?易錯(cuò)點(diǎn)13 DNA的結(jié)構(gòu)及復(fù)制



1.堿基計(jì)算
①不同生物的DNA分子中互補(bǔ)配對(duì)的堿基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性。
②若已知A占雙鏈的比例=c%,則A1/單鏈的比例無法確定,但最大值可求出為2c%,最小值為0。
2.水解產(chǎn)物及氫鍵數(shù)目計(jì)算
①DNA水解產(chǎn)物:初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸,徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。
②氫鍵數(shù)目計(jì)算:若堿基對(duì)為n,則氫鍵數(shù)為2n~3n;若已知A有m個(gè),則氫鍵數(shù)為3n-m。
3.DNA復(fù)制計(jì)算
在做DNA分子復(fù)制的計(jì)算題時(shí),應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”,是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”


1．下列關(guān)于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是（???????）
A．核苷酸數(shù)目相同的2個(gè)DNA分子，其氫鍵數(shù)目一定相同
B．若質(zhì)粒含有2 000個(gè)堿基，則該分子同時(shí)含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)
C．某雙鏈DNA分子中胞嘧啶占25%，則每條單鏈上的胞嘧啶占25%~50%
D．某雙鏈DNA分子中有胸腺嘧啶312個(gè)，占總堿基的比例為26%，則該DNA分子上有鳥嘌呤288個(gè)
【答案】D
【分析】1.DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn):(1）DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架;堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，并且堿基配對(duì)有一定的規(guī)律:A(腺嘌呤)一定與T(胸腺崆啶)配對(duì);G(鳥嘌呤)一定與C(胞崆啶）配對(duì);其中A-T之間有2個(gè)氫鍵、C-G之間有3個(gè)氫鍵。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。
2、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu):
①DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。
②DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基在內(nèi)測。
③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接起來，形成堿基對(duì)且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。
【詳解】A、A-T之間有2個(gè)氫鍵、C-G之間有3個(gè)氫鍵，因此核苷酸數(shù)目相同的2個(gè)DNA分子，其氫鍵數(shù)目不一定相同，A錯(cuò)誤;
B、質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，其中不含游離的磷酸基團(tuán)，B錯(cuò)誤;
C、某DNA分子內(nèi)胞嘧啶占25%，則每條單鏈上的胞崆啶占（全部堿基數(shù)目）0%～50%，C錯(cuò)誤;
D、某DNA分子上有胸腺哼啶312個(gè)，占總堿基比例為26%，則該DNA分子上堿基總數(shù)為312÷26%=1200個(gè)，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，該DNA分子中有鳥嘌呤1200× (50%－26%）=288個(gè)，D正確。
故選D。
2．下列關(guān)于DNA復(fù)制的說法，錯(cuò)誤的是（???????）
A．通過DNA復(fù)制，遺傳信息在親子代細(xì)胞間一定保持不變
B．以親代DNA分子的兩條母鏈分別作為模板進(jìn)行復(fù)制
C．復(fù)制過程中，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行
D．形成子鏈時(shí)，相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖和磷酸基團(tuán)之間形成磷酸二酯鍵
【答案】A
【分析】1、DNA分子復(fù)制的過程：
①解旋:在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開；
②合成子鏈:以解開的每一條母鏈為模板，以游離的四種脫氧核苷酸為原料，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈；
③形成子代DNA:每條子鏈與其對(duì)應(yīng)的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而形成2個(gè)與親代DNA完全相同的子代DNA分子。
2、復(fù)制需要的基本條件：
(1)模板:解旋后的兩條DNA單鏈；
(2)原料:四種脫氧核苷酸；
(3)能量:ATP；
(4)酶:解旋酶、DNA聚合酶等。
3、DNA復(fù)制的生物學(xué)意義:
