2020-2021年高考生物一轮复习知识点专题24 DNA分子的结构与复制

2020-2021年高考生物一轮复习知识点专题24 DNA分子的结构与复制

‎2020-2021年高考生物一轮复习知识点专题24 DNA分子的结构与复制 一、基础知识必备 ‎（一）DNA分子的结构 ‎1.DNA分子的结构层次 ‎2、DNA分子的化学组成 基本组成元素 C、H、O、N、P 基本组成物质 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基(A、G、C、T四种)‎ 基本组成单位 四种脱氧核苷酸 DNA分子的结构 两条反向平行的脱氧核苷酸链 ‎3.DNA的空间结构 项目 主链 侧链 构成 方式 ‎①脱氧核糖与磷酸交替排列;‎ ‎②两条主链呈反向平行;‎ ‎③两条主链盘旋成规则的双螺旋 ‎①主链上对应碱基以氢键连接成对;‎ ‎②碱基互补配对(A—T,G—C);‎ ‎③碱基对平面之间平行 位置 双螺旋外侧 双螺旋内侧 ‎4、DNA分子的复制过程 复制时间 体细胞为有丝分裂间期;生殖细胞为减数第一次分裂前的间期 复制场所 主要是细胞核,但在拟核、叶绿体、线粒体、细胞质基质(质粒)中也进行DNA的复制 复制过程 ‎①解旋:利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,两条螺旋的双链解开;‎ ‎②合成子链:以解开的每一段母链为模板,在DNA聚合酶等的作用下,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按碱基互补配对原则合成与母链互补的一段子链;‎ ‎③形成子代DNA:每条新链(子链)与对应的模板链(母链)盘绕成双螺旋结构 复制条件 以两条DNA分子的单链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,需要解旋酶、DNA聚合酶等的催化,需要ATP提供能量 复制特点 边解旋边复制、半保留复制 复制结果 形成两个完全相同的DNA分子 复制意义 将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性 二、通关秘籍 ‎1、巧记DNA分子结构的“五四三二一”‎ ‎(1)五种元素:C、H、O、N、P; ‎ ‎(2)四种碱基:A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸;‎ ‎(3)三种物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基;‎ ‎(4)两条单链:两条反向平行的脱氧核苷酸链;‎ ‎(5)一种空间结构:规则的双螺旋结构。‎ ‎2、关于DNA复制 ‎(1)DNA能够精确复制的原因:具有独特的双螺旋结构、碱基互补配对原则。‎ ‎(2)影响细胞呼吸(ATP供给)的所有因素都可能影响DNA复制。‎ ‎(3)体外也可进行DNA复制,即PCR扩增技术,除要满足上述条件外,还应注意温度、pH的控制及引物的加入。‎ 对点训练 ‎1．用15NH4C1培养若干代的大肠杆菌体内，其蛋白质和DNA分子含15N标记（ ）‎ ‎【解析】蛋白质和DNA均含N，所以用15NH4C1培养若干代的大肠杆菌体内，其蛋白质和DNA分子都含15N标记，正确；‎ ‎2．整个实验过程中，每一次提取的细菌都是完成分裂一次的细菌（ ）‎ ‎【解析】实验过程中需要研究子一代、子二代等大肠杆菌的DNA放射性情况，所以实验过程中，有的细菌分裂了一次，有的分裂了两次，错误；‎ ‎3．为保证实验效果，需将提取的细菌进行密度梯度超速离心和分析（ ）‎ ‎【解析】为保证实验效果，需分别提取子一代和子二代细菌的DNA进行密度梯度超速离心和分析，而不是对细菌进行密度梯度超速离心，错误；‎ ‎4．15N标记的大肠杆菌在含14NH4C1的培养基中进行一次有丝分裂，每个菌体均含15N和14N（ ）‎ ‎【解析】15N标记的大肠杆菌在含14NH4C1的培养基中进行一次DNA复制后，每个菌体均含15N和14N，大肠杆菌为原核生物，不能进行有丝分裂，错误。‎ ‎5．用32P标记玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链后，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和后期，一个细胞中的染色体条数和被32P标记的染色体条数分别是中期20和20、后期40和10（ ）‎ ‎【解析】DNA复制是半保留复制，第一次分裂过程中所有染色单体都被标记，即中期20条、后期40条；第二次分裂过程中只有一半的染色单体被标记，即中期20条、后期20条。错误 ‎6．分析某生物全部的核酸，发现嘌呤碱基占56%，嘧啶碱基占44%，此生物不可能噬菌体（ ）‎ ‎【解析】噬菌体属于DNA病毒，只含DNA一种核酸，根据碱基互补配对原则，其嘌呤碱基总数应等于嘧啶碱基总数，这与题意不符，正确。‎ ‎7．烟草、烟草花叶病毒、T4噬菌体这三种生物中含核酸的种类依次为2、2、1（ ）‎ ‎【解析】烟草是植物，含有DNA和RNA，故含有2种核酸，烟草花叶病毒是RNA病毒，只含有RNA，故含有1种核酸；T4噬菌体是DNA病毒，只含有DNA，故含有1种核酸错误。‎ ‎8．每个 DNA 分子中，碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数（ ）‎ ‎【解析】DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸含有一个磷酸、一个脱氧核糖和一个含氮碱基，因此每个 DNA 分子中，碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数，正确。‎ ‎9．双链 DNA 分子中，若一条脱氧核苷酸链中 G+C＝28%，则 DNA 分子中A占36%‎ ‎【解析】双链 DNA 分子中，若一条脱氧核苷酸链中 G+C＝28%，则 DNA 分子中G+C＝28%，A+T＝72%，A＝T＝36%，正确。。