2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層提升練十九DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段含解析新人教版

PAGE9-DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段(限時(shí)30分鐘)1.下圖為某同學(xué)在學(xué)習(xí)DNA的結(jié)構(gòu)后畫(huà)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(shuō)“物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)上沒(méi)有錯(cuò)誤”B.乙說(shuō)“只有一處錯(cuò)誤，就是U應(yīng)改為T(mén)”C.丙說(shuō)“有三處錯(cuò)誤，其中核糖應(yīng)改為脫氧核糖”D.丁說(shuō)“假如他畫(huà)的是RNA雙鏈，則該圖應(yīng)是正確的”【解析】選C。DNA中含有的五碳糖應(yīng)為脫氧核糖，而不是核糖，同時(shí)DNA不含堿基U，而是含堿基T，A錯(cuò)誤。圖中有三處錯(cuò)誤：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，B錯(cuò)誤，C正確。假如圖中畫(huà)的是RNA雙鏈，則兩個(gè)相鄰核苷酸之間的磷酸二酯鍵連接不正確，D錯(cuò)誤。2.如圖為某DNA分子片段，假設(shè)該DNA分子中有堿基5000對(duì)，A+T占?jí)A基總數(shù)的34%，若該DNA分子在含14N的培育基中連續(xù)復(fù)制2次，下列敘述正確的是()A.復(fù)制時(shí)作用于③處的酶為限制酶B.復(fù)制2次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸9900個(gè)C.④處指的是腺嘌呤核糖核苷酸D.子代中含15N的DNA分子占3/4【解析】選B。DNA復(fù)制時(shí)作用于③處的酶應(yīng)為解旋酶；因?yàn)锳+T所占的比例是34%，且該DNA分子中有5000個(gè)堿基對(duì)，所以C的數(shù)量為5000×2×(1-34%)×(1/2)=3300(個(gè))，所以該DNA分子復(fù)制2次須要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)量為(22-1)×3300=9900(個(gè))；因題圖為某DNA分子片段，故④處指的是腺嘌呤脫氧核苷酸；因親代只有一條鏈含15N，故復(fù)制2次形成的4個(gè)DNA分子中只有1個(gè)DNA分子中含有15N，占1/4?！疽族e(cuò)提示】(1)“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”不同：前者包括全部的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)制。(2)在DNA復(fù)制過(guò)程中，無(wú)論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。(3)記住關(guān)鍵詞：堿基的單位是“對(duì)”，還是“個(gè)”；是“DNA分子數(shù)”，還是“鏈數(shù)”；“含”還是“只含”等。3.用32P標(biāo)記的一個(gè)噬菌體侵染用15N標(biāo)記的大腸桿菌，一段時(shí)間后大腸桿菌裂說(shuō)明放出100個(gè)子代噬菌體。下列有關(guān)敘述不正確的是 ()A.全部子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中都含15NB.全部子代噬菌體的核酸中都含15NC.含32P的子代噬菌體占全部子代噬菌體的1/50D.全部子代噬菌體只含15N不含32P【解析】選D。噬菌體增殖的模板是噬菌體的核酸，細(xì)菌供應(yīng)原料、場(chǎng)所等，所以全部子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中都含有15N，A項(xiàng)正確。核酸的組成元素有C、H、O、N、P，且原料都來(lái)自細(xì)菌，所以全部子代噬菌體的核酸中都含15N，B項(xiàng)正確；由于釋放出的100個(gè)子代噬菌體中，含32P的有2個(gè)，所以含32P的子代噬菌體占全部子代噬菌體的1/50，C項(xiàng)正確；全部子代噬菌體都含15N，只有2個(gè)子代噬菌體含32P，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.某生物體內(nèi)的嘌呤堿基占?jí)A基總數(shù)的50%，具這種特點(diǎn)的可能性較小的生物是 ()①煙草花葉病毒 ②T2噬菌體③大腸桿菌 ④酵母菌和人A.①③④ B.①②④C.②③④ D.①②③【解析】選A。煙草花葉病毒屬于RNA病毒，只含有RNA一種核酸，因此其所含嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)不確定相同，①符合題意；T2噬菌體屬于DNA病毒，只含有DNA一種核酸，其所含嘌呤總數(shù)應(yīng)與嘧啶總數(shù)相等，②不符合題意；大腸桿菌含有DNA和RNA兩種核酸，因此其所含嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)不確定相同，③符合題意；酵母菌和人都含有DNA和RNA兩種核酸，因此其所含嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)不確定相同，④符合題意?！