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1、考点规范练19DNA分子的结构和复制基因是有遗传效应的DNA片段基础达标1.(2022广东卷)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是()赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制A.B.C.D.2.(2022广西柳州南宁联考)将1个不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状,碱基数目为n)放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养一段时间后,检测到上图所示的a、b 2种类型的DNA(注:以“”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。下
2、列叙述正确的是()A.第1次复制产生的DNA全为b类型B.第2次复制产生的DNA中有a、b两种类型,且比例为13C.若DNA含有x个胸腺嘧啶,则复制m次需要的胞嘧啶的数目为(2m-1)(n-x)/2个D.复制m次产生的含放射性的脱氧核苷酸链数为(2m+1-2)条3.未被标记的洋葱根尖细胞在含15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期,然后转入不含15N标记的培养液中继续培养至第二个细胞周期的分裂中期。下图能正确表示该细胞分裂中期的是(只考虑其中一条染色体上的DNA分子)()4.用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,则第
3、二次细胞分裂的后期,细胞中()A.染色体数目为20条,每个DNA分子都带有32P标记B.染色体数目为20条,仅10个DNA分子带有32P标记C.染色体数目为40条,每个DNA分子都带有32P标记D.染色体数目为40条,仅20个DNA分子带有32P标记5.某研究小组进行探究DNA复制方式的实验,结果如右图所示。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标记技术和密度梯度离心技术B.管是大肠杆菌在含14NH4Cl的培养液中培养的结果C.管中大肠杆菌的DNA都含14N/1
4、5ND.实验结果说明DNA分子的复制方式是半保留复制6.下列有关真核生物基因的说法,正确的是()基因是有遗传效应的DNA片段基因的基本单位是核糖核苷酸基因存在于细胞核、核糖体等结构中基因表达时会受到环境的影响基因在染色体上呈线性排列基因的分子结构首先由摩尔根发现A.B.C.D.7.右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聚合酶催化处化学键的形成C.该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)=2/3D.将该基因置于只含14N的培养液中复制3次后,含15N的DNA分子占1/88.下列关于双链
5、DNA分子结构的叙述,正确的是()A.某双链DNA分子含有500个碱基,可能的排列方式有4500种B.若质粒含有2 000个碱基,则该分子同时含有2个游离的磷酸基团C.某DNA分子内胞嘧啶占25%,则每条单链上的胞嘧啶占25%50%D.某DNA分子上有胸腺嘧啶312个,占总碱基的比例为26%,则该DNA分子上有鸟嘌呤288个能力提升1.右上图为某DNA分子的部分平面结构图,该DNA分子片段中含100个碱基对,40个胞嘧啶,则下列说法错误的是()A.与交替连接,构成了DNA分子的基本骨架B.是连接DNA单链上两个核糖核苷酸的磷酸二酯键C.该DNA复制n次,含母链的DNA分子只有2个D.该DNA复
6、制n次,消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为60(2n-1)个2.(2022广西桂林一模)真核细胞内某基因由5 000对脱氧核苷酸组成,其中碱基A占20%。下列说法正确的是()A.该基因中每个脱氧核糖上均连接着1个磷酸和1个含氮碱基B.该基因的一条脱氧核苷酸链中(C+G)(A+T)=32C.DNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸D.该基因由于某种原因丢失3对脱氧核苷酸,则发生的变异属于染色体变异3.下图中甲、乙表示物质部分片段,其中完整的乙中含有500个碱基,表示某种生理过程。下列说法正确的是()A.过程的模板是甲的a链,在DNA聚合酶的作用下合成乙B.若甲的a链中(G+T)/(A+C)=2/3,
