòu)成一個(gè)新的DNA分子，即不能說(shuō)明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，D錯(cuò)誤。13.如圖是某DNA分子的局部結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)據(jù)圖分析回答：(1)寫(xiě)出下列圖中序號(hào)代表的結(jié)構(gòu)的中文名稱(chēng)：①____________，⑦_(dá)___________，⑧_____________，⑨_________________。

(2)圖中DNA片段中堿基對(duì)有________對(duì)，該DNA分子應(yīng)有________個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。

(3)從主鏈上看，兩條單鏈的方向______，從堿基關(guān)系看，2條單鏈________。

(4)如果將14N標(biāo)記的細(xì)胞培養(yǎng)在含15N標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，此圖所示的____________(填圖中序號(hào))中可測(cè)到15N。若細(xì)胞在該培養(yǎng)液中分裂四次，該DNA分子也復(fù)制4次，則得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例為_(kāi)_______。

(5)若該DNA分子共有a個(gè)堿基，其中腺嘌呤有m個(gè)，則該DNA分子復(fù)制4次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為_(kāi)_____個(gè)。

【答案】(1)胞嘧啶脫氧核糖胸腺嘧啶脫氧核苷酸一條脫氧核苷酸鏈的片段(2)42(3)反向平行互補(bǔ)(4)①②③④⑥⑧⑨1∶8(5)15(a/2－m)【解析】根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鳥(niǎo)嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸基團(tuán)，⑥是胸腺嘧啶，⑦是脫氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脫氧核苷酸，⑨是一條脫氧核苷酸鏈的片段。DNA分子復(fù)制4次，產(chǎn)生16個(gè)DNA分子，由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，含14N的DNA分子共有2個(gè)，所有的DNA都含有15N，所以子代DNA分子中含14N和15N的比例為1∶8。A＝T＝m，則G＝C＝a/2－m，該DNA分子復(fù)制4次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(24－1)×(a/2－m)＝15(a/2－m)。C組壓軸培優(yōu)練14.如圖甲是DNA分子局部組成示意圖，圖乙表示DNA分子復(fù)制的過(guò)程。請(qǐng)回答有關(guān)DNA分子的問(wèn)題：(1)沃森和克里克構(gòu)建了如圖甲的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，該模型用____________________解釋DNA分子的多樣性。

(2)若已知DNA一條單鏈的堿基組成是ATGCCAT，則與它互補(bǔ)的另一條鏈的堿基組成為_(kāi)_______；若DNA分子的2條鏈分別為m鏈和n鏈，若m鏈中的(A+G)/(T+C)＝0.