2019-2020学年苏教版生物必修二新素养同步练习：第四章　第二节　DNA分子的结构和复制知能演练轻巧夺冠

2019-2020学年苏教版生物必修二新素养同步练习：第四章　第二节　DNA分子的结构和复制知能演练轻巧夺冠

[随堂检测] 知识点一 DNA 分子的结构 1．如图为某同学在学习 DNA 的结构后画的含有两个碱基对的 DNA 片段(“○”代表 磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是( ) A．甲说：“物质组成和结构上没有错误” B．乙说：“只有一处错误，就是 U 应改为 T” C．丙说：“至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖” D．丁说：“如果说他画的是 RNA 双链则该图应是正确的” 解析：选 C。DNA 中含有的五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖，同时 DNA 不含碱基 U， 而是含碱基 T，A 错误；图中有三处错误：①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA 不含碱基 U，而是含碱基 T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是前一个 核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，B 错误，C 正确；如果 是 RNA 双链，磷酸二酯键的连接不正确，D 错误。 2．同源染色体上的 DNA 分子之间最可能相同的是( ) A．脱氧核苷酸的种类 B．磷酸二酯键的数目 C．碱基对的排列顺序 D．A＋T G＋C 的比值 解析：选 A。DNA 分子中含有 4 种碱基，则脱氧核苷酸的种类是 4 种，A 正确；等位 基因上脱氧核苷酸数目不一定相同，则脱水聚合形成的磷酸二酯键的数目不一定相同，B 错 误；同源染色体上的 DNA 分子中基因可能是相同基因，也可能是等位基因，所以二者碱基 对排列顺序可能不同，C 错误；不同 DNA 分子中(A＋T)/(G＋C)的比值可能不同，说明 DNA 分子具有特异性，D 错误。 3．如图为 DNA 测序仪显示的某真核生物 DNA 片段一条链的碱基排列顺序图片。其中 图 1 的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，那么图 2 显示的碱基排列顺序 应该是( ) A．GCTTGCGTAT B．GATGCGTTCG C．TAGTCTGGCT D．GCTGAGTTAG 解析：选 B。图 1 为 DNA 测序仪显示的某真核生物 DNA 片段一条链的碱基排列顺序 图片。图 1 的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，所以图中碱基序列应从 下向上读，且由左至右的顺序依次是 ACGT，所以图 2 中碱基序列为：GATGCGTTCG，A、 C、D 错误，B 正确。 知识点二 DNA 分子的复制 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是( ) 解析：选 D。DNA 第一次复制亲代 2 条白链分离到 2 个子代 DNA 中，这 2 个子代 DNA 各含有 1 条白链和 1 条灰链，第二次复制 2 个子代 DNA 的 4 条母链分离到 4 个子代 DNA 中，另外再合成 4 条新子链(黑)，这样两次复制后 4 个子代 DNA 都各含 1 条黑链，其中 2 个 DNA 分子还各含 1 条白链，另外 2 个 DNA 分子还各含 1 条灰链。综上所述，D 正确。 5．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 分子复制过程需要解旋酶 D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率 解析：选 A。从图中可以看出有多个复制起点，但由于复制环的大小不同，所以复制起 始的时间有先有后。DNA 分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物 DNA 分子复制过程 需要解旋酶、DNA 聚合酶等酶的参与。这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性， 而且每次复制都可产生两个 DNA 分子，提高了复制效率。 6．下面图甲中 DNA 分子有 a 和 d 两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示，结 合所学知识回答下列问题： (1)从图甲可看出 DNA 复制的方式是______。 (2)图甲中，A 和 B 均是 DNA 分子复制过程中所需要的酶，其中 B 能将单个的脱氧核 苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则 A 是________酶，B 是__________酶。 (3)图甲过程在根尖分生区细胞中进行的场所有________________________________。 (4)图乙中，7 是____________________。DNA 分子的基本骨架由__________________ 交 替 连 接 而 成 ； DNA 分 子 两 条 链 上 的 碱 基 通 过 ______ 连 接 成 碱 基 对 ， 并 且 遵 循 ________________原则。 