1、课时规范练16DNA分子的结构和复制基因是具有遗传效应的DNA片段 一、单项选择题1.(2019江苏南京、盐城一模)下图表示某DNA片段。下列有关叙述错误的是()A.图中不能构成一个DNA的基本单位B.DNA复制时,的形成需要DNA聚合酶C.和交替排列构成DNA分子的基本骨架D.DNA分子中碱基对越多,其热稳定性越低2.(2019重庆九校联盟联考)下列有关基因的叙述,错误的是()A.摩尔根将孟德尔的“遗传因子”这一名词重新命名为“基因”B.随着细胞质基因的发现,基因与染色体的关系可概括为染色体是基因的主要载体C.一个DNA分子上有多个基因,基因是有遗传效应的DNA片段D.研究表明,基因与性状的
2、关系并不都是简单的线性关系3.(2019广东惠州三调)下图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况,图中、为无遗传效应的序列。下列有关叙述正确的是()A.在同一植物的各种细胞中,a、b、c基因都一定会表达出相应蛋白质B.a、b互为非等位基因,在亲子代间传递时可自由组合C.基因在染色体上呈线性排列,基因的首、尾端存在起始密码子和终止密码子D.基因b中碱基对若发生了改变,则发生了基因突变,但性状不一定改变4.(2019福建漳州质检)下图为真核细胞内某基因(15N标记)结构示意图,该基因的全部碱基中,T占20%。下列说法正确的是()A.若该基因中含有210个碱基,则该基因中含有的氢键
3、数目为273个B.将该基因置于14N培养液中复制3次后,只含14N的DNA分子占1/4C.解旋酶只作用于部位,限制性核酸内切酶只作用于部位D.该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)比值为235.(2019山东日照一中模拟)用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链,再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用,则下列相关叙述不正确的是()A.秋水仙素可抑制纺锤体的形成,但不影响着丝点的正常分裂B.通过对细胞中不含单体时的染色体计数,可推测DNA复制的次数C.通过检测DNA链上3H标记出现的情况,可推测DNA的复制方式D.细胞中DNA第二次复制完成
4、时,每条染色体的单体均带有3H标记6.(2019湖北武汉六中月考)1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验,证实了DNA是以半保留方式复制的。下图各试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的是()A.该实验运用了同位素标记法,出现的结果至少需要90 minB.是转入14N培养基中复制一代的结果,是复制二代的结果C.对得到DNA以半保留方式复制的结论起关键作用的是试管结果D.给试管中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管所示二、不定项选择题7.在DNA复制开始时,将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H-dT)的培养基中,3H-dT可掺入正在复制的DNA分子中,使其带有放射性标记
5、。几分钟后,将大肠杆菌转移到含高剂量3H-dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞,抽取其中的DNA进行放射性自显影检测,结果如图所示。据图可以作出的推测是()A.复制起始区在高放射性区域B.DNA复制为半保留复制C.DNA复制从起始点向两个方向延伸D.DNA复制方向为ac8.研究人员将某实验动物的第5号染色体上的一段DNA敲除,结果发现培育出的实验动物甘油三酯极高,具有动脉硬化的倾向,并可以遗传给后代。下列有关叙述正确的是()A.敲除的DNA片段具有遗传效应B.动脉硬化的产生与生物变异有关C.控制甘油三酯合成的基因就位于第5号染色体上D.利用DNA片段的敲除技术可以研究相关基因功能9.核D
6、NA被32P标记的精子与未被标记的卵细胞受精后,在不含放射性标记的培养基中连续分裂两次,下列分析错误的是()A.放射性细胞数量与所有细胞数量之比逐代减少B.放射性DNA分子数与所有细胞总DNA分子数之比逐代减少C.可以确定含有放射性的细胞数,因为分裂后期姐妹染色单体均分到两极D.无法确定含有放射性的细胞数,因为分裂后期非同源染色体自由组合三、非选择题10.(2019广东联考)细胞生物都以DNA作为遗传物质,这是细胞具有统一性的证据之一。请回答下列问题。(1)19世纪,人们发现了染色体在遗传中的重要作用。在研究染色体的主要组成成分的遗传功能时,科学家实验设计的关键思路是,最终证明了DNA是遗传物
7、质。(2)DNA结构特殊,适合作为遗传物质。DNA双螺旋结构内部碱基排列顺序代表着,碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的。(3)DNA的复制需要等酶,这些酶的合成场所是,从合成场所到达作用部位,共穿过层膜结构。(4)下图为DNA复制的有关图示,ABC表示大肠杆菌的DNA复制,DEF表示哺乳动物的DNA分子复制片段。图中黑点表示复制起点,“”表示复制方向,“”表示时间顺序。若A中含有48 502个碱基对,此DNA分子复制约需30 s,而实际上只需约16 s,根据AC图分析,这是因为。哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长,若按AC图的方式复制,至少需要8 h,而实际上只需约6 h,根
