1、DNA分子的结构、复制和基因的本质(30分钟100分)一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.下列关于DNA的叙述,正确的是()A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素组成B.连接磷酸与五碳糖的化学键可在解旋酶的作用下断裂C.DNA的片段都有遗传效应,可控制生物的性状D.DNA的复制和转录都能在细胞质中进行【解析】选D。DNA的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替排列构成,排列在外侧,有C、H、O、P元素,无N元素,A错误;解旋酶的作用对象是氢键,B错误;DNA分子中存在有遗传效应的片段,也存在无遗传效应的片段,C错误;真核生物DNA的复制和转录都可
2、以在细胞质中的线粒体或叶绿体中进行;原核生物可以在细胞质基质中进行。2.下列关于DNA分子结构的叙述,错误的是()A.组成DNA的碱基排列在内侧,互补链间的碱基配对有一定的规律性B.脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA分子的多样性C.双链DNA分子中,若一条链的GT=12,则另一条链的CA=21D.沃森和克里克研究DNA分子结构时,运用了构建物理模型的方法【解析】选C。组成DNA的碱基排列在内侧,两条互补链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律,A正确;不同的DNA分子,含有的脱氧核苷酸的数目不同,而且脱氧核苷酸的排列顺序也存在差异,所以脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA
3、分子的多样性,B正确;依据碱基互补配对原则,双链DNA分子中,若一条链的GT=12,则另一条链的CA=12,C错误;沃森和克里克研究DNA分子结构时,运用了构建物理模型的方法,D正确。3.用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如表所示,以下说法正确的是()卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键C.DNA中每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连D.可构建44种不同碱基序列的DNA【解析】选B。双链DNA分子中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A-T、C-G,且配对的碱基数目彼此相等
4、,结合表中数据可知,这些卡片最多可形成2对A-T碱基对,2对C-G碱基对,即共形成4个脱氧核苷酸对,A和T之间有2个氢键,C和G之间有3个氢键,因此构成的双链DNA片段最多有10个氢键,所以A错误,B正确;DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连,只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连,C错误;这些卡片可形成2对AT碱基对,2对CG碱基对,且碱基对种类和数目确定,因此可构建的DNA种类数少于44种,D错误。4.(综合性DNA的结构及其复制) 下列有关DNA的结构及其复制的叙述,正确的是()A.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基B.DNA的双螺旋结构使DNA分子具有较强的稳定性C.
5、若某一段DNA含有60个腺嘌呤,就一定会同时含有60个胞嘧啶D.DNA分子复制合成的两条子链中碱基序列相同【解析】选B。DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖,且磷酸不与碱基直接相连,A错误;DNA分子的双螺旋结构、磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架、碱基互补配对原则等使DNA分子具有较强的稳定性,B正确;双链DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,如果某一段DNA含有60个腺嘌呤,就一定会同时含有60个胸腺嘧啶,而胞嘧啶的数量无法判断,C错误;DNA分子复制合成的两条子链中碱基序列互补,D错误。5.下列关于真核细胞DNA复制的说法,正确的是()A.新的子链由4种脱氧核苷酸聚合而成,核苷酸
6、的聚合过程需要DNA连接酶B.构成DNA子链的4种脱氧核苷酸聚合时,ATP为降低反应活化能提供能量C.DNA分子在解旋酶的作用下,先完成解旋再进行复制D.DNA复制过程中若出现错误,生物出现的新性状可能适应环境也可能不适应环境【解析】选D。脱氧核苷酸的聚合需要DNA聚合酶的催化,A错误;构成DNA子链的4种脱氧核苷酸聚合时,ATP为其提供能量,降低反应活化能的是DNA聚合酶,B错误;DNA分子的复制为边解旋边复制,C错误;DNA复制过程中若出现错误,则出现的新性状可能适应环境也可能不适应环境,D正确。6.(2021丽江模拟)下列关于DNA复制的叙述,错误的是()A.DNA复制的特点是边解旋边复
7、制和半保留复制B.DNA的复制有精确的模板,通常严格遵守碱基互补配对原则C.DNA复制的场所是细胞核,在细胞分裂间期易发生基因突变D.一个含m个腺嘌呤脱氧核苷酸的DNA分子,在第n次复制时需要2n-1m个腺嘌呤脱氧核苷酸【解析】选C。DNA的复制是边解旋边复制、半保留复制,A正确;DNA复制时严格遵守碱基互补配对原则,双螺旋结构为复制提供了精确模板,B正确;真核生物DNA的复制主要发生在细胞核中,细胞质中也可发生,C错误;一个含m个腺嘌呤脱氧核苷酸的DNA分子,在第n次复制时需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数量为(2n-2n-1)m =2(n-1)m个,D正确。7.在氮源为含14N和15N的培养基上生
