1、1课下达标检测（二十） DNA 分子的结构、复制与基因的本质一、选择题1下列关于 DNA分子结构的叙述，正确的是( )A组成 DNA分子的核糖核苷酸有 4种B每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基C双链 DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的D双链 DNA分子中，ATGC解析：选 C DNA 分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸；位于 DNA分子长链结束部位的脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基；双链 DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的；双链 DNA分子中，根据碱基互补配对原则，AGTC。2下列关于 DNA复制的叙述，正确的是( )ADNA 复制时，严格遵循 AU、CG 的碱基
2、互补配对原则BDNA 复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板CDNA 分子全部解旋后才开始进行 DNA复制D脱氧核苷酸必须在 DNA酶的作用下才能连接形成子链解析：选 B DNA 复制时，严格遵循 AT、CG 的碱基互补配对原则；DNA 是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的；DNA 分子边解旋边复制；脱氧核苷酸必须在 DNA聚合酶的作用下才能连接形成子链。3(2019武汉模拟)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是( )A在 DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基B基因是具有遗传效应的 DNA片段，一个 DNA分子上可含有成百上千个基因C一个基因含有许
3、多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D染色体是 DNA的主要载体，一条染色体上含有一个或两个 DNA分子解析：选 A 在 DNA分子中，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基；基因是具有遗传效应的 DNA片段，一个 DNA分子含有许多个基因；脱氧核苷酸的特定排列顺序使基因具有特异性；染色体是 DNA的主要载体，DNA 复制前一条染色体含一个 DNA分子，DNA复制后一条染色体含两个 DNA分子。4下图为某 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( )2A与交替连接，构成了 DNA分子的基本骨架B是连接
4、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复制 n次，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为 60(2n1)个解析：选 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化学键，是鸟嘌呤脱氧核糖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，其中含母链的 DNA分子共有 2个；该 DNA复制 n次，消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数为(200402)2(2 n1)60(2 n1)。520 世纪 50年代初，查哥夫对多种生物 DNA做了碱基定量分析，发现(AT)/(CG)
5、的比值如表。结合所学知识，你认为能得出的结论是( )DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾(AT)/(CG) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43A猪的 DNA结构比大肠杆菌的 DNA结构更稳定一些B小麦和鼠的 DNA所携带的遗传信息相同C小麦 DNA中(AT)的数量是鼠 DNA中(CG)数量的 1.21倍D同一生物不同组织的 DNA碱基组成相同解析：选 D 大肠杆菌 DNA中(AT)/(CG)的比值小于猪的，说明大肠杆菌 DNA所含CG 碱基对的比例较高，而 CG 碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌的 DNA结构稳定性高于猪的；虽然小麦和鼠的 DNA中(AT)/
6、(CG)比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同；同一生物的不同组织所含 DNA的碱基序列是相同的，因此 DNA碱基组成也相同。6下图为 DNA片段 1经过诱变处理后获得 DNA片段 2，而后 DNA片段 2经过复制得到DNA片段 3的示意图(除图中变异位点外不考虑其他位点的变异)。下列叙述正确的是( )A在 DNA片段 3中同一条链上相邻碱基 A与 T通过两个氢键连接B理论上 DNA片段 3的结构比 DNA片段 1的结构更稳定CDNA 片段 2至少需要经过 3次复制才能获得 DNA片段 3DDNA 片段 2复制 n次后，可获得 2n1 个 DNA片段 1解析：选 D DNA 中同一条脱氧
7、核苷酸链上相邻碱基 A与 T通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”进行连接；理论上 DNA片段 3中氢键数目比 DNA片段 1少，故其结构不如DNA片段 1稳定；DNA 片段 2经过 2次复制即可获得 DNA片段 3；DNA 片段 2复制 n次后，获得的 DNA片段 1所占的比例为 1/2，即 2n1 个。7(2019盐城模拟)若将处于 G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含 3H标记的胸腺嘧啶3脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是( )A每条染色体中的两条染色单体均含 3HB每个 DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含 3HC每个 DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含 3HD所有染色体的