8、据DF图分析,这是因为。AF图均有以下特点:延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是。(5)经分离得到X、Y两种未知菌种,分析其DNA的碱基组成,发现X菌的腺嘌呤含量为15%,而Y菌的胞嘧啶含量为42%。可以推知两菌种中耐热性较强的是。11.如图15是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解,请据图回答相关问题。(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:;。(2)催化形成图2中的磷酸二酯键的酶有(填“RNA聚合酶”“DNA聚合酶”或“DNA解旋酶”)。(3)图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链,若(填“GC”或“AT”)碱基对的比例越高,则DNA耐高
9、温的能力越强。(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:。12.正常情况下细胞内可以自主合成组成核酸的核糖核苷酸和脱氧核苷酸,某细胞系由于发生基因突变而不能自主合成,必须从培养基中摄取。为验证“DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸”,现提供如下实验材料,请你完善实验方案。(1)实验材料:突变细胞系、基本培养基、12C- 核糖核苷酸、14C- 核糖核苷酸、12C- 脱氧核苷酸、14C- 脱氧核苷酸、细胞放射性检测技术等。(2)实验步骤:第一步,取基本培养基若干,随机分成两组,分别编号为甲组和乙组;第二步,在甲组培养基中加入适量的12C-
10、核糖核苷酸和14C- 脱氧核苷酸,在乙组培养基中加入;第三步,在甲、乙两组培养基中分别接种,在5% CO2恒温培养箱中培养一段时间,使细胞增殖;第四步,分别取出甲、乙两组培养基中的细胞,检测细胞中出现放射性的部位。(3)预期结果:。(4)实验结论:。课时规范练16DNA分子的结构和复制基因是具有遗传效应的DNA片段1.B分析题图可知,图示是一个DNA分子的片段,其中为磷酸,为脱氧核糖,为胞嘧啶,为氢键,为A,为G,为C,为T,为碱基对。图中与不是同一个脱氧核苷酸的组成部分,所以不能构成一个DNA的基本单位,A项正确;DNA复制时,是碱基互补配对时自动形成的,不需要DNA聚合酶的催化,脱氧核苷酸
11、之间的磷酸二酯键形成需要DNA聚合酶的催化,B项错误;和交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C项正确;DNA分子中碱基对越多,氢键的相对含量越少,其热稳定性越低,D项正确。2.A摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上,约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字为“基因”,A项错误;DNA主要存在于染色体上,少量存在于细胞质中,故染色体是基因的主要载体,B项正确;基因是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上有多个基因,C项正确;生物的性状由基因和环境共同决定,基因与性状的关系并不都是简单的线性关系,D项正确。3.D在同一植物的各种细胞中,由于基因会选择性表达,a、b、c基因不一定会表达出相
12、应蛋白质,A项错误;a、b互为非等位基因,位于同一条染色体上,在亲子代间传递时不可自由组合,B项错误;基因在染色体上呈线性排列,基因的首、尾端存在启动子和终止子,密码子位于mRNA上,C项错误;基因b中碱基对若发生了改变,则发生了基因突变,但性状不一定改变,D项正确。4.A若该基因中含有210个碱基,且T占20%,A占20%,C占30%,G占30%,可计算该基因中A=T=42,G=C=63,则该基因中氢键的数目为633+422=273(个),A项正确;DNA的复制方式为半保留复制,将该基因置于14N培养液中复制3次后,共得到8个DNA分子,其中两个DNA分子中的一条链含15N,只含14N的DN
13、A分子为6个,占6/8,即3/4,B项错误;为氢键,为磷酸二酯键,解旋酶作用于部位,限制性核酸内切酶作用于部位,C项错误;由于该基因中碱基A和T各占20%,则C占30%,G占30%,则该基因中(C+G)/(A+T)=32,D项错误。5.D秋水仙素可抑制纺锤体的形成,但不影响着丝点的正常分裂,从而导致细胞中染色体数目加倍,A项正确。不含单体时如果数目比正常多一倍说明复制了一次,如果是2n倍,说明复制了n次,所以通过对细胞中不含单体时的染色体计数,可推测DNA复制的次数,B项正确。亲本DNA中含3H标记,而放入不含3H的培养基进行培养,通过DNA链上的3H标记可以推测DNA的复制方式,如果DNA中
14、2条链都含有3H标记,有的是2条链都不含,说明是全保留复制;如果DNA中最多只有1条链含,1条链不含,说明是半保留复制;如果DNA链中带标记的是分散的,说明是分散复制,C项正确。细胞中DNA复制已证实是半保留复制,因此第二次复制完成时,每条染色体中只有1条染色单体的一条链带有标记,D项错误。6.C该实验运用了同位素标记法,根据DNA的半保留复制特点,亲代DNA均被15N标记,繁殖一代产生两个DNA分子,每个DNA分子一条链含有15N,另一条链含有14N,其结果是;繁殖两代产生4个DNA分子,其中有两个DNA分子均是一条链含有15N,另一条链含有14N,另外两个DNA分子两条链均含有14N,其结
