高考生物一轮复习第18讲dna分子的结构、复制及基因的本质达标练含答案

1．(2020·湖南衡阳八中月考)用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是(　　)

A．最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对

B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键

C．DNA中每个脱氧核糖均与1个磷酸相连

D．最多可构建44种不同碱基序列的DNA

解析：选B。据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数分别都是10，所以最多可构建10个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多能构建4种脱氧核苷酸，4个脱氧核苷酸对，A错误；构成的双链DNA片段中最多包含2个A—T碱基对和2个G—C碱基对，所以最多可含有氢键2×2＋2×3＝10个，B正确；DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是2个磷酸，但是两端各有1个脱氧核糖只连接1个磷酸，C错误；碱基序列要达到44种，每种碱基对的数量至少要有4对，D错误。

2．(2018·高考海南卷)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是(　　)

A．有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3

B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1

C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1

D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1

解析：选D。大肠杆菌为原核细胞，其拟核是一条DNA分子，大肠杆菌繁殖一代，即该条DNA复制一代。14N14N的DNA分子在15N的培养基中复制一代的结果全为15N14N，复制两代的结果为1/215N15N、1/215N14N。再转到含有14N的培养基中繁殖一代的结果为3/415N14N、1/414N14N，D正确。

3．右图为真核细胞DNA复制过程模式图，下列相关分析错误的是(　　)

A．酶①为解旋酶，酶②为DNA聚合酶

B．图示体现了边解旋边复制及半保留复制的特点

C．在复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期、减数第一次分裂后期分开

D．将该模板DNA置于15N培养液中复制3次后，含15N的DNA占100%

答案：C

4．某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，则下列说法正确的是(　　)

A．互补链中含2个游离的磷酸基团

B．互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为a

C．互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比例为(a－b)/2

D．以互补链为模板转录产生的某mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为a

解析：选B。链状DNA每条链含有1个游离的磷酸基团；在双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例与每条链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比例相等；互补链中鸟嘌呤占该链的比例为a－b；转录是以DNA上某基因为模板，所以转录产生的mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例是不确定的。

5．(2020·湖北武汉模拟)现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似右图的平面结构，下列说法正确的是(　　)

A．基因M共有4个游离的磷酸基团，1.5N－n个氢键

B．右图a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示

C．基因M的双螺旋结构中，脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架

D．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等

解析：选D。基因M的每一条链都有1个游离的磷酸基团，因此基因M含有2个游离的磷酸基，氢键数为1.5N－n，A错误；基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M，因此基因M的等位基因m不能用b表示，B错误；DNA双螺旋结构中，脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，C错误；等位基因是基因突变产生的，而基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，因此基因M和它的等位基因m的碱基数可以不相等，D正确。

6．(2020·山东临沂模拟)某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列关于该DNA分子的叙述，正确的是(　　)

A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7

B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则G的个数为(pm/2n)－p

C．碱基排列方式共有4200种

D．含有4个游离的磷酸基团

解析：选B。该DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若该DNA分子中A为p个，其占全部碱基的n/m，则全部碱基数为p÷(n/m)，所以G的个数为[p÷(n/m)－2p]÷2，即(pm/2n)－p；碱基的排列方式应少于4100种；双链DNA分子应含有2个游离的磷酸基团。

7．(2020·天津模拟)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条子链(α链)中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在α链的互补链(β链)中，T和C分别占β链碱基总数的(　　)

A．32.9%和17.1%　　　　 B．31.3%和18.7%

C．18.7%和31.3%  D．17.1%和32.9%

解析：选B。由于整个DNA分子中G＋C＝35.8%，则每条链中G＋C＝35.8%，A＋T＝64.2%；由于α链中T与C分别占α链碱基总数的32.9%和17.1%，由此可以求出α链中G＝18.7%、A＝31.3%，则其互补链(β链)中T和C分别占β链碱基总数的31.3%和18.7%。

8．(2020·河南郑州一中期中)在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。下列有关叙述正确的是(　　)

①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m

②碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2

③一条链中A＋T的数量为n

④G的数量为m－n

A．①②③④  B．②③④

C．③④  D．①②③

解析：选D。每个脱氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基，故①正确；因G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键，故该DNA分子中，碱基之间的氢键数为2n＋3×[(m－2n)/2]＝(3m－2n)/2，故②正确；因两条链中A＋T的数量为2n，故一条链中A＋T的数量应为n，故③正确；G的数量应为(m－2n)/2＝(m/2)－n，故④错误。

9．分析DNA复制过程，回答下列问题：

(1)图示中的解旋酶和DNA聚合酶的作用分别是_______________________________。

(2)蛙的红细胞________(填“能”或“不能”)进行图示过程；哺乳动物的成熟红细胞________(填“能”或“不能”)进行图示过程。

(3)上图所示DNA复制过程若发生在细胞核内，形成的两个子DNA的位置是________。其上面对应片段中的基因_______(填“相同”或“不相同”)。两个子DNA将于_________分开。

答案：(1)使氢键打开，DNA双链解旋；催化形成磷酸二酯键　(2)能　不能　(3)位于两条姐妹染色单体中，由着丝点相连　相同　有丝分裂后期或减数第二次分裂后期

10．(2020·江苏南京高三模拟)下图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙)，请据图回答下列问题：

