考点19DNA的分子结构、复制和基因本质（解析版）_通用版（老高考）复习资料_2023年复习资料_一轮复习_2023年高考生物一轮复习讲练测（全国通用）

考点 19 DNA 的分子结构、复制和基因本质（精讲+精练） 目 录 一、知识点精准记忆 二、典 型 例 题 剖 析 1、DNA 的结构及特点 2、DNA 结构的相关计算 3、DNA 复制过程与特点 4、DNA 复制的相关计算 5、DNA 复制与细胞分裂 三、易 混 易 错 辨 析 四、2022 高 考 真 题 感 悟 五、高 频 考 点 精 练 第一部分：知 识 点 精 准 记 忆 一、DNA分子的结构 1.DNA双螺旋结构模型构建者：沃森和克里克 2.DNA的双螺旋结构内容（1）DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行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主链基本骨架。 （3）内侧：两条链上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 （两个氢键）、G≡C（三个氢键）。G—C碱基对所占比例越大，DNA热稳定性越高（氢键： 其形成不需要酶，而断裂需解旋酶或加热处理） 3．DNA的结构 4.DNA中的碱基数量的计算规律 设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A ＝T ，A ＝T ，G ＝ 1 2 2 1 1 C，G＝C。 2 2 1 (1)A＋A＝T ＋ T；G＋G＝C ＋ C。 1 2 1 2 1 2 1 2 即：双链中A＝T，G＝C，A＋G＝ T ＋ C＝ A ＋ C＝ T ＋ G＝(A＋G＋T＋C)。 规律一：双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总 数的一半。 (2)A＋T＝A ＋ T；G＋C＝G ＋ C。 1 1 2 2 1 1 2 2 ＝＝(N为相应的碱基总数)， ＝＝。 规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个 DNA分子中都相等，简记为“补则 等”。(3)与的关系是互为倒数。 规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。 (4)若＝a，＝b，则＝(a＋b)。 规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。 二、DNA的复制 1.DNA半保留复制的实验证据 （1）实验者：美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔。 （2）研究方法：假说—演绎法。 （3）实验材料：大肠杆菌。 （4）实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心法。 （5）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。 （6）实验假设：DNA以半保留的方式复制（沃森和克里克提出的）。 (7)实验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双 链DNA；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；轻带 (密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 (8)实验过程及分析 ①实验过程 ②实验分析 a．立即取出：提取DNA→离心→全部重带。 b．细胞分裂一次(即细菌繁殖一代)取出：提取DNA→离心→全部中带。 c.细胞再分裂一次(即细菌繁殖两代)取出：提取DNA→离心→轻带、中带。 (9)实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 三、DNA的复制 1.概念、时间、场所2.过程 3.特点：边解旋边复制（过程上）、半保留复制（结果上）。每个 DNA分子都保留原DNA 的一条链 4.准确复制的原因和意义 ①DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，通过碱基互补配对原则，保证了 复制能准确进行。 ②DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传给了子代细胞，保持了遗传信息的连续性。 5.“图解法”分析DNA复制相关计算将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则： ①子代DNA共2n个 ②脱氧核苷酸链共2n＋1条 DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 ①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·(2n－1)。 ②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。 6.细胞分裂过程中的同位素标记问题 （1）DNA分子半保留复制图像及解读 （2）进行有丝分裂的细胞在细胞增殖过程中核DNA和染色体的标记情况分析 细胞DNA复制一次细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图（以一条染色体为例）。由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链 和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代 DNA链的染色体条数是0 ～2n（以体细胞染色体数为2n为例）。 （3）进行减数分裂的细胞在分裂过程中核DNA和染色体的标记情况分析 在进行减数分裂之前，DNA复制一次，减数分裂过程中细胞连续分裂两次。如图是一次减 数分裂的结果（以一对同源染色体为例）。 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但 DNA只复制一次，所以四个子 细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。 四、基因通常是有遗传效应的DNA片段 1．基因与DNA (1)遗传信息：指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同， 含有的遗传信息不同。 (2)DNA的特性 ①多样性：具有n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。 ②特异性：每种DNA分子都有其特定的碱基排列顺序。 ③稳定性：两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。 2.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系第二部分：典 型 例 题 剖 析 考向一：DNA的结构及特点 1.下图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，下列叙述错误的是( ) A．图甲中②③交替连接构成DNA基本骨架 B．若一条链的下端是磷酸基团，则另一条链的上端也是磷酸基团 C．取两位同学制作的单链即可连接成DNA双链 D．丙到丁过程体现了DNA分子双螺旋的特点 【答案】 C 【解析】 DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的 双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢 键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则。 