十八DNA分子的結構、復制和基因的本質(30分鐘100分)一、單項選擇題:本題共10小題,每小題4分,共40分。每題只有一個選項最符合題意。1.下列關于DNA的敘述,正確的是 (

)A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素組成B.連接磷酸與五碳糖的化學鍵可在解旋酶的作用下斷裂C.DNA的片段都有遺傳效應,可控制生物的性狀D.DNA的復制和轉錄都能在細胞質中進行【解析】選D。DNA的基本骨架由脫氧核糖和磷酸交替排列構成,排列在外側,有C、H、O、P元素,無N元素,A錯誤;解旋酶的作用對象是氫鍵,B錯誤;DNA分子中存在有遺傳效應的片段,也存在無遺傳效應的片段,C錯誤;真核生物DNA的復制和轉錄都可以在細胞質中的線粒體或葉綠體中進行;原核生物可以在細胞質基質中進行。2.下列關于DNA分子結構的敘述,錯誤的是 (

)A.組成DNA的堿基排列在內側,互補鏈間的堿基配對有一定的規律性B.脫氧核苷酸的數目和排列順序決定了DNA分子的多樣性C.雙鏈DNA分子中,若一條鏈的G∶T=1∶2,則另一條鏈的C∶A=2∶1D.沃森和克里克研究DNA分子結構時,運用了構建物理模型的方法【解析】選C。組成DNA的堿基排列在內側,兩條互補鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,并且堿基配對有一定的規律,A正確;不同的DNA分子,含有的脫氧核苷酸的數目不同,而且脫氧核苷酸的排列順序也存在差異,所以脫氧核苷酸的數目和排列順序決定了DNA分子的多樣性,B正確;依據堿基互補配對原則,雙鏈DNA分子中,若一條鏈的G∶T=1∶2,則另一條鏈的C∶A=1∶2,C錯誤;沃森和克里克研究DNA分子結構時,運用了構建物理模型的方法,D正確。3.用卡片構建DNA平面結構模型,所提供的卡片類型和數量如表所示,以下說法正確的是 (

)A.最多可構建4種脫氧核苷酸,5個脫氧核苷酸對B.構成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵C.DNA中每個脫氧核糖均與2分子磷酸相連D.可構建44種不同堿基序列的DNA卡片類型脫氧核糖磷酸堿基ATGC卡片數量10102332【解析】選B。雙鏈DNA分子中,堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則,即A-T、C-G,且配對的堿基數目彼此相等,結合表中數據可知,這些卡片最多可形成2對A-T堿基對,2對C-G堿基對,即共形成4個脫氧核苷酸對,A和T之間有2個氫鍵,C和G之間有3個氫鍵,因此構成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵,所以A錯誤,B正確;DNA中絕大多數脫氧核糖與2分子磷酸相連,只有末端的脫氧核糖與1分子磷酸相連,C錯誤;這些卡片可形成2對A—T堿基對,2對C—G堿基對,且堿基對種類和數目確定,因此可構建的DNA種類數少于44種,D錯誤。4.(綜合性·DNA的結構及其復制)下列有關DNA的結構及其復制的敘述,正確的是 (

)A.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基B.DNA的雙螺旋結構使DNA分子具有較強的穩定性C.若某一段DNA含有60個腺嘌呤,就一定會同時含有60個胞嘧啶D.DNA分子復制合成的兩條子鏈中堿基序列相同【解析】選B。DNA分子中的絕大多數磷酸連接著兩個脫氧核糖,且磷酸不與堿基直接相連,A錯誤;DNA分子的雙螺旋結構、磷酸與脫氧核糖交替連接形成的基本骨架、堿基互補配對原則等使DNA分子具有較強的穩定性,B正確;雙鏈DNA分子中,腺嘌呤與胸腺嘧啶配對,如果某一段DNA含有60個腺嘌呤,就一定會同時含有60個胸腺嘧啶,而胞嘧啶的數量無法判斷,C錯誤;DNA分子復制合成的兩條子鏈中堿基序列互補,D錯誤。5.下列關于真核細胞DNA復制的說法,正確的是 (

)A.新的子鏈由4種脫氧核苷酸聚合而成,核苷酸的聚合過程需要DNA連接酶B.構成DNA子鏈的4種脫氧核苷酸聚合時,ATP為降低反應活化能提供能量C.DNA分子在解旋酶的作用下,先完成解旋再進行復制D.DNA復制過程中若出現錯誤,生物出現的新性狀可能適應環境也可能不適應環境【解析】選D。脫氧核苷酸的聚合需要DNA聚合酶的催化,A錯誤;構成DNA子鏈的4種脫氧核苷酸聚合時,ATP為其提供能量,降低反應活化能的是DNA聚合酶,B錯誤;DNA分子的復制為邊解旋邊復制,C錯誤;DNA復制過程中若出現錯誤,則出現的新性狀可能適應環境也可能不適應環境,D正確。6.(創新性·DNA的復制)正常情況下,DNA分子在細胞內復制時,雙螺旋解開后會產生一段單鏈區,DNA結合蛋白(SSB)能很快與單鏈結合,防止解旋的單鏈重新配對,而使DNA呈伸展狀態,SSB在復制過程中可以重復利用,下列有關推理合理的是 (

