专题六 遗传的物质基础 考点1 核酸是遗传物质的证据、DNA的结构与复制
一、知识要求
1．噬菌体侵染细菌的实验[必考(b)、加试(b)]。
2．肺炎双球菌的转化实验[必考(b)、加试(b)。
3．烟草花叶病毒的感染和重建实验[必考(a)、加试(a)]。
4．核酸分子的组成[必考(a)、加试(a)]。
5．DNA分子的结构和特点[必考(b)、加试(b)]。
6．DNA分子的复制[必考(b)、加试(b)]。
7．DNA的功能[必考(a)、加试(a)]。
8．DNA与RNA的异同[必考(b)、加试(b)]。
9．转录、翻译的概念和过程[必考(b)、加试(b)]。
10．遗传密码、中心法则[必考(b)、加试(b)]。
11．基因的概念[必考(b)、加试(b)]。
12．复制、转录和翻译的异同[加试(b)]。
二、活动要求
1．制作DNA双螺旋结构模型[必考(b)、加试(b)]。
2．探究DNA的复制过程[必考(c)、加试(c)]。
考点1 核酸是遗传物质的证据、DNA的结构与复制
1．核酸是遗传物质的证据的正误判断
(1)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制( × )
提示 该实验证明了DNA是遗传物质。
(2)肺炎双球菌的转化实验证明DNA是主要的遗传物质( × )
提示 肺炎双球菌的转化实验证明DNA是遗传物质。
(3)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌离体转化实验更具说服力( √ )
(4)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸( × )
提示 噬菌体是利用自己的DNA为模板合成子代的DNA。
(5)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体( × )
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提示 培养基培养细菌，不能培养噬菌体。
(6)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致( √ )
(7)真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA( √ )
2．有关DNA结构的正误判断
(1)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( × )
提示 一条脱氧核苷酸链中磷酸和脱氧核糖之间通过磷酸二酯键连接起来。
(2)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架( √ )
(3)DNA有氢键，RNA没有氢键( × )
提示 DNA是双链结构，两条链是通过氢键连接的，RNA也有局部双链结构，也含有氢键。
(4)HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸( × )
提示 HIV的遗传物质是RNA，水解产生4种核糖核苷酸。
(5)DNA单链上相邻碱基以氢键相连( × )
提示 DNA单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，不是以氢键连接。
3．DNA分子复制的正误判断
(1)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制( √ )
(2)DNA复制需要消耗能量( √ )
(3)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期( × )
提示 DNA的复制发生在有丝分裂间期。
(4)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶( √ )
(5)DNA分子复制是边解旋边双向复制的( √ )
4．综合应用
(1)在“噬菌体侵染细菌的实验”中，35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组，在甲组中上清液放射性强度与保温时间长短的关系图可表示为下图曲线a，而乙组中沉淀物放射性强度与保温时间长短的关系图可表示为下图曲线b( √ )
(2)用32P和35S分别标记的噬菌体侵染细菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中35S和32P的放射性以及被侵染细菌的存活率，得到如图所示的实验结果，则：
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①在实验过程中细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来( √ )
②若被侵染细菌的存活率下降，细胞外35S放射性会增高( × )
③上清液中35S占初始标记噬菌体放射性最大值只有80%左右，其原因是侵染细菌的噬菌体外壳没有全部与细菌分离( √ )
④因上清液中32P占初始标记噬菌体放射性的30%，因此该实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质( × )
(3)在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，则：
①在0～t1时间内噬菌体一定还未侵入到细菌体内( × )
②在t1～t2时间内，由于噬菌体侵入细菌体内，导致细菌大量裂解死亡( √ )
③在t2～t3时间内噬菌体因失去寄生场所而停止增殖( √ )
(4)下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，判断下列相关叙述：
①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( √ )
②真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶且消耗能量( √ )
③上图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的，并且边解旋边双向复制，从而提高了复制速率( × )
④某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的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( √ )
