夯基提能練19DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因的本質(zhì)第一部分【夯實(shí)基礎(chǔ)】答案和解析在卷尾1．真核細(xì)胞中某生理過程如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是()答案和解析在卷尾A．a(chǎn)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(fù)制過程，遺傳信息傳遞方向是DNA→DNAD．植物細(xì)胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生該過程2．如圖為DNA分子的片段，下列相關(guān)敘述正確的是()A．構(gòu)成DNA分子的基本單位是⑦B．解旋酶可以切斷⑤C．復(fù)制時(shí)DNA聚合酶催化形成①②之間的化學(xué)鍵D．⑥構(gòu)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(xì)胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機(jī)理。下列敘述不正確的是()藥物名稱作用機(jī)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(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都出現(xiàn)原料匱乏B．放線菌素D處理后，腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都受到抑制C．阿糖胞苷處理后，腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制過程中子鏈無(wú)法正常延伸D．將三種藥物精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞的技術(shù)可減弱它們對(duì)正常細(xì)胞的不利影響4．如圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過程模式圖，下列分析錯(cuò)誤的是()A．酶①和酶②均作用于氫鍵B．該過程可發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期C．該過程的模板鏈?zhǔn)莂、b鏈D．DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制5．一個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染在31P環(huán)境中培養(yǎng)的大腸桿菌，已知噬菌體DNA上有m個(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶有n個(gè)，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(gè)氫鍵C．該噬菌體增殖四次，子代噬菌體中只有14個(gè)含有31PD．噬菌體DNA第四次復(fù)制共需要8(m－n)個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸6．(2022·北京豐臺(tái)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(shí)別復(fù)制起點(diǎn)后，以dNTP為原料，在解旋酶和DNA結(jié)合蛋白的幫助下，就能完成DNA的單向復(fù)制，而真核生物采取多起點(diǎn)雙向復(fù)制的方式。下列敘述不正確的是()A．上述兩種復(fù)制方式都是半保留復(fù)制B．解旋酶完全解開DNA雙鏈后再?gòu)?fù)制C．NrS1DNA聚合酶起作用時(shí)不需要引物D．NrS1DNA聚合酶可以簡(jiǎn)化PCR過程7．下列關(guān)于DNA的有關(guān)敘述，正確的有幾項(xiàng)()①堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是DNA精確復(fù)制的保障之一②DNA復(fù)制時(shí)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?nèi)f化④嘌呤堿基與嘧啶堿基的配對(duì)保證了DNA分子空間結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定⑤在細(xì)菌的一個(gè)完整質(zhì)粒中含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)A．0項(xiàng) B．1項(xiàng)C．2項(xiàng) D．3項(xiàng)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(jié)構(gòu)叫作DNA復(fù)制泡(DNA上正在復(fù)制的部分)；圖2為圖1中一個(gè)復(fù)制泡的模式圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．DNA聚合酶只能催化子鏈從5′→3′延伸B．DNA的復(fù)制為邊解旋邊復(fù)制，多起點(diǎn)雙向復(fù)制C．一個(gè)DNA分子上出現(xiàn)多個(gè)復(fù)制泡可提高DNA復(fù)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(zhì)，下列與此相關(guān)的特征描述不正確的是()A．獨(dú)特的“雙螺旋”結(jié)構(gòu)保證了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性B．“分子量大”可體現(xiàn)遺傳物質(zhì)在分子水平的多樣性C．“半保留”復(fù)制保持了遺傳信息傳遞的連續(xù)性D．能產(chǎn)生可遺傳的變異使后代獲得遺傳多樣性10．將一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA放到14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，讓其連續(xù)復(fù)制三次，再將全部復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)進(jìn)行離心，如圖中分別代表復(fù)制1次、2次、3次后分層結(jié)果的是()A．c、e、f B．a(chǎn)、e、bC．a(chǎn)、b、d D．c、d、f11．下列關(guān)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(yīng)的RNA片段③真核生物基因分布于線粒體、葉綠體和細(xì)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(biāo)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(shí)靜置30min，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，DNA分子被該種放射性同位素標(biāo)記。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A．無(wú)DNA合成，因?yàn)槿狈δ芰抗?yīng)B．