夯基提能練19DNA分子的結構和復制、基因的本質第一部分【夯實基礎】答案和解析在卷尾1．真核細胞中某生理過程如圖所示，下列敘述錯誤的是()答案和解析在卷尾A．a鏈和b鏈的方向相反，a鏈與c鏈的堿基序列相同B．酶1可使磷酸二酯鍵斷裂，酶2可催化磷酸二酯鍵的形成C．該圖表示DNA半保留復制過程，遺傳信息傳遞方向是DNA→DNAD．植物細胞的線粒體和葉綠體中均可發生該過程2．如圖為DNA分子的片段，下列相關敘述正確的是()A．構成DNA分子的基本單位是⑦B．解旋酶可以切斷⑤C．復制時DNA聚合酶催化形成①②之間的化學鍵D．⑥構成DNA分子中基本骨架3．(2021·河北選擇性考試改編)許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述不正確的是()藥物名稱作用機理羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成放線菌素D抑制DNA的模板功能阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性A．羥基脲處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都出現原料匱乏B．放線菌素D處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都受到抑制C．阿糖胞苷處理后，腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸D．將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可減弱它們對正常細胞的不利影響4．如圖為某真核細胞中DNA復制過程模式圖，下列分析錯誤的是()A．酶①和酶②均作用于氫鍵B．該過程可發生在細胞有絲分裂間期或減數第一次分裂前的間期C．該過程的模板鏈是a、b鏈D．DNA復制的特點是半保留復制5．一個32P標記的噬菌體侵染在31P環境中培養的大腸桿菌，已知噬菌體DNA上有m個堿基對，其中胞嘧啶有n個，以下敘述不正確的是()A．大腸桿菌為噬菌體增殖提供原料和酶等B．噬菌體DNA含有(2m＋n)個氫鍵C．該噬菌體增殖四次，子代噬菌體中只有14個含有31PD．噬菌體DNA第四次復制共需要8(m－n)個腺嘌呤脫氧核苷酸6．(2022·北京豐臺模擬)一種深海火山噬菌體基因組編碼的DNA聚合酶(NrS1DNA聚合酶)識別復制起點后，以dNTP為原料，在解旋酶和DNA結合蛋白的幫助下，就能完成DNA的單向復制，而真核生物采取多起點雙向復制的方式。下列敘述不正確的是()A．上述兩種復制方式都是半保留復制B．解旋酶完全解開DNA雙鏈后再復制C．NrS1DNA聚合酶起作用時不需要引物D．NrS1DNA聚合酶可以簡化PCR過程7．下列關于DNA的有關敘述，正確的有幾項()①堿基互補配對原則是DNA精確復制的保障之一②DNA復制時一定需要解旋酶的參與③DNA分子的特異性是指脫氧核苷酸序列的千變萬化④嘌呤堿基與嘧啶堿基的配對保證了DNA分子空間結構的相對穩定⑤在細菌的一個完整質粒中含有兩個游離的磷酸基團A．0項 B．1項C．2項 D．3項第二部分【能力提升】8．圖1為果蠅DNA的電鏡照片，圖中的泡狀結構叫作DNA復制泡(DNA上正在復制的部分)；圖2為圖1中一個復制泡的模式圖。下列說法錯誤的是()A．DNA聚合酶只能催化子鏈從5′→3′延伸B．DNA的復制為邊解旋邊復制，多起點雙向復制C．一個DNA分子上出現多個復制泡可提高DNA復制的效率D．圖2中酶甲為解旋酶，酶乙為DNA聚合酶或RNA聚合酶9．DNA是主要的遺傳物質，下列與此相關的特征描述不正確的是()A．獨特的“雙螺旋”結構保證了遺傳物質的穩定性B．“分子量大”可體現遺傳物質在分子水平的多樣性C．“半保留”復制保持了遺傳信息傳遞的連續性D．能產生可遺傳的變異使后代獲得遺傳多樣性10．將一個用15N標記的DNA放到14N的培養基上培養，讓其連續復制三次，再將全部復制產物置于試管內進行離心，如圖中分別代表復制1次、2次、3次后分層結果的是()A．c、e、f B．a、e、bC．a、b、d D．c、d、f11．下列關于基因的敘述，完全正確的一組是()①基因是控制生物性狀的基本單位②煙草花葉病毒的基因是有遺傳效應的RNA片段③真核生物基因分布于線粒體、葉綠體和細胞核④生物的遺傳信息是指基因中的堿基序列A．①②④ B．②③④C．①③④ D．①②③④12．