高考生物一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層集訓(xùn)18DNA分子的結(jié)構(gòu)復(fù)制與基因的本質(zhì)

課時(shí)分層集訓(xùn)(十八)(建議用時(shí)：45分鐘)(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第299頁)A組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．(2018·安順市期末)有一對(duì)氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)中有一個(gè)腺嘌呤，則它的其他組成應(yīng)是()A．三個(gè)磷酸、三個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶B．兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胞嘧啶C．兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶D．兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)尿嘧啶C[堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：A＝T、C＝G，則這一對(duì)氫鍵連接的脫氧核苷酸可表示，可見它的其他組成應(yīng)是兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶。]2．下列有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的說法，正確的是()A．相鄰的堿基被相鄰的兩個(gè)核糖連在一起B(yǎng)．每個(gè)磷酸基團(tuán)上都連著兩個(gè)五碳糖C．堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的特異性D．只有嘌呤與嘧啶配對(duì)，才能保證DNA兩條長(zhǎng)鏈之間的距離不變D[DNA分子中一條鏈上相鄰的堿基被“－脫氧核糖－磷酸－脫氧核糖”連在一起，兩條鏈上相鄰的堿基被氫鍵連在一起；DNA鏈末端的磷酸基團(tuán)上連著一個(gè)五碳糖；堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性。]3．(2018·湖北武漢部分學(xué)校聯(lián)考)下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41780092】A．DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結(jié)構(gòu)B．DNA分子中的每個(gè)磷酸均連接著一個(gè)脫氧核糖和一個(gè)堿基C．DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對(duì)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C[DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個(gè)脫氧核糖，且磷酸不與堿基直接相連，B錯(cuò)誤；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(cuò)誤。]4.(2018·海口高考調(diào)研測(cè)試)核苷酸可通過脫水形成多核苷酸，脫水后一個(gè)核苷酸的糖與下一個(gè)單體的磷酸基團(tuán)相連，結(jié)果在多核苷酸中形成了一個(gè)糖—磷酸主鏈(如圖)。下列敘述正確的是()A．糖－磷酸主鏈的組成元素有C、H、O、N、PB．合成該圖化合物時(shí)，需脫去5分子水C．圖中的一個(gè)磷酸基團(tuán)可與一個(gè)或兩個(gè)五碳糖相連D．連接磷酸基團(tuán)與五碳糖的化學(xué)鍵是解旋酶作用的位點(diǎn)C[多核苷酸的主鏈?zhǔn)俏逄继桥c磷酸，組成元素是C、H、O、P；圖中多核苷酸含有5個(gè)核苷酸，因此需脫去4分子水；主鏈?zhǔn)俏逄继桥c磷酸交替排列，因此一個(gè)磷酸基團(tuán)可與一個(gè)或兩個(gè)五碳糖連接；連接磷酸基團(tuán)與五碳糖的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵，是DNA連接酶、DNA聚合酶、限制酶的作用位點(diǎn)，而解旋酶的作用位點(diǎn)是雙鏈DNA中的氫鍵。]5．關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)與復(fù)制的敘述，正確的是()A．DNA分子中含有四種核糖核苷酸B．DNA分子中每個(gè)脫氧核糖上均連著兩個(gè)磷酸和一個(gè)堿基C．DNA復(fù)制不僅需要氨基酸做原料，還需要ATP供能D．DNA復(fù)制不僅發(fā)生在細(xì)胞核中，也發(fā)生于線粒體、葉綠體D[DNA分子的基本單位是脫氧核糖核苷酸而不是核糖核苷酸；DNA復(fù)制不需要氨基酸做原料，而是需要脫氧核糖核苷酸做原料。]6．