高中生物一輪復(fù)習(xí)練習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)復(fù)制及基因的本質(zhì)

DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)練習(xí)一、選擇題1.1953年沃森和克里克構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建確定了DNA是染色體的組成成分之一B.A的含量等于T的含量、G的含量等于C的含量為構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型提供了重要信息C.DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)為推算DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)D.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建為提出DNA自我復(fù)制的假說奠定了基礎(chǔ)2.如圖是DNA分子結(jié)構(gòu)的部分示意圖，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.圖中數(shù)字1表示磷酸基團(tuán)，2表示脫氧核糖B.圖中3與4是通過氫鍵連接起來的C.DNA復(fù)制時(shí)，DNA聚合酶可催化兩個(gè)游離的脫氧核苷酸連接起來D.脫氧核苷酸中，磷酸基團(tuán)和堿基分別連在脫氧核糖的5'－C和1'－C上3.1958年，美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾將DNA雙鏈都被15N標(biāo)記的親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)兩代，分別收集親代、子一代和子二代大腸桿菌并提取DNA，對(duì)提取的DNA進(jìn)行離心，其結(jié)果如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了差速離心技術(shù)B.由親代和子一代的離心結(jié)果可排除全保留復(fù)制C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以證明DNA為半保留復(fù)制D.子二代含14N的DNA分子有4個(gè)4.某科學(xué)家分析了多種生物DNA的堿基組成，一部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。據(jù)表分析下列說法錯(cuò)誤的是（）表1來源A/GT/CA/TG/C嘌呤/嘧啶人1.561.431.001.001.00鯡魚1.431.431.021.021.02小麥1.221.181.000.970.99結(jié)核分枝桿菌0.400.401.091.081.10表2生物豬牛器官肝脾胰肺腎胃（A＋T）/（G＋C）1.431.431.421.291.291.30A.不同生物的DNA中4種脫氧核苷酸的比例不同，說明DNA具有特異性B.同種生物不同器官細(xì)胞的DNA中各種脫氧核苷酸比例基本相同，說明同種生物DNA的堿基組成具有一致性C.不同生物的A、T之和與G、C之和比值不一致，說明不同生物DNA的堿基組成比例不同D.除少數(shù)RNA病毒外，絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)5.若某雙鏈DNA分子中含有1000個(gè)脫氧核苷酸，其中一條鏈A：T：G：C＝2：2：1：5。下列有關(guān)該DNA分子的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.該DNA分子中共有1300個(gè)氫鍵B.該DNA分子中A：T：G：C＝2：2：3：3C.該DNA分子中的堿基排列方式共有4500種D.A—T堿基對(duì)與G—C堿基對(duì)具有相同的形狀和直徑6.若肺炎鏈球菌的某個(gè)環(huán)狀質(zhì)粒含有1000個(gè)堿基對(duì)，其中堿基A占32％。下列說法正確的是（）A.該質(zhì)粒第三次復(fù)制時(shí)，需要消耗胸腺嘧啶脫氧核苷酸4480個(gè)B.轉(zhuǎn)錄形成的RNA中，堿基U占32％C.該質(zhì)粒中磷酸二酯鍵的數(shù)目為1998個(gè)，游離的磷酸基團(tuán)為2個(gè)D.該質(zhì)粒的每條單鏈中A＋T均占64％7.人類免疫缺陷病毒（HIV）含有兩個(gè)相同的單鏈RNA分子，兩者通過局部堿基互補(bǔ)配對(duì)形成“吻式”結(jié)構(gòu)，進(jìn)而形成特殊的“共軸螺旋”，如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.RNA分子是HIV的遺傳物質(zhì)B.“吻式”結(jié)構(gòu)中，堿基A與U數(shù)量相等，堿基C與G數(shù)量相等C.圖中虛線內(nèi)的C與G、C與A之間均以氫鍵連接D.以解開螺旋的RNA分子為模板合成DNA的過程發(fā)生在宿主細(xì)胞內(nèi)8.