【生物】2021届新高考生物一轮复习人教版DNA分子的结构、复制及基因的本质作业

【生物】2021届新高考生物一轮复习人教版DNA分子的结构、复制及基因的本质作业

第21课 DNA分子的结构、复制及基因的本质 普查讲 21 DNA分子的结构、复制及基因的本质 ‎1．DNA分子的结构特点 ‎(1)(多选)(2021汇编，6分)下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是(　　)‎ A．双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的 B．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA双链的基本骨架 C．磷酸二酯键既可以存在于DNA分子中，也可以存在于RNA分子中 D．DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧 E．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连 F．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数 G．氢键可以在线粒体内形成，也可以在线粒体内断裂 H．DNA分子的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 I．DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性 答案：ADEF 解析：DNA中的糖为脱氧核糖，且双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过化学键连接的，故A项错误，符合题意。磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA双链的基本骨架，故B项正确，不符合题意。磷酸二酯键是连接单链中两个核苷酸之间的化学键，故C项正确，不符合题意。DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于两端，故D项错误，符合题意。DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，故E项错误，符合题意。沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数，故F项错误，符合题意。DNA复制时存在氢键的断裂和形成，因此只要是存在DNA的场所，就可发生氢键的断裂和形成，线粒体中有少量DNA，故G项正确，不符合题意。4种碱基的排列顺序构成了DNA分子不同的遗传信息，故H项正确，不符合题意。DNA分子碱基对的排列顺序不同，每个DNA分子的碱基对的排列顺序是特定的，因此碱基对特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性，故I项正确，不符合题意。‎ ‎2．根据碱基互补配对原则求解与DNA结构有关的计算 ‎(2)(经典题，6分)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(　　)‎ 答案：C 解析：设该条单链中4种碱基含量分别为A1、T1、G1、C1，其互补链中4种碱基含量分别为T2、A2、C2、G2，DNA分子中4种碱基含量关系为A＝T、C＝G。由碱基互补配对原则可知DNA分子中(A＋C)/(T＋G)应始终等于1，A中曲线应为水平，故A项错误。(A2＋C2)/‎ ‎(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)，即一条链中(A＋C)/(T＋G)与其互补链中(A＋C)/(T＋G)互为倒数，因此B项曲线应为双曲线的一支，故B项错误。(A＋T)/(G＋C)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A1＋T1)/(G1＋C1)，即一条单链中(A＋T)/(C＋G)与其互补链及DNA分子中的(A＋T)/(C＋G)都相等，故C项正确，D项错误。‎ ‎(3)(2018浙江模拟，2分)一个双链DNA分子中，G与C的总和占全部碱基的1/3；其中一条单链的碱基中G占1/4、T占2/5；那么另一条单链中的G和T分别占该单链碱基总数的比例是(　　)‎ A．1/4和2/5　B．1/12 和4/15　C．1/12和1/6　D．1/5和4/15‎ 答案：B 解析：已知双链DNA分子中，G与C的总和占全部碱基的1/3，又由C＝G得出C和G分别占全部碱基的1/6。又已知一条链中G的比例(设为G1)为1/4，假设另一条链中G占该链的比例为G2，根据双链DNA分子中G＝(G1＋G2)÷2，所以(1/4＋G2)÷2＝1/6，则另一条链中G的比例G2为1/12。G与C的总和占全部碱基的1/3，则A与T的总和占全部碱基的2/3，又由A＝T得出A和T分别占全部碱基的1/3，设两条链中的T所占的比例为T1和T2，则 T＝(T1＋T2)÷2，所以(2/5＋T2)÷2＝1/3，则另一条链中T的比例T2为4/15，故B项正确。‎ ‎3．DNA分子的复制 a.DNA分子的复制过程 ‎(4)(多选)(2021汇编，6分)下列关于DNA复制的说法正确的是(　　)‎ A．