考向二：DNA结构的相关计算 2.下列关于双链DNA的叙述，错误的是（ ） A.一条链中A和T的数量相等，则互补链中A和T的数量也相等 B.一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C的1/2C.一条链中C∶T＝1∶2，则互补链中G∶A＝2∶1 D.一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则互补链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3 【答案】 C 【解析】 根据碱基互补配对原则，双链DNA中，一条链中的A和T分别与互补链中的T 和A配对，一条链中的G和C分别与互补链中的C和G配对，故一条链中A和T的数量相等， 则互补链中A和T的数量也相等，一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C的1/2，A、B 正确；一条链中C∶T＝1∶2，则互补链中G∶A＝1∶2，C错误；双链DNA分子中，一条链 中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则互补链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，D正确。 考向三：DNA复制过程与特点 3.如图为真核生物染色体上DNA复制过程示意图，有关叙述错误的是（ ） A.图中DNA复制是从多个起点同时开始的 B.图中DNA复制是边解旋边双向复制的 C.真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于氢键 D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率 【答案】 A 【解析】 分析题图可知，图中的三个复制起点复制的 DNA片段的长度不同，圈比较大的 表示复制开始的时间较早，因此DNA复制的起始时间不同，A错误；题图中DNA的复制过程 是边解旋边双向复制的，B正确；DNA的复制首先要在解旋酶的作用下使双链间的氢键断裂， C正确；真核生物的DNA复制具有多个起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制 速率，D正确。 考向四：DNA复制的相关计算 4.某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用15N 标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到 图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分 析正确的是( ) A．X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3B．Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个 C．X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍 D．W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1 【答案】 C 【解析】 X层(2个DNA分子含有14N和15N)与Y层(6个DNA分子只含15N)中DNA分子质量 比小于1∶3，A错误；1个DNA中鸟嘌呤G＝450个，Y层(6个DNA分子只含15N)中含15N标 记的鸟嘌呤G＝450×6＝2 700个，B错误；X层中有2个DNA分子，Y层中有6个DNA分子， 故X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍，C正确；W层(14个含有15N的DNA单链)与Z层(2 个含有14N的DNA单链)的核苷酸数之比是14∶2＝7∶1，D错误。 考向五：DNA复制与细胞分裂 5.将马蛔虫(2n＝4)的甲、乙两个精原细胞核DNA双链用32P标记，接着置于不含32P的培养 液中培养，在特定的条件下甲细胞进行两次连续的有丝分裂、乙细胞进行减数分裂。下列 相关叙述正确的是( ) A．甲在第一个细胞周期后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体数为0～4 B．甲在第二个细胞周期后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞含有32P的染色体数为0～4 C．乙在减数分裂Ⅰ后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体数为0～2 D．乙在减数分裂Ⅱ后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞中含有32P的染色体数为0～2 【答案】 B 【解析】 一个细胞周期中DNA分子只进行一次半保留复制，因此甲在第1个细胞周期后， 全部细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，即每个细胞中含有32P的染色体 数为4，A错误；第一个细胞周期结束形成的2个子细胞的每个DNA分子都有一条链含有 32P，另一条链含有31P。在第二个细胞周期中，DNA分子又进行了一次半保留复制，则形成 的8个DNA分子中，有4个DNA分子是一条链含有32P，另一条链含有31P，另外4个DNA分 子都只含31P，而在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开后随机移向两极，因此甲在第2个细 胞周期后，有2个或3个或4个细胞含32P，且每个细胞含有32P的染色体数为0～4，B正确； 减数分裂前的间期，DNA分子只进行一次半保留复制，因此乙经过减数分裂Ⅰ后，形成的 2 个细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，在减数分裂Ⅱ前期和中期，有2条 染色体含有32P，在减数分裂Ⅱ后期和末期，有4条染色体含有32P，即每个细胞中含有32P 的染色体数为2或4，C错误；乙在减数分裂Ⅱ后，将形成4个精细胞，每条染色体含有 32P，故4个细胞均含32P，D错误。 第三部分：易 混 易 错 辨 析 1.有关“DNA复制”的3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”。 (3)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。 2.教材结论性语句 (1)(必修2 P )DNA复制：DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。在真核 55 生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。 (2)(必修2 P )基因：通常是有遗传效应的DNA片段。 59 (3)(必修2 P )①DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸 48～49 分别含有A、T、C、G四种碱基。 ②DNA中腺嘌呤(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。 (4)(必修2 P )DNA中，A一定与T配对；G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关 50 系叫作碱基互补配对原则。 (5)(必修2 P )DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条 56 件。