高考生物一轮复习 课后作业本20 DNA的结构复制及基因的本质(含解析)

2020高考生物复习 课后作业本20

DNA的结构复制及基因的本质

一         、选择题

1.如图所示为双链DNA分子的平面结构模式图。下列叙述正确的是(　　)

A．图示DNA片段中有15个氢键

B．沃森和克里克利用构建数学模型的方法，提出DNA的双螺旋结构

C．只有在解旋酶的作用下图示双链才能解开

D．在双链DNA分子中，每个磷酸基团连接1个脱氧核糖

2.如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是(　　)

A．④代表的物质中贮存了遗传信息

B．不同生物的DNA分子中④的种类无特异性

C．转录时该片段的两条链都可作为模板链

D．限制性核酸内切酶作用部位是碱基之间的氢键

3.将某细菌在含有15N标记的培养液中培养后，再转移到含有14N的普通培养液中培养，6小时后提取DNA进行分析，得出含15N的DNA占DNA总量的比例为1/32，则某细菌的分裂周期是(　　)

A．1小时         B．1.6小时         C．2小时         D．4小时

4.下列有关细胞中基因的叙述，正确的是(　　)

A．基因是染色体的主要载体

B．基因的基本单位是氨基酸

C．基因是有遗传效应的DNA片段

D．基因是有遗传效应的RNA片段

5.下列关于基因的叙述正确的是(　　)

A．海蜇的绿色荧光蛋白基因不能在小鼠体细胞内稳定表达

B．人体肝脏细胞的细胞核与线粒体中均有基因分布

C．染色体DNA分子中碱基序列发生改变即可引起基因突变

D．正常情况下女性红绿色盲携带者的一个次级卵母细胞中有一个红绿色盲基因

6.双链DNA分子中，一条链上的A占30%，则双链中C＋T占(　　)

A．15%           B．20%           C．30%           D．50%

7.研究发现人体细胞内双链DNA具有自我修复功能，双链DNA的一条链发生损伤(碱基错配或碱基丟失)后，能以另一条链为模板并对损伤链进行修复。下列有关叙述错误的是(　　)

A．DNA分子的修复过程需要DNA聚合酶

B．DNA复制过程中A与C的错配会导致DNA损伤

C．DNA在自我修复前后，分子中的碱基比例保持不变

D．若损伤的DNA不能被正常修复，则可能引发基因突变

8.下列关于DNA分子的结构和DNA分子复制的说法，不正确的是(　　)

A．DNA分子能准确地复制与DNA分子的结构有密切的关系

B．DNA分子复制过程中有氢键的断裂和重新形成

C．神经细胞和衰老的细胞一般都不会出现DNA分子的复制

D．含有2n个碱基对的DNA分子其碱基对的排列方式最多有n4种

9.在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的(　　)

A．24%         B．22%         C．26%          D．23%

10.某DNA分子中含有1 000个碱基，腺嘌呤占35%。将该DNA分子利用15N同位素标记过的游离脱氧核苷酸连续复制3次，然后进行密度梯度离心，结果如图甲；再将其全部解旋，重新离心，结果如图乙。下列有关分析正确的是(　　)

A．a层DNA均只含14N

B．a层中含有的氢键数是b层的1/6

C．c层与d层的脱氧核苷酸之比为1∶4

D．d层中含15N标记的胞嘧啶1 050个

11. (多选)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，使其开始分化并最终衰老死亡(如下图所示)。下列相关叙述，正确的是(　　)

A．成体干细胞的增殖方式为有丝分裂，保证了亲子代细胞的遗传稳定性

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复制过程中产生的基因突变

D．根据该假说可以推测生物体内的成体干细胞的数量长期保持相对稳定

12. (多选)在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，下列有关叙述错误的是(　　)

A．脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m

B．碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2

C．一个链中A＋T的数量为n/2

D．G的数量为m－n

二         、填空题

13.下面的甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：

(1)从甲图可看出DNA复制的方式是___________________________________。

(2)甲图中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则A是________酶，B是________酶。