有人將大腸桿菌的DNA聚合酶、4種脫氧核苷三磷酸(其中的脫氧腺苷三磷酸即dATP已被某種放射性同位素標記)、微量的T2噬菌體DNA的混合液在有Mg2＋存在的條件下于37℃時靜置30min，檢測發現，DNA分子被該種放射性同位素標記。下列關于該實驗的敘述，正確的是()A．無DNA合成，因為缺乏能量供應B．無DNA合成，因為細菌DNA聚合酶不能催化噬菌體的DNA復制C．有DNA合成，新合成DNA的堿基序列與T2噬菌體相同D．有DNA合成，新合成DNA的堿基序列與大腸桿菌相同13．(2021·全國甲卷)用一段由放射性同位素標記的DNA片段可以確定基因在染色體上的位置。某研究人員使用放射性同位素32P標記的脫氧腺苷三磷酸(dATP，dA—Pα～Pβ～Pγ)等材料制備了DNA片段甲(單鏈)，對W基因在染色體上的位置進行了研究，實驗流程的示意圖如下。回答下列問題：(1)該研究人員在制備32P標記的DNA片段甲時，所用dATP的α位磷酸基團中的磷必須是32P，原因是________________________________________________________________________________________。(2)該研究人員以細胞為材料制備了染色體樣品，在混合操作之前去除了樣品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是__________________________________________________________________________________。(3)為了使片段甲能夠通過堿基互補配對與染色體樣品中的W基因結合，需要通過某種處理使樣品中的染色體DNA________。(4)該研究人員在完成上述實驗的基礎上，又對動物細胞內某基因的mRNA進行了檢測，在實驗過程中用某種酶去除了樣品中的DNA，這種酶是________。14．圖1是用DNA測序儀測出的某生物的一個DNA分子片段上被標記的一條脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序(TGCGTATTGG)，請回答下列問題：(1)據圖1推測，此DNA片段上的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數量是________個。(2)根據圖1脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序，分析圖2顯示的脫氧核苷酸鏈的堿基序列為________(從上往下排序)。(3)圖1所測定的DNA片段與圖2所顯示的DNA片段中(A＋G)/(T＋C)分別為________、________，由此證明DNA分子堿基數量關系是________________。圖1中的DNA片段與圖2中的DNA片段中A/G的比值分別為________、________，由此說明了DNA分子的特異性。(4)若用35S標記某噬菌體，讓其在不含35S的細菌中繁殖5代，則含有35S標記的噬菌體所占比例為________。第三部分【綜合拓展】15.在含有BrdU(中文名稱是5-溴脫氧尿嘧啶核苷，在DNA合成期可代替胸腺嘧啶脫氧核苷，即胸苷)的培養液中進行DNA復制時BrdU會取代胸苷摻入新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色時，發現含半標記DNA(一條鏈被標記)的染色單體發出明亮的熒光，含全標記DNA(兩條鏈均被標記)的染色單體的熒光被抑制(無明亮熒光)。如圖表示DNA復制過程模式圖。請據圖回答：(1)DNA復制時，與BrdU進行配對的核苷酸的名稱是__________________，該核苷酸的各個組成部分之間的連接方式可以用簡圖表示為_______________。(2)若將一個細胞置于含BrdU的培養液中，細胞分裂一次后，用熒光染料對細胞中每個DNA分子進行染色，觀察到的現象是________________________，出現這種現象的原因是________________________________。(3)DNA復制是一個邊解旋邊復制的過程，需要____________________等基本條件，圖中解旋酶可將DNA的兩條鏈分開，解旋需要ATP提供能量的原因是____________________。(4)在刑偵領域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份的原因是該DNA分子具有________性，DNA分子具有這種特性的原因是______________________。