解析：(1)亲代 DNA 的两条母链 a 链和 d 链分别作为模板链，按照碱基互补配对原则生 成新子链 b 链和 c 链，这样子代 DNA 各含有亲代 DNA 一条链，为半保留复制。(2)DNA 复 制需要解旋酶将双链解旋提供模板链。A 为解旋酶，B 为 DNA 聚合酶将单个的脱氧核苷酸 连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链。(3)根尖分生区细胞的 DNA 主要位于细胞核，线粒体 也含有少量 DNA，都可以进行甲过程。(4)图乙中，7 是 DNA 基本单位胸腺嘧啶脱氧核糖核 苷酸，DNA 分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成；DNA 分子两条链上的碱基通 过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。 答案：(1)半保留复制 (2)解旋 DNA 聚合 (3)细胞核、线粒体 (4)胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 磷酸与脱氧核糖 氢键 碱基互补配对 [课时作业] 一、选择题 1．1953 年 Watson 和 Crick 构建了 DNA 双螺旋结构模型，其重要意义在于( ) ①证明 DNA 是主要的遗传物质 ②确定 DNA 是染色体的组成成分 ③发现 DNA 如何 储存遗传信息 ④为 DNA 复制机制的阐明奠定基础 A．①③ B．②③ C．②④ D．③④ 解析：选 D。证明 DNA 是遗传物质的实验是肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染 细菌的实验，由于绝大多数生物的遗传物质是 DNA，因此 DNA 是主要的遗传物质，①错 误，排除 A 项；Watson 和 Crick 构建 DNA 双螺旋结构模型时没有从染色体中提取 DNA， 也不涉及蛋白质等其他成分，故不能确定 DNA 是染色体的组成成分，②错误，排除 B、C 两项；DNA 的双螺旋结构模型揭示了 DNA 的构成，其遗传信息储存在 4 种碱基的排列顺 序之中，并且指出了 DNA 两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则，为 DNA 复制机制的阐 明奠定了基础，故③④正确。 2．某同学制作一 DNA 片段模型，现准备了 10 个碱基 T 的塑料片，8 个碱基 A 的塑料 片，30 组脱氧核糖和磷酸的塑料片，那么还需准备碱基 C 的塑料片数目是( ) A．14 B．8 C．7 D．16 解析：选 C。因为 30 组脱氧核糖和磷酸塑料片可制成含 15 个碱基对的 DNA 分子模型， 而该同学已准备了 10 个碱基 T 的塑料片，8 个碱基 A 的塑料片，这样仅能构成 8 个 A＝T 碱基对，剩下的 7 个碱基对若全为 G≡C 碱基对，则还需要准备 G、C 碱基塑料片各 7 片。 3．如图所示，b 是由 1 分子磷酸、1 分子碱基和 1 分子 a 构成的化合物，下列叙述正确 的是( ) A．若 m 为腺嘌呤，则 b 肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B．在禽流感病原体、幽门螺杆菌体内 b 均为 4 种 C．在人体细胞质中，b 只有 4 种 D．若 a 为脱氧核糖，则由 b 构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有 6 种 解析：选 D。若 m 为腺嘌呤，则 b 为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，故 A 错 误；禽流感病原体为病毒，其内 b 有 4 种，幽门螺杆菌为原核生物，细胞中的 b 有 8 种，故 B 错误；人体细胞质中存在 DNA 和 RNA，所以 b 有 8 种，故 C 错误；若 a 为脱氧核糖， 则 b 为脱氧核苷酸，由脱氧核苷酸构成的 DNA 完全水解得到：A、T、C、G 四种碱基、磷 酸和脱氧核糖，故 D 正确。 4．下列关于 DNA 结构的叙述中，错误的是( ) A．大多数 DNA 分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构 B．外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基 C．DNA 两条链上的碱基间以氢键相连，且 A 与 T 配对，C 与 G 是配对 D．DNA 的两条链反向平行 解析：选 A。绝大多数 DNA 分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋而成为双螺旋结构，而不 是由核糖核苷酸长链盘旋而成。 5．不同的基因携带不同的遗传信息的原因不包括( ) A．(A＋T)/(G＋C)的值不同 B．磷酸和核糖排列顺序不同 C．碱基对的排列顺序不同 D．脱氧核苷酸的排列顺序不同 解析：选 B。不同的基因中的脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同，不同的排列顺序 代表的遗传信息不同；不同的基因中 A＋T/G＋C 的值不同；不同的基因中都是脱氧核糖和 磷酸交替连接构成其基本骨架，所以 B 错误。 6．如图表示 DNA 复制的过程，结合图示分析下列有关叙述，错误的是( ) A．DNA 复制过程中首先需要解旋酶破坏 DNA 双链之间的氢键，使两条链解开 B．