细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制(2016海南单科)‎ B．如果DNA双链不能解开，细胞中的DNA复制和RNA转录都会发生障碍(2016全国Ⅱ)‎ C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量 D．真核细胞核DNA的复制发生在有丝分裂前期 E．新合成的子链与任何一条母链都相同 答案：ABC 解析：细胞周期中染色质比染色体更易解螺旋，因此其上的DNA复制更容易，故A项正确。DNA复制和RNA转录的前提是作为模板的DNA要解螺旋，DNA双链不能解开，复制与转录都会受阻，故B项正确。真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶，同时需要能量，故C项正确。真核细胞核DNA的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期，故D项错误。DNA的复制是半保留复制，新形成的DNA中一条是母链，一条是子链，且子链与DNA母链之一相同，故E项错误。‎ b.画图法求解与DNA分子复制有关的计算 ‎(5)(2019黑龙江期末，6分)已知一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中有腺嘌呤40个。经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1。若需游离的胞嘧啶为m个，则n、m分别是(　　)‎ A．3　900　 B．3　420 C．4　420 D．4　900‎ 答案：D 解析：一个完全标记上15N的DNA分子，经过n次复制后，含15N的DNA分子总数为2个，根据不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，则不含15N的DNA分子总数为14个，故n次复制后DNA总数为16个，说明该DNA复制了4次，即 n＝4。DNA分子含100个碱基对，其中有腺嘌呤(A)40个，根据A＋C＝100，可知胞嘧啶 ‎(C)＝60个。一个完全标记上15N的DNA复制4次需游离的胞嘧啶(C)数为60×(16－1)＝900个，因此m＝900，故D项正确。‎ ‎(6)(2019河南周口期末，6分)某个DNA片段由400对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制3次，消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为(　　)‎ A．1904　 B．1320　 C．1224　 D．1848‎ 答案：D 解析：计算DNA分子复制需要的某种游离的碱基数时，要先计算出DNA分子的该种碱基数目，然后用DNA分子复制后增加的DNA分子数目与一个DNA分子中该碱基的数目相乘。由题意知，该DNA片段由400对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，因此一个DNA分子中C＝G＝[400×2×(1－34%)]÷2＝264个，该DNA片段复制3次，共需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为(23－1)×264＝1848个，故D项正确。‎ c.画图法求解DNA分子复制与细胞分裂相结合问题 ‎(7)(2017.4浙江选考，2分)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2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DNA复制1次，所以第1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只有1条链被标记，培养至第2次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H标记，有一半DNA分子只有一条脱氧核苷酸链含3H，另一半DNA分子两条脱氧核苷酸链均含3H，故A项正确，B、C、D项错误。‎ ‎4．利用同位素标记法探究DNA的复制方式 ‎(8)(经典题，16分)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，实验内容及结果如表所示。‎ 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)‎ ‎1/2轻带 ‎(14N/14N)‎ ‎1/2中带 ‎(15N/14N)‎ 请分析并回答：‎ ‎①要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌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 组结果对得到的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：‎ a．若子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。‎ b．若将子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。