(5)基因中發生個別堿基對的替換往往不改變其指導合成蛋白質的氨基酸種類，原因是__________________________________________等；科學家將人的胰島素基因轉入大腸桿菌中，成功合成人的胰島素，說明__________________________________________________。16．DNA的復制方式可以通過設想來進行預測，可能的情況是全保留復制、半保留復制、分散復制三種。究竟是哪種復制方式呢？下面設計實驗來證明DNA的復制方式。實驗步驟：a．在氮源為14N的培養基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N—DNA(對照)。b．在氮源為15N的培養基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N—DNA(親代)。c．將親代含15N的大腸桿菌轉移到氮源為14N的培養基中，再連續繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同相對分子質量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。實驗預測：(1)如果與對照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排除________________________________________________________________________。(2)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，則可以排除________，但不能肯定是________________________。(3)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續做子代ⅡDNA密度鑒定：若子代Ⅱ可以分出____________和________________，則可以排除分散復制，同時肯定半保留復制；如果子代Ⅱ不能分出________密度兩條帶，則排除________，同時確定為________。參考答案及解析1.B解析：由題圖可知，a鏈和b鏈螺旋形成新的DNA分子，因此a、b鏈是反向的，a、c鏈都與b鏈互補，因此a鏈與c鏈的堿基序列相同，A正確；酶1是解旋酶，作用是使氫鍵斷裂，使雙鏈DNA分子解旋，B錯誤；分析題圖可知，DNA分子的復制是半保留復制，通過DNA分子的復制，遺傳信息從DNA流向DNA，C正確；植物細胞的線粒體和葉綠體中都含有少量DNA，可以發生DNA分子的復制過程，D正確。2.B解析圖中⑦是脫氧核苷酸單鏈，構成DNA的基本單位是脫氧核苷酸，應是④，A錯誤；解旋酶能將DNA解旋，可以切斷⑤氫鍵，B正確；復制時DNA聚合酶催化形成的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，而①②之間的鍵是同一個核苷酸內的化學鍵，C錯誤；⑥是堿基對，脫氧核糖和磷酸交替連接構成DNA的基本骨架，D錯誤。3.A解析羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成，從而影響腫瘤細胞中DNA復制過程，而轉錄過程需要的原料是核糖核苷酸，不會受到羥基脲的影響，A錯誤；放線菌素D通過抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA的復制和轉錄，因為DNA復制和轉錄均需要DNA模板，B正確；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影響DNA復制過程，DNA聚合酶活性受抑制后，會使腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸，C正確。4.A解析酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氫鍵，后者作用于磷酸二酯鍵，A錯誤。5.C解析噬菌體沒有細胞結構，不能獨立生活，需要依賴大腸桿菌為其增殖提供原料和酶等，A正確；該噬菌體DNA上有m個堿基對，其中胞嘧啶有n個，則胸腺嘧啶為(m－n)個，噬菌體DNA含有氫鍵數＝3n＋2(m－n)＝2m＋n個氫鍵，B正確；該噬菌體增殖四次，子代噬菌體全部含有31P，C錯誤；該噬菌體DNA含有腺嘌呤數量為(m－n)個，第四次復制共增加8個DNA分子，共需要8(m－n)個腺嘌呤脫氧核苷酸，D正確。