2022年高考生物一轮复习 第19讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质

2022年高考生物一轮复习 第19讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质1.将双链DNA分子彻底水解，得到的产物是()A两条脱氧核苷酸链B四种脱氧核苷酸C磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 DC、H、O、N、P五种元素答案：C解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，而每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，故DNA彻底水解得到的产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。2右图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是()Aa和c的碱基序列互补Bb和c的碱基序列相同Ca链中(AT)/(GC)的比值与b链中同项比值不相同Da链中(GT)/(AC)的比值与c链中同项比值相同答案：D解析：a、d两条母链碱基互补，a、b两条链碱基互补，c、d两条链碱基互补，可推出a和c碱基序列相同，b和c碱基序列互补；两条互补链中的(AT)/(GC)相同。3如右图是DNA结构模式图，下列推测不正确的是()A限制酶能将a处切断BDNA连接酶能将a处连接C解旋酶能切断b处D连接b处的酶为RNA聚合酶答案：D解析：b处表示碱基对，其连接不需酶。DNA合成不需要RNA聚合酶。4一个被放射性元素标记的双链DNA噬菌体侵染细菌后，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的()A1/nB1/2nC2/n D1/2答案：C解析：因DNA分子是半保留复制，放射性元素所标记的双链DNA不论复制多少次，其两条链只能存在于两个DNA分子中。5一个DNA中有1 000个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，如果连续复制两次，参加到复制过程中的游离脱氧核苷酸中的碱基C总数是()A600 B1 200C1 800 D2 400答案：C解析：考查DNA分子复制过程中有关脱氧核苷酸数目的计算问题。(1)求原来DNA分子碱基C的数目：在原来的DNA分子中，A占20%，则C占30%，C1 000230%600(个)。(2)根据公式：所求的游离脱氧核苷酸中的碱基Ca(2n1)，得出所求的碱基。C600(221)1 800(个)。6(xx上海卷)某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上ATGC1234。下列表述错误的是()A该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变B该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个C该DNA分子中4种碱基的比例为ATGC3377D该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种答案：B解析：一个碱基改变，不一定引起氨基酸改变，性状也不一定改变。若DNA分子复制两次，需碱基A的数量为：60(221)180个。碱基的排列方式有4n(n为碱基对)种。因AT60则GC140，所以ATGC3377。A、C、D三项是正确的，选B项。7.(xx嵊州二中高三月考)(基因本质B)已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，右图中W表示野生型，、分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体中该酶有活性，则编码该酶的基因是()A基因a B基因bC基因c D基因d答案：B解析：由于无该酶活性，故该基因为b。8用DNA可确定死者身份是依据DNA分子具有()A特异性 B多样性C稳定性 D高分子性答案：A解析：不同个体的DNA上碱基的排列顺序不同，而每个个体的DNA上碱基的特定排列顺序就是DNA分子的特异性。因此，在确定个人身份时依据的是DNA分子的特异性。9女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36 mm，DNA复制速度约为4 m/min，但复制过程仅需40 min左右即完成。这是因为DNA分子()A边解旋边复制B每个复制点双向复制，使子链迅速延伸C以半保留方式复制D复制起点多，分段复制答案：D解析：该题应根据长度、速度和时间进行推算。DNA分子长36 mm，复制速度为4 m/min，则复制时间大约是36103 m4 m/min9103 min，而实际上只需40 min左右，所以可推测原因是复制起点多，分段复制。10某DNA分子中含有1 000个碱基对(P元素只是32P)。若将该DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，则子代DNA的平均相对分子质量比原来()A减小1 500 B增加1 500C增加1 000 D减少1 000答案：A解析：复制两次，形成4个DNA，8条单链，6条含31P，2条含32P。11(xx北京市重点中学月考)在基因工程中，把选出的目的基因(共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个)放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是()A540个 B8 100个C3 780个 D7 560个答案：B解析：该DNA有1 000个碱基对，腺嘌呤460个，则胞嘧啶540个，扩增4代后共16个DNA，共有胞嘧啶54016个，减去原有540个，共需8 100个。12已知一条完全标记上15N的DNA分子在只含14N的培养基中经n次复制后，仅含14N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为71，则n是()A2 B3C4 D5答案：C解析：该DNA分子经过n次复制后得到的DNA分子数为2n个，其中有2个DNA分子中各有一条链带有15N标记，故有(2n2)/27/1，所以n4。13现将含有两对同源染色体且核DNA都已用32P标记的一个细胞，放在不含32P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝分裂，则含32P的子细胞数量最少和最多分别是(不考虑交叉互换)()A2，16 B2，8C4，8 D4，16答案：B解析：复制前两对同源染色体含DNA分子4个，脱氧核苷酸链为8条，所以有32P标记的脱氧核苷酸链为8条，最多进入到8个子细胞中，这样就可排除了A、D，最少可进入2个细胞，故选B。14(xx上海卷)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在()A两条DNA母链之间BDNA子链与其互补的母链之间C两条DNA子链之间DDNA子链与其非互补母链之间答案：A解析：DNA在复制过程中，首先在解旋酶作用下将两条母链解旋。A项正确，B、C、D三项错误。15含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。现从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到的结果如下图，由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答：(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0_，G1_，G2_。