痉椒记伞恳罁?jù)堿基不同確定生物類(lèi)型的方法(1)當(dāng)嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)時(shí)：可能是只含雙鏈DNA的生物，也可能是只含RNA的生物，還可能是既含雙鏈DNA，又含RNA的生物，但最可能是只含雙鏈DNA的生物。(2)當(dāng)嘌呤數(shù)不等于嘧啶數(shù)時(shí)：確定不是只含雙鏈DNA的生物，可能是只含RNA的生物，也可能是既含雙鏈DNA，又含RNA的生物。5.(2024·濟(jì)南模擬)下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)與復(fù)制的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A.DNA復(fù)制時(shí)，需解旋酶將部分DNA雙鏈解開(kāi)，但不須要消耗能量B.減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期發(fā)生交叉互換可引發(fā)DNA分子結(jié)構(gòu)的變更C.DNA聚合酶催化游離的脫氧核苷酸與DNA鏈上的脫氧核苷酸相連接D.把中鏈DNA(15N/14N)放在含15N的培育液中復(fù)制兩代，子代中含14N的DNA占25%【解析】選A。DNA解旋酶能使雙鏈DNA解開(kāi)，須要消耗ATP，A項(xiàng)錯(cuò)誤；染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，交叉互換時(shí)染色體已經(jīng)發(fā)生交換，而DNA在染色體上，因此DNA也發(fā)生交換，DNA上的基因或者脫氧核苷酸都可能發(fā)生變更，因此DNA的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變更，B項(xiàng)正確；DNA聚合酶催化游離的脫氧核苷酸與DNA鏈上的脫氧核苷酸相連接，C項(xiàng)正確；由于DNA分子片段中只有一條鏈中含14N，所以把該DNA放在含15N的培育液中復(fù)制兩代，得4個(gè)DNA分子，只有1個(gè)DNA中含有14N，因此子代DNA中只含有14N的DNA占25%，D項(xiàng)正確。6.將DNA分子雙鏈用3H標(biāo)記的蠶豆(2n=12)根尖移入一般培育液(不含放射性元素)中，再讓細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂。某一般培育液中的第三次有絲分裂中期，依據(jù)圖示，推斷該細(xì)胞中染色體的標(biāo)記狀況最可能是 ()A.12個(gè)bB.6個(gè)a，6個(gè)bC.6個(gè)b，6個(gè)cD.b+c=12個(gè)，但b和c數(shù)目不確定【解析】選D。在一般培育液中第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞的DNA分子中僅有1條鏈被標(biāo)記，故其次次有絲分裂中期時(shí)，每條染色體的2條染色單體中僅有1條染色單體具有放射性，在有絲分裂后期時(shí)姐妹染色單體分開(kāi)形成兩條子染色體隨機(jī)移向細(xì)胞兩極，即其次次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中具有放射性的染色體數(shù)目不能確定，所以在第三次有絲分裂中期的細(xì)胞中有的染色體僅有1條染色單體具有放射性，有的染色體無(wú)放射性，但二者之和確定為12。【方法技巧】四步法解決細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記問(wèn)題第一步畫(huà)出含一條染色體的細(xì)胞圖，下方畫(huà)出該條染色體上的1個(gè)DNA分子，用豎實(shí)線表示含同位素標(biāo)記其次步畫(huà)出復(fù)制一次，分裂一次的子細(xì)胞染色體圖，下方畫(huà)出染色體上的DNA鏈，未被標(biāo)記的新鏈用豎虛線表示第三步再畫(huà)出其次次復(fù)制(分裂)后的細(xì)胞的染色體組成和DNA鏈的狀況第四步若接著推想后期狀況，可想象著絲點(diǎn)分裂，染色單體分開(kāi)的局面，并進(jìn)而推想子細(xì)胞染色體的狀況【加固訓(xùn)練】關(guān)于高等動(dòng)物細(xì)胞(2N=12)增殖過(guò)程的敘述，錯(cuò)誤的是 ()A.若該動(dòng)物某個(gè)細(xì)胞核DNA用32P標(biāo)記，放在不含32P的培育基中培育，該細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行兩次有絲分裂，每個(gè)子細(xì)胞含32P的核DNA數(shù)占1/2B.染色體數(shù)為2N=12的原始生殖細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂前期形成的四分體個(gè)數(shù)為6個(gè)C.有絲分裂中期和減數(shù)其次次分裂中期，染色體數(shù)和核DNA分子數(shù)之比都是1∶2D.有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，都進(jìn)行一次染色質(zhì)DNA的復(fù)制【解析】選A。