高三生物第一轮复习 第3章 第24节 DNA的分子结构复制 基因是有遗传效应的DNA片段练习 新人教版必修2.docx

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高三生物第一轮复习第3章第24节DNA的分子结构复制基因是有遗传效应的DNA片段练习新人教版必修2

DNA分子的结构DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段练习教师版

（40分钟　100分）

一、基础全面练（共9小题，每小题5分，共45分）

1.某生物体内的嘌呤碱基占总数的44%，嘧啶碱基占总数的56%，该生物不可能是（　　）

A.T2噬菌体　　　　　　　B.烟草花叶病毒

C.大肠杆菌D.酵母菌和人

【解析】选A。

双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数，单链RNA中嘌呤数不一定等于嘧啶数。

T2噬菌体是DNA病毒，体内嘌呤数一定等于嘧啶数，而其他生物都含有RNA，因此嘌呤数可能不等于嘧啶数。

【方法技巧】根据碱基不同确定生物类型的方法

（1）当嘌呤数等于嘧啶数时：

可能是只含双链DNA的生物，也可能是只含RNA的生物，还可能是既含双链DNA，又含RNA的生物，但最可能是只含双链DNA的生物。

（2）当嘌呤数不等于嘧啶数时：

一定不是只含双链DNA的生物，可能是只含RNA的生物，也可能是既含双链DNA，又含RNA的生物。

2.关于核酸生物合成的叙述，错误的是（　　）

A.DNA的复制需要消耗能量

B.RNA分子可作为DNA合成的模板

C.真核生物的大部分核酸在细胞核中合成

D.真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期

【解析】选D。

A项，DNA分子的复制需要线粒体提供能量；B项，RNA可以逆转录合成DNA，因此某些逆转录病毒可以把RNA作为DNA合成的模板；C项，DNA的复制，mRNA、tRNA的合成都主要是在细胞核中完成的；D项，真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期，不是有丝分裂前期。

3.已知DNA分子中，碱基对A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键；在一个双链DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个。

因此在这个DNA片段中含有游离的磷酸基的数目和氢键的数目依次为（　　）

A.200和400个B.44个和510个

C.2个和400个D.2个和510个

【解析】选D。

一个DNA片段中含有游离的磷酸基的数目为2个；由于DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个，则胸腺嘧啶有90个，胞嘧啶和鸟嘌呤各有110个，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键为180个，胞嘧啶和鸟嘌呤之间的氢键为330个，故DNA分子中氢键的个数为510个。

4.让细菌在含15N的培养基中繁殖数代，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离，图中①～⑤为可能的结果。

下列叙述错误的是（　　）

A.子一代DNA应为②

B.子二代DNA应为①

C.子三代DNA应为④

D.亲代的DNA应为⑤

【解析】选C。

让细菌在含15N的培养基中繁殖数代，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，说明亲代DNA分子的两条链均含15N，故⑤为亲代DNA；移入含14N的培养基中培养，若复制一次，由于DNA分子的复制特点是半保留复制，所以②为子一代DNA；若再复制一次，则会出现两条链均含14N的DNA，且两条链均含14N的DNA与一条链含14N、一条链含15N的DNA数量相等，即为①；随着复制次数的增多，两条链均含14N的DNA的比例增大，即为③；不可能出现④中的情形。

【延伸探究】若③号试管中上方DNA和下方DNA的数量比为15∶1，说明亲代DNA分子复制了多少次？

并解释原因。

提示：

5次。

亲代DNA分子的两条链均含15N，无论复制多少次，③号试管中下方DNA的数量永远是2个，若上方DNA和下方DNA的数量比为15∶1，则上方DNA分子数为30个，总DNA分子数为32个，所以亲代DNA分子复制了5次。

5.（2015·上海模拟）用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶30个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。

其结果可能是（　　）

A.含有15N的DNA分子占1/8

B.含有14N的DNA分子占7/8

C.消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸300个

D.该DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序最多有2100种

【解析】选A。

该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次，产生的DNA中含有15N的DNA分子占1/8，含有14N的DNA分子占100%；消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为（24-1）×70=1050个；该DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序少于2100种。