(2014·上海高考)某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41780093】D[DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，復(fù)制后不存在親代的DNA分子(雙鏈均為白色)，排除A、B項(xiàng)；第二次復(fù)制后得到的4個(gè)DNA分子中，每個(gè)DNA分子各有1條鏈?zhǔn)堑诙螐?fù)制形成的(黑色)，排除C項(xiàng)；進(jìn)一步分析可知D項(xiàng)符合題意。]7．用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。下列結(jié)果不可能的是()A．含有14N的DNA分子占7/8B．含有15N的脫氧核苷酸鏈占1/16C．復(fù)制過程中需游離腺嘌呤脫氧核苷酸600個(gè)D．復(fù)制后共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子A[DNA進(jìn)行的是半保留復(fù)制，又因所用培養(yǎng)基含14N，所以后代含14N的DNA分子占100%，A錯(cuò)誤；1個(gè)DNA分子連續(xù)復(fù)制4次會(huì)得到16個(gè)DNA分子，32條脫氧核苷酸鏈，其中有2條脫氧核苷酸鏈為母鏈(含15N)，位于兩個(gè)子代DNA分子中，故含15N的脫氧核苷酸鏈占1/16，B、D正確；DNA分子中不相配對(duì)的兩種堿基之和等于堿基總數(shù)的一半，C與A不配對(duì)，故該DNA中A有200×1/2－60＝40個(gè)，而該DNA分子連續(xù)復(fù)制4次會(huì)得到16個(gè)DNA，相當(dāng)于新合成15個(gè)DNA分子，故需要游離腺嘌呤脫氧核苷酸15×40＝600(個(gè))，C正確。]8．下圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程模式圖，相關(guān)分析錯(cuò)誤的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41780094】A．酶①為解旋酶，酶②為DNA聚合酶B．圖示體現(xiàn)了邊解旋邊復(fù)制及半保留復(fù)制的特點(diǎn)C．在復(fù)制完成后，甲、乙可在有絲分裂后期、減數(shù)第一次分裂后期分開D．將該模板DNA置于15N培養(yǎng)液中復(fù)制3次后，含15N的DNA占100%C[DNA的復(fù)制顯著特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制，圖示有很好的體現(xiàn)，其中酶①為解旋酶，打開雙螺旋，酶②為DNA聚合酶，催化合成新的DNA鏈，A正確，B正確。復(fù)制結(jié)果是一個(gè)DNA變成兩個(gè)子代DNA分子，分別位于同一條染色體的兩個(gè)姐妹染色單體上，在有絲分裂后期、減數(shù)第二次分裂后期隨染色單體分開而分開，C錯(cuò)誤。由于DNA是半保留復(fù)制，因而在15N培養(yǎng)液中復(fù)制3次后，含15N的DNA占100%，D正確。]9．(2018·天津十二區(qū)第一次聯(lián)考)下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的正確描述是()A．該DNA片段可能與生物的性狀無關(guān)B．①②③構(gòu)成一分子胞嘧啶脫氧核苷酸C．②和③相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架D．當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)，④的形成需要DNA聚合酶A[若該DNA片段為非基因部分，則與生物的性狀無關(guān)。DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，①為另一個(gè)脫氧核糖核苷酸的磷酸，不能與②③構(gòu)成一分子胞嘧啶脫氧核苷酸；磷酸與脫氧核糖交替排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架；DNA聚合酶作用的部位為磷酸二酯鍵，解旋酶作用的部位為氫鍵，即④。]10．一個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染在31P環(huán)境中培養(yǎng)的大腸桿菌，已知噬菌體DNA上有m個(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶有n個(gè)，以下敘述不正確的是()A．大腸桿菌為噬菌體增殖提供原料和酶等B．噬菌體DNA含有(2m＋n)個(gè)氫鍵C．該噬菌體繁殖四次，子代中只有14個(gè)含有31PD．噬菌體DNA第四次復(fù)制共需要8(m－n)個(gè)脫氧核苷酸C[噬菌體營(yíng)寄生生活，大腸桿菌為噬菌體增殖提供原料、能量、酶和場(chǎng)所等，A正確；噬菌體中含有雙鏈DNA，胞嘧啶有n個(gè)，鳥嘌呤有n個(gè)，腺嘌呤數(shù)目＝胸腺嘧啶數(shù)目＝eq\f(2m－2n,2)＝m－n(個(gè))，A與T之間有兩個(gè)氫鍵，G與C之間有三個(gè)氫鍵，所以噬菌體DNA含有的氫鍵數(shù)目＝(m－n)×2＋n×3＝2m＋n(個(gè))，B正確；DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，該噬菌體繁殖四次，一共可形成16個(gè)噬菌體，其中子代中含有32P的噬菌體有2個(gè)，含有31P的噬菌體有16個(gè)，只含有31P的噬菌體有14個(gè)，C錯(cuò)誤；噬菌體DNA第四次復(fù)制共需要的腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目＝(m—n)×24－1＝8(m—n)(個(gè))，D正確。]