1、第18讲DNA的结构、复制及基因的本质(时间：30分钟)一、选择题1.(2015西安模拟)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()烟草花叶病毒T2噬菌体大肠杆菌酵母菌和人A. B. C. D.解析烟草花叶病毒属于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， 正确；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，错误；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，正确；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，正确。答案A2.以下是某
2、同学制作的脱氧核苷酸对模型，其中正确的是()解析从五碳糖和磷酸基团的形态和位置可判断，两条脱氧核苷酸链不是反向平行的，A错误；A与T之间的氢键应该是两个而不是三个，B错误；含氮碱基(C)应连接在五碳糖的1号位上(如下图所示)，且G与C之间有三个氢键，C错误。答案D3.(2015湖北联考)在一对等位基因中，一定相同的是()A.氢键数目 B.碱基数目C.遗传信息 D.基本骨架解析等位基因是通过基因突变形成的，基因中碱基对数目和排列次序可能不同，氢键数目也可能不相同，所携带遗传信息不同。等位基因都是有遗传效应的DNA片段，都以磷酸、脱氧核糖交替排列形成基本骨架，D项正确。答案D4.科学研究发现，小鼠
3、体内HMIGIC基因与肥胖直接相关。具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，说明()A.基因在DNA上 B.基因在染色体上C.基因具有遗传效应 D.DNA具有遗传效应解析正常小鼠吃高脂肪食物会变得肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常，这说明肥胖由基因控制，从而得出基因能够控制性状，具有遗传效应。答案C5.(2015邢台模拟)某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为100个，复制数次后，消耗周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸1 500个，该D
4、NA分子已经复制了()A.3次 B.4次 C.5次 D.6次解析假设DNA复制了n次，则消耗周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸个数为100(2n1)1 500，则n4。答案B6.(2015山东日照一模)下图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是()A.DNA解旋酶只作用于部位B.该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上C.该基因的一条核苷酸链中(CG)/(AT)为32D.将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占解析图中部位是磷酸二酯键，是限制酶的作用部位，A错误；该基因不一定存在于细胞核B内染色体DNA上，也有可能在线粒体或叶绿
5、体DNA 上，B错误；已知该基因全部碱基中A 占20%，根据碱基互补配对原则，AT20%，则CG30%，所以该基因的每一条核苷酸链中及整个双链中(CG)/(AT)的比例均为32，C正确；DNA分子复制是半保留复制，将细胞置于14N培养液中复制3次后，全部DNA分子含14N，D错误。答案C7.用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，让其分裂n次，若一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是40条和2条，则该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期()A.第一次 B.第二次 C.第三次 D.第四次解析由染色体总条数为40条可知是分裂
6、后期，若是第一次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为40条；若是第二次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为20条；若是第三次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应在020之间。答案C8.一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是()A.该DNA分子中含有氢键的数目为1.3104个B.复制过程需要2.4104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为17D.子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为13解析该DNA分子中AT碱基对的数目为5 0002
7、20%2 000个，GC碱基对的数目为5 0002 0003 000个，则该DNA分子中含有的氢键数目为2 00023 00031.3104个；该复制过程需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(231)3 00021 000个；子代中含32 P的单链与含31P的单链之比为2(2322)17；子代中含32 P与只含31P的DNA分子数之比为2(232)13。答案B9.在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是()脱氧核苷酸数磷酸数碱基总数m碱基之间的氢键数为(3m2n)/2一条链中AT的数量为n G的数量为mnA. B. C
8、. D.解析每个脱氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基，故中的等量关系正确；对于，因G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键，故氢键数为2n3(m2n)/2(3m2n)/2；因两条链中AT的总量为2n，故一条链中AT的数量应为n；中计算G的数量有误，应为(m2n)/2(m/2)n。答案D10.如图为用15N标记的DNA分子片段，下列说法中，正确的是()A.把此DNA分子放在含14N的培养基中复制3代，子代中含14N标记的DNA分子占总数的3/4B.处的碱基对改变一定会引起生物表现型的变化C.限制酶作用于部位，解旋酶作用于部位D.该DNA分子的特异性表现在碱基种类上解析把
