課時(shí)規(guī)范練16DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)基礎(chǔ)鞏固1.(2018遼寧六校協(xié)作體考試)DNA是主要的遺傳物質(zhì),其脫氧核苷酸序列儲(chǔ)存著大量的遺傳信息。下列敘述正確的是()A.如果一個(gè)DNA分子由2 000個(gè)脫氧核苷酸組成,則脫氧核苷酸排列順序理論上最多有21 000種B.某一特定的基因的脫氧核苷酸排列順序,對(duì)于不同的生物個(gè)體也是各不相同的C.大量隨機(jī)排列的脫氧核苷酸序列從未出現(xiàn)在生物體內(nèi),而有些特殊序列則重復(fù)出現(xiàn)D.控制性狀的基因與生物的性狀,除了一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系外,還要受環(huán)境因素的影響2.(2019西藏拉薩中學(xué)月考)如圖為某同學(xué)在學(xué)習(xí)DNA的結(jié)構(gòu)后畫的含有兩個(gè)堿基對(duì)的DNA片段(“”代表磷酸基團(tuán)),下列為幾位同學(xué)對(duì)此圖的評(píng)價(jià),其中正確的是()A.甲說:“物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)上沒有錯(cuò)誤”B.乙說:“只有一處錯(cuò)誤,就是U應(yīng)改為T”C.丙說:“至少有三處錯(cuò)誤,其中核糖應(yīng)改為脫氧核糖”D.丁說:“如果說他畫的是RNA雙鏈則該圖應(yīng)是正確的”3.用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片類型和數(shù)量如表所示,下列說法正確的是()卡片類型脫氧核糖磷酸堿基ATGC卡片數(shù)量10102332A.最多可構(gòu)建4種脫氧核苷酸,5個(gè)脫氧核苷酸對(duì)B.構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個(gè)氫鍵C.DNA中每個(gè)脫氧核糖均與1分子磷酸相連D.最多可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA4.(2018重慶中山外國語學(xué)校開學(xué)考試)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分子在含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(A+G)/(T+C)<1,則其互補(bǔ)鏈中該比例也小于1C.若一條鏈中ATGC=1234,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5.現(xiàn)已知基因M含有堿基共N個(gè),腺嘌呤n個(gè),具有類似如圖的平面結(jié)構(gòu),下列說法正確的是()A.基因M共有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán),1.5N-n個(gè)氫鍵B.如圖a可以代表基因M,基因M的等位基因m可以用b表示C.基因M的雙螺旋結(jié)構(gòu)中,脫氧核糖和磷脂交替排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架D.基因M和它的等位基因m含有的堿基數(shù)可以不相等能力提升6.如圖所示為真核細(xì)胞內(nèi)基因Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,共含有2 000個(gè)堿基對(duì),其中堿基A占20%,下列說法正確的是()A.基因Y復(fù)制兩次,共需要4 800個(gè)游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸B.基因Y復(fù)制時(shí)解旋酶作用于兩處C.若處T/A替換為G/C,則Y控制的性狀一定發(fā)生改變D.Y的等位基因y中堿基A也可能占20%7.(2018河南鄭州一中期中)在一個(gè)雙鏈DNA分子中,堿基總數(shù)為m,腺嘌呤堿基數(shù)為n,G與C之間形成3個(gè)氫鍵,A與T之間形成2個(gè)氫鍵。下列有關(guān)敘述正確的是()脫氧核苷酸數(shù)=磷酸數(shù)=堿基總數(shù)=m堿基之間的氫鍵數(shù)為(3m-2n)/2一條鏈中A+T的數(shù)量為nG的數(shù)量為m-nA.B.C.D.8.下圖為科學(xué)家設(shè)計(jì)的DNA合成的同位素示蹤實(shí)驗(yàn),利用大腸桿菌來探究DNA的復(fù)制過程,下列說法正確的是()A.從試管到試管,細(xì)胞內(nèi)的染色體復(fù)制了兩次B.用噬菌體代替大腸桿菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn),提取DNA更方便C.