(1)遺傳信息的傳遞，使物種保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)；
(2）由于復(fù)制的差錯(cuò)出現(xiàn)基因突變，為生物進(jìn)化提供原始選擇材料。
【詳解】A、通過DNA的復(fù)制，完成遺傳信息的傳遞，使物種保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，在復(fù)制過程中若出現(xiàn)差錯(cuò)，也會(huì)導(dǎo)致遺傳信息發(fā)生改變，A錯(cuò)誤;
B、DNA復(fù)制的模板是親代DNA分子的兩條母鏈，B正確;
C、復(fù)制過程中，始終按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行，C正確;
D、形成子鏈時(shí)，相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖和磷酸間可形成磷酸二酯鍵，D正確。
故選A。
3．1958年，科學(xué)家將DNA被15N全部標(biāo)記的大腸桿菌（第一代）轉(zhuǎn)入以14NH4C1為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，分別取完成一次細(xì)胞分裂的細(xì)菌（第二代）和完成兩次細(xì)胞分裂的細(xì)菌（第三代），提取其DNA并做離心和分析。下列敘述錯(cuò)誤的是（???????）
A．該實(shí)驗(yàn)采用了密度梯度超速離心的方法
B．提取DNA后離心是為了排除蛋白質(zhì)、RNA等含氮物質(zhì)的干擾
C．探究DNA復(fù)制方式實(shí)驗(yàn)時(shí)，可用酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料
D．通過觀察第二代細(xì)菌的DNA條帶分布，無法判斷DNA的復(fù)制方式
【答案】C
【分析】用15N標(biāo)記的DNA分子，放入14N培養(yǎng)基中進(jìn)行復(fù)制，由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，最終只有2個(gè)子代DNA各含1條15N鏈，1條14N鏈，其余DNA都含14N，所以復(fù)制若干次以后含有15N的DNA分子數(shù)是2個(gè)
【詳解】A、該實(shí)驗(yàn)采用了密度梯度離心的方法，A正確；
B、提取DNA后離心去除各種物質(zhì)，是為了排除蛋白質(zhì)、RNA等含氮物質(zhì)的干擾，B正確；
C、探究DNA復(fù)制方式實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選用繁殖周期短、結(jié)構(gòu)簡單的細(xì)菌作為實(shí)驗(yàn)材料，C錯(cuò)誤；
D、第二代細(xì)菌的DNA條帶分布，可能是全保留復(fù)制方式產(chǎn)生，D正確。
故選C。



1.DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律
(1)在DNA雙鏈中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相同，即A＋G＝T＋C。
(2)互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相同，即若在一條鏈中＝m，在互補(bǔ)鏈及整個(gè)DNA分子中＝m。
(3)非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，在整個(gè)DNA分子中為1，即若在DNA分子的一條鏈中＝a，則在其互補(bǔ)鏈中＝，而在整個(gè)DNA分子中＝1。
2.“圖解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算

(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制n次，則：
①子代DNA共2n個(gè)
②脫氧核苷酸鏈共2n＋1條
(2)DNA分子復(fù)制過程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)
①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)。
②第n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1。




1．下列關(guān)于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是（???????）
A．DNA分子一條鏈上的（A＋T）/（G＋C）越大，熱穩(wěn)定性越強(qiáng)
B．某環(huán)狀DNA分子含有2000個(gè)堿基，則該分子同時(shí)含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)
C．某DNA分子內(nèi)胞嘧啶占25%，則每條單鏈上的胞嘧啶占25%~50%
D．某DNA分子上有胸腺嘧啶312個(gè)，占總堿基比例為26%，則該DNA分子上有鳥嘌呤288個(gè)
【答案】D
【分析】本題考查DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，要求考生識(shí)記DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，掌握堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其應(yīng)用；理解DNA分子具有多樣性的含義，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確判斷各選項(xiàng)。