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。 第四部分：高 考 真 题 感 悟 1．（2022·浙江·高考真题）某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材 料，下列叙述正确的是（ ） A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连 C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 【答案】C 【解析】在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧 啶之间由3个氢键连接，B错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A=T、C=G， 故在制作的模型中A+C=G+T，C正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧， 构成基本骨架，碱基在内侧，D错误。 2．（2022·广东·高考真题）下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（ ） A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律 B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上 C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式【答案】D 【解析】A、孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例，发现了遗传规律， A正确； B、摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确； C、赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果， 证明了DNA是遗传物质，C正确； D、沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构，D错误。 3．（2022·广东·高考真题）λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬 菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化（如图），该线性分子两端能够相连的主要原因 是（ ） A．单链序列脱氧核苷酸数量相等 B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C．单链序列的碱基能够互补配对 D．自连环化后两条单链方向相同 【答案】C 【解析】AB、单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不 能决定该线性DNA分子两端能够相连，AB错误； C、据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定该线性DNA分子两端能够相连，C正确； D、DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。 4．（2021·海南·高考真题）已知5-溴尿嘧啶（BU）可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA 上某个碱基位点已由A-T转变为A-BU，要使该位点由A-BU转变为G-C，则该位点所在的 DNA至少需要复制的次数是（ ） A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】B 【解析】根据题意可知：5-BU可以与A配对，又可以和G配对，由于大肠杆菌DNA上某个 碱基位点已由A-T转变为A-BU，由半保留复制可知，复制一次会得到G-5-BU，复制第二次 时会得到有G-C，所以至少需要经过2次复制后，才能实现该位点由A-BU转变为G-C，B正 确。 5．（2021·辽宁·高考真题）下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是（ ） A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端 B．子链的合成过程不需要引物参与 C．DNA每条链的5′端是羟基末端 D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链 【答案】A【解析】A、子链延伸时5′→3′合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确； B、子链的合成过程需要引物参与，B错误； C、DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误； D、解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。 6．（2021·山东·高考真题）利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的 T-DNA 插入到 水稻细胞 M 的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个 DNA 分子单链上的一个 C 脱 去氨基变为 U，脱氨基过程在细胞 M 中只发生一次。将细胞 M 培育成植株 N。下列说法 错误的是（ ） A．N 的每一个细胞中都含有 T-DNA B．N 自交，子一代中含 T-DNA 的植株占 3/4 C．M 经 n（n≥1）次有丝分裂后，脱氨基位点为 A-U 的细胞占 1/2n D．M 经 3 次有丝分裂后，含T-DNA 且脱氨基位点为 A-T 的细胞占 1/2 【答案】D 【解析】A、N是由M细胞形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T-DNA 插入到水稻 细胞 M 的某条染色体上，所以M细胞含有T-DNA，因此N的每一个细胞中都含有 T-DNA，A 正确； B、N植株的一条染色体中含有T-DNA，可以记为+，因此N植株关于是否含有T-DNA的基因 型记为+-，如果自交，则子代中相关的基因型为++∶+-∶--=1∶2∶1，有 3/4的植株含 T-DNA ，B正确； C、M中只有1个DNA分子上的单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，所以复制n次后，产生的 子细胞有2n个，但脱氨基位点为 A-U 的细胞的只有1个，所以这种细胞的比例为1/2n，C 正确； D、如果M 经 3 次有丝分裂后，形成子细胞有8个，由于M细胞 DNA 分子单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，所以是G和U配对，所以复制三次后，有4个细胞脱氨基位点为C-G，3 个细胞脱氨基位点为A-T，1个细胞脱氨基位点为U-A，因此含T-DNA 且脱氨基位点为 A-T 的细胞占 3/8，D错误。 7．（2021·浙江·高考真题）含有100个碱基对的—个DNA分子片段，其中一条链的A+T 占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2 次，则需游离的胞嘧啶脱 氧核糖核苷酸数量为（ ） A．240个 B．180个 C．114个 D．