1、第18讲DNA的结构、复制与基因的本质测控导航表知识点题号1.DNA分子结构及特点1,2,3,4,5,62.DNA分子复制过程特点及相关计算10,12,13,14,173.基因的本质7,8,94.综合考查11,15,16一、选择题1.如图所示为双链DNA分子的平面结构模式图。下列叙述正确的是(A)A.图示DNA片段中有15个氢键B.沃森和克里克利用构建数学模型的方法,提出DNA的双螺旋结构C.只有在解旋酶的作用下图示双链才能解开D.在双链DNA分子中,每个磷酸基团连接1个脱氧核糖解析:图示的DNA片段共6个碱基对,AT有3个、GC有3个,因AT之间有2个氢键,GC之间有3个氢键,故图示DNA片
2、段共15个氢键;沃森和克里克构建的是物理模型;DNA双链在RNA聚合酶的作用下或高温加热条件下也会解旋;在双链DNA分子中,每条链中间的每个磷酸基团都分别连接2个脱氧核糖,每条链仅有一端的磷酸基团只连接1个脱氧核糖。2.下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是(A)A.DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息B.1个双链DNA分子片段中有1个游离的磷酸C.嘌呤与嘌呤之间、嘧啶与嘧啶之间通过氢键相连D.DNA分子的基本骨架由磷酸和含氮碱基交替连接构成解析:DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息;1个双链DNA分子片段中有2个游离的磷酸;嘌呤与嘧啶之间通过氢键相连;DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧
3、核糖交替连接构成。3.下列叙述不能体现DNA分子结构稳定性的是(A)A.碱基对的排列顺序千变万化B.独特的双螺旋结构C.通过碱基配对连接两条长链D.长链上相邻核苷酸通过磷酸二酯键相连解析:碱基对的排列顺序千变万化体现了DNA分子结构的多样性,不能体现DNA分子结构稳定性;DNA具有独特的双螺旋结构;DNA通过碱基配对连接两条长链;DNA长链上相邻核苷酸通过磷酸二酯键相连都体现了DNA分子结构稳定性。4.下列有关DNA分子的叙述正确的是(C)A.基因在DNA分子上成对存在B.DNA分子中每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连C.在双链DNA分子中,(A+T)/(G+C)的值在两条单链中相等D.DNA分
4、子上的基因在每个细胞中都会表达出相应蛋白质解析:基因是具有遗传效应的DNA片段,基因在DNA分子上不是成对存在;DNA分子的两条脱氧核苷酸链一端的脱氧核糖只与一个磷酸基团相连;由于碱基的互补配对,在双链DNA分子中,(A+T)/(G+C)的值在两条单链中相等;同种生物的不同细胞中基因是选择性表达的,因此DNA分子上的基因不是在每个细胞中都会表达出相应蛋白质。5.DNA是主要的遗传物质,下列关于DNA的叙述,正确的是(C)A.双螺旋结构使DNA分子具有较强的特异性B.同种个体之间的所有DNA分子是完全相同的C.DNA复制使子代和亲代保持了一定的连续性D.只有有丝分裂间期发生DNA复制解析:双螺旋
5、结构使DNA分子具有较强的稳定性,脱氧核苷酸序列不同使DNA分子具有较强的特异性;一个DNA分子上有多个基因,体细胞中含有发育成该个体所需的全部基因或全部遗传信息,同一物种不同个体间的DNA是不同的;通过DNA复制使亲代遗传信息传递给子代,从而保持了前后代遗传信息的连续性;DNA的复制发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。6.下列有关DNA的叙述中,错误的是(A)A.DNA分子中3个相邻的碱基构成氨基酸的密码子B.DNA分子中碱基的特定排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性C.双链DNA分子比单链DNA分子更稳定D.环状DNA质粒分子中不含游离的磷酸基团解析:密码子是指mRNA中决定一
6、个氨基酸的三个相邻碱基;每一个DNA分子具有特定的碱基排列顺序,具有特异性;单链DNA分子容易发生基因突变,双链DNA分子比单链DNA分子更稳定;环状DNA质粒分子中不含游离的磷酸基团。7.下列有关基因的叙述,正确的是(C)A.真核细胞中的基因都以染色体为载体B.唾液淀粉酶基因在人体所有细胞中都能表达C.等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同D.基因是由碱基对随机排列成的DNA片段解析:真核细胞中细胞核基因都以染色体为载体,细胞质基因不是以染色体为载体;唾液淀粉酶基因只在人体的唾液腺细胞中才能表达;等位基因是基因突变产生的,两者的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同;大部分随机排列的脱氧核