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一、噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析
1．含32P的噬菌体侵染大肠杆菌
2．含35S的噬菌体侵染大肠杆菌
3. 噬菌体侵染细菌实验中，注意以下几个原理
(1)“短时间保温”应理解为尽量保证亲代噬菌体已侵入细菌而子代还未使细菌发生裂解。如果时间过短，亲代噬菌体还未侵入细菌体内；如果时间过长，子代噬菌体就会释放到细菌外面来，这时，就会对离心的结果产生影响。
(2)搅拌是将培养液放入搅拌器中搅拌，其目的是使细菌外吸附着的噬菌体外壳与细菌分离，而不是把细菌搅碎。
(3)离心分离是一种分离混合物的方法，离心的结果是质量大的颗粒在下层，质量小的颗粒在上层，从而达到分离的目的。在该实验中，被感染的细菌(含有子代噬菌体的细菌)在下层的沉淀物中，噬菌体颗粒的质量较小，在上层的上清液中。
(4)本实验的同位素标记需分两步走：先对细菌做标记，用以培养获得有标记的噬菌体，再用此已标记的噬菌体去侵染未标记的细菌。
(5)实验需分两组进行：标记DNA的为一组，标记蛋白质的为另一组。因为放射性检测不能方便地分清元素种类，只能区分有无标记元素。
二、肺炎双球菌转化实验中的误区提醒
1．转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎双球菌转化实验中S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA中，使受体菌获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。
2．转化的只是少部分R型菌：由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等的影响，实验中并不是所有的R型菌都转化成了S型菌，而只是小部分R型菌发生了转化。
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3．体内转化实验和体外转化实验的结论：体内转化实验只是证明已经被加热杀死的S型菌中存在转化因子；体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质、荚膜等不是遗传物质。
三、生物体内遗传物质的判别
1．DNA和RNA共同存在时，DNA是遗传物质，RNA是DNA转录产生的，它不是遗传物质。只有在少数没有DNA存在的病毒中，RNA才起遗传物质的作用。
2．一切有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA。不管是细胞质中还是细胞核中的遗传物质都是DNA，但细胞质中主要的核酸为RNA。
3．核酸和遗传物质是两个概念，生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)，说DNA是主要的遗传物质，是针对整个生物界而言的。
四、DNA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．子代脱氧核苷酸链数为2n＋1条。
(1)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
(1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。
(2)第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
题型一 核酸是遗传物质的实验分析
1．图甲所示是肺炎双球菌的体内转化实验，图乙所示是噬菌体侵染细菌的实验，图丙所示是两个小分子物质的结构式。下列相关分析正确的是( )
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A．图甲中将R型活菌和S型死菌的混合物注射到小鼠体内，R型菌向S型菌发生了转化，转化的原理是基因重组
B．图乙中搅拌的目的是给大肠杆菌提供更多的氧气，离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离
C．用32P、35S标记噬菌体，被标记的部位分别是图丙中的①②
D．肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
答案 A
解析 R型菌向S型菌转化的原因是S型菌的DNA进入了R型菌中，S型菌的DNA与R型菌的DNA实现了重组，并表现出S型菌的性状。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳和细菌分离，离心的目的是让上清液中分布重量较轻的噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。图丙中①代表氨基酸的R基团，②代表磷酸基团，③代表五碳糖，④代表含氮碱基，含有S的是①，含有P的是②；用35S(标记蛋白质)、32P(标记DNA)标记噬菌体，被标记的部位分别是图丙中的①②。肺炎双球菌活体转化实验结论：加热杀死的S型菌中，含有某种促成R型菌转化为S型菌的“转化因子”；肺炎双球菌离体转化实验结论：DNA是转化因子，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬菌体侵染细菌的实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。
思维延伸 (1)下图是某兴趣小组利用两种肺炎双球菌进行相关的转化实验，各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内，则：
a．图中通过⑤⑥对照能说明转化因子是DNA而不是蛋白质( √ )
b．⑥组产生的S型菌可能是基因重组的结果( √ )
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c．能导致小鼠死亡的是①②③④四组( × )
d．④组为空白对照，实验结果是小鼠不死亡( √ )
e．⑤组实验表明，加入S型菌体的蛋白质后，试管中长出的是有荚膜的菌体( × )
(2)如图为研究T4噬菌体基因表达的部分实验过程。将分离得到的RNA与热变性后的单链DNA杂交，检测各组放射性强度。则：
a．实验前需用含糖、氨基酸、血清等物质的培养基培养T4噬菌体( × )