若該動(dòng)物某個(gè)細(xì)胞核DNA用32P標(biāo)記，放在不含32P的培育基中培育，該細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行兩次有絲分裂，每個(gè)子細(xì)胞含32P的核DNA的比例在0到1之間，A錯(cuò)誤；依據(jù)題意分析，該精原細(xì)胞含有6對(duì)同源染色體，因此其在減數(shù)第一次分裂前期可以形成6個(gè)四分體，B正確；有絲分裂中期和減數(shù)其次次分裂中期，每條染色體上都含有2條姐妹染色單體，因此染色體數(shù)和核DNA分子數(shù)之比都是1∶2，C正確；染色質(zhì)的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，其中DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，D正確。7.(2024·哈爾濱模擬)在搭建DNA分子模型的試驗(yàn)中，若有4種堿基塑料片共20個(gè)，其中4個(gè)C，6個(gè)G，3個(gè)A，7個(gè)T，脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個(gè)，脫氧核糖塑料片40個(gè)，磷酸塑料片100個(gè)，代表氫鍵的連接物若干，脫氧核糖和堿基之間的連接物若干，則 ()A.能搭建出20個(gè)脫氧核苷酸B.所搭建的DNA分子片段最長(zhǎng)為7堿基對(duì)C.能搭建出410種不同的DNA分子模型D.能搭建出一個(gè)4堿基對(duì)的DNA分子片段【解析】選D。由題意可知，堿基共有20個(gè)，磷酸基團(tuán)有100個(gè)，脫氧核糖有40個(gè)，脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個(gè)，所以最多可搭建14個(gè)脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；由于脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個(gè)，則依據(jù)公式計(jì)算可知，只能建出一個(gè)4堿基對(duì)的DNA分子片段，B錯(cuò)誤；能建出一個(gè)4堿基對(duì)的DNA分子片段，最多能搭建出44種不同的DNA分子模型，C錯(cuò)誤；由以上分析可知，題中供應(yīng)的條件只能建出一個(gè)4堿基對(duì)的DNA分子片段，D正確。8.關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中，不正確的是 ()A.DNA分子由四種脫氧核苷酸組成B.每個(gè)DNA分子中，堿基數(shù)=脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)C.雙鏈DNA分子中的一段，若含有30個(gè)胞嘧啶，就確定會(huì)同時(shí)含有30個(gè)鳥(niǎo)嘌呤D.DNA分子中每個(gè)脫氧核糖上均連接著一個(gè)磷酸和一個(gè)含氮堿基【解析】選D。一個(gè)DNA分子通常含有四種脫氧核苷酸，A正確；DNA分子是由脫氧核苷酸組成的，而一分子脫氧核苷酸包含一分子脫氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮堿基，因此每一個(gè)雙鏈DNA分子中，都是脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)=堿基數(shù)，B正確；雙鏈DNA分子中，堿基之間的配對(duì)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，因此某雙鏈DNA片段若含有30個(gè)胞嘧啶，就確定會(huì)同時(shí)含有30個(gè)鳥(niǎo)嘌呤，C正確；雙鏈DNA分子中大多數(shù)脫氧核糖上均連接著兩個(gè)磷酸和一個(gè)含氮堿基，只有兩端各有一個(gè)脫氧核糖只連接一個(gè)磷酸和一個(gè)含氮堿基，D錯(cuò)誤。9.科學(xué)家以大腸桿菌為試驗(yàn)材料進(jìn)行試驗(yàn)(如圖)，證明白DNA是以半保留方式復(fù)制的。②、③、④、⑤試管是模擬可能出現(xiàn)的結(jié)果。下列相關(guān)推論正確的是 ()培育條件與方法：(1)在含15N的培育基培育若干代，使DNA雙鏈被15N標(biāo)記(試管①)。(2)轉(zhuǎn)至含14N的培育基培育，每30分鐘繁殖一代。(3)取出每代DNA樣本，并離心分層。A.該試驗(yàn)運(yùn)用了同位素標(biāo)記法，出現(xiàn)④的結(jié)果至少須要90分鐘B.③是轉(zhuǎn)入14N培育基中復(fù)制一代的結(jié)果，②是復(fù)制兩代的結(jié)果C.對(duì)得到DNA以半保留方式復(fù)制結(jié)論起關(guān)鍵作用的是試管③結(jié)果D.給試管④中加入解旋酶一段時(shí)間后離心出現(xiàn)的結(jié)果如試管⑤所示【解析】選C。該試驗(yàn)運(yùn)用了同位素標(biāo)記法，依據(jù)DNA的半保留復(fù)制特點(diǎn)，親代DNA均被15N標(biāo)記，繁殖一代產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，其結(jié)果是③；繁殖兩代產(chǎn)生4個(gè)DNA分子，其中有兩個(gè)DNA分子均是一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，另外兩個(gè)DNA分子兩條鏈均含有14N，其結(jié)果是④。因此出現(xiàn)④的結(jié)果至少須要60分鐘，A錯(cuò)誤，③是轉(zhuǎn)入14N培育基中復(fù)制一代的結(jié)果，④是復(fù)制兩代的結(jié)果，B錯(cuò)誤；③試管中的DNA分子一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，對(duì)得到DNA以半保留方式復(fù)制結(jié)論起關(guān)鍵作用，C正確；試管④中，有一半DNA分子每條鏈都含有14N，另一半DNA分子均是一條鏈含有14N，另一條鏈含有15N，加入解旋酶一段時(shí)間后，全部的DNA分子雙鏈均打開(kāi)，離心后在試管中的位置如圖所示：，D錯(cuò)誤。