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專題19 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復制及基因是有遺傳效應的DNA片段 1．某雙鏈DNA分子中含有200個堿基，一條鏈上A:T:G:C＝1:2:3:4，則該DNA分子 (　　) A．四種含氮堿基A:T:G:C＝3:3:7:7 B．連續(xù)復制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個 C．堿基排列方式共有4100種 D．含有4個游離的磷酸基 答案　A 2．經(jīng)檢測得知，一雙鏈DNA分子中鳥嘌呤的數(shù)目為x，其占堿基總數(shù)量的比例是y，以下推斷正確的是 (　　) A．與鳥嘌呤互補的堿基比例是1－y B．該DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是x/y C．該DNA分子的堿基之間的氫鍵數(shù)是x(1＋2/y) D．與鳥嘌呤不互補的堿基數(shù)目是x(1－2y)/y 答案　D 解析　由題意可知，G、C所占比例都為y，數(shù)量都為x；A、T所占比例都為1/2－y，數(shù)量都為(x/y－2x)/2＝(x/2y)－x。與鳥嘌呤互補的堿基比例是y；該DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是1；G、C之間有三個氫鍵，A、T之間有兩個氫鍵，該DNA分子的堿基之間的氫鍵數(shù)是3x＋2(x/2y－x)＝x＋x/y；A、T與鳥嘌呤不互補，其數(shù)目為x(1－2y)/y。 3．DNA是以半保留方式進行復制的，如果放射性完全標記的1個雙鏈DNA分子在無放射性標記的溶液中復制兩次，那么所產(chǎn)生的4個DNA分子的特點是 (　　) A．部分DNA分子含有放射性 B．全部DNA分子含有放射性 C．所有分子的一條鏈含有放射性 D．所有分子的兩條鏈都沒有放射性 答案　A 解析　由題意可知，由放射性完全標記的1個雙鏈DNA分子復制兩次所形成的4個DNA分子中，兩個DNA分子的兩條鏈都沒有放射性，另兩個DNA分子含有放射性，且都是一條鏈含有放射性，另一條鏈無放射性。 4．DNA分子片段復制的情況如下圖所示，圖中a、b、c、d表示脫氧核苷酸鏈的片段。如果沒有發(fā)生變異，下列說法錯誤的是 (　　) A．b和c的堿基序列可以互補 B．a(chǎn)和c的堿基序列可以互補 C．a(chǎn)中(A＋T)/(G＋C)的值與b中(A＋T)/(G＋C)的值相同 D．a(chǎn)中(A＋G)/(T＋C)的值與d中(A＋G)/(T＋C)的值不能確定是否相同 答案　B 解析　因a與d的堿基序列可以互補，故b和c的堿基序列可以互補，A項正確；a與d的堿基序列可以互補，c與d的堿基序列可以互補，故a和c的堿基序列相同，B項錯誤。 5．已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%。其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的 (　　) A．32.9%和17.1% B．31.3%和18.7% C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9% 答案　B 6．某噬菌體中的DNA分子含有800個堿基對，其中含有600個堿基A。該噬菌體侵入大腸桿菌后增殖了若干代，共消耗大腸桿菌細胞內(nèi)的鳥嘌呤脫氧核苷酸6 200個，該噬菌體已經(jīng)增殖了 (　　) A．4代 B．5代　　　 C．6代　　　 D．7代 答案　B 解析　該噬菌體的DNA分子中含有800個堿基對，即1 600個堿基。在雙鏈DNA分子中，A＝T＝600(個)，G＝C＝(1 600－6002)/2＝200(個)。噬菌體增殖代數(shù)與DNA復制次數(shù)是一致的。DNA連續(xù)復制后，消耗細菌內(nèi)的鳥嘌呤脫氧核苷酸(含G的脫氧核苷酸)6 200個，即生成了DNA分子6 200/200＋1＝32(個)，故完成了5次復制。 7．雙脫氧核苷酸常用于DNA測序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相似，能參與DNA 的合成，且遵循堿基互補配對原則。DNA合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4中脫氧核苷酸，則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有 (　　) A．2種 B．3種　　　 C．4種　　　 D．5種 答案　D 解析　本題考查DNA的結(jié)構(gòu)和復制，屬于對理解層次的考查。由T和A配對和在該模板上共有4個腺嘌呤，可推出正常情況下，新形成子鏈上共有4個腺嘌呤；胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸可能與模板上的第1、2、3、4個腺嘌呤脫氧核苷酸進行配對而使復制在相應的部位終止；也可能不與任何一個配對，DNA正常復制，所以總共能形成5種不同長度的子鏈。 8．若兩條脫氧核苷酸鏈都被32P標記的DNA分子的分子量是M，兩條脫氧核苷酸鏈都不被32P標記的DNA的分子量為N?