2018屆高考生物一輪復習 第六單元 遺傳的分子基礎 第18講 DNA的結構、復制及基因的本質學案
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1、 第18講 DNA的結構、復制及基因的本質 [最新考綱] 1.DNA分子結構的主要特點(Ⅱ)。2.DNA分子的復制(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。 考點一 DNA分子的結構及相關計算(5年12考) 1.圖解DNA分子結構 ■助學巧記 巧記DNA分子結構的“五·四·三·二·一” 2.DNA分子的特性 1.真題重組 判斷正誤 (1)細胞中DNA分子的堿基對數(shù)等于所有基因的堿基對數(shù)之和(2017·海南卷,23C)(×) (2)大腸桿菌細胞中只有A、T、C、G四種堿基(2012·海南卷,5C)(×) (3)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的。(
2、2014·全國卷Ⅱ,5C)(×) (4)DNA的X光衍射實驗證明了DNA是遺傳物質。(2013·全國卷Ⅱ,5C)(×) (5)DNA有氫鍵,RNA沒有氫鍵(2013·全國卷Ⅱ,1A)(×) 以上內容主要源自教材必修2 P48~50,把握DNA雙螺旋結構模型構建歷程及DNA雙螺旋結構內涵是解題關鍵。 2.(必修2 P49圖3-11改編)下圖為大腸桿菌DNA分子片段,分析并回答下列問題。 (1)圖中2是核糖還是脫氧核糖?________。1、2、3構成了一個完整的脫氧核苷酸分子,據(jù)圖推測其中文名稱是____________。 (2)圖中的堿基對5和6是G—C、A—T還是A—U?__
3、______。你的判斷理由是什么?____________________________________。 (3)每個DNA片段中有幾個游離的磷酸基團? ________________________。 (4)圖中a處為________鍵,用________酶可將其斷裂,b處為________鍵,該鍵形成時需________酶參與,其斷裂時需用________酶。 提示 (1)脫氧核糖 胞嘧啶脫氧核苷酸或鳥嘌呤脫氧核苷酸 (2)A—T 5與6間有2個氫鍵,應為A—T對,而不是G—C對,而且DNA分子中無“U” (3)2個 (4)氫 解旋 磷酸二酯 DNA聚合酶或DNA連接 限制
4、性核酸內切 DNA分子的結構及特點 1.(2017·海南卷,24)DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關。下列關于生物體內DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值的敘述,正確的是( ) A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子,后一比值不同 B.前一個比值越大,雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高 C.當兩個比值相同時,可判斷這個DNA分子是雙鏈 D.經半保留復制得到的DNA分子,后一比值等于1 解析 在雙鏈DNA分子中,A、T之間形成2個氫鍵構成堿基對,G、C之間形成3個氫鍵構成堿基對,所以G、C對相對越多,DNA分子越穩(wěn)定,B錯誤;又因A=T、G=C,所
5、以只要是雙鏈DNA分子(A+C)/(G+T)都恒等于1,A錯誤,D正確;單鏈DNA中,兩個比值也可能相同,C錯誤。 答案 D 2.(2017·山東部分重點中學聯(lián)考)下列有關DNA分子的敘述,正確的是( ) A.“噬菌體侵染細菌實驗”證明DNA是主要的遺傳物質 B.一個含n個堿基的DNA分子,轉錄出的mRNA分子的堿基數(shù)量是n/2 C.DNA的一條單鏈上相鄰的堿基A與T之間通過氫鍵連接 D.DNA分子互補配對的兩條鏈中堿基序列一定不同 解析 “噬菌體侵染細菌實驗”只證明了DNA是遺傳物質,A錯誤;一個含n個堿基的DNA分子,由于DNA中存在非編碼區(qū),故轉錄出的mRNA分子的堿基數(shù)
6、量肯定小于n/2,B錯誤;DNA的一條單鏈上相鄰的堿基A與T之間通過脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖連接,C錯誤;DNA分子互補配對的兩條鏈中,堿基序列肯定不同,D正確。 答案 D (1)DNA分子的特異性是由堿基對的排列順序決定的,而不是由配對方式決定的,配對方式只有四種:A—T、C—G、T—A、G—C。 (2)DNA中并不是所有的脫氧核糖都連著兩個磷酸基團,兩條鏈各有一個3′端的脫氧核糖連著一個磷酸基團(環(huán)狀DNA分子除外)。 (3)雙螺旋結構并不是固定不變的,復制和轉錄過程中會發(fā)生解旋。 (4)在DNA分子中,A與T分子數(shù)相等,G與C分子數(shù)相等,但A+T的量不一定等于G+C的量,后
7、者恰恰反映了DNA分子的特異性。 (5)并非所有的DNA分子均具“雙鏈”,有的DNA分子為單鏈。原核細胞及真核細胞細胞器中的DNA分子為“雙鏈環(huán)狀”。 DNA分子結構相關計算 【典例】 (2014·山東理綜,5)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成,根據(jù)測定結果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關系圖,下列正確的是( ) [慧眼識圖 獲取信息] 答案 C “歸納法”求解DNA分子中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律 (1)在DNA雙鏈中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相同,即A+G=T+C。 (2)“互補堿基之和”的比例在任意