【詳解】A、DNA中G+C越多越穩(wěn)定，因?yàn)镚-C之間有三個(gè)氫鍵，所以比值越小越穩(wěn)定，A錯(cuò)誤;
B、環(huán)狀DNA分子首尾相連，不含游離的磷酸基團(tuán)，B錯(cuò)誤；
C、如果DNA內(nèi)胞嘧啶占25%，胞嘧啶分布在兩條DNA單鏈上，因此每一條單鏈上胞嘧啶占0～50%，C錯(cuò)誤；
D、由DNA分子的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，雙鏈DNA中A+C=T+G=50%，因此如果DNA分子有胸腺嘧啶312個(gè)，占總堿基比為26%，則鳥嘌呤G占總數(shù)的24%，數(shù)量是312÷26%×24%=288，D正確。
故選D。
2．（不定項(xiàng)選擇）如圖，雙脫氧核苷三磷酸（ddNTP）的結(jié)構(gòu)與脫氧核苷三磷酸（dNTP）相似（N 代表 A、G、C、T 中的一種），都能作 DNA 復(fù)制的原料。DNA 復(fù)制時(shí)，若連接上的是 ddNTP，子鏈延伸終止；若連接上的是 dNTP，子鏈延伸繼續(xù)。某同學(xué)要獲得被32P 標(biāo)記的以堿基“T”為末端的、各種不同長度的 DNA 子鏈，在人工合成體系中，已有適量的 GTACATACATC……單鏈模板、引物、DNA 聚合酶和相應(yīng)的緩沖液，還要加入下列哪些原料？（ ）

A．α 位32P 標(biāo)記的 ddTTP B．γ 位32P 標(biāo)記的 ddTTP
C．dGTP，dATP，dTTP，dCTP D．dGTP，dATP，dCTP
【答案】AC
【分析】DNA分子復(fù)制的場所、過程和時(shí)間：
（1）DNA分子復(fù)制的場所：細(xì)胞核、線粒體和葉綠體；
（2）DNA分子復(fù)制的過程：
①解旋：在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開；
②合成子鏈：以解開的每一條母鏈為模板，以游離的四種脫氧核苷酸為原料，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈；
③形成子代DNA：每條子鏈與其對(duì)應(yīng)的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而形成2個(gè)與親代DNA完全相同的子代DNA分子；
（3）DNA分子復(fù)制的時(shí)間：有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。
【詳解】ddTTP要作為DNA復(fù)制的原料則需要脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)，故應(yīng)將放射性32P標(biāo)記于α位；該同學(xué)的目的是為得到放射性標(biāo)記T為末端的、不同長度的子鏈DNA片段。則必須提供四種dNTP，即dGTP、dATP、dTTP、dCTP，如果沒有dTTP，則所有片段長度均一致，因?yàn)樗凶渔溤诤铣蓵r(shí)均在第一個(gè)T處摻入雙脫氧的T而停止復(fù)制，AC正確，
故選AC。
3．將含15N－DNA的親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖數(shù)代，用某種離心法分離得到的結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

（1）真核細(xì)胞中DNA復(fù)制主要發(fā)生在______________中，其復(fù)制的原料為______________。
（2）圖中試管Ⅱ?yàn)橛H代DNA復(fù)制第________代的結(jié)果，這一代細(xì)菌含15N的DNA分子比例為_______。
（3）若14N－DNA的相對(duì)分子質(zhì)量為A，15N－DNA的相對(duì)分子質(zhì)量為B，預(yù)計(jì)第三代細(xì)菌DNA的平均相對(duì)分子量為______________。
（4）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA復(fù)制方式為______________。
【答案】???? 細(xì)胞核???? （4種）脫氧核苷酸???? 二???? 1/2???? （7a+b）/8???? 半保留復(fù)制
【分析】DNA的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)分裂前的間期，主要在細(xì)胞核中進(jìn)行，需要原料(四種游離的脫氧核苷酸)、模板( DNA的兩條鏈)、酶(解旋酶和DNA聚合酶)、能量。DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，復(fù)制后形成的雙鏈DNA分子中，總有一條鏈來自原來DNA分子的母鏈。
【詳解】（1）真核細(xì)胞DNA復(fù)制主要發(fā)生在細(xì)胞核中，復(fù)制的原料為四種游離的脫氧核苷酸。
（2）親代DNA復(fù)制第二代，共有4個(gè)子代DNA分子，其中兩個(gè)DNA分子的兩條鏈全含14N，兩個(gè)DNA分子的一條鏈含14N，一條鏈含15N，所以離心結(jié)果呈現(xiàn)1/2輕帶和1/2中帶，即為試管II所呈現(xiàn)的結(jié)果，細(xì)菌含15N的DNA分子比例為1/2。
（3）第三代共8個(gè)DNA分子，由于DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，8個(gè)DNA分子中，共有2條鏈?zhǔn)?5N，其余為14N，可以簡單理解為7個(gè)14N－DNA，1個(gè)15N－DNA，所以第三代細(xì)菌DNA的平均相對(duì)分子量為（7a+b）/8。
