1、1课时检测(二十二) 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，有 AGTC。2下列关于 DNA 复制的叙述，正确的是( )ADNA 复制时，严格遵循
2、 AU、CG 的碱基互补配对原则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，A 错误；DNA 是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的，B 正确；DNA 分子边解旋边复制，C 错误；脱氧核苷酸必须在 DNA 聚合酶的作用下才能连接形成子链，D 错误。3(2018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
3、 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。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(2018郑州质检)关于下图中 DNA 分子片段及其转录的说法错误的是( )A将此 DNA 放在含 14N 的培养液中复制 2 代，则子代中含 15N
4、的 DNA 占全部 DNA 的1/2B若处的碱基对改变导致基因突变，不一定会导致性状改变C此过程需要 RNA 聚合酶2DDNA 两条链上的(GC)/(AT)互为倒数关系解析：选 D DNA 的复制特点是半保留复制，将此 DNA 放在含 14N 的培养液中复制 2 代，则子代中含 15N 的 DNA 占全部 DNA 的 1/2，A 正确；密码子具有简并性，若处的碱基对改变导致基因突变，不一定会导致性状改变，B 正确；转录过程需要 RNA 聚合酶，C 正确；DNA 两条链上的(GC)/(AT)相等，D 错误。5生物分子间特异性结合的性质广泛用于科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质DNA 复合体”获
5、得 DNA 片段信息的过程图。下列相关叙述错误的是( )A过程的酶作用于磷酸二酯键B如图所示，过程两种酶的作用体现了生物分子特异性结合的特点C若该“蛋白质DNA 复合体”是染色体片段，则不可能存在于原核细胞的拟核中D如果复合体中的蛋白质为 RNA 聚合酶，则其识别结合的序列是 mRNA 的起始密码解析：选 D DNA 酶作用的部位是 DNA 中的磷酸二酯键，A 正确。蛋白酶作用的部位是肽键；过程中的酶体现了酶分子与底物分子特异性结合的特点，B 正确。原核细胞中没有染色体，C 正确。RNA 聚合酶识别和结合在基因的启动子上，驱动基因转录，不能识别mRNA 中的起始密码，D 错误。6双脱氧核苷酸常
6、用于 DNA 测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与 DNA 的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA 合成时，在 DNA 聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为 GTACATACATG 的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和 4 种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有( )A2 种 B3 种C4 种 D5 种解析：选 D 由题干分析可知，题中所给的单链模板中含有 4 个“A” ，其中每个“A”均可能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对，当单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对时子链延伸终止，因此当单
7、链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对时会有 4 种不同长度的子链；若单链模板上的“A”只与脱氧核苷酸结合，以该单链为模板合成出的子链只有 1 种，综上所述，以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有 5 种。7如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是( )3A图甲所示过程主要发生在细胞核内，图乙所示过程主要发生在细胞质内B图中催化图甲、乙所示两过程的酶 1、酶 2 和酶 3 是相同的C图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸D图丙中 a 链为模板链，b 链为转录出的子链解析：选 D 图甲是 DNA 的复制，图乙是转录
8、，都以 DNA 作为模板，所以都主要发生在细胞核内，A 项错误。催化 DNA 复制的酶有解旋酶和 DNA 聚合酶等，催化转录的酶有 RNA聚合酶等，B 项错误。图丙中有两种单糖、五种碱基、八种核苷酸，C 项错误。图丙中 a 链含有 T，是 DNA 的模板链，b 链含有 U，是转录形成的 RNA 链，D 项正确。8(2016全国卷)某种物质可插入 DNA 分子两条链的碱基对之间，使 DNA 双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( )A随后细胞中的 DNA 复制发生障碍B随后细胞中的 RNA 转录发生障碍C该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D可推测该物质对癌
9、细胞的增殖有抑制作用解析：选 C 在 DNA 分子的复制和转录过程中，DNA 分子都需要先将双链解开，加入该物质后 DNA 分子双链不能解开，故细胞中的 DNA 复制和 RNA 转录都会发生障碍。因 DNA 复制发生在细胞分裂间期，故该物质阻断的是分裂间期 DNA 分子的复制过程，从而将细胞周期阻断在分裂间期。癌细胞的增殖方式是有丝分裂，其分裂过程中可发生 DNA 复制和转录，加入该物质会阻碍这两个过程，从而抑制癌细胞的增殖。9假设一个双链均被 32P 标记的噬菌体 DNA 由 5 000 个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的 20%。用这个噬菌体侵染只含 31P 的大肠杆菌，共释放出 100