8、一條鏈及整個DNA分子中都相同,即若在一條鏈中=m,在互補鏈及整個DNA分子中=m,而且由任一條鏈轉錄來的mRNA分子中(A+U)/(G+C)仍為m(注:不同DNA分子中m值可不同,顯示特異性)。 (3)非互補堿基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù),在整個DNA分子中為1,即若在DNA一條鏈中=a,則在其互補鏈中=,而在整個DNA分子中=1。(注:不同雙鏈DNA分子中非互補堿基之和的比均為1,無特異性) 【方法體驗】 (2017·河南洛陽檢測)如圖為DNA分子部分結構示意圖,對該圖的描述不正確的是( ) A.DNA分子是由兩條鏈組成的,這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構
9、 B.④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸,②和③相間排列,構成了DNA分子的基本骨架 C.⑤⑥⑦⑧對應的堿基依次為A、G、C、T D.若該DNA分子中A與T之和占全部堿基數(shù)目的54%,其中一條鏈中G占該鏈堿基總數(shù)的22%,則另一條鏈中G占該鏈堿基總數(shù)的24% 解析 DNA分子由反向平行的兩條鏈組成,A正確;④由一分子磷酸,一分子胞嘧啶和一分子脫氧核糖構成,但①②③不能構成胞嘧啶脫氧核苷酸,②脫氧核糖和①磷酸交替排列,構成了DNA分子的基本骨架,B錯誤;根據(jù)堿基互補配對原則,在DNA分子中A與T配對,G與C配對,C正確;若該DNA分子中A與T之和占全部堿基數(shù)目的54%,則該DNA分子的一條鏈中A與
10、T之和占該鏈堿基數(shù)目的54%,若一條鏈中G占該鏈堿基總數(shù)的22%,則該條鏈中C占24%,則互補鏈中G占該鏈堿基總數(shù)的24%,D正確。 答案 B 考點二 DNA分子的復制及基因的概念(5年13考) 1.DNA分子的復制 (1)概念、時間、場所 (2)過程 (3)特點 ①過程:邊解旋邊復制 ②方式:半保留復制 (4)準確復制的原因和意義 ①原因:DNA具有獨特的雙螺旋結構,為復制提供精確的模板,堿基互補配對原則,保證了復制能準確進行。 ②意義:DNA分子通過復制,將遺傳信息從親代傳給了子代,保持了遺傳信息的連續(xù)性。 ■助學巧記 巧記DNA分子的復制
11、的“二、二、三、四” 2.觀察下面的基因關系圖,完善相關內容 DNA分子的復制及相關計算 (2016·全國卷Ⅱ,2)某種物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間,使DNA雙鏈不能解開。若在細胞正常生長的培養(yǎng)液中加入適量的該物質,下列相關敘述錯誤的是( ) A.隨后細胞中的DNA復制發(fā)生障礙 B.隨后細胞中的RNA轉錄發(fā)生障礙 C.該物質可將細胞周期阻斷在分裂中期 D.可推測該物質對癌細胞的增殖有抑制作用 解析 某物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間,使DNA雙鏈不能打開,說明該物質會阻礙DNA分子的解旋,因而會阻礙DNA分子的復制、轉錄和抑制細胞增殖,A、B、D
12、三項均正確;因DNA分子的復制發(fā)生在間期,所以該物質可將細胞周期阻斷在分裂間期,C項錯誤。 答案 C 1.DNA復制的類型:在真核生物中,DNA復制一般是多起點復制。在原核生物中,DNA復制一般是一個起點。無論是真核生物還是原核生物,DNA復制大多數(shù)都是雙向進行的。如圖所示為真核生物DNA的多起點、雙向復制: 圖中顯示多起點復制,但多起點并非同時進行,其意義在于提高復制速率。 2.DNA分子復制中的相關計算 DNA分子的復制為半保留復制,一個DNA分子復制n次,則有: (1)DNA分子數(shù) ①子代DNA分子數(shù)=2n個; ②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=2個;
13、③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=(2n-2)個。 (2)脫氧核苷酸鏈數(shù) ①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)=2 n+1條; ②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)=2條; ③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)=(2n+1-2)條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數(shù) ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n-1)個 ; ②第n次復制需該脫氧核苷酸數(shù)=m·(2n-2n-1)=m·2n-1個。 【即學即練】 (2017·河北省承德高三期中)用15N標記含有100個堿基對的DNA分子(其中有腺嘌呤60個),該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次。下列有關判
14、斷錯誤的是( ) A.含有15N的DNA分子只有兩個 B.含有14N的DNA分子占總數(shù)的 C.4次復制共消耗游離的胞嘧啶脫氧核苷酸600個 D.復制共產生了16個DNA分子 解析 該DNA分子是在含14N的培養(yǎng)基中復制的,新形成的子鏈均為14N,故16個DNA分子都含14N,比例為100%,B錯誤;含有100個堿基對200個堿基的DNA分子,其中有腺嘌呤60個,解得C=40個,故4次復制共消耗游離的胞嘧啶脫氧核苷酸:(24-1)×40=600,C正確;1個DNA經過4次復制,共產生24=16個DNA分子,D正確。 答案 B 基因的本質 1.(2014·海南卷,21)下列是某