‎ c．若在同等条件下将子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 ，放射性强度发生变化的是 带。‎ d．若某次实验的结果中，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的DNA单链中的N尚有少部分为 。‎ 答案：①多(1分)　15NH4Cl(2分)　②3(1分)　1(1分)　2(1分)　 半保留复制(2分)　③a.B(1分)　半保留(2分)　 b．不能(1分)　c．没有变化(2分)　轻(1分)　d．15N(1分)‎ 解析：①培养液中以15NH4Cl为唯一氮源，需经过多代培养，才能得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B。‎ ‎②若要证明DNA的复制为半保留复制，则需证明后代DNA的两条链一条链是母链，另一条链是新合成的子链，第3组结果与第1组、第2组的结果对比可以证实。‎ ‎③a.“轻”DNA为14N/14N，“重”DNA为15N/15N，据表可知，“重带”DNA只能来自于B，子Ⅰ代DNA的两条链全是原来的或全是新合成的，说明DNA分子的复制方式不是半保留复制。‎ b．若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，无法判断后代DNA的两条链的来源，不能判断DNA的复制方式。‎ c．将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA的情况是有两个为含14N/15N的DNA，其余全部为含14N/14N的DNA。所以子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，放射性强度发生变化的是轻带。‎ d．“中带”为14N/15N，“中带”略宽，说明新合成的DNA单链中N尚含有部分15N，‎ 因为在含15N培养液中培养得到的细菌细胞里还含有游离的15N脱氧核苷酸，在换到14N培养液中培养时，DNA进行半保留复制，新合成的互补子链上不全是含14N的脱氧核苷酸，还有少量含15N的脱氧核苷酸参与。在离心后，由于这些互补链上含少量15N的DNA的密度只是比中带DNA略大，不会形成新的带，而是沉降在中带DNA的下缘，结果看上去还是一条带，所以比以往实验结果的“中带”略宽了。‎ 随堂普查练 21　　　　　‎ ‎1．(2019江苏一模，2分)如图表示某DNA片段，下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．图中①②③不能构成一个DNA的基本单位 B．DNA复制时，④的形成需要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：B 解析：题图表示一个DNA分子的片段，其中①为磷酸，②为脱氧核糖，③为胞嘧啶，④为氢键，⑤为腺嘌呤，⑥为鸟嘌呤，⑦为胞嘧啶，⑧为胸腺嘧啶，⑨为碱基对。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，故A项正确，不符合题意。DNA复制时，④的形成不需要DNA聚合酶的催化，脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键形成需要DNA聚合酶的催化，故B项错误，符合题意。①和②交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，故C项正确，不符合题意。DNA分子中碱基对⑨越多，氢键的相对含量越少，其热稳定性越低，故D项正确，不符合题意。‎ ‎2．(多选)(2021新编，6分)某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶‎ C＝1∶2∶3∶4。下列表述错误的是(　　)‎ A．该基因中碱基对C—G含量高有助于DNA的稳定 B．该DNA分子连续复制，第4次时，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸900个 C．该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7‎ D．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种 答案：BD 解析：C、G间含有3个氢键，C—G碱基对含量越高，DNA稳定性越强，故A项正确，不符合题意。根据题干A ∶T ∶G ∶C＝1 ∶2 ∶3 ∶4，设这是第一条DNA单链，则A1 ∶T1 ∶G1 ∶C1＝1 ∶2 ∶3 ∶4，则根据碱基互补配对原则，第二条链的碱基比例为：T2 ∶A2 ∶C2 ∶G2＝1 ∶2 ∶3 ∶4，所以两条链中的A ∶T ∶G ∶C＝3 ∶3 ∶7 ∶7，则腺嘌呤所占的比例为3/20 ，该DNA分子中含有腺嘌呤的数目是60个，则该DNA分子连续复制，第4次时，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为60×(24－1)＝480个，故B项错误，‎ 符合题意；C项正确，不符合题意。该DNA分子中，总共有400个碱基，则每一条链上的碱基总数是200个，该DNA分子中碱基比例已经确定，所以碱基排列方式小于4200种，故D项错误，符合题意。