，F(xiàn)將含32P標記的DNA的細菌放在不含32P的培養(yǎng)基上讓其分裂a次，則子代細菌的DNA的平均相對分子質(zhì)量是 (　　) A. B. C. D. 答案　B 解析　細菌分裂a次則DNA復制a次，產(chǎn)生的子代DNA總數(shù)為2a，因其復制符合半保留復制的特點，所以其2a個DNA分子的總相對分子質(zhì)量為(2a－2)N＋2＝N(2a－1)＋M。 9．如圖表示DNA復制的過程，結(jié)合圖示分析下列有關敘述錯誤的是 (　　) A．DNA復制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開 B．DNA分子的復制具有雙向復制的特點 C．從圖示可知，DNA分子具有多起點復制的特點，縮短了復制所需的時間 D．DNA分子的復制需要DNA聚合酶催化合成子鏈 答案　C 10．某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關系圖，下列正確的是 (　　) 答案　C 解析　本題考查DNA組成中有關堿基數(shù)目的計算及識圖。設該單鏈中四種堿基含量分別為A1、T1、G1、C1，其互補鏈中四種堿基含量為A2、T2、C2、G2，DNA分子中四種堿基含量A、T、G、C。由堿基互補配對原則可知(A＋C)/(T＋G)＝1，A曲線應為水平，A錯誤；(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)，B曲線應為雙曲線的一支，B錯誤；(A＋T)/(G＋C)＝(A1＋A2＋T1＋T2)/(G1＋G2＋C1＋C2)＝(A1＋T1)/(G1＋C1)，C項正確；(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(T2＋A2)/(C2＋G2)，D錯誤。 11．用32P標記玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的后期，一個細胞中被32P標記的染色體數(shù)是 (　　) A．0條　　 B．10條　 C．20條　 D．40條 答案　C 由圖可知，第二次細胞分裂后期，一條染色體的著絲點分裂后形成的兩條子染色體，一條被標記(其實質(zhì)是該染色體的DNA分子上有一條鏈被標記)，另一條未被標記，各占一半。由于有絲分裂過程中每條染色體的變化都相同，玉米體細胞中含20條染色體，在第二次分裂后期，一個玉米細胞中共有40條染色體，則被標記的染色體是20條，答案選C項。 12．如圖是果蠅染色體上的白眼基因示意圖，下列敘述不正確的是(　　) A．白眼基因片段中，含有成百上千個脫氧核糖核苷酸 B．S基因是有遺傳效應的DNA片段 C．白眼基因與其他基因的區(qū)別是堿基的種類不同 D．白眼基因與紅眼基因的區(qū)別是部分堿基對的不同 答案：C 13．下圖是關于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)敘述正確的是(　　) A．①表示胸腺嘧啶脫氧核苷酸 B．每個磷酸均連接著兩個脫氧核糖 C．DNA復制時，解旋酶斷裂的是③處的化學鍵 D．該片段中堿基C和G的比例越大，該DNA熱穩(wěn)定性越高 解析：①是由一個脫氧核苷酸的脫氧核糖、胸腺嘧啶與另一個脫氧核苷酸的磷酸基團的構(gòu)成，不能表示胸腺嘧啶脫氧核苷酸，A錯誤；位于每條鏈首端的磷酸只連接著一個脫氧核糖，B錯誤；DNA復制時，解旋酶斷裂的是②處的氫鍵，C錯誤；含有的氫鍵數(shù)量越多的雙鏈DNA分子的熱穩(wěn)定性越高，在一個雙鏈DNA分子中，堿基對G與C之間有三個氫鍵，A與T間有兩個氫鍵，因此在圖示的片段中，堿基C和G的比例越大，該DNA熱穩(wěn)定性越高，D正確。 答案：D 14．下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，不正確的是(　　) A．基因一定位于染色體上 B．基因在染色體上呈線性排列 C．四種脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序決定了基因的多樣性和特異性 D．一條染色體上含有1個或2個DNA分子 解析：基因是具有遺傳效應的DNA片段，DNA不一定位于染色體上，因此基因不一定位于染色體上，故A錯誤。 答案：A 15．下列關于DNA分子結(jié)構(gòu)與復制的說法，正確的是(　　) A．DNA分子的差異造成了肺炎雙球菌S型菌與R型菌致病性的差異 B．DNA分子中每個磷酸基團都連接2個脫氧核糖 C．減數(shù)分裂過程中發(fā)生交叉互換一般不會導致DNA分子結(jié)構(gòu)的改變 D．邊解旋邊復制是保證親代與子代DNA遺傳信息傳遞準確性的關鍵 答案：A 16．下圖為真核細胞DNA復制過程的模式圖。據(jù)圖分析，下列相關敘述，錯誤的是(　　) A．由圖示可知，DNA分子復制的方式是半保留復制 B．DNA解旋酶能使雙鏈DNA解開，且需要消耗ATP C．圖中引物與相應DNA片段結(jié)合符合堿基互補配對原則 D．DNA在復制過程中，先全部解旋，后復制 解析：由圖示可知，新合成的DNA分子中都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此復制的方式是半保留復制，A正確；解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵，使雙鏈DNA解開，需要消耗ATP，B正確；圖中引物與相應DNA片段結(jié)合符合堿基互補配對原則，C正確；DNA在復制過程中，邊解旋邊進行半保留復制，D項錯誤。 