【生物】2021届一轮复习人教版DNA分子的结构和复制及基因是有遗传效应的DNA片段作业

【生物】2021届一轮复习人教版DNA分子的结构和复制及基因是有遗传效应的DNA片段作业

‎2021届 一轮复习 人教版 DNA分子的结构和复制及基因是有遗传效应的DNA片段 作业 ‎ ‎1.下图为某同学在学习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“有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”‎ D.丁说“如果他画的是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：五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；DNA不含碱基U，而是含碱基T；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。如果图中画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。‎ ‎2.如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基 5 000 对，A+T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的 是(　　)‎ A.复制时作用于③处的酶为限制酶 B.复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个 C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸 D.子代中含15N的DNA分子占3/4‎ ‎【解析】选B。DNA复制时作用于③处的酶应为解旋酶；因为A+T所占的比例是34%，且该DNA分子中有5 000个碱基对，所以C的数量为5 000×2×(1-34%)×(1/2)=3 300(个)，所以该DNA分子复制2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为(22-1)×3 300=9 900(个)；因题图为某DNA分子片段，故④处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸；因亲代只有一条链含15N，故复制2次形成的4个DNA分子中只有1个DNA分子中含有15N，占1/4。‎ ‎【易错提醒】‎ ‎(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”不同：前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。‎ ‎(2)在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。‎ ‎(3)记住关键词：碱基的单位是“对”，还是“个”；是“DNA分子数”，还是“链数”；“含”还是“只含”等。‎ ‎3.用32P标记的一个噬菌体侵染用15N标记的大肠杆菌，一段时间后大肠杆菌裂解释放出100个子代噬菌体。下列有关叙述不正确的是 (　　)‎ A.所有子代噬菌体的蛋白质外壳中都含15N B.所有子代噬菌体的核酸中都含15N C.含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的1/50‎ D.所有子代噬菌体只含15N不含32P ‎【解析】选D。噬菌体增殖的模板是噬菌体的核酸，细菌提供原料、场所等，所以所有子代噬菌体的蛋白质外壳中都含有15N，A项正确。核酸的组成元素有C、H、O、N、P，且原料都来自细菌，所以所有子代噬菌体的核酸中都含15N，B项正确；由于释放出的100个子代噬菌体中，含32P的有2个，所以含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的1/50，C项正确；所有子代噬菌体都含15N，只有2个子代噬菌体含32P，D项错误。‎ ‎4.某生物体内的嘌呤碱基占碱基总数的50%，具这种特点的可能性较小的生物 是 (　　)‎ ‎①烟草花叶病毒　　　　 ②T2噬菌体 ‎③大肠杆菌　　 ④酵母菌和人 A.①③④　 B.①②④‎ C.②③④　 D.①②③‎ ‎【解析】选A。烟草花叶病毒属于RNA病毒，只含有RNA一种核酸，因此其所含嘌呤总数与嘧啶总数不一定相同，①符合题意；T2噬菌体属于DNA病毒，只含有DNA一种核酸，其所含嘌呤总数应与嘧啶总数相等，②不符合题意；大肠杆菌含有DNA和RNA两种核酸，因此其所含嘌呤总数与嘧啶总数不一定相同，③符合题意；酵母菌和人都含有DNA和RNA两种核酸，因此其所含嘌呤总数与嘧啶总数不一定相同，④符合题意。‎ ‎【方法技巧】根据碱基不同确定生物类型的方法 ‎(1)当嘌呤数等于嘧啶数时：可能是只含双链DNA的生物，也可能是只含RNA的生物，还可能是既含双链DNA，又含RNA的生物，但最可能是只含双链DNA的生物。‎ ‎(2)当嘌呤数不等于嘧啶数时：一定不是只含双链DNA的生物，可能是只含RNA的生物，也可能是既含双链DNA，又含RNA的生物。‎ ‎ 5.(2020·济南模拟)下列关于DNA分子结构与复制的说法，错误的是(　　)‎ A.DNA复制时，需解旋酶将部分DNA双链解开，但不需要消耗能量 B.减数第一次分裂的四分体时期发生交叉互换可引发DNA分子结构的改变 C.DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸与DNA链上的脱氧核苷酸相连接 D.把中链DNA(15N/14N)放在含15N的培养液中复制两代，子代中含14N的DNA占25%‎ ‎【解析】选A。DNA解旋酶能使双链DNA解开，需要消耗ATP，A项错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，交叉互换时染色体已经发生交换，而DNA在染色体上，因此DNA也发生交换，DNA上的基因或者脱氧核苷酸都可能发生改变，因此DNA的结构会发生改变，B项正确；DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸与DNA链上的脱氧核苷酸相连接，C项正确；由于DNA分子片段中只有一条链中含14N，所以把该DNA放在含15N的培养液中复制两代，得4个DNA分子，只有1个DNA中含有14N，因此子代DNA中只含有14N的DNA占25%，D项正确。