DNA 分子的复制具有双向复制的特点 C．从图示可知，DNA 分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间 D．DNA 分子的复制需要 DNA 聚合酶催化合成子链 解析：选 C。从图中无法获得有关 DNA 分子多起点复制的信息，C 项错误。 7．在 DNA 复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量 3H 标记的脱氧胸苷(3H—dT)的培养 基中，3H—dT 可掺入正在复制的 DNA 分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠 杆菌转移到含高剂量 3H—dT 的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的 DNA 进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测( ) A．复制起始区在高放射性区域 B．DNA 复制为半保留复制 C．DNA 复制从起始点向两个方向延伸 D．DNA 复制方向为 a→c 解析：选 C。根据题干信息：DNA 复制开始时，先将大肠杆菌放在含低剂量 3H 标记的 脱氧胸苷(3H—dT)的培养基中，几分钟后，再转移到含高剂量 3H—dT 的培养基中培养一段 时间，结果如图，可得出复制起始区在低放射性区域，A 错误；中间为低放射性区域，两边 为高放射性区域，说明 DNA 复制从起始点向两个方向延伸，C 正确；而根据放射性自显影 检测无法得出 DNA 复制为半保留复制，B 错误；DNA 复制方向为 a←b→c，D 错误。 8．下列与真核细胞内 DNA 分子复制的有关叙述，正确的是( ) A．复制过程中先全部解旋，再半保留复制 B．复制过程主要发生在有丝分裂前期 C．DNA 连接酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接 D．复制后两个子代 DNA 分子的碱基序列一般相同 解析：选 D。复制过程中是边解旋边复制，形成的子代 DNA 含有亲代 DNA 分子的一 条链为半保留复制，A 错误；复制的时间是有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期，B 错 误；DNA 连接酶是在两个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键，C 错误；复制后两个子代 DNA 分子的碱基序列一般相同，D 正确。 9．如果把人的精原细胞核中的 46 个 DNA 分子用 15N 标记，此细胞在不含标记的环境 中依次经过 1 次有丝分裂和 1 次减数分裂，则下列相关描述正确的是( ) A．在有丝分裂的后期，含有放射性的染色体有 92 条 B．在减数第一次分裂后期，一个初级精母细胞中含有放射性的 DNA 有 92 个 C．在减数第二次分裂中期，一个次级精母细胞中含放射性的 DNA 是 46 个 D．形成的 8 个精细胞中，含有放射性的细胞最少占 25% 解析：选 A。精原细胞中每个 DNA 都有 15N，根据半保留复制可知，有丝分裂后期产 生的 92 个 DNA 分子都有 15N，A 正确；经过有丝分裂产生的子细胞中，每个 DNA 都有放 射性，但每个 DNA 只有一条链有放射性，因此减数第一次分裂后期，形成的 46 条染色体 都有放射性，其中 46 个 DNA 有放射性，另外 46 个 DNA 没有，B 错误；减数第二次分裂 一个次级精母细胞中含放射性的 DNA 只有 23 个，C 错误；减数分裂产生的 8 个细胞中， 至少有 4 个有放射性，占 1/2，D 错误。 10．双脱氧核苷酸常用于 DNA 测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与 DNA 的合成， 且遵循碱基互补配对原则。DNA 合成时，在 DNA 聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核 苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适 量的序列为 GTACATACATG 的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和 4 种脱氧核苷酸。则以 该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有( ) A．2 种 B．3 种 C．4 种 D．5 种 解析：选 D。胸腺嘧啶与腺嘌呤配对，模板链中有 4 个腺嘌呤，任何一个腺嘌呤都有可 能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对而使子链终止，再加上不与双脱氧核苷酸配对的一种，不同 长度的子链最多有 5 种。 11．把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌转移到含重氮(15N)的环境中培养相当于繁殖一代 的时间，然后放回原来的环境中培养相当于连续繁殖两代的时间后，分析细菌 DNA 分子组 成，则下列选项正确的是( ) 选项 DNA 分子 轻氮型 中间型 重氮型 A 3/4 1/4 － B 1/4 3/4 － C － 1/2 1/2 D 1/2 1/2 － 解析：选 A。细菌繁殖一代后，DNA 分子为中间型，连续繁殖两代后，形成的 8 个 DNA 分子中，中间型有 2 个，占 1/4；轻氮型有 6 个，占 3/4。 