【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

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 [基础达标] 1．(2020·湖南衡阳八中月考)用卡片构建 DNA 平面结构模型，所提供的卡片类型和数 量如下表所示，以下说法正确的是( ) 卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C 卡片数量 10 10 2 3 3 2 A．最多可构建 4 种脱氧核苷酸，5 个脱氧核苷酸对 B．构成的双链 DNA 片段最多有 10 个氢键 C．DNA 中每个脱氧核糖均与 1 个磷酸相连 D．最多可构建 44 种不同碱基序列的 DNA 解析：选 B。据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数分别都是 10， 所以最多可构建 10 个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多能构建 4 种脱氧核苷酸，4 个 脱氧核苷酸对，A 错误；构成的双链 DNA 片段中最多包含 2 个 A—T 碱基对和 2 个 G—C 碱基对，所以最多可含有氢键 2×2＋2×3＝10 个，B 正确；DNA 分子结构中，与脱氧核糖 直接相连的一般是 2 个磷酸，但是两端各有 1 个脱氧核糖只连接 1 个磷酸，C 错误；碱基序 列要达到 44 种，每种碱基对的数量至少要有 4 对，D 错误。 2．(2018·高考海南卷)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 解析：选 D。大肠杆菌为原核细胞，其拟核是一条 DNA 分子，大肠杆菌繁殖一代，即 该条 DNA 复制一代。14N14N 的 DNA 分子在 15N 的培养基中复制一代的结果全为 15N14N， 复制两代的结果为 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。 3．右图为真核细胞 DNA 复制过程模式图，下列相关分析错误的是( ) A．酶①为解旋酶，酶②为 DNA 聚合酶 B．图示体现了边解旋边复制及半保留复制的特点 C．在复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期、减数第一次分裂后期分开 D．将该模板 DNA 置于 15N 培养液中复制 3 次后，含 15N 的 DNA 占 100% 答案：C 4．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，则下列说法正确的是( ) 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所占比例为 a C．互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比例为(a－b)/2 D．以互补链为模板转录产生的某 mRNA 中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为 a 解析：选 B。链状 DNA 每条链含有 1 个游离的磷酸基团；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所占的比例相等；互补链中鸟 嘌呤占该链的比例为 a－b；转录是以 DNA 上某基因为模板，所以转录产生的 mRNA 中鸟 嘌呤与胞嘧啶所占比例是不确定的。 5．(2020·湖北武汉模拟)现已知基因 M 含有碱基共 N 个，腺嘌呤 n 个，具有类似右图 的平面结构，下列说法正确的是( ) A．基因 M 共有 4 个游离的磷酸基团，1.5N－n 个氢键 B．右图 a 可以代表基因 M，基因 M 的等位基因 m 可以用 b 表示 C．基因 M 的双螺旋结构中，脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架 D．基因 M 和它的等位基因 m 含有的碱基数可以不相等 解析：选 D。基因 M 的每一条链都有 1 个游离的磷酸基团，因此基因 M 含有 2 个游离 的磷酸基，氢键数为 1.5N－n，A 错误；基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中 a 和 b 共 同组成基因 M，因此基因 M 的等位基因 m 不能用 b 表示，B 错误；DNA 双螺旋结构中， 脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，C 错误；等位基因是基因突变产生的， 而基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，因此基因 M 和它的等位基因 m 的碱基 数可以不相等，D 正确。 6．(2020·山东临沂模拟)某双链 DNA 分子中含有 200 个碱基，一条链上 A∶T∶G∶C ＝1∶2∶3∶4。下列关于该 DNA 分子的叙述，正确的是( ) A．四种含氮碱基 A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7 B．若该 DNA 中 A 为 p 个，占全部碱基的 n/m(m>2n)，则 G 的个数为(pm/2n)－p C．碱基排列方式共有 4200 种 D．含有 4 个游离的磷酸基团 解析：选 B。该 DNA 分子中 A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若该 DNA 分子中 A 为 p 个， 其占全部碱基的 n/m，则全部碱基数为 p÷(n/m)，所以 G 的个数为[p÷(n/m)－2p]÷2，即(pm/2n) －p；碱基的排列方式应少于 4100 种；双链 DNA 分子应含有 2 个游离的磷酸基团。 7．(2020·天津模拟)已知某 DNA 分子中，G 与 C 之和占全部碱基总数的 35.8%，其中 一条子链(α链)中 T 与 C 分别占该链碱基总数的 32.9%和 17.1%，则在α链的互补链(β链)中， T 和 C 分别占β链碱基总数的( ) A．32.9%和 17.1% B．31.3%和 18.7% C．