2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第19講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)

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1、2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第19講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì) 1.將雙鏈DNA分子徹底水解，得到的產(chǎn)物是(　　) A．兩條脫氧核苷酸鏈　　　　 B．四種脫氧核苷酸 C．磷酸、脫氧核糖、含氮堿基 D．C、H、O、N、P五種元素 答案：C 解析：DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，而每個(gè)脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成，故DNA徹底水解得到的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。 2．右圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項(xiàng)正確的是(　　) A．a(chǎn)和c的堿基序列互補(bǔ) B．b和c的堿基序列相同 C．a(chǎn)

2、鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與b鏈中同項(xiàng)比值不相同 D．a(chǎn)鏈中(G＋T)/(A＋C)的比值與c鏈中同項(xiàng)比值相同 答案：D 解析：a、d兩條母鏈堿基互補(bǔ)，a、b兩條鏈堿基互補(bǔ)，c、d兩條鏈堿基互補(bǔ)，可推出a和c堿基序列相同，b和c堿基序列互補(bǔ)；兩條互補(bǔ)鏈中的(A＋T)/(G＋C)相同。 3．如右圖是DNA結(jié)構(gòu)模式圖，下列推測不正確的是(　　) A．限制酶能將a處切斷 B．DNA連接酶能將a處連接 C．解旋酶能切斷b處 D．連接b處的酶為RNA聚合酶 答案：D 解析：b處表示堿基對，其連接不需酶。DNA合成不需要RNA聚合酶。 4．一個(gè)被放射性元素標(biāo)記的雙鏈DNA噬菌

3、體侵染細(xì)菌后，若此細(xì)菌破裂后釋放出n個(gè)噬菌體，則其中具有放射性元素的噬菌體占總數(shù)的(　　) A．1/n　　　　　　　　　　 B．1/2n C．2/n D．1/2 答案：C 解析：因DNA分子是半保留復(fù)制，放射性元素所標(biāo)記的雙鏈DNA不論復(fù)制多少次，其兩條鏈只能存在于兩個(gè)DNA分子中。 5．一個(gè)DNA中有1 000個(gè)堿基對，其中腺嘌呤占堿基總數(shù)的20%，如果連續(xù)復(fù)制兩次，參加到復(fù)制過程中的游離脫氧核苷酸中的堿基C總數(shù)是(　　) A．600 B．1 200 C．1 800 D．2 400 答案：C 解析：考查DNA分子復(fù)制過程中有關(guān)脫氧核苷酸數(shù)目的計(jì)算問題。(1)求原來

4、DNA分子堿基C的數(shù)目：在原來的DNA分子中，A占20%，則C占30%，C＝1 000×2×30%＝600(個(gè))。(2)根據(jù)公式：所求的游離脫氧核苷酸中的堿基C＝a·(2n－1)，得出所求的堿基。C＝600×(22－1)＝1 800(個(gè))。 6．(xx·上海卷)某雙鏈DNA分子含有400個(gè)堿基，其中一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列表述錯(cuò)誤的是(　　) A．該DNA分子的一個(gè)堿基改變，不一定會引起子代性狀的改變 B．該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個(gè) C．該DNA分子中4種堿基的比例為A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7 D．該DNA分子中的堿基排列方式

5、共有4200種 答案：B 解析：一個(gè)堿基改變，不一定引起氨基酸改變，性狀也不一定改變。若DNA分子復(fù)制兩次，需堿基A的數(shù)量為：60·(22－1)＝180個(gè)。堿基的排列方式有4n(n為堿基對)種。因A＝T＝60則G＝C＝＝140，所以A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7。A、C、D三項(xiàng)是正確的，選B項(xiàng)。 7.(xx·嵊州二中高三月考)(基因本質(zhì)B)已知a、b、c、d是某細(xì)菌DNA片段上的4個(gè)基因，右圖中W表示野生型，①、②、③分別表示三種缺失不同基因的突變體，虛線表示所缺失的基因。若分別檢測野生型和各種突變體中某種酶的活性，發(fā)現(xiàn)僅在野生型和突變體①中該酶有活性，則編碼該酶的基因是(　　) A．