‎ ‎3．(2018海南单科，2分)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是(　　)‎ A．有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 1∶3‎ B．有 15N15N 和 14N14N 两种，其比例为 1∶1‎ C．有 15N15N 和 14N14N 两种，其比例为 3∶1‎ D．有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 3∶1‎ 答案：D 解析：DNA的复制方式为半保留复制。首先，DNA分子的两条单链均只含有14N，该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，形成4个DNA分子，其中2个DNA为15N14N，另外2个DNA为15N15N。再转到含有14N的培养基中繁殖一代，组成为15N14N的DNA形成的子代DNA中，一个DNA为15N14N，另外一个DNA为14N14N；而组成为15N15N的DNA形成的2个子代DNA都为15N14N。因此理论上DNA分子的组成类型有15N14N和14N14N两种，且比例为 3∶1，故D项正确。‎ ‎4．(2021改编，6分)如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是(　　)‎ A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物DNA分子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分子复制的起始时间不同，故A项错误，符合题意。DNA分子的复制过程是边解旋边复制的，故B项正确，不符合题意。DNA分子的复制首先要在解旋酶的作用下使双链间的氢键断裂，故C项正确，不符合题意。真核生物的 DNA分子复制具有多个起点，这种复制方式加速了复制过程进行，提高了复制速率，故D项正确，不符合题意。‎ ‎5．(2019江苏四校调研检测，2分)某个含有1000个碱基对的环状DNA分子有腺嘌呤300个。该DNA分子复制时，首先1链被断开形成3′、5′端口，接着5′剪切端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还会以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．该DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连，每个磷酸基团都与一个脱氧核糖相连 B．复制过程中两条链分别作模板 C．该DNA复制时，子链都是由5′→3′方向延伸的 D．若该DNA连续复制3次，则第三次复制需要鸟嘌呤2800个 答案：A 解析：由于该DNA分子为环状，所以每个脱氧核糖都有两个磷酸基团与之相连，每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连，故A项错误，符合题意。由题意可知，该环状DNA分子复制时，分别以1链、2链为模板，合成新的子链，复制方式为半保留复制，故B项正确，不符合题意。根据题意和图示分析可知：复制过程中子链都是由5′→3′方向延伸的，故C项正确，不符合题意。由于1000个碱基对的环状DNA分子中含腺嘌呤300个，所以含鸟嘌呤700个，若该DNA连续复制3次，则第三次共需要鸟嘌呤700×4＝2800个，故D项正确，不符合题意。‎ ‎6．(2021 改编，6分)下列是某同学构建的关于基因的概念模型，其中不合理的一组是(　　)‎ ‎①基因和染色体的关系是：基因在染色体上呈线性排列 ‎②一条染色体上有多个基因，基因中的碱基数小于DNA中的碱基总数 ‎③基因的本质是有遗传效应的DNA片段 ‎④基因携带的遗传信息蕴藏在核糖核苷酸的排列顺序中 ‎⑤原核生物与真核生物的基因本质不同 A．①②④⑤ B．①③④⑤ C．③④ D．④⑤‎ 答案：D 解析：基因和染色体的关系是：基因在染色体上，一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，①正确；基因是有遗传效应的DNA片段，由于DNA中还包含没有遗传效应的片段，因此基因中的碱基数小于DNA中的碱基总数，②正确，③正确；基因携带的遗传信息蕴藏在脱氧核糖核苷酸的排列顺序中，④错误；原核生物与真核生物的基因本质相同，都是具有遗传效应的DNA片段，⑤错误。所以不合理的一组是④⑤，故D项正确。‎ ‎7．(2018江苏模拟，2分)利用大肠杆菌探究DNA的复制方式实验的培养条件与方法是：①在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如图中甲所示；②转至含14N的培养基中培养，每20分钟繁殖一代；③取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论正确的是(　　)‎ A．乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果 B．丙是转入14N培养基中繁殖两代的结果 C．位于丁上部的DNA含有15N和14N D．