2022届高考生物一轮复习第2单元遗传的物质基础第2讲DNA分子的结构复制及基因的本质练习含解析新人教版必修220210605289

第2讲DNA分子的结构、复制及基因的本质一、选择题(每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)1．(2020·宿州期末)下列有关核DNA分子结构的说法，错误的是(D)A．DNA分子的两条链在方向上表现为反向平行，碱基关系上表现为互补配对B．双链DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数C．碱基对通过氢键相连排列在DNA分子的内侧D．脱氧核糖与脱氧核糖相连，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架[解析]DNA分子的两条链在方向上表现为反向平行，碱基关系上表现为互补配对，A正确；双链DNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，且总是嘌呤与嘧啶配对，因此嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，B正确；碱基对通过氢键相连排列在DNA分子的内侧，C正确；磷酸与脱氧核糖相连，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，D错误。2．用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是(B)卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键C．DNA中每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连D．可构建44种不同碱基序列的DNA[解析]双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A－T、C－G，且配对的碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2对A－T碱基对，2对C－G碱基对，即共形成4个脱氧核苷酸对，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有10个氢键，所以A错误，B正确；DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，C错误；这些卡片可形成2对A—T碱基对，2对C—G碱基对，且碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数少于44种，D错误。3．(2020·山东潍坊期中)下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是(A)A．DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息B．1个双链DNA分子片段中有1个游离的磷酸C．嘌呤与嘌呤之间、嘧啶与嘧啶之间通过氢键相连D．DNA分子的基本骨架由磷酸和含氮碱基交替连接构成[解析]DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息；1个双链DNA分子片段中有2个游离的磷酸；嘌呤与嘧啶之间通过氢键相连；DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成。4．(2021·山东省济宁市嘉祥一中高三检测)下图是某基因的局部示意图，下列叙述正确的是(C)A．ACA可称为一个密码子B．DNA分子的多样性与①②有关C．限制酶切割该基因时应作用于⑤处D．对该基因进行PCR扩增时，解旋酶作用于④处[解析]密码子位于mRNA上，因此图中ACA不能称为一个密码子，A错误；DNA分子的稳定性与①②有关，多样性与③的排列顺序有关，B错误；限制酶作用于⑤磷酸二酯键，C正确；对该基因进行PCR扩增时，不需要使用解旋酶，通过加热使④氢键断裂，D错误。故选C。5．(2020·山东省济南市二中高三模拟)下列有关DNA研究实验的叙述，正确的是(B)A．根据DNA衍射图谱有关数据推算出DNA呈双链B．通过DNA酶处理叶绿体，发现细胞质DNA的存在C．运用同位素示踪技术和差速离心法证明DNA半保留复制D．用32P和35S同时标记噬菌体并侵染细菌，证明DNA是遗传物质[解析]沃森和克里克根据DNA衍射图谱的有关数据，推算出DNA分子呈螺旋结构，A错误；叶绿体中有细纤维存在，用DNA酶处理后细纤维消失，说明叶绿体中含有DNA，B正确；证明DNA的半保留复制，利用了密度梯度离心法和同位素示踪技术，C错误；在证明DNA是遗传物质的实验中，用32P、35S分别标记的噬菌体侵染细菌，D错误。故选B。6．(2020·山东省泰安市高三上学期期中)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链，再用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第二个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测正确的是(C)A.eq\f(1,2)的染色体荧光被抑制B.eq\f(1,4)的染色单体发出明亮荧光C．全部DNA分子被BrdU标记D．全部的DNA单链被BrdU标记[解析]根据DNA分子的半保留复制原理，第二个细胞周期的中期细胞中染色体一条染色单体的两条DNA链均为新合成，另一条染色单体的一条DNA链是新合成的，所以有eq\f(1,2)的染色单体荧光被抑制，有eq\f(1,2)的染色单体能发出明亮荧光，A错误；根据A项分析，有eq\f(1,2)的染色单体能发出明亮荧光，B错误；第二个细胞周期的中期全部DNA分子被BrdU标记，C正确；根据分析，半标记DNA∶全标记DNA＝1∶1，故eq\f(3,4)DNA单链被BrdU标记，D错误。故选C。7．(2021·龙凤区月考)某双链DNA分子中含有n个碱基对，其中腺嘌呤有m个。下列相关说法错误的是(D)A．该DNA分子中共含有3n－m个氢键B．该DNA分子连续复制4次需要消耗胞嘧啶15×(n－m)个C．该DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数D．每个DNA分子中有1个游离的磷酸基团[解析]由题意知，某双链DNA分子片段中有n个碱基对，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子中A、T碱基对是m个，G、C碱基对是n－m个，因此该DNA分子中的氢键是2m＋3(n－m)＝3n－m个，A正确；该DNA分子连续复制4次需要消耗胞嘧啶(24－1)×(n－m)＝15×(n－m)个，B正确；该DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数，C正确；每个DNA链状分子中有2个游离的磷酸基团，D错误。8．(2021·莲都区校级月考)下列关于基因和染色体的叙述，错误的是(C)A．体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性B．受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方C．雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合D．减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子[解析]体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性，A正确；受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方，B正确；非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期，而不是雌雄配子结合形成合子的受精过程中，C错误；减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子，D正确。9．(2020·山东日照期末)如图为DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是(A)A．由图可知，DNA分子复制为多起点双向复制B．