1、第20讲 DNA分子的结构、DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段1.在一个双链DNA中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是( )脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=m碱基之间的氢键数为（3m-2n）/2一条链中A+T的数量为n G的数量为m-nA.B.C.D.2.下图为真核细胞内某基因(15N标记)的部分结构示意图,该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是( )A.该基因的特异性表现在碱基种类上B.DNA聚合酶催化和处化学键的形成C.该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)为3/2D.将该基因置于14N培养液中复制3次
2、后,含15N的DNA分子占1/83.美国科学家通过调整普通碱基G、C、A、T的分子结构,创建出四种新碱基:S、B、P、Z。其中S和B配对,P和Z配对,连接它们之间的氢键都是三个。随后,他们将合成碱基与天然碱基结合,得到了由8种碱基组成的DNA。实验证明,该DNA与天然DNA拥有相同属性,也可转录成RNA,但不能复制。下列关于合成的含8种碱基DNA的叙述,错误的是( )A.该DNA分子中磷酸、五碳糖、碱基三者比例为1 :1:1B.该DNA以磷酸和脱氧核糖交替连接为基本骨架,具有稳定的双螺旋结构C.因该DNA分子不能复制,所以其只能贮存遗传信息,不能传递遗传信息D.含x个碱基对的该DNA中含有y个
3、腺嘌呤,则该DNA中氢键个数为3x-y4.如图为DNA分子的结构模式图（仅显示部分），下列相关叙述错误的是( )A.DNA分子的基本骨架是由交替连接形成的B.为DNA分子的基本单位之一，可被解旋酶断裂C.为脱氧核糖，DNA分子的一条链中，脱氧核糖均连接着2个D.若为胞嘧啶，则图中DNA片段进行第5次复制时需要消耗32个5.双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核甘三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板，引物，DN
4、A聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料( )dGTP，dATP，dTTP，dCTPdGTP，dATP，dTTP位于32P标记的ddCTP位于32P标记的ddCTPA.B.C.D.6.如图是DNA分子复制过程示意图,据图分析下列叙述正确的是( )A.含氮碱基和磷酸交替排列在DNA分子外侧构成其基本骨架B.为解旋酶, 其催化DNA分子双链打开的过程不需消耗能量C.为DNA聚合酶, 在子链与母链碱基间催化形成磷酸二酯键D.DNA分子可以通过多起点、双向复制保证遗传信息的连续性7.某学习小组在DNA双螺旋结构模型构建活动中准备了如表所示材料。下列关于他们构建的DNA模型的叙述,错误的是( )
5、A.模型最多含有480个脱氧核苷酸B.模型中作为支架的是交替排列的磷酸和脱氧核糖C.模型中嘌呤总数和嘧啶总数的比是2725D.模型中碱基对之间的氢键总数最多为600个8.下列关于双链DNA分子的结构和复制的叙述，正确的是( )A.复制产生的两个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团B.DNA中碱基之间相互配对遵循A-U、G-C法则C.DNA分子一条链中相邻两个碱基通过磷酸二酯键相连接D.某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条DNA单链上的胞嘧啶占该链碱基的比例为25%50%9.下列关于基因和DNA的叙述，正确的是( )A.海蜇的绿色荧光蛋白基因不能在小鼠体细胞内稳定表达B.人类基因组计划需测定2
6、3条染色体上所有基因的碱基排列顺序C.含有100对碱基（腺嘌呤占10%）的DNA分子最多有4100种D.生物体多样性和特异性的物质基础是DNA分子的多样性和特异性10.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子片段,碱基间的氢键共有260个。该DNA分子在14N的培养基中连续复制多次后共消耗游离的嘌呤类脱氧核苷酸1500个。下列叙述正确的是( )A.该DNA片段中共有腺嘌呤60个,复制多次后含有的DNA分子占7/8B.若一条链中(A+G)/(T+C)1,则其互补链中该比例也小于1C.若一条链中A:T:G:C=1:2:3:4,则其互补链中该比例为4:3:2:1D.该DNA经复制后产生了16个DN
7、A分子11.下图表示果蝇某一条染色体上几个基因，相关叙述中不正确的是( ) A.观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列B.图示各基因中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白质C.如含红宝石眼基因的片段缺失，说明发生了基因突变D.基因中有一个碱基对的替换，不一定会引起生物性状的改变12.在氮源为14N和15N的培养基上分别生长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14N-DNA(相对分子质量为a)和15N-DNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(和),用某种离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述不正确的是( )A.代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条