試管中含有14N的DNA占3/4D.本實(shí)驗(yàn)是科學(xué)家對(duì)DNA復(fù)制方式假設(shè)的驗(yàn)證9.(2018河南信陽高級(jí)中學(xué)月考)將某一經(jīng)3H充分標(biāo)記DNA的雄性動(dòng)物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng),經(jīng)過連續(xù)兩次正常細(xì)胞分裂后,下列有關(guān)說法不正確的是()A.若進(jìn)行有絲分裂,則子細(xì)胞含3H的核DNA分子數(shù)可能為NB.若進(jìn)行減數(shù)分裂,則子細(xì)胞含3H的染色體數(shù)為NC.第一次分裂結(jié)束時(shí),子細(xì)胞中染色體都含3HD.若子細(xì)胞中有的染色體不含3H,則原因是同源染色體彼此分離10.(2018河北衡水中學(xué)五調(diào))如圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程的模式圖,據(jù)圖分析,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.由圖示得知,DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制B.解旋酶能使雙鏈DNA解開,但需要消耗ATPC.由圖示可知DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫信帕械腄.DNA在復(fù)制過程中是先進(jìn)行解旋,后半保留復(fù)制11.(2018四川宜賓一中月考)如圖15是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)過程圖解,請(qǐng)據(jù)圖回答相關(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中的磷酸二酯鍵的酶有(填“RNA聚合酶”“DNA聚合酶”或“DNA解旋酶”)。(3)圖3和圖4中的氫鍵用于連接兩條脫氧核苷酸鏈,若(填“GC”或“AT”)堿基對(duì)的比例越高,則DNA耐高溫的能力越強(qiáng)。(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:。12.正常情況下細(xì)胞內(nèi)可以自主合成組成核酸的核糖核苷酸和脫氧核苷酸,某細(xì)胞系由于發(fā)生基因突變而不能自主合成,必須從培養(yǎng)基中攝取。為驗(yàn)證“DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸,而不是核糖核苷酸”,現(xiàn)提供如下實(shí)驗(yàn)材料,請(qǐng)你完善實(shí)驗(yàn)方案。(1)實(shí)驗(yàn)材料:突變細(xì)胞系、基本培養(yǎng)基、12C- 核糖核苷酸、14C- 核糖核苷酸、12C- 脫氧核苷酸、14C- 脫氧核苷酸、細(xì)胞放射性檢測(cè)技術(shù)等。(2)實(shí)驗(yàn)步驟:第一步:取基本培養(yǎng)基若干,隨機(jī)分成兩組,分別編號(hào)為甲組和乙組。第二步:在甲組培養(yǎng)基中加入適量的12C- 核糖核苷酸和14C- 脫氧核苷酸;在乙組培養(yǎng)基中加入。第三步:在甲、乙兩組培養(yǎng)基中分別接種,在5% CO2恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間,使細(xì)胞增殖。第四步:分別取出甲、乙兩組培養(yǎng)基中的細(xì)胞,檢測(cè)細(xì)胞中出現(xiàn)放射性的部位。(3)預(yù)期結(jié)果:。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:。課時(shí)規(guī)范練16DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)1.CDNA分子具有多樣性,脫氧核苷酸排列順序的種類數(shù)為4n,n代表堿基對(duì)的數(shù)目,如果一個(gè)DNA分子由2 000個(gè)脫氧核苷酸組成,則脫氧核苷酸排列順序理論上最多有41 000種;對(duì)于同種生物的不同個(gè)體,某一特定的基因的脫氧核苷酸排列順序一般是相同的;DNA中脫氧核苷酸的排列順序具有特異性,因此大量隨機(jī)排列的脫氧核苷酸序列從未出現(xiàn)在生物體內(nèi),而有些特殊序列則重復(fù)出現(xiàn);基因與性狀不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。2.CDNA分子中的五碳糖應(yīng)為脫氧核糖,而不是核糖;DNA不含堿基U,而是含堿基T;兩個(gè)相鄰核苷酸之間的磷酸二酯鍵連接不正確,應(yīng)是前一個(gè)核苷酸的脫氧核糖與后一個(gè)核苷酸的磷酸基團(tuán)連接形成磷酸二酯鍵,圖中至少有三處錯(cuò)誤;RNA為單鏈結(jié)構(gòu),且兩個(gè)相鄰核苷酸之間的磷酸二酯鍵連接不正確。