隨堂真題演練20 DNA分子的結(jié)構(gòu) DNA的復(fù)制 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 (2017高考海南卷)DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對(duì)之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(AT)/(GC)與(AC)/(GT)兩個(gè)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(gè)比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高C當(dāng)兩個(gè)比值相同時(shí)，可判斷這個(gè)DNA分子是雙鏈D經(jīng)半保留復(fù)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(AC)/(GT)為恒值1，A錯(cuò)誤。A和T堿基對(duì)含2個(gè)氫鍵，C和G含3個(gè)氫鍵，(GC)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(cuò)誤。(AT)/(GC)與(AC)/(GT)兩個(gè)比值相等，這個(gè)DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C錯(cuò)誤。經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，是雙鏈DNA，(AC)/(GT)1，D正確。 (2016高考全國(guó)卷)某種物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對(duì)之間，使DNA雙鏈不能解開。若在細(xì)胞正常生長(zhǎng)的培養(yǎng)液中加入適量的該物質(zhì)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A隨后細(xì)胞中的DNA復(fù)制發(fā)生障礙B隨后細(xì)胞中的RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生障礙C該物質(zhì)可將細(xì)胞周期阻斷在分裂中期D可推測(cè)該物質(zhì)對(duì)癌細(xì)胞的增殖有抑制作用解析：選C。DNA分子的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都需要在DNA雙鏈解開后才能進(jìn)行，A、B項(xiàng)正確；DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞周期中的間期，若DNA雙鏈不能解開，細(xì)胞周期將被阻斷在間期而不是中期，C項(xiàng)錯(cuò)誤；癌細(xì)胞具有無限增殖的能力，該物質(zhì)能阻斷DNA分子的復(fù)制，故能抑制癌細(xì)胞的增殖，D項(xiàng)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(fù)制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是()解析：選D。DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，復(fù)制后不存在親代的DNA分子(雙鏈均為白色)，排除A、B項(xiàng)；第二次復(fù)制后得到的4個(gè)DNA分子中，每個(gè)DNA分子各有1條鏈?zhǔn)堑诙螐?fù)制形成的(黑色)，排除C項(xiàng)；進(jìn)一步分析可知D項(xiàng)符合題意。 (高考全國(guó)卷)關(guān)于DNA和RNA的敘述，正確的是()ADNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵B一種病毒同時(shí)含有DNA和RNAC原核細(xì)胞中既有DNA，也有RNAD葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA解析：選C。DNA分子結(jié)構(gòu)中，配對(duì)的堿基之間以氫鍵相連，A與T之間形成兩個(gè)氫鍵，C與G之間形成三個(gè)氫鍵；與DNA不同，RNA一般為單鏈分子，不形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，但是很多RNA也需要通過堿基互補(bǔ)配對(duì)形成一定的結(jié)構(gòu)來行使特殊的生物學(xué)功能，RNA的堿基配對(duì)規(guī)律和DNA不完全相同，即A與U配對(duì)、G與C配對(duì)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。病毒只含有DNA或RNA一種遺傳物質(zhì)，沒有同時(shí)含有DNA和RNA的病毒，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，其遺傳物質(zhì)都是DNA，但同時(shí)存在RNA，如細(xì)菌這類原核生物細(xì)胞中的質(zhì)粒是環(huán)狀DNA，核糖體上存在RNA，故C項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤。 (2016高考全國(guó)卷)在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(biāo)記DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(APPP或dAPPP)?；卮鹣铝袉栴}：(1)某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時(shí)產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的_(填“”“”或“”)位上。