10、 个子代噬菌体。下列叙述正确的是( )A该过程至少需要 3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C含 32P 与只含 31P 的子代噬菌体的比例为 149D该 DNA 发生突变，其控制的性状即发生改变解析：选 C 该 DNA 分子中含有鸟嘌呤个数为 5 0002(50%20%)3 000(个)，产生 100 个子代噬菌体至少需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为 3103992.9710 5(个)；噬菌体以自身的 DNA 分子作为模板进行增殖；子代噬菌体中含 32P 的有 2 个，只含 31P 的有98 个，其比例为 149；DNA 分子发生突变，改变的密码子所对应的氨基酸可能
11、不变，其性状不发生改变。10某科研小组利用电子显微镜研究 DNA 的复制时，根据观察到的现象绘制出下图，下列相关叙述正确的是( )4A图中的“标记”最可能指放射性同位素 35SB由图可知，DNA 进行双向复制C已知复制起点中氢键较少，所以该部位中 G 和 C 较多D若将复制起点彻底水解，可获得 4 种化合物解析：选 B DNA 分子的组成元素包括 C、H、O、N、P，S 不是其组成元素，A 错误；由图可知，在复制起点两侧均表现为高密度标记，说明两侧同时开始复制，即双向复制，B 正确；在双链 DNA 中，A 和 T 之间有 2 个氢键，G 和 C 之间有 3 个氢键，因此，由复制起点中氢键较少可
12、推知 A 和 T 较多，C 错误；将复制起点(DNA 片段)彻底水解后，可获得 4 种碱基、磷酸和脱氧核糖，共有 6 种化合物，D 错误。11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，可以确定该病毒的遗传物
13、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。12将 15N 标记的大肠杆菌(其 DNA 经密度梯度离心后如甲图)，转至以 14NH4Cl 为唯一氮源的培养液中培养，每 20 分钟繁殖一代，收集并提取 DNA，进行密度梯度离心，如图为离心结果模拟图。已知大肠杆菌 DNA 中胞嘧啶个数为 X。下列有关叙述正确的是( )A繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数B乙是转入 14N 培养基中复制
14、一代的结果C出现丙结果至少需要 40 分钟D出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为 4X5解析：选 A DNA 分子中嘌呤数等于嘧啶数，故繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数，A 正确；转入 14N 培养基中复制一代的结果是产生 2 倍的 DNA，且均为一条链为 14N，另一条链为 15N，对应图丙，B 错误；据 B 选项分析可知，出现丙结果至少需要 20 分钟，C 错误；转入 14N 培养基中复制二代的结果是产生 4 倍的 DNA，其中 15N 标记的只有 2 倍的 DNA(一条链为 14N，另一条链为 15N)，其余的 2 倍的 DNA 均为 14N 标记，对应图丁，出现丁结果至少需要游离
15、的胞嘧啶脱氧核苷酸为 3X，D 错误。二、非选择题13(2018河南八校质检)如图是 DNA 双螺旋结构模型的建构过程图解(15)，请据图探讨相关问题。(1)物质 1 是构成 DNA 的基本单位，与 RNA 的基本单位相比，两者成分方面的差别是_。(2)催化形成图 2 中的磷酸二酯键的酶是_。(3)RNA 病毒相比 DNA 病毒更容易发生变异，请结合图 5 和有关 RNA 的结构说明其原因：_。解析：(1)DNA 的基本单位与 RNA 的基本单位相比，主要区别是 DNA 基本单位中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是 T，而 RNA 基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是 U。(2)图2 是由 D
16、NA 分子的基本单位脱氧核苷酸经脱水缩合形成的脱氧核苷酸链，形成脱氧核苷酸链过程中有磷酸二酯键生成，其需要 DNA 聚合酶催化。(3)DNA 分子是双螺旋结构，其结构稳定性较强，RNA 分子是单链结构，其结构稳定性较差，所以 RNA 病毒比 DNA 病毒更容易发生变异。答案：(1)物质 1 中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是 T，而 RNA 基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是 U (2)DNA 聚合酶 (3)DNA 的双螺旋结构较 RNA 单链结构更稳定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6结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问
17、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
18、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
19、 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色体均用 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(2018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
20、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。7(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
21、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 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，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，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，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，符合题图中 B 和 C。答案：(1)同位素示踪法 分生 DNA (2)B B 和 C