7、则其b链中(G+T)/(A+C)=2/3C.若乙中C占26%,G占32%,则甲中胸腺嘧啶的比例是21%D.甲连续复制2次,需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数量是700个4.(2022辽宁丹东测试)真核细胞中DNA复制如下图所示。下列表述错误的是()A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则5.下图是某DNA分子的局部结构示意图,请据图回答问题。(1)写出图中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团。
8、(3)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使其分裂4次,该DNA分子也复制4次,则得到的子代DNA分子中,含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为。(4)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。6.科学家在研究DNA分子复制方式时提出了三种假说,如图甲(弥散复制:亲代双链被切成双链片段,而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板,新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”);图乙是采用同位素标记技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解。请分析并回答问题。甲乙(1)为说明b组DNA均分布于中密度带
9、,除了与组结果比较外,还需要另设一组:将细菌在含有的培养基中培养多代,提取DNA并离心。(2)b组结果支持假说。若将b组DNA双链分开再离心,结果为“轻”和“重”两条密度带,这一结果不支持假说,也可通过图乙中组的结果来排除该假说。(3)利用以上判断结果,若继续培养c组细菌,使其再繁殖一代,取样提取DNA并离心,与c组实验结果相比,密度带的不发生变化,密度带的DNA所占比例下降。答案：一、基础达标1.B赫尔希和蔡斯证明了DNA是遗传物质,才引起人们对DNA结构的探索。富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱以及查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量,为DNA双螺旋结构模型的构建提供了实验依据。DNA半保
10、留复制则是沃森和克里克在DNA双螺旋结构模型构建之后提出的,故符合题意。2.D因DNA复制为半保留复制,故第1次复制产生的DNA全为a类型;第2次复制产生的DNA中有a、b2种类型,且比例为11;该DNA碱基数目为n,若T为x个,则1个DNA分子中含有的C的数目是(n-2x)/2个,因此复制m次共需要C的数目为(2m-1)(n-2x)/2个;复制m次后,脱氧核苷酸链数为2m+1条,其中只有2条不含放射性,故含有放射性的脱氧核苷酸链数为(2m+1-2)条,D项正确。3.DDNA分子的复制方式为半保留复制,未被标记的洋葱根尖细胞放在含15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期后,每条
11、染色体的DNA上均有一条链有15N标记,一条链没有标记;移至不含15N标记的培养液中,经过DNA复制后,第二个细胞周期的分裂中期每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体的DNA上一条链含15N标记,一条链没有标记,而另一条单体的DNA上两条链均没有标记,与D项所示相符。4.DDNA的复制为半保留复制,子代DNA的2条链中有1条是亲代中的模板链。体细胞进行第一次分裂时,DNA复制所形成的每一条染色单体均含有亲代的DNA链,因此子一代细胞的每一条染色体的DNA都有一条32P标记的脱氧核苷酸链。第二次有丝分裂间期,DNA复制后,每一条染色体上都是1个染色单体有32P标记,1个染色单体无32P标记,有
12、丝分裂后期染色体加倍后,一半的染色体,即20个DNA分子带有32P标记。5.B中只有重密度带,说明中DNA的两条单链都含有15N,是大肠杆菌在含15NH4Cl的培养基中培养的结果。6.C基因的基本单位是脱氧核苷酸,错误;基因不存在于核糖体中,错误;基因的分子结构首先是由沃森和克里克提出的,错误。7.BDNA分子中含有A、G、C、T4种碱基,基因的特异性表现在碱基对的排列顺序上,A项错误。DNA聚合酶催化处化学键的形成,B项正确。该基因中T=A=20%,C=G=30%,则(C+G)/(A+T)=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DN
13、A分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)=3/2,C项错误。将该基因置于只含14N的培养液中复制3次后,含15N的DNA分子占2/23=1/4,D项错误。8.D某双链DNA分子含有500个碱基,可能的排列方式有4250种,A项错误。质粒是环状DNA分子,不含游离的磷酸基团,B项错误。某DNA分子内胞嘧啶占25%,则每条单链上的胞嘧啶占050%,C项错误。某DNA分子上有胸腺嘧啶312个,占总碱基的比例为26%,则该DNA分子上碱基总数为31226%=1200(个)。根据碱基互补配对原则,该DNA分子中有鸟嘌呤1200(50%-26%)=288(个),D项正确