(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的_(填“”“”或“”)位上。(3)將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)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(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個(gè))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(shí)，遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵斷裂，在位上的磷酸基團(tuán)從ATP上脫離下來，再結(jié)合題干信息可知，要將32P標(biāo)記的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，需標(biāo)記ATP 位上的磷酸基團(tuán)。(2)dATP與ATP結(jié)構(gòu)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(gè)磷酸基團(tuán)，而dATP含有三個(gè)磷酸基團(tuán)，因此，以dATP為原料合成DNA時(shí)，若要將32P標(biāo)記到DNA分子上，32P標(biāo)記的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的位上。(3)一個(gè)噬菌體含有一個(gè)DNA分子。由于DNA具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，因此被32P標(biāo)記兩條鏈的DNA分子在第一次復(fù)制中，兩條鏈都作為模板，形成兩個(gè)一條鏈含32P的DNA分子；同理，再分別以這兩個(gè)DNA分子的兩條鏈為模板合成子代DNA分子，當(dāng)合成n個(gè)DNA分子時(shí)，其中只有兩個(gè)DNA分子被32P標(biāo)記，其他DNA分子都不被標(biāo)記，因此含有32P標(biāo)記的噬菌體所占比例為2/n。答案：(1)(2)(3)一個(gè)含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到兩個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個(gè)噬菌體中只有2個(gè)帶有標(biāo)記課時(shí)作業(yè)1(2018邯鄲模擬)下面關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中，錯(cuò)誤的是()A每個(gè)雙鏈DNA分子含有4種脫氧核苷酸B每個(gè)核糖上均連接著1個(gè)磷酸和1個(gè)堿基C每個(gè)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(gè)胞嘧啶，就一定會(huì)同時(shí)含有40個(gè)鳥嘌呤答案：B2(2018長(zhǎng)沙調(diào)研)如圖是某同學(xué)制作的脫氧核苷酸對(duì)模型，其中正確的是()解析：選D。從五碳糖和磷酸基團(tuán)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(cuò)誤；A與T之間的氫鍵應(yīng)該是兩個(gè)而不是三個(gè)，B錯(cuò)誤；含氮堿基(C)應(yīng)連接在五碳糖的1號(hào)位上(如圖所示)，且G與C之間有三個(gè)氫鍵，C錯(cuò)誤。3(2018安徽安慶宿松月考)如圖為DNA分子的片段，下列相關(guān)敘述正確的是()A構(gòu)成DNA分子的基本單位是BRNA聚合酶可以切斷C復(fù)制時(shí)DNA聚合酶催化形成之間的化學(xué)鍵D構(gòu)成DNA分子的基本骨架解析：選B。圖中是脫氧核苷酸單鏈，構(gòu)成DNA的基本單位是脫氧核苷酸，應(yīng)是；RNA聚合酶能將DNA解旋，可以切斷氫鍵；復(fù)制時(shí)DNA聚合酶催化形成的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，而之間的鍵是同一個(gè)核苷酸內(nèi)的化學(xué)鍵；是堿基對(duì)，脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)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A0.28、G0.32、T0.24、C0.16。當(dāng)它感染宿主細(xì)胞時(shí)，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()A0.240.160.320.28B0.260.240.240.26C0.280.320.240.16D0.240.260.260.24解析：選B。雙鏈DNA分子中AT，GC，因此排除A、C項(xiàng)；單鏈中的堿基A、T分別與互補(bǔ)鏈中的堿基T、A對(duì)應(yīng)，因此可計(jì)算出雙鏈DNA分子中AT，占0.26，CG，占0.24。5(2018江西南昌二中月考)假如檢測(cè)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()ADNA分子中堿基總數(shù)量為x/yBDNA分子中堿基U的數(shù)目為x%C另一條鏈中鳥嘌呤是(1x%y%)DDNA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(cuò)誤；DNA分子中沒有U，B錯(cuò)誤；另一條鏈中鳥嘌呤應(yīng)是12x%y%，C錯(cuò)誤；堿基C的比例應(yīng)是(12x%)/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(xì)胞核中DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性中起到了核心作用。