高三生物第一轮总复习 第一编 考点过关练 考点18 DNA分子的结构复制和本质.docx
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高三生物第一轮总复习第一编考点过关练考点18DNA分子的结构复制和本质
考点18 DNA分子的结构、复制和本质
1.[2014·上海高考]某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是（ ）
解析：
亲代DNA双链用白色表示，DNA复制方式是半保留复制，因此复制一次后得到的两个DNA分子只含有白色和灰色，而第二次复制得到的四个DNA分子以这两个DNA分子的四条链为模板合成的四个DNA分子中，都含有黑色的DNA子链，故D正确。
答案：
D
2.[2014·山东高考]某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ）
解析：
根据DNA分子的结构特点可知，若DNA分子双链中（A＋T）/（C＋G）的比值均为m，则每条链中（A＋T）/（C＋G）比值为m，由此可判断C正确、D错误；DNA分子中（A＋C）/（T＋G）＝1，而每条链中的（A＋C）/（T＋G）不能确定，但两条链中（A＋C）/（T＋G）的比值互为倒数，故A、B错误。
答案：
C
3.[2014·江苏高考]（多选）羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致DNA复制时发生错配（如右图）。
若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是（ ）
A.该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变
B.该片段复制后的子代DNA分子中G－C碱基对与总碱基对的比下降
C.这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变
D.在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配
解析：
A项，由图示可见，胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶后不再与鸟嘌呤配对，而是与腺嘌呤配对。
若发生转变的两个胞嘧啶分子位于DNA片段的一条链上，根据DNA分子半保留复制的特点，子代有50%的DNA分子发生碱基序列的改变，有50%的DNA分子不发生碱基序列的改变；若发生转变的两个胞嘧啶分子位于DNA片段的两条链上，子代DNA分子都会发生碱基序列的改变。
B项，因羟化胞嘧啶不再与鸟嘌呤配对，故复制后的子代DNA分子中G－C碱基对在总碱基对中所占的比例下降。
C项，这种变化属于基因突变，但由于密码子的简并性等原因，不一定引起编码的蛋白质的结构发生改变。
D项，细胞核与细胞质中都含有DNA，DNA复制过程中都可能发生图示的错配。
答案：
BD
4.[2014·上海高考]在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型（ ）
A.粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B.粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C.粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D.粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
解析：
DNA分子由两条反向平行的长链盘旋成规则的双螺旋结构，两条单链之间由嘌呤和嘧啶组成的碱基对相连，遵循互补配对原则。
由此可知：
DNA分子双螺旋模型粗细相同，且由嘌呤环和嘧啶环构成的碱基对的空间尺寸相似。
A项符合题意。
答案：
A
5.[2013·广东高考]1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于（ ）
①证明DNA是主要的遗传物质
②确定DNA是染色体的组成成分
③发现DNA如何储存遗传信息
④为DNA复制机制的阐明奠定基础
A.①③B.②③
C.②④D.③④
解析：
本题考查DNA双螺旋结构模型的特点及相关知识。
沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模型的特点是：
（1）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；
（2）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：
A一定与T配对，G一定与C配对。
DNA中碱基对排列顺序可以千变万化，这为解释DNA如何储存遗传信息提供了依据；一个DNA分子之所以能形成两个完全相同的DNA分子，其原因是DNA分子的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证复制精确完成，所以DNA双螺旋结构模型的构建为人们后来阐明DNA复制的机理奠定了基础。
答案：
D
6.[2012·山东高考]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3×105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1∶49
D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
解析：
本题考查噬菌体侵染细菌的实验、DNA的结构、复制及其与生物性状的关系。
由5000个碱基对组成的双链DNA中，腺嘌呤占全部碱基的20%，则鸟嘌呤G占30%，即一个这样的DNA中，A＝T＝2000个，G＝C＝3000个，则100个子代噬菌体的DNA中共含有鸟嘌呤3×105个。
由一个噬菌体增殖到100个噬菌体的过程中，需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为3×105－3000个，故选项A错误。
噬菌体侵染细菌并增殖过程中，DNA复制、转录所需的模板为噬菌体DNA，转录和翻译所需要的核糖核苷酸、核糖体、氨基酸以及酶等皆来自宿主细胞（细菌），故选项B错误。
