2021版高考生物一轮复习第六单元遗传的分子基础第18讲DNA的结构复制与基因的本质课时强化训练解析版

2021版高考生物一轮复习第六单元遗传的分子基础第18讲DNA的结构复制与基因的本质课时强化训练解析版

第18讲　DNA的结构、复制与基因的本质 测控导航表 知识点 题号 ‎1.DNA分子结构及特点 ‎1,2,3,4,5,6‎ ‎2.DNA分子复制过程特点及相关计算 ‎10,12,13,14,17‎ ‎3.基因的本质 ‎7,8,9‎ ‎4.综合考查 ‎11,15,16‎ 一、选择题 ‎1.如图所示为双链DNA分子的平面结构模式图。下列叙述正确的是(　A　)‎ A.图示DNA片段中有15个氢键 B.沃森和克里克利用构建数学模型的方法,提出DNA的双螺旋结构 C.只有在解旋酶的作用下图示双链才能解开 D.在双链DNA分子中,每个磷酸基团连接1个脱氧核糖 解析:图示的DNA片段共6个碱基对,A—T有3个、G—C有3个,因A—T之间有2个氢键,G—C之间有3个氢键,故图示DNA片段共 ‎15个氢键;沃森和克里克构建的是物理模型;DNA双链在RNA聚合酶的作用下或高温加热条件下也会解旋;在双链DNA分子中,每条链中间的每个磷酸基团都分别连接2个脱氧核糖,每条链仅有一端的磷酸基团只连接1个脱氧核糖。‎ ‎2.下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是(　A　)‎ A.DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息 B.1个双链DNA分子片段中有1个游离的磷酸 C.嘌呤与嘌呤之间、嘧啶与嘧啶之间通过氢键相连 D.DNA分子的基本骨架由磷酸和含氮碱基交替连接构成 8‎ 解析:DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息;1个双链DNA分子片段中有2个游离的磷酸;嘌呤与嘧啶之间通过氢键相连;DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成。‎ ‎3.下列叙述不能体现DNA分子结构稳定性的是(　A　)‎ A.碱基对的排列顺序千变万化 B.独特的双螺旋结构 C.通过碱基配对连接两条长链 D.长链上相邻核苷酸通过磷酸二酯键相连 解析:碱基对的排列顺序千变万化体现了DNA分子结构的多样性,不能体现DNA分子结构稳定性;DNA具有独特的双螺旋结构;DNA通过碱基配对连接两条长链;DNA长链上相邻核苷酸通过磷酸二酯键相连都体现了DNA分子结构稳定性。‎ ‎4.下列有关DNA分子的叙述正确的是(　C　)‎ A.基因在DNA分子上成对存在 B.DNA分子中每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连 C.在双链DNA分子中,(A+T)/(G+C)的值在两条单链中相等 D.DNA分子上的基因在每个细胞中都会表达出相应蛋白质 解析:基因是具有遗传效应的DNA片段,基因在DNA分子上不是成对存在;DNA分子的两条脱氧核苷酸链一端的脱氧核糖只与一个磷酸基团相连;由于碱基的互补配对,在双链DNA分子中,(A+T)/(G+C)的值在两条单链中相等;同种生物的不同细胞中基因是选择性表达的,因此DNA分子上的基因不是在每个细胞中都会表达出相应蛋白质。‎ ‎5.DNA是主要的遗传物质,下列关于DNA的叙述,正确的是(　C　)‎ A.双螺旋结构使DNA分子具有较强的特异性 B.同种个体之间的所有DNA分子是完全相同的 C.DNA复制使子代和亲代保持了一定的连续性 D.只有有丝分裂间期发生DNA复制 解析:双螺旋结构使DNA分子具有较强的稳定性,脱氧核苷酸序列不同使DNA分子具有较强的特异性;一个DNA分子上有多个基因,体细胞中含有发育成该个体所需的全部基因或全部遗传信息,同一物种不同个体间的DNA是不同的;通过DNA复制使亲代遗传信息传递给子代,从而保持了前后代遗传信息的连续性;DNA的复制发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。‎ ‎6.下列有关DNA的叙述中,错误的是(　A　)‎ A.DNA分子中3个相邻的碱基构成氨基酸的密码子 8‎ B.DNA分子中碱基的特定排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性 C.双链DNA分子比单链DNA分子更稳定 D.环状DNA质粒分子中不含游离的磷酸基团 解析:密码子是指mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基;每一个DNA分子具有特定的碱基排列顺序,具有特异性;单链DNA分子容易发生基因突变,双链DNA分子比单链DNA分子更稳定;环状DNA质粒分子中不含游离的磷酸基团。‎ ‎7.下列有关基因的叙述,正确的是(　C　)‎ A.真核细胞中的基因都以染色体为载体 B.唾液淀粉酶基因在人体所有细胞中都能表达 C.等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同 D.