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隨堂真題演練20 DNA分子的結構 DNA的復制 基因是有遺傳效應的DNA片段 (2017高考海南卷)DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關。下列關于生物體內DNA分子中(A＋T)/(G＋C)與(A＋C)/(G＋T)兩個比值的敘述，正確的是(　　) A．堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同 B．前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高 C．當兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈 D．經半保留復制得到的DNA分子，后一比值等于1 解析：選D。由于雙鏈DNA分子中堿基A數(shù)目等于T數(shù)目，G數(shù)目等于C數(shù)目，故(A＋C)/(G＋T)為恒值1，A錯誤。A和T堿基對含2個氫鍵，C和G含3個氫鍵，(G＋C)數(shù)目越多，氫鍵數(shù)越多，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，B錯誤。(A＋T)/(G＋C)與(A＋C)/(G＋T)兩個比值相等，這個DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C錯誤。經半保留復制得到的DNA分子，是雙鏈DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正確。 (2016高考全國卷Ⅱ)某種物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間，使DNA雙鏈不能解開。若在細胞正常生長的培養(yǎng)液中加入適量的該物質，下列相關敘述錯誤的是(　　) A．隨后細胞中的DNA復制發(fā)生障礙 B．隨后細胞中的RNA轉錄發(fā)生障礙 C．該物質可將細胞周期阻斷在分裂中期 D．可推測該物質對癌細胞的增殖有抑制作用 解析：選C。DNA分子的復制和轉錄都需要在DNA雙鏈解開后才能進行，A、B項正確；DNA分子的復制發(fā)生在細胞周期中的間期，若DNA雙鏈不能解開，細胞周期將被阻斷在間期而不是中期，C項錯誤；癌細胞具有無限增殖的能力，該物質能阻斷DNA分子的復制，故能抑制癌細胞的增殖，D項正確。 (高考上海卷)某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復制兩次后的產物是(　　) 解析：選D。DNA的復制方式為半保留復制，復制后不存在親代的DNA分子(雙鏈均為白色)，排除A、B項；第二次復制后得到的4個DNA分子中，每個DNA分子各有1條鏈是第二次復制形成的(黑色)，排除C項；進一步分析可知D項符合題意。 (高考全國卷Ⅱ)關于DNA和RNA的敘述，正確的是(　　) A．DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵 B．一種病毒同時含有DNA和RNA C．原核細胞中既有DNA，也有RNA D．葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA 解析：選C。DNA分子結構中，配對的堿基之間以氫鍵相連，A與T之間形成兩個氫鍵，C與G之間形成三個氫鍵；與DNA不同，RNA一般為單鏈分子，不形成雙螺旋結構，但是很多RNA也需要通過堿基互補配對形成一定的結構來行使特殊的生物學功能，RNA的堿基配對規(guī)律和DNA不完全相同，即A與U配對、G與C配對，故A項錯誤。病毒只含有DNA或RNA一種遺傳物質，沒有同時含有DNA和RNA的病毒，故B項錯誤。具有細胞結構的生物，其遺傳物質都是DNA，但同時存在RNA，如細菌這類原核生物細胞中的質粒是環(huán)狀DNA，核糖體上存在RNA，故C項正確。在葉綠體和線粒體中含有DNA和RNA，在核糖體中只有RNA，故D項錯誤。 (2016高考全國卷Ⅰ)在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時產生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 (2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 (3)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)ATP水解成ADP時，遠離A的高能磷酸鍵斷裂，在γ位上的磷酸基團從ATP上脫離下來，再結合題干信息可知，要將32P標記的磷酸基團轉移到DNA末端上，需標記ATP γ位上的磷酸基團。