90个 【答案】B 【解析】分析题意可知：该DNA片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中 一条链（设为1链）的A+T占40%，即A+T=40个，则C+G=60个；互补链（设为2链）中 1 1 1 1 G与T分别占22%和18%，即G=22，T=18，可知C=22，则G=60-22=38=C，故该DNA片段 2 2 1 1 2 中C=22+38=60。已知DNA复制了2次，则DNA的个数为22=4，4个DNA中共有胞嘧啶脱氧 核苷酸的数量为4×60=240，原DNA片段中有60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，则需要游离的 胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为240-60=180，B正确，ACD错误。 8．（2021·浙江·高考真题）在 DNA 复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）可作为原料， 与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用 Giemsa 染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有 BrdU 的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有 BrdU 的染色单体呈深蓝色。 现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用 Giemsa 染料染色后，观察分生区 细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是（ ） A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色 B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同 C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4 D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体 【答案】C 【解析】A、根据分析，第一个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有 BrdU，故呈深蓝色，A正确； B.第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双 链都含有 BrdU呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有 BrdU呈深蓝色，故着色都不同，B正 确； C.第二个细胞周期结束后，不同细胞中含有的带有双链都含有 BrdU的染色体和只有一条 链含有 BrdU 的染色体的数目是不确定的，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同 的染色体比例不能确定，C错误； D.根尖分生区细胞可以持续进行有丝分裂，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以观察 到一条链含有BrdU的染色单体，成深蓝色，D正确。 第五部分：高 频 考 点 精 练 1．科学家首次在人体活细胞内发现了一种新的DNA结构——DNA纽结（如图）。这表明除 了双螺旋结构外，人类DNA还拥有更复杂的结构，下列有关DNA说法错误的是（ ） A．可以通过荧光标记法对“DNA纽结”所在区域进行定位 B．构成DNA的每个脱氧核糖都同时连接2个磷酸基团 C．磷酸与脱氧核糖交替排列形成了DNA的基本骨架 D．“DNA纽结”由C、H、O、N、P元素组成 【答案】B 【解析】A、可以通过荧光标记法对“DNA纽结”所在区域进行定位，A正确； B、在DNA双螺旋分子中，每条链的末端各有一个游离的脱氧核糖，只连接1个磷酸基团，B错误； C、磷酸与脱氧核糖交替排列形成了DNA的基本骨架，C正确； D、“DNA纽结”的本质仍为DNA，由C、H、O、N、P元素组成，D正确。 2．20世纪中叶，科学家发现染色体主要由DNA和蛋白质组成，为探究这两种物质究竟谁 是遗传物质，赫尔希、蔡斯等人做了很多努力。下列相关叙述正确的是（ ） A．用 标记噬菌体的方法与用 标记细菌的方法相同 B．让DNA的两条链均被 标记的噬菌体在细菌体内增殖一代，子代噬菌体中有一半含 C．用含有 标记的噬菌体侵染未标记的细菌，子代噬菌体均不含 D．噬菌体的DNA分子中，相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”连接 【答案】C 【解析】A、用35S标记噬菌体时，需先用含35S的培养基培养细菌，接着让噬菌体侵染带标 记的细菌；用32P标记细菌时直接用含32P的培养基培养即可，A错误； B、让DNA的两条链均被32P标记的噬菌体在细菌体内增殖一代，子代噬菌体均含32P，B错 误； C、噬菌体侵染细菌时，只将DNA注入细菌内，蛋白质外壳留在细菌外，其利用细菌细胞内 的物质合成子代噬菌体，故子代噬菌体均不含35S，C正确； D、DNA分子单链中相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，DNA分子 的两条链中的碱基之间通过氢键连接，D错误。 3．如图为DNA分子结构示意图，对该图的叙述正确的是（ ） A．若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建如图的片段，则需订书钉30个 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．该DNA分子可能有4种碱基对排列顺序，但不一定都能出现在生物体内 D．某双链DNA分子中，G占总数的30%，其中一条链中的T占该DNA分子全部总数的7%， 那么另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为13% 【答案】D 【解析】A、用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体，构建一个DNA的基本单位需要2 个订书钉；将两个基本单位连在一起需要一个订书钉，若搭建含4对碱基组成的DNA双链 片段，需安将8个基本单位连成两条长度相等的链，需要6个订书钉；碱基A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，碱基对之间的氢键也需要订书钉连接，因此使用订书钉的 个数为8×2+3×2+2×2+2×3=32个，A错误； B、图中④由①、②和③组成，不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②、③和下一个磷酸才能构成 胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误； C、图中DNA分子序列已经确定，没有其他排列顺序，DNA分子中的遗传信息储存在碱基对 的排列顺序中，即其中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息，并不是所有的碱基对排列 在生物体内都会存在，C错误； D、根据碱基互补配对原则，G占总数的30%，则T占总数的50%-30%=20%，若其中一条链中 的T占该DNA分子全部碱基总数的7%，则另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为20%- 7%=13%，D正确。 4．生物分子都有自己特有的结构及特点，都以一定的有序性存在于生命体系中，下列叙述 正确的是（ ） A．血红蛋白分子中不同肽链之间主要通过肽键连接 B．