7、苷酸序列从来不曾出现在生物体内,因此,基因不是由碱基对随机排列成的DNA片段。8.下列有关染色体、DNA、基因三者关系的叙述,不正确的是(C)A.每条染色体上都含有一个DNA分子或两个DNA分子,DNA分子上含有许多个基因B.都能复制、分离和传递,且三者行为一致C.三者都是生物细胞内的遗传物质D.在生物的传宗接代过程中,染色体的行为决定着DNA和基因的行为解析:每条染色体上都含有一个DNA分子(未复制时)或两个DNA分子(复制后);染色体是DNA的主要载体,因而染色体的行为决定着DNA和基因的行为(复制、分离、组合、传递);染色体是遗传物质的主要载体,染色体在遗传中的作用是由DNA或基因决定的
8、,因而不能说染色体是遗传物质。9.下列有关基因、DNA的叙述,错误的是(B)A.相同的DNA分子在不同细胞中可转录出不同的RNAB.双链DNA分子中含有4个游离的磷酸基团C.DNA分子的碱基总数与所含基因的碱基总数不同D.双链DNA分子中,两条链上(A+T)/(G+C)的值相等解析:双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。10.用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究(A)A.DNA复制的场所B.mRNA与核糖体的结合C.分泌蛋白的运输D.细胞膜脂质的流动解析:胸腺嘧啶是脱氧核苷酸特有的碱基,所以将含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸注入真核细胞后,可以用于研究与DNA复制有关的
9、过程,如DNA的复制场所;mRNA与核糖体的结合、分泌蛋白的运输以及细胞膜脂质的流动,均与胸腺嘧啶无关。11.1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于(D)证明DNA是主要的遗传物质确定DNA是染色体的组成成分发现DNA如何储存遗传信息为DNA复制机制的阐明奠定基础A.B.C.D.解析:Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,意义在于认识DNA的结构,发现了DNA储存遗传信息的形式,同时为DNA复制机制的阐明奠定了基础。故正确。中证明DNA是主要的遗传物质是根据有细胞结构的遗传物质是DNA,在没有细胞结构的病毒里面,有的是DNA,有的是RNA来证
10、明。中染色体组成,本题中无涉及,两位科学家只研究了DNA结构。12.某15N完全标记的1个T2噬菌体(第一代)侵染未标记的大肠杆菌后,共释放出n个子代噬菌体,整个过程中共消耗a个腺嘌呤。下列叙述正确的是(D)A.子代噬菌体中含15N的个体所占比例为1/2n-1B.可用含15N的培养液直接培养出第一代噬菌体C.噬菌体DNA复制过程需要的模板、酶、ATP和原料都来自大肠杆菌D.第一代噬菌体的DNA中含有a/(n-1)个胸腺嘧啶解析:子代噬菌体中含15N的个体所占比例为2/n;噬菌体是病毒,不能直接用含15N的培养液直接培养;噬菌体DNA复制过程需要的模板是噬菌体本身的DNA;根据题意,产生n个子代
11、噬菌体共消耗了a个腺嘌呤,则每个DNA分子中腺嘌呤的个数为a/(n-1),而DNA分子中腺嘌呤数量等于胸腺嘧啶数量,故第一代噬菌体的DNA中含有a/(n-1)个胸腺嘧啶。13.研究人员将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理,即解开双螺旋,变成单链;然后进行密度梯度离心,管中出现的两种条带分别对应如图中的两个峰,则大肠杆菌的细胞周期为(C)A.4 h B.6 h C.8 h D.12 h解析:将含14NDNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA,DNA变性离心后,得到14N-D
12、NA占1/8,15N-DNA占7/8,则子代DNA共8条,繁殖了3代,细胞周期为243=8(h)。14.若两条链都含32P的DNA分子的相对分子质量是M,两条链都不含32P的DNA分子的相对分子质量为N。现将含32P的DNA的细菌放在不含32P的培养基上让其分裂a次,则子代细菌的DNA的平均相对分子质量是(B)A. B.C. D.解析:根据半保留复制的原则,分裂a次后,两条链都含32P的DNA有0个,只有一条链含32P的DNA有2个,相对分子质量为M+N,两条链都不含32P的DNA有(2a-2)个,相对分子质量为(2a-2)N,则DNA的平均相对分子质量为。15.下列关于DNA分子结构和DNA