基因是由碱基对随机排列成的DNA片段 解析:真核细胞中细胞核基因都以染色体为载体,细胞质基因不是以染色体为载体;唾液淀粉酶基因只在人体的唾液腺细胞中才能表达;等位基因是基因突变产生的,两者的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同;大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内,因此,基因不是由碱基对随机排列成的DNA片段。‎ ‎8.下列有关染色体、DNA、基因三者关系的叙述,不正确的是(　C　)‎ A.每条染色体上都含有一个DNA分子或两个DNA分子,DNA分子上含有许多个基因 B.都能复制、分离和传递,且三者行为一致 C.三者都是生物细胞内的遗传物质 D.在生物的传宗接代过程中,染色体的行为决定着DNA和基因的行为 解析:每条染色体上都含有一个DNA分子(未复制时)或两个DNA分子(复制后);染色体是DNA的主要载体,因而染色体的行为决定着DNA和基因的行为(复制、分离、组合、传递);染色体是遗传物质的主要载体,染色体在遗传中的作用是由DNA或基因决定的,因而不能说染色体是遗传物质。‎ ‎9.下列有关基因、DNA的叙述,错误的是(　B　)‎ A.相同的DNA分子在不同细胞中可转录出不同的RNA B.双链DNA分子中含有4个游离的磷酸基团 C.DNA分子的碱基总数与所含基因的碱基总数不同 D.双链DNA分子中,两条链上(A+T)/(G+C)的值相等 解析:双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。‎ 8‎ ‎10.用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究(　A　)‎ A.DNA复制的场所 B.mRNA与核糖体的结合 C.分泌蛋白的运输 D.细胞膜脂质的流动 解析:胸腺嘧啶是脱氧核苷酸特有的碱基,所以将含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸注入真核细胞后,可以用于研究与DNA复制有关的过程,如DNA的复制场所;mRNA与核糖体的结合、分泌蛋白的运输以及细胞膜脂质的流动,均与胸腺嘧啶无关。‎ ‎11.1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于(　D　)‎ ‎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:Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,意义在于认识DNA的结构,发现了DNA储存遗传信息的形式,同时为DNA复制机制的阐明奠定了基础。故③④正确。①中证明DNA是主要的遗传物质是根据有细胞结构的遗传物质是DNA,在没有细胞结构的病毒里面,有的是DNA,有的是RNA来证明。②中染色体组成,本题中无涉及,两位科学家只研究了DNA结构。‎ ‎12.某15N完全标记的1个T2噬菌体(第一代)侵染未标记的大肠杆菌后,共释放出n个子代噬菌体,整个过程中共消耗a个腺嘌呤。下列叙述正确的是(　D　)‎ A.子代噬菌体中含15N的个体所占比例为1/2n-1‎ B.可用含15N的培养液直接培养出第一代噬菌体 C.噬菌体DNA复制过程需要的模板、酶、ATP和原料都来自大肠 杆菌 D.第一代噬菌体的DNA中含有a/(n-1)个胸腺嘧啶 解析:子代噬菌体中含15N的个体所占比例为2/n;噬菌体是病毒,不能直接用含15N的培养液直接培养;噬菌体DNA复制过程需要的模板是噬菌体本身的DNA;根据题意,产生n个子代噬菌体共消耗了a个腺嘌呤,则每个DNA分子中腺嘌呤的个数为a/(n-1),而DNA分子中腺嘌呤数量等于胸腺嘧啶数量,故第一代噬菌体的DNA中含有a/(n-1)个胸腺嘧啶。‎ ‎13.研究人员将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理,即解开双螺旋,变成单链;然后进行密度梯度离心,管中出现的两种条带分别对应如图中的两个峰,则大肠杆菌的细胞周期为(　C　)‎ 8‎ A.4 h B.6 h C.8 h D.12 h 解析:将含14NDNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA,DNA变性离心后,得到14N-DNA占1/8,‎ ‎15N-DNA占7/8,则子代DNA共8条,繁殖了3代,细胞周期为24÷3=8(h)。‎ ‎14.若两条链都含32P的DNA分子的相对分子质量是M,两条链都不含32P的DNA分子的相对分子质量为N。现将含32P的DNA的细菌放在不含32P的培养基上让其分裂a次,则子代细菌的DNA的平均相对分子质量是(　B　)‎ A. B.‎ C. D.‎ 解析:根据半保留复制的原则,分裂a次后,两条链都含32P的DNA有0个,只有一条链含32P的DNA有2个,相对分子质量为M+N,两条链都不含32P的DNA有(2a-2)个,相对分子质量为(2a-2)·N,则DNA的平均相对分子质量为。‎ ‎15.下列关于DNA分子结构和DNA复制的说法,正确的是(　B　)‎ A.DNA分子的每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个含氮碱基 B.若DNA分子的一条链中(A+G)/(T+C)<1,则其互补链中该比例 大于1‎ C.DNA分子的双链需要由解旋酶完全解开后才能开始进行DNA复制 D.