(2)dATP與ATP結構相似，不同之處是dATP中的五碳糖是脫氧核糖，而ATP中的五碳糖是核糖，合成DNA的原料是脫氧核苷酸，含有一個磷酸基團，而dATP含有三個磷酸基團，因此，以dATP為原料合成DNA時，若要將32P標記到DNA分子上，32P標記的磷酸基團應在dATP的α位上。(3)一個噬菌體含有一個DNA分子。由于DNA具有半保留復制的特點，因此被32P標記兩條鏈的DNA分子在第一次復制中，兩條鏈都作為模板，形成兩個一條鏈含32P的DNA分子；同理，再分別以這兩個DNA分子的兩條鏈為模板合成子代DNA分子，當合成n個DNA分子時，其中只有兩個DNA分子被32P標記，其他DNA分子都不被標記，因此含有32P標記的噬菌體所占比例為2/n。 答案：(1)γ　(2)α　(3)一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記 [課時作業(yè)] 1．(2018邯鄲模擬)下面關于DNA分子結構的敘述中，錯誤的是(　　) A．每個雙鏈DNA分子含有4種脫氧核苷酸 B．每個核糖上均連接著1個磷酸和1個堿基 C．每個DNA分子的堿基數(shù)＝磷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù) D．雙鏈DNA分子中的一段若含有40個胞嘧啶，就一定會同時含有40個鳥嘌呤 答案：B 2．(2018長沙調研)如圖是某同學制作的脫氧核苷酸對模型，其中正確的是(　　) 解析：選D。從五碳糖和磷酸基團的形態(tài)和位置可判斷，兩條脫氧核苷酸鏈不是反向平行的，A錯誤；A與T之間的氫鍵應該是兩個而不是三個，B錯誤；含氮堿基(C)應連接在五碳糖的1號位上(如圖所示)，且G與C之間有三個氫鍵，C錯誤。 3．(2018安徽安慶宿松月考)如圖為DNA分子的片段，下列相關敘述正確的是(　　) A．構成DNA分子的基本單位是⑦ B．RNA聚合酶可以切斷⑤ C．復制時DNA聚合酶催化形成①②之間的化學鍵 D．⑥構成DNA分子的基本骨架 解析：選B。圖中⑦是脫氧核苷酸單鏈，構成DNA的基本單位是脫氧核苷酸，應是④；RNA聚合酶能將DNA解旋，可以切斷氫鍵⑤；復制時DNA聚合酶催化形成的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，而①②之間的鍵是同一個核苷酸內的化學鍵；⑥是堿基對，脫氧核糖和磷酸交替連接構成DNA的基本骨架。 4．某噬菌體的DNA為單鏈DNA，四種堿基的比率是A—0.28、G—0.32、T—0.24、C—0.16。當它感染宿主細胞時，能形成雜合型雙鏈DNA分子，則雜合型雙鏈DNA分子中A、G、C、T的比率依次是(　　) A．0.24　0.16　0.32　0.28 B．0.26　0.24　0.24　0.26 C．0.28　0.32　0.24　0.16 D．0.24　0.26　0.26　0.24 解析：選B。雙鏈DNA分子中A＝T，G＝C，因此排除A、C項；單鏈中的堿基A、T分別與互補鏈中的堿基T、A對應，因此可計算出雙鏈DNA分子中A＝T，占0.26，C＝G，占0.24。 5．(2018江西南昌二中月考)假如檢測某DNA分子得知堿基A的比例為x%，又知該DNA的一條鏈所含的堿基中y%是鳥嘌呤，以下推斷正確的有(　　) A．DNA分子中堿基總數(shù)量為x/y B．DNA分子中堿基U的數(shù)目為x% C．另一條鏈中鳥嘌呤是(1－x%－y%) D．DNA分子中堿基C的比例為50%－x% 解析：選D。在DNA分子中A和T是相等的，G和C是相等的，A的比例是x%，只知道另一條鏈中的G的比例，所以無法得出DNA分子的堿基總數(shù)，A錯誤；DNA分子中沒有U，B錯誤；另一條鏈中鳥嘌呤應是1－2x%－y%，C錯誤；堿基C的比例應是(1－2x%)/2，即50%－x%，D正確。 6．(2018河南豫北高三聯(lián)考)據(jù)最新研究，蛋白laminA在維持細胞核中DNA結構的穩(wěn)定性中起到了核心作用。這種蛋白能讓染色質內部形成“交聯(lián)”，在細胞核中限制DNA的行動。這種結構保護了染色質的完整性，同時允許DNA正常復制，下列有關敘述正確的是(　　) A．通過DNA分子的復制，儲存在DNA中的遺傳信息實現(xiàn)穩(wěn)定表達 B．染色體解螺旋形成染色質，為DNA的復制創(chuàng)造了有利條件 C．去除蛋白laminA后，染色質的運動高度分散而且不能復制 D．嚴格的堿基互補配對原則即可保證DNA分子復制準確無誤 解析：選B。通過DNA分子的復制，儲存在DNA中的遺傳信息能穩(wěn)定遺傳，A錯誤；染色體解螺旋形成染色質，有利于DNA打開其空間結構，為DNA的復制創(chuàng)造了有利條件，B正確；由題意可知，去除蛋白laminA后，染色質的運動高度分散而且DNA復制速度較快，C錯誤；DNA復制的準確無誤進行的原因包括其獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板以及遵循嚴格的堿基互補配對原則，D錯誤。 