2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课后定时检测案21DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段

课后定时检测案21　DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段

基础对点练——考纲对点·夯基础

考点一　DNA分子的结构、特性及基因的本质(Ⅱ)

1．下列有关DNA分子结构的说法，正确的是(　　)

A．相邻的碱基被相邻的两个核糖连在一起

B．每个磷酸基团上都连着两个五碳糖

C．碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的特异性

D．只有嘌呤与嘧啶配对，才能保证DNA两条长链之间的距离不变

解析：DNA分子中一条链上相邻的碱基被“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连在一起，两条链上相邻的碱基被氢键连在一起；DNA链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖；碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。

答案：D

2．如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述，正确的是(　　)

A．R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质

B．R、S、N、O互为非等位基因

C．果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的

D．每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变

解析：R基因中的脱氧核苷酸序列不一定都能编码蛋白质，如非编码区和内含子不能编码蛋白质；R、S、N、O控制果蝇不同的性状，互为非等位基因；基因的基本组成单位是脱氧核苷酸；基因中有一个碱基对的替换，由于密码子的简并性，密码子决定的氨基酸不一定变化；如果密码子所决定的氨基酸有所改变，将导致蛋白质组成的变化以及其空间结构等的变化，但生物的表现型还与生物所处环境等外界因素有关，所以表现型也不一定会变化。

答案：B

3．下图是关于双链DNA分子结构叙述其中正确的是(　　)

A．①表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸

B．每个磷酸均连接着两个脱氧核糖

C．DNA复制时，解旋酶断裂的是③处的化学键

D．该片段中碱基C和G的比例越大，该DNA热稳定性越高

解析：①是由一个脱氧核苷酸的脱氧核糖、胸腺嘧啶与另一个脱氧核苷酸的磷酸基团构成的，不能表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸，A错误；位于每条链首端的磷酸只连接着一个脱氧核糖，B错误；DNA复制时，解旋酶断裂的是②处的氢键，C错误；含有的氢键数量越多的双链DNA分子的热稳定性越高，在一个双链DNA分子中，碱基对G与C之间有三个氢键，A与T间有两个氢键，因此在图示的片段中，碱基C和G的比例越大，该DNA热稳定性越高，D正确。

答案：D

4．[2019·重庆高三诊断]DNA是绝大多数生物的遗传物质，下列关于DNA的相关说法，错误的是(　　)

A．细胞在分裂之前，一定要进行DNA的复制

B．碱基对排列顺序的多样性是DNA多样性的原因之一

C．DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异

D．格里菲斯(Griffith)实验证明加热杀死的S细菌中必然存在转化因子

解析：有丝分裂、减数第一次分裂前是需要DNA复制的，但减数第二次分裂前是没有DNA复制的，直接分裂，A错误；DNA多样性取决于碱基的数目和碱基对排列顺序，B正确；每个DNA分子都有特定的碱基序列，不同种生物DNA分子是不同的，所以用DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异，C正确；格里菲斯的肺炎双球菌转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，D正确。

答案：A

考点二　DNA分子的复制及实验探究(Ⅱ)

5．[2019·江苏如东高级中学高考冲刺卷]下列关于DNA分子结构与复制的说法，正确的是(　　)

A．DNA分子的差异造成了肺炎双球菌S型菌与R型菌致病性的差异

B．DNA分子中每个磷酸基团都连接2个脱氧核糖

C．减数分裂过程中发生交叉互换一般不会导致DNA分子结构的改变

D．边解旋边复制是保证亲代与子代DNA遗传信息传递准确性的关键

解析：肺炎双球菌S型菌有多糖荚膜，具有毒性，R型菌无荚膜，不具有致病性，根本原因是二者DNA分子中的遗传信息不同造成的，所以DNA分子的差异造成了肺炎双球菌S型菌与R型菌致病性的差异，A项正确；DNA分子中大多数磷酸基团都连接2个脱氧核糖，但位于两条链两端的两个游离的磷酸基团各连接一个脱氧核糖，B项错误；减数分裂过程中发生交叉互换，一般会导致其DNA分子结构的改变，C项错误；碱基互补配对原则保证了复制能准确无误地进行，D项错误。

答案：A

6．真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述正确的是(　　)

A．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成

B．a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列互补配对

C．该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→RNA

D．c链和d链中G＋C所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高

解析：酶1是解旋酶，作用是使氢键断裂，A错误；a链和c链均与b链碱基互补配对，因此a链与c链的碱基序列相同，B错误；DNA复制过程中遗传信息传递方向是DNA→DNA，C错误；c链和d链中的碱基是互补配对的，A与T之间以两个氢键连接，G与C之间以三个氢键连接，G＋C所占比例越大，DNA分子的热稳定性越高，因此c链和d链中G＋C所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高，D正确。

答案：D

7．[2019·辽宁瓦房店高级中学模拟]某生物细胞内有一对同源染色体，如图所示(a与a′、b与b′为姐妹染色单体，着丝点分裂后成为子染色体，细胞在有丝分裂过程中，子染色体a可与b′组合进入一个子细胞，也可与b组合进入一个子细胞，两种可能性在概率上是相等的)。若选取1000个该生物细胞作为研究对象，用15N标记这对同源染色体上的DNA分子，再放入不含15N标记的培养液中培养(细胞分裂同步)，则完成1次分裂、2次分裂、3次分裂所得子细胞中含有15N标记的细胞个数分别约为(　　)