9、15N标记的DNA分子放在含14N的培养基中复制3代，所有的DNA分子中都含14N，A错误；处的碱基对改变增殖的过程中不一定会引起生物表现型发生变化，原因是该DNA片段不一定是基因片段，即使是基因片段，由于密码子具有简并性，故转录成的mRNA翻译成的蛋白质的结构也不一定改变，B错误；限制酶切断DNA分子上的磷酸二酯键，解旋酶作用于双链碱基间的氢键，C正确；DNA分子中的碱基种类只有4种，而DNA分子中碱基对的特定排列顺序构成了DNA分子的特异性，D错误。答案C11.下图是在电子显微镜下拍摄的某生物细胞DNA复制过程中的物像。下列有关叙述正确的是()A.此图反映出的DNA复制模式，可作为DNA双
10、向复制的证据B.此过程必须遵循碱基互补配对原则，任一条链中AT，GCC.若将该DNA进行彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基D.若该DNA分子的一条链中(AT)/(GC)a，则互补链中该比值为1/a解析在DNA的一条链中，A与T、C与G不一定相等；DNA彻底水解时脱氧核苷酸会被进一步水解为脱氧核糖、磷酸和含氮碱基；DNA分子的两条链中互补碱基之和相等，因此DNA分子的一条链中(AT)/(GC)a，其互补链中该比值不变。答案A12.(2015河南中原名校一模)DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同，图表示DNA分子中GC含量(GC数占全部碱基
11、的比例)与Tm的关系；图表示某生物b基因正常转录过程中的局部图解。下列有关叙述不正确的是()A.据图，DNA分子的Tm值与GC含量呈正相关B.两DNA分子Tm值相同，但GC数量不一定相同C.转录时的模板是基因的一条链，原料是四种游离的核糖核苷酸D.据图，若b1链的(ATC)与b2链的(TAG)的比值大于1，则b2为DNA链解析由图可知，DNA分子的Tm值与CG含量呈正相关，A正确；两DNA分子若Tm值相同，则它们所含(GC)比例相同，但(CG)的数量不一定相同，B正确；转录的模板是基因的一条链，原料是四种游离的核糖核苷酸，C 正确；图转录过程图解，b1链的(ATC)/b2链的(T十AG)1，则
12、b2不含T，为RNA链，D错误。答案D二、非选择题13.如图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答。(1)写出图中某些序号代表的结构的名称：_；_；_；_。(2)图中DNA片段中碱基对有_对，该DNA分子应有_个游离磷酸基团。(3)从主链上看，两条单链方向_，从碱基关系看，两条单链_。(4)若某DNA分子中的一条单链中(AC)/(TG)m，则其互补链中(AC)/(TG)_，整个DNA分子中(AC)/(TG)_。解析(1)分析题图可知，是胞嘧啶，是腺嘌呤，是鸟嘌呤，是胸腺嘧啶，是磷酸基团，是脱氧核糖，是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，是一条脱氧核苷酸链的片段。(2)图中有4对碱基，两个游离的磷酸基团。(
13、3)DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链通过碱基互补配对形成的。(4)在DNA双链中，AT、GC，所以互补链中(AC)/(TG)1/m，整个DNA分子中ACTG。答案(1)胞嘧啶脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段(2)42(3)反向平行碱基互补配对(4)1/m114.(2016湖北八市重点中学质量监测)如图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解(15)，请据图探讨相关问题。(1)物质1是构成DNA的基本单位，与RNA的基本单位相比，两者成分方面的差别是_。(2)催化形成图2中的磷酸二酯键的酶有_(供选酶：RNA聚合酶、DNA聚合酶、DNA解旋酶)。(3)图3和图4中的氢键用于连接两
14、条脱氧核苷酸链，如果DNA耐高温的能力越强，则_(填“GC”或“AT”)碱基对的比例越高。(4)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异，请结合图5和有关RNA的结构说明其原因：_。解析(1)DNA的基本单位是脱氧核苷酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸，二者的主要区别是五碳糖和特有的碱基不同：脱氧核苷酸中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。(2)图2中的核苷酸链是脱氧核苷酸链，DNA聚合酶能在脱氧核苷酸之间构建磷酸二酯键。(3)GC之间的氢键是三个，而AT之间的氢键是二个，氢键数量越多则耐高温的能力越强。(4)DNA是规则的双螺旋结构，其结构的稳
15、定性较强，而RNA是单链的，其结构稳定性较差，所以RNA病毒要比DNA病毒更容易发生变异。答案(1)物质1中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U(2)DNA聚合酶(3)GC(4)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定(其他合理答案也可)深化拓展15.1958年，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)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所示)。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测_
16、。(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(其拟核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，用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注：以“”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进行的还是双向进行的，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，给予适当的条件，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)小题的方法，观察到大肠杆菌DNA复制的过程如图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的数量。(2)因为DNA为半保留复制，故复制一次所得的2个DNA分子中，1条链带放射性标记，另一条链不带。复制两次后所得的4个DNA分子中，有2个DNA分子都是其中一条链带放射性标记，另外2个DNA分子则是两条链都带放射性标记。(3)由图示可以看出：该DNA分子有一个复制起点，复制为双向进行。(4)由图4可知：该DNA分子有一个复制起点，即单起点复制。答案(1)(规则的)双螺旋复制起点的数量(2)如图所示(3)DNA复制是双向的(4)单