無(wú)DNA合成，因?yàn)榧?xì)菌DNA聚合酶不能催化噬菌體的DNA復(fù)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(guó)甲卷)用一段由放射性同位素標(biāo)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(biāo)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(duì)W基因在染色體上的位置進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)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(biāo)記的DNA片段甲時(shí)，所用dATP的α位磷酸基團(tuán)中的磷必須是32P，原因是________________________________________________________________________________________。(2)該研究人員以細(xì)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(bǔ)配對(duì)與染色體樣品中的W基因結(jié)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又對(duì)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)某基因的mRNA進(jìn)行了檢測(cè)，在實(shí)驗(yàn)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(cè)序儀測(cè)出的某生物的一個(gè)DNA分子片段上被標(biāo)記的一條脫氧核苷酸鏈的堿基排列順序(TGCGTATTGG)，請(qǐng)回答下列問題：(1)據(jù)圖1推測(cè)，此DNA片段上的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量是________個(gè)。(2)根據(jù)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(cè)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(shù)量關(guān)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(shuō)明了DNA分子的特異性。(4)若用35S標(biāo)記某噬菌體，讓其在不含35S的細(xì)菌中繁殖5代，則含有35S標(biāo)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(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)BrdU會(huì)取代胸苷摻入新合成的鏈中，形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料對(duì)復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色時(shí)，發(fā)現(xiàn)含半標(biāo)記DNA(一條鏈被標(biāo)記)的染色單體發(fā)出明亮的熒光，含全標(biāo)記DNA(兩條鏈均被標(biāo)記)的染色單體的熒光被抑制(無(wú)明亮熒光)。如圖表示DNA復(fù)制過程模式圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)DNA復(fù)制時(shí)，與BrdU進(jìn)行配對(duì)的核苷酸的名稱是__________________，該核苷酸的各個(gè)組成部分之間的連接方式可以用簡(jiǎn)圖表示為_______________。(2)若將一個(gè)細(xì)胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，細(xì)胞分裂一次后，用熒光染料對(duì)細(xì)胞中每個(gè)DNA分子進(jìn)行染色，觀察到的現(xiàn)象是________________________，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是________________________________。(3)DNA復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)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(lǐng)域，DNA能像指紋一樣用來(lái)鑒定個(gè)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(fā)生個(gè)別堿基對(duì)的替換往往不改變其指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的氨基酸種類，原因是__________________________________________等；科學(xué)家將人的胰島素基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌中，成功合成人的胰島素，說(shuō)明__________________________________________________。16．DNA的復(fù)制方式可以通過設(shè)想來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢？下面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明DNA的復(fù)制方式。實(shí)驗(yàn)步驟：a．在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14N—DNA(對(duì)照)。b．在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)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(zhuǎn)移到氮源為14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同相對(duì)分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)：(1)如果與對(duì)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(xù)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(fù)制，同時(shí)肯定半保留復(fù)制；如果子代Ⅱ不能分出________密度兩條帶，則排除________，同時(shí)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?zhǔn)欠聪虻模琣、c鏈都與b鏈互補(bǔ)，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(cuò)誤；分析題圖可知，DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，通過DNA分子的復(fù)制，遺傳信息從DNA流向DNA，C正確；植物細(xì)胞的線粒體和葉綠體中都含有少量DNA，可以發(fā)生DNA分子的復(fù)制過程，D正確。2.B解析圖中⑦是脫氧核苷酸單鏈，構(gòu)成DNA的基本單位是脫氧核苷酸，應(yīng)是④，A錯(cuò)誤；解旋酶能將DNA解旋，可以切斷⑤氫鍵，B正確；復(fù)制時(shí)DNA聚合酶催化形成的是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，而①②之間的鍵是同一個(gè)核苷酸內(nèi)的化學(xué)鍵，C錯(cuò)誤；⑥是堿基對(duì)，脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成DNA的基本骨架，D錯(cuò)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(xì)胞中DNA復(fù)制過程，而轉(zhuǎn)錄過程需要的原料是核糖核苷酸，不會(huì)受到羥基脲的影響，A錯(cuò)誤；放線菌素D通過抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，因?yàn)镈NA復(fù)制和轉(zhuǎn)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(fù)制過程，DNA聚合酶活性受抑制后，會(huì)使腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制過程中子鏈無(wú)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(cuò)誤。