2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第19講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)1.將雙鏈DNA分子徹底水解，得到的產(chǎn)物是()A兩條脫氧核苷酸鏈B四種脫氧核苷酸C磷酸、脫氧核糖、含氮堿基 DC、H、O、N、P五種元素答案：C解析：DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，而每個脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成，故DNA徹底水解得到的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。2右圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項正確的是()Aa和c的堿基序列互補Bb和c的堿基序列相同Ca鏈中(AT)/(GC)的比值與b鏈中同項比值不相同Da鏈中(GT)/(AC)的比值與c鏈中同項比值相同答案：D解析：a、d兩條母鏈堿基互補，a、b兩條鏈堿基互補，c、d兩條鏈堿基互補，可推出a和c堿基序列相同，b和c堿基序列互補；兩條互補鏈中的(AT)/(GC)相同。3如右圖是DNA結(jié)構(gòu)模式圖，下列推測不正確的是()A限制酶能將a處切斷BDNA連接酶能將a處連接C解旋酶能切斷b處D連接b處的酶為RNA聚合酶答案：D解析：b處表示堿基對，其連接不需酶。DNA合成不需要RNA聚合酶。4一個被放射性元素標記的雙鏈DNA噬菌體侵染細菌后，若此細菌破裂后釋放出n個噬菌體，則其中具有放射性元素的噬菌體占總數(shù)的()A1/nB1/2nC2/n D1/2答案：C解析：因DNA分子是半保留復(fù)制，放射性元素所標記的雙鏈DNA不論復(fù)制多少次，其兩條鏈只能存在于兩個DNA分子中。5一個DNA中有1 000個堿基對，其中腺嘌呤占堿基總數(shù)的20%，如果連續(xù)復(fù)制兩次，參加到復(fù)制過程中的游離脫氧核苷酸中的堿基C總數(shù)是()A600 B1 200C1 800 D2 400答案：C解析：考查DNA分子復(fù)制過程中有關(guān)脫氧核苷酸數(shù)目的計算問題。(1)求原來DNA分子堿基C的數(shù)目：在原來的DNA分子中，A占20%，則C占30%，C1 000×2×30%600(個)。(2)根據(jù)公式：所求的游離脫氧核苷酸中的堿基Ca·(2n1)，得出所求的堿基。C600×(221)1 800(個)。6(xx·上海卷)某雙鏈DNA分子含有400個堿基，其中一條鏈上ATGC1234。下列表述錯誤的是()A該DNA分子的一個堿基改變，不一定會引起子代性狀的改變B該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個C該DNA分子中4種堿基的比例為ATGC3377D該DNA分子中的堿基排列方式共有4200種答案：B解析：一個堿基改變，不一定引起氨基酸改變，性狀也不一定改變。若DNA分子復(fù)制兩次，需堿基A的數(shù)量為：60·(221)180個。堿基的排列方式有4n(n為堿基對)種。因AT60則GC140，所以ATGC3377。A、C、D三項是正確的，選B項。7.(xx·嵊州二中高三月考)(基因本質(zhì)B)已知a、b、c、d是某細菌DNA片段上的4個基因，右圖中W表示野生型，、分別表示三種缺失不同基因的突變體，虛線表示所缺失的基因。若分別檢測野生型和各種突變體中某種酶的活性，發(fā)現(xiàn)僅在野生型和突變體中該酶有活性，則編碼該酶的基因是()A基因a B基因bC基因c D基因d答案：B解析：由于無該酶活性，故該基因為b。8用DNA可確定死者身份是依據(jù)DNA分子具有()A特異性 B多樣性C穩(wěn)定性 D高分子性答案：A解析：不同個體的DNA上堿基的排列順序不同，而每個個體的DNA上堿基的特定排列順序就是DNA分子的特異性。因此，在確定個人身份時依據(jù)的是DNA分子的特異性。9女性子宮肌瘤細胞中最長的DNA分子可達36 mm，DNA復(fù)制速度約為4 m/min，但復(fù)制過程僅需40 min左右即完成。這是因為DNA分子()A邊解旋邊復(fù)制B每個復(fù)制點雙向復(fù)制，使子鏈迅速延伸C以半保留方式復(fù)制D復(fù)制起點多，分段復(fù)制答案：D解析：該題應(yīng)根據(jù)長度、速度和時間進行推算。DNA分子長36 mm，復(fù)制速度為4 m/min，則復(fù)制時間大約是36×103 m÷4 m/min9×103 min，而實際上只需40 min左右，所以可推測原因是復(fù)制起點多，分段復(fù)制。10某DNA分子中含有1 000個堿基對(P元素只是32P)。若將該DNA分子放在只含31P的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次，則子代DNA的平均相對分子質(zhì)量比原來()A減小1 500 B增加1 500C增加1 000 D減少1 000答案：A解析：復(fù)制兩次，形成4個DNA，8條單鏈，6條含31P，2條含32P。11(xx·北京市重點中學(xué)月考)在基因工程中，把選出的目的基因(共1000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸是460個)放入DNA擴增儀中擴增4代，那么，在擴增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是()A540個 B8 100個C3 780個 D7 560個答案：B解析：該DNA有1 000個堿基對，腺嘌呤460個，則胞嘧啶540個，擴增4代后共16個DNA，共有胞嘧啶540×16個，減去原有540個，共需8 100個。