b．②过程中利用3H－尿嘧啶合成放射性物质的过程称为翻译( × )
c．③中分离得到的RNA与DNA杂交过程中有A—T碱基配对( √ )
题型二 DNA的结构与相关计算
2．(2017·浙江模拟)如图为某核苷酸长链片段的示意图，下列关于该长链的相关叙述中，错误的是( )
A．2和3构成核苷
B．嘌呤数目等于嘧啶数目
C．4为胞嘧啶脱氧核苷酸
D．磷酸基团的数目等于脱氧核糖的数目
答案 B
解析 2脱氧核糖＋3含氮碱基(胞嘧啶)构成核苷，A正确；该链为DNA单链，嘌呤数目不一定等于嘧啶数目，DNA双链中嘌呤数目等于嘧啶数目，B错误；由以上分析知，题图中的4是胞嘧啶脱氧核苷酸，C正确；一分子磷酸＋1分子脱氧核糖＋1分子含氮碱基构成1个脱氧核苷酸，其中磷酸基团的数目等于脱氧核糖的数目，D正确。
3．某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是( )
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答案 C
解析 A项，无论DNA分子的一条单链中的值为多少，整个DNA分子中都等于1。B项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中的值与其互补链中的的值互为倒数。C项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中的值与整个DNA分子中的值相等。D项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中的值与其互补链中的值相等。
碱基计算的规律
规律1：在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
规律2：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例(单双链转化公式)。
规律3：DNA分子一条链中的比值的倒数等于互补链中此比例的比值，在整个DNA分子中该比值等于1(不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数)。
规律4：DNA分子一条链中的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值(配对的碱基之和的比值在两条单链和双链中比值都相等)。
规律5：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即
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的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。
规律6：若＝b%，则＝%。
规律7：若已知碱基A占双链的比例＝c%，则的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。
题型三 DNA的复制及相关计算
4．(2017·杭州一模)如图所示为真核细胞内基因Y的结构简图，共含有2 000个碱基对，其中碱基A占20%，下列说法正确的是( )
A．基因Y复制两次，共需要4 800个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．基因Y复制时解旋酶作用于①、③两处
C．若②处替换为，则Y控制的性状一定发生改变
D．Y的等位基因y中碱基A也可能占20%
答案 D
解析 该基因由2 000对脱氧核苷酸组成，其中鸟嘌呤占30%，因此该基因中含有鸟嘌呤数目为2 000×2×30%＝1 200个，则该基因复制2次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目＝(22－1)×1 200＝3 600个，A错误；基因Y复制时解旋酶作用于③处，即氢键，B错误；若②处替换为，由于密码子的简并性等原因，Y控制的性状不一定发生改变，C错误；Y的等位基因y是基因突变形成的，基因突变是指碱基对的增添、缺失或替换，因此y中碱基A也可能占20%，D正确。
5．(2017·浙江模拟)如图表示采用同位素示踪技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解，下列说法错误的是( )
A．轻带表示14N－14N的DNA分子
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B．证明DNA的复制方式为半保留复制
C．细菌繁殖三代后取样，提取DNA，离心后试管中出现三条条带
D．若将DNA双链分开来离心，则b、c两组实验结果相同
答案 C
解析 轻带表示14N－14N的DNA分子，A正确；据分析可知，该实验可以证明DNA的复制方式为半保留复制，B正确；细菌繁殖三代后取样，提取DNA，离心后试管中出现：一条中带，一条轻带，C错误；若将DNA双链分开来离心，则实验结果均为一条重带，一条轻带，D正确。
用图解法解决DNA分子复制的有关问题
用含32P的DNA分子做亲代，放在31P的原料中，复制n次。
(1)产生的子代DNA分子中，各类DNA分子所占比例：
复制n次，产生DNA分子数为2n个，含32P的有2个，所占比例为；含31P的有2n个，所占比例为＝1；只含32P的为0，所占比例为0；只含31P的有(2n－2)个，所占比例为。
(2)同理，复制n次产生的DNA分子有关链数的计算：产生总链数为2n×2＝2n＋1，含有31P的链有(2n＋1－2)条，所占比例为。
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专题强化练
一、选择题
1．(2018·“七彩阳光”联盟)下列有关“探究DNA的复制过程”活动的叙述，正确的是( )
A．培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成DNA主链的基本骨架
B．将大肠杆菌放在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的核糖体中含有15N
C．通过对第二代大肠杆菌DNA的密度梯度离心，得出DNA复制的特点为半保留复制
D．将15N－15N—DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行密度梯度离心，离心管中将只出现1个条带
答案 B