18.7%和 31.3% D．17.1%和 32.9% 解析：选 B。由于整个 DNA 分子中 G＋C＝35.8%，则每条链中 G＋C＝35.8%，A＋T ＝64.2%；由于α链中 T 与 C 分别占α链碱基总数的 32.9%和 17.1%，由此可以求出α链中 G ＝18.7%、A＝31.3%，则其互补链(β链)中 T 和 C 分别占β链碱基总数的 31.3%和 18.7%。 8．(2020·河南郑州一中期中)在一个双链 DNA 分子中，碱基总数为 m，腺嘌呤碱基数 为 n，G 与 C 之间形成 3 个氢键，A 与 T 之间形成 2 个氢键。下列有关叙述正确的是( ) ①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m ②碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2 ③一条链中 A＋T 的数量为 n ④G 的数量为 m－n A．①②③④ B．②③④ C．③④ D．①②③ 解析：选 D。每个脱氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基，故 ①正确；因 G 与 C 之间形成 3 个氢键，A 与 T 之间形成 2 个氢键，故该 DNA 分子中，碱 基之间的氢键数为 2n＋3×[(m－2n)/2]＝(3m－2n)/2，故②正确；因两条链中 A＋T 的数量 为 2n，故一条链中 A＋T 的数量应为 n，故③正确；G 的数量应为(m－2n)/2＝(m/2)－n，故 ④错误。 9．分析 DNA 复制过程，回答下列问题： (1)图示中的解旋酶和 DNA 聚合酶的作用分别是_______________________________。 (2)蛙的红细胞________(填“能”或“不能”)进行图示过程；哺乳动物的成熟红细胞 ________(填“能”或“不能”)进行图示过程。 (3)上图所示 DNA 复制过程若发生在细胞核内，形成的两个子 DNA 的位置是________。 其上面对应片段中的基因_______(填“相同”或“不相同”)。两个子 DNA 将于_________ 分开。 答案：(1)使氢键打开，DNA 双链解旋；催化形成磷酸二酯键 (2)能 不能 (3)位于两 条姐妹染色单体中，由着丝点相连 相同 有丝分裂后期或减数第二次分裂后期 10．(2020·江苏南京高三模拟)下图为真核生物 DNA 的结构(图甲)及发生的生理过程(图 乙)，请据图回答下列问题： (1)图甲为 DNA 的结构示意图，其基本骨架由________和________(填序号)交替排列构 成，④为___________________________________。 (2)从图乙可看出，该过程是从________个起点开始复制的，从而________复制速率； 图中所示的酶为________酶；作用于图甲中的________(填序号)。 (3)若用 1 个被 32P 标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，释放出 300 个子代噬菌体，其 中含有 32P 的噬菌体所占的比例是________。 (4)若图甲中的亲代 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一次，则子代 DNA 分子的相对分子质量比原来增加________。 (5)若图乙中亲代 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________。 解析：(1)DNA 分子的基本骨架由①磷酸和②脱氧核糖交替连接构成。图中的④是由一 分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子 C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)分析图乙可知， 有多个复制起点，这样可以大大提高复制的速率。图中酶使碱基对间的⑨氢键断裂，使 DNA 双链解旋，应为解旋酶。(3)用 32P 标记的 1 个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，根据 DNA 分 子半保留复制的特点，则新形成的 300 个噬菌体中有 2 个含 32P，占 1/150。(4)亲代 DNA 分 子含有 100 个碱基对，在含有用 32P 标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次形成的子代 DNA 分子一条链含 32P，一条链含 31P，标记部分的脱氧核苷酸比未标记的相对分子质量增加 1， 因此相对分子质量增加 100。(5)DNA 分子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合成的 DNA 分子都是正常的，因此无论复制多少次，发生差错的 DNA 分子都占 DNA 分子总数的 1/2。 答案：(1)① ② 胞嘧啶脱氧核苷酸 (2)多 提高 解旋 ⑨ (3)1/150 (4)100 (5)1/2 [素养提升] 11．(不定项)(2020·江苏苏州模拟)将某一经 3H 充分标记 DNA 的雄性动物细胞(染色体 数为 2N)置于不含 3H 的培养基中培养，经过连续两次正常细胞分裂后，下列有关说法不正 确的是( ) A．若进行有丝分裂，则子细胞含 3H 的核 DNA 分子数可能为 N B．若进行减数分裂，则子细胞含 3H 的染色体数为 N C．第一次分裂结束时，子细胞中染色体上每条 DNA 单链都含 3H D．若子细胞中有的染色体不含 3H，则原因是同源染色体彼此分离 解析：选 CD。将某一经 3H 充分标记核 DNA 的雄性动物细胞(染色体数为 2N)置于不含 3H 的培养基中培养，若进行有丝分裂，则细胞分裂两次，DNA 复制两次，在第二次有丝分 裂后期，所有染色体一半被标记，一半未被标记，由于分裂成两个子细胞时，染色体分配是 随机的，所以子细胞中含 3H 的染色体数即核 DNA 分子数可能为 N，A 正确；若进行减数 分裂，则 DNA 只复制一次，所以子细胞的 N 条染色体都被标记，B 正确；第一次分裂结束 时，因为 DNA 只复制一次，所以子细胞中染色体都含 3H，DNA 上一条链含 3H，一条链不 含 3H，C 错误；若子细胞中有的染色体不含 3H，则该细胞进行的是有丝分裂，则不可能是 由于同源染色体彼此分离，D 错误。 