6、基因a B．基因b C．基因c D．基因d 答案：B 解析：由于②③無該酶活性，故該基因?yàn)閎。 8．用DNA可確定死者身份是依據(jù)DNA分子具有(　　) A．特異性 B．多樣性 C．穩(wěn)定性 D．高分子性 答案：A 解析：不同個(gè)體的DNA上堿基的排列順序不同，而每個(gè)個(gè)體的DNA上堿基的特定排列順序就是DNA分子的特異性。因此，在確定個(gè)人身份時(shí)依據(jù)的是DNA分子的特異性。 9．女性子宮肌瘤細(xì)胞中最長的DNA分子可達(dá)36 mm，DNA復(fù)制速度約為4 μm/min，但復(fù)制過程僅需40 min左右即完成。這是因?yàn)镈NA分子(　　) A．邊解旋邊復(fù)制 B．每個(gè)復(fù)制點(diǎn)雙向

7、復(fù)制，使子鏈迅速延伸 C．以半保留方式復(fù)制 D．復(fù)制起點(diǎn)多，分段復(fù)制 答案：D 解析：該題應(yīng)根據(jù)長度、速度和時(shí)間進(jìn)行推算。DNA分子長36 mm，復(fù)制速度為4 μm/min，則復(fù)制時(shí)間大約是36×103 μm÷4 μm/min＝9×103 min，而實(shí)際上只需40 min左右，所以可推測原因是復(fù)制起點(diǎn)多，分段復(fù)制。 10．某DNA分子中含有1 000個(gè)堿基對(P元素只是32P)。若將該DNA分子放在只含31P的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次，則子代DNA的平均相對分子質(zhì)量比原來(　　) A．減小1 500 B．增加1 500 C．增加1 000 D．減少1 000 答

8、案：A 解析：復(fù)制兩次，形成4個(gè)DNA，8條單鏈，6條含31P，2條含32P。 11．(xx·北京市重點(diǎn)中學(xué)月考)在基因工程中，把選出的目的基因(共1000個(gè)脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸是460個(gè))放入DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)增4代，那么，在擴(kuò)增儀中應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個(gè)數(shù)是(　　) A．540個(gè) B．8 100個(gè) C．3 780個(gè) D．7 560個(gè) 答案：B 解析：該DNA有1 000個(gè)堿基對，腺嘌呤460個(gè)，則胞嘧啶540個(gè)，擴(kuò)增4代后共16個(gè)DNA，共有胞嘧啶540×16個(gè)，減去原有540個(gè)，共需8 100個(gè)。 12．已知一條完全標(biāo)記上15N的DNA分子在只含14

9、N的培養(yǎng)基中經(jīng)n次復(fù)制后，僅含14N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為7∶1，則n是(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 答案：C 解析：該DNA分子經(jīng)過n次復(fù)制后得到的DNA分子數(shù)為2n個(gè)，其中有2個(gè)DNA分子中各有一條鏈帶有15N標(biāo)記，故有(2n－2)/2＝7/1，所以n＝4。 13．現(xiàn)將含有兩對同源染色體且核DNA都已用32P標(biāo)記的一個(gè)細(xì)胞，放在不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，若該細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行4次有絲分裂，則含32P的子細(xì)胞數(shù)量最少和最多分別是(不考慮交叉互換)(　　) A．2，16 B．2，8 C．4，8 D．4，16 答案：B 解析：復(fù)制

10、前兩對同源染色體含DNA分子4個(gè)，脫氧核苷酸鏈為8條，所以有32P標(biāo)記的脫氧核苷酸鏈為8條，最多進(jìn)入到8個(gè)子細(xì)胞中，這樣就可排除了A、D，最少可進(jìn)入2個(gè)細(xì)胞，故選B。 14．(xx·上海卷)在一個(gè)細(xì)胞周期中，DNA復(fù)制過程中的解旋發(fā)生在(　　) A．兩條DNA母鏈之間 B．DNA子鏈與其互補(bǔ)的母鏈之間 C．兩條DNA子鏈之間 D．DNA子鏈與其非互補(bǔ)母鏈之間 答案：A 解析：DNA在復(fù)制過程中，首先在解旋酶作用下將兩條母鏈解旋。A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。 15．含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動物的