人的遺傳信息主要分布于染色體上的DNA中，因此DNA可以像指紋一樣用來識(shí)別身份，這種方法就是DNA指紋技術(shù)。該技術(shù)在現(xiàn)代刑偵領(lǐng)域發(fā)揮重大作用，如圖為DNA指紋圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.受害者體內(nèi)的精液來自1號(hào)懷疑對(duì)象，除精液外，血液或毛發(fā)等也都可進(jìn)行DNA指紋鑒定B.同一個(gè)人的不同組織產(chǎn)生的DNA指紋圖一般相同C.該技術(shù)還可以用于親子鑒定、死者遺骸的鑒定D.從出生到年老，每個(gè)人的DNA指紋圖會(huì)發(fā)生很大變化9.真核細(xì)胞中DNA的復(fù)制方式如圖所示，下列表述錯(cuò)誤的是（）A.多起點(diǎn)雙向復(fù)制能保證DNA復(fù)制在短時(shí)間內(nèi)完成B.每個(gè)子代DNA都有一條脫氧核苷酸鏈來自親代C.復(fù)制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的準(zhǔn)確復(fù)制依賴于堿基互補(bǔ)配對(duì)原則10.如圖是果蠅DNA復(fù)制的電鏡照片，圖中泡狀結(jié)構(gòu)①、②和③是復(fù)制過程中形成的復(fù)制泡。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.多起點(diǎn)、邊解旋邊復(fù)制提高了復(fù)制效率B.③復(fù)制起始的時(shí)間早于①和②C.①②③中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新鏈D.參與DNA復(fù)制的酶有解旋酶和DNA聚合酶11.某DNA片段共有4×108個(gè)堿基對(duì)，其中堿基C的數(shù)量占全部堿基的30％。為了驗(yàn)證DNA的半保留復(fù)制，科研小組把一個(gè)只含14N的該DNA片段放到只含15N的培養(yǎng)液中，讓其復(fù)制三次。將每次復(fù)制的產(chǎn)物分別置于離心管中進(jìn)行離心，結(jié)果分別對(duì)應(yīng)圖中的a、b、c。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.本實(shí)驗(yàn)利用15N的放射性判斷DNA在離心管中的位置B.該DNA分子第2次復(fù)制，需要利用3.2×108個(gè)胸腺嘧啶脫氧核苷酸C.c結(jié)果中含15N標(biāo)記的DNA單鏈與含14N標(biāo)記的DNA單鏈的數(shù)量比為7：1D.三個(gè)結(jié)果中密度為中的DNA分子的數(shù)量比為1：1：1二、非選擇題12.雙鏈DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成的。日本科學(xué)家岡崎提出DNA半不連續(xù)復(fù)制假說：DNA復(fù)制形成互補(bǔ)子鏈時(shí)，一條子鏈連續(xù)合成，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，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70min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2s、7s、15s、30s、60s、120s后，分離T4噬菌體DNA并通過加熱使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?。ǚ肿釉叫?，離試管口距離越近），并檢測相應(yīng)位置DNA單鏈片段的放射性，結(jié)果如圖2。請分析回答：（1）由圖1可知，DNA分子復(fù)制的方式是，DNA子鏈的延伸方向是（填“5'→3'”或“3'→5'”）。（2）若1個(gè)雙鏈DNA片段中有1000個(gè)堿基對(duì)，其中胸腺嘧啶350個(gè)，則該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。（3）DNA解旋在細(xì)胞中需要酶的催化并消耗能量，在體外通過加熱也能實(shí)現(xiàn)。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中實(shí)驗(yàn)結(jié)果（填“能”或“不能”）為岡崎假說提供有力證據(jù)。與60s結(jié)果相比，120s結(jié)果中短鏈片段減少的原因可能是。13.科學(xué)家曾對(duì)DNA的復(fù)制提出兩種假說：全保留復(fù)制和半保留復(fù)制。以下是運(yùn)用密度梯度離心等方法探究DNA復(fù)制機(jī)制的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，請分析并回答下列問題。實(shí)驗(yàn)一：從含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌中分別提取親代DNA，混合后放在100℃條件下進(jìn)行熱變性處理，即解開雙螺旋，變成單鏈，然后進(jìn)行密度梯度離心，再測定離心管中混合的DNA單鏈含量，結(jié)果如圖a所示。