這種蛋白能讓染色質(zhì)內(nèi)部形成“交聯(lián)”，在細(xì)胞核中限制DNA的行動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)保護(hù)了染色質(zhì)的完整性，同時(shí)允許DNA正常復(fù)制，下列有關(guān)敘述正確的是()A通過DNA分子的復(fù)制，儲(chǔ)存在DNA中的遺傳信息實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定表達(dá)B染色體解螺旋形成染色質(zhì)，為DNA的復(fù)制創(chuàng)造了有利條件C去除蛋白laminA后，染色質(zhì)的運(yùn)動(dòng)高度分散而且不能復(fù)制D嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則即可保證DNA分子復(fù)制準(zhǔn)確無誤解析：選B。通過DNA分子的復(fù)制，儲(chǔ)存在DNA中的遺傳信息能穩(wěn)定遺傳，A錯(cuò)誤；染色體解螺旋形成染色質(zhì)，有利于DNA打開其空間結(jié)構(gòu)，為DNA的復(fù)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(zhì)的運(yùn)動(dòng)高度分散而且DNA復(fù)制速度較快，C錯(cuò)誤；DNA復(fù)制的準(zhǔn)確無誤進(jìn)行的原因包括其獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板以及遵循嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，D錯(cuò)誤。7洋蔥根尖細(xì)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(gè)細(xì)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(gè)細(xì)胞周期的分裂中期，如圖能正確表示該細(xì)胞分裂中期的是(只考慮其中一條染色體上的DNA分子)()答案：D8(2018武漢模擬)用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片段，堿基間的氫鍵共有260個(gè)。該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制多次后共消耗游離的嘌呤類脫氧核苷酸1 500個(gè)。下列敘述正確的是()A該DNA片段中共有腺嘌呤60個(gè)，復(fù)制多次后含有14N的DNA分子占7/8B若一條鏈中(AG)/(TC)<1，則其互補(bǔ)鏈中該比例也小于1C若一條鏈中ATGC1234，則其互補(bǔ)鏈中該比例為4321D該DNA經(jīng)復(fù)制后產(chǎn)生了16個(gè)DNA分子解析：選D。據(jù)題干信息可推知，該DNA分子中有60個(gè)C/G堿基對(duì)，40個(gè)A/T堿基對(duì)，故該DNA片段中，A的個(gè)數(shù)為40個(gè)，經(jīng)多次復(fù)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(bǔ)鏈中(AG)/(TC)>1；DNA兩條單鏈之間由于堿基互補(bǔ)配對(duì)，若一條鏈中ATGC1234，則其互補(bǔ)鏈中該比例為2143；該DNA片段中嘌呤類堿基共100個(gè)，經(jīng)多次復(fù)制后共消耗游離的嘌呤類堿基1 500個(gè)，則1 500100(2n1)，n4，所以復(fù)制后產(chǎn)生了16個(gè)DNA分子。9(2018甘肅天水一中模擬)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(xì)胞核、核糖體等結(jié)構(gòu)中基因表達(dá)時(shí)會(huì)受到環(huán)境的影響DNA分子每一個(gè)片段都是一個(gè)基因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)ABC D解析：選C。不對(duì)，基因的基本單位是脫氧核苷酸；不對(duì)，基因不存在于核糖體中；不對(duì)，基因是有遺傳效應(yīng)的特定的DNA片段；不對(duì)，基因的分子結(jié)構(gòu)首先是由沃森和克里克提出的。10(2018河南八校質(zhì)檢)如圖是DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)過程圖解(15)，請(qǐng)據(jù)圖探討相關(guān)問題。(1)物質(zhì)1是構(gòu)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(qiáng)，則_(填“GC”或“AT”)堿基對(duì)的比例越高。(4)RNA病毒相比DNA病毒更容易發(fā)生變異，請(qǐng)結(jié)合圖5和有關(guān)RNA的結(jié)構(gòu)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(jīng)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，CG之間有3個(gè)氫鍵，AT之間有2個(gè)氫鍵。(4)RNA分子是單鏈結(jié)構(gòu)，DNA分子是雙螺旋結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較強(qiáng)，而單鏈RNA更容易發(fā)生變異。