15、同學關于真核生物基因的敘述: ①攜帶遺傳信息?、谀苻D運氨基酸?、勰芘c核糖體結合 ④能轉錄產生RNA?、菝肯噜徣齻€堿基組成一個反密碼子?、蘅赡馨l(fā)生堿基對的增添、缺失、替換 其中正確的是( ) A.①③⑤ B.①④⑥ C.②③⑥ D.②④⑤ 解析 基因是具有遺傳效應的DNA片段,攜帶遺傳信息,并能夠將遺傳信息通過轉錄傳遞到RNA,通過翻譯表現(xiàn)為蛋白質特定的氨基酸序列和空間結構,基因中可能發(fā)生堿基對的增添、缺失或替換,即基因突變。 答案 B 2.(2018·江蘇南通模擬)下列關于基因、DNA和染色體關系的敘述,錯誤的是( ) A.染色體主要由蛋白質和DNA組成 B
16、.每條染色體上都有許多個DNA分子 C.一個DNA分子上有多個基因 D.基因是具有遺傳效應的DNA片段 解析 染色體主要由DNA和蛋白質兩種物質組成,A正確;每條染色體含有一個或2個DNA分子,B錯誤;基因是DNA上決定生物性狀的小片段,一個DNA分子上有多個基因,C、D正確。 答案 B (1)針對遺傳物質為DNA的生物而言,基因是指“有遺傳效應的DNA片段”,但就RNA病毒而言,其基因為“有遺傳效應的RNA片段”。 (2)并非所有DNA片段都是基因,基因不是連續(xù)分布在DNA上的,而是由堿基序列將不同的基因分隔開的。 易錯·防范清零 [易錯清零] 易錯點1 誤認為
17、DNA分子中“嘌呤一定等于嘧啶” 點撥 DNA分子一般為“雙螺旋結構”,雙鏈DNA中嘌呤等于嘧啶,但注意一條鏈中嘌呤不一定等于嘧啶,單鏈DNA分子中嘌呤也不一定等于嘧啶。 易錯點2 誤認為DNA復制“只發(fā)生于”細胞核中 點撥 細胞生物中凡存在DNA分子的場所均可進行DNA分子的復制,其場所除細胞核外,還包括葉綠體、線粒體、原核細胞的擬核及質粒。 易錯點3 混淆DNA復制、“剪切”與“水解”中的四種酶 點撥 (1)DNA聚合酶:需借助母鏈模板,依據(jù)堿基互補配對原則,將單個脫氧核苷酸連接成“鏈”; (2)DNA連接酶:將多個復制起點所復制出的“DNA片段”“縫合”起來形成磷酸二酯鍵,即
18、連接“片段”; (3)限制性內切酶:用于切斷DNA雙鏈中主鏈上的“3,5-磷酸二酯鍵”; (4)DNA水解酶:用于將DNA分子水解為脫氧核苷酸。 易錯點4 DNA結構與復制解題時的5個“注意” 點撥 (1)注意不要將DNA分子中堿基對之間氫鍵的形成與斷裂條件混淆,氫鍵可由解旋酶催化斷裂,同時需要ATP供能,也可加熱斷裂(體外);而氫鍵是自動形成的,不需要酶和能量。 (2)注意“DNA復制了n次”和“第n次復制”的區(qū)別,前者包括所有的復制,但后者只包括第n次的復制。 (3)注意堿基的單位是“對”還是“個”。 (4)注意在DNA復制過程中,無論復制了幾次,含有親代脫氧核苷酸單鏈的DN
19、A分子都只有兩個。 (5)注意看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”,是“含”還是“只含”等關鍵詞,以免掉進陷阱。 [糾錯小練] 1.下列關于DNA分子結構的敘述正確的是( ) A.DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結構 B.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基 C.DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對 D.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—脫氧核糖—磷酸相連 解析 絕大多數(shù)DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結構,A錯誤;DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個脫氧核糖,且磷酸不與堿基直接相連,B錯誤;DNA分子中
20、,堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則,因此兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對,C正確;DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖相連,D錯誤。 答案 C 2.(2017·江西省高三聯(lián)考)如圖所示為DNA復制的較為詳細的圖解,據(jù)圖分析,下列相關敘述,錯誤的是( ) A.僅在解旋酶和DNA聚合酶的催化下,DNA復制不能順利進行 B.在DNA復制的過程中,可能會出現(xiàn)尿嘧啶與腺嘌呤互補配對現(xiàn)象 C.圖示DNA復制的特點有邊解旋邊復制以及半保留復制等 D.復制完成后,前導鏈和隨后鏈所在單鏈堿基排列順序相同 解析 從圖示信息可知,DNA復制需要拓撲異構酶Ⅱ、解旋酶、引物合
21、成酶、聚合酶I和Ⅲ等多種酶的催化,A正確;在DNA復制過程中,RNA引物能與模板鏈互補形成雜交鏈,該雜交鏈中可能含有堿基對A—U,B正確;從圖中信息可知,DNA復制的特點有邊解旋邊復制和半保留復制等,C正確;從圖中信息可知,前導鏈和隨后鏈都是新合成的子鏈,而兩條子鏈上堿基是互補的,D錯誤。 答案 D 3.將一個不含放射性同位素32P標記的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀,共含有m個堿基,其中有a個胸腺嘧啶)放在含有32P標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間,檢測到如圖Ⅰ、Ⅱ兩種類型的DNA(虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈)。下列有關該實驗的結果預測與分析,正確的是( ) A.