實(shí)驗(yàn)二：將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14NH4Cl培養(yǎng)液中，繁殖一代后提取子代大腸桿菌的DNA（F1DNA），將F1DNA熱變性處理后進(jìn)行密度梯度離心，離心管中出現(xiàn)的兩個(gè)條帶對(duì)應(yīng)圖b中的兩個(gè)峰。（1）熱變性處理破壞了DNA分子中的（填鍵的名稱）。（2）根據(jù)圖a、圖b中條帶的數(shù)目和位置，能否判斷DNA的復(fù)制方式是“全保留復(fù)制”還是“半保留復(fù)制”？，原因是。（3）研究人員發(fā)現(xiàn)，若實(shí)驗(yàn)二中提取的F1DNA，將其直接進(jìn)行密度梯度離心，則離心管中只出現(xiàn)一個(gè)條帶，據(jù)此分析DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。（4）研究人員繼續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14NH4Cl培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24h后提取大腸桿菌的DNA，經(jīng)實(shí)驗(yàn)二的相關(guān)處理后，離心管中出現(xiàn)的14N條帶與15N條帶峰值的相對(duì)比例為7：1，則大腸桿菌的分裂周期為h。（5）如果大腸桿菌的DNA分子中含有1000個(gè)堿基對(duì)（P都為32P）。若將DNA分子放在只含31P的脫氧核苷酸的溶液中讓其復(fù)制2次，與在只含32P的脫氧核苷酸溶液中復(fù)制2次相比，子代每個(gè)DNA的相對(duì)分子質(zhì)量平均減少。答案：1.A解析DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建并沒有確定DNA是染色體的組成成分之一，A錯(cuò)誤。2.C解析圖中數(shù)字1表示磷酸基團(tuán)，2表示脫氧核糖，A正確。圖中3與4表示含氮堿基，是通過氫鍵連接起來的，B正確。DNA復(fù)制時(shí)，DNA聚合酶可以催化游離的脫氧核苷酸連接到DNA子鏈上，而不是催化兩個(gè)游離的脫氧核苷酸連接起來，C錯(cuò)誤。脫氧核苷酸中，磷酸基團(tuán)連在脫氧核糖的5'－C上，堿基連在脫氧核糖的1'－C上，D正確。3.A解析該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了同位素標(biāo)記技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。若DNA是全保留復(fù)制，則子一代離心后應(yīng)得到兩條帶，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符，因此由親代和子一代的離心結(jié)果可排除全保留復(fù)制，B項(xiàng)正確。親代大腸桿菌離心后，試管中只出現(xiàn)了一條DNA帶，與子一代、子二代中的DNA帶相比，此條帶的位置最靠近試管的底部，說明其密度最大，是15N/15N－DNA；子一代離心后，試管中也只有一條帶且位置居中，說明其密度居中，是15N/14N－DNA；子二代離心后，試管中出現(xiàn)兩條帶，一條帶位置居中，為15N/14N－DNA，另一條帶的位置更靠上，說明其密度最小，是14N/14N－DNA，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以證明DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，C項(xiàng)正確。由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，所以子二代含14N的DNA分子有4個(gè)（2個(gè)15N/14N－DNA、2個(gè)14N/14N－DNA），D項(xiàng)正確。4.A解析不同生物的DNA中4種脫氧核苷酸的比例不同，DNA中堿基的排列順序是千變?nèi)f化的，說明DNA分子具有多樣性，A錯(cuò)誤；同種生物不同器官都是由同一受精卵發(fā)育而來的，含有相同的DNA，故同種生物不同器官細(xì)胞的DNA中脫氧核苷酸的比例基本相同，其DNA的堿基組成基本一致，B正確。5.C解析某雙鏈DNA分子中含有1000個(gè)脫氧核苷酸，其中一條鏈上A：T：G：C＝2：2：1：5，因此該DNA分子中共含有200個(gè)A—T堿基對(duì)和300個(gè)G—C堿基對(duì)，該DNA分子中A：T：G：C＝2：2：3：3，A和T之間形成2個(gè)氫鍵，G和C之間形成3個(gè)氫鍵，則該DNA分子中共有200×2＋300×3＝1300個(gè)氫鍵，A、B正確；若DNA的堿基組成無任何限制條件，DNA的堿基排列方式共有4500種，但該DNA的一條鏈上A：T：G：C＝2：2：1：5，因此該DNA的堿基排列方式肯定小于4500種，C錯(cuò)誤；DNA分子中A—T堿基對(duì)與G—C堿基對(duì)具有相同的形狀和直徑，D正確。