考點規(guī)范練19DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段基礎(chǔ)達標(biāo)1.同源染色體上的DNA分子之間最可能相同的是()A.堿基對的排列順序B.磷酸二酯鍵的數(shù)目C.脫氧核苷酸的種類D.A+TC+G的比值答案:C解析:同源染色體上的DNA分子可能是相同的,也可能是不同的,如X、Y染色體。所以構(gòu)成DNA的脫氧核苷酸數(shù)目可能不同,連接兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵的數(shù)目也就可能不同,堿基對的排列順序不同。DNA分子中A=T、C=G,但(A+T)/(C+G)在不同的DNA分子中可能不同,而構(gòu)成DNA的脫氧核苷酸只有4種。2.右圖為核苷酸模式圖,下列說法正確的是()A.組成DNA與RNA的核苷酸只有不同B.在人的口腔上皮細胞中,有1種,有5種C.RNA分子中,連接和的化學(xué)鍵的數(shù)目等于氫鍵的數(shù)目D.在含有5對核苷酸的DNA片段中,連接和的化學(xué)鍵有12個答案:B解析:組成DNA與RNA的核苷酸中(五碳糖)也不同,A項錯誤;人體口腔上皮細胞中既有DNA也有RNA,因此(堿基)有5種,(磷酸)有1種,B項正確;RNA分子一般為單鏈,除tRNA外,一般沒有氫鍵,C項錯誤;含5對核苷酸的DNA片段中,連接和的化學(xué)鍵應(yīng)該是18個,D項錯誤。3.一個雙鏈DNA分子共有堿基1 400個,其中一條鏈上(A+T)(G+C)=25;構(gòu)成該DNA分子的氮元素均為14N。將該DNA分子轉(zhuǎn)移到15N的培養(yǎng)基連續(xù)復(fù)制3次,則1個DNA分子中的腺嘌呤數(shù),以及復(fù)制3次后含15N的DNA分子總數(shù)依次為()A.140,2B.200,8C.280,6D.400,8答案:B解析:由于DNA的一條鏈上(A+T)(G+C)=25,故整個DNA分子中(A+T)(G+C)=25,所以一個DNA分子中A+T=400(個),又因A=T,因此,腺嘌呤為200個。由于DNA分子轉(zhuǎn)移到15N的培養(yǎng)基連續(xù)復(fù)制3次,所以得到的8個DNA分子都含有15N。4.(2019福建廈門雙十中學(xué)高三期中)未被標(biāo)記的洋蔥根尖細胞在含15N標(biāo)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(zhuǎn)入不含15N標(biāo)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。下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解析:DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制,未被標(biāo)記的洋蔥根尖細胞放在含15N標(biāo)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后,每條染色體的DNA上均有一條鏈有15N標(biāo)記,一條鏈沒有標(biāo)記;移至不含15N標(biāo)記的培養(yǎng)液中,經(jīng)過DNA復(fù)制后,第二個細胞周期的分裂中期每條染色體含有兩條染色單體,其中一條單體的DNA上一條鏈含15N標(biāo)記,一條鏈沒有標(biāo)記,而另一條單體的DNA上兩條鏈均沒有標(biāo)記,與D項所示相符。5.用32P標(biāo)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),則第二次細胞分裂的后期,細胞中()A.染色體數(shù)目為20條,每個DNA分子都帶有32P標(biāo)記B.染色體數(shù)目為20條,僅10個DNA分子帶有32P標(biāo)記C.染色體數(shù)目為40條,每個DNA分子都帶有32P標(biāo)記D.染色體數(shù)目為40條,僅20個DNA分子帶有32P標(biāo)記答案:D解析:DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制,子代DNA的2條鏈中有1條是親代中的模板鏈。體細胞進行第一次分裂時,DNA復(fù)制所形成的每一條染色單體均含有親代的DNA鏈,因此子一代細胞的每一條染色體的DNA都有一條32P標(biāo)記的脫氧核苷酸鏈。