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DNA分子的结构和复制 基因是具有遗传效应的DNA片段基础达标1.(2018辽宁六校协作体期初联考)同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是()A.碱基对的排列顺序B.磷酸二酯键的数目C.脱氧核苷酸的种类D.A+TC+G的比值答案 C解析 同源染色体上的DNA分子可能是相同的,也可能是不同的,如X、Y染色体。所以构成DNA的脱氧核苷酸数目可能不同,连接两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的数目也就可能不同,碱基对的排列顺序不同。DNA分子中A=T、C=G,但(A+T)/(C+G)在不同的DNA分子中可能不同,而构成DNA的脱氧核苷酸只有4种。2.右图为核苷酸模式图,下列说法正确的是()A.组成DNA与RNA的核苷酸只有不同B.在人的口腔上皮细胞中,有1种,有5种C.RNA分子中,连接和的化学键的数目等于氢键的数目D.在含有5对核苷酸的DNA片段中,连接和的化学键有12个答案 B解析 组成DNA与RNA的核苷酸中(五碳糖)也不同,A项错误;人体口腔上皮细胞中既有DNA也有RNA,因此(碱基)有5种,(磷酸)有1种,B项正确;RNA分子一般为单链,除tRNA 外,一般没有氢键,C项错误;含5对核苷酸的DNA片段中,连接和的化学键应该是18个,D项错误。3.一个双链DNA分子共有碱基1 400个,其中一条链上(A+T)(G+C)=25;构成该DNA分子的氮元素均为14N。将该DNA分子转移到15N的培养基连续复制3次,则1个DNA分子中的腺嘌呤数,以及复制3次后含15N的DNA分子总数依次为()A.140,2B.200,8C.280,6D.400,8答案 B解析 由于整个DNA分子上(A+T)(G+C)是25,所以一个DNA分子中A+T=400(个),又因A=T,因此,腺嘌呤为200个。由于DNA分子转移到15N的培养基连续复制3次,所以得到的8个DNA分子都含有15N。4.下图为真核细胞DNA复制过程的模式图,据图分析,下列相关叙述错误的是()A.由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制B.解旋酶能使DNA双链解开,但需要消耗ATPC.子代DNA分子的两条链是反向平行排列的D.DNA在复制过程中是先进行解旋,后半保留复制答案 D解析 由图示可知,新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此复制的方式是半保留复制,A项正确;解旋酶使DNA双链解开,需要消耗ATP,B项正确;子代DNA分子的两条链是反向平行的,C项正确;DNA在复制过程中是边解旋边半保留复制,D项错误。5.某基因(14N)含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子用15N同位素标记过的4种游离脱氧核苷酸为原料复制3次。将全部复制产物进行密度梯度离心,得到如图1结果;如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到如图2结果。下列有关分析正确的是()A.X层全部是仅含14N的基因B.W层中,15N标记的胞嘧啶有6 300个C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3D.W层与Z层的核苷酸数之比为14答案 C解析 由于DNA分子复制为半保留复制,所以X层全部是含14N和15N的基因,A项错误。DNA分子复制了3次,产生了8个DNA分子,含16条脱氧核苷酸链,其中含15N标记的有14条链(相当于新合成了7个DNA分子)。在含有3 000个碱基的DNA分子中,腺嘌呤占35%,因此胞嘧啶占15%,共450个,所以W层中,15N标记的胞嘧啶有4507=3 150(个),B项错误。在DNA分子中,碱基对之间通过氢键相连,DNA分子复制了3次,产生的8个DNA分子中,2个DNA分子含14N和15N,6个DNA分子只含15N,所以X层中含有的氢键数是Y层的1/3,C项正确。由于DNA分子复制了3次,产生了8个DNA分子,含16条脱氧核苷酸链,其中含15N标记的有14条链。所以W层与Z层的核苷酸数之比为214=17,D项错误。6.用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,则第二次细胞分裂的后期,细胞中()A.染色体数目为20条,每个DNA分子都带有32P标记B.染色体数目为20条,仅10个DNA分子带有32P标记 C.染色体数目为40条,每个DNA分子都带有32P标记D.染色体数目为40条,仅20个DNA分子带有32P标记答案 D解析 DNA的复制为半保留复制,子代DNA的2条链中有1条是亲代中的模板链。体细胞进行第一次分裂时,DNA复制所形成的每一条染色单体均含有亲代的DNA链,因此子一代细胞的每一条染色体的DNA都有一条32P标记的脱氧核苷酸链。第二次有丝分裂间期,DNA复制后,每一条染色体上都是1个染色单体有32P标记,1个染色单体无32P标记,有丝分裂后期染色体加倍后,一半的染色体,即20个DNA分子带有32P标记。