5.C解析噬菌體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)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(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶有n個(gè)，則胸腺嘧啶為(m－n)個(gè)，噬菌體DNA含有氫鍵數(shù)＝3n＋2(m－n)＝2m＋n個(gè)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(cuò)誤；該噬菌體DNA含有腺嘌呤數(shù)量為(m－n)個(gè)，第四次復(fù)制共增加8個(gè)DNA分子，共需要8(m－n)個(gè)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(fù)制，B錯(cuò)誤；由題意可知，在NrS1DNA聚合酶識(shí)別復(fù)制起點(diǎn)后，以dNTP為原料，在解旋酶和DNA結(jié)合蛋白的幫助下，就能完成DNA的單向復(fù)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(jiǎn)化了PCR過程中復(fù)性的步驟，D正確。7.C解析堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證DNA復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)為其復(fù)制提供精確的模板，①正確；在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的DNA復(fù)制在解旋酶和DNA聚合酶的作用下，邊解旋邊復(fù)制，但在PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)利用了高溫變性解旋，②錯(cuò)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(cuò)誤；嘌呤堿基與嘧啶堿基之間通過氫鍵連接，它們的結(jié)合遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，這保證了DNA分子空間結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定，④正確；細(xì)菌的一個(gè)完整質(zhì)粒是環(huán)狀的DNA分子，不存在游離的磷酸基團(tuán)，⑤錯(cuò)誤。8.D解析根據(jù)圖示，DNA聚合酶在DNA分子上從3′→5′移動(dòng)，說(shuō)明其只能催化子鏈從5′→3′延伸，A正確；DNA的復(fù)制為邊解旋邊復(fù)制，且可多起點(diǎn)雙向復(fù)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(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基對(duì)排在內(nèi)側(cè)，DNA獨(dú)特的“雙螺旋”結(jié)構(gòu)保證了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性，A正確；遺傳物質(zhì)在分子水平的多樣性，體現(xiàn)在DNA分子中堿基的排列順序的多樣性，B錯(cuò)誤；DNA分子的“半保留”復(fù)制，為復(fù)制提供精確的模板，保持了遺傳信息傳遞的連續(xù)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(fù)制是半保留復(fù)制，一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA在含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，第一次復(fù)制后產(chǎn)生2個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子的一條鏈含15N，一條鏈含14N，密度中，對(duì)應(yīng)圖中的c；第二次復(fù)制后，共產(chǎn)生4個(gè)DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子為2個(gè)，密度中，只含14N的DNA分子為2個(gè)，密度小，對(duì)應(yīng)圖中的e；第三次復(fù)制后，共產(chǎn)生8個(gè)DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子為2個(gè)，密度中，只含14N的DNA分子為6個(gè)，密度小，對(duì)應(yīng)圖中的f。11.D解析基因是控制生物性狀的功能單位和結(jié)構(gòu)單位，①正確；煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，故其有遺傳效應(yīng)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(xì)胞質(zhì)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(biāo)記，它是DNA的基本單位，模板只有T2噬菌體DNA，靜置30min，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，DNA分子被該種放射性同位素標(biāo)記，說(shuō)明有新的DNA合成，故推測(cè)DNA發(fā)生了復(fù)制。dATP是DNA的合成原料之一，靜置30min，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，DNA分子被該種放射性同位素標(biāo)記，說(shuō)明有新的DNA合成，而混合液中模板只有噬菌體的DNA，故推測(cè)是以噬菌體的DNA為模板進(jìn)行了DNA的復(fù)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(gè)磷酸基團(tuán)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(fā)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(gè)磷酸基團(tuán)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(biāo)記的DNA片段甲時(shí)，所用dATP的α位磷酸基團(tuán)中的磷必須是32P。(2)RNA分子也可以與染色體DNA進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)產(chǎn)生雜交帶，從而干擾32P標(biāo)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(fā)生雜交。(3)DNA分子解旋后的單鏈片段才能與32P標(biāo)記的DNA片段甲進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，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(shù)等于嘧啶數(shù)1∶11∶4(4)0解析(1)圖1所示的一條鏈上