第二次有絲分裂間期,DNA復(fù)制后,每一條染色體上都是1個染色單體有32P標(biāo)記,1個染色單體無32P標(biāo)記,有絲分裂后期染色體加倍后,一半的染色體,即20個DNA分子帶有32P標(biāo)記。6.(2019福建龍巖高三期末質(zhì)檢)某研究小組進行探究DNA復(fù)制方式的實驗,結(jié)果如右圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,表示離心管順序編號,條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是()A.本實驗運用了同位素示蹤技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)B.管是大腸桿菌在含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的結(jié)果C.管中大腸桿菌的DNA都含14N/15ND.實驗結(jié)果說明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制答案:B解析:中只有重密度帶,說明中DNA的兩條單鏈都含有15N,是大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的結(jié)果。7.下列有關(guān)真核生物基因的說法,正確的是()基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段基因的基本單位是核糖核苷酸基因存在于細胞核、核糖體等結(jié)構(gòu)中基因表達時會受到環(huán)境的影響基因在染色體上呈線性排列基因的分子結(jié)構(gòu)首先由摩爾根發(fā)現(xiàn)A.B.C.D.答案:C解析:基因的基本單位是脫氧核苷酸,錯誤;基因不存在于核糖體中,錯誤;基因的分子結(jié)構(gòu)首先是由沃森和克里克提出的,錯誤。8.右圖為真核細胞內(nèi)某基因(15N標(biāo)記)的部分結(jié)構(gòu)示意圖,該基因全部堿基中A占20%。下列說法正確的是()A.該基因的特異性表現(xiàn)在堿基種類上B.DNA聚合酶催化和處化學(xué)鍵的形成C.該基因的一條核苷酸鏈中(C+G)/(A+T)=3/2D.將該基因置于只含14N的培養(yǎng)液中復(fù)制3次后,含15N的DNA分子占1/8答案:C解析:DNA分子中含有A、G、C、T四種堿基,基因的特異性表現(xiàn)在堿基對的排列順序上,A項錯誤。DNA聚合酶催化處化學(xué)鍵的形成,B項錯誤。該基因中T=A=20%,C=G=30%,則(C+G)/(A+T)=3/2。根據(jù)堿基互補配對原則,DNA分子的一條單鏈中(C+G)/(A+T)的比值等于其互補鏈和整個DNA分子中該種比例的比值,因此該基因的一條脫氧核苷酸鏈中(C+G)/(A+T)=3/2,C項正確。將該基因置于只含14N的培養(yǎng)液中復(fù)制3次后,含15N的DNA分子占2/23=1/4,D項錯誤。9.下列關(guān)于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是()A.某雙鏈DNA分子含有500個堿基,可能的排列方式有4500種B.若質(zhì)粒含有2 000個堿基,則該分子同時含有2個游離的磷酸基團C.某DNA分子內(nèi)胞嘧啶占25%,則每條單鏈上的胞嘧啶占25%50%D.某DNA分子上有胸腺嘧啶312個,占總堿基的比例為26%,則該DNA分子上有鳥嘌呤288個答案:D解析:某雙鏈DNA分子含有500個堿基,可能的排列方式有4250種,A項錯誤。質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子,不含游離的磷酸基團,B項錯誤。某DNA分子內(nèi)胞嘧啶占25%,則每條單鏈上的胞嘧啶占050%,C項錯誤。某DNA分子上有胸腺嘧啶312個,占總堿基的比例為26%,則該DNA分子上堿基總數(shù)為312÷26%=1200(個)。根據(jù)堿基互補配對原則,該DNA分子中有鳥嘌呤1200×(50%-26%)=288(個),D項正確。能力提升1.下圖為某DNA分子的部分平面結(jié)構(gòu)圖,該DNA分子片段中含100個堿基對,40個胞嘧啶,則下列說法錯誤的是()A.與交替連接,構(gòu)成了DNA分子的基本骨架B.是連接DNA單鏈上兩個核糖核苷酸的磷酸二酯鍵C.該DNA復(fù)制n次,含母鏈的DNA分子只有2個D.