(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有____________________________。

(4)乙图中，7是_________________________________________________________。

DNA分子的基本骨架由____________交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过________连接成碱基对，并且遵循________________原则。

14.某校一个生物活动小组要进行研究性学习。对生物学史上的经典实验进行验证，也是研究性学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探索，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。

(1)实验步骤：

第一步：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。

第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)。

请分析：

如果DNA位于________________带位置，那么是全保留复制；

如果DNA位于________________带位置，那么是半保留复制。

第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上再连续繁殖二代(Ⅱ)。

请分析回答下列问题：

如果DNA位于________________带位置，那么是全保留复制；

如果DNA位于________________带位置，那么是半保留复制。

(2)有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，

如果轻带和重带各占，那么一定为半保留复制。

你认为这位同学的说法是否正确？________。

原因是___________________________________________________________________。

15.如图是人体细胞中某DNA分子结构及相关变化示意图，①～⑤表示相关生理过程。请据图回答：

(1)图中Ⅰ的全称是___________________________________________________。

(2)发生①②的主要场所是______________。由图可知，①②是边解旋边双向复制，

其生物学意义是__________________________________。

(3)人体皮肤长时间接受紫外线照射，可能会导致③的发生，进而引发皮肤癌。

该变异通常__________(填“会”或“不会”)遗传给子代。

(4)④⑤过程形成c链需要________________酶的参与。

下列细胞中能发生④⑤过程的有____________________。

A．浆细胞         B．神经细胞     C．成熟的红细胞         D．记忆细胞

答案解析

1.答案为：A；

解析：图示的DNA片段共6个碱基对，A—T有3对、G—C有3对；因A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键，共15个氢键，A正确；沃森和克里克构建的是物理模型，B错误；要使DNA双链解开，不仅可以用DNA解旋酶，还可以用高温加热解旋，C错误；在双链DNA分子中，每条链中间的每个磷酸基团都分别连接2个脱氧核糖，每条链两端的磷酸基团只连接1个脱氧核糖，D错误。

2.答案为：B；

解析：④代表脱氧核苷酸，碱基对的排列顺序代表遗传信息；不同生物的DNA分子中脱氧核苷酸的种类都是四种，无特异性；转录时是以DNA分子的一条链为模板的；限制性核酸内切酶的作用位点是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

3.答案为：A；

解析：将某细菌在含有15N标记的培养液中培养数代后，某细菌的DNA分子的2条链可以认为是15N－15N，将该细菌转移到含有14N的普通培养液中培养，假设繁殖的次数是n，根据题意可得关系式：2/2n＝1/32，解得n＝6，由于该过程经过了6小时，所以该细菌的分裂周期是1小时。

4.答案为：C；

解析：染色体是DNA的主要载体。基因是具有遗传效应的DNA片段。基因的基本单位是脱氧核苷酸。

5.答案为：B；

解析：海蜇的绿色荧光蛋白基因可在小鼠体细胞内稳定表达。人体肝脏细胞的细胞核与线粒体中均有基因分布。染色体DNA分子中只有基因中碱基序列发生改变才可引起基因突变。正常情况下女性红绿色盲携带者的一个次级卵母细胞中有两个或没有红绿色盲基因。

6.答案为：D；

解析：双链DNA分子中，不互补的碱基之和等于总碱基数的一半。

7.答案为：C；

解析：DNA分子的修复过程是以一条链为模板，修复损伤链的过程，需要DNA聚合酶的催化；双链DNA的一条链发生损伤指的是碱基错配或碱基丟失，因此DNA复制过程中A与C的错配会导致DNA损伤；若DNA损伤是由于碱基丢失导致的，则自我修复前后碱基比例会发生改变；若损伤的DNA不能被正常修复，会导致碱基对发生改变或缺失，进而引发基因突变。