12已知一條完全標記上15N的DNA分子在只含14N的培養(yǎng)基中經(jīng)n次復(fù)制后，僅含14N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為71，則n是()A2 B3C4 D5答案：C解析：該DNA分子經(jīng)過n次復(fù)制后得到的DNA分子數(shù)為2n個，其中有2個DNA分子中各有一條鏈帶有15N標記，故有(2n2)/27/1，所以n4。13現(xiàn)將含有兩對同源染色體且核DNA都已用32P標記的一個細胞，放在不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，若該細胞連續(xù)進行4次有絲分裂，則含32P的子細胞數(shù)量最少和最多分別是(不考慮交叉互換)()A2，16 B2，8C4，8 D4，16答案：B解析：復(fù)制前兩對同源染色體含DNA分子4個，脫氧核苷酸鏈為8條，所以有32P標記的脫氧核苷酸鏈為8條，最多進入到8個子細胞中，這樣就可排除了A、D，最少可進入2個細胞，故選B。14(xx·上海卷)在一個細胞周期中，DNA復(fù)制過程中的解旋發(fā)生在()A兩條DNA母鏈之間BDNA子鏈與其互補的母鏈之間C兩條DNA子鏈之間DDNA子鏈與其非互補母鏈之間答案：A解析：DNA在復(fù)制過程中，首先在解旋酶作用下將兩條母鏈解旋。A項正確，B、C、D三項錯誤。15含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動物的細胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細胞。然后將G0代細胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細胞分裂后，分別得到G1、G2代細胞?，F(xiàn)從G0、G1、G2代細胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到的結(jié)果如下圖，由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若分別表示輕、中、重三種DNA分子的位置，請回答：(1)G0、G1、G2三代DNA離心后的試管分別是圖中的：G0_，G1_，G2_。(2)G2代在三條帶中的DNA數(shù)的比例是_。(3)圖中兩條帶中的DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶 _，條帶_。(4)上述實驗結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是_。DNA的自我復(fù)制能使生物的_保持相對穩(wěn)定。(5)設(shè)全部含31P的DNA分子相對分子質(zhì)量為a，全部含32P的DNA分子相對分子質(zhì)量為b，則G2代DNA分子的平均相對分子質(zhì)量為_。答案：(1)ABD(2)011(3)31P31P和32P(4)半保留復(fù)制遺傳特性(5)(a3b)/4解析：首先應(yīng)該看懂圖解，知道輕、中、重三種DNA劃分的標準：由兩條含31P的脫氧核苷酸組成的鏈形成的是輕DNA；由一條含31P的脫氧核苷酸組成的鏈和一條含32P的脫氧核苷酸組成的鏈形成的是中DNA；由兩條含32P的脫氧核苷酸組成的是重DNA。然后回顧DNA的復(fù)制過程：解旋：由一個DNA分子形成兩條母鏈；以每一條母鏈為模板，按照堿基互補配對原則，從周圍吸收新的脫氧核苷酸為原料，形成新的子鏈，產(chǎn)生兩個子代DNA分子。注意，此時在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，含31P的脫氧核苷酸參與構(gòu)成子鏈；DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，即復(fù)制后形成的子代DNA中，每個DNA分子都只含有一條子鏈，另一條則為母鏈。根據(jù)題意：G0代細胞中的DNA全部由含31P的脫氧核苷酸組成，是輕DNA；G1代是以G0代細胞中的DNA為模板，以含32P的脫氧核苷酸為原料形成的兩個DNA分子，每一個DNA分子中，母鏈含31P，子鏈含32P，是中DNA；G2代是以G1代為模板，以含32P的脫氧核苷酸為原料形成的四個DNA分子，有兩個DNA分子，母鏈含31P，子鏈含32P，是中DNA；另兩個DNA分子，母鏈、子鏈都含32P，是重DNA。若31P­DNA為a，32P­DNA為b，則G2代中的4個DNA分子分別是2個、2個b，故G2代這四個DNA分子的平均相對分子質(zhì)量為(2×2b)/4(a3b)/4。16近10年來，PCR技術(shù)(聚合酶鏈式反應(yīng))成為分子生物學(xué)實驗室的一種常規(guī)實驗手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制，在試管中進行DNA的人工復(fù)制(如下圖所示)，在很短的時間內(nèi)，將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使實驗室所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。(1)加熱至94 的目的是使DNA雙鏈中的_鍵斷裂，稱為_，在細胞中是在_酶的作用下進行的。(2)當溫度降低時，引物與模板末端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成2個DNA分子，此過程中原料是_，遵循的原則是_。(3)綜合PCR技術(shù)與人體細胞內(nèi)DNA合成過程可知，二者的必需條件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還要3個條件，即液體環(huán)境、適宜的_和_。(4)通過PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制，若將一個用15N標記的DNA分子放入試管中，以14N標記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制四次之后，則15N標記的DNA分子占全部DNA總數(shù)的比例為_。