DNA进行半保留复制，1个双链都含32P的DNA复制后，子代中含有32P的DNA（一条链含32P，一条链含31P的DNA）共有2个，只含有31P的DNA共有98个，二者的比例为2∶98即1∶49，故选项C正确。
由于DNA上有非基因序列，基因中有非编码序列以及密码子具有简并性等原因，DNA发生突变并不意味着性状一定会发生改变，选项D错误。
答案：
C
1.[2015·海淀模拟]下图示DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是（ ）
A.构成DNA分子的基本单位是⑦
B.限制酶切断①②之间的化学键
C.复制时DNA聚合酶催化形成⑤
D.DNA分子中⑥的排序代表遗传信息
解析：
构成DNA分子的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，即图中④，A错误；限制酶作用的位点不是①②之间的化学键，B错误；⑤是氢键，氢键的形成不是DNA聚合酶的作用，C错误；DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息，D正确。
答案：
D
2.[2015·南京模拟]下图为某用15N标记的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处的酶为限制性核酸内切酶
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3/4
解析：
本题考查DNA分子的复制及复制过程中的相关计算。
DNA分子复制时作用于③处的酶为解旋酶；据题意可计算出该DNA分子中含胞嘧啶脱氧核苷酸[5000×2×（1－34%）]/2＝3300个，所以该DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为3300×（22－1）＝9900个。
④处是DNA的基本组成单位之一腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。
该含15N的DNA分子转移到含14N的培养基中培养，由于DNA为半保留复制，所以复制2次得到的4个DNA分子中，有两个DNA分子中含15N，故占总DNA分子数的1/2。
答案：
B
3.[2015·莆田质检]DNA指纹技术是法医物证学上进行个人身份认定的重要手段，DNA指纹是指DNA的（ ）
A.双螺旋结构
B.碱基互补配对原则
C.磷酸和脱氧核糖的排列顺序
D.脱氧核苷酸的排列顺序
解析：
DNA双螺旋结构都一样，故A错。
DNA碱基互补配对原则都一样：
A－T和C－G；故B错。
DNA中磷酸和脱氧核糖都是交替排列的，故C错。
不同DNA碱基排列顺序不同，故D正确。
答案：
D
4.[2014·福建南侨中学等四校期末]下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确是（ ）
A.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比例决定的
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.在DNA分子结构中，脱氧核苷酸的排列顺序构成了DNA分子的基本骨架
D.染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有2个DNA分子
解析：
基因是有遗传效应的DNA片段，其中脱氧核苷酸特定的排列顺序决定了DNA（基因）的特异性，A错误；基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子含有成百上千个基因，B正确；组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的。
DNA分子是由两条具有反向平行关系的子链螺旋而成的，在链的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，构成DNA分子的基本骨架，C错误；每条染色体上含有1个或2个DNA分子，D错误。
答案：
B
5.[2014·苏北四市二模]关于DNA分子结构与复制的叙述，正确的是（ ）
A.DNA分子中含有四种核糖核苷酸
B.在双链DNA分子中A/T的值不等于G/C的值
C.DNA复制不仅需要氨基酸做原料，还需要ATP供能
D.DNA复制不仅发生在细胞核中，也发生于线粒体、叶绿体中
解析：
DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸而不是核糖核苷酸；DNA复制不需要氨基酸做原料，而是需要脱氧核糖核苷酸做原料。
在双链DNA分子中A/T＝G/C＝1。
答案：
D
6.[2015·山东滨州模拟]真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A.酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成
B.a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同
C.该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→DNA
D.c链和d链中G＋C所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高
解析：
酶1是解旋酶，断裂的是氢键，酶2是DNA聚合酶，可催化磷酸二酯键的形成，A错误。
答案：
A
7.[2015·天津联考]DNA熔解温度（Tm）是使双螺旋结构解开一半时所需要的，不同种类的值不同。
如图表示的分子中G＋C含量（占全部碱基的比例）与Tm的关系，下列有关叙述不正确的是（ ）
A.一般地说，DNA分子的Tm值与G＋C含量呈正相关
B.Tm值相同的DNA分子中G＋C数量有可能不同
C.维持DNA双螺旋结构的主要化学键有氢键和磷酸二酯键
D.整个DNA分子中G与C之间的氢键数量比A与T之间多
解析：