8、DNA分子中，含 3H的脱氧核苷酸链占总链数的 1/4解析：选 A 若将处于 G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在间期的 S期时 DNA复制一次，所以细胞第一次分裂完成后得到的 2个子细胞都是每一条染色体的 DNA都只有 1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含 3H标记；第二次分裂中期，1/2 的 DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H,1/2的 DNA分子一条脱氧核苷酸链含 3H；所有染色体的 DNA分子中，含 3H的脱氧核苷酸链占总链数的 3/4。8在研究解旋酶在 DNA复制过程中的作用机制时，科研人员发现，随着解旋酶的移动和
9、双链的打开，DNA 链中的张力变小了。下列相关分析错误的是( )A解旋酶可能位于 DNA双链叉状分离的位置B减小 DNA链中的张力可能有助于 DNA进行自我复制C在 DNA双链被打开的过程中不需要外界提供能量D解旋酶缺陷的发生可能与多种人类疾病的产生有关解析：选 C 解旋酶常常依赖于单链的存在，并能识别复制叉的单链结构，因此解旋酶可能位于 DNA双链叉状分离的位置；随着解旋酶的移动和双链的打开，DNA 链中的张力变小，因此减小 DNA链中的张力可能有助于 DNA进行自我复制；在 DNA双链被打开的过程中需要 ATP的水解来提供能量；解旋酶用于打开 DNA中的氢键，解旋酶缺陷就无法将氢键打开，D
10、NA 无法复制，使人类产生多种疾病。9.现已知基因 M含有碱基共 N个，腺嘌呤 n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是( )A基因 M共有 4个游离的磷酸基，氢键数目为(1.5 N n)个B如图 a可以代表基因 M，基因 M的等位基因 m可以用 b表示；a 链含有 A的比例最多为 2n/NC基因 M的双螺旋结构，脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架D基因 M和它的等位基因 m含有的碱基数可以不相等解析：选 D 基因 M的每一条链有 1个游离的磷酸基，故有 2个游离的磷酸基，氢键数为(1.5 N n)个；基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中 a和 b共同组成基因 M；双螺旋结构中脱
11、氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架；等位基因是基因突变产生的，基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，基因 M和它的等位基因 m的碱基数或排列顺序可以不同。410分析某病毒的遗传物质，其成分如下：碱基种类 A C G T碱基浓度(%) 36 24 18 22据此，下列推测错误的是( )A该病毒的遗传物质不是双链 DNAB该病毒的遗传信息流动过程不遵循中心法则C以该病毒 DNA为模板，复制出的 DNA不是子代病毒的遗传物质D该病毒 DNA的突变频率较高解析：选 B 该病毒的核酸中含有碱基 T，说明该病毒的遗传物质是 DNA，根据该 DNA分子中碱基 A和 T、C 和 G的数量不相等
12、，可以确定该病毒的遗传物质为单链 DNA；该病毒的遗传信息流动过程遵循中心法则；以该病毒 DNA为模板复制出的是与其碱基序列互补的DNA单链，与病毒 DNA的碱基序列并不相同，因此复制出的 DNA不是子代病毒的遗传物质；该病毒 DNA是单链结构，其结构不稳定，容易发生突变。11.某基因( 14N)含有 3 000个碱基，腺嘌呤占 35%。若该 DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制 3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙结果。下列有关分析正确的是( )AX 层全部是仅含 14N的基因BW 层中含 15N
13、标记的胞嘧啶 6 300个CX 层中含有氢键数是 Y层的 1/3DW 层与 Z层的核苷酸数之比是 14解析：选 C X 层应全部是含 14N15N的基因，W 层中含 15N标记的胞嘧啶数为 3 000(1235%)262 700(个)；复制得到的 DNA分子与亲代 DNA分子的碱基序列相同，则两者的氢键数也应该是相等的，X 层有 2个 DNA，Y 层有 6个 DNA，故 X层与 Y层的氢键数之比为 13；W 层与 Z层的核苷酸数之比应为 31。12某长度为 1 000个碱基对的双链环状 DNA分子，其中含腺嘌呤 300个，该 DNA分子复制时，1 链首先被断开形成 3、5端口，接着 5端与 2
14、链发生分离，随后 DNA分子以 2链为模板，通过滚动从 1链的 3端开始延伸子链，同时还以分离出来的 5端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )5A该过程是从两个起点同时进行的，1 链中的碱基数目多于 2链B若该 DNA连续复制 3次，则第三次共需鸟嘌呤 4 900个C复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制D该环状 DNA通常存在于细菌、酵母菌等原核细胞中解析：选 C 双链 DNA分子的两条链是严格按照碱基互补配对原则形成的，所以 1链和 2链均含 1 000个碱基，两者碱基数目相同；根据碱基互补配对原则(AT、GC)，DNA分子含腺嘌呤 300个，所以胸腺嘧啶
15、也为 300个，则胞嘧啶和鸟嘌呤均为 700个，在第三次复制过程中，DNA 分子数由 4个增加到 8个，即第三次新合成 4个 DNA分子，故需鸟嘌呤 70042 800(个)；根据题意可知，复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制；酵母菌细胞是真核细胞。二、非选择题13请回答下列与 DNA分子的结构和复制有关的问题：(1)DNA分子复制的时间是_，一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠_连接。(2)在 DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表 A和 G，用另一种长度的塑料片代表 C和 T，那么由此搭建而成的 DNA双螺旋的整条模型粗细_，原因是_。(3)DNA分子经过诱变，某位点上的一个正
16、常碱基(P)变成了尿嘧啶，该 DNA连续复制两次，得到的 4个子代 DNA分子相应位点上的碱基对分别为 UA、AT、GC、CG，推测“P”可能是_。(4)7乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某 DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的 30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被 7乙基化，该 DNA分子正常复制产生两个 DNA分子，其中一个 DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的 45%，另一个 DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为_。(5)请你在下面框图中画出某亲本双链 DNA分子连续复制两次后的产物模式图。解析：(1)DNA 分子复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。一条脱氧