探究过程采用了密度梯度离心技术 答案：D 解析：DNA的复制是半保留复制，甲的DNA带在最下方，是重带，DNA分子的两条链都被15N标记。复制一次后出现的2个DNA都是一条链含15N，一条链含14N，均为中带，应对应丙，故A、B项错误。繁殖两代得到的4个DNA分子中，有2个DNA分子的一条链含15N，一条链含14N；另外2个DNA分子的两条链都含14N，其结果应对应丁，即一半为中带，一半为轻带，丁的上部为轻带，应是两条链都含有14N的DNA，故C项错误。该过程采用的是密度梯度离心技术，故D项正确。‎ ‎8．(2018北京模拟，6分)将某动物细胞的核DNA分子双链经32P标记(染色体数为2N)后，置于不含32P的培养基中，该细胞经过连续两次分裂产生4个子细胞，检测子细胞中32P的含量。下列推断正确的是(　　)‎ A．若进行有丝分裂，在第二次分裂中期有一半染色体含有32P B．若进行减数分裂，在减Ⅰ后期含32P的染色体数为4N C．若进行有丝分裂，含32P染色体的子细胞比例为50%‎ D．若进行减数分裂，第二次分裂后含32P染色体的子细胞比例为100%‎ 答案：D 解析：若进行有丝分裂，第一次有丝分裂完成后，每条染色体都被32P标记，当细胞处于第二次分裂中期(着丝点还未分裂)时，每条染色体上都有一条染色单体中的DNA被32P标记，所以此时细胞中每条染色体都含有32P，故A项错误。若进行减数分裂，在减Ⅰ后期，细胞内染色体与一般体细胞中的染色体数相同，所以含32P的染色体数为2N，故B项错误。在第二次有丝分裂后期时，由于子染色体随机分开，具有32P标记的染色体也随机进入2个子细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞可能是2个或3个或4个，故C项错误。若进行减数分裂，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞， DNA只复制一次，因此含32P染色体的子细胞比例一定为100%，故D项正确。‎ ‎9．(经典题，10分)如图1为大肠杆菌DNA分子片段结构示意图，图2为其某生理过程，请根据图回答问题：‎ ‎(1)写出图1中编号所代表的中文名称：④ ，⑤ 。‎ ‎(2)图2过程为 过程，此过程必须遵循 原则。‎ ‎(3)若用1个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，释放出来300个子代噬菌体。其中含有32P的噬菌体所占的比例是 。‎ ‎(4)若图2中的亲代DNA分子含有100个碱基对，将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制1次，则子代DNA分子的相对分子质量比原来增加 。‎ ‎(5)若图2中的亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则该DNA分子经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的 。‎ 答案：(1)鸟嘌呤脱氧核苷酸(1分) 　氢键(1分) (2)DNA分子的复制(1分)　碱基互补配对(1分) (3)1/150(2分)　(4)100(2分)　(5)1/2(2分)‎ 解析：(1)图1中④为鸟嘌呤脱氧核苷酸，⑤为氢键。‎ ‎(2)图2为DNA分子的复制过程，此过程必须遵循碱基互补配对原则。‎ ‎(3)若用1个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，释放出来300个子代噬菌体。根据DNA半保留复制特点，其中含有32P的噬菌体所占的比例是2/300＝1/150。‎ ‎(4)亲代DNA分子含有100个碱基对，将该DNA分子放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制1次，形成的DNA分子一条链含有31P、另一条含有32P，因此相对分子质量增加了100×(32－31)＝100。‎ ‎(5)DNA在复制时，一条链上的碱基发生突变，另一条链上的碱基不发生突变，以发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是异常的，以碱基没有发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是正常的，因此不论复制多少次，发生差错的DNA占1/2。‎ 课后提分练21　DNA分子的结构、复制及基因的本质 A组(巩固提升)‎ ‎1．(2019吉林六校联考，6分)已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C和G至少共有(　　)‎ A．600个 B．700个 C．800个 D．900个 答案：D 解析：分析可知，该蛋白质中氨基酸的数目为198＋2＝200个，对应的mRNA中至少有200×3＝600个碱基，其中A＋U＝600×25%＝150个，C＋G＝600－150＝450个，根据碱基互补配对原则可知，对应的DNA中模板链和非模板链上C＋G均为450个，故双链DNA中C和G的总数为450＋450＝900个，故D项正确。‎ ‎2．