7.下列有关真核生物基因的说法,正确的是()基因是有遗传效应的DNA片段基因的基本单位是核糖核苷酸基因存在于细胞核、核糖体等结构中基因表达时会受到环境的影响基因在染色体上呈线性排列基因的分子结构首先由摩尔根发现A. B. C.D.答案 C解析 基因的基本单位是脱氧核苷酸,错误;基因不存在于核糖体中,错误;基因的分子结构首先是由沃森和克里克提出的,错误。8.(2018江苏徐州一模)下图为真核细胞内某基因(15N标记)的部分结构示意图,该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是()A.该基因的特异性表现在碱基种类上B.DNA聚合酶催化和处化学键的形成C.该基因的一条核苷酸链中 (C+G)/(A+T)=3/2D.将该基因置于只含14N的培养液中复制3次后,含15N的DNA分子占1/8答案 C解析 DNA分子中含有A、G、C、T四种碱基,基因的特异性表现在碱基对的排列顺序上,A项错误。DNA聚合酶催化处化学键的形成,B项错误。该基因中T=A=20%,C=G=30%,则(C+G)/(A+T)=3/2。根据碱基互补配对原则,DNA分子的一条单链中(C+G)/(A+T)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值,因此该基因的一条脱氧核苷酸链中(C+G)/(A+T)=3/2,C项正确。将该基因置于只含14N的培养液中复制3次后,含15N的DNA分子占2/23=1/4,D项错误。9.下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是()A.某双链DNA分子含有500个碱基,可能的排列方式有4500种B.若质粒含有2 000个碱基,则该分子同时含有2个游离的磷酸基团C.某DNA分子内胞嘧啶占25%,则每条单链上的胞嘧啶占25%50%D.某DNA分子上有胸腺嘧啶312个,占总碱基的比例为26%,则该DNA分子上有鸟嘌呤288个答案 D解析 某双链DNA分子含有500个碱基,可能的排列方式有4250种,A项错误。质粒是环状DNA分子,不含游离的磷酸基团,B项错误。某DNA分子内胞嘧啶占25%,则每条单链上的胞嘧啶占050%,C项错误。某DNA分子上有胸腺嘧啶312个,占总碱基的比例为26%,则该DNA分子上碱基总数为31226%=1 200(个)。根据碱基互补配对原则,该DNA分子中有鸟嘌呤1 200(50%-26%)=288(个),D项正确。能力提升1.(2018辽宁六校协作体期初联考)下图为某DNA分子的部分平面结构图,该DNA分子片段中含100个碱基对,40个胞嘧啶,则下列说法错误的是()A.与交替连接,构成了DNA分子的基本骨架B.是连接DNA单链上两个核糖核苷酸的磷酸二酯键C.该DNA复制n次,含母链的DNA分子只有2个D.该DNA复制n次,消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为60(2n-1)个答案 B解析 是脱氧核糖,是磷酸,两者交替连接构成了DNA分子的基本骨架。是连接DNA单链上两个脱氧核糖核苷酸的磷酸二酯键,是鸟嘌呤脱氧核苷酸中连接磷酸和脱氧核糖的化学键。该DNA复制n次,得到2n个DNA,其中含有母链的DNA分子共2个。该DNA复制n次,消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数为(200-402)2(2n-1)=60(2n-1)(个)。2.下列关于DNA分子结构与复制的说法,正确的是()A.DNA分子的差异造成了S型肺炎双球菌与R型肺炎双球菌致病性的差异B.DNA分子中每个磷酸基团都连接2个脱氧核糖C.减数分裂过程中发生的交叉互换一般不会导致DNA分子结构的改变D.边解旋边复制是保证亲代与子代DNA遗传信息准确传递的关键答案 A解析 S型肺炎双球菌有多糖荚膜,具有毒性,R型肺炎双球菌无荚膜,不具有致病性,其根本原因是二者DNA分子中的遗传信息不同,所以DNA分子的差异造成了致病性的差异,A项正确;DNA分子中大多数磷酸基团都连接2个脱氧核糖,但每条脱氧核苷酸链都有1个游离的磷酸基团只连接1个脱氧核糖,B项错误;减数分裂过程中发生的交叉互换一般会导致DNA分子结构的改变,C项错误;碱基互补配对原则是保证亲代与子代DNA遗传信息传递准确性的关键,D项错误。3.下图中的DNA分子片段中一条链由15N构成,另一条链由14N构成。下列有关说法错误的是()A.处为磷酸二酯键,DNA解旋酶作用于处B.是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸C.若该DNA分子中1条链上G+C=56%,则无法确定整个DNA分子中T的含量D.此DNA在含15N的培养液中复制两代,子代中含15N的DNA占100%答案 C解析 处为磷酸二酯键,是限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶的作用位点,处为氢键,是DNA解旋酶的作用位点,A项正确;处是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,B项正确;若该DNA分子中1条链上G+C=56%,则整个DNA分子中G+C=56%,根据碱基互补配对原则,C=G=28%,则A=T=50%-28%=22%,C项错误;此DNA在含15N的培养液中复制2代,得到4个DNA分子,根据DNA的半保留复制特点,子代DNA分子均含15N,D项正确。