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。
【點(diǎn)睛】本題考查學(xué)生對(duì)DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)的理解。


1．某DNA（14N）含有1000個(gè)堿基對(duì)，腺嘌呤占20%，若將該基因在15N的環(huán)境中復(fù)制3次，將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行離心，得到圖1結(jié)果，如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，得到圖2結(jié)果，下列有關(guān)分析不正確的是（???????）

A．X層與Y層中DNA分子質(zhì)量比小于1：3
B．Y層中含15N標(biāo)記的鳥嘌呤有3600個(gè)
C．Z層全部是僅含14N的DNA單鏈
D．Z層與W層的核苷酸數(shù)之比為1：8
【答案】D
【分析】DNA分子復(fù)制時(shí)，以DNA的兩條鏈為模板，合成兩條新的子鏈，每個(gè)DNA分子各含一條親代DNA分子的母鏈和一條新形成的子鏈，稱為半保留復(fù)制。
【詳解】A、由于DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制，所以該DNA復(fù)制次后產(chǎn)生的23=8個(gè)子代DNA分子中有兩個(gè)DNA分子是一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，這兩個(gè)DNA分子處于X層，另外的6個(gè)DNA分子只含15N，位于圖1的Y層，即X層與Y層中DNA分子數(shù)量比為1∶3，由于X層的DNA分子平均分子量小于Y層的DNA平均分子質(zhì)量，因此，X層與Y層中DNA分子質(zhì)量比小于1∶3，A正確；
B、由于DNA分子復(fù)制了3次，產(chǎn)生了8個(gè)DNA分子，Y層有6個(gè)DNA分子（兩條鏈全部是15N標(biāo)記的）。在含有1000個(gè)堿基對(duì)的DNA分子中，腺嘌呤占20%，因此鳥嘌呤占30%，共600個(gè)。所以Y層中15N標(biāo)記的鳥嘌呤為600×6=3600個(gè)，B正確；
C、該DNA分子復(fù)制了3次，產(chǎn)生的8個(gè)DNA分子中，2個(gè)DNA分子含14N和15N，6個(gè)DNA分子只含15N，將全部復(fù)加入解旋酶處理后獲得16條DNA單鏈，其中含有14N的單鏈只有兩條，即Z層全部是僅含14N的DNA單鏈，C正確；
D、由于DNA分子復(fù)制了3次，產(chǎn)生了8個(gè)DNA分子，含16條脫氧核苷酸鏈，其中含15N標(biāo)記的有14條鏈，含有14N的單鏈只有兩條，所以Z層與W層的核苷酸之比為2∶14=1∶7，D錯(cuò)誤。
故選D。
2．真核生物的DNA分子中有多個(gè)復(fù)制起始位點(diǎn)，可以大大提高DNA復(fù)制速率。中科院李國紅團(tuán)隊(duì)通過研究揭示了一種精細(xì)的DNA復(fù)制起始位點(diǎn)的識(shí)別調(diào)控機(jī)制，該成果入選2020年 中國科學(xué)十大進(jìn)展。下列敘述錯(cuò)誤的是（　?。?br /> A．DNA復(fù)制起始位點(diǎn)是解旋酶與DNA的初始結(jié)合位點(diǎn)
B．DNA的兩條鏈在復(fù)制起始位點(diǎn)解旋后都可以作為復(fù)制模板
C．DNA復(fù)制時(shí)可能是從復(fù)制起始位點(diǎn)開始同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行
D．可將外源的尿嘧啶類似物摻入新合成的DNA鏈中來鑒定復(fù)制起始位點(diǎn)
【答案】D
【分析】DNA分子的復(fù)制時(shí)間：有絲分裂和減數(shù)第一次分裂前的間期；條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）；過程：邊解旋邊復(fù)制；結(jié)果：一條DNA復(fù)制出兩條DNA；特點(diǎn)：半保留復(fù)制。
【詳解】A、DNA解旋成為單鏈之后才能開始復(fù)制，而解旋酶的作用是使DNA雙鏈中氫鍵打開，因此，DNA復(fù)制起始位點(diǎn)是解旋酶與DNA的初始結(jié)合位點(diǎn)，A正確；
B、DNA復(fù)制過程是以解開的兩條單鏈分別為模板進(jìn)行的，即DNA的兩條鏈在復(fù)制起始位點(diǎn)解旋后都可以作為復(fù)制模板，B正確；
C、DNA復(fù)制時(shí)可能是從復(fù)制起始位點(diǎn)開始同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行，而且表現(xiàn)為多起點(diǎn)復(fù)制，進(jìn)而提高了DNA分子的合成效率，C正確；
D、尿嘧啶不是組成DNA的堿基，故不能將其類似物摻入新合成的DNA鏈中鑒定復(fù)制起始位點(diǎn)，D錯(cuò)誤。
故選D。
3．某含100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子中，鳥嘌呤占全部堿基的22%，其中一條單鏈上胞嘧啶占該鏈堿基的28%，將該DNA分子放在含有放射性同位素標(biāo)記的胸腺嘧啶培養(yǎng)基中復(fù)制一代，后轉(zhuǎn)移到不含放射性同位素標(biāo)記的培養(yǎng)基上繼續(xù)復(fù)制，下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是（　?。?br /> A．在該DNA分子的另一條單鏈上，C占全部堿基的8%