該DNA復(fù)制n次,消耗的腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為60×(2n-1)個答案:B解析:是脫氧核糖,是磷酸,兩者交替連接構(gòu)成了DNA分子的基本骨架。是連接DNA單鏈上兩個脫氧核糖核苷酸的磷酸二酯鍵,是鳥嘌呤脫氧核苷酸中連接磷酸和脫氧核糖的化學(xué)鍵。該DNA復(fù)制n次,得到2n個DNA,其中含有母鏈的DNA分子共2個。該DNA復(fù)制n次,消耗腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為(200-40×2)÷2×(2n-1)=60×(2n-1)(個)。2.(2019廣西河池中學(xué)高三月考)下列關(guān)于DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的說法,錯誤的是()A.沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和DNA半保留復(fù)制的假說B.DNA復(fù)制時,需要4種堿基作為原料,需要特定的酶來催化C.大腸桿菌在進行二分裂過程中,也有DNA的復(fù)制D.病毒的DNA復(fù)制只能依賴宿主細胞來完成,病毒不能獨立完成答案:B解析:沃森和克里克通過構(gòu)建DNA的物理模型提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),并提出了DNA半保留復(fù)制的假說,A項正確;DNA復(fù)制時,需要4種脫氧核苷酸為原料,需要解旋酶和DNA聚合酶等來催化,B項錯誤;大腸桿菌通過二分裂增殖,二分裂過程中需要進行DNA的復(fù)制,C項正確;病毒沒有細胞結(jié)構(gòu),不能獨立生活,需要在宿主活細胞進行DNA復(fù)制,D項正確。3.(2019湖南長沙雅禮中學(xué)高三月考)下圖中甲、乙表示物質(zhì)部分片段,其中完整的乙中含有500個堿基,表示某種生理過程。下列說法正確的是()A.過程的模板是甲的a鏈,在DNA聚合酶的作用下合成乙B.若甲的a鏈中(G+T)/(A+C)=2/3,則其b鏈中(G+T)/(A+C)=2/3C.若乙中C占26%,G占32%,則甲中胸腺嘧啶的比例是21%D.此甲連續(xù)復(fù)制2次,需要消耗的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)量是700個答案:C解析:圖中過程表示轉(zhuǎn)錄,根據(jù)堿基互補配對原則可知,過程的模板是甲的a鏈,在RNA聚合酶的作用下合成乙,A項錯誤;DNA分子雙鏈之間堿基互補配對,若甲的a鏈中(G+T)/(A+C)=2/3,則其b鏈中(G+T)/(A+C)=3/2,B項錯誤;若乙中C占26%,G占32%,則乙中(A+U)=1-26%-32%=42%,從而推出甲中a鏈上(T+A)占a鏈的42%,由于b鏈上T的數(shù)量=a鏈上A的數(shù)量,則整個DNA分子中胸腺嘧啶的比例是21%,C項正確;由于題干未給DNA中堿基比例,不知道DNA分子中胞嘧啶的數(shù)量,故無法計算甲連續(xù)復(fù)制2次,需要消耗的胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)量,D項錯誤。4.某性原細胞(2n=16)的DNA全部被32P標(biāo)記,其在含有31P的培養(yǎng)基中進行一次有絲分裂后繼續(xù)進行減數(shù)分裂。下列能正確表示有絲分裂前期(白色柱狀圖)和減數(shù)第一次分裂前期(灰色柱狀圖)每個細胞中含有32P的染色單體和DNA分子(僅考慮染色體上的DNA)數(shù)目的是()答案:A解析:下圖表示分裂過程中1條染色體上DNA分子的標(biāo)記變化情況,其他染色體標(biāo)記變化情況與之相同。該性原細胞在含有31P的培養(yǎng)基中進行有絲分裂時,DNA分子的半保留復(fù)制使每條染色體中含有2個DNA分子,且DNA雙鏈均為一條含有31P,另一條含有32P,故有絲分裂前期含有32P的染色單體和DNA分子數(shù)目分別為32條和32個;有絲分裂產(chǎn)生的子細胞中每個DNA分子均為一條含有31P,另一條含有32P,子細胞在含有31P的培養(yǎng)基中繼續(xù)進行減數(shù)分裂,則減數(shù)第一次分裂前期每個細胞中含有32P的染色單體和DNA分子數(shù)目分別為16條和16個。5.下圖是某DNA分子的局部結(jié)構(gòu)示意圖,請據(jù)圖回答問題。(1)寫出圖中序號代表的結(jié)構(gòu)的中文名稱:,。 (2)圖中DNA片段中堿基對有對,該DNA分子應(yīng)有個游離的磷酸基團。 (3)如果將14N標(biāo)記的細胞培養(yǎng)在含15N標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中使其分裂4次,該DNA分子也復(fù)制4次,則得到的子代DNA分子中,含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例為。 (4)若該DNA分子共有a個堿基,其中腺嘌呤有m個,則該DNA分子復(fù)制4次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為個。 答案:(1)胞嘧啶脫氧核糖胸腺嘧啶脫氧核苷酸一條脫氧核苷酸鏈(2)42(3)18(4)15(a/2-m)解析:(1)能與G互補配對,因此是胞嘧啶;為脫氧核糖;為磷酸基團;所含有的堿基(即圖中的)為胸腺嘧啶,因此所示結(jié)構(gòu)的中文名稱是胸腺嘧啶脫氧核苷酸;是由若干脫氧核苷酸連接而成的一條脫氧核苷酸鏈。(2)圖中DNA片段中有4個堿基對,由2條鏈組成,每條鏈有1個游離的磷酸基團,所以該DNA分子應(yīng)有2個游離的磷酸基團。(3)1個兩條鏈都含有14N的DNA分子,以15N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料,經(jīng)4次復(fù)制后,共產(chǎn)生16個子代DNA分子(24=16);依據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的特點,在這16個DNA分子中,含14N的有2個,含15N的有16個,因此二者的比例為216=18。(4)由題意可知,該DNA分子中A+T+G+C=a,其中A=m。依據(jù)堿基互補配對原則可推知,A=T=m,C=G=(a-m-m)÷2=(a/2-m)(個)。若該DNA分子復(fù)制4次,則需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)=(24-1)×(a/2-m)=15(a/2-m)(個)。6.科學(xué)家在研究DNA分子復(fù)制方式時提出了三種假說,如圖甲(彌散復(fù)制:親代雙鏈被切成雙鏈片段,而這些片段又可以作為新合成雙鏈片段的模板,新、老雙鏈片段又以某種方式聚集成“雜種鏈”);圖乙是采用同位素示蹤技術(shù)和離心處理來探究DNA復(fù)制方式的過程圖解。請分析并回答問題。甲乙(1)為說明b組DNA均分布于中密度帶,除了與組結(jié)果比較外,還需要另設(shè)一組:將細菌在含有的培養(yǎng)基中培養(yǎng)多代,提取DNA并離心。 (2)b組結(jié)果支持假說。若將b組DNA雙鏈分開再離心,結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶,這一結(jié)果不支持假說,也可通過圖乙中組的結(jié)果來排除該假說。 (3)利用以上判斷結(jié)果,若繼續(xù)培養(yǎng)c組細菌,使其再繁殖一代,取樣提取DNA并離心,與c組實驗結(jié)果相比,密度帶的不發(fā)生變化,密度帶的DNA所占比例下降。 答案:(1)a14N(2)半保留復(fù)制和彌散復(fù)制彌散復(fù)制c(3)種類(數(shù)量和位置)中解析:(1)為說明b組DNA均分布于中密度帶,除了與a組結(jié)果比較外,還需要另設(shè)一組:將細菌在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)多代,提取DNA并離心。(2)若細菌DNA分子的兩條鏈都是15N,轉(zhuǎn)入含14N的培養(yǎng)基中復(fù)制一次,無論DNA分子是半保留復(fù)制還是彌散復(fù)制,結(jié)果都只在中帶位置。若將b組DNA雙鏈分開再離心,結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶,這一結(jié)果不支持彌散復(fù)制假說,因為彌散復(fù)制時DNA雙鏈分開再離心,結(jié)果仍全為中密度帶,也可通過圖乙中c組的結(jié)果來排除該假說。(3)根據(jù)DNA分子的半保留復(fù)制,若繼續(xù)培養(yǎng)c組細菌,使其再繁殖一代,取樣提取DNA并離心,與c組實驗結(jié)果相比,密度帶的種類(數(shù)量和位置)不發(fā)生變化,只是中密度帶的DNA所占比例下降,輕密度帶的DNA所占比例上升。8