2．(2017·南通模拟)下列有关以1分子含500个碱基对的DNA片段为模板，含3H的核苷酸为原料，复制n次DNA分子过程的叙述中，错误的是( )
A．3H可能分布于核苷酸的核糖或碱基或磷酸中
B．子代DNA均有3H
C．复制过程需要消耗(2n－1)×1 000个脱氧核苷酸
D．DNA复制速度受酶活性、温度、pH等限制
答案 A
解析 组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，其中五碳糖为脱氧核糖，A错误；DNA复制具有半保留复制的特点，即子代DNA中总有一条亲代脱氧核苷酸链和一条新合成的子链(含3H)，B正确；复制原料数量＝(2n－1)×相应原料在每个DNA分子中的数量，因此复制过程需要消耗(2n－1)×1 000个脱氧核苷酸，C正确；DNA复制速度受酶活性、温度、pH等限制，D正确。
3．如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是( )
A．解旋酶能使DNA双链解开，但需要消耗ATP
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B．DNA分子复制的方式是半保留复制
C．DNA分子的复制需要引物，且两条子链的合成方向是相反的
D．因为DNA分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则，所以新合成的两条子链的碱基序列是完全一致的
答案 D
解析 由图可知，解旋酶能打开双链间的氢键，且需要消耗ATP，A正确；DNA分子复制时都保留了原来DNA分子中的一条链，即半保留复制，B正确；DNA分子是反向平行的，而复制的时候子链只能从5′端向3′端延伸，所以两条子链合成的方向相反，C正确；因为DNA复制是以解开的每一条母链为模板按照碱基互补配对原则进行的，所以新合成的两条子链的碱基序列应是互补的，D错误。
4．在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为( )
A．58 B．78
C．82 D．88
答案 C
解析 根据试题的分析，构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉，构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，首先要构建20个基本单位，需要40个订书钉；将两个基本单位连在一起需要一个订书钉，连接10对碱基组成的DNA双链片段，需要将20个基本单位连成两条链，需要18个订书钉；碱基A有6个，A＝T＝6，那么G＝C＝4，A和T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，碱基对之间的氢键需要6×2＋4×3＝24个订书钉连接。共需要40＋18＋24＝82个订书钉。
5．下列关于DNA的叙述正确的是( )
A．DNA转录的产物就是mRNA
B．导致性状改变的基因突变不一定能遗传给子代
C．某碱基在DNA单链中所占比例与在双链中所占比例相同
D．某个含100个碱基对的特定基因，其碱基对的排列方式有4100种
答案 B
解析 DNA转录的产物是RNA，mRNA是RNA中的一种，A错误；基因突变如果发生在体细胞中，一般不遗传给后代，B正确；一种碱基在单链中的比例一般与双链中的该比例不同，C错误；100个碱基对组成的DNA序列最多有4100种，含100个碱基对的特定基因的碱基排列顺序是特定的，D错误。
6．(2017·浙江模拟)如图表示DNA分子的某一片段的平面图解，据图判断下列叙述正确的是( )
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A．S为核糖
B．两条链为正向平行关系
C．两条链的A＋T含量相等
D．DNA分子中如果A＋T含量高，则DNA分子的稳定性高
答案 C
解析 S为脱氧核糖，A错误；两条链反向平行，B错误；根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2、T1＝A2，因此A1＋T1＝A2＋T2，即两条链的A＋T含量相等，C正确；A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此DNA分子中C和G的含量越高，DNA分子越稳定，D错误。
7．(2017·浙江4月选考)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落是光滑的
B．S型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活
C．从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌
D．该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
答案 D
解析 S型肺炎双球菌的菌落为光滑的，R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的，A错误；S型菌的蛋白质经过加热后失活，B错误；S型菌中的DNA能将部分R型菌转化为S型菌，因此从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌有S型菌和R型菌，C错误；该实验证明S型菌中存在某种转化因子，能将R型菌转化为S型菌，但不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的，D正确。
8．(2017·浙江11月选考，25)下列关于生物体内遗传信息的传递与表达的叙述，正确的是( )
A．每种氨基酸至少有两个以上的遗传密码
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B．遗传密码由DNA传递到RNA，再由RNA决定蛋白质
C．一个DNA分子通过转录可形成许多个不同的RNA分子
D．RNA聚合酶与DNA分子结合只能使一个基因的DNA片段的双螺旋解开
答案 C
解析 有的氨基酸只有一种密码子，如甲硫氨酸、色氨酸，A错误；遗传信息由DNA传递到RNA，再由RNA决定蛋白质，B错误；一个DNA分子上有多个基因，不同基因转录形成的mRNA不同，并且每个基因可以发生多次转录，因此一个DNA分子通过转录可形成许多个不同的mRNA分子，C正确；在进行转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，使DNA片段的双螺旋解开，并非只使一个基因的DNA片段的双螺旋解开，D错误。