B．該DNA分子標(biāo)記后轉(zhuǎn)移再進(jìn)行連續(xù)復(fù)制三次后，被標(biāo)記的DNA分子占全部DNA分子的1/8
C．該DNA分子連續(xù)復(fù)制，第三次復(fù)制需要消耗A共392個(gè)
D．該DNA分子中胸腺嘧啶的個(gè)數(shù)為56個(gè)
【答案】C
【分析】DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，磷酸和脫氧核糖交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)，兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接形成堿基對(duì)，且遵循A與T配對(duì)、G與C配對(duì)的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，配對(duì)的堿基相等。
【詳解】A、DNA分子含有200個(gè)堿基，其中G=C=200×22%=44個(gè)，A=T=200×（50%-22%）=56個(gè)，一條單鏈上胞嘧啶占該鏈堿基的28%，則另一條單鏈上C占全部堿基的（2×22%-28%）÷2=8%，A正確；
B、根據(jù)題意分析，該DNA分子復(fù)制一代的DNA分子只有一條鏈被標(biāo)記，標(biāo)記后轉(zhuǎn)移再進(jìn)行連續(xù)復(fù)制三次后，形成8個(gè)DNA分子，其中只有1個(gè)DNA分子含有放射性，因此被標(biāo)記的DNA分子占全部DNA分子的1/8，B正確；
C、該DNA分子連續(xù)復(fù)制，第三次復(fù)制需要消耗A=（23-1）×56=224個(gè)，C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)題意分析，DNA分子含有200個(gè)堿基，其中G=C=200×22%=44個(gè)，A=T=200×（50%-22%）=56個(gè)，D正確。
故選C。
4．同位素標(biāo)記法是一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，下列說法錯(cuò)誤的是（???????）
A．以14C作“地質(zhì)時(shí)鐘”，可預(yù)測化石中生物所生存的年代
B．用32P標(biāo)記制成基因探針，可用于目的基因的檢測和鑒定
C．將單克隆抗體與3H放射性同位素結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，能在原位殺死癌細(xì)胞
D．利用15N和14N相對(duì)原子質(zhì)量不同的原理探究DNA半保留復(fù)制方式
【答案】C
【分析】同位素標(biāo)記法：科學(xué)家通過追蹤同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程。如分泌蛋白的合成運(yùn)輸，魯賓和卡門研究光合作用產(chǎn)物氧氣的來源，卡爾文研究暗反應(yīng)過程以及必修二中研究DNA分子復(fù)制的機(jī)制等都采用了同位素標(biāo)記法。
【詳解】A、元素的同位素衰變的半衰期是固定的，同種元素中同位素的含量有一個(gè)固定的比率，可以通過測量物品中某種元素同位素的含量，來確定該物體中的元素經(jīng)過多長時(shí)間的衰變，從而知道年代。利用14C同位素放射性衰變規(guī)律進(jìn)行測年技術(shù)稱為14C年代測定技術(shù)，也稱放射性碳定年法，可預(yù)測化石中生物生存的年代，A正確；
B、用放射性同位素（如32P）、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定目的基因是否成功導(dǎo)入，B正確；
C、“生物導(dǎo)彈”能特異性結(jié)合抗原，將3H放射性同位素結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”運(yùn)輸?shù)桨┘?xì)胞部位，殺死癌細(xì)胞，C錯(cuò)誤；
D、以含15N的培養(yǎng)液來培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖幾代，再將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N的普通培養(yǎng)液中。然后，在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA，進(jìn)行密度梯度離心，記錄不同質(zhì)量的DNA在離心管中的位置及比例，可證明DNA是半保留復(fù)制，D正確。
故選C。
5．用15N標(biāo)記某二倍體動(dòng)物（2N＝8）的精原細(xì)胞核DNA雙鏈，將其置于14N的培養(yǎng)液中，讓該精原細(xì)胞在特定的條件下進(jìn)行一次有絲分裂或減數(shù)分裂。下列有關(guān)敘述正確的是（???????）
A．有絲分裂中期與減數(shù)分裂Ⅱ中期細(xì)胞核DNA數(shù)量相同
B．有絲分裂后期細(xì)胞中的核DNA分子均含有15N標(biāo)記
C．減數(shù)分裂Ⅰ中期含14N的染色單體有8條
D．分別對(duì)減數(shù)分裂產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞的核DNA進(jìn)行密度梯度離心，其分布結(jié)果不同
【答案】B
【分析】1、有絲分裂不同時(shí)期的特點(diǎn)：
（1）有絲分裂前的間期：進(jìn)行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成；
