高考生物一轮复习DNA分子的结构复制和基因的本质.pdf

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1、- 1 - DNA 分子的结构、复制和基因的本质 (30 分钟100 分) 一、选择题 ( 共 8 小题，每小题5 分，共 40 分 ) 1.(2016 上海高考 ) 在 DNA分子模型的搭建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、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 【解题指南】(1) 关键知识：脱氧核糖、磷酸、碱基的连接方式，碱基对的连接方式。 (2) 隐含信息： A-T 对含 2 个氢键， G-C对含 3 个氢键。 【解析】 选 C。构成一个脱氧核苷酸需要2 个订书钉， 20

2、个脱氧核苷酸总共需要40 个订书钉；一条DNA 单链需要9个订书钉连接10 个脱氧核苷酸，两条链共需要18 个订书钉； A-T 之间有 2 个氢键， G-C之间 有 3 个氢键，已知A有 6 个，则可知有6 个 A-T，4 个 G-C，双链间的氢键数共有62+43=24 个。总共 需要订书钉40+18+24=82 个。 2. 以下是某同学制作的脱氧核苷酸对模型，其中正确的是( ) 【解析】 选 D。A项，从五碳糖和磷酸基团的形态和位置可判断，两条脱氧核苷酸链不是反向平行的，错 误； B项， A与 T 之间的氢键应该是两个而不是三个，错误；C项，含氮碱基 (C) 与脱氧核糖连接位置不正 确，且

3、G与 C之间有三个氢键，错误。 【方法技巧】“三看法”判断DNA分子结构的正误 (1) 一看：外侧链成键位置是否正确，正确的成键位置为一分子脱氧核糖的5 号碳原子上的磷酸基团与相 邻脱氧核糖的3 号碳原子之间。 (2) 二看：外侧链是否反向平行。 - 2 - (3) 三看：内侧链碱基配对是否遵循碱基互补配对原则，即有无“同配”、“错配”现象。 3.(2018 绵阳模拟 ) 下图所示DNA分子片段中一条链含 15N，另一条链含14N。下列有关说法错误的是 ( ) A.DNA连接酶和DNA聚合酶都可作用于形成处的化学键，解旋酶作用于处 B.是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 C.若该 DNA分子中一条链上G

4、+C=56% ，则无法确定整个DNA分子中 T的含量 D.把此 DNA放在含 15N的培养液中复制两代，子代中含15N的 DNA占 100% 【解析】 选 C。DNA连接酶和DNA聚合酶均作用于两个核苷酸之间的化学键，解旋酶作用于碱基对之间的 氢键， A项正确；是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B项正确；若该DNA分子中一条链上G+C=56% ，则整个 DNA分 子中 G+C的含量也是56% ， 则整个 DNA分子中 T 的含量为 (1-56%)/2=22% ， C 项错误； DNA进行半保留复制， 把此 DNA放在含 15N的培养液中复制两代，由于所用原料均含有15N，子代中含15N的 DNA占 100

5、% ， D 项正 确。 4. 假如一个DNA分子含有1 000 个碱基对 (P 只是 32P)，将这个 DNA分子放在只含 31P的脱氧核苷酸的培养 液中让其复制两次，则子代DNA分子的相对分子质量平均比原来( ) A.减少 1 500 B.增加 1 500 C.增加 1 000 D.减少 1 000 【解析】 选 A。每个碱基对应一个脱氧核苷酸，含 1 个磷酸基团， 即 1个磷原子。 复制两次后形成4 个 DNA 分子，8 条单链，其中两条含 32P， 6 条含31P， 因而相对分子质量共减少 6 000， 每个 DNA分子平均减少1 500。 5. 如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生

6、成，则能生成DNA的试管是 ( ) A.a 和 d B.b 和 c C.只有 b D. 只有 c - 3 - 【解析】 选 A。DNA可通过 DNA复制和逆转录形成。所以形成DNA的条件是4 种脱氧核苷酸、ATP 、酶、模 板(DNA两条链 ) ；或 4 种脱氧核苷酸、ATP 、酶、模板 (mRNA) 。 6.(2018 邵阳模拟 ) 将某一经 3 H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( ) 导学号 14120358 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

7、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 D。将经 3H充分标记 DNA的细胞置于不含 3H的培养液中培养，进行两次细胞分裂，由于 DNA 是半保留复制， 第一次复制结束时，每个 DNA分子均有一条链含 3H，第二次有丝分裂后期， 染色体数是4N， 2N被标记， 2N未被标记，分裂成两个子细胞时，由于染色体分配是随机的，则子细胞含 3H的染色体数可 能为 02N ，A正确；若进行减数分裂，DNA只复制 1 次，由于 DNA是半保留复制，所以子细胞的N条染色 体都被标记，B正