22、DNA第二次復制產生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ兩種類型,比例為1∶3 B.DNA復制后分配到兩個子細胞時,其上的基因遵循基因分離定律 C.復制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是(2n-1) D.復制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈數(shù)為2(n+1)-2 解析 DNA分子具有半保留復制的特點,將一個不含放射性同位素32P標記的大腸桿菌放在含有32P標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng),復制兩次后,會形成4個DNA分子,Ⅰ、Ⅱ兩種類型各2個,比例為1∶1,A錯誤;真核生物在進行有性生殖時,核基因遵循基因的分離定律,原核生物大腸桿菌的基因在二分裂過程中,不遵循基因的分離定律,B錯誤;DNA共含有m個堿基,其中有
23、a個胸腺嘧啶,則1個DNA分子含有胞嘧啶的數(shù)目是(m-2a)/2,復制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是(2n-1)×(m-2a)/2,C錯誤;該大腸桿菌復制n次,共形成2n個DNA分子,放射性脫氧核苷酸單鏈數(shù)為2(n+1)-2,D正確。 答案 D 課堂小結 思維導圖 晨讀必背 1.DNA分子兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構,脫氧核糖和磷酸交替連接,排在外側,構成基本骨架,堿基排列在內側。 2.科學家運用同位素標記技術,采用假說一演繹法,證實了DNA以半保留方式復制。 3.DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序代表了遺傳信息。 4.DNA復制具有邊解旋邊復制、半保留復制的特點,主要發(fā)生在
24、細胞核中,需要有模板、原料、酶和能量。 5.DNA復制需要解旋酶和DNA聚合酶參與。 6.基因是有遺傳效應的DNA片段,其主要載體是染色體,線粒體和葉綠體中也存在基因。 隨堂·真題&預測 1.(2017·海南卷,23)下列關于真核生物遺傳物質和性狀的敘述,正確的是( ) A.細胞中染色體的數(shù)目始終等于DNA的數(shù)目 B.有絲分裂有利于保持親代細胞和子代細胞間遺傳性狀的穩(wěn)定 C.細胞中DNA分子的堿基對數(shù)等于所有基因的堿基對數(shù)之和 D.生物體中,一個基因決定一種性狀,一種性狀由一個基因決定 解析 真核細胞的細胞核中,染色體復制之前,染色體數(shù)等于DNA數(shù),復制后,染色體∶DNA=
25、1∶2,如果再加上細胞質中的DNA,染色體始終小于DNA數(shù)目,A錯誤;有絲分裂的生物學意義就是有利于保持親、子代細胞間遺傳性狀的穩(wěn)定,B正確;細胞中的DNA中,只有具遺傳效應的片段才是基因,DNA中還有很多非基因序列,C錯誤;生物體中,基因與性狀之間并不是單純的一對一關系,D錯誤。 答案 B 2.(經典高考)某親本DNA分子雙鏈均以白色表示,以灰色表示第一次復制出的DNA子鏈,以黑色表示第二次復制出的DNA子鏈,該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復制兩次后的產物是( ) 解析 DNA的復制方式為半保留復制,復制后不存在親代的DNA分子(雙鏈均為白色),排除A、B項;第二次復制后得到的4個DN
26、A分子中,每個DNA分子各有1條鏈是第二次復制形成的(黑色),排除C項;進一步分析可知D項符合題意。 答案 D 3.(2019·高考預測)下列關于DNA的敘述,正確的是( ) A.染色體解螺旋形成染色質時,DNA分子的雙鏈沒有解旋 B.DNA分子中每個脫氧核糖上均連著一個磷酸和一個堿基 C.將15N標記的細菌置于含14N的培養(yǎng)基中繁殖兩代后,子代細菌DNA分子的兩條鏈都是一條鏈含14N,另一條鏈含15N D.DNA分子復制時解旋酶與DNA聚合酶不能同時發(fā)揮作用 解析 染色體解螺旋形成染色質發(fā)生在有絲分裂的末期,DNA的解旋發(fā)生在DNA復制和轉錄過程中,A正確;在DNA分子中,除
27、每條鏈頂端的脫氧核糖連接一個含氮堿基和一個磷酸外,其余每個脫氧核糖均連接一個含氮堿基和兩個磷酸,B錯誤;15N標記的細菌的DNA分子兩條鏈都含15N,由于DNA分子的復制是半保留復制,依據(jù)這一特點來分析,DNA復制時的原料含14N,子一代DNA分子全部是一條鏈是15N,一條鏈是14N;子一代繼續(xù)培養(yǎng),子二代DNA中一半DNA分子兩條鏈都是14N,一半DNA分子是一條鏈是15N,一條鏈是14N,C錯誤;DNA復制是邊解旋邊復制的過程,解旋酶與DNA聚合酶能同時發(fā)揮作用,D錯誤。 答案 A 4.(2019·高考預測)研究發(fā)現(xiàn)rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋,結合蛋白可以和解旋的DNA單鏈結合,并