10.(2024·煙臺(tái)模擬)如圖表示人體基因Y的表達(dá)過(guò)程，①～④表示過(guò)程。下列敘述正確的是 ()A.①過(guò)程在分裂間期進(jìn)行，須要解旋酶的催化作用B.②過(guò)程在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，須要RNA酶的催化作用C.③過(guò)程在甲狀腺細(xì)胞中進(jìn)行，須要核糖體參加D.④過(guò)程在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中進(jìn)行，須要ATP參加【解析】選D。圖中①過(guò)程是轉(zhuǎn)錄，發(fā)生在分裂間期或不分裂的細(xì)胞，該過(guò)程須要RNA聚合酶催化，不須要解旋酶，A錯(cuò)誤；②過(guò)程是RNA的加工過(guò)程，主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，須要RNA酶的催化作用，B錯(cuò)誤；③過(guò)程是翻譯，因?yàn)楹铣傻氖谴偌谞钕偌に?，在垂體細(xì)胞中進(jìn)行，C錯(cuò)誤；④過(guò)程是肽鏈的加工，場(chǎng)所是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，須要消耗ATP，D正確。11.(2024·遵義模擬)細(xì)胞生物都以DNA作為遺傳物質(zhì)，這是細(xì)胞具有統(tǒng)一性的證據(jù)之一。請(qǐng)回答：(1)19世紀(jì)，人們發(fā)覺(jué)了染色體在細(xì)胞遺傳中的重要作用。在探討染色體的組成成分的遺傳功能時(shí)，科學(xué)家試驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵思路是____________________。

(2)DNA的特別結(jié)構(gòu)適合作遺傳物質(zhì)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)部堿基排列依次代表著___________，堿基排列依次的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的________。

(3)DNA的復(fù)制須要___________酶，這些酶的合成場(chǎng)所是________，從合成場(chǎng)所到達(dá)作用部位，共穿過(guò)_________層膜結(jié)構(gòu)。

(4)某個(gè)DNA片段由400對(duì)堿基組成，A+T占?jí)A基總數(shù)的34%，若該DNA片段復(fù)制3次，消耗鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸分子個(gè)數(shù)為_(kāi)__________。

(5)經(jīng)分別得到X、Y兩種未知菌種，分析其DNA的堿基組成，發(fā)覺(jué)X菌的腺嘌呤含量為42%，而Y菌的胞嘧啶含量為18%?？梢酝浦獌删N中耐熱性較強(qiáng)的是_______。

【解析】(1)染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，艾弗里及其同事、赫爾希和蔡斯在探討DNA和蛋白質(zhì)的遺傳功能時(shí)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵思路是將蛋白質(zhì)和DNA分開(kāi)，分別探討各自的作用。(2)遺傳信息隱藏在4種堿基的排列依次之中；堿基排列依次的千變?nèi)f化，構(gòu)成DNA分子的多樣性。(3)解旋酶和DNA聚合酶是DNA復(fù)制所必需的，這兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，都在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上合成，從細(xì)胞質(zhì)到細(xì)胞核通過(guò)的結(jié)構(gòu)是核孔，因此共穿過(guò)0層膜。(4)某個(gè)DNA片段由400對(duì)堿基組成，即堿基有800個(gè)，A+T占?jí)A基總數(shù)的34%，A+T=800×34%=272。則G=C=(800-272)/2=264。若該DNA片段復(fù)制3次，消耗鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸分子個(gè)數(shù)為264×(23-1)=1848。(5)X菌的腺嘌呤含量為42%，則A+T=42%+42%=84%，G+C=1-84%=16%；Y菌的胞嘧啶含量為18%，則G+C=18%+18%=36%，Y菌的G+C含量比X菌的G+C含量高，G與C之間有三個(gè)氫鍵，A與T之間有兩個(gè)氫鍵，因此，G+C含量越高，耐熱性就越強(qiáng)。因此，Y菌的耐熱性比X菌高。答案：(1)將蛋白質(zhì)和DNA分開(kāi)，分別探討各自的作用(2)遺傳信息多樣性(3)解旋酶、DNA聚合核糖體0(4)1848(5)Y菌12.Meselson和Stahl通過(guò)一系列試驗(yàn)首次證明白DNA的半保留復(fù)制，此后科學(xué)家便起先了有關(guān)DNA復(fù)制起點(diǎn)數(shù)目、方向等方面的探討。試回答下列問(wèn)題：(1)由于DNA分子呈______