7．洋蔥根尖細胞在含15N標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中完成一個細胞周期，然后轉入不含15N標記的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)至第二個細胞周期的分裂中期，如圖能正確表示該細胞分裂中期的是(只考慮其中一條染色體上的DNA分子)(　　) 答案：D 8．(2018武漢模擬)用15N標記含有100個堿基對的DNA分子片段，堿基間的氫鍵共有260個。該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制多次后共消耗游離的嘌呤類脫氧核苷酸1 500個。下列敘述正確的是(　　) A．該DNA片段中共有腺嘌呤60個，復制多次后含有14N的DNA分子占7/8 B．若一條鏈中(A＋G)/(T＋C)<1，則其互補鏈中該比例也小于1 C．若一條鏈中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則其互補鏈中該比例為4∶3∶2∶1 D．該DNA經復制后產生了16個DNA分子 解析：選D。據(jù)題干信息可推知，該DNA分子中有60個C/G堿基對，40個A/T堿基對，故該DNA片段中，A的個數(shù)為40個，經多次復制后，子代DNA全部都含有14N；DNA分子中嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)，互補鏈中(A＋G)/(T＋C)>1；DNA兩條單鏈之間由于堿基互補配對，若一條鏈中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則其互補鏈中該比例為2∶1∶4∶3；該DNA片段中嘌呤類堿基共100個，經多次復制后共消耗游離的嘌呤類堿基1 500個，則1 500＝100(2n－1)，n＝4，所以復制后產生了16個DNA分子。 9．(2018甘肅天水一中模擬)下列有關真核生物基因的說法，正確的是(　　) ①基因是有遺傳效應的DNA片段 ②基因的基本單位是核糖核苷酸 ③基因存在于細胞核、核糖體等結構中 ④基因表達時會受到環(huán)境的影響 ⑤DNA分子每一個片段都是一個基因 ⑥基因在染色體上呈線性排列 ⑦基因的分子結構首先由摩爾根發(fā)現(xiàn) A．①②③　　　　　　　 B．②④⑥ C．①④⑥ D．③④⑤ 解析：選C。②不對，基因的基本單位是脫氧核苷酸；③不對，基因不存在于核糖體中；⑤不對，基因是有遺傳效應的特定的DNA片段；⑦不對，基因的分子結構首先是由沃森和克里克提出的。 10．(2018河南八校質檢)如圖是DNA分子雙螺旋結構模型的建構過程圖解(1～5)，請據(jù)圖探討相關問題。 (1)物質1是構成DNA的基本單位，與RNA的基本單位相比，兩者成分方面的差別是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)催化形成圖2中磷酸二酯鍵的酶是__________________________________________。 (3)圖3和圖4中的氫鍵用于連接兩條脫氧核苷酸鏈，如果DNA耐高溫的能力越強，則__________________(填“G—C”或“A—T”)堿基對的比例越高。 (4)RNA病毒相比DNA病毒更容易發(fā)生變異，請結合圖5和有關RNA的結構說明其原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)DNA的基本單位與RNA的基本單位相比，主要區(qū)別是DNA的基本單位中的五碳糖是脫氧核糖，特有的堿基是T，而RNA的基本單位中的五碳糖是核糖，特有的堿基是U。(2)圖2是由DNA分子的基本單位脫氧核苷酸經脫水縮合形成的脫氧核苷酸鏈，形成脫氧核苷酸鏈的過程中有磷酸二酯鍵生成，其需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氫鍵越多，DNA分子越穩(wěn)定，C—G之間有3個氫鍵，A—T之間有2個氫鍵。(4)RNA分子是單鏈結構，DNA分子是雙螺旋結構，其結構穩(wěn)定性較強，而單鏈RNA更容易發(fā)生變異。 答案：(1)物質1中的五碳糖是脫氧核糖，特有的堿基是T，而RNA的基本單位中的五碳糖是核糖，特有的堿基是U　(2)DNA聚合酶　(3)G—C　(4)DNA的雙螺旋結構較RNA單鏈結構更穩(wěn)定 11.據(jù)圖回答下列問題： (1)該圖表示的生理過程是______________，該過程主要發(fā)生在細胞的________部位。 (2)圖中的1、2、3、4、5分別是________、________、________、________、________。 (3)假如經過科學家的測定，A鏈上的一段(M)中的A∶T∶C∶G為2∶1∶1∶3，能不能說明該科學家的測定是錯誤的？________，原因是__________________________________。 (4)如果(3)中以A鏈的M為模板，復制出的B鏈堿基比例應該是________________________________________________________________________。 解析：DNA是雙螺旋結構，兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基遵循堿基互補配對原則，即A與T、C與G配對，所以DNA分子中A＝T，G＝C。DNA復制是半保留復制，即以DNA的兩條母鏈為模板，根據(jù)堿基互補配對原則形成的DNA子鏈必定與DNA中的一條母鏈完全相同，新形成的兩個DNA分子與親代DNA分子完全相同。 答案：(1)DNA復制　細胞核 (2)A　T　C　C　T (3)不能　在單鏈中不一定A＝T、G＝C (4)T∶A∶G∶C＝2∶1∶1∶3 12．(2018江西新余一中段考)科學家在研究DNA分子的復制方式時，進行了下表所示的實驗研究(已知培養(yǎng)用的細菌大約要20 min分裂一次)，下列敘述不正確的是(　　) 實驗 實驗① 實驗② 實驗③ 實驗④ 處理 用14N培 養(yǎng)基培養(yǎng) 細菌 用15N培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌 用15N培養(yǎng)基培養(yǎng)14N 標記DNA 的細菌 用14N培養(yǎng)基培養(yǎng)15N 標記DNA 的細菌 破碎細菌細胞，提取DNA離心 結果 a.輕鏈DNA b.重鏈DNA c.中鏈DNA d.中鏈DNA A.若DNA復制為全保留復制，則結果c、d中應均為重鏈DNA和輕鏈DNA B．DNA復制過程中需要的原料、酶分別為脫氧核苷酸、解旋酶和DNA聚合酶 C．用15N標記的DNA分子作為模板，用含有14N的培養(yǎng)基培養(yǎng)，第三次復制后50%的DNA分子一條鏈含15N一條鏈含14N，50%的DNA分子只含14N D．DNA復制過程中遵循堿基互補配對原則，但可能發(fā)生基因突變 解析：選C。15N—15N DNA分子在14N培養(yǎng)基中復制3次可產生23＝8個子代DNA分子，其中有2個DNA分子為15N—14N，其余DNA分子均為14N—14N。 13．1958年，Meselson和Stahl通過一系列實驗首次證明了DNA的半保留復制，此后科學家便開始了有關DNA復制起點、數(shù)目、方向等方面的研究。試回答下列問題： (1)DNA分子呈________結構，DNA復制開始時首先必須解旋，從而在復制起點位置形成復制叉(如圖1所示)。因此，研究中可以根據(jù)復制叉的數(shù)量推測____________________________。 (2)1963年Cairns將不含放射性的大腸桿菌(其擬核DNA呈環(huán)狀)放在含有3H胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，進一步證明了DNA的半保留復制。根據(jù)圖2的大腸桿菌親代環(huán)狀DNA示意圖，用簡圖表示復制一次和復制兩次后形成的DNA分子(注：以“……”表示含放射性的脫氧核苷酸鏈)。 (3)有人為探究DNA的復制從一點開始以后是單向進行的還是雙向進行的，將不含放射性的大腸桿菌DNA放在含有3H胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，給予適當?shù)臈l件，讓其進行復制，得到圖3所示結果，這一結果說明____________________。 (4)為了研究大腸桿菌DNA復制是單起點復制還是多起點復制，用第(2)小題的方法，觀察到大腸桿菌DNA復制的過程如圖4所示，這一結果說明大腸桿菌細胞中DNA復制是________起點復制的。 解析：(1)因DNA復制開始時首先必須解旋，從而在復制起點位置形成復制叉，所以可以根據(jù)復制叉的數(shù)量推測復制起點的數(shù)量。(2)因為DNA為半保留復制，故復制一次所得的2個DNA分子中，1條鏈帶放射性標記，另一條鏈不帶。復制兩次后所得的4個DNA分子中，有2個DNA分子都是其中一條鏈帶放射性標記，另外2個DNA分子則是兩條鏈都帶放射性標記。(3)由圖示可以看出：該DNA分子有一個復制起點，復制為雙向進行。(4)由圖4可知：該DNA分子有一個復制起點，即單起點復制。 答案：(1)(規(guī)則的)雙螺旋　復制起點的數(shù)量 (2)如圖所示 (3)DNA復制是雙向的　(4)單