【生物】2021届新高考生物一轮复习人教版DNA是主要的遗传物质及其结构与复制作业

【生物】2021届新高考生物一轮复习人教版DNA是主要的遗传物质及其结构与复制作业

2021 届 新高考生物 一轮复习 人教版 DNA 是主要的遗传 物质及其结构与复制 作业 一、单项选择题 1.(2019 福建龙岩高三期末质检)若生物体内 DNA 分子中 (G+C)/(A+T)=a,(A+C)/(G+T)=b,则叙述中不正确的是( ) A.a 值越大,双链 DNA 分子的稳定性越高 B.DNA 分子一条单链及其互补链中,a 值相同 C.碱基序列不同的双链 DNA 分子,b 值不同 D.经半保留复制得到的 DNA 分子,b 值等于 1 1. 答案 C G 与 C 之间三个氢键相连,A 与 T 之间两个氢键相连,a 值越大,G+C 值越大,双链 DNA 分子的稳定性越高,A 正确;DNA 分子中互补碱基之和的比值即 (G+C)/(A+T)=a,则在每条单链中(G+C)/(A+T)=a,B 正确;DNA 分子中非互补碱基 之和的比值等于 1,(A+C)/(G+T)=b=1,碱基序列不同的双链 DNA 分子,b 值相同,C 错误,D 正确。 2.(2019 吉林“五地六校”合作体高三期末)如图表示 DNA 分子的片段,下列相关 叙述正确的是( ) A.构成 DNA 分子的基本单位是⑦ B.限制酶切断①②之间的化学键 C.复制时 DNA 聚合酶催化形成⑤ D.DNA 分子中⑥的排序代表遗传信息 2. 答案 D ④是脱氧核糖核苷酸,是构成 DNA 分子的基本单位,而⑦是脱氧核 苷酸链,A 错误;限制酶切断②与下方磷酸基团之间的化学键,B 错误;DNA 聚合酶 催化形成的是磷酸二酯键,⑤是氢键,C 错误;遗传信息储存在碱基对的排列顺序 中,D 正确。 3.20 世纪 50 年代初,查哥夫对多种生物 DNA 做了碱基定量分析,发现(A+T)/(C+G) 的值如表。结合所学知识,你认为能得出的结论是( ) DNA 来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾 (A+T)/(C+G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 A.猪的 DNA 结构比大肠杆菌的 DNA 结构更稳定一些 B.小麦和鼠的 DNA 所携带的遗传信息相同 C.小麦 DNA 中(A+T)的数量是鼠 DNA 中(C+G)数量的 1.21 倍 D.同一生物不同组织的 DNA 碱基组成相同 3. 答案 D 碱基 A 与 T 之间有两个氢键,而 G 与 C 之间有三个氢键,DNA 分子中 氢键的数量越多,即(A+T)/(C+G)的值越小,DNA 分子的结构越稳定,因此大肠杆 菌的 DNA 分子结构比猪的 DNA 结构稳定,A 错误;小麦和鼠的 DNA 分子中 (A+T)/(C+G)的值相同,但所携带的遗传信息不同,B 错误;小麦 DNA 中(A+T)/(C+G) 的值为 1.21,说明小麦 DNA 中(A+T)的数量是(C+G)数量的 1.21 倍,但不一定是鼠 DNA 中(C+G)数量的 1.21 倍,C 错误;同一生物不同组织的 DNA 相同,故碱基组成相 同,D 正确。 4.用 15N 标记含有 100 个碱基对的 DNA 分子(其中有腺嘌呤 60 个),该 DNA 分子在 含 14N 的培养基中连续复制 4 次。下列有关判断错误的是( ) A.含有 15N 的 DNA 分子有两个 B.含有 14N 的 DNA 分子占总数的 7/8 C.第 4 次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸 320 个 D.复制共产生 16 个 DNA 分子 4. 答案 B 由于 DNA 分子的复制是半保留复制,亲代 DNA 分子的两条链始终存 在于子代的两个 DNA 分子中,因此含有 15N 的 DNA 分子有两个;该 DNA 分子是在含 14N 的培养基中复制的,新形成的子链均含有 14N,故所有 DNA 分子都含 14N;根据碱 基互补配对原则,DNA 分子含有 100 个碱基对,其中腺嘌呤有 60 个,则胞嘧啶有 40 个,第 4 次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数=24-1×40=320(个);1 个 DNA 分子经过 4 次复制,共产生 DNA 分子数=24=16(个)。 5.(2019 山东青岛模拟)如图所示为某 DNA 复制过程的部分图解,其中 rep 蛋白具 有解旋的功能。下列相关叙述错误的是( ) A.rep 蛋白可破坏 A 与 C、T 与 G 之间形成的氢键 B.DNA 结合蛋白可能具有防止 DNA 单链重新形成双链的作用 C.DNA 复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点 D.