28、隨著子鏈的延伸而與DNA單鏈分離。下列敘述正確的是( ) A.rep蛋白能使A與C、T與G之間的氫鍵斷裂 B.低溫處理DNA分子也可以使DNA雙鏈解旋 C.DNA復制具有邊解旋邊復制和半保留復制的特點 D.結合蛋白與DNA單鏈結合不利于DNA新鏈的形成 解析 因為rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋,則rep蛋白應為解旋酶,能破壞氫鍵,DNA雙鏈堿基之間互補配對原則是A與 T配對,C與G配對,即rep蛋白可破壞A與T、C與G之間形成的氫鍵,A錯誤;高溫處理DNA分子能使DNA雙鏈解旋,B錯誤;DNA復制的特點是邊解旋邊復制、半保留復制,C正確;DNA結合蛋白纏繞在DNA單鏈上,可防止單鏈
29、之間重新螺旋化,對DNA新鏈的形成有利,D錯誤。 答案 C 教師獨具 1.下列與真核細胞內DNA分子復制有關的敘述正確的是( ) A.復制過程中先全部解旋,再半保留復制 B.復制過程主要發(fā)生在有絲分裂前期 C.DNA連接酶催化兩個游離的脫氧核苷酸之間的連接 D.復制后兩個子代DNA分子的堿基序列可能不同 解析 DNA復制是邊解旋邊復制的,A錯誤;復制的時間是有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期,B錯誤;DNA連接酶催化兩個DNA片段之間的脫氧核苷酸形成磷酸二酯鍵,C錯誤;復制后兩個子代DNA分子的堿基序列一般相同,但若發(fā)生基因突變,則形成的DNA分子堿基序列可能不同,D
30、正確。 答案 D 2.假如檢測某DNA分子得知堿基A的比例為x%,又知該DNA的一條鏈所含的堿基中y%是鳥嘌呤,以下推斷正確的有( ) A.DNA分子中堿基總數(shù)量為x/y B.DNA分子中堿基U的數(shù)目為x% C.另一條鏈中鳥嘌呤是(1-x%-y%) D.DNA分子中堿基C的比例為50%-x% 解析 在DNA分子中A和T的數(shù)量是相等的,G和C的數(shù)量是相等的,A的比例是x%,只知道一條鏈中的G的比例,所以無法得出DNA分子的堿基總數(shù),A錯誤;DNA分子中沒有U,B錯誤;另一條鏈中鳥嘌呤應是[(1-2x%)/2]-y%,C錯誤;堿基C的比例應是(1-2x%)/2,即50%-x%,D正
31、確。 答案 D 3.如圖是DNA雙螺旋結構模型的建構過程圖解(1~5),請據(jù)圖探討相關問題: (1)物質1是構成DNA的基本單位,與RNA的基本單位相比,兩者成分方面的差別是____________;____________________________________________。 (2)催化形成圖2中的磷酸二酯鍵的酶有________(供選酶:RNA聚合酶、DNA聚合酶、DNA解旋酶)。 (3)圖3和圖4中的氫鍵用于連接兩條脫氧核苷酸鏈,如果DNA耐高溫的能力越強,則________(填“G-C”或“A-T”)堿基對的比例越高。 (4)RNA病毒與DNA病毒相比更容
32、易發(fā)生變異,請結合圖5和有關RNA的結構說明其原因:_____________________________________。 解析 (1)DNA與RNA相比,主要區(qū)別是DNA中的五碳糖是脫氧核糖,特有的堿基是T,而RNA的基本單位中的五碳糖是核糖,特有的堿基是U。(2)圖2中磷酸二酯鍵是由脫氧核糖核苷酸脫水縮合形成,該過程需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氫鍵越多,DNA分子越穩(wěn)定,C-G之間有3個氫鍵,A-T之間有2個氫鍵。(4)RNA是單鏈結構,DNA分子是雙鏈螺旋結構,其結構穩(wěn)定性較強,而單鏈RNA更容易發(fā)生變異。 答案 (1)DNA中的五碳糖為脫氧核糖,RNA中的五碳糖為
33、核糖 DNA特有堿基為T,RNA特有的堿基為U (2)DNA聚合酶 (3)G-C (4)DNA雙螺旋結構較穩(wěn)定,RNA單鏈較不穩(wěn)定 (時間:30分鐘 滿分:100分) 1.(2017·湖南長沙期中,15)如圖為核苷酸模式圖,下列說法正確的是( ) A.組成DNA與RNA的核苷酸只有③不同 B.在人的口腔上皮細胞中,①有1種,③有5種 C.RNA分子中,連接②和③的化學鍵的數(shù)目等于氫鍵的數(shù)目 D.在含有5對核苷酸的DNA片段中,連接①和②的化學鍵有12個 解析 組成DNA與RNA的核苷酸,②也不同,A錯誤;人口腔上皮細胞中既有DNA也有RNA,因此③(堿基)有五種,磷
34、酸一種,B正確;RNA分子一般為單鏈,一般沒有氫鍵(tRNA含有氫鍵),C錯誤;5對核苷酸DNA片段,連接 ①和②的鍵,應該是18個,D錯誤。 答案 B 2.在DNA復制開始時,將大腸桿菌放在含低劑量3H標記的脫氧胸苷(3H-dT)的培養(yǎng)基中,3H-dT可摻入正在復制的DNA分子中,使其帶有放射性標記。幾分鐘后,將大腸桿菌轉移到含高劑量3H-dT的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。收集、裂解細胞,抽取其中的DNA進行放射性自顯影檢測,結果如圖所示。據(jù)圖可以作出的推測是( ) A.復制起始區(qū)在高放射性區(qū)域 B.DNA復制為半保留復制 C.DNA復制從起始點向兩個方向延伸 D.DNA復制方