15、果是。出现的结果至少需要繁殖两代,即60 min,是转入14N培养基中复制一代的结果,是复制二代的结果,A、B两项错误;试管中的DNA分子一条链含有15N,另一条链含有14N,对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用,C项正确;试管中,有一半DNA分子每条链都含有14N,另一半DNA分子均是一条链含有14N,另一条链含有15N,加入解旋酶一段时间后,所有的DNA分子双链均打开,离心后在试管中的位置如图所示:,15N所标记的链全部分布在下层,14N所标记的链全部分布在上层,存在两条分布带,不是试管所示结果,D项错误。7.C复制起始区在低放射性区域,A项错误;放射性自显影检测无法得出DNA复制为
16、半保留复制,B项错误;中间为低放射性区域,两边为高放射性区域,说明DNA复制从起始点向两个方向延伸,C项正确;DNA复制方向为abc,D项错误。8.ABD根据题意,将某实验动物的第5号染色体上的一段DNA敲除,结果发现培育出的实验动物甘油三酯极高,具有动脉硬化的倾向,并可以遗传给后代,说明该变异是一种可遗传的变异,敲除的DNA片段具有遗传效应,A、B两项正确;上述信息只能表明敲除的DNA片段与甘油三酯代谢有关,不能表明控制甘油三酯合成的基因就位于第5号染色体上,C项错误;由题干信息可知,利用DNA片段的敲除技术可以研究相关基因功能,D项正确。9.ACD由于DNA的半保留复制,含有标记的DNA分
17、子在未标记的原料中连续复制两次,带有放射性标记的DNA分子数与所有细胞总DNA分子数的比例将逐代减少,而由于分裂后期分开的姐妹染色单体移向哪一极是随机的,因此在受精卵的两次分裂过程中,带有放射性的细胞比例不一定会逐代减少,A项错误、B项正确;有丝分裂后期姐妹染色单体分开后随机进入两个子细胞中,第一次分裂产生的子细胞都含有放射性,但第二次分裂后含有放射性的细胞数无法确定,C项错误;受精卵进行有丝分裂,不会发生非同源染色体自由组合,D项错误。10.答案:(1)设法把DNA和蛋白质分开,单独、直接地观察染色体中各组分的作用(2)遗传信息多样性(3)解旋酶、DNA聚合酶核糖体0(4)DNA分子复制是两
18、条链同时进行的DNA分子复制是从多个起点复制的边解旋边复制(5)Y菌解析:(1)科学家设法将DNA和蛋白质分开研究,最终证明了DNA是遗传物质。(2)碱基的排列顺序代表遗传信息,碱基排列顺序的千变万化反映了DNA分子具有多样性。(3)DNA复制时,需要解旋酶和DNA聚合酶,它们的本质是蛋白质,在核糖体中合成。这些酶在细胞质中合成后,通过核孔进入细胞核发挥作用,穿过膜的层数为0。(4)根据图A、B、C可知DNA分子的复制可两条链同时进行,因此可缩短复制的时间。D图中有3个复制起点,即真核细胞中DNA复制是从多个起点复制的。解旋酶能使双螺旋结构打开,延伸的子链紧跟着解旋酶,说明DNA的复制是边解旋
19、边复制。(5)DNA分子中,A与T碱基对之间有2个氢键,G与C碱基对之间有3个氢键,氢键越多,DNA热稳定性相对越高,故题中两种菌种相比,Y菌的耐热性较强。11.答案:(1)DNA五碳糖为脱氧核糖,RNA为核糖DNA特有碱基为T,RNA为U(2)DNA聚合酶(3)GC(4)DNA双螺旋结构较稳定,RNA单链较不稳定解析:(1)DNA与RNA相比,主要区别是DNA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是脱氧核苷酸形成DNA的过程,需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氢键越多,DNA分子越稳定,CG之间有3个氢键,AT之间有2个氢键
20、。(4)RNA分子是单链结构,DNA分子是双链螺旋结构,稳定性较强,因而单链RNA更容易发生变异。12.答案:(2)等量的14C-核糖核苷酸和12C-脱氧核苷酸等量的突变细胞系(3)甲组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞核;乙组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞质(4)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸解析:(2)根据生物实验需要遵循对照原则和控制单一变量原则,可进行如下实验。第一步:编号。取基本培养基两个,编号为甲、乙,两组之间进行对照。第二步:设置对比实验。在培养基甲中加入适量的12C-核糖核苷酸和14C-脱氧核苷酸;在培养基乙中加入等量的14C-核糖核苷酸和12C-脱氧核苷酸。第三步:培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系,放到适宜的相同环境中培养一段时间,让细胞增殖。第四步:观察、检测。分别取出培养基甲、乙中的细胞,用放射性探测显微仪探测观察细胞核和细胞质的放射性强弱。(3)预期结果:由于DNA主要分布在细胞核中,而RNA主要分布在细胞质中,所以甲组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞核;乙组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞质。(4)实验结论:DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。