9．(2017·南通模拟)某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，则( )
A．互补链中含2个游离的磷酸基团
B．互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶之和所占比例为a
C．互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比例为
D．以互补链为模板转录产生的某mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶之和所占比率为a
答案 B
解析 链状DNA每条链含有1个游离的磷酸基团，A错误；在双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例与每条链中鸟嘌呤与胞嘧啶之和所占的比例相等，B正确；互补链中鸟嘌呤占该链的比例为a－b，C错误；转录是以DNA上某基因为模板，所以转录产生的mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶之和所占比例是不确定的，D错误。
10．(2017·郴州二模)DNA溶解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中G＋C含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述，不正确的是( )
A．一般地说，DNA分子的Tm值与G＋C含量呈正相关
B．Tm值相同的DNA分子中G＋C的数量有可能不同
C．生物体内解旋酶也能使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋
D．DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多
答案 D
解析 由题图可知，一般情况下，DNA分子的Tm值与G＋C含量呈正相关，A正确；Tm与G＋
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C的比值有关，因此Tm相同，G＋C在DNA分子中的比例相同，但是G＋C的数量可能不同，B正确；生物体内解旋酶可以使氢键断裂，DNA双螺旋结构打开，C正确；不同DNA分子G、C数量不同，因此G与C之间的氢键总数不一定比A与T之间多，D错误。
11．BrdU(5－溴尿嘧啶脱氧核苷)与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似，可与碱基A配对。经吉姆萨染料染色，DNA的一条单链掺有BrdU则着色深，两条单链都掺有BrdU则着色浅。将玉米体细胞(含20条染色体)放入含有BrdU的培养液中培养并用吉姆萨染料染色，则第二次细胞分裂的中期时，一个细胞中染色体的染色情况是( )
A．全被染成深色
B．全被染成浅色
C．每条染色体中一条染色单体为深色，另一条为浅色
D．每个DNA分子中一条链为深色，另一条链为浅色
答案 C
解析 在第一个分裂周期中，由于DNA是半保留复制，形成的每条染色体的染色单体中的DNA只有一条单链掺有BrdU，所以均着色深。在第二个分裂周期的中期，每条染色体中含有2个DNA,4条链，含有亲代链是1条，则有3条脱氧核苷酸链含有BrdU，所以每条染色体的染色单体间一条着色深，一条着色浅。
12．(2017·浙江模拟)若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是( )
A．每条染色体中的两条染色单体均含3H
B．每个DNA 分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C．每个 DNA 分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H
答案 A
解析 若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在间期的S期时DNA复制1次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞都是每一条染色体的DNA都只有1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H标记。
13.将15N标记的大肠杆菌(其DNA经密度梯度离心后如甲图)，转至以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养，每20分钟繁殖一代，收集并提取DNA，进行密度梯度离心，如图为离心结果模拟图。已知大肠杆菌DNA中胞嘧啶个数为X。下列有关叙述正确的是( )
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A．繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数
B．乙是转入14N培养基中复制一代的结果
C．出现丙结果至少需要40分钟
D．出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为4X
答案 A
解析 DNA中嘌呤数等于嘧啶数，故繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数，A正确；转入14N培养基中复制一代的结果是产生2个DNA，且均是一条链为14N，另一条链为15N，对应图丙，B错误；据B分析可知，出现丙结果至少需要20分钟，C错误；转入14N培养基中复制二代的结果是产生4个DNA，其中15N标记的只有2个DNA(一条链为14N，另一条链为15N)，其余的2个DNA均为14N标记，对应图丁，出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(22－1)X＝3X，D错误。
14．如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是( )
A．可在培养基中加入3H－尿嘧啶用以标记RNA
B．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物
C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录