4.某性原细胞(2n=16)的DNA全部被32P标记,其在含有31P的培养基中进行一次有丝分裂后继续进行减数分裂。下列能正确表示有丝分裂前期(白色柱状图)和减数第一次分裂前期(灰色柱状图)每个细胞中含有32P的染色单体和DNA分子(仅考虑染色体上的DNA)数目的是()答案 A解析 下图表示分裂过程中1条染色体上DNA分子的标记变化情况,其他染色体标记变化情况与之相同。该性原细胞在含有31P的培养基中进行有丝分裂时,DNA分子的半保留复制使每条染色体中含有两个DNA分子,且DNA双链均为一条含有31P,另一条含有32P,故有丝分裂前期含有32P的染色单体和DNA分子数目分别为32条和32个;有丝分裂产生的子细胞中每个DNA分子均为一条含有31P,另一条含有32P,子细胞在含有31P的培养基中继续进行减数分裂,则减数第一次分裂前期每个细胞中含有32P的染色单体和DNA分子数目分别为16条和16个。5.下图是某DNA分子的局部结构示意图,请据图回答问题。(1)写出图中序号代表的结构的中文名称:,。(2)图中DNA片段中碱基对有对,该DNA分子应有个游离的磷酸基团。(3)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中分裂四次,该DNA分子也复制四次,则得到的子代DNA分子中,含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为。(4)若该DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA分子复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为个。答案 (1)胞嘧啶脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链(2)42(3)18(4)15(a/2-m)解析 (1)能与G互补配对,因此是胞嘧啶;为脱氧核糖;为磷酸基团;所含有的碱基(即图中的)为胸腺嘧啶,因此所示结构的中文名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸;是由若干脱氧核苷酸连接而成的一条脱氧核苷酸链。(2)图中DNA片段中有4个碱基对,由2条链组成,每条链有1个游离的磷酸基团,所以该DNA分子应有2个游离的磷酸基团。(3)1个两条链都含有14N的DNA分子,以15N标记的脱氧核苷酸为原料,经4次复制后,共产生16个子代DNA分子(24=16);依据DNA分子半保留复制的特点,在这16个DNA分子中,含14N的有2个,含15N的有16个,因此二者的比例为216=18。(4)由题意可知,该DNA分子中A+T+G+C=a,其中A=m。依据碱基互补配对原则可推知,A=T=m,C=G=(a-m-m)2=(a/2-m)(个)。若该DNA分子复制4次,则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数=(24-1)(a/2-m)=15(a/2-m)(个)。 6.科学家在研究DNA分子复制方式时提出了三种假说,如图甲(弥散复制:亲代双链被切成双链片段,而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板,新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”);图乙是采用同位素示踪技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解。请分析并回答问题。甲乙(1)为说明b组DNA均分布于中密度带,除了与组结果比较外,还需要另设一组:将细菌在含有的培养基中培养多代,提取DNA并离心。(2)b组结果支持假说。若将b组DNA双链分开再离心,结果为“轻”和“重”两条密度带,这一结果不支持假说,也可通过图乙中组的结果来排除该假说。(3)利用以上判断结果,若继续培养c组细菌,使其再繁殖一代,取样提取DNA并离心,与c组实验结果相比会发现密度带的不发生变化,密度带的DNA所占比例下降。答案 (1)a14N(2)半保留复制和弥散复制弥散复制c(3)种类(数量和位置)中解析 (1)为说明b组DNA均分布于中密度带,除了与a组结果比较外,还需要另设一组:将细菌在含有14N的培养基中培养多代,提取DNA并离心。(2)若细菌DNA分子的两条链都是15N,转入含14N的培养基中复制一次,无论DNA分子是半保留复制还是弥散复制,结果都只在中带位置。若将b组DNA双链分开再离心,结果为“轻”和“重”两条密度带,这一结果不支持弥散复制假说,因为弥散复制时DNA双链分开再离心,结果仍全为中密度带,也可通过图乙中c组的结果来排除该假说。(3)根据DNA分子的半保留复制,若继续培养c组细菌,使其再繁殖一代,取样提取DNA并离心,与c组实验结果相比会发现密度带的种类(数量和位置)不发生变化,只是中密度带的DNA所占比例下降,轻密度带的DNA所占比例上升。
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