6.（2015·兰州模拟）用15N标记精原细胞的一个DNA分子，并供给含14N的原料。

则该细胞产生的4个精子中，含14N的有（　　）

A.1个　　　B.2个　　　C.3个　　　D.4个

【解题指南】

（1）DNA分子是半保留复制，子代DNA分子的两条链，一条为母链，一条为新合成的子链。

（2）一个精原细胞经减数分裂产生四个子细胞，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。

【解析】选D。

由于DNA分子是半保留复制，一个精原细胞经过一次减数分裂，DNA只复制一次，所以每个DNA分子中都含有一条15N链和一条14N链，则该细胞产生的4个精子中，每个都含14N。

7.（2015·益阳模拟）某基因（14N）含有3000个碱基，腺嘌呤占35%。

若该DNA分子以15N同位素标记过的四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，得到如图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙结果。

下列有关分析正确的是（　　）

A.X层全部是仅含14N的基因

B.W层中含15N标记的胞嘧啶6300个

C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3

D.W层与Z层的核苷酸数之比是1∶4

【解析】选C。

DNA分子的复制是半保留复制，复制3次后，共有8个DNA分子，其中有两个DNA分子的一条链含有14N，另一条链含15N，另外6个DNA分子只含有15N。

离心后，含14N的DNA分子位于X层（也含有15N），只含15N的DNA分子位于Y层，A错误；一个DNA分子中含有A（腺嘌呤）=T=3000×35%=1050（个），G=C=（3000-1050×2）/2=450（个），解旋酶解旋离心后，含14N的2条链位于Z层，其他14条链含15N位于W层，相当于7个完整DNA分子，W层中含15N标记的胞嘧啶是450×7=3150（个），B错误；X层中含有的氢键数与Y层的氢键数比为2∶6，X层中含有的氢键数是Y层的1/3，C正确；W层与Z层的核苷酸数之比为1∶7，D错误。

【加固训练】（2014·湖州模拟）某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。

下列表述正确的是（　　）

A.该DNA分子的一个碱基改变，一定会引起子代性状的改变

B.该DNA分子连续复制两次，共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸360个

C.该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=2∶2∶8∶8

D.该DNA分子中的碱基排列方式少于4200种

【解析】选D。

基因突变不一定能导致生物性状的改变。

由于密码子的简并性（几个密码子都编码同一个氨基酸的现象），一个碱基突变后，可能其氨基酸还是不变的，这样性状不会改变；如果突变发生在内含子或者发生隐性突变等，生物性状也不会改变；根据题干一条链中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则根据碱基互补配对原则，第二条链的碱基比例为T2∶A2∶C2∶G2=1∶2∶3∶4，所以两条链中的A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7，则腺嘌呤所占的比例为3/20，该DNA分子中含有腺嘌呤的数目是60，则该DNA分子连续复制两次，共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸60×（22-1）=180个；总共有400个碱基，则每一条链上的碱基总数是200个，该DNA分子中碱基比例已经确定，所以碱基排列方式小于4200种。

8.如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5000对，A+T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是（　　）

A.复制时作用于③处的酶为限制酶

B.复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个

C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸

D.子代中含15N的DNA分子占

【解析】选B。

DNA复制时作用于③处的酶应为解旋酶；因为A+T所占的比例是34%，且该DNA分子中有5000个碱基对，所以C的数量为5000×2×（1-34%）×

=3300（个），所以该DNA分子复制2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为（22-1）×3300=9900（个）；因题图为某DNA分子片段，故④处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸；因亲代只有一条链含15N，故复制2次形成的4个DNA分子中只有1个DNA分子中含有15N，占

。

9.下图表示果蝇某一条染色体上几个基因，相关叙述中不正确的是（　　）

A.观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列

B.图示DNA中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白质

C.每个基因均由多个脱氧核糖核苷酸组成

D.由图可知染色体是生物体内基因的唯一载体

【解析】选D。

图示中一条染色体含多个基因，呈线性排列。

基因是具有遗传效应的DNA片段，即基因是DNA上一段段的脱氧核苷酸序列。

染色体不是基因的唯一载体，线粒体和叶绿体中也有基因的存在。

二、能力培优练（共2小题，每小题6分，共12分）

10.用32P标记了玉米体细胞（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，请问最快在第几次细胞分裂的后期，细胞中只能找到1条被32P标记的染色体（　　）