8、链是15NB.代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4C.预计代细菌DNA分子的平均相对分子质量为(7a+b)/8D.预计继续培养细菌,DNA分子离心后也不会同时得到轻、中、重三条带13.下图为DNA分子结构模型的部分结构示意图,下面关于该模型的叙述,错误的是( )A.制作“3”和“4”材料的形状、大小和颜色不同B.模型中碱基的数量遵循卡伽夫法则C.“2”和“3”组成的结构叫脱氧核苷D.DNA分子中,若一条链中(A+T)/(G+C)=a,则其互补链中该比值1/a14.动物细胞的线粒体DNA分子通常呈环状双链，包括H链和L链。H链上有两个复制起始区，一个用于H链合成（简称OH），一个用
9、于L链合成（简称OL）。其复制的主要过程是首先是OH被启动，以L链为模板，先合成一段RNA引物，然后合成H链片段，新H链一边复制，一边取代原来老的H链，被取代的老的H链以环的形式被游离出来。当H链合成约2/3时，OL启动，以被取代的H链为模板，合成新的L链，直至复制完成，过程如图所示。请回答下列问题：（1）一个完整的线粒体DNA分子有游离的磷酸基团数目为 ，H链中相邻核苷酸的碱基通过 连接起来。（2）复制过程中需要 酶参与。（3）当一个复制周期完成时，由 构成的子代DNA分子滞后形成；完成两个复制周期需要个 引物。（4）若应用PCR技术实现该DNA分子的体外增殖，需要 酶。15.通常DNA分子
10、复制从一个复制起始点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。放射性越高的3H胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（3H脱氧胸苷），在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。请利用放射性自显影技术、低放射性3H脱氧胸苷和高放射性3H脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向，简要写出：1.实验思路_；2.预测实验结果和得出结论_。答案以及解析1、答案及解析：答案：D解析：每个脱氧核苷酸分子都含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=m，正确；因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键，根据碱基互补配对原则，A=T=n，则C=G=（m-2n）/2，所以碱基之间
11、的氢键数为2n+3（m-2n）/2=（3m-2n）/2，正确；双链DNA中，A=T=n，则根据碱基互补配对原则，一条链中A+T的数量为n，正确；由2中计算可知：G的数量为（m-2n）/2，错误。2、答案及解析：答案：C解析： A、DNA分子中的只含有A、G、C、T四种碱基,基因的特异性表现在碱基对的排列顺序上,A错误;B、处的化学键为氢键,处的化学键为磷酸二酯键,DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成,B错误;C、由以上分子可知,该基因中T%=A%=20%,G%=G%=30%,则该基因中C+G/A+T为3:2,根据碱基互补配对原则,DNA分子的一条单链中C+G/A+T的比值等于其互补链和整个DNA分
12、子中该种比例的比值,因此该基因的一条脱氧核苷酸链中C+G/A+T也为3:2,C正确;D、将该基因置于14N培养液中复制3次后,含15N的DNA分子占2/23=1/4,D错误。故选:C。3、答案及解析：答案：C解析：由题干信息可知，合成DNA与天然DNA拥有相同属性，说明它仍具有稳定的双螺旋结构，即以脱氧核苷酸为单体，磷酸和五碳糖交替连接构成基本骨架，故该DNA分子中磷酸、五碳糖、碱基三者比例为1:1:1,A、B正确;遗传信息的传递包括由DNA到DNA的传递，也包括由DNA到RNA的传递，由题干知，该DNA分子不能复制但能转录，故也能传递遗传信息,C错误;含有x个腺嘌呤，而腺嘌呤和胸腺嘧啶配对，
13、且两者之间有两个氢键,其余碱基对间均有三个氢键，故该DNA中的氢键数为2y+3(x-y) = 3x-y,D正确。4、答案及解析：答案：C解析：图中、分别为磷酸、脱氧核糖，磷酸与脱氧核糖交替连接，构成了DNA分子的基本骨架，A正确。是DNA的基本组成单位之一；表示氢键，在DNA复制时，解旋酶可将碱基之间的氢键断裂，B正确。为脱氧核糖，DNA分子的一条链中，有1个脱氧核糖连接着1个磷酸，其余的脱氧核糖均连接着2个磷酸，C错误。图中的DNA分子片段含有2个胞嘧啶，第5次复制时需要消耗25-12=32个胞嘧啶，D正确。5、答案及解析：答案：A解析：由题意可知,为得到放射性标记C为末端的、不同长度的子链
14、DNA片段。则必须提供四种dNTP-一如果没有dCTP则所有片段长度均一致,因为所有子链在合成时均在第一个C处掺入双脱氧的C而停止复制,故选1。而ddCTP要作为DNA复制的原料则需要脱去两分子磷酸集团,故应将放射性32P标记于Q-磷酸上,故选3。综上,本题答案为A。6、答案及解析：答案：D解析：脱氧核糖和磷酸交替排列在DNA分子的外侧构成基本骨架，A错误；为解旋酶，其催化DNA分子双链打开的过程需要消耗能量，B错误；为DNA聚合酶，催化脱氧核糖核苷酸间形成磷酸二酯键，C错误；由图可知DNA分子可通过多起点、双向复制保证遗传信息的连续性，D正确。7、答案及解析：答案：C解析：DNA的基本单位是
15、脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子含氮碱基和一分子脱氧核糖构成,DNA分子 中腺嘌呤只能和胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤只能和胞嘧啶配对，且嘌呤数等于嘧啶数，因此，模型中最多含有腺嘌吟脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸各120个，鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧啶脱緘核苷酸各120个,最多含有脱氧核苷酸480个，A正确、C错误。DNA双螺旋结构的支架是交转排列的磷酸和脱氧核糖，B正确.一个AT 碱基对有2个氢键，一个GC碱基有3个氢键，模型中碱基对之间的氢键总数最多为120 2 + 1203 =600(个），D正确。8、答案及解析：答案：A解析：A、DNA的双链是反向平行排列的，每条链上都有一个游离的磷