‎ ‎10．碱基类似物5-溴尿嘧啶(5-Bu)既能与碱基A配对，又可以与碱基G配对。在含有5-Bu、A、G、C、T五种物质的培养基中培养大肠杆菌，得到突变体大肠杆菌，在此培养基上繁殖2代，可实现DNA分子某位点碱基对从T—A到G—C的替换（ ）‎ ‎【解析5-溴尿嘧啶可以与A配对，又可以和C配对，T-A对复制一次时有A-5-溴尿嘧啶，复制第二次时有5-溴尿嘧啶-C，复制第三次时出现C-G，所以需要经过3次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T-A到G-C的替换，错误。‎ ‎11．DNA分子中的碱基之间都只能通过氢键连接（ ）‎ ‎【解析】DNA分子两条链之间的碱基可以通过氢键连接形成碱基对，但一条链上的相邻碱基之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接，错误、‎ ‎12．在DNA分子中，A+T的量一定等于C+G的量（ ）‎ ‎【解析】在DNA分子中，A和T的分子数相等，C和G的分子数相等，但A+T的量不一定等于C+G的量，错误；‎ ‎13．DNA分子中脱氧核糖只与一个磷酸基团相连（ ）‎ ‎【解析】DNA分子中一条链上的脱氧核糖一般可连接两个磷酸基团，只有链一端的脱氧核糖只连一个磷酸基团，错误。‎ ‎14．DNA双螺旋结构模型中两条链的碱基数相等（ ）‎ ‎【解析】制作DNA双螺旋结构模型时遵循碱基互补配对原则，两条链的碱基数应相等，正确。‎ ‎15．DNA两条链间的腺嘌呤与胸腺嘧啶通过氢键连接（ ）‎ ‎【解析】DNA的两条脱氧核苷酸链之间的碱基是通过氢键连接的，其中A与T之间两个氢键，G与C之间三个氢键，正确。‎ ‎16、一个被35S标记的噬菌体在侵染大肠杆菌后繁殖3代，子代噬菌体中含35S的约占1/4（ ）‎ ‎【解析】35S标记的是噬菌体的蛋白质，在子代噬菌体中不会出现35S，错误；‎ ‎17．豌豆叶肉细胞中DNA的复制和分布的部位有细胞核线粒体和叶绿体（ ）‎ ‎【解析】豌豆叶肉细胞属于成熟的植物细胞，不能进行细胞分裂，核DNA不会进行复制，故豌豆叶肉细胞中DNA的复制和分布的部位有细胞核、线粒体和叶绿体，正确。 18．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个。该DNA分子在14N培养基中连续复制4次，复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个（ ）‎ ‎【解析】含有100个碱基对200个碱基的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，则A=40个，因此复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为：（24-1）×40=600，错误。‎ ‎19．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，解开双链（ ）‎ ‎【解析】DNA复制过程的第一步是解旋，需要用解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开，正确。‎ ‎20．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反（ ）‎ ‎【解析】DNA分子的复制具有双向复制的特点，且生成的两条子链的方向相反，正确。‎ ‎21．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上（ ）‎ ‎【解析】DNA分子复制时，需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段D正确。‎ ‎22．一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤与鸟嘌呤数目之比为2：1，两者之和占DNA分子碱基总数的24％，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的24％‎ ‎【解析】已知DNA分子的一条链上，A∶G=2∶1，且A+G的和占DNA分子碱基总数的24％，依据碱基互补配对原则，该链的碱基总数占DNA分子碱基总数的1/2，所以该链中A+G的和占该链的碱基总数的48％，从而推出该链中A占该链的碱基总数为32％，另一条链上的T和该链中的A相等，即另一条链上的胸腺嘧啶占该链碱基数目的32%。错误。‎ ‎23．M13噬菌体是一种丝状噬菌体，内有一个环状单链DNA分子。M13的DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数（ ）‎ ‎【解析】M13的DNA分子是单链的，因此其嘌呤数不一定等于嘧啶数，。‎ ‎24．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有15N15N和14N14N两种，其比例为3：1（　　）‎ ‎【解析】DNA分子的两条单链均只含有14N，该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代，形成4个DNA，其中2个DNA为15N14N，另外2个DNA为15N15N。；再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代，DNA为15N14N形成的子代DNA中，一个DNA为15N14N，另外1个DNA为 14N14N；而DNA为 15N15N 形成的2个子代DNA都为 15N14N；因此理论上 DNA 分子的组成类有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 3：1。 错误。