11、細(xì)胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細(xì)胞。然后將G0代細(xì)胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到G1、G2代細(xì)胞?，F(xiàn)從G0、G1、G2代細(xì)胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到的結(jié)果如下圖，由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①②③分別表示輕、中、重三種DNA分子的位置，請回答： (1)G0、G1、G2三代DNA離心后的試管分別是圖中的：G0__________，G1__________，G2__________。 (2)G2代在①②③三條帶中的DNA數(shù)的比例是__________。 (3)圖中①②兩條帶中的DNA分

12、子所含的同位素磷分別是：條帶 ①__________，條帶②__________。 (4)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是__________。DNA的自我復(fù)制能使生物的__________保持相對穩(wěn)定。 (5)設(shè)全部含31P的DNA分子相對分子質(zhì)量為a，全部含32P的DNA分子相對分子質(zhì)量為b，則G2代DNA分子的平均相對分子質(zhì)量為__________。 答案：(1)A　B　D　(2)0∶1∶1　(3)31P　31P和32P　(4)半保留復(fù)制　遺傳特性 (5)(a＋3b)/4 解析：首先應(yīng)該看懂圖解，知道輕、中、重三種DNA劃分的標(biāo)準(zhǔn)：由兩條含31P的脫氧核苷酸組成的鏈形成的是輕

13、DNA；由一條含31P的脫氧核苷酸組成的鏈和一條含32P的脫氧核苷酸組成的鏈形成的是中DNA；由兩條含32P的脫氧核苷酸組成的是重DNA。然后回顧DNA的復(fù)制過程：①解旋：由一個(gè)DNA分子形成兩條母鏈；②以每一條母鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則，從周圍吸收新的脫氧核苷酸為原料，形成新的子鏈，產(chǎn)生兩個(gè)子代DNA分子。注意，此時(shí)在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，含31P的脫氧核苷酸參與構(gòu)成子鏈；③DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，即復(fù)制后形成的子代DNA中，每個(gè)DNA分子都只含有一條子鏈，另一條則為母鏈。根據(jù)題意：G0代細(xì)胞中的DNA全部由含31P的脫氧核苷酸組成，是輕DNA；G1代是以G0代細(xì)胞中的DNA

14、為模板，以含32P的脫氧核苷酸為原料形成的兩個(gè)DNA分子，每一個(gè)DNA分子中，母鏈含31P，子鏈含32P，是中DNA；G2代是以G1代為模板，以含32P的脫氧核苷酸為原料形成的四個(gè)DNA分子，有兩個(gè)DNA分子，母鏈含31P，子鏈含32P，是中DNA；另兩個(gè)DNA分子，母鏈、子鏈都含32P，是重DNA。若31P-DNA為a，32P-DNA為b，則G2代中的4個(gè)DNA分子分別是2個(gè)、2個(gè)b，故G2代這四個(gè)DNA分子的平均相對分子質(zhì)量為(2×＋2b)/4＝(a＋3b)/4。 16．近10年來，PCR技術(shù)(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))成為分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一種常規(guī)實(shí)驗(yàn)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制，在試管中

15、進(jìn)行DNA的人工復(fù)制(如下圖所示)，在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬倍甚至幾十億倍，使實(shí)驗(yàn)室所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。 (1)加熱至94 ℃的目的是使DNA雙鏈中的__________鍵斷裂，稱為__________，在細(xì)胞中是在__________酶的作用下進(jìn)行的。 (2)當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板末端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成2個(gè)DNA分子，此過程中原料是__________，遵循的原則是__________。 (3)綜合PCR技術(shù)與人體細(xì)胞內(nèi)DNA合成過程可知，二者的必需條件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還要3個(gè)條件，即液體環(huán)境、

16、適宜的____________________和____________________。 (4)通過PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制，若將一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA分子放入試管中，以14N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制四次之后，則15N標(biāo)記的DNA分子占全部DNA總數(shù)的比例為__________。 (5)假設(shè)一個(gè)模板DNA分子中有800個(gè)堿基對，其中含有腺嘌呤600個(gè)，若通過PCR技術(shù)共消耗周圍環(huán)境中游離的胞嘧啶脫氧核苷酸6 200個(gè)，則該模板DNA在PCR擴(kuò)增儀中已經(jīng)復(fù)制了__________次。 答案：(1)氫　解旋　解旋　(2)脫氧核苷酸　堿基互補(bǔ)配對原則　(3)溫度　酸堿度　(4

