2014届高三生物一轮复习-专讲专练(基础巩固+能力提升+挑战自我)第18讲-DNA分子的结构、复制和基因(含详.doc

第18讲　DNA分子的结构、复制和基因是有遗传效应的DNA片段

1．如图K18­1为核苷酸链结构图，下列表述不正确的是(　　)

图K18­1
A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个
C．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
2．在进行基因工程时，已经得到一个目的基因，要人工复制，使数量增多，需要的复制条件是(　　)
①CTAGGGC或GATCCCG模板链　②碱基A、U、C、G　③碱基A、T、C、G　④核糖　⑤脱氧核糖
⑥酶　⑦ATP　⑧磷酸　⑨蛋白质
A．①③④⑦⑧⑨ B．①②④⑥⑦⑧
C．①②⑤⑥⑦⑨ D．①③⑤⑥⑦⑧
3．在一个DNA分子中，碱基总数为a，A碱基数为b，则下列有关数目正确的是(　　)
①脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数＝磷酸数＝碱基数＝a
②A＝T＝b　③G＝C＝(a－2b)/2
④A＋C＝G＋T
A．仅①②正确 B．仅③④正确
C．仅①②④正确 D．①②③④
4．一对同源染色体上的两个DNA分子之间最可能相同的是(　　)
A．碱基序列
B．碱基数目
C．碱基种类
D．(A＋T)/(G＋C)的比值

5．下列有关DNA分子结构的叙述，错误的是(　　)
A．DNA分子的多样性取决于碱基对的数目和排列顺序
B．DNA单链上相邻的碱基A与T之间通过2个氢键连接
C．嘌呤碱基与嘧啶碱基结合才能保证DNA空间结构的稳定
D．DNA分子两条链在方向上表现为反向平行，碱基关系上表现出互补配对
6. 2012·淮安三调有关真核细胞DNA分子的复制，下列叙述正确的是(　　)
A．复制过程中先是全部解旋，再半保留复制
B．复制过程中不需要消耗ATP
C．DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接
D．复制后产生的两个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团
7．科学家用15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖两代，然后收集并提取DNA，再将提取的DNA进行密度梯度离心。离心后试管中DNA的位置是(　　)
A．全部位于下层
B．一半居中，一半位于上层
C．全部居中
D．一半居中，一半位于下层
8．2012·湖北联考如图K18­2为真核细胞内某基因(15N标记)结构示意图，该基因全部碱基中A占20%，下列说法正确的是(　　)

图K18­2
A．该基因一定存在于细胞核内染色体DNA上
B．该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3∶2
C．DNA解旋酶只作用于①部位，限制性核酸内切酶只作用于②部位
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
9．已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．34%和16%
B．34%和18%
C．16%和34%
D．32%和18%
10．2012·南通二调已知双链DNA分子共含有2 000个碱基对，其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。该DNA分子连续复制3次，则在第三次复制过程中需要鸟嘌呤脱氧核苷酸(　　)
A．3 200个 B．4 800个
C．5 600个 D．8 400个
11．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是(　　)
A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基
B．基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上不一定只含有一个DNA分子
12．如图K18­3所示细胞中与基因有关的物质或结构，请分析并回答下列问题。

图K18­3
(1)细胞内的遗传物质是[　]________，基因和b的关系是________________________________________________________________________。
(2)遗传物质的主要载体是[　]________，基因和a的关系是________________________________________________________________________。
(3)c和b的关系是__________________________，b被彻底水解后的产物是________(填字母)。
(4)基因和h的关系是____________________，h合成时的直接模板来源于________过程，其进入合成h的场所需经过________层磷脂双分子层。
(5)如果基因存在于________上，则其遗传方式与性别相关联，这就是____________。这种遗传方式既遵循________定律，又有特殊性。
(6)b的空间结构是__________________________。
若其中的(A＋T)/(G＋C)＝0.25，则G占总碱基数比例为________，其中一条单链中(A＋T)/(G＋C)＝________，b的功能是______________________________________________________________。
13．2012·福州质检蚕豆体细胞染色体数目2N＝12，科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方式。
实验的基本过程如下：
Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
Ⅱ.当 DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。
请回答相关问题：
(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是__________；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是________________________________________________________________________。
(2)Ⅰ中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有________条，每个DNA分子中，有________条链带有放射性。

Ⅱ中，若观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制________次，该细胞含有________个染色体组。
(3)上述实验表明，DNA分子的复制方式是________。

