2019届高考全国卷人教版生物一轮复习课时检测（二十二） DNA分子的结构、复制与基因的本质 Word版含解析

课时检测(二十二) DNA分子的结构、复制与基因的本质

一、选择题

1．下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是( ) A．组成DNA分子的核糖核苷酸有4种 B．每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基

C．双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的 D．双链DNA分子中，A＋T＝G＋C

解析：选C DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸；位于DNA分子长链结束部位的脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基；双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的；双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，有A＋G＝T＋C。

2．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )

A．DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则 B．DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板 C．DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制

D．脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链

解析：选B DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则，A错误；DNA是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的，B正确；DNA分子边解旋边复制，C错误；脱氧核苷酸必须在DNA聚合酶的作用下才能连接形成子链，D错误。

3．(2018·武汉模拟)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是( ) 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，一条染色体上含有一个或两个DNA分子

解析：选A 在DNA分子中，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基。脱氧核苷酸的特定排列顺序使基因具有特异性。染色体是DNA的主要载体，DNA复制前一条染色体含一个DNA分子，DNA复制后一条染色体含两个DNA分子。

4．(2018·郑州质检)关于下图中DNA分子片段及其转录的说法错误的是( )

A．将此DNA放在含14N的培养液中复制2代，则子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2

B．若①处的碱基对改变导致基因突变，不一定会导致性状改变 C．此过程需要RNA聚合酶

D．DNA两条链上的(G＋C)/(A＋T)互为倒数关系

解析：选D DNA的复制特点是半保留复制，将此DNA放在含14N的培养液中复制2代，则子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2，A正确；密码子具有简并性，若①处的碱基对改变导致基因突变，不一定会导致性状改变，B正确；转录过程需要RNA聚合酶，C正确；DNA两条链上的(G＋C)/(A＋T)相等，D错误。

5．生物分子间特异性结合的性质广泛用于科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质—DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。下列相关叙述错误的是( )

A．过程①的酶作用于磷酸二酯键

B．如图所示，过程①②两种酶的作用体现了生物分子特异性结合的特点

C．若该“蛋白质—DNA复合体”是染色体片段，则不可能存在于原核细胞的拟核中 D．如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别结合的序列是mRNA的起始密码 解析：选D DNA酶作用的部位是DNA中的磷酸二酯键，A正确。蛋白酶作用的部位是肽键；①②过程中的酶体现了酶分子与底物分子特异性结合的特点，B正确。原核细胞中没有染色体，C正确。RNA聚合酶识别和结合在基因的启动子上，驱动基因转录，不能识别mRNA中的起始密码，D错误。

6．双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有( )

A．2种 C．4种

B．3种 D．5种

解析：选D 由题干分析可知，题中所给的单链模板中含有4个“A”，其中每个“A”均可能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对，当单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对时子链延伸终止，因此当单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对时会有4种不同长度的子链；若单链模板上的“A”只与脱氧核苷酸结合，以该单链为模板合成出的子链只有1种，综上所述，以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有5种。

7．如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是( )

A．图甲所示过程主要发生在细胞核内，图乙所示过程主要发生在细胞质内 B．图中催化图甲、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的 C．图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸 D．图丙中a链为模板链，b链为转录出的子链

解析：选D 图甲是DNA的复制，图乙是转录，都以DNA作为模板，所以都主要发生在细胞核内，A项错误。催化DNA复制的酶有解旋酶和DNA聚合酶等，催化转录的酶有RNA聚合酶等，B项错误。图丙中有两种单糖、五种碱基、八种核苷酸，C项错误。图丙中a链含有T，是DNA的模板链，b链含有U，是转录形成的RNA链，D项正确。

8．(2016·全国卷Ⅱ)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( )

A．随后细胞中的DNA复制发生障碍 B．随后细胞中的RNA转录发生障碍 C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期 D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用

解析：选C 在DNA分子的复制和转录过程中，DNA分子都需要先将双链解开，加入该物质后DNA分子双链不能解开，故细胞中的DNA复制和RNA转录都会发生障碍。因DNA复制发生在细胞分裂间期，故该物质阻断的是分裂间期DNA分子的复制过程，从而将细胞周期阻断在分裂间期。癌细胞的增殖方式是有丝分裂，其分裂过程中可发生DNA复制和转录，加入该物质会阻碍这两个过程，从而抑制癌细胞的增殖。

9．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000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：选C 该DNA分子中含有鸟嘌呤个数为5 000×2×(50%－20%)＝3 000(个)，产生100个子代噬菌体至少需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为3×103×99＝2.97×105(个)；噬菌体以自身的DNA分子作为模板进行增殖；子代噬菌体中含32P的有2个，只含31P的有98个，其比例为1∶49；DNA分子发生突变，改变的密码子所对应的氨基酸可能不变，其性状不发生改变。

10．某科研小组利用电子显微镜研究DNA的复制时，根据观察到的现象绘制出下图，下列相关叙述正确的是( )

A．图中的“标记”最可能指放射性同位素35S B．由图可知，DNA进行双向复制

C．已知复制起点中氢键较少，所以该部位中G和C较多 D．若将复制起点彻底水解，可获得4种化合物

解析：选B DNA分子的组成元素包括C、H、O、N、P，S不是其组成元素，A错误；由图可知，在复制起点两侧均表现为高密度标记，说明两侧同时开始复制，即双向复制，B正确；在双链DNA中，A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，因此，由复制起点中氢键较少可推知A和T较多，C错误；将复制起点(DNA片段)彻底水解后，可获得4种碱基、磷酸和脱氧核糖，共有6种化合物，D错误。

11．分析某病毒的遗传物质，其成分如下：

碱基种类 碱基浓度(%)