)A.SSB是一種解開DNA雙螺旋的解旋酶B.SSB與單鏈的結合將不利于DNA復制C.SSB與DNA單鏈既可結合也可分開D.SSB與單鏈結合遵循堿基互補配對原則【解析】選C。根據題干中“雙螺旋解開后會產生一段單鏈區,DNA結合蛋白(SSB)能很快地與單鏈結合”,說明SSB不是一種解開DNA雙螺旋的解旋酶,A項錯誤;SSB與單鏈的結合有利于DNA復制,B項錯誤;SSB是一種DNA結合蛋白,故與單鏈的結合不遵循堿基互補配對原則,D項錯誤。7.在氮源為含14N和15N的培養基上生長的大腸桿菌,其DNA分子分別為14N—DNA(相對分子質量為a)和15N—DNA(相對分子質量為b)。將含15N的親代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上,連續繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),用離心方法分離得到的結果如圖所示。下列對此實驗的敘述,正確的是 (

)A.Ⅰ代細菌DNA分子中兩條鏈都是14NB.Ⅱ代細菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C.預計Ⅲ代細菌DNA分子的平均相對分子質量為D.上述實驗Ⅰ代→Ⅱ代的結果能證明DNA復制方式為半保留復制【解析】選C。Ⅰ代細菌DNA分子中一條鏈是14N,另一條鏈是15N,A項錯誤;Ⅱ代細菌含15N的DNA分子有2個,占全部(4個)DNA分子的,B項錯誤;由于1個含有14N-DNA分子的相對分子質量為a,則每條鏈的相對分子質量為;1個含有15N-DNA分子的相對分子質量為b,則每條鏈的相對分子質量為。將親代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上,連續繁殖三代,得到8個DNA分子,這8個DNA分子共16條鏈,只有2條是含15N的,14條是含14N的,因此總相對分子質量為×2+×14=b+7a,所以每個DNA分子的平均相對分子質量為,C項正確;實驗Ⅰ代→Ⅱ代的結果不能證明DNA復制方式為半保留復制,D項錯誤。8.(創新性·噬菌體DNA的復制)M13噬菌體是單鏈DNA生物,當它感染宿主細胞時,首先形成復制型(RF)的雙鏈DNA分子,如果該噬菌體的DNA堿基組成是G=40%,C=20%,A=24%。那么,RF中堿基構成情況是 (

)A.A=12% B.T=32%C.C=30% D.G=20%【解析】選C。復制型(RF)的雙鏈DNA分子,1鏈為G1=40%,C1=20%,A1=24%,T1=16%,則2鏈為G2=20%,C2=40%,A2=16%,T2=24%,因此G=30%,C=30%,A=20%,T=20%,C正確。9.(2021·哈爾濱模擬)某病毒的DNA分子共有堿基600個,其中一條鏈的堿基比例為A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,在侵染宿主細胞時共消耗了嘌呤類堿基2100個,相關敘述錯誤的是 (

)A.該病毒DNA在宿主細胞中進行半保留復制B.子代病毒的DNA中(A+T)∶(C+G)=7∶3C.該病毒DNA第3次復制需要360個腺嘌呤脫氧核苷酸D.該病毒在宿主細胞內復制產生了8個子代DNA【解析】選B。該病毒DNA在宿主細胞中進行半保留復制,A正確;該DNA分子中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,則子代病毒的DNA中(A+T)∶(C+G)為3∶7,B錯誤;該病毒DNA第3次復制需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數目為23-1×90=360個,C正確;該DNA分子共有堿基600個,其中嘌呤堿基數目為300個,其在宿主細胞中共消耗2100個嘌呤堿基,根據DNA半保留復制原則,假設其在宿主細胞中復制了n次,則(2n-1)×300=2100,解得n=3,因此該病毒在宿主細胞內復制3次產生了23=8個子代DNA,D正確。10.(2021·無錫模擬)研究發現,未經人工轉基因操作的番薯都含有農桿菌的部分基因,而其遺傳效應促使番薯根部膨大形成可食用部分,因此番薯被人類選育并種植。下列敘述錯誤的是 (

)A.農桿菌這些特定的基因可以在番薯細胞內復制B.農桿菌和番薯的基因都是4種堿基對的隨機排列C.農桿菌和番薯的基因都是有遺傳效應的DNA片段D.農桿菌這些特定的基因可能在自然條件下轉入了番薯細胞【解析】選B。根據題干信息分析,“未經人工轉基因操作的番薯都含有農桿菌的部分基因”,說明農桿菌侵入番薯,且部分基因進入了番薯細胞;“而其遺傳效應促使番薯根部膨大形成可食用部分”,說明農桿菌的部分基因在番薯細胞中得到了表達;“番薯被人類選育并種植”,說明轉入番薯的部分農桿菌的基因可以通過復制遺傳給下一代。由此可知,轉入番薯的部分農桿菌的基因可以通過復制遺傳給下一代,即農桿菌這些特定的基因可以在番薯細胞內復制,A正確;農桿菌和番薯的基因的化學本質都是DNA,都是由4種脫氧核苷酸(或堿基)組成的,但是有特定的脫氧核苷酸排列順序,B錯誤;農桿菌和番薯的基因都是有遺傳效應的DNA片段,C正確;根據題干信息可知,該過程未經人工轉基因操作,說明農桿菌這些特定的基因可能在自然條件下轉入了番薯細胞,D正確。二、多項選擇題:本題共2小題,每小題6分,共12分。每題有不止一個選項符合題意。11.(2021·宿遷模考)某種病理性近視(相關基因為H、h)與基因HLA有關,若HLA基因位于常染色體且含有3000個堿基,其中胸腺嘧啶900個,下列說法錯誤的是 (