6.B解析在解旋酶的作用下，DNA邊解旋邊復制，B錯誤；由題意可知，在NrS1DNA聚合酶識別復制起點后，以dNTP為原料，在解旋酶和DNA結合蛋白的幫助下，就能完成DNA的單向復制，不需要引物的作用，C正確；在NrS1DNA聚合酶的作用下，不需要添加引物，簡化了PCR過程中復性的步驟，D正確。7.C解析堿基互補配對原則保證DNA復制準確無誤地進行，DNA雙螺旋結構為其復制提供精確的模板，①正確；在細胞內進行的DNA復制在解旋酶和DNA聚合酶的作用下，邊解旋邊復制，但在PCR技術擴增目的基因時利用了高溫變性解旋，②錯誤；DNA分子的特異性取決于DNA分子中脫氧核苷酸特定的排列順序，即堿基的排列順序，③錯誤；嘌呤堿基與嘧啶堿基之間通過氫鍵連接，它們的結合遵循堿基互補配對原則，這保證了DNA分子空間結構的相對穩定，④正確；細菌的一個完整質粒是環狀的DNA分子，不存在游離的磷酸基團，⑤錯誤。8.D解析根據圖示，DNA聚合酶在DNA分子上從3′→5′移動，說明其只能催化子鏈從5′→3′延伸，A正確；DNA的復制為邊解旋邊復制，且可多起點雙向復制，B正確。9.B解析DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排在外側，構成基本骨架，堿基對排在內側，DNA獨特的“雙螺旋”結構保證了遺傳物質的穩定性，A正確；遺傳物質在分子水平的多樣性，體現在DNA分子中堿基的排列順序的多樣性，B錯誤；DNA分子的“半保留”復制，為復制提供精確的模板，保持了遺傳信息傳遞的連續性，C正確；DNA中遺傳信息的改變可以遺傳給后代，使后代遺傳多樣性增加，D正確。10.A解析由于DNA分子的復制是半保留復制，一個用15N標記的DNA在含14N的培養基上培養，第一次復制后產生2個DNA分子，每個DNA分子的一條鏈含15N，一條鏈含14N，密度中，對應圖中的c；第二次復制后，共產生4個DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子為2個，密度中，只含14N的DNA分子為2個，密度小，對應圖中的e；第三次復制后，共產生8個DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子為2個，密度中，只含14N的DNA分子為6個，密度小，對應圖中的f。11.D解析基因是控制生物性狀的功能單位和結構單位，①正確；煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，故其有遺傳效應的片段是RNA片段，②正確；真核生物的基因主要位于染色體上，其次位于細胞質中(包括線粒體和葉綠體)，③正確；基因中脫氧核苷酸(堿基)排列順序代表著遺傳信息，④正確。12.C解析：脫氧腺苷三磷酸即dATP帶放射性標記，它是DNA的基本單位，模板只有T2噬菌體DNA，靜置30min，檢測發現，DNA分子被該種放射性同位素標記，說明有新的DNA合成，故推測DNA發生了復制。dATP是DNA的合成原料之一，靜置30min，檢測發現，DNA分子被該種放射性同位素標記，說明有新的DNA合成，而混合液中模板只有噬菌體的DNA，故推測是以噬菌體的DNA為模板進行了DNA的復制，子代DNA與噬菌體的DNA相同。綜上所述，ABD不符合題意，C符合題意。13.答案(1)dATP脫去β、γ位上的兩個磷酸基團后，則為腺嘌呤脫氧核苷酸，是合成DNA的原料之一(2)防止RNA分子與染色體DNA的W基因片段發生雜交(3)解旋(4)DNA酶解析(1)dA—Pα～Pβ～Pγ脫去β、γ位上的兩個磷酸基團后，則為腺嘌呤脫氧核苷酸，是合成DNA的原料之一。因此研究人員在制備32P標記的DNA片段甲時，所用dATP的α位磷酸基團中的磷必須是32P。(2)RNA分子也可以與染色體DNA進行堿基互補配對產生雜交帶，從而干擾32P標記的DNA片段甲與染色體DNA的雜交，故去除RNA分子，可以防止RNA分子與染色體DNA的W基因片段發生雜交。(3)DNA分子解旋后的單鏈片段才能與32P標記的DNA片段甲進行堿基互補配對，故需要使樣品中的染色體DNA解旋。(4)DNA酶可以水解DNA分子從而去除了樣品中的DNA。14.答案(1)5(2)CCAGTGCGCC(3)11嘌呤數等于嘧啶數1∶11∶4(4)0解析(1)圖1所示的一條鏈上