6.D解析該質(zhì)粒中堿基A占32％，則T＝A＝32％，G＝C＝18％，該質(zhì)粒含有1000個(gè)堿基對(duì)，則胸腺嘧啶的數(shù)目為640個(gè)，根據(jù)DNA半保留復(fù)制可知，該質(zhì)粒第三次復(fù)制時(shí)，作為模板的質(zhì)粒有4個(gè)，需要消耗胸腺嘧啶脫氧核苷酸4×640＝2560（個(gè)），A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板進(jìn)行的，由于不清楚DNA模板鏈中A的比例，故不清楚轉(zhuǎn)錄形成的RNA中堿基的比例，B錯(cuò)誤；環(huán)狀質(zhì)粒沒有游離的磷酸基團(tuán)，C錯(cuò)誤；該質(zhì)粒雙鏈中A＋T的比例等于每條單鏈中A＋T的比例，雙鏈中A＋T所占比例為64％，每條單鏈中A＋T也占64％，D正確。7.C解析HIV是RNA病毒，RNA分子是HIV的遺傳物質(zhì)，A正確；“吻式”結(jié)構(gòu)中，A與U配對(duì)、G與C配對(duì)，B正確；圖中虛線內(nèi)的C與G之間以氫鍵連接，C與A之間以磷酸二酯鍵相連，C錯(cuò)誤；病毒侵入宿主細(xì)胞后開始增殖，D正確。8.D解析由圖示分析可知，1號(hào)懷疑對(duì)象的DNA指紋圖與從受害者體內(nèi)分離的精液樣品的DNA指紋圖一致，因此受害者體內(nèi)的精液來自1號(hào)懷疑對(duì)象，除精液外，血液或毛發(fā)等也都可進(jìn)行DNA指紋鑒定，A正確；同一個(gè)人的不同組織細(xì)胞都是由受精卵分裂、分化形成的，所以產(chǎn)生的DNA指紋圖一般相同，B正確；DNA分子的特異性可以用于親子鑒定、死者遺骸的鑒定，C正確；DNA具有穩(wěn)定性，從出生到年老，每個(gè)人的DNA指紋圖一般不會(huì)發(fā)生變化，D錯(cuò)誤。9.C解析DNA復(fù)制過程中氫鍵的破壞需要解旋酶，氫鍵的形成不需要酶的催化，C錯(cuò)誤。10.B解析DNA復(fù)制時(shí)，多起點(diǎn)、邊解旋邊復(fù)制提高了復(fù)制效率，A正確；復(fù)制泡越大，說明復(fù)制起始的時(shí)間越早，③復(fù)制泡最小，說明其復(fù)制起始的時(shí)間晚于①和②，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制時(shí)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，C正確；DNA復(fù)制過程中需要解旋酶將雙鏈解開，DNA聚合酶可催化合成DNA子鏈，D正確。11.A解析15N為穩(wěn)定性同位素，沒有放射性，A項(xiàng)錯(cuò)誤。由題干信息知，該DNA片段共有4×108個(gè)堿基對(duì)，則有8×108個(gè)堿基，其中堿基C的數(shù)量占全部堿基的30％，則G的數(shù)量占全部堿基的30％，A與T均占全部堿基的20％，則該DNA分子中A＝T＝8×108×20％＝1.6×108（個(gè)），該DNA分子第2次復(fù)制，需要利用（22－1×1.6×108＝）3.2×108個(gè)胸腺嘧啶脫氧核苷酸，B項(xiàng)正確。對(duì)DNA復(fù)制過程進(jìn)行分析，第一次復(fù)制產(chǎn)物的離心結(jié)果為2個(gè)14N/15N－DNA分布在中帶，對(duì)應(yīng)圖中a。第二次復(fù)制產(chǎn)物的離心結(jié)果為2個(gè)14N/15N－DNA分布在中帶，2個(gè)15N/15N－DNA分布在重帶（密度大），對(duì)應(yīng)圖中b。第三次復(fù)制產(chǎn)物的離心結(jié)果為2個(gè)14N/15N－DNA分布在中帶，6個(gè)15N/15N－DNA分布在重帶（密度大），對(duì)應(yīng)圖中c。因此，c結(jié)果中含14N的DNA單鏈有2條，含15N的DNA單鏈有14條，含15N的DNA單鏈與含14N標(biāo)記的DNA單鏈的數(shù)量比為7∶1，C項(xiàng)正確。三個(gè)結(jié)果中密度為中的DNA分子的數(shù)量比為1∶1∶1，D項(xiàng)正確。12.（1）半保留復(fù)制5'→3'（2）5200（3）解旋DNA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（4）能短鏈片段連接形成長片段解析（1）由圖1可知，DNA分子復(fù)制時(shí)以DNA分子兩條鏈分別為模板進(jìn)行半保留復(fù)制。復(fù)制過程中，兩條子鏈延伸的方向都是5'→3'。（2）若1個(gè)雙鏈DNA片段中有1000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，在第四次復(fù)制時(shí)需要消耗的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為2（4－1）×650＝5200（個(gè)）。（3）DNA解旋在細(xì)胞中需要解旋酶的催化并消耗能量，在體外通過加熱也能實(shí)現(xiàn)。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，氫鍵