12．(不定项)下图为某植物细胞的一个 DNA 分子中 a、b、c 三个基因的分布状况，图 中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。下列有关叙述正确的是( ) A．在植物的每个细胞中，a、b、c 基因都会表达出相应蛋白质 B．a、b 互为非等位基因，在亲子代间传递时可自由组合 C．b 中碱基对若发生了增添、缺失或替换，则发生了基因突变，但性状不一定改变 D．基因在染色体上呈线性排列，基因不一定都位于染色体上 解析：选 CD。在植物的不同细胞中 a、b、c 基因可能选择性表达，A 项错误；a、b 两 个基因为一条染色体上的非等位基因，在亲子代间传递时不能进行自由组合，B 项错误；若 该植物为显性纯合子，b 基因突变为隐性基因，则该植物的性状不发生改变，C 项正确；基 因是有遗传效应的 DNA 片段，染色体是 DNA 的主要载体，线粒体、叶绿体中也有少量 DNA， D 项正确。 13．(不定项)(2020·济宁模拟)某基因(14N)含有 3 000 个碱基对，腺嘌呤占 35%。若该 DNA 分子以 15N 同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制 3 次，再将全部复制产物置于试管内离 心，进行密度分层，得到结果如图①所示；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图②所示。 则下列有关分析正确的是( ) A．X 层中的基因只含 14N 标记，Y 层中的基因只含 15N 标记 B．W 层中含 15N 标记的鸟嘌呤为 6 300 个 C．W 层与 Z 层的核苷酸数之比为 3∶1 D．X 层中含有的氢键数是 Y 层中的 1/3 解析：选 BD。由于 DNA 分子复制方式为半保留复制，所以 X 层全部是含一条链为 14N 和一条链为 15N 的基因，A 错误；由于 DNA 分子复制了 3 次，产生了 8 个 DNA 分子，含 16 条脱氧核苷酸链，其中含 15N 标记的有 14 条链，在含有 3 000 个碱基对的 DNA 分子中， 腺嘌呤占 35%，因此鸟嘌呤占 15%，共 900 个，所以 W 层中含 15N 标记的鸟嘌呤为 900× 14÷2＝6 300 个，B 正确；由于 DNA 分子复制了 3 次，产生了 8 个 DNA 分子，含 16 条脱 氧核苷酸链，其中含 15N 标记的有 14 条链，所以 W 层与 Z 层的核苷酸之比为 14∶2＝7∶1， C 错误；在 DNA 分子中，碱基对之间通过氢键相连，DNA 分子复制了 3 次，产生的 8 个 DNA 分子中，2 个 DNA 分子含 14N 和 15N，6 个 DNA 分子只含 15N，所以 X 层中含有的氢 键数是 Y 层的 1/3，D 正确。 14．正常情况下细胞内可以自主合成组成核酸的核糖核苷酸和脱氧核苷酸，某细胞系由 于发生基因突变而不能自主合成，必须从培养基中摄取。为验证“DNA 分子复制的原料是 脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸”，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。 (1)实验材料：突变细胞系、基本培养基、12C—核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、12C— 脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、细胞放射性检测技术等。 (2)实验步骤：第一步：取基本培养基若干，随机分成两组，分别编号为甲组和乙组。 第二步：在甲组培养基中加入适量的 12C—核糖核苷酸和 14C—脱氧核苷酸；在乙组培 养基中加入____________________。 第三步：在甲、乙两组培养基中分别接种_________________________________，在 5% CO2 恒温培养箱中培养一段时间，使细胞增殖。 第四步：分别取出甲、乙两组培养基中的细胞，检测细胞中出现放射性的部位。 (3)预期结果：_________________________________________________________。 (4)实验结论：_________________________________________________________。 解析：(2)根据生物实验需要遵循对照原则和控制单一变量原则，可进行如下实验： 实验步骤： 第一步：编号。取基本培养基若干，随机分成两组，编号为甲、乙，两组之间进行对照。 第二步：设置对比实验。在培养基甲中加入适量的 12C—核糖核苷酸和 14C—脱氧核苷 酸；在培养基乙中加入等量的 14C—核糖核苷酸和 12C—脱氧核苷酸。 第三步：培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，放到适宜的相同环境中 培养一段时间，让细胞增殖。 第四步：观察、检测。分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测、观 察细胞核和细胞质的放射性强弱。 (3)预期结果：由于 DNA 主要分布在细胞核中，而 RNA 主要分布在细胞质中，所以甲 组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞核；乙组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞 质。 (4)实验结论：DNA 分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。 答案：(2)等量的 14C—核糖核苷酸和 12C—脱氧核苷酸 等量的突变细胞系 (3)甲组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞核；乙组培养基中细胞的放射性部位主 要在细胞质 (4)DNA 分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