‎ ‎6.将DNA分子双链用3H标记的蚕豆(2n=12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。某普通培养液中的第三次有丝分裂中期，根据图示，判断该细胞中染色体的标记情况最可能是 (　　)‎ A.12个b B.6个a，6个b C.6个b，6个c D.b+c=12个，但b和c数目不确定 ‎【解析】选D。在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中仅有1条链被标记，故第二次有丝分裂中期时，每条染色体的2条染色单体中仅有1条染色单体具有放射性，在有丝分裂后期时姐妹染色单体分开形成两条子染色体随机移向细胞两极，即第二次有丝分裂产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有1条染色单体具有放射性，有的染色体无放射性，但二者之和肯定为12。‎ ‎【方法技巧】四步法解决细胞分裂中染色体标记问题 第一步 画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实线表示含同位素标记 第二步 画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖虚线表示 第三步 再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况 第四步 若继续推测后期情况，可想象着丝点分裂，染色单体分开的局面，并进而推测子细胞染色体的情况 ‎【加固训练】‎ ‎　　关于高等动物细胞(2N=12)增殖过程的叙述，错误的是 (　　)‎ A.若该动物某个细胞核DNA用32P标记，放在不含32P的培养基中培养，该细胞连续进行两次有丝分裂，每个子细胞含32P的核DNA数占1/2‎ B.染色体数为2N=12的原始生殖细胞在减数第一次分裂前期形成的四分体个数为6个 C.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期，染色体数和核DNA分子数之比都是1∶2‎ D.有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，都进行一次染色质DNA的复制 ‎【解析】选A。若该动物某个细胞核DNA用32P标记，放在不含32P的培养基中培养，该细胞连续进行两次有丝分裂，每个子细胞含32P的核DNA的比例在0到1之间，A错误；根据题意分析，该精原细胞含有6对同源染色体，因此其在减数第一次分裂前期可以形成6个四分体，B正确；有丝分裂中期和减数第二次分裂中期，每条染色体上都含有2条姐妹染色单体，因此染色体数和核DNA分子数之比都是1∶2，C正确；染色质的主要成分是DNA和蛋白质，其中DNA的复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，D正确。‎ ‎7.(2019·哈尔滨模拟)在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则 (　　)‎ A.能搭建出20个脱氧核苷酸 B.所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对 C.能搭建出410种不同的DNA分子模型 D.能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段 ‎【解析】选D。由题意可知，碱基共有20个，磷酸基团有100个，脱氧核糖有40个，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，所以最多可搭建14个脱氧核苷酸，A错误；由于脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，则根据公式计算可知，只能建出一个4碱基对的DNA分子片段，B错误；能建出一个4碱基对的DNA分子片段，最多能搭建出44种不同的DNA分子模型，C错误；由以上分析可知，题中提供的条件只能建出一个4碱基对的DNA分子片段，D正确。‎ ‎8.关于DNA分子结构的叙述中，不正确的是 (　　)‎ A.DNA分子由四种脱氧核苷酸组成 B.每个DNA分子中，碱基数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数 C.双链DNA分子中的一段，若含有30个胞嘧啶，就一定会同时含有30个鸟嘌呤 D.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基 ‎【解析】‎ 选D。一个DNA分子通常含有四种脱氧核苷酸，A正确；DNA分子是由脱氧核苷酸组成的，而一分子脱氧核苷酸包含一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基，因此每一个双链DNA分子中，都是脱氧核苷酸数=脱氧核糖数=碱基数，B正确；双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，因此某双链DNA片段若含有30个胞嘧啶，就一定会同时含有30个鸟嘌呤，C正确；双链DNA分子中大多数脱氧核糖上均连接着两个磷酸和一个含氮碱基，只有两端各有一个脱氧核糖只连接一个磷酸和一个含氮碱基，D错误。‎ ‎9.科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如图)，证实了DNA是以半保留方式复制的。②、③、④、⑤试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的 是 (　　)‎ 培养条件与方法：‎ ‎(1)在含15N的培养基培养若干代，使DNA双链被15N 标记(试管①)。‎ ‎(2)转至含14N的培养基培养，每30分钟繁殖一代。‎ ‎(3)取出每代DNA样本，并离心分层。‎ A.该实验运用了同位素标记法，出现④的结果至少需要90分钟 B.③是转入14N培养基中复制一代的结果，②是复制两代的结果 C.对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用的是试管③结果 D.给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示 ‎【解析】选C。