高考生物一轮复习 2.3..3DNA分子的

藏躲市安详阳光实验学校课时提升作业(十九)
DNA分子的结构DNA的复制
基因是有遗传效应的DNA片段
(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.(2015·广安模拟)下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.DNA分子在解旋酶的作用下,水解成脱氧核苷酸
B.在全部解旋之后才开始碱基配对
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.复制后,每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链
【解析】选D。

解旋酶的作用是将双链DNA变成单链;DNA复制过程是边解旋边复制;DNA复制时,以每一条母链为模板,合成一条子链;复制完成后,母链和相
应的子链形成双螺旋的DNA分子。

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=1 050个；该DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序少于2100种。

6.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·绵阳模拟)某基因(14N)含有3 000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6 300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=3 000×35%=1 050(个)，G=C=(3 000-1 050×2)/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=3 150(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.(2015·雅安模拟)科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说：成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,同时将含有相对新的合成链染色体分配给另一个子代细胞,开始分化并最终衰老死亡(如图所示)。

下列相关推测错误的是( )
A.成体干细胞的细胞分裂方式为有丝分裂
B.从图中看出成体干细胞分裂时DNA进行半保留复制,染色体随机分配
C.通过该方式可以减少成体干细胞积累DNA复制过程中产生的碱基突变
D.根据该假说可以推测生物体内的成体干细胞的数量保持相对稳定
【解析】选B。

成体干细胞是体细胞的一种,细胞分裂方式为有丝分裂;从图中看不出成体干细胞分裂时DNA进行半保留复制,染色体也不是随机分配;通过该方式可以减少成体干细胞积累DNA复制过程中产生的碱基突变;题中假说成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞,使其成为成体干细胞,同时将含有相对新的合成链染色体分配给另一个子代细胞,可以推测生物体内的成体干细胞的数量保持相对稳定。

9.(2015·达州模拟)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.①②
B.②③
C.③④
D.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20 min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60 min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。