(2017海南单科，2分)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是(　　)‎ A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同 B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高 C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链 D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1‎ 答案：D 解析：由于双链DNA中碱基A＝T，C＝G，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，故A项错误。A、T碱基对含2个氢键，C、G碱基对含3个氢键，则(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)数目越多，比值越小，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，故B项错误。(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，如A＝T＝C＝G时，故C项错误。经半保留复制得到的是双链DNA分子，(A＋C)/(G＋T)＝1，故D项正确。‎ ‎3．(2019辽宁沈阳一模，6分)如图表示证明DNA进行半保留复制的实验过程。若将图中含15NH4Cl的培养液更换成含14NH4Cl的培养液，将含14NH4Cl的培养液更换成含15NH4Cl的培养液，重复图示实验，对应得到的离心结果，Ⅰ′、Ⅱ′、Ⅲ′，则离心结果应为(　　)‎ A．Ⅰ′与Ⅰ相同 B．Ⅱ′与Ⅱ相同 C．Ⅲ′与Ⅲ相同 D．没有相同的 答案：B 解析：据图分析，Ⅰ中DNA两条链含15N，DNA复制的方式是半保留复制，则Ⅱ中DNA两条链分别含15N和14N，Ⅲ中下层2个DNA两条链是15N和14N，上层2个DNA两条链都是14N。若将图中含15NH4Cl的培养液更换成含14NH4Cl的培养液，将含14NH4Cl的培养液更换成含15NH4Cl的培养液，重复上述实验，Ⅰ′中DNA两条链含14N，Ⅱ′中DNA两条链分别含15N和14N，Ⅲ′中上层2个DNA两条链含15N和14N，下层2个DNA两条链含15N。由以上分析可知，Ⅰ中DNA两条链含15N，在离心管的下层；Ⅰ′中DNA两条链含14N，在离心管的上层，故A项错误。Ⅱ中DNA两条链含15N和14N，Ⅱ′中DNA两条链含15N和14N，都在离心管的中层，故B项正确。Ⅲ中2个DNA两条链含15N和14N，另外2个DNA两条链含14N，一半在离心管的中层，一半在离心管的上层；Ⅲ′中2个DNA两条链含15N和14N，另外2个DNA两条链含15N，则一半在离心管的中层，一半在离心管的下层，故C项错误。Ⅱ′与Ⅱ相同，故D项错误。‎ ‎4．(2021改编，6分)在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图1所示：‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．由实验结果可推测第一代(Ⅰ)大肠杆菌DNA分子中一条链含14N，另一条链含15N ‎ B．将第一代(Ⅰ)大肠杆菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到大肠杆菌的DNA用同样方法分离，则DNA分子可能出现在试管中图2的位置 C．若将15N－DNA(亲代)的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，则所产生的子代DNA中含15N的链与全部子代DNA链的比例为1∶8‎ D．若一个DNA分子的一条单链中A占32%，且(A＋G)/(T＋C)＝1.5，则在其互补链中的该比值是3/2‎ 答案：D 解析：Ⅰ代大肠杆菌DNA分子离心后都为中带，说明一条链含14N，另一条链含15N，故A项正确，不符合题意。据图分析，14N/15N－DNA分子在含15N的培养基上繁殖一代，由于半保留复制，产生的两个子代DNA分别是全15N－DNA分子和14N/15N－DNA分子(混合型DNA分子)，将该DNA分子做离心处理，产生的DNA分子带应该分别位于试管的下部和中部，故B项正确，不符合题意。若将15N－DNA(亲代)的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，根据DNA分子半保留复制的特点，所产生的子代DNA中全含15N(重DNA)、一条链含15N(中DNA)及两条链均不含15N(轻DNA)的比例为0∶2∶6，在这些子代DNA中，含15N的链与全部子代DNA链的比例为2∶16＝1 ∶8，故C项正确，不符合题意。由于DNA分子的两条链之间的碱基遵循碱基互补配对原则，一条链上的A与另一条链上的T相等，一条链上的G与另一条链上的C相等，因此DNA分子中，互补的两条单链中(A＋G)/(T＋C)的比值互为倒数，一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝1.5，则在其互补链中该比值是2/3，故D项错误，符合题意。‎ B组(冲刺满分)‎ ‎5．(2019河南高三月考，6分)某原核细胞的拟核DNA分子共含有a个碱基对，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，该DNA分子中含有b个基因。