8、确；第一次分裂结束时，因为DNA只复制 1 次，所以子细胞中染色体都含 3H， C正确； 由以上分析可知，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，不可能发生同源染色体彼 此分离， D错误。 【易错提醒】 (1) 由于染色体着丝点分裂后形成的子染色体移向哪一极是“随机” 的，故移向同一极的染色体其双链DNA 所带的放射性状况应由每条染色体如何移动决定，不可将所有染色体的移动“统一”看待。 (2) 性原细胞进行减数分裂时DNA只进行一次复制，复制后的子代DNA在减数第二次分裂后期分开，分别 进入两个精细胞( 或一个卵细胞和极体或两个极体) 中。 7. 已知 DNA分子中，碱基对A

9、与 T 之间形成2 个氢键， C与 G之间形成3 个氢键；在一个双链DNA分子片 段中有 200 个碱基对，其中A有 90 个。因此在这个DNA片段中含有游离的磷酸的数目和氢键的数目依次 为( ) A.200 、400 B.44 、510 C.2、 400 D.2、510 【解析】 选 D。一个 DNA分子片段中含有游离磷酸的数目为2 个；由于该 DNA分子片段中有200 个碱基对， 其中 A有 90 个，则 T 有 90 个， C和 G各有 110 个， A与 T 之间的氢键为290=180(个 ) ，C与 G之间的氢 键为 3110=330(个 ) ，故该 DNA分子片段中的氢键数为180

10、+330=510( 个) 。 - 4 - 8.PrP S蛋白转变成 PrP SC蛋白并在神经细胞内积累时，能导致疯牛病。下图表示 PrP SC蛋白的形成过程，下 列有关说法正确的是( ) 导学号 14120359 A.由图可知， PrP SC蛋白以自身为模板进行复制 B.PrP S蛋白转变成 PrP SC蛋白时有正反馈效应 C.若控制合成PrP S蛋白的基因的全部碱基中 A占 20% ，则该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T) 为 23 D.DNA 、酶以及激素的合成与PrP S蛋白一样都是需要模板的 【解析】 选 B。由图可知，PrP SC蛋白由 PrPS 蛋白转变而成，不是以自身为模

11、板进行复制，A项错误。 PrP SC 蛋白进入细胞能够促进PrP S 蛋白转变成PrP SC蛋白， B项正确。控制合成 PrP S蛋白的基因的全部碱基中 A 占 20% ，则 T 占 20% ， C=G=30% ，DNA双链中， G+C占 60% ， A+T占 40% ，在 DNA的一条链中，G+C也占 60% ， A+T也占 40% ，所以该基因的一条核苷酸链中(G+C)/(A+T) 为 32，C项错误。 DNA以自身为模板进行复制； 大部分酶是蛋白质，以mRNA 为模板翻译而成，少数酶是RNA ，以 DNA的一条链为模板转录而成；部分激素 不是蛋白质，如性激素是固醇类物质，其合成不需要模板

12、，D项错误。 二、非选择题( 共 2小题，共30 分) 9.(16分)(2018 湖北八校联考) 如图是某DNA分子的局部结构示意图。请据图分析回答： (1) 写出下列序号代表的结构的中文名称： _， _， _。 - 5 - (2) 图中 DNA片段中碱基对有_对，该 DNA分子应有 _个游离的磷酸基团。 (3) 从主链方向上看，两条单链_，从碱基关系看，两条单链_。 (4) 如果将 14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中， 此图所示的 _( 填图中序 号) 中可检测到 15N。若细胞在该培养液中分裂 4 次，该 DNA分子也复制4 次，则得到的子代DNA分子中含 14N和含

13、15N的比例为 _。 (5) 若该 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。 【解析】 (1) 根据碱基互补配对原则可知，是胞嘧啶，是腺嘌呤，是鸟嘌呤，是胸腺嘧啶，是 磷酸基团，是胸腺嘧啶，是脱氧核糖，是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，是一条脱氧核苷酸链的片段。 (2) 由图可知，图中DNA片段中碱基对有4 对，每一条链中都有一个游离的磷酸基团，则该 DNA分子应有2 个游离的磷酸基团。 (3) 从主链方向上看，两条单链反向平行；从碱基关系看，两条单链互补。 (4) 碱基中含有N，所以图中中可检测到 15N。DNA复制 4 次，产生 16