据此，下列推测错误的是( ) A．该病毒的遗传物质不是双链DNA

B．该病毒的遗传信息流动过程不遵循中心法则

C．以该病毒DNA为模板，复制出的DNA不是子代病毒的遗传物质 D．该病毒DNA的突变频率较高

解析：选B 该病毒的核酸中含有碱基T，说明该病毒的遗传物质是DNA，根据该DNA分子中碱基A和T、C和G的数量不相等，可以确定该病毒的遗传物质为单链DNA；该病毒的遗传信息流动过程遵循中心法则；以该病毒DNA为模板复制出的是与其碱基序列互补的DNA单链，与病毒DNA的碱基序列并不相同，因此，复制出的DNA不是子代病毒的遗传物质；该病毒DNA是单链结构，其结构不稳定，容易发生突变。

12．将15N标记的大肠杆菌(其DNA经密度梯度离心后如甲图)，转至以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养，每20分钟繁殖一代，收集并提取DNA，进行密度梯度离心，如图为离心结果模拟图。已知大肠杆菌DNA中胞嘧啶个数为X。下列有关叙述正确的是( )

A．繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数 B．乙是转入14N培养基中复制一代的结果 C．出现丙结果至少需要40分钟

D．出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为4X

A 36 C 24 G 18 T 22

解析：选A DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，故繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数，A正确；转入14N培养基中复制一代的结果是产生2倍的DNA，且均为一条链为14N，另一条链为15N，对应图丙，B错误；据B选项分析可知，出现丙结果至少需要20分钟，C错误；转入

14

N培养基中复制二代的结果是产生4倍的DNA，其中

15

N标记的只有2倍的

DNA(一条链为14N，另一条链为15N)，其余的2倍的DNA均为14N标记，对应图丁，出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为3X，D错误。

二、非选择题

13．(2018·河南八校质检)如图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解(1～5)，请据图探讨相关问题。

(1)物质1是构成DNA的基本单位，与RNA的基本单位相比，两者成分方面的差别是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (2)催化形成图2中的磷酸二酯键的酶是____________。

(3)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异，请结合图5和有关RNA的结构说明其原因：________________________________________________________。

解析：(1)DNA的基本单位与RNA的基本单位相比，主要区别是DNA基本单位中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。(2)图2是由DNA分子的基本单位脱氧核苷酸经脱水缩合形成的脱氧核苷酸链，形成脱氧核苷酸链过程中有磷酸二酯键生成，其需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子是双螺旋结构，其结构稳定性较强，RNA分子是单链结构，其结构稳定性较差，所以RNA病毒比DNA病毒更容易发生变异。

答案：(1)物质1中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U (2)DNA聚合酶 (3)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定

14．荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：

(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的________键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的________为原料，合成荧光标记的DNA探针。

(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中________键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照__________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有________条荧光标记的DNA片段。

(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到______个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到________个荧光点。

解析：(1)从图中可以看出，DNA酶Ⅰ可将DNA切割成若干片段，故其作用类似于限制酶，即可以使脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。DNA探针的本质是荧光标记的DNA片段，其基本单位是脱氧核苷酸。(2)由图可知，高温可以使双链DNA分子中的氢键断裂形成DNA单链，DNA探针的单链与染色体中特定基因的DNA单链重新形成杂交的双链DNA分子，此时互补的双链的碱基间应遵循碱基互补配对原则，而一条染色体的两条染色单体上共有两个双链DNA分子，氢键断裂后可形成4条DNA单链，所以与探针杂交后最多有4个荧光点。(3)甲、乙杂交所得的F1的染色体组为AABC，假设染色体组A、B中可被荧光标记的染色体均用a表示，则在有丝分裂中期细胞中有3个a，故可观察到6个荧光点；在减数第一次分裂后期，AA中的染色体可平均分配，但是B、C中的染色体因不能联会而随机分配，形成的两个子细胞中分别含有1个a和2个a，所以可分别观察到2个和4个荧光点。

答案：(1)磷酸二酯 脱氧核苷酸 (2)氢 碱基互补配对 4 (3)6 2和4

15．(2018·海口摸底)在研究DNA复制机制的过程中，为验证DNA分子的半保留复制方式，研究者以蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：步骤①：将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间。

步骤②：取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细

胞周期的时间。分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布。

(1)本实验最主要的研究方法称为__________________。实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的________区，步骤①的目的是标记细胞中的________分子。

(2)若第一个细胞周期的检测结果是每条染色体的姐妹染色单体都具有放射性，如图A所示。第二个细胞周期的放射性检测结果符合图中的________(填字母)，且第三个细胞周期的放射性检测结果符合图中的________(填字母)，说明DNA分子的复制方式为半保留复制。

中期的染色体示意图(深色代表染色单体具有放射性)

解析：(1)根据步骤①中“将蚕豆根尖臵于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间”，可以确定本实验最主要的研究方法是同位素示踪法。用蚕豆根尖进行实验时，DNA复制发生在具有细胞周期的细胞的分裂间期，因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区，胸腺嘧啶是合成DNA的原料之一，因此步骤①的目的是标记细胞中的DNA分子。(2)图A中每条染色体的姐妹染色单体均含有放射性，图B中每条染色体的姐妹染色单体中只有一条含有放射性，图C中每条染色体的姐妹染色单体均不含放射性。DNA分子的复制为半保留复制，第一个细胞周期，DNA复制后每个DNA分子中只有一条链含有放射性，第二个细胞周期，每个DNA分子复制后形成两个DNA分子，一个DNA分子含有放射性，另一个DNA分子不含放射性，则放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，符合题图中B；同理可知，第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，符合题图中B和C。

答案：(1)同位素示踪法 分生 DNA (2)B B和C

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