)A.女性攜帶者進行正常減數分裂,H和H基因分離發生在減數第二次分裂B.HLA基因復制兩次則至少需要消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸1200個C.HLA基因利用標記的核苷酸復制n次,則不含放射性的DNA分子占1/2nD.該病在男性和女性群體中的發病率相同【解析】選B、C。女性攜帶者,說明該個體中只有一個H基因,那么H和H基因發生分離是姐妹染色單體分離,該女性攜帶者進行的是減數分裂,故發生在減數第二次分裂,A正確;HLA基因中有3000個堿基,其中鳥嘌呤600個,故該基因復制兩次,共產生4個該基因,需要重新合成的基因為3個,故需要消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸3×600=1800個,B錯誤;HLA基因利用標記的核苷酸復制,由于DNA復制是半保留復制,復制n次,每個DNA均含有放射性,不含放射性的DNA分子為0,C錯誤;控制該病的基因位于常染色體上,則男性和女性群體中的發病率相同,D正確。12.下列關于染色體、DNA、基因的敘述錯誤的是 (

)A.一個DNA分子上有很多基因B.一條染色體上有很多DNA分子C.基因都位于染色體上D.染色體、DNA、基因都是遺傳物質【解析】選B、C、D。基因是有遺傳效應的DNA片段,一個DNA分子上有很多基因,A正確;正常情況下,一條染色體上有一個DNA分子,染色體復制后一條染色體上有兩個DNA分子,B錯誤;基因有的位于線粒體或葉綠體中,染色體是基因的主要載體,C錯誤;DNA、基因都是遺傳物質,染色體是遺傳物質的載體,D錯誤。【易錯警示】(1)對基因的概念理解不清。①針對遺傳物質為DNA的生物而言,基因是指“有遺傳效應的DNA片段”,但就RNA病毒而言,其基因為“有遺傳效應的RNA片段”。②并非所有DNA片段都是基因,基因不是連續分布在DNA上的,而是由堿基序列將不同的基因分隔開的。(2)誤認為DNA復制“只發生于”細胞核中。細胞生物中凡存在DNA分子的場所均可進行DNA分子的復制,其場所除細胞核外,還包括葉綠體、線粒體、原核細胞的擬核及質粒。三、非選擇題:本題共2小題,共48分。13.(20分)請據圖回答下列問題:(1)若圖中A為糖類,則A是

,C是

,G是

。(2)B有4種,即[

]

、[

]

、[

]

、[

]

;F的基本組成單位是圖中的

(填圖中字母)。

(3)E和F的關系是

。

(4)F和H的關系是

。

(5)一個H和F有兩種比例關系:

和

,一個F中含有

個E,一個E中含有

個D。

(6)E的主要載體是圖中的

,除此之外,

和

也是E由親代傳遞給子代的載體。

(7)遺傳信息是E中

(填圖中字母)的排列順序。

(8)“種瓜得瓜,種豆得豆”的遺傳主要是通過H上的

(填圖中字母)傳遞給后代,實際上是通過

(填圖中字母)的排列順序來傳遞遺傳信息的。

【解析】DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸,它由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子含氮堿基組成;基因是有遺傳效應的DNA片段;染色體是遺傳物質DNA的主要載體;正常情況下1條染色體上通常含有1個DNA分子,染色體復制后一條染色體上有兩個DNA分子。1個DNA分子上含有許多基因,1個基因由成百上千個脫氧核苷酸構成。答案:(1)脫氧核糖磷酸蛋白質(2)A腺嘌呤T胸腺嘧啶G鳥嘌呤C胞嘧啶D(3)E是有遺傳效應的F片段(4)H是F的主要載體(5)1∶1

1∶2許多成百上千(6)H葉綠體線粒體(7)D

(8)F

D14.(28分)如圖為真核生物DNA的結構(圖甲)及發生的生理過程(圖乙),請據圖回答下列問題:(1)圖甲為DNA的結構示意圖,其基本骨架由

和

(填序號)交替排列構成,④為

。

(2)從圖乙可看出,該過程是從

個起點開始復制的,從而

復制速率;圖中所示的酶為

酶,作用于圖甲中的

(填序號)。

(3)若用1個32P標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌,釋放出300個子代噬菌體,其中含有32P的噬菌體所占的比例是

。

(4)若圖甲中的親代D