除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶C．DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的D．解旋含G—C碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多[解析]从图可以看出DNA分子的复制是双向复制，但不是多起点复制；DNA分子复制时需要DNA聚合酶；DNA分子中G—C之间三个氢键，A—T之间两个氢键，因此解旋含G—C碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多；子链的延伸方向都是由5′→3′。10．(2021·山东济南模拟)某15N完全标记的1个T2噬菌体(第一代)侵染未标记的大肠杆菌后，共释放出n个子代噬菌体，整个过程中共消耗a个腺嘌呤。下列叙述正确的是(D)A．子代噬菌体中含15N的个体所占比例为1/2n－1B．可用含15N的培养液直接培养出第一代噬菌体C．噬菌体DNA复制过程需要的模板、酶、ATP和原料都来自大肠杆菌D．第一代噬菌体的DNA中含有a/(n－1)个胸腺嘧啶[解析]子代噬菌体中含15N的个体所占比例为2/n；噬菌体是病毒，不能直接用含15N的培养液直接培养；噬菌体DNA复制过程需要的模板是噬菌体本身的DNA；根据题意，产生n个子代噬菌体共消耗了a个腺嘌呤，则每个DNA分子中腺嘌呤的个数为a/(n－1)，而DNA分子中腺嘌呤数量等于胸腺嘧啶数量，故第一代噬菌体的DNA中含有a/(n－1)个胸腺嘧啶。11．(2020·浙江高考模拟)1958年，科学家设计了DNA复制的同位素示踪实验，实验的培养条件与方法是：(1)在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如右图的甲；(2)转至14N的培养基培养，每20分钟繁殖一代；(3)取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。右图的乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论，正确的是(D)A．出现丁的结果需要60分钟B．乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果C．转入培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4D．丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论[解析]出现丁的结果需要繁殖两代，所以时间为40分钟，故A错误；乙中的结果不会出现，繁殖一代应为丙的结果，故B错误；1个DNA分子转入培养基中繁殖三代后含有15N的DNA分子占2个，所有DNA分子中都含有14N，故C错误；丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心，发现有一半的DNA链含15N，一半含14N，分析可得出半保留复制的结论，故D正确。12．(2021·河南高三开学考试)一个T2噬菌体的DNA双链被32P标记，其侵染被35S标记的大肠杆菌后释放出N个子代噬菌体。下列叙述中正确的是(D)A．将T2噬菌体培养在含32P标记的脱氧核苷酸的培养基中，即可标记其DNAB．T2噬菌体侵染肺炎双球菌也可释放出DNA被32P标记的子代噬菌体C．N个子代噬菌体中蛋白质均被35S标记，有2个子代噬菌体的DNA中含31PD．有2个子代噬菌体的DNA被32P标记可表明DNA复制方式为半保留复制[解析]T2噬菌体为病毒，不能用培养基进行直接培养，A错误；T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，不能侵染肺炎双球菌，B错误；N个子代噬菌体中蛋白质均被35S标记，由于DNA的复制为半保留复制，故这些子代噬菌体的DNA中均含31P，C错误；有2个子代噬菌体的DNA被32P标记可表明亲本DNA的两条链分别进入不同的子代噬菌体中，故DNA的复制方式为半保留复制，D正确。故选D。13．(2021·吉林省集安市第一中学高三期末)下列关于核酸分子的叙述，不正确的是(B)A．RNA分子中可含有互补配对的碱基对B．DNA中每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团C．DNA的稳定性与胞嘧啶的含量成正相关D．将含32P的DNA分子放在31P的培养基中培养，复制三次，含31P的子代DNA占总数的100%[解析]RNA分子中的部分片段也存在碱基互补配对，如tRNA，A项正确；DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架，因此DNA分子中大多数的脱氧核糖与两个磷酸相连，只有2个脱氧核糖只与一个磷酸相连，B项错误；由于A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此DNA的稳定性与胞嘧啶的含量成正相关，C项正确；由于DNA复制是半保留复制，所以经过3次复制后，有2个DNA分子中含有32P31P，6个DNA分子中含有31P31P，所以含31P的子代DNA分子有8个，占全部DNA分子的比例是100%，D项正确。二、非选择题14．下图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙)，请据图回答下列问题：(1)图甲为DNA的结构示意图，其基本骨架由①和②(填序号)交替排列构成，④为胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)从图乙可看出，该过程是从多个起点开始复制的，从而提高复制速率；图中所示的酶为解旋酶；作用于图甲中的⑨(填序号)。(3)若用1个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，释放出300个子代噬菌体，其中含有32P的噬菌体所占的比例是eq\f(1,150)。(4)若图甲中的亲代DNA分子含有100个碱基对，将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则子代DNA分子的相对分子质量比原来增加100。(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则该DNA分子经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的eq\f(1,2)。[解析](1)DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成。图中的④是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)分析图乙可知，DNA复制过程中有多个起点，这样可以大大提高复制的速率。图乙中酶使碱基对间的氢键断裂，使DNA双链解旋，应为解旋酶，作用于图甲中的⑨(氢键)。(3)用32P标记的1个噬菌体侵染大肠杆菌，根据DNA分子半保留复制的特点，新形成的300个噬菌体中有2个噬菌体含32P，占eq\f(1,150)。(4)亲代DNA分子含有100个碱基对，在含有用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次形成的子代DNA分子一条链含32P，一条链含31P，标记的脱氧核苷酸比未标记的相对分子质量增加1，因此子代DNA的相对分子质量比原来增加100。(5)DNA分子复制时一条链上的碱基发生突变，另一条链上的碱基不发生突变，以碱基发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是异常的，以碱基没有发生突变的单链为模板合成的DNA分子都是正常的，因此无论复制多少次，发生差错的DNA分子都占DNA分子总数的eq\f(1,2)。15．(2021·南昌二中月考)双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成的，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答：(1)若1个双链DNA片段中有1000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗5_200个胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放