该实验运用了同位素标记法，根据DNA的半保留复制特点，亲代DNA均被15N标记，繁殖一代产生两个DNA分子，每个DNA分子一条链含有15N，另一条链含有14N，其结果是③；繁殖两代产生4个DNA分子，其中有两个DNA分子均是一条链含有15N，另一条链含有14N，另外两个DNA分子两条链均含有14N，其结果是④。因此出现④‎ 的结果至少需要60分钟，A错误，③是转入14N培养基中复制一代的结果，④是复制两代的结果，B错误；③试管中的DNA分子一条链含有15N，另一条链含有14N，对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用，C正确；试管④中，有一半DNA分子每条链都含有14N，另一半DNA分子均是一条链含有14N，另一条链含有15N，加入解旋酶一段时间后，所有的DNA分子双链均打开，离心后在试管中的位置如图所示：，D错误。‎ ‎10.(2019·烟台模拟)如图表示人体基因Y的表达过程，①～④表示过程。下列叙述正确的是 (　　)‎ A.①过程在分裂间期进行，需要解旋酶的催化作用 B.②过程在细胞质中进行，需要RNA酶的催化作用 C.③过程在甲状腺细胞中进行，需要核糖体参与 D.④过程在内质网和高尔基体中进行，需要ATP参与 ‎【解析】选D。图中①过程是转录，发生在分裂间期或不分裂的细胞，该过程需要RNA聚合酶催化，不需要解旋酶，A错误；②过程是RNA的加工过程，主要在细胞核内进行，需要RNA酶的催化作用，B错误；③过程是翻译，因为合成的是促甲状腺激素，在垂体细胞中进行，C错误；④过程是肽链的加工，场所是内质网和高尔基体，需要消耗ATP，D正确。‎ ‎11.(2020·遵义模拟)细胞生物都以DNA作为遗传物质，这是细胞具有统一性的证据之一。请回答：‎ ‎(1)19世纪，人们发现了染色体在细胞遗传中的重要作用。在研究染色体的组成成分的遗传功能时，科学家实验设计的关键思路是____________________。 ‎ ‎(2)DNA的特殊结构适合作遗传物质。DNA双螺旋结构内部碱基排列顺序代表着___________，碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的________。 ‎ ‎(3)DNA的复制需要___________酶，这些酶的合成场所是________，从合成场所到达作用部位，共穿过_________层膜结构。 ‎ ‎(4)某个DNA片段由400对碱基组成，A+T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制3次，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸分子个数为___________。 ‎ ‎(5)经分离得到X、Y两种未知菌种，分析其DNA的碱基组成，发现X菌的腺嘌呤含量为42%，而Y菌的胞嘧啶含量为18%。可以推知两菌种中耐热性较强的是_______。 ‎ ‎【解析】 (1)染色体的主要成分是DNA和蛋白质，艾弗里及其同事、赫尔希和蔡斯在研究DNA和蛋白质的遗传功能时，实验设计的关键思路是将蛋白质和DNA分开，分别研究各自的作用。‎ ‎(2)遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子的多样性。‎ ‎(3)解旋酶和DNA聚合酶是DNA复制所必需的，这两种酶的化学本质是蛋白质，都在细胞质的核糖体上合成，从细胞质到细胞核通过的结构是核孔，因此共穿过0层膜。‎ ‎(4)某个DNA片段由400对碱基组成，即碱基有800个，A+T占碱基总数的34%，A+T=800×34%=272。则G=C=(800-272)/2=264。若该DNA片段复制3次，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸分子个数为264×(23-1)=1 848。‎ ‎(5)X菌的腺嘌呤含量为42%，则A+T=42%+42%=84%，G+C=1-84%=16%；Y菌的胞嘧啶含量为18%，则G+C=18%+18%=36%，Y菌的G+C含量比X菌的G+C含量高，G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此，G+C含量越高，耐热性就越强。因此，Y菌的耐热性比X菌高。‎ 答案：(1)将蛋白质和DNA分开，分别研究各自的作用 ‎(2)遗传信息　多样性 ‎(3)解旋酶、DNA聚合　核糖体　0‎ ‎(4)1 848　(5)Y菌 ‎12.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)由于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)。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(拟核DNA呈环状)放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，用简图表示复制1次和复制2次后形成的DNA分子。(注：以虚线表示含放射性的脱氧核苷酸链)。‎ ‎(3)有人探究DNA的复制从一点开始以后是单向还是双向进行的，将不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明________________。 ‎ ‎(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第(2)题的方法，观察到的大肠杆菌DNA复制过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是_______起点复制的。 ‎ ‎【解析】(1)因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，所以可以根据复制叉的数量推测复制起点数量。(2)因为DNA为半保留复制，故复制 ‎1次所得的2个DNA分子中，1条链带放射性标记，1条链不带。第2次复制所得的DNA分子中，1个DNA分子的1条链带标记，1个DNA分子2条链带标记。(3)由图3可以看出该DNA分子有1个复制起始点，复制为双向进行。(4)由图4可知该DNA分子有1个复制起始点，即单个复制起始点。‎ 答案：(1)(规则)双螺旋　复制起点数量 ‎(2)如图 ‎(3)DNA复制是双向的　(4)单 ‎ ‎