高三生物人教版一輪復(fù)習(xí)高效演練創(chuàng)新預(yù)測(cè)第六單元第2課DNA分子的結(jié)構(gòu)復(fù)制和基因的本質(zhì)

高效演練·創(chuàng)新預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)點(diǎn)1.DNA的結(jié)構(gòu)1.某單鏈DNA可以催化兩個(gè)底物DNA片段之間的連接，下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.該DNA分子中，嘌呤數(shù)一定等于嘧啶數(shù)B.該DNA分子中，堿基數(shù)=脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)C.該DNA分子作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的D.該DNA分子中，每個(gè)脫氧核糖上均連有2個(gè)磷酸和1個(gè)含氮堿基【解析】選B。該DNA分子為單鏈DNA，其堿基不遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，因此其嘌呤數(shù)不一定等于嘧啶數(shù)，A錯(cuò)誤；組成DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸分子由一分子磷酸、一分子含氮堿基和一分子脫氧核糖組成，因此在該DNA分子中，堿基數(shù)=脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)，B正確；DNA聚合酶能催化單個(gè)脫氧核苷酸連接到DNA分子上，該DNA分子可以催化兩個(gè)底物DNA片段之間的連接，相當(dāng)于DNA連接酶，C錯(cuò)誤；在該DNA分子中，大多數(shù)脫氧核糖上均連有2個(gè)磷酸和1個(gè)含氮堿基，3′端的脫氧核糖只連接一個(gè)磷酸和一個(gè)含氮堿基，D錯(cuò)誤。2.線(xiàn)粒體和葉綠體內(nèi)的質(zhì)基因并不是存在于染色體上，而是環(huán)狀DNA，且轉(zhuǎn)錄和翻譯都在線(xiàn)粒體和葉綠體內(nèi)進(jìn)行。它們和核基因共同維持著生物的遺傳。下列有關(guān)線(xiàn)粒體和葉綠體中的質(zhì)基因與核基因的敘述，錯(cuò)誤的是 ()A.嘌呤堿基與嘧啶堿基互補(bǔ)配對(duì)保證了二者空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定B.二者的翻譯都發(fā)生在核糖體上C.二者的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定D.二者和其所在的染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系【解析】選D。DNA分子中堿基與堿基之間形成氫鍵，維持了雙螺旋空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，A正確；基因的翻譯過(guò)程都在核糖體上進(jìn)行，B正確；脫氧核苷酸的排列順序代表DNA分子的遺傳信息，DNA分子的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的，C正確；核基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系，質(zhì)基因是裸露的環(huán)狀DNA，不能形成染色體，D錯(cuò)誤。預(yù)測(cè)點(diǎn)2.DNA復(fù)制的過(guò)程、特點(diǎn)及相關(guān)計(jì)算3.研究發(fā)現(xiàn)DNA復(fù)制需要多種蛋白質(zhì)和酶參與，其中Rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋，單鏈結(jié)合蛋白可以和解旋的DNA單鏈結(jié)合，并隨著子鏈的延伸而與DNA單鏈分離。下列敘述正確的是 ()導(dǎo)學(xué)號(hào)14120128A.Rep蛋白能使A與C、T與G之間的氫鍵斷裂B.低溫處理DNA分子也可以使DNA雙鏈解旋C.DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn)D.單鏈結(jié)合蛋白與DNA單鏈結(jié)合不利于DNA新鏈的形成【解析】選C。因?yàn)镽ep蛋白可以將DNA雙鏈解旋，所以Rep蛋白應(yīng)為解旋酶，即Rep蛋白可破壞A與T、C與G之間形成的氫鍵，A錯(cuò)誤；高溫處理DNA分子能使DNA雙鏈解旋，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制，C正確；單鏈結(jié)合蛋白與解旋的DNA單鏈結(jié)合，可防止單鏈之間重新螺旋化，對(duì)DNA新鏈的形成有利，D錯(cuò)誤。預(yù)測(cè)點(diǎn)3.DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)分析4.DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈組成，長(zhǎng)鏈中具有游離磷酸基團(tuán)的一端稱(chēng)為5′端，另一端稱(chēng)為3′端。DNA復(fù)制時(shí)，一條子鏈?zhǔn)沁B續(xù)合成的，另一條子鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)合成的(即先形成短鏈片段再相互連接)，這種復(fù)制方式稱(chēng)為半不連續(xù)復(fù)制。(如圖1所示，“→”表示復(fù)制方向) 導(dǎo)學(xué)號(hào)14120129(1)由圖1可知延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說(shuō)明DNA分子復(fù)制是______________。DNA復(fù)制時(shí)，子鏈延伸的方向?yàn)開(kāi)_______(填“5′→3′”或“3′→5′”)。

(2)DNA解旋在細(xì)胞中需要解旋酶的催化，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，富含GC堿基的DNA分子加熱變性時(shí)需要的溫度較高，推測(cè)其原因是__________________________。

(3)半不連續(xù)復(fù)制假說(shuō)提出后，為驗(yàn)證假說(shuō)，科學(xué)家進(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2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分離T4噬菌體DNA并通過(guò)加熱使DNA分子全部變性后，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，而在噬菌體DNA中能夠檢測(cè)到放射性，其原因是___________________。

②圖2中，與60秒結(jié)果相比，120秒結(jié)果中短鏈片段的量________，原因是______________。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為半不連續(xù)復(fù)制假說(shuō)提供的有力證據(jù)是____________________________________。

③研究還發(fā)現(xiàn)提取的噬菌體DNA上緊密結(jié)合了一些小RNA，根據(jù)復(fù)制所需條件推測(cè)，RNA的作用是______________。

【解析】(1)由圖1可知，延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說(shuō)明DNA分子復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制。從堿基關(guān)系看，DNA分子中兩條單鏈互補(bǔ)，從主鏈上看，DNA分子中兩條單鏈反向平行，DNA復(fù)制時(shí)，子鏈延伸的方向?yàn)?′→3′。(2)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。DNA分子中G—C堿基的比例越高，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G—C堿基的比例越高，加熱變性時(shí)需要的溫度越高。(3)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中能夠檢測(cè)到放射性。由圖2可知，與60秒結(jié)果相比，120秒時(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)果為半不連續(xù)復(fù)制假說(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。細(xì)胞中DNA復(fù)制所需條件除了模板、酶、原料和能量外，還需要RNA作為子鏈延伸的引物。答案：(1)邊解旋邊復(fù)制5′→3