‎ ‎25． a个被放射性元素标记了双链DNA的噬菌体，侵染细菌后，细菌破裂释放出b个子噬菌体，其中具有放射性的噬菌体的比例为a/(2b)（ ）‎ ‎【解析】噬菌体侵染细菌时，把其DNA注入细菌内，利用细菌提供的脱氧核苷酸，进行DNA的半保留复制，所以a个被放射性元素标记了双链DNA的噬菌体，侵染细菌后，细菌破裂释放出b个子噬菌体中，具有放射性的噬菌体为2a个，具有放射性的噬菌体占子噬菌体的比例为2a/b，错。‎ ‎26．DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基（ ）‎ ‎【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，末端的脱氧核糖只连接一个磷酸和一个碱基，错误。‎ ‎27．DNA分子的两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（ ）‎ ‎【解析】DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构，正确。‎ ‎28．每个DNA分子中，碱基数=磷酸数=脱氧核糖数（ ）‎ ‎【解析】DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸含有一个磷酸、一个脱氧核糖和一个含氮碱基，因此每个DNA分子中，碱基数=磷酸数=脱氧核糖数，正确。‎ ‎29．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性（ ）‎ ‎【解析】碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，碱基特定的排列顺序，构成了DNA分子的特异性，正确。‎ ‎30、含有m个腺嘌呤的DNA分子,第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为m×2n﹣1个（ ）‎ ‎【解析】含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数是m×2n - m×2n-1=m×2n-1个，正确。‎ ‎31、在一个双链DNA分子中,A+T占碱基总数的M%,那么该DNA分子的每条链中的A+T都占该链碱基总数的M%（ ）‎ ‎【解析】在一个双链DNA分子中，A+T占碱基总数的M%，由于两条链中A+T的数目是相等的，则该DNA分子每条链中A+T所占比例就相当分子、分母各减半，其比例是不变的，也为M%，正确。‎ ‎32、细胞内全部DNA的两条链都被32P标记后,在不含32P的环境中进行连续有丝分裂,第2次分裂产生的每个子细胞染色体均有一半有标记（ ）‎ 分裂后每个子细胞的染色体均含32P，第二次有丝分裂，姐妹染色单体有一条含32P一条不含32P，着丝点断裂后含标记的染色体进入子细胞是随机的，因此不能判断子细胞染色体被标记的比例，错误。‎ ‎33、双链DNA分子中,磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基对之间通过氢键连接,排列在内侧（ ）‎ ‎【解析】全部DNA被32P分子标记后，在不含在32P元素的环境下进行有丝分裂，第一次 ‎【解析】双链DNA分子中，磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键交替连接，构成基本骨架；碱基对之间通过氢键连接，排列在内侧，正确。‎ ‎34．模型构建是一种研究问题的科学的思维方法，在制作一个线性DNA分子双螺旋结构模型活动中，A、T、G、C四种碱基的大小和形状应该相同（ ）‎ ‎【解析】A、T、G、C四种碱基的大小和形状应该不同，错误。‎ ‎35．在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。3/4的DNA单链被BrdU标记（ ）‎ ‎【解析】以第一代细胞中的某一条染色体为参照，在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链，含BrdU标记的有14条，故有的DNA单链被BrdU标记，错误。‎ ‎36．一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，噬菌体DNA第四次复制共需要8（m－n）个腺嘌呤脱氧核苷酸 ‎【解析】噬菌体DNA第四次复制共需要的腺嘌呤脱氧核苷酸数目＝（m－n）×24－1＝8（m－n）（个），正确。‎ ‎37．染色单体间的交叉互换不会导致DNA分子结构改变（ ）‎ ‎【解析】若减数分裂过程中发生交叉互换，会导致基因重组，这也会导致其DNA分子结构的改变C错误。‎ ‎38．DNA分子结构的稳定性与2种碱基对含量的比值有关（ ）‎ ‎【解析】AT碱基对含有2个氢键，而GC碱基对含有3个氢键，所以DNA分子结构的稳定性与2种碱基对含量的比值有关，正确。‎ ‎39．若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为A-T碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为1/(N´2i+1)‎ ‎【解析】根据题意分析可知，DNA分子一共复制了i次，则DNA复制后的分子总数为N×2i， N×2i个DNA分子中某DNA分子的一条链上某个C突变为T，则在随后的一轮复制结束时，有1个DNA分子中突变位点为A-T碱基对，占双链DNA分子数的比例为1/(N´2i+1)，在随后的两轮复制结束时，突变位点为A-T碱基对的双链DNA分子数的比例应为2/(N´2i+2) = 1/(N´2i+1)，错误。‎ ‎40．某基因含有2 000个碱基对，其中腺嘌呤占21%，则该基因中G占29%，C有1160个（ ）‎ ‎【解析】双链DNA分子中，非互补配对的碱基之和占碱基总数的50%，该基因中腺嘌呤占21%，则G占29%，G=C=2000×2×29%=1160个，正确