高考生物一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二十三)第二單元基因的本質(zhì)與表達(dá)第2講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)(

1、課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三）DNA 分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)一、選擇題1(2016 ·成都一診) 下列有關(guān) DNA分子的敘述，正確的是()A. DNA 與 ATP中含有的五碳糖相同B. DNA 單鏈上相鄰的堿基以氫鍵連接C. DNA 在細(xì)胞核中復(fù)制時(shí)需要解旋酶D. DNA 的轉(zhuǎn)錄過(guò)程要以氨基酸為原料解析：選CDNA與 ATP中含有的五碳糖不同，前者是脫氧核糖，后者是核糖；DNA雙鏈之間的堿基以氫鍵連接，單鏈上相鄰的堿基之間是脫氧核糖磷酸脫氧核糖；DNA 在細(xì)胞核中復(fù)制時(shí)需要解旋酶和DNA聚合酶； DNA 的轉(zhuǎn)錄過(guò)程要以核糖核苷酸為原料，翻譯時(shí)以氨基酸為原料。2(2016 ·開(kāi)

2、封一模) 下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說(shuō)法，不正確的是()A基因一定位于染色體上B基因在染色體上呈線性排列C四種脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序決定了基因的多樣性和特異性D一條染色體上含有1 個(gè)或 2 個(gè) DNA分子解析：選 A基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段， DNA不一定位于染色體上，因此基因不一定位于染色體上；多個(gè)基因位于同一條染色體上，基因在染色體上呈線性排列；不同基因中脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序不同，基因具有多樣性，而每一個(gè)基因中脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序是特定的，因此基因又具有特異性；沒(méi)有復(fù)制的每條染色體含有1個(gè) DNA分子，復(fù)制后的每條染色體含有2 條染色單體，每條染色單體

3、含有1 個(gè) DNA分子。3.(2016 ·沈陽(yáng)模擬) 右圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，下列表述不正確的是()A能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的a 或 bB圖中與每個(gè)五碳糖直接相連的堿基有1 個(gè)C各核苷酸之間是通過(guò)化學(xué)鍵連接起來(lái)的D若該鏈為脫氧核苷酸鏈，不能含有堿基U解析：選A能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的a；圖中與每個(gè)五碳糖直接相連的堿基有 1 個(gè)；各核苷酸之間是通過(guò)化學(xué)鍵連接起來(lái)的；若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，不能含有堿基 U。4(2016 ·日照一模) 在搭建DNA分子結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)中，若4 種堿基塑料片共30個(gè)，其中6 個(gè) C,10 個(gè) G,6 個(gè) A,8 個(gè) T，脫氧

4、核糖和磷酸之間的連接物18 個(gè)，脫氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氫鍵的連接物、脫氧核糖和堿基之間的連接物等材料均充足，則1 / 8()A能搭建出30 個(gè)脫氧核苷酸B所搭建的DNA分子最長(zhǎng)為12 個(gè)堿基對(duì)C能搭建出415 種不同的 DNA分子模型D能搭建出一個(gè)含5 個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片段解析：選D由以上分析可知，題中提供的條件只能搭建出一個(gè)含5 個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片段。5(2016 ·鄂南三校聯(lián)考) 已知一個(gè)完全標(biāo)記上15 N 的 DNA分子含 100 個(gè)堿基對(duì)，其中有腺嘌呤40 個(gè)，經(jīng)過(guò) n 次復(fù)制后，不含15N 的 DNA分子總數(shù)與含15N 的 DNA分子總數(shù)之比為71，需游離

5、的胞嘧啶為m個(gè)，則 n，m分別是 ()A 3900B 3420C4420D 4900解析：選D根據(jù) DNA分子的特點(diǎn)可知一個(gè)含100 個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，腺嘌呤 (A) 有40 個(gè)，則 T 有 40 個(gè)， G、C 各 60 個(gè)。由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，則由不含15 N 的DNA分子總數(shù)與含15N 的 DNA分子總數(shù)之比為71可知共復(fù)制了4 次，產(chǎn)生了16 個(gè) DNA分子。需要游離的胞嘧啶為(16 1) ×60 900。6(2016 ·鄭州一模 ) 若用 32 P 標(biāo)記“類胚胎干細(xì)胞”的 DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含 32P 的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分

6、裂的中期、后期，一個(gè)細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被 32P 標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是()A中期是46 和 46、后期是92 和 46B中期是46 和 46、后期是92 和 92C中期是46 和 23、后期是92 和 23D中期是46 和 23、后期是46 和 23解析：選A有絲分裂中期、后期染色體條數(shù)的分析：“類胚胎干細(xì)胞”來(lái)自人體，人體的一個(gè)正常細(xì)胞中含有染色體條數(shù)為46，有絲分裂過(guò)程中后期染色體條數(shù)加倍(92) ，中期染色體條數(shù)與體細(xì)胞相同(46) ，故無(wú)論經(jīng)過(guò)幾次分裂，在有絲分裂中期染色體條數(shù)都是 46，后期染色體條數(shù)都是32P 標(biāo)記的染色體條數(shù)的分析：以92。有絲分裂中期、后期被1 個(gè) DNA