A.2　　　　B.3　　　　C.9　　　　D.19

【解析】选B。

由题意可知，20条被标记的DNA第一次复制，结果所有的染色体均有标记，即第一次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数为40条，形成的子细胞中20条染色体均被标记，经复制后，形成40条单体，而其中的一半，即20条具有32P标记。

而到第二次分裂后期时，染色单体随机分开，具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞，而某个细胞分到具有32P标记的染色体的数目为0～20，而第三次分裂是以第二次分裂的子细胞为前提，在后期被标记的染色体为0～20，故B正确。

11.（2015·孝感模拟）关于DNA分子的结构与复制的叙述中，正确的有几项（　　）

①1个含有n个腺嘌呤的第一代DNA分子复制到第n代，需要腺嘌呤脱氧核苷酸（2n-1）×n个

②在一个双链DNA分子中，G+C占碱基总数的M%，那么该DNA分子的每条链中G+C都占该链碱基总数的M%

③细胞内全部DNA被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记

④DNA双链被32P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占1/2n

A.①②B.②③C.③④D.②④

【解析】选A。

含有n个腺嘌呤的DNA分子复制到第n代，产生了2n个DNA，其中有2n-1个DNA分子需要原料，由于每个DNA分子需要n个腺嘌呤脱氧核苷酸，那么2n-1个DNA分子就需要（2n-1）×n个腺嘌呤脱氧核苷酸；在一个双链DNA分子中，G+C占碱基总数的M%，由于两条链中G+C的数目是相等的，那么该DNA分子的每条链中G+C所占比例就相当于分子、分母各减半，其比例是不变的；细胞内全部DNA被32P标记后，在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂时，复制后的每条染色体中都有一条姐妹染色单体被32P标记，在有丝分裂后期，着丝点分开后，有一半DNA带有标记，两条姐妹染色单体分开后向两极运动是随机的，所以进入某一个子细胞的DNA不一定有一半带有标记；DNA双链被32P标记后，不管复制多少次，都只有2个DNA带有标记，所以复制n次，子代DNA中有标记的占2/2n=1/2n-1。

三、大题规范练（共3小题，共43分）

12.（14分）下图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题。

（1）组成DNA的基本单位是[　]　　　　　。

（2）图中1、2、6的名称依次为：

　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　、

　　　　　。

（3）图中8表示的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

在双链DNA分子中，嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为　　　　　　　　　

　　　　　。

（4）由于解旋酶的作用使[　]　　　　　断裂，两条扭成螺旋的双链解开。

若4是胞嘧啶，则3是　　　　　　。

（5）上述DNA分子彻底水解得到的产物是（　　）

A.脱氧核糖、核糖和磷酸

B.脱氧核糖、碱基和磷酸

C.核糖、碱基和磷酸

D.核糖核苷酸、碱基和磷酸

（6）基因D与d的根本区别是（　　）

A.基因D能控制显性性状，基因d能控制隐性性状

B.基因D、基因d所含的脱氧核苷酸种类不同

C.4种脱氧核苷酸的排列顺序不同

D.在染色体上的位置不同

（7）如图表示两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连，其中正确的是（　　）

【解析】

（1）组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，1个脱氧核苷酸分子由1分子磷酸、1分子脱氧核糖、1分子含氮碱基（A、T、G、C）组成。

（3）DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，图中8表示的是一条脱氧核苷酸链的片段。

在双链DNA分子中嘌呤数与嘧啶数相等。

（4）在DNA分子复制过程中，由于解旋酶的作用，氢键断裂，两条扭成螺旋的双链解开，这个过程称作解旋。

根据碱基互补配对原则，若4是胞嘧啶，则3是鸟嘌呤。

（5）DNA分子初步水解后形成4种脱氧核苷酸，彻底水解得到的产物是脱氧核糖、碱基和磷酸。

（6）等位基因D与d的形成是由于基因突变，根本区别是4种脱氧核苷酸的排列顺序不同。

（7）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的，两条链上的碱基通过氢键相连。

答案：

（1）[5]脱氧核苷酸

（2）磷酸（基团）　脱氧核糖　碱基对

（3）一条脱氧核苷酸链的片段　嘌呤数=嘧啶数（A+G=T+C）

（4）[7]氢键　鸟嘌呤　（5）B　（6）C　（7）B

13.（14分）（2013·咸宁模拟）科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验研究（已知培养用的细菌大约每20min分裂一次产生子代，实验结果见相关图示）：