答案：D 17．某生物細胞內(nèi)有一對同源染色體，如圖所示(a與a′、b與b′為姐妹染色單體，著絲點分裂后成為子染色體，細胞在有絲分裂過程中，子染色體a可與b′組合進入一個子細胞，也可與b組合進入一個子細胞，兩種可能性在概率上是相等的)。若選取1000個該生物細胞作為研究對象，用15N標記這對同源染色體上的DNA分子，再放入不含15N標記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)(細胞分裂同步)，則完成1次分裂、2次分裂、3次分裂所得子細胞中含有15N標記的細胞個數(shù)分別約為(　　) A．2000、3000、5000　　　B．1000、2000、4000 C．2000、3000、3500 D．2000、3000、4500 答案：C 18．如圖為真核細胞內(nèi)細胞核中某基因的結(jié)構(gòu)及變化示意圖(基因突變僅涉及圖中1對堿基改變)。下列相關敘述中，錯誤的是(　　) A．基因1鏈中相鄰堿基之間通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接 B．基因突變導致新基因中(A＋T)/(G＋C)的值減小而(A＋G)/(T＋C)的值增大 C．RNA聚合酶進入細胞核參加轉(zhuǎn)錄過程，能催化核糖核苷酸形成mRNA D．基因復制過程中1鏈和2鏈均為模板，復制后形成的兩個基因中遺傳信息相同 解析：基因的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰堿基通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接，A正確；圖示基因突變時A—T堿基對被G—C堿基對替換，新基因中(A＋T)/(G＋C)的值減小而(A＋G)/(T＋C)的值不變，B錯誤；RNA聚合酶在細胞核中參加轉(zhuǎn)錄過程，C正確；DNA復制時兩條母鏈均為模板，復制形成的兩個基因相同，D正確。 答案：B 19. 某基因(14N)含有3 000個堿基，腺嘌呤占35%。若該DNA分子以15N同位素標記過的四種游離脫氧核苷酸為原料復制3次，將全部復制產(chǎn)物進行密度梯度離心，得到如圖甲結(jié)果；如果將全部復制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到如圖乙結(jié)果。下列有關分析，正確的是(　　) A．X層全部是僅含14N的基因 B．W層中含15N標記的胞嘧啶6 300個 C．X層中含有氫鍵數(shù)是Y層的1/3 D．W層與Z層的核苷酸數(shù)之比是1：4 解析：復制得到的堿基數(shù)相等，那么氫鍵數(shù)也應該是相等的，X層有2個DNA，Y層有6個DNA，故X層與Y層的氫鍵數(shù)之比為1：3。 答案：C 20．如圖是在電子顯微鏡下拍攝的某生物細胞DNA復制過程中的圖像。下列有關敘述，正確的是(　　) A．此圖反映出的DNA復制模式可作為DNA雙向復制的證據(jù) B．此過程遵循堿基互補配對原則，任一條鏈中A＝T，G＝C C．若將該DNA徹底水解，產(chǎn)物是脫氧核苷酸和四種堿基 D．若該DNA分子的一條鏈中(A＋T)/(G＋C)＝a，則互補鏈中該比值為1/a 答案：A 21．將DNA分子雙鏈用3H標記的蠶豆(2n＝12)根尖移入普通培養(yǎng)液(不含放射性元素)中，再讓細胞連續(xù)進行有絲分裂。某普通培養(yǎng)液中的第三次有絲分裂中期，根據(jù)圖示，判斷該細胞中染色體的標記情況最可能是(　　) A．12個b B．6個a,6個b C．6個b,6個c D．b＋c＝12個，但b和c數(shù)目不確定 答案：D 22．下圖1是用DNA測序儀測出的某生物的一個DNA分子片段上被標記一條脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序(TGCGTATTGG)，請回答下列問題： (1)據(jù)圖1推測，此DNA片段上的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量是________個。 (2)根據(jù)圖1脫氧核苷酸鏈堿基排序，圖2顯示的脫氧核苷酸鏈堿基序列為________(從上往下序列)。 (3)圖1所測定的DNA片段與圖2所顯示的DNA片段中的(A＋G)/(T＋C)總是為________，由此證明DNA分子堿基數(shù)量關系是________。圖1中的DNA片段與圖2中的DNA片段中A/G比分別為________、________，由此說明了DNA分子的特異性。 (4)若用35S標記某噬菌體，讓其在不含35S的細菌中繁殖5代，含有35S標記的噬菌體所占比例為________。 解析：(1)圖1所示的一條鏈上有4個G、1個C，故另一鏈上有1個G、4個C，所以此DNA片段上的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量是5個。 (2)由圖1確定從左到右的四種堿基依次是A、C、G、T，故圖2中從上往下的脫氧核苷酸鏈堿基序列為CCAGTGCGCC。 (3)因是雙鏈DNA，A＝T、C＝G，故其中(A＋G)/(T＋C)總是1。 (4)因親代噬菌體外殼留在細菌外面，DNA進入細菌內(nèi)部，故子代噬菌體中都不含35S標記。 答案：(1)5　(2)CCAGTGCGCC　(3)1　嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)　1　2/8　(4)0 23．蠶豆體細胞染色體數(shù)目2N＝12，科學家用3H標記蠶豆根尖細胞的DNA，可以在染色體水平上研究真核生物DNA的復制方法。 實驗的基本過程如下： Ⅰ.將蠶豆幼苗培養(yǎng)在含有3H標記的胸腺嘧啶核苷的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一段時間后，觀察細胞分裂中期染色體的放射性情況。 Ⅱ.當DNA分子雙鏈都被3H標記后，再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，觀察細胞分裂中期染色體的放射性情況。 請回答相關問題： (1)蠶豆根尖細胞進行的分裂方式是________；秋水仙素能使部分細胞的染色體數(shù)目加倍，其作用的機理是________。 (2)Ⅰ中，在根尖細胞進行第一次分裂時，每一條染色體上帶有放射性的染色單體有________條，每個DNA分子中，有________條鏈帶有放射性。Ⅱ中，若觀察到一個細胞具有24條染色體，且二分之一的染色單體具有放射性，則表明該細胞的染色體在無放射性的培養(yǎng)基上復制________次，該細胞含有________個染色體組。 (3)上述實驗表明，DNA分子的復制方式是________。 答案：(1)有絲分裂　抑制紡錘體的形成 (2)2　1　2　4 (3)半保留復制 24．下面甲圖中DNA分子有a和d兩條鏈，將甲圖中某一片段放大后如乙圖所示，結(jié)合所學知識回答下列問題： (1)從甲圖可看出DNA復制的方式是________________________________________。 (2)甲圖中，A和B均是DNA分子復制過程中所需要的酶，其中B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，則A是________酶，B是________酶。 (3)圖甲過程在綠色植物葉肉細胞中進行的場所有__________________________。 (4)乙圖中，7是____________________。DNA分子的基本骨架由________________交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過________連接成堿基對，并且遵循________________原則。 答案　(1)半保留復制　(2)解旋　DNA聚合　(3)細胞核、線粒體、葉綠體　(4)胸腺嘧啶脫氧核苷酸　脫氧核糖和磷酸　氫鍵　堿基互補配對 25． DNA的復制方式，可以通過設想來進行預測，可能的情況是全保留復制、半保留復制、分散(彌散)復制三種。究竟是哪種復制方式呢？下面設計實驗來證明DNA的復制方式。 實驗步驟： a．在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對照)。 b．在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N－DNA(親代)。 c．將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同分子量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。 實驗預測： (1)如果與對照(14N/14N)相比，子I代能分辨出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排除________。 (2)如果子Ⅰ代只有一條中密度帶，則可以排除________，但不能肯定是________。 (3)如果子Ⅰ代只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子Ⅱ代DNA密度鑒定；若子Ⅱ代可以分出________和________，則可以排除分散復制，同時肯定半保留復制；如果子Ⅱ代不能分出________密度兩條帶，則排除________，同時確定為________。 答案　(1)輕(14N/14N)　重(15N/15N)　半保留復制和分散復制 (2)全保留復制　半保留復制或分散復制 (3)一條中密度帶　一條輕密度帶　中、輕　半保留復制　分散復制 解析　從題目中的圖示可知，深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈)，淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復制后得到的兩個DNA分子，一個是原來的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子，一個是兩條子鏈形成的子代DNA分子；半保留復制后得到的每個子代DNA分子的一條鏈為母鏈，一條鏈為子鏈；分散復制后得到的每個子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子代片段間隔連接而成的。