8、长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14NDNA(相对分子质量为a)和15NDNA(相对分子质量为b)。将含15N的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖两代(和),用离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述,正确的是()A.代细菌DNA分子中两条链都是14NB.代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C.预计代细菌DNA分子的平均相对分子质量为D.上述实验代代的结果能证明DNA复制方式为半保留复制【解析】选C。代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N,A项错误;代细菌含15N的DNA分子有2个,占全部(4个)DNA分子的,B项错误;由于1个含有14N-DNA分子的
9、相对分子质量为a,则每条链的相对分子质量为;1个含有15N-DNA分子的相对分子质量为b,则每条链的相对分子质量为。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖三代,得到8个DNA分子,这8个DNA分子共16条链,只有2条是含15N的,14条是含14N的,因此总相对分子质量为2+14=b+7a,所以每个DNA分子的平均相对分子质量为,C项正确;实验代代的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制,D项错误。8.(创新性噬菌体DNA的复制)M13噬菌体是单链DNA生物,当它感染宿主细胞时,首先形成复制型(RF)的双链DNA分子,如果该噬菌体的DNA碱基组成是G=40%,C=20%,A=24%。那
10、么,RF中碱基构成情况是()A.A=12%B.T=32%C.C=30%D.G=20%【解析】选C。复制型(RF)的双链DNA分子,1链为G1=40%,C1=20%,A1=24%,T1=16%,则2链为G2=20%,C2=40%,A2=16%,T2=24%,因此G=30%,C=30%,A=20%,T=20%,C正确。9.(2021哈尔滨模拟)某病毒的DNA分子共有碱基600个,其中一条链的碱基比例为ATGC=1234,在侵染宿主细胞时共消耗了嘌呤类碱基2 100个,相关叙述错误的是()A.该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制B.子代病毒的DNA中(A+T)(C+G)=73C.该病毒DNA第3次
11、复制需要360个腺嘌呤脱氧核苷酸D.该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA【解析】选B。该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制,A正确;该DNA分子中ATGC=3377,则子代病毒的DNA中(A+T)(C+G)为37,B错误;该病毒DNA第3次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为23-190=360个,C正确;该DNA分子共有碱基600个,其中嘌呤碱基数目为300个,其在宿主细胞中共消耗2 100个嘌呤碱基,根据DNA半保留复制原则,假设其在宿主细胞中复制了n次,则(2n-1)300=2 100,解得n=3,因此该病毒在宿主细胞内复制3次产生了23=8个子代DNA,D正确。10.如图为某植物细
12、胞的一个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。有关叙述正确的是()A.在植物的每个细胞中,a、b、c基因都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.b中碱基对若发生了增添、缺失或替换,则发生了基因突变,但性状不一定改变D.基因在染色体上呈线性排列,基因一定位于染色体上【解析】选C。在植物的不同细胞中,a、b、c基因可能选择性表达,A项错误;a、b两个基因为一条染色体上的非等位基因,在亲子代间传递时不能进行自由组合,B项错误;若该植物为显性纯合子,b基因突变为隐性基因,则该植物的性状不发生改变,C项正确;染色体是基因的主要载体,线粒体
13、、叶绿体中也有少量DNA,D项错误。11.(2021曲靖模拟)将某一细胞中的一条染色体上的DNA用14C充分标记,其同源染色体上的DNA用32P充分标记,置于不含放射性的培养液中培养,经过连续两次细胞分裂(不考虑交叉互换)。下列说法中正确的是()A.若进行减数分裂,则四个细胞中均含有14C和32PB.若进行有丝分裂,某一细胞中含14C的染色体可能是含32P染色体的两倍C.若进行有丝分裂,则四个细胞中可能三个有放射性,一个没有放射性D.若进行减数分裂,则四个细胞中可能两个有放射性,两个没有放射性【解析】选C。若进行减数分裂,同源染色体会分开,因此四个细胞中有两个细胞都含有14C,另外两个细胞都含