3.B根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,代表脫氧核糖、磷酸和含氮堿基的卡片數(shù)分別都是10,所以最多可構(gòu)建10個(gè)脫氧核苷酸,根據(jù)堿基種類可推知最多構(gòu)建4種脫氧核苷酸,4個(gè)脫氧核苷酸對(duì);構(gòu)成的雙鏈DNA片段中可含2個(gè)AT堿基對(duì)和2個(gè)GC堿基對(duì),所以最多可含有氫鍵數(shù)=22+23=10(個(gè));DNA分子結(jié)構(gòu)中,與脫氧核糖直接相連的一般是2個(gè)磷酸,但是兩端各有一個(gè)最末端的脫氧核糖只連接1個(gè)磷酸;堿基序列要達(dá)到44種,每種堿基對(duì)的數(shù)量至少要有4對(duì)。4.D分析題干:假設(shè)A=T=x,則C=G=100-x,由于A和T之間有2個(gè)氫鍵,C和G之間有3個(gè)氫鍵,因此2x+3(100-x)=260,解得x=40。該DNA分子中含有的嘌呤數(shù)是堿基總數(shù)的一半,即100個(gè),假設(shè)該DNA分子復(fù)制n次,則(2n-1)100=1 500,解得n=4,根據(jù)半保留復(fù)制特點(diǎn),子代含有14N的DNA分子占100%,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若一條鏈中(A+G)/(T+C)<1,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,其互補(bǔ)鏈中該比例為其倒數(shù),應(yīng)該大于1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若一條鏈中ATGC=1234,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,其互補(bǔ)鏈中該比例為2143,C項(xiàng)錯(cuò)誤;該DNA共復(fù)制4次,因此經(jīng)復(fù)制后產(chǎn)生了16個(gè)DNA分子,D項(xiàng)正確。5.D基因M的每一條鏈有1個(gè)游離的磷酸基團(tuán),因此基因M含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán),氫鍵數(shù)為1.5N-n,A項(xiàng)錯(cuò)誤;基因是兩條脫氧核苷酸鏈組成的,圖中a和b共同組成基因M,因此基因M的等位基因m不能用b表示,B項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中,脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架,C項(xiàng)錯(cuò)誤;等位基因是基因突變產(chǎn)生的,而基因突變是指基因中堿基對(duì)的增添、缺失或替換,因此基因M和它的等位基因m的堿基數(shù)或排列順序可以不同,D項(xiàng)正確。6.D該基因由2 000對(duì)脫氧核苷酸組成,其中鳥嘌呤占30%,因此該基因中含有鳥嘌呤數(shù)目為2 000230%=1 200個(gè),則基因復(fù)制2次,需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目=(22-1)1 200=3 600個(gè),A項(xiàng)錯(cuò)誤;基因Y復(fù)制時(shí)解旋酶作用于氫鍵處,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若處T/A替換為G/C,由于密碼子的簡(jiǎn)并性等原因,Y控制的性狀不一定發(fā)生改變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Y的等位基因y是基因突變形成的,基因突變是指堿基對(duì)的增添、缺失或替換,因此y中堿基A也可能占20%,D項(xiàng)正確。7.D每個(gè)脫氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基,故中的等量關(guān)系正確;因G與C之間形成3個(gè)氫鍵,A與T之間形成2個(gè)氫鍵,故該DNA分子中,堿基之間的氫鍵數(shù)為2n+3(m-2n)/2=(3m-2n)/2;因兩條鏈中A+T的數(shù)量為2n,故一條鏈中A+T的數(shù)量應(yīng)為n;中計(jì)算的G的數(shù)量有誤,應(yīng)為(m-2n)/2=(m/2)-n。