7、分子為例，雙鏈被32P 標(biāo)記，轉(zhuǎn)入不含32P 的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，由于DNA具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，第一次有絲分裂完成時(shí)，每個(gè)DNA分子中都有1 條鏈被 32P 標(biāo)記；第二次有絲分裂完成時(shí)，只有 1/2 的 DNA分子被 32P 標(biāo)記；中期時(shí)，染色單體沒(méi)有分開(kāi)，而這2 條沒(méi)有分開(kāi)的染色單體上，其中有1 條被 32P 標(biāo)記，導(dǎo)致整條染色體也被32P 標(biāo)記。7(2016 ·濟(jì)寧調(diào)研 ) 亞硝酸鹽可使DNA的某些堿基脫去氨基，堿基脫氨基后的變化如下： C 轉(zhuǎn)變?yōu)?U(U 與 A 配對(duì) ) ，A 轉(zhuǎn)變?yōu)?I(I為次黃嘌呤，與C 配對(duì) ) ?，F(xiàn)有一DNA片段為2 / 8AGTCG，經(jīng)亞硝酸鹽作用后，

8、若鏈中的A、C 發(fā)生脫氨基作用，經(jīng)過(guò)兩輪復(fù)制后其TCAGC子代 DNA片段之一為 () CGTTG GGTCGA.B. GCAAC CCAGC GGTTG CGTAGC.D. CCAAC GCATC解析：選C根據(jù)題意可知，在整個(gè)過(guò)程中DNA 復(fù)制了兩次，一共得到四個(gè)DNA 分子，由于只有鏈發(fā)生改變，因此以鏈為模板復(fù)制出的兩個(gè)DNA分子結(jié)構(gòu)并沒(méi)有發(fā)生任何改變，而鏈根據(jù)題意變成了IGTUG，因此以鏈為模板復(fù)制的DNA 堿基序列為CCAAC。8(2015 ·鄭州二模 ) 一個(gè)雙鏈均被32P 標(biāo)記的 DNA由 5 000個(gè)堿基對(duì)組成，其中腺嘌呤占 20%，將其置于只含31P 的環(huán)境中復(fù)制3

9、次。下列敘述不 正確的是 ()A該 DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為41.3 ×10B復(fù)制過(guò)程需要 2.4 ×10 4 個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C子代 DNA分子中含32P 的單鏈與含31P 的單鏈之比為 17D子代 DNA分子中含32P 與只含31P 的分子數(shù)之比為13解析：選 B 由題意可知，該 DNA 分子中， AT10 000 ×20% 2 000( 個(gè) ) ，C G10 000 ×30% 3 000( 個(gè) ) ，則含有的氫鍵數(shù)為2 000 ×23 000 ×31.3 ×104( 個(gè) ) ；DNA復(fù)制 3 次形成 8 個(gè)

10、 DNA分子，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為 3 000×72.1 ×10 4( 個(gè) ) ；子代 DNA分子中含有32P 的單鏈與含有31P 的單鏈之比為21417；子代 DNA分子中含有 32P 的分子數(shù)與只含有31P 的分子數(shù)之比為 2613。9(2016 ·云南名校統(tǒng)考 ) 用 3H 標(biāo)記蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入含秋水仙素但不含3H 的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。若秋水仙素對(duì)細(xì)胞連續(xù)發(fā)揮作用，則相關(guān)敘述不正確的是 ()A秋水仙素可抑制紡錘體的形成，但不影響著絲點(diǎn)的正常分裂B通過(guò)對(duì)細(xì)胞中不含單體的染色體計(jì)數(shù)，可推測(cè)DNA復(fù)制的次數(shù)C通過(guò)檢測(cè)D

11、NA鏈上 3H 標(biāo)記出現(xiàn)的情況，可推測(cè)DNA的復(fù)制方式D細(xì)胞中DNA第二次復(fù)制完成時(shí)，每條染色體的單體均帶有3H標(biāo)記解析：選D蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，3H標(biāo)記 DNA分子雙鏈，在不含 3H 的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)， DNA半保留復(fù)制一次產(chǎn)生的子代 DNA 都是一條鏈含 3H 一條鏈不含 3H，每條染色體的單體均帶有 3H 標(biāo)記，但細(xì)胞中 DNA第二次復(fù)制完成時(shí)，每條染色體的兩個(gè)單體中只有一個(gè)單體的DNA是一條鏈含3H 一條鏈不含3 H，這個(gè)單體帶標(biāo)記，另一個(gè)單體的DNA的兩條鏈均不含3H，這個(gè)單體不帶標(biāo)記；秋水仙素可抑3 / 8制紡錘體的形成，但不影響著絲點(diǎn)的