12．流式细胞仪可根据细胞中 DNA 含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌物处 理体外培养的癌细胞。24 小时后用流式细胞仪检测，结果如图。对检测结果的分析错误的 是( ) A．b 峰中细胞的 DNA 含量是 a 峰中的 2 倍 B．a 峰和 b 峰之间的细胞正进行 DNA 复制 C．处于分裂期的细胞均被计数在 a 峰中 D．此抗癌药物抑制了癌细胞 DNA 的复制 解析：选 C。由图可知，在 b 峰中细胞的 DNA 含量为 80，而 a 峰中细胞的 DNA 含量 为 40；在 a 峰与 b 峰之间细胞内的 DNA 在逐渐加倍，所以正进行着 DNA 分子的复制；通 过实验组和对照组中，b 峰细胞的数量可以看出，实验组中进行 DNA 复制的癌细胞数量明 显减少，则说明该药物对癌细胞 DNA 复制有抑制作用；在细胞分裂期中前、中、后三个时 期的细胞应位于 b 峰，而末期的细胞应位于 a 峰处，C 项错误。 二、非选择题 13．如图是 DNA 片段的结构图，请据图回答： (1)图甲是 DNA 片段的________结构，图乙是 DNA 片段的________结构。 (2)填出图中部分结构的名称：[2]________，[3]__________，[5]__________。 (3)从图中可以看出 DNA 分子中的两条链是由____________和____________交替连接 构成的。 (4)连接碱基对的化学键是________，碱基配对的方式如下：即________与________配 对；______与______配对。 (5)从图甲可以看出组成 DNA 分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成 DNA 分子的两条链相互缠绕成____________________结构。 解析：(1)从图中可以看出：图甲表示的是 DNA 分子的平面结构，而图乙表示的是 DNA 分子的立体(空间)结构。(2)图中 2 表示的是一条脱氧核苷酸单链片段，3 表示脱氧核糖，而 5 表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲的平面结构可以看出：DNA 分子中脱氧核糖和磷 酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)DNA 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱 基对，且有一定规律：A 与 T 配对，G 与 C 配对。(5)根据图甲可以判断：组成 DNA 分子的 两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成 DNA 分子的两条脱氧核苷酸链相互 缠绕成规则的双螺旋结构。 答案：(1)平面 立体(或空间) (2)一条脱氧核苷酸单链片段 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核 苷酸 (3)脱氧核糖 磷酸 (4)氢键 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶) (5) 反向平行 规则的双螺旋 14．如图表示某 DNA 分子片段的结构，其中①～⑥代表不同的分子或化学键。请回答 下列问题： (1)将某精原细胞的所有核 DNA 分子用 32P 标记，则带有放射性的部位是图中的 ________(用序号表示)。经上述标记后的精原细胞在含 31P 的培养基中先进行一次有丝分裂， 产生的两个子细胞继续在含 31P 的培养基中进行减数分裂，最终产生的 8 个精子中，含 31P 和 32P 标记的精子分别占________、________。 (2)在 DNA 复制过程中，DNA 聚合酶作用的位置是________(用图中序号表示)。 解析：(1)P 存在于脱氧核苷酸的磷酸基团中，所以带有放射性的部位是④。DNA 半保 留复制，第一次有丝分裂的子代 DNA 一条链含 32P，一条链含 31P。再进行减数分裂，复制 后每条染色体有两条染色单体，1 条染色单体中的 DNA 一条链含 32P、一条链含 31P，另 1 条染色单体中的 DNA 一条链含 31P、一条链含 31P，所以同源染色体及染色单体分离后形成 的精子全部含有 31P，一半含有 32P。(2)DNA 聚合酶催化形成磷酸二酯键。 答案：(1)④ 100% 50% (2)① 15．如图 1 为大肠杆菌的 DNA 分子结构示意图(片段)，图 2 为 DNA 分子复制图解。请 据图回答问题： (1)图 1 中 1、2、3 结合在一起的结构叫__________。 (2)若图 1 中的 3 是鸟嘌呤，4 的中文名字应该是__________。 (3)图 2 中的复制过程完成后，A′链、B′链分别与__________链相同，因此该过程形成 的两个子代 DNA 分子均保留了其亲代 DNA 分子的一条单链，这种复制方式称为 __________________。 解析：(1)图 1 是 DNA 结构，1 是磷酸，2 是脱氧核糖，3 是含氮碱基，1、2、3 结合起 来的结构是脱氧核苷酸。 (2)若 3 是鸟嘌呤，根据碱基互补配对原则，4 为胞嘧啶。 (3)根据碱基互补配对原则，A′链与 B 链相同，B′链和 A 链相同，每个子代 DNA 分 子中均保留了其亲代 DNA 分子的一条单链，这种复制方式称为半保留复制。 答案：(1)脱氧核苷酸 (2)胞嘧啶 (3)B、A 半保留复制