下列有关该DNA分子的叙述，错误的是(　　)‎ A．该DNA分子复制2次，共需游离的胞嘧啶数量为6a×30%‎ B．该DNA分子中含有游离的磷酸基团的数量为0个 C．该DNA分子一次转录形成的mRNA中含有的核糖数量约为a/b个 D．由题干信息无法得出该DNA分子每条单链中的嘧啶碱基比例 答案：C 解析：根据题干信息分析，该DNA分子共含有a个碱基对，2a个碱基，腺嘌呤占20%，因为不配对的碱基之和等于碱基总数的一半，则胞嘧啶占的比例为50%－20%＝30%，复制2次，由1个DNA分子变为4个DNA分子，增加3个DNA分子，故需要游离的胞嘧啶数为3×2a×30%，故A项正确，不符合题意。拟核DNA为环状DNA，不含游离的磷酸基团，故B项正确，不符合题意。该DNA分子中除了基因序列，还有非基因序列，每个基因的长度也不尽相同，故无法得出一次转录形成的mRNA的长度，也无法计算mRNA中含有的核糖数量，故C项错误，符合题意。依据题中DNA双链信息，无法得出在DNA单链中嘌呤或嘧啶所占的比例，故D项正确，不符合题意。‎ ‎6．(2021改编，7分)如图是DNA复制的有关图示，A→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→F表示哺乳动物的DNA复制。图中黑点表示复制起始点，“→”表示复制方向，“”表示时间顺序。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/分，‎ 假设DNA从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制完成需约30秒，而实际上只需约16秒。根据A→C过程分析，是因为 。‎ ‎(2)哺乳动物的DNA分子展开可长达2米，若按A→C的方式复制，至少需要8小时，而实际上只需要约6小时左右。据D→F过程分析，是因为 ‎ ‎ 。‎ ‎(3)A→F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子的复制是 ‎ ‎ 。‎ ‎(4)若图中一个DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为 个。‎ 答案：(1)DNA的复制是双向进行的(2分) (2)DNA从多个起始点同时进行复制(2分)　(3)边解旋边复制(1分)　(4)15×(a/2－m)(2分)‎ 解析：(1)若单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子复制需约30秒，而实际上复制从开始到结束只需约16秒，是因为该DNA的复制是单起点双向进行的。‎ ‎(2)哺乳动物的DNA分子展开可长达2米，按A→C图的方式，即单起点双向复制，至少需要8小时，而实际上只需要约6小时左右，是因为该DNA的复制是从多个起始点同时进行复制的。‎ ‎(3)由于延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子的复制是边解旋边复制的。‎ ‎(4)由题意知，该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则DNA分子中的胞嘧啶数＝(a－2m)÷2个，因此该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24－1)×‎ ‎[(a－2m)÷2]＝15×(a/2－m)个。‎ ‎7．(经典题，8分)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DNA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F1有丝分裂中期的细胞中可观察到 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：(1)磷酸二酯(1分)　脱氧核苷酸(1分) (2)氢(1分)　碱基互补配对(1分)　4(1分) ‎ ‎(3)6(1分)　2和4(2分)‎ 解析：(1)如图1所示，DNA酶Ⅰ处理后将DNA分成一个个DNA片段，说明DNA酶Ⅰ切开了核苷酸之间的磷酸二酯键。DNA聚合酶Ⅰ催化DNA的合成，以荧光标记的脱氧核苷酸为原料，合成荧光标记的DNA探针。‎ ‎(2)高温煮沸能够使DNA双链间的氢键断裂，形成单链。在降温复性过程中，按照碱基互补配对原则，探针的碱基与染色体上的特定基因序列形成稳定的杂交分子。1个DNA分子的两条链可分别与探针的单链结合，出现2个荧光点，两条姐妹染色单体含有2个DNA分子，分别与DNA探针互补，最多形成4条荧光标记的DNA片段。‎ ‎(3)植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则F1为AABC，即含2个A染色体组、1个B染色体组和1个C染色体组。其中的2个A染色体组、1个B染色体组中各有1条染色体(共3条染色体)被荧光探针标记，则其在有丝分裂中期时，有6条染色单体上出现荧光点，即可观察到6个荧光点。减数第一次分裂形成的两个子细胞中含有带荧光点的染色体的情况为：一个子细胞中同时含有A、B中被荧光探针标记的染色体，可观察到4个荧光点；另一个子细胞中只含有A中被荧光探针标记的染色体，可观察到2个荧光点。‎