35、向為a→c 解析 由題干信息可知,DNA復制的前一段時間,培養(yǎng)基中含低劑量放射性標記,后一段時間含高劑量放射性標記,最終檢測的放射性結果顯示低劑量在中段,高劑量在兩端,所以可推測DNA復制從起始點向兩個方向延伸。 答案 C 3.(2018·安陽市高三一調,8)某雙鏈(α鏈和β鏈)DNA分子中有2 000個堿基,其中腺嘌呤占20%。下列有關分析正確的是( ) A.α鏈中A+T的含量等于β鏈中C+G的含量 B.α鏈和β鏈中G所占本鏈的比例之和等于DNA雙鏈中G所占的比例 C.該DNA分子中含有的氫鍵數(shù)目為2 600個 D.以該DNA分子為模板轉錄出的RNA中A+U=800個 解析
36、 α鏈中A+T的含量等于β鏈中T+A的含量,A錯誤;α鏈和β鏈中G所占的比例之和是DNA雙鏈中G所占比例的2倍,B錯誤;該DNA分了中氫鍵數(shù)目為A的數(shù)目×2+G的數(shù)目×3=400×2+600×3=2 600(個),C正確;以該DNA分子為模板轉錄出的RNA中A+U等于α鏈或β鏈A+T的數(shù)目,即400個,D錯誤。 答案 C 4.(2017·安徽師大附中入學測試,17)下列有關真核生物基因的說法,正確的是( ) ①基因是有遺傳效應的DNA片段 ②基因的基本單位是核糖核苷酸?、刍虼嬖谟诩毎恕⒑颂求w等結構中?、芑虮磉_時會受到環(huán)境的影響?、軩NA分子每一個片段都是一個基因 ⑥基因在染色體上
37、呈線性排列?、呋虻姆肿咏Y構首先由摩爾根發(fā)現(xiàn) A.①②③ B.②④⑥ C.①④⑥ D.③④⑤ 解析 ①正確;②錯誤,基因的基本單位是脫氧核苷酸;③錯誤,基因不存在于核糖體;④正確;⑤錯誤,基因是有遺傳效應的特定的DNA片段;⑥正確; ⑦錯誤,基因的分子結構首先是由沃森和克里克提出的。C正確。 答案 C 5.(2017·河南中原名校聯(lián)考)真核細胞中DNA復制如下圖所示,下列表述錯誤的是( ) A.多起點雙向復制能保證DNA復制在短時間內完成 B.每個子代DNA都有一條核苷酸鏈來自親代 C.復制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化 D.DNA分子的準
38、確復制依賴于堿基互補配對原則 解析 多起點雙向復制能保證DNA復制在短時間內完成,A正確;DNA復制以親代DNA分子的兩條鏈分別作為模板,通過堿基互補配對原則合成子鏈,所以每個子代DNA都有一條核苷酸鏈來自親代,B正確;復制過程中氫鍵的破壞需要解旋酶的催化,C錯誤;DNA分子的準確復制依賴于堿基互補配對原則,即A與T配對、G與C配對,D正確。 答案 C 6.下圖表示人體腸道中大腸桿菌DNA復制過程的部分內容,引物酶能以DNA為模板合成RNA片段。下列相關敘述正確的是( ) A.圖中②酶表示的是解旋酶 B.該復制過程的模板由大腸桿菌提供,原料、場所、酶均由人體提供 C.圖中共有
39、五種堿基和五種核苷酸 D.RNA聚合酶具有①酶和引物酶的作用 解析 圖中②酶能催化合成DNA片段,屬于DNA聚合酶,A錯誤;圖中有DNA和RNA兩種核酸,因此圖中共含有A、T、C、G、U五種堿基和四種脫氧核苷酸、四種核糖核苷酸,C錯誤;大腸桿菌為原核生物,其DNA復制可在自身細胞中進行,故原料、酶等均由自身提供,B錯誤。 答案 D 7.(2017·四川省綿陽高三模擬)下圖中DNA分子片段中一條鏈由15N構成,另一條鏈由14N構成。下列有關說法錯誤的是( ) A.DNA連接酶和DNA聚合酶都可作用于形成①處的化學鍵,解旋酶作用于③處 B.②是胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸 C.若該D
40、NA分子中一條鏈上G+C=56%,則無法確定整個DNA分子中T的含量 D.把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制兩代,子代中含15N的DNA占100% 解析 DNA連接酶和DNA聚合酶均作用于兩個核苷酸之間的化學鍵,解旋酶作用于堿基對之間的氫鍵,A正確;②是胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸,B正確;若該DNA分子中一條鏈上G+C=56%,則整個DNA分子中G+C的含量也是56%,則整個DNA分子中T的含量為(1—56%)/2=22%,C錯誤;DNA進行半保留復制,把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制兩代,由于所用原料均含有15N,子代中含15N的DNA占100%,D正確。 答案 C 8.(2018
41、·河南八市第一次測評,6)一個不含3H的DNA分子片段由200個堿基對組成,將它放在脫氧腺苷全被3H標記的培養(yǎng)液中連續(xù)復制三次,所測得的DNA的放射性強度(放射性強度=含3H的堿基總數(shù)/全部DNA分子中的堿基總數(shù))為28%。則上述DNA片段中含有胞嘧啶的數(shù)量為( ) A.36個 B.64個 C.72個 D.128個 解析 一個DNA分子復制三次,共合成8個DNA分子,相當于7個DNA分子中含有3H標記的脫氧腺苷。假設每個DNA分子中有M個脫氧腺苷,28%=7M/8×200×2,M=128個。根據(jù)堿基數(shù)量A=T=128,推知G=C=72,C正確。 答案 C 9.用卡片構建