一个用15N标记的DNA在含14N的环境中复制4次后,含15N的DNA数与含14N的DNA数之比为1∶4‎ 8‎ 解析:DNA分子中大多数脱氧核糖上连着两个磷酸和一个碱基,但2条链各有一个末端的脱氧核糖只连接一个磷酸和一个碱基;DNA分子一条链中(A+G)/(T+C)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数,若DNA分子的一条链中(A+G)/(T+C)<1,则其互补链中该比例大于1;DNA分子的复制过程是边解旋边复制;DNA复制为半保留复制,不管复制几次,最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链,故最终有2个子代DNA含 15N,而含有14N的DNA分子为24=16(个),含15N的DNA数与含14N的DNA数之比为1∶8。‎ 二、非选择题 ‎16.如图甲是DNA分子局部组成示意图,图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题:‎ ‎(1)图甲中有　　　　种碱基,有　　　　个游离的磷酸基团。从主链上看,两条单链的方向　　　　　 　,从碱基关系看,两条单链　　　 　　　。 ‎ ‎(2)图乙的DNA分子复制过程中除了需要模板和酶外,还需要 ‎　　　　 　　　等条件,保证DNA分子复制精确无误的关键是　　　 　　　　　。 ‎ ‎(3)若图乙的该DNA分子含有48 502个碱基对,而子链延伸的速度为105个碱基对/min,则此DNA复制约需要30 s,而实际时间远远小于30 s,根据图分析是因为　　　　　　　 　　　　　　;由图可知延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是　　　　　。 ‎ ‎(4)DNA分子在复制过程中,某位点上的一个正常碱基(设为P)由于诱变变成了尿嘧啶。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(　　)‎ A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤 C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶或鸟嘌呤 解析:(1)分析图甲可知,图甲中含有4种碱基,2个游离的磷酸基团;从主链上看,DNA分子的两条单链是反向平行的,两条单链上的碱基遵循碱基互补配对原则,因此从碱基关系上看,两条单链互补配对。‎ ‎(2)DNA分子复制过程中除了需要模板和酶外,还需要原料、能量等条件,保证DNA分子复制精确无误的关键是碱基互补配对。‎ ‎(3)按子链延伸速度,此DNA分子复制约需30 s,而实际上复制从开始到结束远远小于30 s,因为该DNA的复制是双向多起点进行的。‎ 8‎ ‎(4)由于正常碱基“P”变成了U后,能与A配对,因此含有U与A、A与T的2个DNA分子是发生了突变的,而含有G—C、C—G的2个DNA分子是未发生突变的。这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的,即亲代DNA分子中的碱基组成是G—C或C—G,因此P可能是胞嘧啶或鸟嘌呤。‎ 答案:(1)4　2　反向平行　互补配对 ‎(2)原料、能量　碱基互补配对 ‎(3)复制是双向多起点进行的　边解旋边复制　(4)D ‎17.早期,科学家对DNA分子复制方式的预测如图甲所示,1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,设计了一个巧妙的实验(如图乙),证实了DNA以半保留的方式复制。试管②③④⑤是模拟实验中可能出现的结果。回答下列问题:‎ 培养过程:‎ Ⅰ.在含15N的培养液中培养若干代,使DNA双链均被15N标记(试管①)‎ Ⅱ.转至含14N的培养液中培养,每30 min复制一代 Ⅲ.取出每代DNA的样本离心,记录结果 ‎(1)本实验运用的主要技术为　　　　　　　　　　,步骤Ⅰ的目的是标记大肠杆菌中的　　　　;至少需要　　　　min才会出现试管④的结果。 ‎ ‎(2)30 min后离心只有1条中等密度带(如试管③所示),则可以排除DNA复制的方式是　　　 　　　　;为进一步确定DNA复制的方式,科学家对试管③中的DNA分子用解旋酶处理后离心,若出现　 ‎ ‎　　　 　,则DNA复制的方式为半保留复制。 ‎ ‎(3)若某次实验的结果中,中带比以往实验结果所呈现的略宽,其原因可能是新合成的DNA单链中N元素仍有少部分为　 　　　。 ‎ 8‎ 解析:(1)本实验运用的主要技术为同位素示踪技术,步骤Ⅰ的目的是标记大肠杆菌中的DNA。出现试管④的结果至少需要DNA复制两次,每次复制的时间为 30 min,因此至少需要60 min才会出现试管④的结果。‎ ‎(2)复制一代后离心只有1条中等密度带,说明DNA复制方式不会为全保留复制。如果DNA的复制方式为分散复制,则每一条脱氧核苷酸链既保留母链部分又有子链部分,则可能出现不了清晰的条带,而半保留复制能出现清晰的重带和轻带两种条带。‎ ‎(3)若中带比以往实验结果所呈现的略宽,其原因可能是新合成的DNA单链中N元素仍有少部分为15N。‎ 答案:(1)同位素示踪技术　DNA　60‎ ‎(2)全保留复制　重带和轻带两种条带 ‎(3)15N 8‎