(5)假設(shè)一個模板DNA分子中有800個堿基對，其中含有腺嘌呤600個，若通過PCR技術(shù)共消耗周圍環(huán)境中游離的胞嘧啶脫氧核苷酸6 200個，則該模板DNA在PCR擴增儀中已經(jīng)復(fù)制了_次。答案：(1)氫解旋解旋(2)脫氧核苷酸堿基互補配對原則(3)溫度酸堿度(4)1/8(5)5解析：本題考查DNA復(fù)制的知識及理解能力、分析判斷能力和推理能力，要求同學(xué)們基礎(chǔ)要掌握牢。(1)DNA分子在加熱條件下可以發(fā)生變性：氫鍵打開而解旋。該過程在細胞內(nèi)則是在解旋酶作用下實現(xiàn)的。(2)DNA分子復(fù)制所需原料為4種游離的脫氧核苷酸，遵循堿基互補配對原則。(3)由于PCR技術(shù)是在細胞外進行的，缺少了細胞內(nèi)相對穩(wěn)定的環(huán)境，因此，除了滿足復(fù)制所需的模板、原料、能量和酶以外，還要滿足生化反應(yīng)所需的液體環(huán)境和酶所需要的適宜的溫度和pH等條件。(4)以15N標記DNA分子模板，以14N標記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制4次共形成16個DNA分子，其中有2個含15N，因此15N標記的DNA分子占全部DNA總數(shù)的比例為1/8。1.(xx·江蘇理綜)人類對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長的過程，下列有關(guān)敘述正確的是()A孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律和化學(xué)本質(zhì)B噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗更具說服力C沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)D煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質(zhì)是RNA答案：B解析：本題主要考查了人類對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探究歷程。孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律，但沒有證實其化學(xué)本質(zhì)，A不正確；在肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中提取的DNA的純度沒有達到100%，從單獨、直接觀察DNA生理效應(yīng)方面分析，說服力不如噬菌體侵染細菌的實驗，B正確；沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)等于嘌呤數(shù)，C不正確；煙草花葉病毒感染煙草實驗只說明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，D不正確。2(xx·山東理綜)假設(shè)一個雙鏈均被32P標記的噬菌體DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述正確的是()A該過程至少需要3×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸B噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等C含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為149D該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變答案：C解析：本題主要考查了噬菌體侵染細菌過程的相關(guān)知識以及DNA分子的有關(guān)計算。首先計算得出一個噬菌體DNA中鳥嘌呤脫氧核苷酸占30%，其數(shù)量是5000×2×30%3000個，由一個噬菌體增殖為100個噬菌體，至少需要3000×(1001)2.97×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸，A錯誤；噬菌體侵染細菌的過程中，需要細菌提供原料、能量、酶等條件，但模板是由噬菌體提供的，B錯誤；根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點可知釋放出的100個子代噬菌體中含有32P與只含32P的子代噬菌體分別是2個、98個，比例為149，C正確；DNA發(fā)生突變，其控制的性狀不一定發(fā)生改變，D錯誤。3(xx·福建理綜)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種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有()A2種 B3種C4種 D5種答案：D解析：此題考查DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基A與T、G與C分別形成堿基對，胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(假定用T表示)應(yīng)與A配對形成氫鍵。故堿基序列為GTACATACATG的單鏈模板在正常脫氧核苷酸環(huán)境中會生成如下雙鏈DNA分子：G T A C A T A C A T GC A T G T A T G T A C 雙脫氧核苷酸會使子鏈合成終止，因此當DNA復(fù)制時若加入胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(T)，可能會在位置替換堿基T而形成4種異常DNA片段，故可形成5種DNA分子。