DNA、RNA分子中都可能含有一定数量的氢键 C．ATP分子中的“T”代表每分子ATP中含有三个高能磷酸键 D．DNA分子脱氧核苷酸链上相邻碱基之间通过磷酸二酯键连接 【答案】B 【解析】A、血红蛋白肽链中连接氨基酸残基的是肽键，不同肽链之间不是通过肽键连接， A错误； B、DNA分子中碱基对通过氢键相连，RNA分子中也可能含有氢键，如tRNA中存在氢键连接 形成的RNA双链区，B正确； C、ATP分子中“T”代表三个磷酸基团，C错误； D、脱氧核糖核苷酸链上相邻脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，D错误。 5．下列关于遗传规律、遗传物质的科学探究活动的叙述，错误的是（ ） A．“摩尔根的果蝇伴性遗传实验”中采用的测交实验结果依然符合孟德尔分离定律，摩尔 根将红眼基因和白眼基因定位在了X染色体上 B．“制作DNA双螺旋结构模型”中，共需要6种不同形状和颜色的材料代表不同的基团， 需要数量最多的是用于连接基团的材料 C．“模拟孟德尔两对相对性状的杂交实验中，抓取的卡片记录后分别放回原信封后，再重 复 D．“减数分裂模型的制作研究”中，若制作3对同源染色体，则需要3种颜色的橡皮泥， 并在纸上绘制相互垂直的一大两小3个纺锤体 【答案】D 【解析】A、摩尔根将F 的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验，子代表型及比例为红 1 眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1∶1∶1，结果符合孟德尔分离定 律，从而将果蝇眼色的基因定位于X染色体上，A正确； B、根据分析可知，DNA中含有四种碱基、脱氧核糖和磷酸，共6种基团，因此制作DNA双 螺旋结构模型时，需要6种不同形状和颜色的材料代表不同的基团，此外还需要数量最多 的是用于连接基团的材料，B正确；C、“模拟孟德尔两对相对性状的杂交实验中，抓取的卡片记录后分别放回原信封后，再重 复，以保证每种卡片被抓到的概率相同，C正确； D、制作减数分裂模型时，用2种颜色的橡皮泥制作来源不同的同源染色体，因此若制作3 对同源染色体，则需要2种颜色的橡皮泥，并在纸上绘制相互垂直的一大两小3个纺锤体， D错误。 6．从小鼠、DNA病毒以及RNA病毒中提取出三份遗传物质样品，分析其碱基百分比组成， 如表所示。下列判断正确的是（ ） 样 鸟嘌 腺嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 尿嘧啶 品 呤 a 26 28 23 0 23 b 21 29 29 21 0 c 22 27 26 25 0 A．可判断样品a来自RNA病毒，其可能为单链RNA或双链RNA B．样品b、c都含胸腺嘧啶，无法判断该样品来自DNA病毒还是小鼠 C．样品b与样品a、c相比其稳定性更高，更不容易发生基因突变 D．将三份核酸样品彻底水解后，可根据水解产物的种类判断样品来源 【答案】C 【解析】A、样品a中含有尿嘧啶，不含有胸腺嘧啶，尿嘧啶是RNA特有的碱基，胸腺嘧啶 是DNA特有的碱基，样品a来自RNA病毒，腺嘌呤数与尿嘧啶数不相等，胞嘧啶数与鸟嘌 呤数不相等，其可能为单链RNA ，A错误； B、样品b中腺嘌呤数等于胸腺嘧啶数，胞嘧啶数等于鸟嘌呤数，为双链DNA，是来自小鼠， 样品c中腺嘌呤数不等于胸腺嘧啶数，胞嘧啶数不等于鸟嘌呤数，为单链DNA，是来自DNA 病毒，B错误； C、样品b为双链DNA，样品a为单链RNA ，样品c为单链DNA，双链比单链稳定性更高， 更不容易发生基因突变，C正确； D、样品b和样品c都为DNA，彻底水解产物相同，都是磷酸、脱氧核糖、四种碱基（A、 T、G、C），不能根据水解产物的种类判断样品来源，D错误； 7．大肠杆菌是研究 DNA 的复制特点的理想材料。根据下列有关实验分析，错误的是 （ ） 实验结果 实 细菌 培养及取样 操作 验 密度梯度离心和放射自显影 含 3H 标记的 dTTP 分离 DNA， 被 3H 标记的片段， 一半是 （胸腺嘧啶脱氧核 碱性条件变 1000～2000 个碱基的 DNA 小 1 大肠杆菌 糖核苷三磷酸）的 性 （双链分 片段，而另一半则是长很多的 液体培养基，30 秒 开） DNA 大片段。取样 含 3H 标记的 dTTP （胸腺嘧啶脱氧核 被 3H 标记的片段大多数是 2 大肠杆菌 糖核苷三磷酸）的 同上 DNA 大片段。 液体培养基，3 分 钟取样 含 3H 标记的 dTTP DNA 连接 （胸腺嘧啶脱氧核 3 酶突变型 糖核苷三磷酸）的 同上 同实验 1 大肠杆菌 液体培养基，3 分 钟取样 A．科学家用碱变性方法让新合成的单链和模板链分开，即氢键断裂，该过程在大肠杆菌体 内是在解旋酶的作用下完成的 B．实验 1 结果表明，DNA 复制过程中，一条链的复制是连续的，另一条链的复制是不连 续的 C．实验 2、3 比较表明，大肠杆菌所形成的 1000~2000 个碱基的小片段子链需要 DNA 连 接酶进一步催化连接成新链 D．综合实验 1、2、3，可以说明 DNA 的复制方式是半保留复制 【答案】D 【解析】A、DNA两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，所以用碱变性方法可以让新合成 的单链和模板链分开，即氢键断裂，在大肠杆菌体内解旋酶将双螺旋的两条链解开，所以 该过程在解旋酶作用下完成，A正确； B、实验1结果表明，被3H标记的DNA片段， 一类1000~2000个碱基的小片段，另一半是 大片段，DNA复制是以两条链为模 板，并有两个相反的方向， DNA复制是双向的，因为它 的两条链是反向平行的，所以在复制起点处两条链解开时，一条链是5'到3'方向，一条是 3'到5'方向，但是酶的识别方向都是5'到3' ，所以引导链合成的新的DNA是连续的，随 从链合成是不连续的，所以说明DNA复制过程中，一条链的复制是连续的，另一条是不连 续的，B正确； C、实验3中，DNA连接酶突变型大肠杆菌缺乏DNA连接酶，实验结果和实验1相同，即被 3H标记的片段，一半是1000～2000个碱基的DNA小片段，说明这些小片段不能形成大片段， 所以分析实验2、3结果，则说明大肠杆菌所形成的1000～2000个碱基的小片段子链需要 DNA连接酶进一步催化连接成新链，C正确； D、实验1、2、3不能体现每条子链与对应的模板链构成一个新的DNA分子，即不能说明 DNA复制方式为半保留复制，D错误。 8．如图表示大肠杆菌质粒DNA的复制过程，其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y 型结构。若该细菌的质粒DNA含有的碱基数目为m，胸腺嘧啶数目为a，下列叙述错误的是 （ ）A．该DNA复制的特点为边解旋边复制、双向复制 B．该过程需要解旋酶和DNA酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATP C．该DNA复制n次，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为（2n-1）×（m/2-a） D．该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键 【答案】B 【解析】A、据图分析，图中有两个复制叉，部分解旋后开始进行复制，体现该DNA复制过 程的特点是边解旋边复制、双向复制，A正确； B、该过程需要解旋酶和DNA聚合酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATP，B错误； C、DNA分子中含有的碱基数目为m，含有T的数目为a，则一个DNA分子中含有的C的数目 是（m-2a）/2，因此复制n次共需要G的数目为（2n-1）×（m-2a）/2，C正确； D、据题意可知，图中DNA含有的碱基数为m，即含有的脱氧核苷酸数为m，因为该DNA为 环状双链分子，磷酸二酯键数等于脱氧核苷酸数，因此复制过程形成2条环状的DNA链， 故形成的磷酸二酯键为m，D正确。 