答案：(1)物質(zhì)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)GC(4)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)較RNA單鏈結(jié)構(gòu)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(xì)胞的_部位。(2)圖中的1、2、3、4、5分別是_、_、_、_、_。(3)假如經(jīng)過科學(xué)家的測(cè)定，A鏈上的一段(M)中的ATCG為2113，能不能說明該科學(xué)家的測(cè)定是錯(cuò)誤的？_，原因是_。(4)如果(3)中以A鏈的M為模板，復(fù)制出的B鏈堿基比例應(yīng)該是_。解析：DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A與T、C與G配對(duì)，所以DNA分子中AT，GC。DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，即以DNA的兩條母鏈為模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)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(gè)DNA分子與親代DNA分子完全相同。答案：(1)DNA復(fù)制細(xì)胞核(2)ATCCT(3)不能在單鏈中不一定AT、GC(4)TAGC211312(2018江西新余一中段考)科學(xué)家在研究DNA分子的復(fù)制方式時(shí)，進(jìn)行了下表所示的實(shí)驗(yàn)研究(已知培養(yǎng)用的細(xì)菌大約要20 min分裂一次)，下列敘述不正確的是()實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)處理用14N培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌用15N培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌用15N培養(yǎng)基培養(yǎng)14N標(biāo)記DNA的細(xì)菌用14N培養(yǎng)基培養(yǎng)15N標(biāo)記DNA的細(xì)菌破碎細(xì)菌細(xì)胞，提取DNA離心結(jié)果a.輕鏈DNAb.重鏈DNAc.中鏈DNAd.中鏈DNAA.若DNA復(fù)制為全保留復(fù)制，則結(jié)果c、d中應(yīng)均為重鏈DNA和輕鏈DNABDNA復(fù)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(biāo)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(fù)制后50%的DNA分子一條鏈含15N一條鏈含14N，50%的DNA分子只含14NDDNA復(fù)制過程中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，但可能發(fā)生基因突變解析：選C。15N15N DNA分子在14N培養(yǎng)基中復(fù)制3次可產(chǎn)生238個(gè)子代DNA分子，其中有2個(gè)DNA分子為15N14N，其余DNA分子均為14N14N。131958年，Meselson和Stahl通過一系列實(shí)驗(yàn)首次證明了DNA的半保留復(fù)制，此后科學(xué)家便開始了有關(guān)DNA復(fù)制起點(diǎn)、數(shù)目、方向等方面的研究。試回答下列問題：(1)DNA分子呈_結(jié)構(gòu)，DNA復(fù)制開始時(shí)首先必須解旋，從而在復(fù)制起點(diǎn)位置形成復(fù)制叉(如圖1所示)。因此，研究中可以根據(jù)復(fù)制叉的數(shù)量推測(cè)_。(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(jìn)一步證明了DNA的半保留復(fù)制。根據(jù)圖2的大腸桿菌親代環(huán)狀DNA示意圖，用簡(jiǎn)圖表示復(fù)制一次和復(fù)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(fù)制從一點(diǎn)開始以后是單向進(jìn)行的還是雙向進(jìn)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(dāng)?shù)臈l件，讓其進(jìn)行復(fù)制，得到圖3所示結(jié)果，這一結(jié)果說明_。(4)為了研究大腸桿菌DNA復(fù)制是單起點(diǎn)復(fù)制還是多起點(diǎn)復(fù)制，用第(2)小題的方法，觀察到大腸桿菌DNA復(fù)制的過程如圖4所示，這一結(jié)果說明大腸桿菌細(xì)胞中DNA復(fù)制是_起點(diǎn)復(fù)制的。解析：(1)因DNA復(fù)制開始時(shí)首先必須解旋，從而在復(fù)制起點(diǎn)位置形成復(fù)制叉，所以可以根據(jù)復(fù)制叉的數(shù)量推測(cè)復(fù)制起點(diǎn)的數(shù)量。(2)因?yàn)镈NA為半保留復(fù)制，故復(fù)制一次所得的2個(gè)DNA分子中，1條鏈帶放射性標(biāo)記，另一條鏈不帶。復(fù)制兩次后所得的4個(gè)DNA分子中，有2個(gè)DNA分子都是其中一條鏈帶放射性標(biāo)記，另外2個(gè)DNA分子則是兩條鏈都帶放射性標(biāo)記。(3)由圖示可以看出：該DNA分子有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，復(fù)制為雙向進(jìn)行。(4)由圖4可知：該DNA分子有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，即單起點(diǎn)復(fù)制。答案：(1)(規(guī)則的)雙螺旋復(fù)制起點(diǎn)的數(shù)量(2)如圖所示(3)DNA復(fù)制是雙向的(4)單