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1、课时跟踪检测（二十）DNA 分子的结构、复制与基因的本质一、选择题1下列关于DNA 分子结构的叙述，正确的是()A DNA 分子是以4 种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构BDNA 分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基C DNA 分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对D DNA 分子一条链上的相邻碱基通过磷酸 脱氧核糖 磷酸相连解析： 选 CDNA 分子是以4 种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构；DNA 分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连；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。2 (2019 西九校联考江)下列关于DNA 的有关
2、叙述，正确的有几项()碱基互补配对原则是DNA 精确复制的保障之一 DNA 复制时一定需要解旋酶的参与 DNA 分子的特异性是指脱氧核苷酸序列的千变万化嘌呤碱基与嘧啶碱基的配对保证了 DNA 分子空间结构的相对稳定在细菌的一个完整质粒中含有两个游离的磷酸基团A 0 项B 1 项C 2 项D 3 项解析： 选 C碱基互补配对原则保证DNA 复制准确无误地进行，DNA 双螺旋结构为其复制提供精确的模板；DNA 复制在解旋酶和DNA 聚合酶的作用下，边解旋边复制，但在 PCR 技术扩增目的基因时利用了高温变性解旋；DNA 分子的特异性取决于DNA 分子中脱氧核苷酸特定的排列顺序，即碱基对的排列顺序；
3、 嘌呤碱基与嘧啶碱基之间通过氢键连接，它们的结合遵循碱基互补配对原则，这保证了DNA 分子空间结构的相对稳定；细菌的一个完整质粒是环状的DNA 分子，不存在游离的磷酸基因，所以共有2 项正确。3下图为真核细胞DNA 复制过程的模式图，据图分析， 下列相关叙述错误的是()A由图示得知，DNA 分子复制的方式是半保留复制B解旋酶能使双链DNA 解开，但需要消耗ATPC子代 DNA 分子的两条链是反向平行排列的D DNA 在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制解析： 选 D由图示可知，新合成的每个DNA 分子中，都保留了原来DNA 分子中的第 1页一条链，因此复制的方式是半保留复制；解旋酶使DNA双
4、链解开，需要消耗ATP ；子代DNA 分子的两条链是反向平行的；DNA 在复制过程中是边解旋边半保留复制。4(2019 荆州模拟 )如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，从中得到的正确结论是 ()A R 基因中与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基BR 、 S、 N 、 O 互为非等位基因C果蝇的每个基因是由成百上千个核糖核苷酸组成的D每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变解析：选 B一般与脱氧核糖直接相连的是两个磷酸和一个碱基；一对同源染色体上控制相对性状的基因才是等位基因，而R、 S、N 、 O 是位于同一条染色体上的不同基因，所以它们之间互为非等位基因；果蝇的基因
5、指的是DNA 上有遗传效应的片段，而DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸；由于密码子的简并性，所以基因中一个碱基对的替换不一定会引起生物性状的改变。5将一个由100 个碱基组成的DNA 分子 (设为亲代DNA) 放在含有被3 H 标记的脱氧胸苷 (3H- dT) 的培养液中进行复制，一段时间后测得子二代的放射性强度(放射性强度含3H的碱基总数 /DNA 分子中的碱基总数)为 30% 。则亲代DNA 分子中含有的胸腺嘧啶的数量为 ()A 10 个B 20 个C 30 个D 40 个解析： 选 D设每个DNA中含有x 个胸腺嘧啶，则子二代的放射性强度(22 1)x/(22 100) 30% ，解得：
6、 x 40。6.H 2O 2 能将鸟嘌呤 (G) 氧化损伤为8- oxodG，8-oxodG 可与腺嘌呤 (A)互补配对。若图中所示DNA 片段中有两个鸟嘌呤发生上述氧化损伤后，再正常复制多次形成大量的子代DNA ，下列相关叙述错误的是()A子代 DNA 分子都有可能发生碱基序列的改变B部分子代DNA 中嘧啶碱基的比例可能会增加C子代 DNA 控制合成的蛋白质可能不发生改变D氧化损伤可能诱发原癌基因或抑癌基因的突变解析： 选 B由题干信息可知，H2O2 能将 G 氧化损伤为8-oxodG， 8-oxodG 与 A 互补配对， 而图示 DNA 片段中含有3 个 G，若发生氧化损伤的两个G 位于不
7、同链， 则形成的子第 2页代 DNA 分子都有可能发生碱基序列的改变；由于 G 氧化损伤为8-oxodG 后，能与 A 配对，所以正常复制多次形成的子代DNA 中嘧啶碱基比例会减小；由于密码子的简并性，突变后形成的蛋白质的结构可能不变；氧化损伤可能诱发原癌基因或抑癌基因的突变。7.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，得到如图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙结果。下列有关分析正确的是()A X 层全部是仅含14N 的基因B W 层