9．将一个人类造血干细胞中的所有核DNA用32P标记，置于无放射性的培养液中培养。第 一次细胞分裂过程中部分时期核DNA数目和染色体组数目如表4所示（不考虑变异），下 列说法中正确的是（ ） 甲时 乙时期 丙时期 期 核DNA数目 46 92 92 染色体组数目 2 2 4 A．甲时期时含32P的核DNA数为23个 B．乙时期时着丝粒可能排列在赤道面 C．丙时期时同源染色体可能正在分离 D．丙时期含32P的染色体数为46条 【答案】B 【解析】A、甲时期时应该为有丝分裂末期，含32P的核DNA数为46个，A错误；B、乙时期时为有丝分裂前或中期，若为中期，着丝粒可能排列在赤道面，B正确； C、丙时期为有丝分裂后期，不可能出现同源染色体分离，C错误； D、丙时期为有丝分裂后期，含32P的染色体数为92条，D错误。 10．对双链DNA分子进行加热会导致DNA解旋为单链结构（这一过程称为DNA分子的变 性），但DNA分子单链中的化学键并没有发生变化。对双链DNA分子加热使其解开一半时 所需的温度称为该DNA的熔点（Tm）。下列有关说法错误的是（ ） A．DNA分子变性只是破坏了DNA分子中的氢键 B．在格里菲思的肺炎双球菌转化实验中不存在DNA分子的变性 C．Tm值的大小与DNA分子中碱基G—C所占的百分比成正相关 D．变性后的DNA分子空间结构和生物学功能均发生了改变 【答案】B 【解析】A、根据题中信息可知，DNA分子变性破坏的仅仅是DNA分子中的氢键，A选项正 确； B、在格里菲思的肺炎双球菌转化实验中，有一组实验是将加热致死的S型细菌与R型活细 菌混合后注射到小鼠体内，在加热的过程中存在变性，B选项错误； C、G—C碱基对之间存在3个氢键，而A—T碱基对之间只存在2个氢键，故G+C所占的百 分比越大，Tm值也越大，C选项正确； D、变性后的DNA分子空间结构和生物学功能均发生了改变，D选项正确； 11．DNA复制始于基因组中的特定位置（复制起点），即启动蛋白的靶标位点。启动蛋白 识别“富含AT”（富含腺嘌呤和胸腺嘧啶碱基）的序列，一旦复制起点被识别，启动蛋白 就会募集其他蛋白质一起形成前复制复合物，从而解开双链DNA，形成复制叉。下列说法 错误的是（ ） A．细胞中DNA复制时的解旋过程是一个放能反应 B．DNA复制发生在以DNA为遗传物质的生物体中，是生物遗传的基础 C．复制叉的形成是多种蛋白质及酶参与的较复杂的过程，如解旋酶等 D．与其他序列相比，启动蛋白识别“富含AT”的序列更容易解开DNA双链 【答案】A 【解析】A、放能反应常伴随着ATP的合成，细胞中DNA复制时的解旋需要分解ATP以获得 能量，是一个吸能反应，A错误； B、核酸是遗传信息的携带者，DNA复制使遗传信息从亲代传给子代，保证了生物遗传信息 传递的稳定性，所以DNA复制发生在所有DNA为遗传物质的生物体中，是生物遗传的基础 是生物遗传的基础，B正确； C、复制叉的形成需要解开双链，需要解旋酶的参与，C正确； D、AT碱基对具有两个氢键，GC碱基对有三个氢键，所以“富含AT”的序列更容易解开 DNA双链，D正确。 12．用宏观的可视化现象检测分子层面发生的变化是生物学上常用的手段，下列相关描述 错误的是（ ） A．人鼠细胞融合后不同颜色的荧光均匀分布说明细胞膜上的蛋白质是可以流动的 B．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，产生的子代噬菌体有的带放射性说明DNA是遗传物质 C．用荧光标记的DNA探针检测白化病基因，若DNA片段带荧光则检测者一定患白化病 D．大肠杆菌繁殖的第一代，离心管中仅含中带可以排除DNA全保留的复制方式 【答案】C 【解析】A、分别用不同颜色的荧光标记人鼠细胞膜表面蛋白，若荧光均匀分布则说明细胞 膜上的蛋白质是可以流动的，A正确； B、用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，产生的子代噬菌体有的带放射性说明DNA传给了后 代，DNA是遗传物质，B正确； C、用荧光标记的DNA探针检测白化病基因，若DNA片段带荧光则说明检测者有白化病基因， 但不一定患病，有可能是携带者，C错误； D、大肠杆菌繁殖的第一代，离心管中只含有14N—15N的中带，则可排除全保留复制（该复 制方法离心管中应含有重带和轻带两条带），D正确。 13．复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。在复制启动时，尚未解开螺旋的亲代 双链DNA同新合成的两条子代双链DNA的交界处形成的Y型结构，就称为复制叉。如图为 DNA复制时，形成的复制泡和复制叉示意图，其中a~h代表相应位置。下列相关叙述错误 的是（ ） A．根据子链的延伸方向，可以判断图中a处是模板链的5'端 B．图中e处子链的合成与f处子链的合成所用到的酶种类可能不同 C．若一条母链中（G+C）有m个，则另一条母链中（G+C）也有m个 D．DNA分子通过半保留复制合成的两条新链的碱基序列完全相同 【答案】D 【解析】A、子链的延伸方向是从5'向3'端延伸，且与模板链的关系是反向平行关系，因 此，根据子链的延伸方向，可以判断图中a处是模板链的5'端，A正确； B、图中e处子链的合成与f处子链的合成用到酶的种类可能不同，前者用到DNA聚合酶， 后者可能还需要用到DNA连接酶，B正确； C、若一条母链中（G+C）有m个，由于这两条母链间是互补关系，而DNA分子中具有互补 关系的碱基之和所占的比例在两条链中和在两条单链中的比值是相等的，据此可知另一条 母链中（G+C）也有m个，C正确。 D、DNA分子通过半保留复制合成的两条新链的碱基序列完全应为互补的，所以不同，D错 误。14．早期对 DNA复制方式的推测有三种∶半保留复制———复制后每条母链均与新合成的 互补子链组成一个 DNA分子；全保留复制——原来的两条 DNA 母链全部保留在一个 DNA 分子中，新复制出的DNA 由两条新的子链组成；不保留复制———在复制过程中亲本 DNA 双链被切割成小片段，分散在新合成的DNA 双链分子中。用DNA 双链均被15N 标记的大肠 杆菌（亲代），转移到含14N 的培养基中培养，需要对第几代大肠杆菌的DNA进行抽提和 氯化铯密度梯度离心分析，才能对 DNA 复制采用何种方式做出正确判断（ ） A．第一代 B．前两代 C．前三代 D．前四代 【答案】B 【解析】用DNA 双链均被15N 标记的大肠杆菌（亲代），转移到含14N 的培养基中培养， 若为全保留复制，每一代DNA分子存在两种情况：重带和轻带；若为半保留复制，第一代 DNA分子存在1种情况：中带，第二代以及第二代后DNA分子存在两种情况：中带和轻带； 若为不保留复制，每一代DNA分子存在1种情况：中带；因此对前两代大肠杆菌的DNA进 行抽提和氯化铯密度梯度离心分析，可对 DNA 复制采用何种方式做出正确判断，B正确。 15．端粒是存在于染色体两端的一段特殊序列的DNA．端粒学说认为随细胞不断分裂，线 性染色体的末端不断缩短，当缩短至染色体的临界长度时，细胞将失去活性而衰老死亡。 研究发现，端粒缩短与DNA复制方式有关，不易分裂的上皮细胞、软骨细胞端粒酶的活性 很低，而分裂旺盛的癌细胞、造血干细胞端粒酶的活性较高。如图为人体细胞内DNA复制 部分过程示意图，相关叙述错误的是（ ） A．由图可知A物质是DNA聚合酶，该过程可体现出DNA分子复制时边解旋边复制的特点 B．引物是具有3′端和5′端的单链结构且被切除时并不影响DNA分子的结构 C．最后一个冈崎片段的引物切除后无法修复，可能是由于缺少引物，也可能是缺少5′端 上游的序列 D．可通过提高端粒酶活性或数量等方法延缓细胞衰老 【答案】A 【解析】A、由图可知A物质是解旋酶，A错误； B、由图可知引物是具有3′端和5′端的单链结构，在DNA聚合酶的作用下，可将游离的脱氧核苷酸逐个加到引物的3’端延伸DNA子链。