(2)G2代在三条带中的DNA数的比例是_。(3)图中两条带中的DNA分子所含的同位素磷分别是：条带 _，条带_。(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是_。DNA的自我复制能使生物的_保持相对稳定。(5)设全部含31P的DNA分子相对分子质量为a，全部含32P的DNA分子相对分子质量为b，则G2代DNA分子的平均相对分子质量为_。答案：(1)ABD(2)011(3)31P31P和32P(4)半保留复制遗传特性(5)(a3b)/4解析：首先应该看懂图解，知道轻、中、重三种DNA划分的标准：由两条含31P的脱氧核苷酸组成的链形成的是轻DNA；由一条含31P的脱氧核苷酸组成的链和一条含32P的脱氧核苷酸组成的链形成的是中DNA；由两条含32P的脱氧核苷酸组成的是重DNA。然后回顾DNA的复制过程：解旋：由一个DNA分子形成两条母链；以每一条母链为模板，按照碱基互补配对原则，从周围吸收新的脱氧核苷酸为原料，形成新的子链，产生两个子代DNA分子。注意，此时在含有31P磷酸的培养基中，含31P的脱氧核苷酸参与构成子链；DNA分子的复制是半保留复制，即复制后形成的子代DNA中，每个DNA分子都只含有一条子链，另一条则为母链。根据题意：G0代细胞中的DNA全部由含31P的脱氧核苷酸组成，是轻DNA；G1代是以G0代细胞中的DNA为模板，以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的两个DNA分子，每一个DNA分子中，母链含31P，子链含32P，是中DNA；G2代是以G1代为模板，以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的四个DNA分子，有两个DNA分子，母链含31P，子链含32P，是中DNA；另两个DNA分子，母链、子链都含32P，是重DNA。若31PDNA为a，32PDNA为b，则G2代中的4个DNA分子分别是2个、2个b，故G2代这四个DNA分子的平均相对分子质量为(22b)/4(a3b)/4。16近10年来，PCR技术(聚合酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规实验手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如下图所示)，在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)加热至94 的目的是使DNA双链中的_键断裂，称为_，在细胞中是在_酶的作用下进行的。(2)当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2个DNA分子，此过程中原料是_，遵循的原则是_。(3)综合PCR技术与人体细胞内DNA合成过程可知，二者的必需条件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还要3个条件，即液体环境、适宜的_和_。(4)通过PCR技术使DNA分子大量复制，若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制四次之后，则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为_。(5)假设一个模板DNA分子中有800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个，若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6 200个，则该模板DNA在PCR扩增仪中已经复制了_次。答案：(1)氢解旋解旋(2)脱氧核苷酸碱基互补配对原则(3)温度酸碱度(4)1/8(5)5解析：本题考查DNA复制的知识及理解能力、分析判断能力和推理能力，要求同学们基础要掌握牢。(1)DNA分子在加热条件下可以发生变性：氢键打开而解旋。该过程在细胞内则是在解旋酶作用下实现的。(2)DNA分子复制所需原料为4种游离的脱氧核苷酸，遵循碱基互补配对原则。(3)由于PCR技术是在细胞外进行的，缺少了细胞内相对稳定的环境，因此，除了满足复制所需的模板、原料、能量和酶以外，还要满足生化反应所需的液体环境和酶所需要的适宜的温度和pH等条件。(4)以15N标记DNA分子模板，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制4次共形成16个DNA分子，其中有2个含15N，因此15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为1/8。1.(xx江苏理综)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是()A孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力C沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA答案：B解析：本题主要考查了人类对遗传物质本质的探究历程。孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律，但没有证实其化学本质，A不正确；在肺炎双球菌体外转化实验中提取的DNA的纯度没有达到100%，从单独、直接观察DNA生理效应方面分析，说服力不如噬菌体侵染细菌的实验，B正确；沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数，C不正确；烟草花叶病毒感染烟草实验只说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D不正确。2(xx山东理综)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为149D该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变答案：C解析：本题主要考查了噬菌体侵染细菌过程的相关知识以及DNA分子的有关计算。首先计算得出一个噬菌体DNA中鸟嘌呤脱氧核苷酸占30%，其数量是5000230%3000个，由一个噬菌体增殖为100个噬菌体，至少需要3000(1001)2.97105个鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误；噬菌体侵染细菌的过程中，需要细菌提供原料、能量、酶等条件，但模板是由噬菌体提供的，B错误；根据DNA半保留复制的特点可知释放出的100个子代噬菌体中含有32P与只含32P的子代噬菌体分别是2个、98个，比例为149，C正确；DNA发生突变，其控制的性状不一定发生改变，D错误。3(xx福建理综)双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有()A2种 B3种C4种 D5种答案：D解析：此题考查DNA结构的相关知识。在DNA双螺旋结构中，碱基A与T、G与C分别形成碱基对，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(假定用T表示)应与A配对形成氢键。故碱基序列为GTACATACATG的单链模板在正常脱氧核苷酸环境中会生成如下双链DNA分子：G T A C A T A C A T GC A T G T A T G T A C 双脱氧核苷酸会使子链合成终止，因此当DNA复制时若加入胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(T)，可能会在位置替换碱基T而形成4种异常DNA片段，故可形成5种DNA分子。