（2）前期：核膜、核仁逐漸解體消失，出現(xiàn)紡錘體和染色體；
（3）中期：染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰；
（4）后期：著絲點(diǎn)（粒）分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，并均勻地移向兩極；
（5）末期：核膜、核仁重建、紡錘體和染色體消失。
2、減數(shù)分裂過程：
（1）減數(shù)第一次分裂前的間期：染色體的復(fù)制。（2）減數(shù)第一次分裂：①前期：聯(lián)會(huì)，同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換；②中期：同源染色體成對(duì)的排列在赤道板上；③后期：同源染色體分離，非同源染色體自由組合；④末期：細(xì)胞質(zhì)分裂。
（3）減數(shù)第二次分裂過程：①前期：核膜、核仁逐漸解體消失，出現(xiàn)紡錘體和染色體；②中期：染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰；③后期：著絲點(diǎn)（粒）分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，并均勻地移向兩極；④末期：核膜、核仁重建、紡錘體和染色體消失。
3、DNA分子復(fù)制方式為半保留復(fù)制。
【詳解】A、有絲分裂中期細(xì)胞DNA數(shù)量是減數(shù)第二次分裂中期細(xì)胞DNA數(shù)量的兩倍，A錯(cuò)誤；
B、由于DNA的半保留復(fù)制，有絲分裂后期DNA一條鏈為15N，一條鏈為14N，所以均含有15N，B正確；
C、由于減數(shù)分裂DNA復(fù)制，減數(shù)第一次分裂中期含有14N的染色單體共有16條，C錯(cuò)誤；
D、由于減數(shù)分裂過程中DNA分子進(jìn)行一次半保留復(fù)制，所以分別對(duì)減數(shù)分裂產(chǎn)生的四個(gè)精子的DNA進(jìn)行密度梯度離心，其結(jié)果一致，D錯(cuò)誤。
故選B。
6．某雙鏈DNA分子中含2800個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上的A為600個(gè)，T為700個(gè)。現(xiàn)讓該DNA在適宜條件下復(fù)制三次，則第三次復(fù)制過程中斷開的氫鍵和形成的氫鍵數(shù)分別是（???????）
A．28400、28400 B．28400、56800
C．32400、64800 D．64800、64800
【答案】B
【分析】某DNA分子中含某堿基a個(gè)，復(fù)制n次，則共需加入含該堿基的脫氧核苷酸為a×（2n-1）個(gè)，因?yàn)樽畛跤H代DNA分子做模板不需要原料；但第n次復(fù)制時(shí)所需含該堿基的脫氧核苷酸 為=a×2n-1。
【詳解】DNAf分子中含2800個(gè)堿基對(duì)，即有5600個(gè)堿基，其中一條鏈上的A為600個(gè)，T為700個(gè)，由于A=T，G=C，則該DNA分子中的A=T=1300個(gè)，G=C=5600-1300×2/2=1500個(gè)。A與T之間有2個(gè)氫鍵，G與C之間有3個(gè)氫鍵，則該DNA分子中的氫鍵數(shù)1300×2＋1500×3=7100個(gè)，該DNA復(fù)制三次，第三次復(fù)制是由4個(gè)DNA形成8個(gè)DNA分子，斷開的氫鍵數(shù)是4×7100=28400個(gè)，形成的氫鍵數(shù)是8×7100=56800個(gè)。
故選B。
7．將DNA全被32P標(biāo)記的細(xì)胞放在無放射性的完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)，細(xì)胞分裂兩次得到4個(gè)子細(xì)胞。有關(guān)說法正確的是（???????）
A．若該細(xì)胞為大腸桿菌，則只有2個(gè)子細(xì)胞擬核中的DNA有32P標(biāo)記
B．若該細(xì)胞為精原細(xì)胞，則形成4個(gè)子細(xì)胞的過程中每個(gè)DNA分子上均一直有32P標(biāo)記
C．若該細(xì)胞為小鼠胚胎干細(xì)胞，則4個(gè)子細(xì)胞中的染色體上均有32P標(biāo)記
D．若該細(xì)胞是洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞，則在第二次分裂中期每條染色單體上均有32P標(biāo)記
【答案】A
【分析】DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，即復(fù)制后的每一個(gè)DNA含有一條親代鏈，一條子代鏈。有絲分裂過程中，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，最終子細(xì)胞中的染色體與體細(xì)胞的染色體數(shù)相等；減數(shù)分裂過程中，染色體只復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次，減數(shù)分裂的結(jié)果是成熟的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比體細(xì)胞少一半。
【詳解】A、若該細(xì)胞為大腸桿菌，則大腸桿菌進(jìn)行兩次二分裂產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞，由于DNA半保留復(fù)制，所以第一次分裂后兩個(gè)細(xì)胞的擬核DNA分子都是一條鏈被32P標(biāo)記， 另一條鏈無32P標(biāo)記，第二次分裂后，一個(gè)擬核DNA經(jīng)復(fù)制產(chǎn)生的兩個(gè)擬核DNA中，一個(gè)由兩條無32P標(biāo)記DNA鏈組成，另一個(gè)擬核DNA分子的一條鏈被32P標(biāo)記， 另一條鏈無32P標(biāo)記，故只有2個(gè)子細(xì)胞的擬核中的DNA有32P標(biāo)記，A正確；