由图可知，DNA分子的Tm值与C＋G含量呈正相关，A正确；两DNA分子若Tm值相同，则它们所含G＋C比例相同，但C＋G的数量不一定相同，B正确；每条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，两条链之间的碱基通过氢键连接，可见维持DNA双螺旋结构的主要化学键有氢键和磷酸二酯键，C正确；G－C碱基对之间有3个氢键，A－T碱基对之间有2个氢键，但整个DNA分子中G与C之间的氢键数量不一定比A与T之间多，D错误。
答案：
D
8.[2015·浦东模拟]如图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（ ）
A.DNA解旋酶作用于①②两处
B.该基因的一条核苷酸链中（C＋G）/（A＋T）为3∶2
C.若①处后T变为A，则该基因控制的性状一定发生变化
D.将该基因置于含14N的培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
解析：
解旋酶的作用是使氢键断开，作用部位是②，A错误；配对碱基之和的比例在一条链、互补链和双链DNA分子中均相等，已知该基因全部碱基中A占20%，则（C＋G）/（A＋T）＝60%∶40%＝3∶2，B正确；基因转录形成的信使RNA上的密码子存在简并现象，虽然发生了基因突变，但决定的氨基酸不一定改变，C错误；由于DNA的复制为半保留复制，故将该基因置于含14N的培养液中复制3次后，只有2个DNA分子中各有一条链含15N，所以含15N的DNA分子占1/4，D错误。
答案：
B
9.[2014·威海一模]BrdU能代替胸腺嘧啶脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中。
若用姬姆萨染料染色，在染色单体中，若DNA只有一条单链掺有BrdU则着色深；若DNA的两条单链都掺有BrdU则着色浅。
将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中培养一段时间，取出根尖并用姬姆萨染料染色，用显微镜观察染色体中染色单体的颜色差异。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A.在第一个分裂周期中，每条染色体的染色单体间均无颜色差异
B.在第二个分裂周期的前期，每条染色体中有3条脱氧核苷酸链含有BrdU
C.在第三个分裂周期的中期，细胞中有1/4染色体的染色单体间出现颜色差异
D.此实验可以用于验证DNA的复制方式为半保留复制
解析：
在第一个分裂周期中，DNA复制一次，由于DNA分子的半保留复制，因此每条染色体的两条染色单体都是一条链掺有BrdU，所以着色深，A项正确；在第二个分裂周期，由于DNA分子的半保留复制，前期时每条染色体有两条染色单体，四条DNA单链，其中只有一条链是母链，未掺有BrdU，B项正确；在第三次分裂后有8个DNA分子，其中有6个DNA分子的所有脱氧核苷酸链含BrdU,2个DNA分子的一条脱氧核苷酸链含BrdU，C项错误；通过上述实验也证明了DNA是半保留复制，D项正确。
答案：
C
10.[2014·河南中原名校联考]DNA复制过程大致可以分为DNA复制的引发、DNA链的延伸和DNA复制的终止三个阶段。
如图所示为DNA复制的部分示意图。
结合此图，下列对遗传的相关叙述正确的有（ ）
①在DNA复制过程中，与DNA母链相配对的碱基种类共有4种
②DNA解旋后，单链结合蛋白的作用可能是防止母链间重新形成氢键
③图中a过程表明引物发挥作用后将会切去，使DNA碱基纯化
④完成a、b、c过程应需要多种酶的催化才能完成
⑤与DNA复制过程相比，转录过程所需模板、原料、酶的种类等均不同
A.②③④⑤B.①②③④
C.①②③D.②④⑤
解析：
从图中信息可知，DNA复制时，RNA引物将会与DNA母链结合，可见与DNA母链相配对的碱基种类有5种，①错误；DNA解旋后，为了防止母链间重新形成氢键，单链结合蛋白发挥了重要作用，②正确；DNA完成复制后，子链DNA中不含引物，这样可以使DNA中碱基纯化，③正确；DNA复制需要DNA聚合酶、DNA连接酶等多种酶的催化，④正确；DNA复制的模板是DNA的两条链、原料是四种脱氧核苷酸、所需的酶有DNA聚合酶；转录的模板是DNA的一条链，原料是四种核糖核苷酸，所需酶有RNA聚合酶等，⑤正确。
答案：
A
11.[2014·安庆模拟]某长度为1000个碱基对的双链环状DNA分子。
其中含腺嘌呤300个。
该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如下图所示。
下列关于该过程的叙述中正确的是（ ）
A.1链中的碱基数目多于2链
B.该过程是从两个起点同时进行的
C.复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制
D.若该DNA连续复制3次，则第三次共需鸟嘌呤4900个
解析：
双链DNA分子的两条链是严格按照碱基互补配对原则形成的，所以1链和2链均含1000个碱基，两者碱基数目相同，A项错误；该DNA分子的复制起始于断口处，由于只有一处断开，故只有一个复制起点，B项错误；根据题意，断开后两条链分别作模板，边解旋边复制，C项正确；根据碱基互补配对原则（A＝T、G＝C），DNA分子含腺嘌呤300个，所以胸腺嘧啶也为300个，则胞嘧啶和鸟嘌呤均为700个，在第三次复制过程中，DNA分子数由4个增加到8个，即第三次新合成4个DNA，故共需鸟嘌呤700×4＝2800个，D项错误。
答案：
C
12.[2015·河南郸城一中月考]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20min分裂一次，产生子代，实验结果见下图）。
请据图分析回答下列问题：
（1）综合分析本实验的DNA离心结果，前三组实验中，第________组结果对得到结论起到了关键作用，但需要把它与第________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DNA位于1/2重和1/2轻带位置，则是________复制；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：