12、正常分裂；細(xì)胞中不含染色單體的染色體加倍一次，是因?yàn)?DNA復(fù)制了一次。10(2015 ·濟(jì)寧三模) 下圖表示DNA 復(fù)制的過(guò)程，結(jié)合圖示判斷，下列有關(guān)敘述不正確的是()A DNA復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，解開(kāi)雙鏈BDNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，生成的兩條子鏈的方向相反C從圖示可知，DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，縮短了復(fù)制所需的時(shí)間D DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成為DNA片段解析：選 CDNA復(fù)制過(guò)程的第一步是解旋，需要用解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開(kāi)；由圖可知，DNA 分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，且生成的兩條

13、子鏈的方向相反；圖中DNA復(fù)制只有一個(gè)起點(diǎn)，不能說(shuō)明DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)；DNA分子復(fù)制時(shí)，需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段。11.(2015 · 恩施二模 )DNA 熔解溫度 (T ) 是使 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解m開(kāi)一半時(shí)所需要的溫度，不同種類DNA的 Tm 值不同。右圖表示DNA分子中 GC 含量 ( 占全部堿基的比例) 與 T 值的關(guān)系。下列有關(guān)敘述m不正確的是 ()A一般來(lái)說(shuō)， DNA分子的m值與 G C含量呈正相關(guān)TB Tm值相同的 DNA分子中 G C的含量有可能不同C維持 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵有磷酸二酯鍵和氫鍵D DNA雙鏈分子中 G與

14、C 之間的氫鍵總數(shù)比 A 與 T 之間的多解析：選 D維持 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵有磷酸二酯鍵和堿基對(duì)之間的氫鍵；DNA分子中 G與 C 之間的氫鍵總數(shù)與A 與 T 之間氫鍵總數(shù)的關(guān)系無(wú)法確定。12(2015 ·鹽城二模 ) 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)處用 14N 培養(yǎng)基用 15N 培養(yǎng)基用 15N 培養(yǎng)基培養(yǎng)14N 用 14N 培養(yǎng)基培養(yǎng)15N培養(yǎng)細(xì)菌培養(yǎng)細(xì)菌標(biāo)記 DNA的細(xì)菌標(biāo)記 DNA的細(xì)菌理破碎細(xì)菌細(xì)胞，提取DNA離心結(jié)果a. 輕鏈

15、DNAb. 重鏈 DNAc. 中鏈 DNAd. 中鏈 DNA4 / 8A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 DNAB DNA復(fù)制過(guò)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 14ND DNA復(fù)制過(guò)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 15N 15N DNA分子在 14N 培養(yǎng)基中復(fù)制 3 次可產(chǎn)生 23 8 個(gè)子 DNA，其中有 2 個(gè) DNA為 15 N14 N，其余 D

16、NA均為 14N 14N。二、非選擇題13(2016 ·臨沂調(diào)研) 下面是某DNA分子的局部結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出圖中序號(hào)代表的結(jié)構(gòu)的中文名稱：_， _， _。(2)圖中 DNA 片段中堿基對(duì)有 _對(duì)，該 DNA分子應(yīng)有 _個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(3)從主鏈上看，兩條單鏈方向_，從堿基關(guān)系看，兩條單鏈 _。(4)如果將14N 標(biāo)記的細(xì)胞培養(yǎng)在15N 標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，此圖所示的_( 填圖中序號(hào) ) 中可測(cè)到15N。若細(xì)胞在該培養(yǎng)液中分裂四次，該DNA分子也復(fù)制四次，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_(kāi)。(5)

17、若該 DNA分子共有a 個(gè)堿基，其中腺嘌呤有m個(gè)，則該 DNA分子復(fù)制 4 次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為_(kāi)個(gè)。解析：根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，是胞嘧啶，是腺嘌呤，是鳥(niǎo)嘌呤，是胸腺嘧啶，是磷酸基團(tuán)，是胸腺嘧啶，是脫氧核糖，是胸腺嘧啶脫氧核苷酸，是一條脫氧核苷酸鏈的片段。復(fù)制4 次，產(chǎn)生 16 個(gè) DNA分子，由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，含 14N 的 DNA分子共 2 個(gè)，所有的DNA都含有 15N，所以子代DNA分子中含14N 和 15N 的比例為 18。 AT m，則 G C a/2 m，復(fù)制 4 次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(2 41) ×(a/2 m) 15