17、)1/8　(5)5 解析：本題考查DNA復(fù)制的知識及理解能力、分析判斷能力和推理能力，要求同學(xué)們基礎(chǔ)要掌握牢。(1)DNA分子在加熱條件下可以發(fā)生變性：氫鍵打開而解旋。該過程在細(xì)胞內(nèi)則是在解旋酶作用下實(shí)現(xiàn)的。(2)DNA分子復(fù)制所需原料為4種游離的脫氧核苷酸，遵循堿基互補(bǔ)配對原則。(3)由于PCR技術(shù)是在細(xì)胞外進(jìn)行的，缺少了細(xì)胞內(nèi)相對穩(wěn)定的環(huán)境，因此，除了滿足復(fù)制所需的模板、原料、能量和酶以外，還要滿足生化反應(yīng)所需的液體環(huán)境和酶所需要的適宜的溫度和pH等條件。(4)以15N標(biāo)記DNA分子模板，以14N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制4次共形成16個(gè)DNA分子，其中有2個(gè)含15N，因此15N標(biāo)

18、記的DNA分子占全部DNA總數(shù)的比例為1/8。 1.(xx·江蘇理綜)人類對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長的過程，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實(shí)了其傳遞規(guī)律和化學(xué)本質(zhì) B．噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)更具說服力 C．沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù) D．煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)說明所有病毒的遺傳物質(zhì)是RNA 答案：B 解析：本題主要考查了人類對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探究歷程。孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實(shí)了其傳遞規(guī)律，但沒有證實(shí)其化學(xué)本質(zhì)，A不正確；在肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中提取的DNA的純度沒有達(dá)到100%，從單獨(dú)、直接觀察D

19、NA生理效應(yīng)方面分析，說服力不如噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，B正確；沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)等于嘌呤數(shù)，C不正確；煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)只說明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，D不正確。 2．(xx·山東理綜)假設(shè)一個(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的噬菌體DNA由5000個(gè)堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個(gè)噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個(gè)子代噬菌體。下列敘述正確的是(　　) A．該過程至少需要3×105個(gè)鳥嘌呤脫氧核苷酸 B．噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等 C．含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為1∶49 D．該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即

20、發(fā)生改變 答案：C 解析：本題主要考查了噬菌體侵染細(xì)菌過程的相關(guān)知識以及DNA分子的有關(guān)計(jì)算。首先計(jì)算得出一個(gè)噬菌體DNA中鳥嘌呤脫氧核苷酸占30%，其數(shù)量是5000×2×30%＝3000個(gè)，由一個(gè)噬菌體增殖為100個(gè)噬菌體，至少需要3000×(100－1)＝2.97×105個(gè)鳥嘌呤脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；噬菌體侵染細(xì)菌的過程中，需要細(xì)菌提供原料、能量、酶等條件，但模板是由噬菌體提供的，B錯(cuò)誤；根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)可知釋放出的100個(gè)子代噬菌體中含有32P與只含32P的子代噬菌體分別是2個(gè)、98個(gè)，比例為1∶49，C正確；DNA發(fā)生突變，其控制的性狀不一定發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。 3．(xx

21、·福建理綜)雙脫氧核苷酸常用于DNA測序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補(bǔ)配對原則。DNA合成時(shí)，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有(　　) A．2種 B．3種 C．4種 D．5種 答案：D 解析：此題考查DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基A與T、G與C分別形成堿基對，胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(假定用T′表示)應(yīng)與A配對形成氫鍵。故堿基序列為GTACATACATG的單鏈模板在正常脫氧核苷酸環(huán)境中會生成如下雙鏈DNA分子： G T A C A T A C A T G C A T G T A T G T A C ① ② ③ ④ 雙脫氧核苷酸會使子鏈合成終止，因此當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)若加入胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(T′)，可能會在①②③④位置替換堿基T而形成4種異常DNA片段，故可形成5種DNA分子。