8.答案为：D；

解析：DNA分子结构中碱基按照互补配对原则进行配对，这对DNA分子的准确复制具有重要作用，A正确；DNA分子复制时，在解旋酶的作用下，氢键断裂，双链解开，按照碱基互补配对原则合成子链，子链与母链的互补碱基之间重新形成氢键，B正确；神经细胞是高度分化的细胞，神经细胞和衰老的细胞一般都不会再进行分裂，故一般不会出现DNA分子的复制，C正确；含有2n个碱基对的DNA分子其碱基对的排列方式最多有42n种，D错误。

9.答案为：A；

解析：双链DNA中，A＋T占全部碱基总数的54%，则一条单链中A＋T占该链碱基总数的54%，按下面的图示分析：

10.答案为：D；

解析：根据题意知，DNA分子中含有1 000个碱基，腺嘌呤占35%，则A＝T＝350个，G＝C＝150个；DNA分子以15N标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，产生8个DNA分子，其中2个含有14N和15N,6个只含15N。a层中的DNA含14N和含15N，b层中的DNA只含15N；a层中有2个DNA分子，b层中有6个DNA分子，所以b层中含有的氢键数是a层的3倍；由于DNA分子为双链结构，加入解旋酶再离心，得到2条含有14N的DNA单链，14条含有15N的DNA单链，d层与c层的核苷酸数之比为(8×2－2)∶2＝7∶1；d层中含15N标记的胞嘧啶＝150×7＝1 050个。

11.答案为：ACD；

解析：体细胞的增殖方式为有丝分裂，有丝分裂可以保证亲子代细胞的遗传稳定性；由图可知，成体干细胞分裂时染色体没有进行随机分配；相对古老的DNA链的染色体一直存在于成体干细胞中，这样可以减少成体干细胞积累DNA复制过程中产生的基因突变；一个成体干细胞每次分裂结束后产生的子细胞中有一个仍然是成体干细胞，所以生物体内的成体干细胞的数量长期保持相对稳定。

12.答案为：CD；

解析：每个脱氧核苷酸中都含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基；G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键，故氢键数为：2n＋3×＝；

2条链中A＋T的总量为2n，故一条链中的A＋T的数量应为n；G＝＝－n。

13.答案为：

(1)半保留复制；

(2)解旋　DNA聚合；

(3)细胞核、线粒体、叶绿体；

(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸　脱氧核糖和磷酸　氢键　碱基互补配对

解析：

(1)从甲图可看出DNA复制的方式是半保留复制。

(2)A是解旋酶，B是DNA聚合酶。

(3)绿色植物叶肉细胞中DNA分子复制的场所有细胞核、线粒体、叶绿体。

(4)乙图中，7是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。

14.答案为：

(1)1/2重和1/2轻　全中　1/4重和3/4轻　1/2中和1/2轻

(2)不正确　无论半保留复制还是全保留复制，如果研究DNA链的情况，结果是一致的，无法区分

解析：如果DNA的复制方式为全保留复制，则一个亲代15N—15N的DNA分子的两个子代DNA分子是一个15N—15N，一个14N—14N，其在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带；如果DNA的复制方式为半保留复制，则一个亲代15N—15N的DNA分子的两个子代DNA分子都是15N—14N，其在离心管中分布的位置全部在中带。

15.答案为：

(1)鸟嘌呤脱氧核苷酸；

(2)细胞核　提高了DNA分子的复制效率；

(3)不会；

(4)RNA聚合　ABD；

解析：

(1)图中Ⅰ位于a链(DNA链)上，含有碱基G，因此其全称是鸟嘌呤脱氧核苷酸。

(2)过程①②表示DNA复制，发生的主要场所是细胞核。过程①②所示的DNA进行边解旋边双向复制的生物学意义是：提高了DNA分子的复制效率。

(3)过程③表示基因突变，发生在皮肤细胞等体细胞中的基因突变通常不会遗传给子代。

(4)过程④⑤表示转录，形成的c链为mRNA，需要RNA聚合酶参与催化。浆细胞、神经细胞和记忆细胞都能合成蛋白质，而蛋白质的合成过程包括转录和翻译，因此都能发生④⑤过程；成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，也就没有DNA，所以不能发生④⑤过程。