42、DNA平面結構模型,所提供的卡片類型和數(shù)量如下表所示,以下說法正確的是( ) 卡片類型 脫氧核糖 磷酸 堿基 A T G C 卡片數(shù)量 10 10 2 3 3 2 A.最多可構建4種脫氧核苷酸,5個脫氧核苷酸對 B.構成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵 C.DNA中每個脫氧核糖均與1分子磷酸相連 D.最多可構建44種不同堿基序列的DNA 解析 根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,代表脫氧核糖、磷酸和含氮堿基的卡片數(shù)分別都是10,所以最多可構建10個脫氧核苷酸,根據(jù)堿基種類可推知最多能構建4種脫氧核苷酸,4個脫氧核苷酸對,A錯誤;構成的雙鏈DNA片段中可包含2個A—T堿基
43、對和2個G—C堿基對,所以最多可含有氫鍵數(shù)=2×2+2×3=10個,B正確;DNA分子結構中,與脫氧核糖直接相連的一般是2個磷酸,但是兩端各有一個最末端的脫氧核糖只連接一個磷酸,C錯誤;堿基序列要達到44種,每種堿基對的數(shù)量至少要有4對,故D錯誤。 答案 B 10.(2017·河北保定模擬)除了同卵雙生外,幾乎沒有“DNA指紋”一模一樣的兩個人。“DNA指紋”可用于身份鑒別是利用了DNA的( ) A.特異性 B.穩(wěn)定性 C.多樣性 D.變異性 解析 每個DNA分子的堿基具有特定的排列順序,構成了DNA分子的特異性,使得每個人的DNA都不完全相同,可以像指紋一樣用來識別身份。
44、在刑偵領域,DNA分子能像指紋一樣用來鑒定個人身份,該實例依據(jù)的是DNA分子的特異性。故選A。 答案 A 11.(2017·河南鄭州???,14)某雙鏈DNA分子有100個堿基對,其中有腺嘌呤35個,下列敘述正確的是( ) A.該DNA分子蘊含的遺傳信息種類最多有4100種 B.該DNA分子在第4次復制時消耗520個胞嘧啶脫氧核苷酸 C.每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基 D.DNA分子每一條鏈中相鄰的堿基通過氫鍵相連 解析 由于每種堿基的數(shù)量是有限的,所以該DNA分子蘊含的遺傳信息種類少于4100種,A錯誤;該DNA分子含有100個堿基對,腺嘌呤有35個,則胸腺嘧啶有35
45、個,胞嘧啶=鳥嘌呤=65個,與第3次復制相比,第4次復制后增加的DNA分子數(shù)是16-8=8,所以第4次復制時需要的胞嘧啶脫氧核苷酸為8×65=520(個),B正確;DNA分子中多數(shù)的脫氧核糖與兩個磷酸基團相連,C錯誤;DNA分子中,一條鏈上的相鄰堿基由“一脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-”連接,D錯誤。 答案 B 12.(2017·廣東佛山一檢)如圖為真核細胞內基因Y的結構簡圖,共含有2 000個堿基對,其中堿基A占20%。下列說法正確的是( ) A.基因Y復制兩次,共需要4 800個游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸 B.基因Y復制時解旋酶作用于①③兩處 C.若②處T∥A替換為G∥C,則Y控制
46、的性狀一定發(fā)生改變 D.Y的等位基因y中堿基A也可能占20% 解析 該基因共有2 000對脫氧核苷酸組成,其中鳥嘌呤占30%,因此該基因中含有鳥嘌呤數(shù)目為2 000×2×30%=1 200個,則基因復制2次,則需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目=(22-1)×1 200=3 600個,A錯誤;基因Y復制時解旋酶作用于③處,即氫鍵,B錯誤;若②處T/A替換為G/C,由于密碼子的簡并性等原因,Y控制的性狀不一定發(fā)生改變,C錯誤;Y的等位基因y是基因突變形成的,基因突變是指堿基對的增添、缺失或替換,因此y中堿基A也可能占20%,D正確。 答案 D 13.(2018·高考仿真練)2015年諾貝爾化
47、學獎表彰三位科學家發(fā)現(xiàn)DNA修復技術。切除修復是修復DNA損傷最為普遍的方式,其主要過程為:在多種酶的作用下,切除DNA受損傷部分,并合成新的片段填補缺口,最后將新合成片段與原DNA鏈連接。上述過程中不可能發(fā)生( ) A.磷酸二酯鍵的斷裂和形成 B.ATP迅速轉化為ADP C.未能完全修復而存留下來的損傷可能會造成細胞的癌變 D.切除修復過程中需要DNA連接酶參與反應,而不需要DNA聚合酶 解析 切除DNA受損傷部分,需要斷裂磷酸二酯鍵,合成新的片段填補缺口需形成磷酸二酯鍵,A項可能發(fā)生;合成受損傷部分序列,需要消耗能量,會發(fā)生ATP的水解,B項可能發(fā)生;未能完全修復而存留下來的損
48、傷可能會在適合的條件下造成細胞的癌變等,C項可能發(fā)生;修復過程需要合成切除的DNA片段,且需要將其與原DNA鏈連接,故需要DNA聚合酶和DNA連接酶參與,D項符合題意。 答案 D 14.(2017·江西吉安高三期中)生長在太平洋西北部的一種海蜇能發(fā)出綠色熒光,這是因為海蜇DNA分子上有一段長度為5 170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉基因實驗表明,轉入了海蜇的綠色熒光蛋白基因的轉基因鼠,在紫外線的照射下,也能像海蜇一樣發(fā)光。下列敘述錯誤的是( ) A.基因是有遺傳效應的DNA片段 B.基因是DNA上的有一定功能的特異性的堿基排列順序 C.基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構單
