1、课时规范练18DNA分子的结构和复制一、选择题1.(2019江苏南京、盐城高三一模)如图表示某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.下列对一条核苷酸链的说法,不合理的是()A.碱基C和碱基G的数目可不相等B.组成核苷酸的糖是五碳糖C.磷酸基团与碱基相连接D.可由四种核糖核苷酸组成3.(2018海南)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌,若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代,再转到含有14N的培养基
2、中繁殖一代,则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是()A.有15N14N和14N14N两种,其比例为13B.有15N15N和14N14N两种,其比例为11C.有15N15N和14N14N两种,其比例为31D.有15N14N和14N14N两种,其比例为314.假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A.该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为149D.该DNA发生突变,
3、其控制的性状一定发生改变5.已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的()A.32.9%7.1%B.17.1%32.9% C.18.7%1.3%D.31.3%18.7%6.(2019山东日照一中高三考前模拟)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.通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数,可推测DNA复
4、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第二次复制完成时,每条染色体的单体均带有3H标记7.(2018全国理综)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA- 蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA- 蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA- 蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶8.正常情况下,DNA分子在细胞内复制时,双螺旋解开后会产生一段单链区,DNA结合蛋白(SSB)能
5、很快地与单链结合,防止解旋的单链重新配对,而使DNA呈伸展状态,SSB在复制过程中可以重复利用,下列有关推理合理的是()A.SSB是一种解开DNA双螺旋的解旋酶B.SSB与单链的结合将不利于DNA复制C.SSB与DNA单链既可结合也可分开D.SSB与单链的结合遵循碱基互补配对原则9.(2019福建龙岩期末质检)某研究小组进行“探究DNA复制方式”的实验,结果如下图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,表示离心管顺序编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是()A.本实验运用了同位素示踪和密度梯度离心技术B.管是大肠杆菌在14NH4Cl的
6、培养液中培养的结果C.管中大肠杆菌的DNA分子都含14N/15ND.实验结果说明DNA分子的复制方式是半保留复制10.DNA分子是规则的双螺旋结构,右图是DNA分子的一个片段,下列有关说法,错误的是()A.DNA聚合酶作用于部位B.处的碱基缺失不一定会导致生物性状的变异C.把此DNA放在含15N的培养液中复制3代,子代中含15N的DNA占75%D.该DNA的特异性表现在碱基的排列顺序中11.(2019山西太原期末)某DNA分子含m对碱基,其中腺嘌呤有a个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中,错误的是()A.在第一次复制时,需要(m-a)个B.在第二次复制时,需要2(
7、m-a)个C.在第n次复制时,需要2n-1(m-a)个D.在n次复制过程中,总共需要2n(m-a)个12.蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续培养至分裂中期,其染色体放射性标记分布情况是()A.染色体被标记情况不能确定B.每条染色体中都只有一条单体被标记C.只有半数的染色体中一条单体被标记D.每条染色体的两条单体都不被标记二、非选择题13.下图是某DNA分子的局部结构示意图,请据图回答问题。(1)写出下列序号代表的结构的中文名称:;。(2)图中DNA片段中碱基对有对,该DNA分子应有个游离的磷酸基。(3)从主链上看,两条单链方
8、向,从碱基关系看,两条单链。(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中,此图所示的(填图中序号)中可测到15N。若细胞在该培养液中分裂四次,该DNA分子也复制四次,则得到的子代DNA分子中含14N的和含15N的比例为。(5)若该DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA分子复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为个。14.请回答下列与DNA分子有关的问题。(1)含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸个。(2)在一个双链DNA分子中,(G+C)占碱基总数的m%,那么该DNA分子的每条链中(G+C)都占该链碱基总数的。(3)假定大肠杆菌只含14N