引物被切除后的“空白”区域可通过新 链合成修复，不影响DNA分子的结构，B正确； C、DNA分子的复制是从5’端到3’端复制，因而一条DNA分子的子链在复制时是不连续的。 必须借助引物的参与，并且游离的脱氧核苷酸要连接在DNA片段的3’端，所以最后冈崎 片段的引物切除后无法修复，可能是由于缺少引物，也可能是缺少5’端上游的序列。C正 确； D、端粒酶可以修复DNA复制过程中的“空白”区域，理论上可以通过提高端粒酶活性或数 量来增加DNA复制的次数，延缓细胞衰老。D正确。 16．下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关叙述错误的是（ ） A．朱红眼和深红眼基因不是一对等位基因 B．基因通常是有遗传效应的DNA片段 C．截翅基因和棒眼基因的遗传不遵循基因自由组合定律 D．图中各个基因同时在一个细胞内表达 【答案】D 【解析】A、图中朱红眼基因和深红眼基因位于一条染色体上，为非等位基因，A正确； B、基因是有遗传效应的DNA片段，是生物遗传的基本功能单位，B正确； C、截翅基因和棒眼基因位于一条染色体上，故不遵循基因的自由组合定律，C正确； D、由于基因的选择性表达，图中所示的各个基因不都是同时表达，也不都在一个细胞中完 成表达，D错误。 17．人类基因组计划测定的是24条染色体上DNA的碱基序列。每条染色体上有1个DNA分 子。这24个DNA分子大约含有31.6亿个碱基对，其中构成基因的碱基数占碱基总数的比 例不超过2%。下列说法正确的是（ ） A．人类基因组计划需要测定22条常染色体和X、Y染色体上基因中的碱基序列 B．生物体的DNA分子数目和基因数目相同，但构成基因的碱基总数小于构成DNA分子的碱 基总数 C．沃森和克里克主要以威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出 DNA呈螺旋结构 D．构成每个基因的碱基都包括A、T、G、C、U5种 【答案】C 【解析】A、人类基因组计划需要测定22条常染色体和X、Y染色体上DNA中的碱基序列，A错误； B、基因是有遗传效应的DNA片段，因此生物体的DNA分子数目和基因数目不相同，基因碱 基总数小于DNA分子的碱基总数，B错误； C、沃森和克里克主要以威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出 DNA呈螺旋结构，C正确； D、基因的碱基包括A、T、G、C4种，不含有U，D错误。 18．中国大百科全书中描述：基因是含特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传信息的最小功 能单位。下列有关基因的叙述正确的是（ ） A．美国的生物学家摩尔根把孟德尔的遗传因子命名为基因 B．基因都在染色体上，且呈线性排列 C．基因的遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序中 D．基因都是双链的，含有A、T、C、G四种碱基 【答案】C 【解析】A、1909年，丹麦的生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”命名为基因，A错误； B、真核生物的核基因位于染色体上，质基因不在染色体上，B错误； C、基因中的碱基对的排列顺序代表遗传信息，即基因的遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序中， C正确； D、基因是含特定遗传信息的核苷酸序列，而核苷酸有两类，据此可知，基因是有遗传效应 的DNA或RNA片段，D错误。 19．下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是（ ） A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目 B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定 C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和 D．某DNA含2018对碱基，其一单链A：T：C：G=2：0：1：8，则碱基对排列顺序可有42018 种 【答案】B 【解析】A、正常情况下，一条染色体含一个DNA，在细胞分裂时，由于DNA复制，一条染 色体含两个DNA，A错误； B、体细胞有丝分裂生成的子细胞含有一套与母细胞相同的染色体和DNA，保证亲代细胞和 子代细胞间遗传性状的稳定，B正确； C、基因是有遗传效应的DNA片段，有的DNA片段不是基因，故细胞中DNA分子的碱基对数 大于所有基因的碱基对数之和，C错误； D、某DNA含2018对碱基，其一单链A：T：C：G=2：0：1：8，由于A、T、C、G的比例一 定、数量有限，因此遗传信息远小于42018种，D错误。 20．人的血红蛋白由4条肽链组成，控制人的血红蛋白的基因分别位于11号、16号染色体 上，但在人的不同发育时期血红蛋白分子的组成是不相同的。下图表示人的不同时期表达 的血红蛋白基因及血红蛋白组成，据图判断下列分析错误的是（ ）A．基因与性状之间并不都是一一对应的线性关系，血红蛋白受多个基因控制 B．图中的多种血红蛋白基因之间均为非等位基因，其表达有时间顺序 C．人的配子内包含图中的全部6种基因，但这6种基因在配子中均不表达 D．胎儿的红细胞中存在图中所示的任何基因，但成年人的红细胞中不存在 【答案】D 【解析】A、从图示可以看出，基因与性状之间并不都是一一对应的线性关系，控制人的血 红蛋白的基因有6种，A正确； B、等位基因是指在同源染色体上同一位置控制相对性状的基因，血红蛋白基因是位于同一 染色体的不同位置或者非同源染色体上，人的不同发育时期表达的血红蛋白基因不同，B 正确； C、配子中含有该个体的全部基因，人的配子内包含11号和16号染色体，因此包含图中的 全部6种基因，但是血红蛋白基因只在红细胞中表达，C正确； D、人的成熟的红细胞中没有细胞核，没有图中所示的任何基因；未成熟的红细胞中含有细 胞核，有图中所示的任何基因，D错误。 21．如图所示，细菌分裂时，其拟核DNA以特定的一个部位特异性地结合在细胞膜的附着 点上。拟核DNA复制形成的两个子DNA随着细胞膜的生长而分离，分别进入两个子细胞中。 回答下列问题。 (1)细菌细胞膜的基本支架是_____________。 (2)结合图示，从遗传稳定性的角度分析，细菌细胞膜的附着点在细菌细胞分裂中的意义是 _____________。有丝分裂时，动物细胞中与图示过程中细菌细胞膜的作用相似的结构是 ______________。 (3)拟核DNA上的复制原点（即DNA复制的特定起始位点）发生突变后，会影响拟核DNA与 细胞膜的结合。推测拟核DNA通过复制原点与细胞膜附着点的蛋白质特异性结合。为验证该推测，实验思路如下： ①设法从拟核DNA与细胞膜结合的复合物上分离出与细胞膜结合的DNA片段，以 _____________为探针，与该片段进行DNA分子杂交，若出现杂交带，则表明细菌拟核DNA 与细胞膜结合的部位是其复制原点。 ②设法分离出拟核DNA与细胞膜结合的复合物中的膜蛋白a和脂质a、非结合部位的膜蛋白 b和脂质c，用复制原点分别对它们进行专一性结合检测，若_______________，则表明细 胞膜上与复制原点结合的是该结合部位的特定蛋白质。 【答案】(1)磷脂双分子层 (2)将复制形成的两个DNA分子平均分到两个子细胞（或：使遗传物质平均分配到子细胞 中） 纺锤体（中心体、中心粒） (3)（标记的）复制原点片段（/复制原点DNA片段的一条链复制原点DNA片段单链） 只有膜蛋白a能与复制原点进行专一性结合（或：膜蛋白a与复制原点进行专一性结合， 脂质a、非结合部位的膜蛋白b和脂质c不与复制原点进行专一性结合） 【分析】(1)磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，细菌细胞膜的基本支架也是如此。 (2)结合图示，从遗传稳定性的角度分析，细菌细胞膜的附着点能将复制形成的两个DNA分 子平均分到两个子细胞，从而保证了细菌细胞分裂过程中遗传物质的平均分配。有丝分裂 时，动物细胞中有中心体，在中心体发出的纺锤丝的牵引下完成了遗传我物质的平均分配， 因此中心体在有丝分裂中的功能与图示过程中细菌细胞膜的作用相似。 (3)本实验的目的是验证拟核DNA是否通过复制原点与细胞膜附着点的蛋白质特异性结合， 因此，实验设计中首先需要检测是否通过复制原点实现结合，再次检测是否通过细胞膜上 的蛋白质发生特异性结合，据此实验思路如下： ①设法从拟核DNA与细胞膜结合的复合物上分离出与细胞膜结合的DNA片段，以（标记 的）复制原点片段为探针，与该片段进行DNA分子杂交，其原理是碱基互补配对原则，若 出现杂交带，则表明细菌拟核DNA与细胞膜结合的部位是其复制原点，然后进行后续的第 二步。 ②设法分离出拟核DNA与细胞膜结合的复合物中的膜蛋白a和脂质a、非结合部位的膜蛋白 b和脂质c，用复制原点分别对它们进行专一性结合检测，若只有膜蛋白a能与复制原点进 行专一性结合，则可证明细胞膜上与复制原点结合的是该结合部位的特定蛋白质，而不是 其他的物质。 22．现有一部分灰色和黄色两种体色的果蝇，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色 这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本 定律。请回答下列问题： (1)甲同学从上述果蝇中选出一只黄色雌果蝇与一只灰色雄果蝇为亲本杂交，F 的雌果蝇全 1 为灰色，雄果蝇全为黄色，根据甲同学的杂交实验结果，能不能证明控制果蝇体色的基因 位于X染色体上?为什么? _____________________________。 (2)果蝇被广泛地应用于遗传学研究的各个方面，用15N 对果蝇精原细胞的一条染色体上的 DNA两条链进行标记，正常情况下(不考虑交叉互换)这一精原细胞减数分裂形成的精子中， 含15N的精子所占比例为________。 (3)确定果蝇某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，可采用的杂交方法是_____。 (4)科研人员将红色和绿色荧光蛋白的基因导入果蝇的受精卵中，筛选出荧光蛋白基因成功 整合到常染色体上的转基因果蝇。经检测某雌蝇的体细胞中含有两种荧光蛋白基因(假定荧 光蛋白基因均能正常表达)。 ①两种荧光蛋白基因只存在于一条染色体上(不发生任何变异)，此雌蝇与正常雄蝇交配， 则后代中能产生荧光的个体所占比值是_________。 ②两种荧光蛋白基因存在于两条非同源染色体上，此雌蝇与正常雄蝇交配，则后代中能产 生荧光的个体所占比值是____________。 【答案】(1)不能，因为如果控制体色的一对等位基因位于 X、Y 染色体的同源区段上，父 本为杂合子（ XaXa×XAYa ），也会出现相同的实验结果 (2)1/2 (3)正交和反交 (4) 1/2 3/4 【分析】（1）因为如果控制体色的一对等位基因位于 X、Y 染色体的同源区段上，父本为 杂合子（ XaXa×XAYa ），也会出现题干的实验结果，所以不能证明控制果蝇体色的基因位 于X染色体上。 （2）根据染色条的半保留复制原理可知，复制后的子染色体有20条被标记，精原细胞减 数分裂形成4个精子中，有2个被标记，含15N的精子所占比例为1/2。 （3）可采用正交和反交，验证某性状由细胞核基因决定，还是由细胞质基因决定，若正反 交结果符合孟德尔遗传定律，则其为核基因决定；若正反交结果只和母本一致，则其且质 基因决定。 （4）①两种荧光蛋白基因只存在于一条染色体上（假设用A和B基因表示），此雌蝇 （AB/ab）与正常雄蝇（ab/ab）交配，雌蝇产生的配子是AB：ab=1：1，则后代中能产生 荧光的个体所占比值是1/2。 ②两种荧光蛋白基因存在于两条非同源染色体上，此雌蝇（AaBb）与正常雄蝇（aabb）交 配，雌蝇产生的配子是AB：Ab：aB：ab=1：1：1：1，则后代中能产生荧光的个体（含A 或B）所占比值是3/4。 23．如下图是某染色体DNA分子的局部结构示意图。请据图分析回答： (1)该DNA分子有_______个游离的磷酸基团，两条单链按_______方式盘旋成双螺旋结构。 (2)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，细胞在该培养液中分 裂5次，DNA分子也复制5次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子数和含15N的DNA分子数的比例为________ (3)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5次，需要游离的 胞嘧啶脱氧核苷酸_______个。 【答案】(1) 2 反向平行 (2)1：16 (3)31（a/2－m） 【分析】(1)DNA分子结构的主要特点之一：DNA分子是由两条链组成的，每一条链上含有 1个游离的磷酸基团，因此该DNA分子有2个游离的磷酸基团，DNA分子中两条链按反向平 行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)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培养，细胞分裂5次，即 DNA复制5次，获得32个DNA分子，其中有2个DNA分子同时含有14N和15N，30个DNA分子 只含有15N，所以子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为2：32=1： 16。 (3)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，所以胞嘧啶数为（a/2-m），复制5 次，共增加DNA分子(25-1)=31个，所以需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为31·(a/2－m)个。 24．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D NA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F 有丝分裂中期的细胞中可观 1 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】磷酸二酯 脱氧核苷酸 氢 碱基互补配对 4 6 2和4 【解析】（1）根据题意和图示分析可知：DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键从而产生切口，形成一段一段的DNA分子片段。在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的四种 脱氧核苷酸为原料，合成荧光标记的DNA探针。 （2）DNA分子是双链结构，通过氢键连接．将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中氢键 断裂，形成单链，随后在降温复性过程中，探针的碱基按照A-T、C-G的碱基互补配对原则， 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含有2个 DNA分子共有4条链，所以最多可有4条荧光标记的DNA片段。 （3）由于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F，有丝分裂中期的细胞（AABC）中可观察到6个荧光点，在减数第 1 一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到含A和含AB的2和4个荧光点。