随从链之间的缺口需要 DNA 连接酶将其补齐 5. 答案 A rep 蛋白具有解旋功能,破坏的是 A 与 T、G 与 C 之间的氢键,A 错误。 6.(2019 黑龙江牡丹江一中高三开学摸底)裂谷热是由裂谷热病毒(含有单链 RNA) 引起的,经蚊类媒介或接触传播的急性病毒性人畜共患病。下列相关叙述正确的 是( ) A.人类的遗传物质与裂谷热病毒的遗传物质相比,特有的是胸腺嘧啶和核糖 B.裂谷热病毒和人的基因本质都是有遗传效应的 DNA 片段 C.人的细胞能为裂谷热病毒的繁殖提供模板、原料和能量等 D.裂谷热病毒侵染进入人体后,在内环境中不会发生增殖 6. 答案 D 人类的遗传物质是 DNA,而裂谷热病毒的遗传物质是 RNA,二者相比, 人类遗传物质特有的是胸腺嘧啶和脱氧核糖,A 错误;裂谷热病毒的遗传物质是 RNA,因此其没有基因,B 错误;人的细胞能为裂谷热病毒的繁殖提供原料和能量 等,而模板是裂谷热病毒自身具有的,C 错误;裂谷热病毒只能生活在活细胞内, 其侵入机体后,在内环境中不会发生增殖,D 正确。 7.细菌在 15N 培养基中繁殖数代后,使细菌 DNA 的含氮碱基皆含有 15N,然后移入 14N 培养基中培养,抽取亲代及子代的 DNA 经高速离心分离,如图①~⑤为可能的结果, 下列叙述错误的是( ) A.子一代 DNA 应为② B.子二代 DNA 应为① C.子三代 DNA 应为④ D.亲代的 DNA 应为⑤ 7. 答案 C 由题意可知,子一代的 DNA 应为全中(14N、15N),即图②;子二代 DNA 应为 1/2 中(14N、15N)、1/2 轻(14N、14N),即图①;子三代 DNA 应为 1/4 中(14N、15N)、 3/4 轻(14N、14N),即图③,而不是全轻(14N、14N),即图④;亲代的 DNA 应为全重(15N、 15N),即图⑤。 8.(2019 黑龙江哈尔滨六中高三月考)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 8. 答案 D 大肠杆菌繁殖一代,即该条 DNA 复制一代。14N14N 的 DNA 分子在含有 15N 的培养基中复制一代的结果全为 15N14N,复制二代的结果为 1/215N15N、1/215N14N。 再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代的结果为 3/415N14N、1/414N14N,D 正确。 9.如图为 DNA 片段 1 经过诱变处理后获得 DNA 片段 2,而后 DNA 片段 2 经过复制 得到 DNA 片段 3 的示意图(除图中变异位点外不考虑其他位点的变异)。下列叙述 正确的是( ) A.在 DNA 片段 3 中同一条链上相邻碱基 A 与 T 通过两个氢键连接 B.理论上 DNA 片段 3 的结构比 DNA 片段 1 的结构更稳定 C.DNA 片段 2 至少需要经过 3 次复制才能获得 DNA 片段 3 D.DNA 片段 2 复制 n 次后,可获得 个 DNA 片段 1 9. 答案 D DNA 中同一条脱氧核苷酸链上相邻碱基 A 与 T 通过“—脱氧核糖— 磷酸—脱氧核糖—”进行连接。理论上 DNA 片段 3 中氢键数目比 DNA 片段 1 少, 故其结构不如 DNA 片段 1 稳定。DNA 片段 2 经过 2 次复制即可获得 DNA 片段 3。 DNA 片段 2 复制 n 次后,获得的 DNA 片段 1 所占的比例为 1/2,即 个。 二、不定项选择题 10.(2019 山东日照一中高三月考)科学家在人体快速分裂的活细胞(如癌细胞) 中发现了 DNA 的四螺旋结构。形成该结构的 DNA 单链中富含 G,每 4 个 G 之间通 过氢键等形成一个正方形的“G-4 平面”,继而形成立体的“G~四联体螺旋结构” (如图)。下列叙述正确的是( ) A.该结构是沃森和克里克首次发现的 B.该结构由一条脱氧核苷酸链形成 C.用 DNA 解旋酶可打开该结构中的氢键 D.该结构中(A+G)/(T+C)的值与 DNA 双螺旋中的该值相等 10. 答案 BC “G~四联体螺旋结构”是由英国剑桥大学的科学家首先发现的, 而不是由沃森和克里克首次发现的,A 错误;由图中实线可知,该结构由一条脱氧 核苷酸链形成,B 正确;DNA解旋酶能打开碱基对之间的氢键,因此用DNA 解旋酶可 打开该结构中的氢键,C 正确;DNA 双螺旋中(A+G)/(T+C)的值始终等于 1,而该结 构是 DNA 单链且富含 G,故(A+G)/(T+C)的值不一定等于 1,因此该结构中 (A+G)/(T+C)的值与 DNA 双螺旋中的该值不一定相等,D 错误。 11.(2019 山东济南师大附中五模)正常情况下,DNA 分子在细胞内复制时,双螺旋 结构被解开后会产生一段单链区,DNA 结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合,防止 解旋的单链重新配对,使 DNA 呈伸展状态,且 SSB 在复制过程中可以重复利用。