8.D大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)沒有染色體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;噬菌體專營寄生生活,不能在該培養(yǎng)液中繁殖,所以不能代替大腸桿菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn),B項(xiàng)錯(cuò)誤;試管中含有14N的DNA占100%,C項(xiàng)錯(cuò)誤;本實(shí)驗(yàn)是科學(xué)家對(duì)DNA復(fù)制方式假設(shè)的驗(yàn)證,D項(xiàng)正確。9.D將某一經(jīng)3H充分標(biāo)記核DNA的雄性動(dòng)物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng),若進(jìn)行有絲分裂,則細(xì)胞分裂兩次,DNA復(fù)制兩次,在第二次有絲分裂后期,所有染色體一半被標(biāo)記,一半未被標(biāo)記,由于分裂成兩個(gè)子細(xì)胞時(shí),染色體分配是隨機(jī)的,所以子細(xì)胞含3H的染色體數(shù)即核DNA分子數(shù)可能為N,A項(xiàng)正確;若進(jìn)行減數(shù)分裂,因?yàn)镈NA只復(fù)制1次,所以子細(xì)胞的N條染色體都被標(biāo)記,B項(xiàng)正確;第一次分裂結(jié)束時(shí),因?yàn)镈NA只復(fù)制1次,所以子細(xì)胞中染色體都含3H,C項(xiàng)正確;若子細(xì)胞中有的染色體不含3H,則該細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂,則不可能是同源染色體彼此分離,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.D由圖示可知,新合成的每個(gè)DNA分子中,都保留了原來DNA分子中的一條鏈,因此復(fù)制的方式是半保留復(fù)制,A項(xiàng)正確;解旋酶使DNA雙鏈解開過程消耗ATP,B項(xiàng)正確;DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?C項(xiàng)正確;DNA在復(fù)制過程中是邊解旋邊半保留復(fù)制,D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.答案(1)DNA五碳糖為脫氧核糖,RNA為核糖DNA特有堿基為T,RNA為U(2)DNA聚合酶(3)GC(4)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定,RNA單鏈較不穩(wěn)定解析(1)DNA與RNA相比,主要區(qū)別是DNA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是脫氧核苷酸形成DNA的過程,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分子是雙鏈螺旋結(jié)構(gòu),穩(wěn)定性較強(qiáng),因而單鏈RNA更容易發(fā)生變異。12.答案(2)等量的14C-核糖核苷酸和12C-脫氧核苷酸等量的突變細(xì)胞系(3)甲組培養(yǎng)基中細(xì)胞的放射性部位主要在細(xì)胞核;乙組培養(yǎng)基中細(xì)胞的放射性部位主要在細(xì)胞質(zhì)(4)DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸,而不是核糖核苷酸解析(2)根據(jù)生物實(shí)驗(yàn)需要遵循對(duì)照原則和控制單一變量原則,可進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟:第一步:編號(hào),取基本培養(yǎng)基兩個(gè),編號(hào)為甲、乙,兩組之間進(jìn)行對(duì)照。第二步:設(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在培養(yǎng)基甲中加入適量的12C-核糖核苷酸和14C-脫氧核苷酸;在培養(yǎng)基乙中加入等量的14C-核糖核苷酸和12C-脫氧核苷酸。第三步:培養(yǎng)。在甲、乙培養(yǎng)基中分別接種等量的突變細(xì)胞系,放到適宜的相同環(huán)境中培養(yǎng)一段時(shí)間,讓細(xì)胞增殖。第四步:觀察、檢測(cè)。分別取出培養(yǎng)基甲、乙中的細(xì)胞,用放射性探測(cè)顯微儀探測(cè)觀察細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的放射性強(qiáng)弱。(3)預(yù)期結(jié)果:由于DNA主要分布在細(xì)胞核中,而RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中,所以甲組培養(yǎng)基中細(xì)胞的放射性部位主要在細(xì)胞核;乙組培養(yǎng)基中細(xì)胞的放射性部位主要在細(xì)胞質(zhì)。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸而不是核糖核苷酸。