17、核苷酸链上相邻的碱基靠“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。(2)A、G 都为嘌呤碱基，C、T 都为嘧啶碱基，根据碱基互补配对原则，一条链中嘌呤碱基只能和另一条链中的嘧啶碱基互补配对，故搭建成的 DNA模型粗细相同。(3)突变后是 U，则以突变的单链为模板两次复制后形成 2个 DNA分子，其相应位点上的碱基为 UA、AT。另外一条未突变单链两6次复制后形成 2个 DNA分子，其相应位点上的碱基是 GC、CG。所以 P点正常碱基可能是 G或 C。 (4)据 DNA分子中的 A占 30%，可知 T占 30%，C 占 20%，G 占 20%。当其中的 G全部被 7乙基化后，新复制的两个 DNA分子中 G的比
18、例不变，仍为 20%。(5)DNA 复制为半保留复制，因此在第二次复制形成的 4个 DNA分子中，其中 2个 DNA分子是亲本链和第二次复制子链形成的，另 2个 DNA分子是第一次复制子链和第二次复制子链形成的。答案：(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 脱氧核糖磷酸脱氧核糖 (2)相同 嘌呤必定与嘧啶互补配对 (3)胞嘧啶或鸟嘌呤 (4)20% (5)如图14荧光原位杂交可用荧光标记的特异 DNA片段为探针，与染色体上对应的 DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：(1)DNA荧光探针的制备过程如图 1所示，DNA 酶随机切开了核苷酸之间的_键从而产生切口，随后
19、在 DNA聚合酶作用下，以荧光标记的_为原料，合成荧光标记的 DNA探针。(2)图 2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使 DNA双链中_键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照_原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有_条荧光标记的 DNA片段。(3)A、B、C 分别代表不同来源的一个染色体组，已知 AA和 BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其 F1有丝分裂中期的细胞中可观察到_个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到_个荧光点。解析：(1)从
20、图中可以看出，DNA 酶可将 DNA切割成若干片段，故其作用类似于限制酶，即可以使脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。DNA 探针的本质是荧光标记的 DNA片段，其基本单位是脱氧核苷酸。(2)由图可知，高温可以使双链 DNA分子中的氢键断裂形成 DNA单链，DNA 探针的单链与染色体中特定基因的 DNA单链重新形成杂交的双链 DNA分子，此时互补的双链的碱基间应遵循碱基互补配对原则，而一条染色体的两条染色单体上共有两个双链 DNA分子，氢键断裂后可形成 4条 DNA单链，所以与探针杂交后最多有 4个荧光点。(3)甲、乙杂交所得的 F1的染色体组为 AABC，假设染色体组 A、B 中可被荧光标记的染
21、色体7均用 a表示，则在有丝分裂中期细胞中有 3个 a，故可观察到 6个荧光点；在减数第一次分裂后期，AA 中的染色体可平均分配，但是 B、C 中的染色体因不能联会而随机分配，形成的两个子细胞中分别含有 1个 a和 2个 a，所以可分别观察到 2个和 4个荧光点。答案：(1)磷酸二酯 脱氧核苷酸 (2)氢 碱基互补配对 4 (3)6 2 和 415(2019海口摸底)在研究 DNA复制机制的过程中，为验证 DNA分子的半保留复制方式，研究者以蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：步骤：将蚕豆根尖置于含放射性 3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间。步骤：取出根尖，洗净后转移至不含放射
22、性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布。(1)本实验最主要的研究方法称为_。实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的_区，步骤的目的是标记细胞中的_分子。(2)若第一个细胞周期的检测结果是每条染色体的姐妹染色单体都具有放射性，如图 A所示。第二个细胞周期的放射性检测结果符合图中的_(填字母)，且第三个细胞周期的放射性检测结果符合图中的_(填字母)，说明 DNA分子的复制方式为半保留复制。中期的染色体示意图(深色代表染色单体具有放射性)解析：(1)根据步骤中“将蚕豆根尖置于含放射性 3H
23、标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间” ，可以确定本实验最主要的研究方法是同位素示踪法。用蚕豆根尖进行实验时，DNA 复制发生在具有细胞周期的细胞的分裂间期，因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区；胸腺嘧啶是合成 DNA的原料之一，因此步骤的目的是标记细胞中的 DNA分子。(2)图 A中每条染色体的姐妹染色单体均含有放射性，图 B中每条染色体的姐妹染色单体中只有一条含有放射性，图 C中每条染色体的姐妹染色单体均不含放射性。DNA 分子的复制为半保留复制，第一个细胞周期，DNA 复制后每个 DNA分子中只有一条链含有放射性，第二个细胞周期，每个 DNA分子复制后形成两个 DNA分子，一个DNA分子含有放射性，另一个 DNA分子不含放射性，则放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条染色单体含有放射性，另一条染色单体不含放射性，符合题图中B；同理可知，第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条染色单体含有放射性，另一条染色单体不含放射性，符合题图中 B和 C。8答案：(1)同位素示踪法 分生 DNA (2)B B 和 C