49、位和功能單位 D.DNA的任意片段都能在另一種生物體內表達 解析 基因是具有遺傳效應的DNA片段,DNA上任意片段不一定是基因,D錯誤。 答案 D 15.(2017·福建莆田質檢)一個被32P標記的DNA雙鏈片段由100個堿基對組成,其中腺嘌呤占20%,將其置于只含31P的環(huán)境中復制3次,下列敘述錯誤的是( ) A.該DNA雙鏈片段中含有氫鍵的數(shù)目是260個 B.第3次復制過程需要420個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C.子代DNA中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7 D.子代DNA中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3 解析 DNA雙鏈片段由100個堿基對組成,腺嘌
50、呤占20%,即腺嘌呤有200×20%=40個,進而推知胸腺嘧啶有40個,鳥嘌呤與胞嘧啶各占60個,因此氫鍵數(shù)為40×2+60×3=260個,A正確;第3次復制過程需要胞嘧啶脫氧核苷酸60× 2(3-1)=240(個),B錯誤;32P標記的DNA置于只含31P的環(huán)境中復制3次,復制時原料全含31P,后代中只有原來的母鏈含32P,因此,子代DNA中含32P的單鏈有2條,含31P的單鏈有14條,即子代DNA中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7,C正確;子代DNA中含32P的DNA有2個,只含31P的DNA有6個,即子代DNA中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3,D正確。 答案 B
51、 16.(2017·山東濱州檢測)DNA的復制方式可以通過設想來進行預測,可能的情況是全保留復制、半保留復制、分散復制三種。究竟是哪種復制方式呢?下面設計實驗來證明DNA的復制方式。 實驗步驟: a.在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌,其DNA分子均為14N—DNA(對照)。 b.在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌,其DNA分子均為15N—DNA(親代)。 c.將親代含15N的大腸桿菌轉移到氮源為14N的培養(yǎng)基中,再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),用密度梯度離心法分離,不同相對分子質量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。 實驗預測: (1)如果與對照(14N/14N)相比,
52、子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶:一條________帶和一條________帶,則可以排除______________________________________。 (2)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶,則可以排除________,但不能肯定是___________________________________________________。 (3)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶,再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定:若子代Ⅱ可以分出________和________,則可以排除分散復制,同時肯定半保留復制;如果子代Ⅱ不能分出________密度兩條帶,則排除________,同時確定為________。 解析 由圖示可知,深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈),淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復制后得到的兩個DNA分子,一個是原來的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子,一個是兩條子鏈形成的子代DNA分子;半保留復制后得到的每個子代DNA分子的一條鏈為母鏈,一條鏈為子鏈;分散復制后得到的每個子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子代片段間隔連接而成的。 答案 (1)14N/14N 15N/15N 半保留復制和分散復制 (2)全保留復制 半保留復制還是分散復制 (3)一條中密度帶 一條輕密度帶 中、輕 半保留復制 分散復制 24
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