B、若該細(xì)胞為精原細(xì)胞，則精原細(xì)胞可能進(jìn)行有絲分裂或減數(shù)分裂，若進(jìn)行有絲分裂，則精原細(xì)胞進(jìn)行兩次有絲分裂，產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞中的染色體上部分沒有32P標(biāo)記；若進(jìn)行減數(shù)分裂，則DNA復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次，產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中的染色體上均有32P標(biāo)記，B錯(cuò)誤；
C、若該細(xì)胞為小鼠胚胎干細(xì)胞，則進(jìn)行的是兩次有絲分裂，根據(jù)A項(xiàng)DNA復(fù)制兩次的結(jié)果可知，產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中的染色體上部分沒有32P標(biāo)記，C錯(cuò)誤；
D、若該細(xì)胞是洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞，則進(jìn)行的是兩次有絲分裂，根據(jù)A項(xiàng)DNA復(fù)制兩次的結(jié)果可知，在第二次分裂中期每條染色體的一條染色單體含有32P標(biāo)記，另一條染色單體上沒有32P標(biāo)記，D錯(cuò)誤。
故選A。
8．（不定項(xiàng)選擇）某病毒的DNA分子共有堿基600個(gè)，其中一條鏈的堿基比例A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，在侵染宿主細(xì)胞時(shí)共消耗了嘌呤類堿基2100個(gè)，相關(guān)敘述正確的是（???????）
A．該病毒DNA在宿主細(xì)胞中進(jìn)行半保留復(fù)制
B．子代病毒的DNA中(A+T)/(C+G)=3/7
C．該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制產(chǎn)生了8個(gè)子代DNA
D．該病毒DNA復(fù)制3次共需要360個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸
【答案】ABC
【分析】其中一條鏈的堿基比例A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，則另一條鏈中A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3，則該DNA分子中A：T：G：C=3：3：7：7，其中A=T=90個(gè)，C=G=210個(gè)。
【詳解】A、病毒DNA在宿主細(xì)胞中復(fù)制時(shí)遵循DNA分子半保留復(fù)制的原則，A正確；
B、該DNA分子中（A+T）/（C+G）＝3/7，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系，子代病毒的DNA分子與親本相同，故子代病毒的DNA中（A+T）/（C+G）＝3/7，B正確；
C、該DNA分子共有堿基600個(gè)，其中嘌呤堿基數(shù)目為300個(gè)，其在宿主細(xì)胞中共消耗2100個(gè)嘌呤堿基，根據(jù)DNA半保留復(fù)制原則，假設(shè)其在宿主細(xì)胞中復(fù)制了n次，則（2n-1）×300=2100，解得n=3，因此該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制產(chǎn)生了23=8個(gè)子代DNA，C正確；
D、該病毒DNA復(fù)制3次需要腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為（23-1）×90=630個(gè)，D錯(cuò)誤。
故選ABC。
9．艾滋病是一種由HIV引起的免疫缺陷病，死亡率極高。如圖所示為HIV的增殖過程，據(jù)圖回答：

(1)圖中進(jìn)行②過程所需的原料是_____，進(jìn)行③過程的場所是____，原料是____。
(2)前病毒是指整合到宿主細(xì)胞染色體上的病毒DNA，它會(huì)隨著宿主DNA的復(fù)制而復(fù)制，則HIV的前病毒復(fù)制時(shí)以_______為模板。
(3)若HIV的蛋白質(zhì)衣殼中有一段氨基酸序列為“—絲氨酸—谷氨酸—組氨酸—”，轉(zhuǎn)運(yùn)絲氨酸、谷氨酸和組氨酸的tRNA上的反密碼子分別為AGA、CUU、GUG，則前病毒中決定該氨基酸序列的模板鏈堿基序列為_______。若該病毒的遺傳物質(zhì)中有尿嘧啶128個(gè)，占總堿基數(shù)的32%，其逆轉(zhuǎn)錄生成的雙鏈DNA分子中，A占總堿基數(shù)的30%，則該DNA分子中含鳥嘌呤的個(gè)數(shù)是_______。
(4)已知HIV攜帶的整合酶由a個(gè)氨基酸組成，指導(dǎo)整合酶合成的mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)多于3a，主要的原因_______。
【答案】(1)???? 四種核糖核苷酸???? 核糖體???? 氨基酸
(2)DNA的兩條鏈
(3)???? -AGACTTGTG-???? 160
(4)mRNA上存在終止密碼子(或mRNA上存在不編碼氨基酸的堿基序列)

