1、第2讲DNA分子的结构、复制及基因的本质一、选择题(每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)1(2020宿州期末)下列有关核DNA分子结构的说法，错误的是(D)ADNA分子的两条链在方向上表现为反向平行，碱基关系上表现为互补配对B双链DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数C碱基对通过氢键相连排列在DNA分子的内侧D脱氧核糖与脱氧核糖相连，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架解析DNA分子的两条链在方向上表现为反向平行，碱基关系上表现为互补配对，A正确；双链DNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，且总是嘌呤与嘧啶配对，因此嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，B正确；碱基对通过氢键相连排列在DNA
2、分子的内侧，C正确；磷酸与脱氧核糖相连，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，D错误。2用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是(B)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CDNA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解析双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即AT、CG，且配对的碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2对AT碱基对，2对CG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
3、，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。3(2020山东潍坊期中)下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是(A)ADNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息B1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DDNA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
4、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核糖交替连接构成。4(2021山东省济宁市嘉祥一中高三检测)下图是某基因的局部示意图，下列叙述正确的是(C)AACA可称为一个密码子BDNA分子的多样性与有关C限制酶切割该基因时应作用于处D对该基因进行PCR扩增时，解旋酶作用于处解析密码子位于mRNA上，因此图中ACA不能称为一个密码子，A错误；DNA分子的稳定性与有关，多样性与的排列顺序有关，B错误；限制酶作用于磷酸二酯键，C正确；对该基因进行PCR扩增时，不需要使用解旋酶，通过加热使氢键断裂，D错误。故选C。5(2020山东省济南市二中高三模拟)下列有关DN
5、A研究实验的叙述，正确的是(B)A根据DNA衍射图谱有关数据推算出DNA呈双链B通过DNA酶处理叶绿体，发现细胞质DNA的存在C运用同位素示踪技术和差速离心法证明DNA半保留复制D用32P和35S同时标记噬菌体并侵染细菌，证明DNA是遗传物质解析沃森和克里克根据DNA衍射图谱的有关数据，推算出DNA分子呈螺旋结构，A错误；叶绿体中有细纤维存在，用DNA酶处理后细纤维消失，说明叶绿体中含有DNA，B正确；证明DNA的半保留复制，利用了密度梯度离心法和同位素示踪技术，C错误；在证明DNA是遗传物质的实验中，用32P、35S分别标记的噬菌体侵染细菌，D错误。故选B。6(2020山东省泰安市高三上学期
6、期中)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链，再用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第二个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测正确的是(C)A.的染色体荧光被抑制B.的染色单体发出明亮荧光C全部DNA分子被BrdU标记D全部的DNA单链被BrdU标记解析根据DNA分子的半保留复制原理，第二个细胞周期的中期细胞中染色体一条染色单体的两条DNA链均为新合成，另一条染
7、色单体的一条DNA链是新合成的，所以有的染色单体荧光被抑制，有的染色单体能发出明亮荧光， A错误；根据A项分析，有的染色单体能发出明亮荧光，B错误；第二个细胞周期的中期全部DNA分子被BrdU标记，C 正确；根据分析，半标记DNA全标记DNA11，故DNA单链被BrdU标记，D错误。故选C。7(2021龙凤区月考)某双链DNA分子中含有n个碱基对，其中腺嘌呤有m个。下列相关说法错误的是(D)A该DNA分子中共含有3nm个氢键B该DNA分子连续复制4次需要消耗胞嘧啶15(nm)个C该DNA分子中碱基数磷酸数脱氧核糖数D每个DNA分子中有1个游离的磷酸基团解析由题意知，某双链DNA分子片段中有n个
8、碱基对，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子中A、T碱基对是m个，G、C碱基对是nm个，因此该DNA分子中的氢键是2m3(nm)3nm个，A正确；该DNA分子连续复制4次需要消耗胞嘧啶(241)(nm)15(nm)个，B正确；该DNA分子中碱基数磷酸数脱氧核糖数，C正确；每个DNA链状分子中有2个游离的磷酸基团，D错误。8(2021莲都区校级月考)下列关于基因和染色体的叙述，错误的是(C)A体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性B受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方C雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合D减数分裂时，成对的等位基因或
9、同源染色体彼此分离分别进入不同配子解析体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性，A正确；受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方，B正确；非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期，而不是雌雄配子结合形成合子的受精过程中，C错误；减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子，D正确。9(2020山东日照期末)如图为DNA分子的复制方式模式图，图中“”表示复制方向。下列叙述错误的是(A)A由图可知，DNA分子复制为多起点双向复制B除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶CDNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的D解旋含GC
10、碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多解析从图可以看出DNA分子的复制是双向复制，但不是多起点复制；DNA分子复制时需要DNA聚合酶；DNA分子中GC之间三个氢键，AT之间两个氢键，因此解旋含GC碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多；子链的延伸方向都是由53。10(2021山东济南模拟)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1/2n1B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D