13、复制的说法,正确的是(B)A.DNA分子的每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个含氮碱基B.若DNA分子的一条链中(A+G)/(T+C)1,则其互补链中该比例大于1C.DNA分子的双链需要由解旋酶完全解开后才能开始进行DNA复制D.一个用15N标记的DNA在含14N的环境中复制4次后,含15N的DNA数与含14N的DNA数之比为14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,但2条链各有一个末端的脱氧核糖只连接一个磷酸和一个碱基;DNA分子一条链中(A+G)/(T+C)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数,若DNA分子的一条链中(A+G)/(T+C)1,则其互补链中该比例大于1;
14、DNA分子的复制过程是边解旋边复制;DNA复制为半保留复制,不管复制几次,最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链,故最终有2个子代DNA含 15N,而含有14N的DNA分子为24=16(个),含15N的DNA数与含14N的DNA数之比为18。二、非选择题16.如图甲是DNA分子局部组成示意图,图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题:(1)图甲中有种碱基,有个游离的磷酸基团。从主链上看,两条单链的方向 ,从碱基关系看,两条单链 。(2)图乙的DNA分子复制过程中除了需要模板和酶外,还需要 等条件,保证DNA分子复制精确无误的关键是 。(3)若图乙的该DNA分子含有48 502个碱基对,而
15、子链延伸的速度为105个碱基对/min,则此DNA复制约需要30 s,而实际时间远远小于30 s,根据图分析是因为 ;由图可知延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是。(4)DNA分子在复制过程中,某位点上的一个正常碱基(设为P)由于诱变变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为UA、AT、GC、CG。推测“P”可能是()A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D.胞嘧啶或鸟嘌呤解析:(1)分析图甲可知,图甲中含有4种碱基,2个游离的磷酸基团;从主链上看,DNA分子的两条单链是反向平行的,两条单链上的碱基遵循碱基互补配对原则,因此从碱基关系上
16、看,两条单链互补配对。(2)DNA分子复制过程中除了需要模板和酶外,还需要原料、能量等条件,保证DNA分子复制精确无误的关键是碱基互补配对。(3)按子链延伸速度,此DNA分子复制约需30 s,而实际上复制从开始到结束远远小于30 s,因为该DNA的复制是双向多起点进行的。(4)由于正常碱基“P”变成了U后,能与A配对,因此含有U与A、A与T的2个DNA分子是发生了突变的,而含有GC、CG的2个DNA分子是未发生突变的。这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的,即亲代DNA分子中的碱基组成是GC或CG,因此P可能是胞嘧啶或鸟嘌呤。答案:(1)42反向平行互补配对(2)原料、能量碱
17、基互补配对(3)复制是双向多起点进行的边解旋边复制(4)D17.早期,科学家对DNA分子复制方式的预测如图甲所示,1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,设计了一个巧妙的实验(如图乙),证实了DNA以半保留的方式复制。试管是模拟实验中可能出现的结果。回答下列问题:培养过程:.在含15N的培养液中培养若干代,使DNA双链均被15N标记(试管).转至含14N的培养液中培养,每30 min复制一代.取出每代DNA的样本离心,记录结果(1)本实验运用的主要技术为,步骤的目的是标记大肠杆菌中的;至少需要min才会出现试管的结果。(2)30 min后离心只有1条中等密度带(如试管所示),则可以排除DNA复
18、制的方式是 ;为进一步确定DNA复制的方式,科学家对试管中的DNA分子用解旋酶处理后离心,若出现 ,则DNA复制的方式为半保留复制。(3)若某次实验的结果中,中带比以往实验结果所呈现的略宽,其原因可能是新合成的DNA单链中N元素仍有少部分为 。解析:(1)本实验运用的主要技术为同位素示踪技术,步骤的目的是标记大肠杆菌中的DNA。出现试管的结果至少需要DNA复制两次,每次复制的时间为 30 min,因此至少需要60 min才会出现试管的结果。(2)复制一代后离心只有1条中等密度带,说明DNA复制方式不会为全保留复制。如果DNA的复制方式为分散复制,则每一条脱氧核苷酸链既保留母链部分又有子链部分,则可能出现不了清晰的条带,而半保留复制能出现清晰的重带和轻带两种条带。(3)若中带比以往实验结果所呈现的略宽,其原因可能是新合成的DNA单链中N元素仍有少部分为15N。答案:(1)同位素示踪技术DNA60(2)全保留复制重带和轻带两种条带(3)15N