14、 个 DNA分子， 由于 DNA 复制为半保留复制，含 14N的 DNA分子共有 2 个，所有的DNA分子都含有 15N，所以子代 DNA分子中含 14N 和含 15N的比例为 18。 (5)A=T=m，则 G=C=a/2-m，复制 4 次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(2 4-1) (a/2-m)=15(a/2-m) 个。 答案： (1) 胞嘧啶脱氧核糖一条脱氧核苷酸链的片段 (2)4 2 (3) 反向平行互补 (4) 18 (5)15(a/2-m) 10.(14分 )(2018 广州模拟 ) 蚕豆体细胞染色体数目2N=12，科学家用 3H标记蚕豆根尖细胞的 DNA ，可以 在染色体水平上研

15、究真核生物的DNA复制方式。 实验的基本过程如下： . 将蚕豆幼苗培养在含有 3H的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染 色体的放射性情况。 . 当 DNA分子双链都被 3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观 察细胞分裂中期染色体的放射性情况。 请回答相关问题：导学号 14120360 (1) 蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是_。 - 6 - (2) 中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有_条，每个 DNA 分子中，有 _条链带有放射性。 (3) 中，若观察到一个细胞具有24 条染色体，且1/2 的染色单体

16、具有放射性，则表明该细胞的染色体在 无放射性的培养基上复制_次，该细胞含有_个染色体组。 (4) 上述实验表明，DNA分子的复制方式是_。 【解析】 (1) 根尖细胞进行有丝分裂。(2) 中，DNA在复制时用含 3H的胸腺嘧啶脱氧核苷酸作原料，每个 DNA分子中有1 条链带有放射性，而每条染色体上两条染色单体都带有放射性。(3) 中，1/2 的染色单体 具有放射性，说明细胞染色体已复制2 次，细胞中有24 条染色体，说明染色体数目已加倍，此时该细胞 中含有 4 个染色体组。 (4) 该实验表明DNA分子的复制方式是半保留复制。 答案： (1) 有丝分裂(2)2 1 (3)2 4 (4) 半保留

17、复制 1.(6分)DNA熔解温度 (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导学号 14120361( ) A.般地说， DNA分子的 Tm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 【解析】 选 D。DNA熔解温度 (Tm)是使 DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，题图表示DNA分子中 G+C

18、含量 ( 占全部碱基的比例) 与 Tm的关系， Tm越高， C+G含量越高，即DNA分子的 Tm与 C+G含量呈正相关， A正确；两DNA分子若 Tm相同，则它们所含G+C比例相同，但C+G的数量不一定相同，B正确；解旋酶能 使 DNA双螺旋结构中的氢键断裂而解开螺旋，C正确； G-C碱基对之间有3 个氢键， A-T 碱基对之间有2 个 氢键，但整个DNA分子中 G与 C之间的氢键数量不一定比A与 T 之间多， D错误。 - 7 - 2.(6分)(2018 长沙模拟 ) 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( ) 导学号 14120362 A.

19、图中轻带表示 14N-14N的 DNA分子 B.本实验证明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 ，离心后离心管中出现三个条带 D.若将 DNA双链分开来离心，则b、c 两组实验结果都是得到两个条带 【解析】 选 C。图中轻带表示相对分子质量较小的DNA ，即 14N-14N的 DNA分子， A正确；分析离心后的实验 结果，繁殖一代后，DNA分子出现在中带位置，表明形成 15N-14N的 DNA分子，繁殖两代后，出现14N-14N和 15N-14N的 DNA分子，因此本实验可证明 DNA的复制方式为半保留复制，B正确；一个细菌繁殖三代后产生 1/4 15N-14N的

20、DNA分子和 3/414N-14N的 DNA分子，所以试管中只能出现轻带和中带两个条带， C错误；若将 DNA双链分开， b、c 两组得到的都是 14N脱氧核苷酸链和15N脱氧核苷酸链，离心后都得到两个条带， D正 确。 3.(18分)(2018 大连模拟 ) 请回答下列与DNA分子的结构和复制有关的问题： 导学号 14120363 (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)DN

21、A 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UA、 AT、 GC、 CG， 推测 “P” 可能是 _ 。 - 8 - (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 _。 【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

22、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，一条链中的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) 诱变后一个正常碱基变为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 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% 。 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) 相同嘌呤与嘧啶互补配对 (3) 胞嘧啶或鸟嘌呤(4)20%