16、酸基团未与另一个脱氧核苷酸形成磷酸二酯键，从而使得每个双链DNA分子上都有两个游离的磷酸基团，故DNA复制产生的两个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团，A正确；B、DNA中碱基之间相互配对遵循A-T、G-C法则，B错误；C、DNA分子一条链上相邻碱基由-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-连接，C错误；D、某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条DNA单链上的胞嘧啶占该链碱基的比例为0%50%，D错误。故选：A。9、答案及解析：答案：D解析：人类已经培育出发绿色荧光的转基因小鼠，该小鼠就是导入了海蜇的绿色荧光蛋白基因，A错误；人类基因组计划需测定的染色体是24条，即22条常染色体+X染色体+Y染色体，B
17、错误；含有100对碱基的DNA分子最多有4100种，但4种碱基的数量确定的情况下，种类要比4100种少很多，C错误；DNA的多样性和特异性决定了蛋白质的多样性和特异性，进而体现出生物体的多样性和特异性，D正确。10、答案及解析：答案：D解析：假设A=T=X,则C=G=100-X,由于A和T之间有2个氢键,C和G之间有3个氢键,因此2X+3(100-X)=260,解得X=40.该DNA分子中含有嘌呤数是碱基总数的一半,即100个,假设该DNA分子复制n次,则(2n-1)100=1500,解得n=411、答案及解析：答案：C解析：A、由图可知，基因在染色体上呈线性排列，A正确；B、真核基因中包括编
18、码区和非编码区，编码区又包括外显子和内含子，其中只有外显子中的脱氧核苷酸序列能编码蛋白质，B正确；C、如含红宝石眼基因的片段缺失，则说明发生了染色体变异（缺失），C错误；D、基因中一个碱基对的替换会导致基因突变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会改变生物的性状，D正确故选：C12、答案及解析：答案：B解析：DNA分子的复制方式是半保留复制，所以I代细菌 DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N，A正确；II代细菌含15N的DNA分子有2个，占全部（4个）DNA分子的1/2，B 错误；1个含有14N的DNA分子，其相对分子质量为a，则每条 链的相对分子质量为a/2，l个含有15N的
19、DNA分子，其相对分子质量为b,则每条链相对分子质量为b/2，将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖三代，得到子三代共8 个DNA分子，这8个DNA分子共16条链，只有2条是含有 15N的，14条是含有14N的，因此总相对分子质量为b/22 + a/214 = 6+7a，所以每个DNA分子的平均相对分子质量为 (7a+6)/8，C正确；由于DNA分子的复制方式是半保留复制，不会有双l5N的DNA分子，即不会有重带，DNA分子离心后也不会同时得到轻、中、重三条带，D正确。13、答案及解析：答案：D解析：14、答案及解析：答案：（1）0 一脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一（2）解旋酶、DNA聚
20、合（3）老的H链和新的L链 6（4）Taq（耐高温的DNA聚合）解析：本题考查的是DNA分子复制的相关知识。（1）由题图可知，线粒体为环状双链DNA分子，所以动物细胞线粒体DNA分子含0个游离的磷酸基团，H链中相邻核苷酸的碱基通过一脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一连接起来。（2）复制过程中需要解旋酶、DNA聚合酶参与。（3）当一个复制周期完成时，由老的H链和新的L链构成的子代DNA分子滞后形成；DNA连续复制2次，最终形成4个环状DNA分子，由于DNA复制是半保留复制，所以最终完成2次复制共需要6个引物。（4）若在体外进行DNA分子扩增，则引物的化学本质是一段已知的DNA片段。一个标准的PCR反应系
21、统包括：DNA模板、引物、4种DNA复制的原料，还需要耐热的DNA聚合酶（如Taq 酶等）。15、答案及解析：答案：（1）实验思路：复制开始时，首先用含低放射性3H脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况。（其他答案合理即可）（2）预期实验结果和结论：若复制起点处银颗粒密度低，一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双向复制。（其他答案合理即可）解析：（1）依题意可知，该实验的目的是确定大肠杆菌DNA复制的方向。实
22、验原理是放射性越高的3H一胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（3H一脱氧胸苷），在放射性自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。3H一脱氧胸苷是DNA复制的原料；依据DNA的半保留复制，利用3H标记的低放射性和高放射性的脱氧胸苷使新形成的同一条DNA子链上出现低放射性区段和高放射性区段。利用放射性自显影技术，检测子链上银颗粒密度的高低及其分布来判断DNA复制的方向。综上分析可知，该实验思路为复制开始时，首先用含低放射性3H一脱氧胸苷的培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H一脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射性自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况。（2）依据实验思路可知，若DNA分子复制为单向复制，则复制起点处银颗粒密度低，远离复制起点的一侧银颗粒密度高。若DNA分子复制为双向复制，则复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高。