14、有32P,A错误;若进行有丝分裂,某一细胞中可能含14C的染色体和含32P染色体数目相等,也可能只含14C,也可能只含32P,可能不含14C和32P,B错误;若进行有丝分裂,细胞分裂两次,DNA复制两次,由于有丝分裂后期,姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向细胞两极是随机的,因此,四个细胞中可能三个有放射性,一个没有放射性,C正确;若进行减数分裂,DNA只复制一次,但细胞分裂两次,因此,四个细胞中都有放射性,D错误。12.下列关于染色体、DNA、基因的叙述正确的是()A.一个DNA分子上有很多基因B. 一条染色体上有很多DNA分子C.基因都位于染色体上D.染色体、DNA、基因都是遗传物质【解析
15、】选A。基因是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上有很多基因,A正确;正常情况下,一条染色体上有一个DNA分子,染色体复制后一条染色体上有两个DNA分子,B错误;基因有的位于线粒体或叶绿体中,染色体是基因的主要载体,C错误;DNA、基因都是遗传物质,染色体是遗传物质的载体,D错误。【易错警示】(1)对基因的概念理解不清。针对遗传物质为DNA的生物而言,基因是指“有遗传效应的DNA片段”,但就RNA病毒而言,其基因为“有遗传效应的RNA片段”。并非所有DNA片段都是基因,基因不是连续分布在DNA上的,而是由碱基序列将不同的基因分隔开的。(2)误认为DNA复制“只发生于”细胞核中。细胞生物中凡
16、存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制,其场所除细胞核外,还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。二、非选择题:本题共2小题,共40分。13.(18分)请据图回答下列问题:(1)若图中A为糖类,则A是_,C是_,G是_。(2)B有4种,即_、_、_、_;F的基本组成单位是图中的_(填图中字母)。(3)E和F的关系是_。(4)F和H的关系是_。(5)一个H和F有两种比例关系:_和_,一个F中含有_个E,一个E中含有_个D。(6)E的主要载体是图中的_,除此之外,_和_也是E由亲代传递给子代的载体。(7)遗传信息是E中_(填图中字母)的排列顺序。(8)“种瓜得瓜,种豆得豆”的遗传主要是通
17、过H上的_(填图中字母)传递给后代,实际上是通过_(填图中字母)的排列顺序来传递遗传信息的。【解析】DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,它由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成;基因是有遗传效应的DNA片段;染色体是遗传物质DNA的主要载体;正常情况下1条染色体上通常含有1个DNA分子,染色体复制后一条染色体上有两个DNA分子。1个DNA分子上含有许多基因,1个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。答案:(1)脱氧核糖磷酸蛋白质(2)A腺嘌呤T胸腺嘧啶G鸟嘌呤C胞嘧啶D(3)E是有遗传效应的 F片段(4)H是F的主要载体(5)1112许多成百上千(6)H叶绿体线粒体(7)D(8)FD14.(
18、22分)如图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙),请据图回答下列问题:(1)图甲为DNA的结构示意图,其基本骨架由_和_(填序号)交替排列构成,为_。(2)从图乙可看出,该过程是从_个起点开始复制的,从而_复制速率;图中所示的酶为_酶,作用于图甲中的_(填序号)。(3)若用1个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,释放出300个子代噬菌体,其中含有32P的噬菌体所占的比例是_。(4)若图甲中的亲代DNA分子含有100个碱基对,将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次,则子代DNA分子的相对分子质量比原来增加_。(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时,一条
19、链上的G变成了A,则该DNA分子经过n次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的_。【解析】(1)DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成。图中的是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)分析图乙可知,DNA复制过程中有多个起点,这样可以大大提高复制的速率。图乙中酶使碱基对间的氢键断裂,使DNA双链解旋,应为解旋酶,作用于图甲中的(氢键)。(3)用32P标记的1个噬菌体侵染大肠杆菌,根据DNA分子半保留复制的特点,新形成的300个噬菌体中有2个噬菌体含32P,占。(4)亲代DNA分子含有100个碱基对,在含有用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次形成的子代DNA分子中,一条链含32P,一条链含31P,标记的脱氧核苷酸比未标记的相对分子质量增加1,因此子代DNA的相对分子质量比原来增加100。(5)DNA分子复制时一条链上的碱基发生突变,另一条链上的碱基不发生突变,以碱基发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是异常的,以碱基没有发生突变的单链为模板合成的DNA分子都是正常的,因此无论复制多少次,发生差错的DNA分子都占DNA分子总数的。答案:(1)胞嘧啶脱氧核苷酸(2)多提高解旋(3)(4)100(5)