14、。二、能力提升1.B是脱氧核糖,是磷酸,两者交替连接构成了DNA分子的基本骨架。是连接DNA单链上两个脱氧核糖核苷酸的磷酸二酯键,是鸟嘌呤脱氧核苷酸中连接磷酸和脱氧核糖的化学键。该DNA复制n次,得到2n个DNA,其中含有母链的DNA分子共2个。该DNA复制n次,消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数为(200-402)2(2n-1)=60(2n-1)(个)。2.B该基因中大多数脱氧核糖上均连接着2个磷酸和1个含氮碱基,A项错误。该基因中T=A=20%,C=G=30%,因此(C+G)(A+T)=32,根据碱基互补配对原则,该基因的两条单链中(C+G)(A+T)均为32,B项正确。解旋酶作用于碱基对之间的氢键,
15、使DNA双链结构打开,形成单链,但不能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸,C项错误。该基因由于某种原因丢失3对脱氧核苷酸,则发生的变异属于基因突变,D项错误。3.C图中过程表示转录,根据碱基互补配对原则可知,过程的模板是甲的a链,在RNA聚合酶的作用下合成乙,A项错误。DNA分子双链之间碱基互补配对,若甲的a链中(G+T)/(A+C)=2/3,则其b链中(G+T)/(A+C)=3/2,B项错误。若乙中C占26%,G占32%,则乙中(A+U)=1-26%-32%=42%,从而推出甲中a链上(T+A)占a链的42%,由于b链上T的数量=a链上A的数量,则整个DNA分子中胸腺嘧啶的比例是21%,C项正确
16、。由于题干未给DNA中碱基比例,不知道DNA分子中胞嘧啶的数量,故无法计算甲连续复制2次,需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量,D项错误。4.C多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成,提高复制效率,A项正确。DNA的复制方式为半保留复制,每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代,B项正确。解旋酶破坏碱基对之间的氢键,使DNA双链解旋,DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成,C项错误。碱基对之间严格遵循碱基互补配对原则,保证遗传信息准确地从亲代DNA传向子代DNA,D项正确。5.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片段(2)42(3)18(4)15(a/2)-m解析(1)能与G互
17、补配对,因此是胞嘧啶;为脱氧核糖;为磷酸基团;所含有的碱基(即图中的)为胸腺嘧啶,因此所示结构的中文名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸;是由若干脱氧核苷酸连接而成的一条脱氧核苷酸链片段。(2)图中DNA片段中有4个碱基对,由2条链组成,每条链有1个游离的磷酸基团,所以该DNA分子应有2个游离的磷酸基团。(3)1个两条链都含有14N的DNA分子,以15N标记的脱氧核苷酸为原料,经4次复制后,共产生16个子代DNA分子(24=16);依据DNA分子半保留复制的特点,在这16个DNA分子中,含14N的有2个,含15N的有16个,因此二者的比例为216=18。(4)由题意可知,该DNA分子中A+T+G+C=a,
18、其中A=m。依据碱基互补配对原则可推知,A=T=m,C=G=(a-m-m)2=(a/2)-m(个)。若该DNA分子复制4次,则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数=(24-1)(a/2)-m=15(a/2)-m(个)。6.答案(1)a14N(2)半保留复制和弥散复制弥散复制c(3)种类(数量和位置)中解析(1)为说明b组DNA均分布于中密度带,除了与a组结果比较外,还需要另设一组:将细菌在含有14N的培养基中培养多代,提取DNA并离心。(2)若细菌DNA分子的两条链都是15N,转入含14N的培养基中复制一次,无论DNA分子是半保留复制还是弥散复制,结果都只在中带位置。若将b组DNA双链分开再离心,结果为“轻”和“重”两条密度带,这一结果不支持弥散复制假说,因为弥散复制时DNA双链分开再离心,结果仍全为中密度带,也可通过图乙中c组的结果来排除该假说。(3)根据DNA分子的半保留复制,若继续培养c组细菌,使其再繁殖一代,取样提取DNA并离心,与c组实验结果相比,密度带的种类(数量和位置)不发生变化,只是中密度带的DNA所占比例下降,轻密度带的DNA所占比例上升。