9、的DNA的相对分子质量为a;只含15N的DNA的相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养在含14N的培养基中,子二代DNA的平均相对分子质量为。(4)单个脱氧核苷酸借助通过磷酸二酯键彼此连接成DNA链。(5)某研究人员模拟噬菌体侵染细菌的实验,用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌,短时间保温后搅拌、离心,检测到放射性主要存在于(填“沉淀物”或“上清液”)中。15.研究者以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心等方法完成蛋白质合成过程的相关研究,实验过程及结果见下表。组别1组2组3组4组培养条件培养液中氮源(无放射性)14NH4Cl15NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl培养液
10、中碳源(无放射性)12C-葡萄糖13C-葡萄糖13C-葡萄糖12C-葡萄糖添加的放射性标记物无无35S-氨基酸14C-尿嘧啶操作和检测核糖体放射性检测无无有放射性有放射性用温和的方法破碎细菌,然后使用密度梯度离心离心后核糖体位置轻带重带A(1)核糖体的主要成分是和蛋白质,前者是以大肠杆菌的分子为模板合成的;由第1组和第2组结果可知,核糖体位于重带主要是因为这两种成分含有。(2)以35S-氨基酸为原料合成蛋白质的过程称为。若将第3组带有放射性标记的大肠杆菌移入无放射性标记的培养基中培养,核糖体的放射性会随时间延长而下降,且细胞其他部位出现放射性,由此推断,第3组结果中核糖体放射性下降的原因可能是
11、。(3)若用T4噬菌体侵染第2组的大肠杆菌,然后放在第4组的实验条件下继续培养,请推测:短时间内,若T4噬菌体和大肠杆菌的蛋白质均是在第2组大肠杆菌原有的核糖体上合成,则表中A对应的核糖体位置应更多地集中在(填“轻带”或“重带”);随着时间延长,离心后出现多条核糖体带,若位于重带的核糖体出现放射性,则说明14C-尿嘧啶会出现在分子中;培养时间越长,该类分子与(填“大肠杆菌”或“T4噬菌体”)的DNA单链形成杂交分子的比例越大。(4)该系列实验的目的是研究。参考答案课时规范练181.B解析 分析题图: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
12、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,即脱氧核苷酸,A项正确;DNA复制时,的形成不需要DNA聚合酶的催化,脱氧核苷酸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.C解析 一条核苷酸链中的碱基不遵循碱基互补配对原则,因此碱基C和碱基G的数目可不相等,A项正确。组成核苷酸的糖是五碳糖,包括脱氧核糖和核糖,B项正确。磷酸基团与五碳糖相连接,C项错误。核苷酸链可由四种核糖核苷酸组成,也可由四种脱氧核苷酸组成,D项正确。
13、3.D大肠杆菌为原核细胞,其拟核中含有一个DNA分子,大肠杆菌繁殖一代,即该DNA复制一代。14N14N的DNA分子在15N的培养基中复制一代的结果全为15N14N,复制二代的结果为1/215N15N、1/215N14N。再转到含有14N的培养基中繁殖一代的结果为3/415N14N、1/414N14N,D项正确。4.C解析 噬菌体的DNA含有10 000个碱基,A=T=2 000,G=C=3 000。在噬菌体增殖的过程中,DNA进行半保留复制,100个子代噬菌体含有100个DNA,相当于新合成了99个DNA,至少需要鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸为993 000=297 000,A项错误。噬菌体增殖的
14、过程中需要自身的DNA作为模板,而原料和酶由细菌提供,B项错误。根据半保留复制方式,在100个子代噬菌体的DNA中,同时含32P和31P的有2个,只含31P 的有98个,C项正确。DNA发生突变,控制的性状不一定改变,如AA突变为Aa或者由于密码子的简并性等,D项错误。5.D解析 G和C占全部碱基的35.8%,那么A和T占全部碱基的64.2%,两条互补链的碱基总数相同,而且A和T的总数相同,那么每条链之中的(A+T)都占该链的64.2%,同理(G+C)在每条链中都占35.8%。一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,那么A与G分别占31.3%和18.7%,因为A与T互补、C
15、与G互补,所以此链中A与G的含量,就是其互补链中T与C的含量。6.D解析 秋水仙素能抑制纺锤体的形成,但不影响着丝点的正常分裂,因此形成了染色体数目加倍的细胞,A项正确;不含染色单体时如果染色体数目比正常多一倍说明DNA复制了一次,如果是2n倍,说明DNA复制了n次,B项正确;亲本DNA中含3H标记,而放入不含3H的普通培养基中培养,通过DNA链上的3H标记可以推测DNA的复制方式,如果亲代DNA复制后形成的两个子代DNA,一个子代DNA中2条链都含有3H标记,另一个子代DNA中2条链都不含有3H标记,说明是全保留复制,如果子代DNA中两条链中只有1条链含3H标记,另一条链不含3H标记,说明是
16、半保留复制,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DNA的一条链带有标记,D项错误。7.B解析 本题考查染色体的成分、DNA的复制及遗传信息的表达等知识。在细胞中都会存在DNA和RNA与蛋白质结合成的复合物。染色体(染色质)就是蛋白质与DNA结合形成的结构,A项正确。在DNA复制过程中,DNA聚合酶与DNA的每一条链都要结合成DNA- 蛋白质复合物,真核细胞和原核细胞中都存在DNA的复制过程,所以在原核细胞中也会存在DNA- 蛋白质复合物,B项错误。DNA的复制过程需要DNA聚合酶,C项正确。RNA是转录的产物,其模板是DNA的一条链