8、中含 15N 标记的胞嘧啶6 300 个C X 层中含有氢键数是Y 层的 1/3D W 层与 Z 层的核苷酸数之比是1 4解析： 选 C复制得到的DNA 分子与亲代DNA 分子的碱基序列相同，则两者的氢键数也应该是相等的，X 层有 2 个 DNA ，Y 层有 6 个 DNA ，故 X 层与 Y 层的氢键数之比为1/3。8用 32P 标记某植物体细胞(含 12 条染色体 )的 DNA 分子双链，再将这些细胞转入不含 32P 的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期一个细胞中染色体携带32P 标记的情况是()32A带有P 标记的染色体有6 条B每条染色体的两条姐妹染色单体均带有32P 标记C带有 3
9、2P 标记的 DNA 分子数与染色体数相同D每条染色体中带有32P 标记的 DNA 单链为 0 条或 1 条解析： 选 C 该细胞中含有 12 条染色体，但在进行有丝分裂过程中每条染色体的行为一致，因此分析时只需画出其中一条染色体，便可推知其他染色体携带32P 标记的情况。绘图分析如下：据图可知， 该细胞第一次分裂产生的两个子细胞中染色体携带32P 标记的情况一致；第二次分裂过程中， 当染色体复制后每条染色体均具有两条姐妹染色单体，而其中一条姐妹染色单体的 DNA 分子带有32P 标记，另一条姐妹染色单体的DNA 分子不带 32P 标记。由于有丝分裂中期时姐妹染色单体并未分离，故此时细胞中带有
10、32P 标记的染色体应有 12 条，且每条染色体只有一条DNA 单链带有标记；每条染色体的两条姐妹染色单体中只有一条姐妹第 3页染色单体带有 32P 标记。9下图为某 DNA 分子的部分平面结构图，该DNA 分子片段中含100 个碱基对， 40个胞嘧啶，则下列说法错误的是()A与交替连接，构成了DNA 分子的基本骨架B是连接 DNA 单链上两个核糖核苷酸的磷酸二酯键C该 DNA 复制 n 次，含母链的DNA 分子只有2 个D该 DNA 复制 n 次，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为60 (2 n 1)个解析： 选 B 是脱氧核糖， 是磷酸，两者交替连接构成了DNA 分子的基本骨架；是连接 DNA 单
11、链上两个脱氧核糖核苷酸的化学键，是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸中连接磷酸和脱氧核糖的化学键；该DNA 复制 n 次，得到2n 个 DNA ，其中含有母链的DNA 分子共 2 个；该 DNA 复制 n 次，消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数为(200 40 2) 2 (2n1) 60 (2n1) 。10 (2019 山东省实验中学月考)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) 的比值如表。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)1.011.211.211.431.431.43A猪的 DNA 结构比大肠杆
12、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 碱基组成相同解析：选 D 大肠杆菌 DNA 中 (A T) /(C G) 的比值小于猪的， 说明大肠杆菌DNA所含 CG 碱基对的比例较高，而CG 碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌的DNA结构稳定性高于猪的；虽然小麦和鼠的(A T)/ (C G)比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同；同一生物的不同组织所含DNA 的碱基序列是相同的，因此DNA 碱基组成也相同。11下图为 DNA 片段 1 经过诱变处理后获得D
13、NA 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 3n1个 DNA 片段 1D DNA 片段 2 复制 n 次后，可获得 2第 4页解析：选 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
14、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 2n 1 个。12某长度为 1 000 个碱基对的双链环状DNA 分子，其中含腺嘌呤300 个，该 DNA分子复制时，1 链首先被断开形成3、 5端口，接着5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。下列相关叙述正确的是()A该过程是从两个起点同时进行的，1 链中的碱基数目多于2 链B若该 DNA 连
15、续复制 3 次，则第三次共需鸟嘌呤4 900 个C复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制D该环状 DNA 通常存在于细菌、酵母菌等原核细胞中解析： 选 C 双链 DNA 分子的两条链是严格按照碱基互补配对原则形成的，所以1 链和 2 链均含 1 000 个碱基， 两者碱基数目相同。 根据碱基互补配对原则 (A T 、G C)，DNA分子含腺嘌呤300 个，所以胸腺嘧啶也为300 个，则胞嘧啶和鸟嘌呤均为700 个，在第三次复制过程中，DNA 分子数由 4 个增加到8 个，即第三次新合成4 个 DNA 分子，故共需鸟嘌呤 700 4 2 800 个。根据题意可知，复制过程中两条链分别作模板，边