【分析】分析圖示可知，①表示RNA逆轉(zhuǎn)錄形成DNA的過程，②表示DNA轉(zhuǎn)錄形成RNA，③表示翻譯形成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。
（1）圖中②過程表示DNA轉(zhuǎn)錄形成RNA，所需的原料是四種核糖核苷酸，③表示翻譯過程，翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程，場所是宿主細(xì)胞的核糖體，原料是氨基酸。
（2）DNA復(fù)制是指以親代DNA分子的兩條鏈為模板合成子代DNA的過程。前病毒是指整合到宿主細(xì)胞染色體上的病毒DNA，則HIV的前病毒復(fù)制時(shí)以DNA的兩條鏈為模板。
（3）若HIV的蛋白質(zhì)衣殼中有一段氨基酸序列為“一絲氨酸一谷氨酸一組氨酸一”，轉(zhuǎn)運(yùn)絲氨酸、谷氨酸和組氨酸的tRNA上的反密碼子分別為AGA、CUU、GUG。反密碼子與密碼子堿基互補(bǔ)配對(duì)，則mRNA的堿基序列為-UCUGAACAC-，mRNA的堿基與DNA模板鏈堿基互補(bǔ)配對(duì)，則前病毒中決定該氨基酸序列的模板鏈堿基序列為-AGACTTGTG-。若該病毒的遺傳物質(zhì)RNA中有尿嘧啶128個(gè)，占總堿基數(shù)的32%，說明RNA中含有的堿基為128÷32%=400個(gè)，RNA逆轉(zhuǎn)錄生成的雙鏈DNA分子中堿基有800個(gè)，A占總堿基數(shù)的30%，由于A+G=50%，則該DNA分子中含鳥嘌呤G=800×（50%-30%）=160個(gè)。
（4）mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基構(gòu)成一個(gè)密碼子，但由于mRNA上存在終止密碼子(或mRNA上存在不編碼氨基酸的堿基序列)，所以指導(dǎo)整合酶合成的mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)多于3a。
10．如圖是某DNA分子的局部結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答。

(1)寫出圖中序號(hào)代表的結(jié)構(gòu)的中文名稱：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，兩條單鏈方向_______；從堿基關(guān)系看，兩條單鏈_______。
(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)液中分裂四次，該DNA分子也復(fù)制四次，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_______。
(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_______個(gè)。
【答案】(1)???? 胞嘧啶???? 脫氧核糖???? 胸腺嘧啶脫氧核苷酸???? 脫氧核苷酸鏈
(2)???? 4???? 2
(3)???? 反向平行???? 互補(bǔ)
(4)1：8
(5)15(a/2-m)
【分析】分析題圖可知，該圖是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，圖1中①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鳥嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸，⑥是胸腺嘧啶，⑦是脫氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脫氧核苷酸，⑨是脫氧核苷酸鏈。
（1）DNA兩條鏈之間的堿基互補(bǔ)配對(duì)，其中A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，所以①是胞嘧啶。⑦是脫氧核糖，⑧由一分子⑥胸腺嘧啶、一分子⑤磷酸和一分子⑦脫氧核糖組成，故⑧是胸腺嘧啶脫氧核苷酸。⑨是由脫氧核苷酸連接而成的脫氧核苷酸鏈。
（2）據(jù)圖可知，圖中DNA片段中堿基對(duì)有4對(duì)。雙鏈DNA分子含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，分別位于DNA分子的5'端。
（3）DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：組成DNA分子的兩條鏈按反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側(cè)構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。兩條單鏈堿基互補(bǔ)。
（4）若DNA分子復(fù)制4次，共得到24=16個(gè)DNA，根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)，可知其中有2個(gè)DNA的一條鏈含14N，另一條鏈含15N，其余的DNA的兩條鏈都含15N，因此子代DNA分子中14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例為2：16=1：8。
（5）若該DNA分子共有a個(gè)堿基，其中腺嘌呤有m個(gè)，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，該DNA分子中胞嘧啶數(shù)目為：（a-2m）÷2=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為（24-1）×（a/2-m）=15（a/2-m）。



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