11、NA中含有a/(n1)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/(n1)，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/(n1)个胸腺嘧啶。11(2020浙江高考模拟)1958年，科学家设计了DNA复制的同位素示踪实验，实验的培养条件与方法是：(1)在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如右图的甲；(2)转至14N的培养基培养，每20分钟繁殖
12、一代；(3)取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。右图的乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论，正确的是 (D)A出现丁的结果需要60分钟B乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果C转入培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4D丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论解析出现丁的结果需要繁殖两代，所以时间为40分钟，故A错误；乙中的结果不会出现，繁殖一代应为丙的结果，故B错误；1个DNA分子转入培养基中繁殖三代后含有15N的DNA分子占2个，所有DNA分子中都含有14N，故C错误；丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心，发现有一半的DNA链含 15N，
13、一半含14N，分析可得出半保留复制的结论，故D正确。12(2021河南高三开学考试)一个T2噬菌体的DNA双链被32P标记，其侵染被35S标记的大肠杆菌后释放出N个子代噬菌体。下列叙述中正确的是(D)A将T2噬菌体培养在含32P标记的脱氧核苷酸的培养基中，即可标记其DNABT2噬菌体侵染肺炎双球菌也可释放出DNA被32P标记的子代噬菌体CN个子代噬菌体中蛋白质均被35S标记，有2个子代噬菌体的DNA中含31PD有2个子代噬菌体的DNA被32P标记可表明DNA复制方式为半保留复制解析T2噬菌体为病毒，不能用培养基进行直接培养，A错误；T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，不能侵染肺炎双球
14、菌，B错误；N个子代噬菌体中蛋白质均被35S标记，由于DNA的复制为半保留复制，故这些子代噬菌体的DNA中均含31P，C错误；有2个子代噬菌体的DNA被32P标记可表明亲本DNA的两条链分别进入不同的子代噬菌体中，故DNA的复制方式为半保留复制，D正确。故选D。13(2021吉林省集安市第一中学高三期末)下列关于核酸分子的叙述，不正确的是(B)ARNA分子中可含有互补配对的碱基对BDNA中每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团CDNA的稳定性与胞嘧啶的含量成正相关D将含32P的DNA分子放在31P的培养基中培养，复制三次，含31P的子代DNA占总数的100%解析RNA分子中的部分片段也存在碱基互补配对
15、，如tRNA，A项正确；DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架，因此DNA分子中大多数的脱氧核糖与两个磷酸相连，只有2个脱氧核糖只与一个磷酸相连，B项错误；由于A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此DNA的稳定性与胞嘧啶的含量成正相关，C项正确；由于DNA复制是半保留复制，所以经过3次复制后，有2个DNA分子中含有32P31P，6个DNA分子中含有31P31P，所以含31P的子代DNA分子有8个，占全部DNA分子的比例是100%，D项正确。二、非选择题14下图为真核生物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
16、由和(填序号)交替排列构成，为胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)从图乙可看出，该过程是从多个起点开始复制的，从而提高复制速率；图中所示的酶为解旋酶；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100。(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时，一条链上的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
17、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
18、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。15(2021南昌二中月考)双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成的，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20 时侵染大肠杆菌70 min后，将同位
19、素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答：(1)若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗5_200个胞嘧啶脱氧核苷酸。 (2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制
20、提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性。(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，但能降低反应所需要的活化能。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中GC的比例越高，需要解链温度越高的原因是DNA分子中GC的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定。(4)图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是短链片段连接形成长片段。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段。解析(1)DNA片段中有1 000个碱基对，依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA片段中，AT350(个)，CG650(
21、个)。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数为2416505 200(个)。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，因3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以最终在噬菌体DNA中能检测到放射性。(3)解旋酶能降低反应所需要的活化能。在每个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，故DNA分子中GC的比例越高，含有的氢键数越多，DNA分子结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中GC的比例越高，需要解链温度也越高。(4)分子越小离试管口距离越近。图2显示，与60秒结果相比，120秒结果中有放射性的单链距离试管口较远，说明短链片段减少，其原因是短链片段连接形成长片段。在图示的实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。