下 列与 SSB 功能相关的推测合理的是( ) A.SSB 与 DNA 单链既可结合也可以分开 B.SSB 与单链的结合将利于 DNA 复制 C.SSB 是一种解开 DNA 双螺旋结构的解旋酶 D.SSB 与单链结合遵循碱基互补配对原则 11. 答案 AB 根据题干信息可知,SSB 与 DNA 单链既可结合也可分开,A 正确; 根据题干信息可知,SSB 与单链的结合将利于 DNA 复制,B 正确;根据题干中“双螺 旋结构被解开后会产生一段单链区,DNA 结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合”, 说明 SSB 不是一种解开 DNA 双螺旋结构的解旋酶,C 错误;根据题干信息可知,SSB 是一种 DNA 结合蛋白,故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则,D 错误。 12.(2019 辽宁六校协作体高三期末)某基因(14N)含有 3 000 个碱基,腺嘌呤占 35%。若该 DNA 分子以 15N 同位素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,得到如图 1 结果;如果将全部复制产物加入 解旋酶处理后再离心,则得到如图 2 结果。下列有关分析错误的是( ) A.X 层全部是仅含 14N 的基因 B.W 层中含 15N 标记的胞嘧啶有 6 300 个 C.X 层中含有的氢键数是 Y 层的 1/3 D.W 层与 Z 层的核苷酸数之比为 1∶4 12. 答案 ABD 本题主要考查科学探究素养中的结果与分析。如果该基因以 15N 同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制 3 次,在产生的 8 个 DNA 分子中 有 2 个 DNA 分子一条链含有 15N,一条链含有 N,而其余的 DNA 分子的两条链都含 有 15N,故 X 层全部是一条链含有 15N,一条链含 14N 的基因,A 错误;用解旋酶将 DNA 的两条链分开后,Z 层是 2 条含 14N 的链,而 W 层是 14 条含 15N 的链,W 层中应有 14 条链,相当于 7 个 DNA 分子,由题意可知该基因中有 3 000 个碱基,腺嘌呤占 35%, 说明胞嘧啶占 15%,则一个 DNA 分子中胞嘧啶应有 450 个,那么 W 层中含 15N 标记 的胞嘧啶应有 450×7=3 150 个,B 错误;根据选项 A 分析,Y 层中 DNA 是 X 层的 3 倍,所以 X 层中含有的氢键数是 Y 层的 1/3,C 正确;W 层与 Z 层脱氧核苷酸链数之 比为 14∶2=7∶1,核苷酸数之比也为 7∶1,D 错误。 三、非选择题 13.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。 13. 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 都为嘌呤碱基,C、T 都为嘧啶碱基,根据碱基互补配对原则,一条链中嘌呤碱基 只能和另一条链中的嘧啶碱基互补配对,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 2 个 DNA 分子,其相应位点上的碱 基为 U—A、A—T。另外一条未突变单链两次复制后形成 2 个 DNA 分子,其相应位 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。 14.(2019 山东 K12 联盟联考)在研究 DNA 复制机制的过程中,为检验“DNA 半保留 复制”假说是否成立,研究者用蚕豆根尖进行实验,主要步骤如下: 步骤① 将蚕豆根尖置于含放射性 3H 标记胸腺嘧啶的培养液中, 培养大约一个细胞周期的时间 在第一个、第二个和第三个细胞 周期取样,检测中期细胞染色体 上的放射性分布步骤② 取出根尖,洗净后转移至不含放射性物质的培养液中,继 续培养大约两个细胞周期的时间 请回答问题: (1)步骤①目的是标记细胞中的 分子。依据“DNA 半保留复制”假说推 测,DNA 分子复制的产物应符合甲图中的 (选甲图中字母填写)。 (2)若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体上的姐妹染色单体都具有放射性, 则该结果 (填写“能”或“不能”)确定假说成立。 (3)若第二个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的 (选乙图中字母 填写),且第三个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的 (选乙图中字 母填写),则假说成立。 