11．(2018·湖北八校第一次聯(lián)考)下圖是某DNA分子的局部組成示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答。(1)寫出圖中下列序號(hào)代表的結(jié)構(gòu)中文名稱：①____________；⑦_(dá)___________；⑧______________；⑨______________。(2)圖中DNA片段中堿基對(duì)有__________對(duì)，該DNA分子應(yīng)有__________個(gè)游離磷酸基團(tuán)。(3)從主鏈上看，兩條單鏈方向__________，從堿基關(guān)系看，兩條單鏈__________。(4)如果將14N標(biāo)記的細(xì)胞培養(yǎng)在含15N的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，此圖中所示的__________(填序號(hào))可測(cè)到15N。若細(xì)胞在該培養(yǎng)液中分裂四次，該DNA分子也復(fù)制四次，得到的子代DNA分子中含14N和15N的比例為__________。(5)若該DNA分子共有a個(gè)堿基，其中含腺嘌呤m個(gè)，則該DNA分子復(fù)制4次，需要游離的胞嘧啶為__________個(gè)。[解析](1)①是胞嘧啶，⑦是脫氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸，⑨是DNA單鏈片段。(2)該DNA片段中有4個(gè)堿基對(duì)，2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(3)兩條DNA鏈反向平行。(4)該DNA復(fù)制四次，得到16個(gè)DNA分子，含14N的DNA有2個(gè)，全部DNA含有15N。[答案](1)胞嘧啶脫氧核糖胸腺嘧啶脫氧核苷酸一條脫氧核苷酸鏈的片段(2)42(3)反向平行互補(bǔ)(4)①②③④⑥⑧⑨1∶8(5)15[(1/2)a－m]B組能力提升12．下列有關(guān)計(jì)算結(jié)果，錯(cuò)誤的是()A．DNA分子上的某個(gè)基因片段含有600個(gè)堿基對(duì)，由它控制合成的蛋白質(zhì)分子最多含有的氨基酸數(shù)為200個(gè)B．將一個(gè)被15N標(biāo)記的噬菌體(含一個(gè)雙鏈DNA分子)去侵染含14N的細(xì)菌，噬菌體復(fù)制3次后，則含有15N標(biāo)記的噬菌體占總數(shù)的1/8C．某雙鏈DNA分子的所有堿基中，鳥嘌呤的分子數(shù)占26%，則腺嘌呤的分子數(shù)占24%D．某DNA分子的一條單鏈中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，則其互補(bǔ)鏈中該堿基比例也是0.4B[DNA分子上的某個(gè)基因片段含有600個(gè)堿基對(duì)，則相應(yīng)的mRNA最多含有600個(gè)堿基，600個(gè)堿基含有200個(gè)密碼子，200個(gè)密碼子最多對(duì)應(yīng)200個(gè)氨基酸；DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，將一個(gè)被15N標(biāo)記的噬菌體(含一個(gè)雙鏈DNA分子)去侵染含14N的細(xì)菌，噬菌體復(fù)制3次后，則含有15N標(biāo)記的噬菌體占總數(shù)的1/4；某雙鏈DNA分子的所有堿基中，鳥嘌呤的分子數(shù)占26%，則胞嘧啶分子數(shù)比例也為26%，腺嘌呤的分子數(shù)百分比＝胸腺嘧啶分子數(shù)百分比＝24%。由堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，DNA分子一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)與互補(bǔ)鏈中該堿基比例相等。]13．(2018·湖北孝感高三二模)某基因含有3000個(gè)堿基，腺嘌呤占35%。若該DNA分子以15N同位素標(biāo)記的游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，再將全部復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)離心，進(jìn)行密度分層，得到結(jié)果如圖1；然后加入解旋酶再離心，得到結(jié)果如圖2。則下列有關(guān)分析正確的是()圖1圖2A．X層中的基因只用14N標(biāo)記，Y層中的基因只用15N標(biāo)記B．W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶3150個(gè)C．