A．2000、3000、5000　　　　　　B．1000、2000、4000

C．2000、3000、3500  D．2000、3000、4500

解析：因为DNA分子2条链均被15N标记，经过1次复制后，DNA分子为15N/14N，所以完成1次分裂所得2000个子细胞都含15N标记；第2次分裂时，细胞中DNA分子(15N/14N)复制后一半为14N/14N，一半为15N/14N，约有一半(1000个)细胞为一种分裂方式，含15N的子染色体进入1个子细胞，只含14N的子染色体进入另1个子细胞；约有一半(1000个)细胞为另一种分裂方式，含15N的子染色体分别进入2个子细胞，产生的2000个子细胞中都含有15N，所以4000个子细胞中共有3000个含15N标记；第3次分裂时，只含14N的细胞(1000个)经有丝分裂产生的2000个细胞均不含15N标记；含两条15N标记的染色体的细胞(1000个)经有丝分裂产生15N标记的细胞个数(1500个)的情况分析同第2次分裂时；含一条15N标记的染色体的细胞(2000个)经有丝分裂产生2000个细胞含15N标记，2000个细胞不含15N标记，故第3次分裂所得子细胞中含15N标记的细胞个数共为3500个。

答案：C

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8．[原创]如图为真核细胞内细胞核中某基因的结构及变化示意图(基因突变仅涉及图中1对碱基改变)。下列相关叙述中，错误的是(　　)

A．基因1链中相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接

B．基因突变导致新基因中(A＋T)/(G＋C)的值减小而(A＋G)/(T＋C)的值增大

C．RNA聚合酶进入细胞核参加转录过程，能催化核糖核苷酸形成mRNA

D．基因复制过程中1链和2链均为模板，复制后形成的两个基因中遗传信息相同

解析：基因的一条脱氧核苷酸链中相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，A正确；图示基因突变时A—T碱基对被G—C碱基对替换，新基因中(A＋T)/(G＋C)的值减小而(A＋G)/(T＋C)的值不变，B错误；RNA聚合酶在细胞核中参加转录过程，C正确；DNA复制时两条母链均为模板，复制形成的两个基因相同，D正确。

答案：B

9.

[2019·益阳模拟]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：复制得到的碱基数相等，那么氢键数也应该是相等的，X层有2个DNA，Y层有6个DNA，故X层与Y层的氢键数之比为1:3。

答案：C

10．如图是在电子显微镜下拍摄的某生物细胞DNA复制过程中的图像。下列有关叙述，正确的是(　　)

A．此图反映出的DNA复制模式可作为DNA双向复制的证据

B．此过程遵循碱基互补配对原则，任一条链中A＝T，G＝C

C．若将该DNA彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基

D．若该DNA分子的一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则互补链中该比值为1/a

解析：在一条链中A与T不一定相等；DNA彻底水解是指将脱氧核苷酸也水解，产物是脱氧核糖、磷酸和四种碱基；DNA分子的一条链中两互补碱基之和的比值，与另一条互补链中该比值相等。

答案：A

11．将DNA分子双链用3H标记的蚕豆(2n＝12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。某普通培养液中的第三次有丝分裂中期，根据图示，判断该细胞中染色体的标记情况最可能是(　　)

A．12个b

B．6个a,6个b

C．6个b,6个c

D．b＋c＝12个，但b和c数目不确定

解析：在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中仅有1条链被标记，故第二次有丝分裂中期时，每条染色体的2条染色单体中仅有1条染色单体具有放射性，在有丝分裂后期时姐妹染色单体分开形成两条子染色体随机移向细胞两极，即第二次有丝分裂产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有1条染色单体具有放射性，有的染色体无放射性，但二者之和肯定为12。

答案：D

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12．蚕豆体细胞染色体数目2N＝12，科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方法。

实验的基本过程如下：

Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。

Ⅱ.当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。

请回答相关问题：

(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是________________；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是________________________________________________________________________。

(2)Ⅰ中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有________条，每个DNA分子中，有________条链带有放射性。Ⅱ中，若观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制________次，该细胞含有________个染色体组。

(3)上述实验表明，DNA分子的复制方式是________。

解析：(1)蚕豆根尖细胞为体细胞，其分裂方式为有丝分裂。秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，导致染色体不能被拉向两极，从而形成了染色体数目加倍的细胞。(2)由于DNA的复制为半保留复制，第一次分裂完成时，每个DNA分子中都有一条链被3H标记，每一条染色体上有2条染色单体被3H标记。当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，观察到一个细胞具有24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制2次，该细胞含有4个染色体组。(3)该实验证明DNA分子的复制方式是半保留复制。

答案：(1)有丝分裂　抑制纺锤体的形成

(2)2　1　2　4

(3)半保留复制

13．[2019·江西南昌模拟]通常DNA分子复制从一个复制起始点开始，有单向复制和双向复制，如下图所示：

放射性越高的3H－胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H－脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。请利用放射性自显影技术、低放射性3H－脱氧胸苷和高放射性3H－脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向，简要写出：

(1)实验思路：________________________________________________________________________。

(2)预测实验结果和得出结论：________________________________________________________________________。

解析：(1)依题意可知：该实验的目的是确定大肠杆菌DNA复制的方向。实验原理是：①放射性越高的3H－胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H－脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。②3H－脱氧胸苷是DNA复制的原料；依据DNA的半保留复制，利用3H标记的低放射性和高放射性的脱氧胸苷使新形成的同一条DNA子链上出现低放射性区段和高放射性区段。③利用放射性自显影技术，检测子链上银颗粒密度的高低及其分布来判断DNA复制的方向。综上分析可知该实验思路为：复制开始时，首先用含低放射性3H－脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H－脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况。(2)依据实验思路可知：若DNA分子复制为单向复制，则复制起点处银颗粒密度低，远离复制起点的一侧银颗粒密度高。若DNA分子复制为双向复制，则复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高。

答案：(1)复制开始时，首先用含低放射性3H－脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H－脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况

(2)若复制起点处银颗粒密度低，一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双向复制