（1）实验一、实验二的作用是　　　　。

（2）从结果C、D看，DNA复制具有　　　　的特点。

根据这一特点，理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为　　　　。

（3）复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要　　　　等。

（4）若对结果C中的DNA分子先用解旋酶处理，然后再离心，结果为F，请在图中表示出来。

（5）如果实验C、D、E的结果都为右图（结果G）所示，据此可判断DNA分子的复制方式　　　　（填“是”或“不是”）半保留复制。

【解题指南】

（1）关键知识：

DNA分子的半保留复制方式。

（2）解题思路：

准确区别结果D和结果E的不同，结果E比结果D培养时间长，复制次数多，但不会出现重带，随着复制次数的增多，轻带所占比例增大。

【解析】

（1）实验一和实验二分别表示14N和15N标记的DNA的离心结果，其作用是与后面的实验结果形成对照。

（2）从结果C、D看，新形成的DNA保留了原来DNA的两条链，DNA复制具有半保留复制的特点；经过60min后，DNA复制了3次，共形成8个DNA分子，其中有2个DNA分子是15N/14N，其余6个DNA分子为14N/14N，均含14N。

（3）复制过程需要模板DNA、原料（四种脱氧核苷酸）、酶和能量等条件。

（4）结果C中的DNA分子为15N/14N，解旋后形成的单链为一条重链15N和一条轻链14N。

（5）结果G表明原来被15N标记的DNA的两条链没有分开，因此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。

答案：

（1）对照

（2）半保留复制　1

（3）酶、能量

（4）图（见右侧）

（5）不是

14.（15分）已知在正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。

现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖，必须从培养基中摄取。

为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。

实验材料：

突变细胞系、基本培养基、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。

（1）实验原理：

DNA主要分布在　　　　，其基本组成单位是　　　　；

RNA主要分布在　　　　，其基本组成单位是　　　　。

（2）实验步骤：

第一步：

编号。

取基本培养基两个，编号为甲、乙。

第二步：

设置对照实验。

在培养基甲中加入适量的核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸；在培养基乙中加入等量的　　　　　　　　　　。

第三步：

培养。

在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，放到　　　　　

　　　　　培养一段时间，让细胞增殖。

第四步：

观察。

分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测观察　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）实验结果：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）另外有人做了下面与端粒有关的实验：

取酵母菌的质粒DNA，将其环形结构在特定部位切开，形成线形结构，结果该质粒DNA失去自我复制能力；将酵母菌染色体上的端粒切下，连接到上述线形质粒DNA上，该线形质粒DNA恢复了自我复制能力。

据此完成下列问题：

①写出该实验的目的：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

②上述实验的结论：

酵母菌中端粒具有　　　　　　　　　功能；如果要证明上述结论在动物界具有普遍性，还需要观察研究 　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

【解析】

（1）DNA主要分布于细胞核，RNA主要分布于细胞质，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。

（2）要验证DNA复制的原料是脱氧核苷酸，可根据被标记的脱氧核苷酸在细胞的分布情况判断，实验中设置对照实验时一定要遵循单一变量的原则，即脱氧核苷酸标记与否。

（3）由于实验目的是验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，因此实验结果是培养基甲中细胞的放射性部位主要在细胞核，培养基乙中细胞的放射性部位主要在细胞质。

（4）由题干信息可知，该实验的目的是探究端粒对质粒DNA复制的影响。

实验结论是端粒具有控制DNA复制的功能。

答案：

（1）细胞核　脱氧核苷酸　细胞质　核糖核苷酸

（2）第二步：

14C—核糖核苷酸和脱氧核苷酸

第三步：

适宜的相同环境中

第四步：

细胞核和细胞质的放射性强弱

（3）培养基甲中细胞的放射性部位主要在细胞核，培养基乙中细胞的放射性部位主要在细胞质

（4）①探究端粒对质粒DNA复制的影响

②控制DNA复制　多种动物细胞中端粒对DNA复制的影响