17、,且需要RNA聚合酶的催化,故该过程中复合物含有RNA聚合酶,D项正确。8.C根据题干中“双螺旋解开后会产生一段单链区,DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合”,说明SSB不是一种解开DNA双螺旋的解旋酶,A项错误;SSB与单链的结合有利于DNA复制,B项错误;SSB与DNA单链既可结合也可分开,C项正确;SSB是一种DNA结合蛋白,故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则,D项错误。9.B解析 本实验培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,氮元素被标记,通过离心使在不同培养基上生长繁殖的大肠杆菌的DNA分层,A项正确;中只有重密度带,说明中DNA分子两条单链都含有15N,B项
18、错误;中只有中密度带,说明中DNA分子两条单链一条含有15N,一条含有14N,C项正确;中DNA分子两条单链都含有15N,经过复制离心后为,再复制离心后为,说明开始时大肠杆菌DNA分子双链被15N标记,放到含14N的培养基中培养,复制一次后为,中DNA分子两条单链,一条含有15N,一条含有14N,中DNA分子再复制一次,形成的四个DNA分子中,其中两个DNA分子中各有一条单链含有15N,一条单链含有14N,另外两个DNA分子的两条单链都含有14N,离心出现中密度带和轻密度带,实验结果说明DNA分子的复制方式是半保留复制,D项正确。10.C解析 DNA聚合酶是DNA分子复制时需要的一种酶,用来连
19、接脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,因此作用的部位是部位,A项正确。处碱基的缺失属于基因突变,发生基因突变,并不一定导致生物性状的改变,B项正确。把此DNA放在含15N的培养液中复制3代,子代中含15N的DNA占100%,C项错误。DNA的特异性表现在碱基的排列顺序中,D项正确。11.D解析 在双链DNA分子中,非互补碱基之和恒等,数量等于碱基总数的一半。故A+C=m,DNA分子含C=(m-a)个。复制一次,需要胞嘧啶脱氧核苷酸(m-a)个,A项正确;第二次复制增加了2个DNA分子,需要胞嘧啶脱氧核苷酸2(m-a)个,B项正确;第n次复制增加的DNA分子数为2n/2=2n-1,需要2n-1(m-a)
20、个,C项正确。在n次复制过程中,共增加的DNA分子数为(2n-1)个,需要(2n-1)(m-a)个,D项错误。12.B解析 DNA复制方式为半保留复制,子代DNA分子的一条链来自亲代DNA,另一条链是新合成的。所以,蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后得到的子代细胞中染色体上的DNA一条链含标记,另一条链不含。然后在不含放射性标记的培养基中继续培养至分裂中期,应该是每条染色体上有一条染色单体上的DNA的一条链含标记,另一条链不含;另一条染色单体上的DNA两条链都不含标记。因此B项正确。13.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
21、)42(3)反向平行互补(4)18(5)15(a/2-m)解析 根据碱基互补配对原则可知,是胞嘧啶,是腺嘌呤,是鸟嘌呤,是磷酸基团,是胸腺嘧啶,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。复制4次,产生16个DNA分子,由于DNA复制为半保留复制,含14N的DNA分子共2个,所有的DNA都含有15N,所以子代DNA分子中含14N的和15N的比例为18。A=T=m,则G=C=a/2-m,复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24-1)(a/2-m)=15(a/2-m)。14.答案 (1)2n-1m(2)m%(3)(3a+b)/4(4)DNA聚合酶(5)沉淀物解析 (1)含有m个
22、腺嘌呤的DNA第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为2n-1m个。(2)互补配对的碱基之和,在单链和双链中的比例相同。(3)一个只含15N的DNA分子培养在含14N的培养基中,子二代产生4个DNA分子,8条DNA单链,其中含15N的单链有2条,含14N的单链有6条,则这4个DNA分子的平均相对分子质量为(1/2b2+1/2a6)/4=(3a+b)/4。(4)DNA复制时,DNA聚合酶将一个个脱氧核苷酸连接成DNA链。(5)短时间保温后搅拌、离心,上清液含有噬菌体的蛋白质外壳,而沉淀物中含有细菌及细菌内的噬菌体,由于亲代噬菌体未被标记,所以放射性主要存在于沉淀物中。15.答案 (1)rRNADNA1
23、5N和13C(2)翻译具有放射性的蛋白质(或多肽)从核糖体和mRNA 的复合物上脱离(合理即可)(3)重带RNA(或mRNA、mRNA和tRNA)T4噬菌体(4)蛋白质合成的过程(或翻译过程中核糖体和RNA的作用,合理即可)解析 (1)核糖体由核糖体RNA和相关蛋白质组成;构成核糖体的RNA是以细菌的DNA为模板合成的;由于大肠杆菌放在含有15NH4Cl和13C-葡萄糖中培养过,以此为原料合成的核糖体中会含有15N和13C,密度较大,会出现在重带区。(2)在核糖体内把氨基酸合成蛋白质属于翻译过程;以放射性氨基酸为原料,核糖体在合成肽链时会具有放射性,若此时换用无放射性氨基酸为原料,随着合成的进行,新合成的肽链不再具有放射性,核糖体的放射性也会逐渐降低。(3)第2组的大肠杆菌中的核糖体位于重带区,若转移到第4组中培养,短时间内核糖体大多还是原有的核糖体,应集中于重带区;随着时间延长,新合成的核糖体不含有15N和13C,会出现在轻带;若位于重带的核糖体出现了放射性碳,说明在此核糖体中正在发生蛋白质的合成过程,含有放射性信使RNA;随着培养时间的延长,大肠杆菌内合成T4噬菌体蛋白质的核糖体比例逐渐升高,与核糖体结合的信使RNA多为噬菌体DNA转录而成。(4)通过上述分析,可以看出,本实验主要通过核糖体的变化研究蛋白质的合成。