D．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制
答案 C
解析 尿嘧啶是RNA特有的碱基，可以用3H－尿嘧啶标记RNA，A正确；RNA能与DNA杂交，RNA一定为相应DNA的转录产物，B正确；在第0 min时，大肠杆菌还没有感染T4噬菌体，所以在大肠杆菌体内不存在T4噬菌体的DNA，也不会转录，C错误；从图中可以看出，随着感染时间增加，和T4噬菌体DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越高，说明噬菌体DNA的转录增加，而和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低，说明其转录受到抑制，D正确。
二、非选择题
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15．请回答下列与DNA分子的结构和复制有关的问题：
(1)DNA分子复制的时间是________________________________，一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠____________________连接。
(2)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一种长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细__________，原因是________________________________。
(3)DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(P)变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是________________。
(4)7－乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被7－乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为________。
(5)请你在下面框图中画出某亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物模式图。
答案 (1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 —脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖— (2)相同 嘌呤必定与嘧啶互补配对 (3)胞嘧啶或鸟嘌呤 (4)20%(5)如图
解析 (1)DNA分子复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。(2)A、G都为嘌呤，C、T都为嘧啶，根据碱基互补配对原则，一条链中嘌呤只能和另一条链中的嘧啶互补配对，故搭建成的DNA模型粗细相同。(3)突变后是U，则以突变的单链为模板两次复制后形成两个DNA分子，相应位点上的碱基为U—A、A—T。另外一条未突变单链两次复制后形成两个DNA分子相应位点上的碱基是G—C、C—G。所以P点正常碱基可能是G或C。(4)据DNA分子中的A占30%，可知T占30%，C占20%，G占20%。当其中的G全部被7－乙基化后，新复制的两个DNA分子中G的比例不变，仍为20%。(5)DNA复制为半保留复制，因此在第二次复制形成的4个DNA分子中，其中2个DNA分子是亲本链和第二次复制子链形成的，另2个DNA分子是第一次复制子链和第二次复制子链形成的。
16．科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
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组别
1组
2组
3组
4组
培养液中唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产物
A
B
B的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带(14N/14N)
仅为重带(15N/15N)
仅为中带(15N/14N)
轻带(14N/14N)
中带(15N/14N)
请分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B，必须经过__________代培养，且培养液中的____________是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第________组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是________________________。
(3)分析讨论：
①若B的子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将B的子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果__________(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将B的子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置____________________________________________。
④若某次实验的结果中，B的子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N中有少部分含________。
答案 (1)多 15N(15NH4Cl) (2)3 1 2 半保留复制(3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 ④15N
解析 在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两条单链均被15N标记，“轻带”为两条单链均被14N标记，“中带”为一条单链被14N标记，另一条单链被15N标记。
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