若DNA位于________（位置及比例，下同）带位置，则是全保留复制；若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60min，则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，则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－DNA的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，子二代DNA的平均相对分子质量为________。
解析：
（1）前三组实验中，第三组结果对得到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DNA位于1/2重和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，位于重带位置；DNA位于全中带位置，则是半保留复制，因为子代DNA都是一条链含14N一条链含15N，所以处于中带位置。
同理，实验四中若DNA位于1/4轻和3/4重带位置，则是全保留复制；若DNA位于1/2中和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重和1/2轻带位置。
（3）若将实验四的实验时间改为60min，则细菌分裂三次，因为DNA的复制方式为半保留复制，所以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，则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－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。
答案：
（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
13.[2015·深圳月考]下列甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：
（1）从甲图可看出DNA复制的方式是_____________________________________。
（2）甲图中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则A是______________酶，B是__________________酶。
（3）图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有____________________，进行的时间为________________________________________________________________________。
（4）乙图中，7是____________________________。
DNA分子的基本骨架由________交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过________连接成碱基对，并且遵循________原则。
解析：
（1）DNA复制的方式是半保留复制，即子代DNA保留了母链的一条。
（2）A酶是DNA解旋酶，破坏了DNA分子两条链中的氢键，使DNA分子解开螺旋；B酶催化DNA子链的合成，为DNA聚合酶。
（3）图甲为DNA复制，发生在细胞核、线粒体和叶绿体中，因在叶肉细胞中只进行有丝分裂，故其发生的时间为有丝分裂间期。
（4）图乙中4为胸腺嘧啶，5为脱氧核糖，6为磷酸，三者构成的7为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
答案：
（1）半保留复制
（2）解旋 DNA聚合
（3）细胞核、线粒体、叶绿体 有丝分裂间期
（4）胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸 氢键 碱基互补配对
1.如图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述不正确的是（ ）
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链方向相反
C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
D.DNA的两条子链都是连续合成的
解析：
由图可知，两条子链中，一条是连续合成的，另一条是不连续合成的。
答案：
D
2.下列有关真核细胞中的基因的描述，正确的是（ ）
A.化学本质一定是脱氧核糖核酸或核糖核酸
B.在复制过程中需要DNA聚合酶但并不需要解旋酶
C.在转录过程中碱基仅遵循U和A配对，C与G配对
D.该类细胞中基因的表达过程可发生在不同场所
解析：
选项A，真核细胞中基因的化学本质一定是DNA，即脱氧核苷酸，说法错误，选项B，DNA在复制过程中需要DNA聚合酶和解旋酶，说法错误；选项C，在转录过程中，DNA上的碱基A、T、C、G分别与RNA上的碱基U、A、G、C配对，即遵循碱基互补配对原则中的A与U配对，T与A配对，C与G配对，说法错误。
答案：
D
3.如图1为真核生物染色体上部分DNA分子复制过程示意图，图2为拟核或质粒复制过程示意图，据图回答下列问题。
（1）从图1可以看出，DNA分子复制是__________________________；其复制方式的意义是______________________________。
（2）真核生物DNA分子复制过程需要的条件是________________等，DNA解旋酶的作用是__________________。
（3）将不含放射性的拟核放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养，如果第一次复制时，图2中1、2处的放射性强度相同，证明DNA复制方式很可能是______________。
若图2中DNA在复制开始前的碱基总数是100个，其中T为20个，则复制一次需要游离的C为________个，第4次复制需要游离的C为________个。
解析：
（1）图1中的复制起点有三个，每个起点处复制都是双向进行的，且边解旋边复制，这种复制方式有利于提高复制速率。
（2）DNA复制需要模板，原料、酶、ATP等条件。
DNA解旋酶的作用是断开DNA
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