W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為1∶4D．X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的3倍B[某基因腺嘌呤占35%，因此胞嘧啶占15%，若該DNA分子用15N同位素標(biāo)記過的4種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，則產(chǎn)生8個(gè)DNA分子，將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，由于DNA分子復(fù)制的半保留特點(diǎn)，X層的DNA既含14N又含15N，Y層DNA只含15N；X層中含有2個(gè)DNA分子，而Y層中含有6個(gè)DNA分子，因此X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3；如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則離心得到的是脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈，Z層含有2條含14N的鏈，W層含有14條含15N的鏈，W層中含15N標(biāo)記胞嘧啶數(shù)為3000×15%×7＝3150個(gè)；W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為14∶2即7∶1。]14．將染色體上全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記的雄性哺乳動(dòng)物細(xì)胞(染色體數(shù)為20)置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。下列推斷中，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41780095】A．若減數(shù)分裂結(jié)束，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中有5對(duì)同源染色體，每條都含32PB．若完成一次有絲分裂，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中含20條染色體，其中10條含32PC．若進(jìn)行減數(shù)分裂，則每個(gè)減Ⅱ后期細(xì)胞中均含2個(gè)Y染色體且都含32PD．若進(jìn)行一次有絲分裂，則分裂中期細(xì)胞的染色體上共有40個(gè)DNA分子且都含32PD[減數(shù)分裂結(jié)束，同源染色體分離，因此子細(xì)胞中不存在同源染色體，A錯(cuò)誤；若完成一次有絲分裂，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中含20條染色體，20條染色體上的DNA分子均有一條脫氧核苷酸鏈被標(biāo)記，即20條染色體含有標(biāo)記，B錯(cuò)誤；在減數(shù)分裂第一次分裂后期，由于X染色體和Y染色體分離，因此每個(gè)減數(shù)分裂第二次分裂后期細(xì)胞中可能含有2個(gè)Y染色體或2個(gè)X染色體，C錯(cuò)誤；若進(jìn)行一次有絲分裂，則分裂中期細(xì)胞的染色體上共有40個(gè)DNA分子，且每個(gè)DNA分子均有一條脫氧核苷酸鏈被標(biāo)記，D正確。]15．蠶豆體細(xì)胞染色體數(shù)目2N＝12，科學(xué)家用3H標(biāo)記蠶豆根尖細(xì)胞的DNA，可以在染色體水平上研究真核生物的DNA復(fù)制方式。實(shí)驗(yàn)的基本過程如下：Ⅰ.將蠶豆幼苗培養(yǎng)在含有3H的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察細(xì)胞分裂中期染色體的放射性情況。Ⅱ.當(dāng)DNA分子雙鏈都被3H標(biāo)記后，再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察細(xì)胞分裂中期染色體的放射性情況。請(qǐng)回答相關(guān)問題：(1)蠶豆根尖細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式是__________________；秋水仙素能使部分細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍，其作用的機(jī)理是______________________。(2)Ⅰ中，在根尖細(xì)胞進(jìn)行第一次分裂時(shí)，每一條染色體上帶有放射性的染色單體有________條，每個(gè)DNA分子中，有________條鏈帶有放射性。Ⅱ中，若觀察到一個(gè)細(xì)胞具有24條染色體，且二分之一的染色單體具有放射性，則表示該細(xì)胞的染色體在無放射性的培養(yǎng)基上復(fù)制________次，該細(xì)胞含有________個(gè)染色體組。(3)上述實(shí)驗(yàn)表明，DNA分子的復(fù)制方式是_____________________。[解析](1)蠶豆根尖細(xì)胞為體細(xì)胞，其分裂方式為有絲分裂。秋水仙素使細(xì)胞內(nèi)染色體加倍的原理是體細(xì)胞