16、解旋边复制。酵母菌细胞是真核细胞。二、非选择题13(2019 湖北八市重点中学质检 )如图是 DNA 双螺旋结构模型的建构过程图解(1 5)，请据图探讨相关问题：(1) 物质 1 是构成 DNA 的基本单位，与 RNA 的基本单位相比，两者成分方面的差别是_ 。(2) 催化形成图 2 中的磷酸二酯键的酶是 _。(3) 图 3 和图 4 中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，如果 DNA 耐高温的能力越强，则_( 填“ G C”或“ A T ” )碱基对的比例越高。(4)RNA 病毒相比DNA 病毒更容易发生变异，请结合图5 和有关 RNA 的结构说明其原因： _ 。解析： (1)DNA 的基本单位
17、与RNA 的基本单位相比，主要区别是DNA 的基本单位中的第 5页五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T ，而 RNA 的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是 U 。(2)图 2 是由 DNA 分子的基本单位脱氧核苷酸经脱水缩合形成的脱氧核苷酸链，形成脱氧核苷酸链过程中有磷酸二酯键生成，其需要DNA 聚合酶催化。 (3)DNA 分子中氢键越多， DNA 分子越稳定， C G 之间有 3 个氢键， A T 之间有 2 个氢键。 (4)RNA 分子是单链结构， DNA 分子是双螺旋结构，其结构稳定性较强，而单链RNA 更容易发生变异。答案： (1)物质 1 中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T ，而
18、RNA 的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U(2)DNA 聚合酶(3)G C(4)DNA 的双螺旋结构较RNA 单链结构更稳定14下图是某DNA 分子的局部组成示意图，请据图回答：(1) 写出图中下列序号代表结构的中文名称： _； _； _； _。(2) 图中 DNA 片段中碱基对有 _对，该 DNA 分子应有 _个游离磷酸基团。(3) 从主链上看，两条单链方向 _，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 的脱氧核苷酸的培养液中，此图中所示的_( 填序号 ) 可测到 15N。若细胞在该培养液中分裂四次，该DNA 分子也复制四次，得到的子代 DNA 分子
19、中含1415N 和N 的比例为 _。(5) 若该 DNA 分子共有 a 个碱基，其中含腺嘌呤m 个，则该 DNA 分子复制 4 次，需要游离的胞嘧啶为 _个。解析： (1) 是胞嘧啶， 是脱氧核糖， 是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸， 是 DNA 单链片段。 (2)该 DNA 片段中有4 个碱基对， 2 个游离的磷酸基团。(3)两条 DNA 链反向平行。(4) 该 DNA 复制 4 次，得到 16 个 DNA 分子，含 14N 的 DNA 有 2 个，全部 DNA 都含有 15N 。(5) 由题意可知，该 DNA 分子中含有的胞嘧啶数为 (a 2m)/2 ，则复制 4 次需要的胞嘧啶数15为 15(
20、a 2m )/ 2，即 2 a 15m。答案： (1)胞嘧啶脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段(2)4152(3)反向平行互补(4)1 8(5) 2 a 15m151958 年， Meselson 和 Stahl 通过一系列实验首次证明了DNA 的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA 复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题：(1)DNA分子呈 _结构， DNA复制开始时首先必须解旋，从而在复制起点位置形成复制叉 (如图 1 所示 )。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测_ 。(2)1963 年 Cairns 将不含放射性的大肠杆菌(其拟核 DNA 呈环状 )放在含有3
21、H 胸腺嘧第 6页 的培养基中培养， 一步 明了DNA 的半保留复制。 根据 2 的大 杆菌 代 状DNA示意 ，用 表示复制一次和复制两次后形成的DNA 分子。 (注：以“”表示含放射性的脱氧核苷酸 )。(3) 有人探究DNA 的复制从一点开始以后是 向 行的 是双向 行的，将不含放射性的大 杆菌DNA 放在含有3H 胸腺 的培养基中培养， 予适当的条件， 其 行复制，得到 3 所示 果， 一 果 明_ 。(4) 了研究大 杆菌DNA 复制是 起点复制 是多起点复制，用第(2) 小 的方法， 察到大 杆菌DNA 复制的 程如 4 所示， 一 果 明大 杆菌 胞中DNA 复制是_起点复制的。解
22、析： (1)因 DNA 复制开始 首先必 解旋，从而在复制起点位置形成复制叉，所以可以根据复制叉的数量推 复制起点的数量。(2)因 DNA 半保留复制， 故复制一次所得的2 个 DNA 分子中， 1 条 放射性 ，另一条 不 。复制两次后所得的4 个 DNA 分子中，有 2 个 DNA 分子都是其中一条 放射性 ，另外2 个 DNA 分子 是两条 都 放射性 。 (3) 由 示可以看出： DNA 分子有一个复制起点，复制 双向 行。(4)由 4 可知： DNA 分子有一个复制起点，即 起点复制。答案： (1)( 的 )双螺旋复制起点的数量(2) 如 所示(3)DNA 复制是双向的(4)单第 7页