14. 答案 (1)DNA a (2)不能 (3)e e 和 f 解析 (1)胸腺嘧啶是合成DNA的原料,因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子; 依据“DNA 半保留复制”假说推测,DNA 分子复制形成的子代 DNA 分子中有一条链 为亲代链,另一条链为新合成的子链,即图甲中的 a。(2)若第一个细胞周期的检 测结果是每条染色体上的姐妹染色单体都具有放射性,则可能是半保留复制,也 可能是混合复制,因此该结果不能确定假说成立。(3)若假说成立,即 DNA 分子的 复制方式为半保留复制,则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有 两条染色单体,其中一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中 的 e;第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性,另一半染 色体的姐妹染色单体中,有一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合 图中的 e 和 f。 15.双链 DNA 是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的。早在 1966 年,日本科学 家冈崎提出 DNA 半不连续复制假说:DNA 复制形成互补子链时,一条子链是连续形 成,另一条子链不连续即先形成短链片段(如图 1)。为验证这一假说,冈崎进行了 如下实验:让 T4 噬菌体在 20 ℃时侵染大肠杆菌 70 min 后,将同位素 3H 标记的脱 氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,在 2 s、7 s、15 s、30 s、60 s、120 s 后,分离 T4 噬菌体 DNA 并通过加热使 DNA 分子变性、全部解螺旋,再进行密度梯 度离心,以 DNA 单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近), 并检测相应位置 DNA 单链片段的放射性,结果如图 2。请分析回答: (1)以 3H 标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,最终在噬菌体 DNA 中检 测到放射性,其原因是 。 (2)若 1 个双链 DNA 片段中有 1 000 个碱基对,其中胸腺嘧啶 350 个,该 DNA 连续 复制四次,在第四次复制时需要消耗 个胞嘧啶脱氧核苷酸,复制 4 次后 含亲代脱氧核苷酸链的 DNA 有 个。 (3)DNA 解旋在细胞中需要解旋酶的催化,在体外通过加热也能实现。解旋酶不能 为反应提供能量,但能 。研究表明,在 DNA 分子加热解链 时,DNA 分子中 G+C 的比例越高,需要解链温度越高的原因 是 。 (4)图 2 中,与 60 s 结果相比,120 s 结果中短链片段减少的原因 是 。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据 是 。 15. 答案 (1)标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收,为噬菌体 DNA 复制提供原料 (2)5 200 2 (3)降低化学反应所需的活化能 DNA 分子中 G+C 的比例越高,氢 键数越多,DNA 结构越稳定 (4)短链片段连接成长链片段 在实验时间内,细胞 中均能检测到较多的短链片段 解析 (1)以 3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,被标记的脱氧核 苷酸被大肠杆菌吸收,为噬菌体 DNA 复制提供原料,所以在噬菌体DNA 中检测到放 射性。(2)若 1 个双链 DNA 片段中有 1 000 个碱基对,其中胸腺嘧啶 350 个,则胞 嘧啶有 1 000-350=650(个),若该 DNA 连续复制四次,在第四次复制时需要消耗的 胞嘧啶脱氧核苷酸数为 24-1×650=5 200(个),复制 4 次后含最初亲代脱氧核苷酸 链的 DNA 有 2 个。(3)酶作为生物催化剂,不能为反应提供能量,但可以降低化学 反应所需的活化能。DNA 分子中 G+C 的比例越高,氢键数越多,DNA 结构越稳定, 所以在 DNA 分子加热解链时,DNA 分子中 G+C 的比例越高,需要的解链温度越高。 (4)图 2 中,与 60 秒结果相比,120 秒时有些短链片段连接成长链片段,所以短链 片段减少了。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是在实验时间内细胞中均能 检测到较多的短链片段。