14．某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)。请回答下列问题：

图K18­4
(1)综合分析本实验的DNA离心结果，前三组实验中，第________组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式。
(2)分析讨论：
①若实验三的离心结果为：如果DNA位于1/2重带和1/2轻带位置，则是________复制；如果DNA位于全中带位置，则是________复制。为了进一步得出结论，该小组设计了实验四，请分析：如果DNA位于______________(位置及比例，下同)带位置，则是全保留复制；如果DNA位于______________带位置，则是半保留复制。
②若将实验三得到的DNA双链分开后再离心，其结果________(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验得出结论：DNA复制方式为半保留复制。若将实验四的实验时间改为60 min，离心后密度带的数量和位置是否发生变化？________________。若实验三的结果中，子一代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为______________。
(4)假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA的相对分子质量为b，现将含15N的DNA的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，子二代DNA的相对分子质量平均为________。
1．A　[解析] a中一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基正好构成一个核苷酸，而b中包含的是第二个核苷酸的碱基和五碳糖及第三个核苷酸的磷酸，故A错误。
2．D　[解析] DNA复制的条件是酶、能量ATP，四种脱氧核苷酸(包括磷酸、碱基和脱氧核糖三部分)为原料，DNA解旋开的两条链为模板。
3．D　[解析] 脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成，所以①正确；双链DNA分子中，碱基互补配对，A＝T＝b，G＝C＝(a－2b)/2，且嘌呤之和等于嘧啶之和，所以②③④正确。
4．C　[解析] 因为DNA分子是由G、C、T、A四种碱基组成，所以碱基种类相同。
5．B　[解析] DNA分子上碱基对的数目和排列方式多种多样，决定了DNA分子的多样性，A项正确。两条DNA单链间的碱基对通过氢键相连，如A与T之间形成2个氢键，C与G之间形成3个氢键，但DNA单链上相邻的碱基之间没有连接，所以B项错误，C项正确。DNA两条单链反向平行，碱基互补配对，D项正确。
6．D　[解析] 双链DNA的复制特点是“边解旋边复制、半保留复制”等，故A项错误。复制过程需要“原料、酶、能量、模板、适宜的温度和pH等”，故B项错误。DNA聚合酶是催化游离的脱氧核苷酸与一段脱氧核苷酸链间形成磷酸二酯键，故C项错误。DNA的双链是反向平行排列的，每条链上都有一个游离的磷酸基团未与另一个脱氧核苷酸形成磷酸二酯键，从而使得每个双链DNA分子上都有两个游离的磷酸基团，故DNA复制产生的两个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团，故D项正确。
7．D　[解析] 大肠杆菌繁殖两代，含有母链的大肠杆菌的DNA一条链含普通的N，另一条链含15N，位于试管的中层，而其他大肠杆菌中的DNA都含有15N，位于试管的下层。
8．B　[解析] 该基因可能存在于细胞核内染色体DNA上，也可能存在于细胞质中，A选项错误。由于A占20%，可知T也是20%，则G＋C＝60%，B选项正确。DNA解旋酶只作用于②部位，限制性核酸内切酶只作用于①部位，C选项错误。将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子有2个，占1/4，D选项错误。
9．A　[解析] 设该DNA分子的两条链分别为1链和2链，双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则A＋T占66%，又因为双链DNA分子中，互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子比例和每条链中的比例相同，因此A1＋T1＝66%，G1＋C1＝34%，又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%，则A1＝66%－32%＝34%；G1＝34%－18%＝16%，根据DNA分子的碱基互补配对关系，所以T2＝A1＝34%，C2＝G1＝16%。
10．B　[解析] 2 000个 “碱基对”即4 000个碱基，计算得每个DNA中G＝1 200个，“第三次复制过程中”应用3次复制所需的减去2次复制所需的。
11. A　[解析] 在DNA分子结构中一个脱氧核糖连接一个碱基，但磷酸基则多数是连着两个，因为脱氧核苷酸链中脱氧核糖与磷酸交替连接形成基本的骨架结构。只有DNA的两端存在两个脱氧核糖只连着一个磷酸的情况；当染色体复制后，着丝点未分裂时，一条染色体上可含有两个DNA分子。
12．(1)b　DNA　基因是有遗传效应的DNA片段
(2)a　染色体　基因在a上呈线性排列
(3)c是组成b的基本单位　d、e、f
(4)基因控制h合成　转录　0
(5)性染色体　伴性遗传　基因分离
(6)规则的双螺旋结构　40%　0.25　①通过复制传递遗传信息；②通过控制蛋白质的合成，使遗传信息得以表达
[解析] 在解题中要注意图示中各物质之间的关系(箭头)，然后结合相关原理求解。
13．(1)有丝分裂　抑制纺锤体的形成
(2)2　1　2　4
(3)半保留复制
[解析] (1)蚕豆根尖细胞为体细胞，其分裂方式为有丝分裂。秋水仙素使细胞内染色体加倍的原理是体细胞在有丝分裂过程中，染色体完成了复制，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，于是形成了染色体数目加倍的细胞。(2)由于DNA的复制为半保留复制，第一次分裂完成时，每个DNA分子中都有一条链被3H标记，每一条染色体上有2条染色单体被3H标记。当 DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制2次，该细胞含有4个染色体组。(3)上述实验证明DNA分子的复制是半保留复制。
14．(1)三　一　二　(2)①全保留　半保留　1/4轻和3/4重　1/2中和1/2重　②不能　不论是全保留复制还是半保留复制，实验结果都是一样的
(3)没有变化　15N　(4)(3a＋b)/4
[解析] (1)前三组实验中，第三组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第一组轻带和第二组重带的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制。(2)①若实验三的离心结果为：如果DNA位于1/2重带和1/2轻带位置，则是全保留复制，因为全保留复制产生的子代是两条链含14N的DNA，分布在轻带的位置，而亲代DNA的两条链含15N的，位于重带位置； 如果DNA位于全中带位置，则是半保留复制，子代DNA都是一条链含14N另一条链含15N，所以处于中带位置。同理，实验四中如果DNA位于1/4轻带和3/4重带位置，则是全保留复制；如果DNA位于1/2中带和1/2重带位置，则是半保留复制。 ②若将实验三得到的DNA双链分开后再离心，其结果不能判断DNA的复制方式。因为不论是全保留复制还是半保留复制，实验结果都是一样的，都会出现位于1/2重带和1/2轻带位置。(3)若将实验四的实验时间改为60 min，细菌分裂三次，因为DNA复制方式为半保留复制，离心后密度带的数量和位置没有发生变化，还是在重带和中带位置。若实验三的结果中，子一代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为15N。(4)假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA的相对分子质量为b，将含15N的DNA的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，在子二代中有两个中带DNA和两个轻带DNA，相当于一个含15N的DNA和三个含14N的DNA，总质量为3a＋b，则四个DNA的平均相对分子质量为(3a＋b)/4。

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