18、3;(a/2 m) 。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的片段(2)42(3) 反向平行互補(bǔ)配對(duì)(4) 18(5)15( a/2 m)5 / 814(2015 ·南通二模) 雙鏈 DNA由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成。早在1966 年，日本科學(xué)家岡崎提出DNA 半不連續(xù)復(fù)制假說(shuō)：DNA 復(fù)制形成互補(bǔ)子鏈時(shí)，一條子鏈?zhǔn)沁B續(xù)形成，另一條子鏈不連續(xù)即先形成短鏈片段( 如圖1) 。為驗(yàn)證這一假說(shuō)，岡崎進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：讓T4 噬菌體在20時(shí)侵染大腸桿菌70 min后，將同位素3H 標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，在2 s 、 7 s 、 15 s 、3

19、0 s 、 60 s 、 120 s 后，分離T4 噬菌體DNA并通過(guò)加熱使DNA分子變性、全部解螺旋，再進(jìn)行密度梯度離心，以DNA單鏈片段分布位置確定片段大小( 分子越小離試管口距離越近) ，并檢測(cè)相應(yīng)位置DNA 單鏈片段的放射性，結(jié)果如圖2。請(qǐng)分析回答：(1)以 3H標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，最終在噬菌體DNA中檢測(cè)到放射性，其原因是_ 。(2) 若 1 個(gè)雙鏈 DNA片段中有 1 000 個(gè)堿基對(duì)，其中胸腺嘧啶350 個(gè)，該 DNA連續(xù)復(fù)制四次，在第四次復(fù)制時(shí)需要消耗_個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸，復(fù)制4次后含親代脫氧核苷酸鏈的 DNA有 _個(gè)。(3)DNA 解旋在細(xì)胞中需要解旋酶

20、的催化，在體外通過(guò)加熱也能實(shí)現(xiàn)。解旋酶不能為反應(yīng)提供能量，但能 _ 。研究表明，在DNA分子加熱解鏈時(shí)，DNA分子中 G C的比例越高，需要解鏈溫度越高的原因是_ 。(4)圖2中，與 60 s結(jié)果相比， 120 s 結(jié)果中短鏈片段減少的原因是_。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為岡崎假說(shuō)提供的有力證據(jù)是_ 。解析： (1) 以 3H 標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，標(biāo)記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復(fù)制提供原料，所以在噬菌體DNA中檢測(cè)到放射性。(2)若1個(gè)雙鏈 DNA片段中有 1 000個(gè)堿基對(duì)，其中胸腺嘧啶350 個(gè)，則胞嘧啶有 1000 350 650 個(gè)，若該DNA 連續(xù)復(fù)制四次，在第

21、四次復(fù)制時(shí)需要消耗的胞嘧啶脫氧核苷43個(gè)，該 DNA復(fù)制4 次后含最初親代脫氧核苷酸鏈的DNA有 2酸數(shù)為 (2 2 ) ×650 5 200個(gè)。(3) 酶作為生物催化劑，不能為反應(yīng)提供能量，但可以降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。6 / 8DNA 分子中G C 的比例越高，氫鍵數(shù)越多，DNA 結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，所以在DNA分子加熱解鏈時(shí)， DNA分子中 GC 的比例越高，需要解鏈溫度越高。(4) 圖 2 中，與 60 s 結(jié)果相比， 120 s 時(shí)有些短鏈片段連接成長(zhǎng)鏈片段，所以短鏈片段減少了。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為岡崎假說(shuō)提供的有力證據(jù)是在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)細(xì)胞中均能檢測(cè)到較多的短鏈片段。答案： (1) 標(biāo)記的

22、脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復(fù)制提供原料(2)5 2002(3) 降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能DNA分子中 GC 的比例越高，氫鍵數(shù)越多， DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定(4) 短鏈片段連接成長(zhǎng)鏈片段在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)細(xì)胞中均能檢測(cè)到較多的短鏈片段15(2016 ·鄭州一模) 科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA分子復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果如下表。組別1 組2 組3 組4 組培養(yǎng)液中唯141514144444一氮源NHClNHClNHClNHCl繁殖代數(shù)多代多代一代兩代培養(yǎng)產(chǎn)物ABB 的子代B 的子代操作提取 DNA并離心離心結(jié)果僅為輕帶僅為重帶

23、僅為中帶1/2輕帶 ( 14N/ 14N)( 14N/ 14N)( 15N/ 15N)( 15N/ 14N)1/2中帶 ( 15N/ 14N)請(qǐng)分析并回答：(1) 要得到 DNA中的 N 全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過(guò) _代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的 _是唯一氮源。(2) 綜合分析本實(shí)驗(yàn)的 DNA 離心結(jié)果，第 _組結(jié)果對(duì)得到的結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第_組和第 _組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說(shuō)明DNA 分子的復(fù)制方式是 _。(3) 分析討論：若子代DNA 的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來(lái)自于_，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是_復(fù)制。若將子代DNA分子雙鏈分開(kāi)后再離心，