(1)图甲为DNA的结构示意图，其基本骨架由________和________(填序号)交替排列构成，④为___________________________________。

(2)从图乙可看出，该过程是从________个起点开始复制的，从而________复制速率；图中所示的酶为________酶；作用于图甲中的________(填序号)。

(3)若用1个被32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，释放出300个子代噬菌体，其中含有32P的噬菌体所占的比例是________。

(4)若图甲中的亲代DNA分子含有100个碱基对，将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则子代DNA分子的相对分子质量比原来增加________。

(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则该DNA分子经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的________。

解析：(1)DNA分子的基本骨架由①磷酸和②脱氧核糖交替连接构成。图中的④是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)分析图乙可知，有多个复制起点，这样可以大大提高复制的速率。图中酶使碱基对间的⑨氢键断裂，使DNA双链解旋，应为解旋酶。(3)用32P标记的1个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，根据DNA分子半保留复制的特点，则新形成的300个噬菌体中有2个含32P，占1/150。(4)亲代DNA分子含有100个碱基对，在含有用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次形成的子代DNA分子一条链含32P，一条链含31P，标记部分的脱氧核苷酸比未标记的相对分子质量增加1，因此相对分子质量增加100。(5)DNA分子复制时一条链上的碱基发生突变，另一条链上的碱基不发生突变，以发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是异常的，以碱基没有发生突变的单链为模板合成的DNA分子都是正常的，因此无论复制多少次，发生差错的DNA分子都占DNA分子总数的1/2。

答案：(1)①　②　胞嘧啶脱氧核苷酸　(2)多　提高　解旋　⑨　(3)1/150　(4)100　(5)1/2

11．(不定项)(2020·江苏苏州模拟)将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，经过连续两次正常细胞分裂后，下列有关说法不正确的是(　　)

A．若进行有丝分裂，则子细胞含3H的核DNA分子数可能为N

B．若进行减数分裂，则子细胞含3H的染色体数为N

C．第一次分裂结束时，子细胞中染色体上每条DNA单链都含3H

D．若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体彼此分离

解析：选CD。将某一经3H充分标记核DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，若进行有丝分裂，则细胞分裂两次，DNA复制两次，在第二次有丝分裂后期，所有染色体一半被标记，一半未被标记，由于分裂成两个子细胞时，染色体分配是随机的，所以子细胞中含3H的染色体数即核DNA分子数可能为N，A正确；若进行减数分裂，则DNA只复制一次，所以子细胞的N条染色体都被标记，B正确；第一次分裂结束时，因为DNA只复制一次，所以子细胞中染色体都含3H，DNA上一条链含3H，一条链不含3H，C错误；若子细胞中有的染色体不含3H，则该细胞进行的是有丝分裂，则不可能是由于同源染色体彼此分离，D错误。

12．(不定项)下图为某植物细胞的一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。下列有关叙述正确的是(　　)

A．在植物的每个细胞中，a、b、c基因都会表达出相应蛋白质

B．a、b互为非等位基因，在亲子代间传递时可自由组合

C．b中碱基对若发生了增添、缺失或替换，则发生了基因突变，但性状不一定改变

D．基因在染色体上呈线性排列，基因不一定都位于染色体上

解析：选CD。在植物的不同细胞中a、b、c基因可能选择性表达，A项错误；a、b两个基因为一条染色体上的非等位基因，在亲子代间传递时不能进行自由组合，B项错误；若该植物为显性纯合子，b基因突变为隐性基因，则该植物的性状不发生改变，C项正确；基因是有遗传效应的DNA片段，染色体是DNA的主要载体，线粒体、叶绿体中也有少量DNA，D项正确。

13．(不定项)(2020·济宁模拟)某基因(14N)含有3 000个碱基对，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图①所示；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图②所示。则下列有关分析正确的是(　　)

A．X层中的基因只含14N标记，Y层中的基因只含15N标记

B．W层中含15N标记的鸟嘌呤为6 300个

C．W层与Z层的核苷酸数之比为3∶1

D．X层中含有的氢键数是Y层中的1/3

解析：选BD。由于DNA分子复制方式为半保留复制，所以X层全部是含一条链为14N和一条链为15N的基因，A错误；由于DNA分子复制了3次，产生了8个DNA分子，含16条脱氧核苷酸链，其中含15N标记的有14条链，在含有3 000 个碱基对的DNA分子中，腺嘌呤占35%，因此鸟嘌呤占15%，共900个，所以W层中含15N标记的鸟嘌呤为900×14÷2＝6 300个，B正确；由于DNA分子复制了3次，产生了8个DNA分子，含16条脱氧核苷酸链，其中含15N标记的有14条链，所以W层与Z层的核苷酸之比为14∶2＝7∶1，C错误；在DNA分子中，碱基对之间通过氢键相连，DNA分子复制了3次，产生的8个DNA分子中，2个DNA分子含14N和15N，6个DNA分子只含15N，所以X层中含有的氢键数是Y层的1/3，D正确。

14．正常情况下细胞内可以自主合成组成核酸的核糖核苷酸和脱氧核苷酸，某细胞系由于发生基因突变而不能自主合成，必须从培养基中摄取。为验证“DNA 分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸”，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。

(1)实验材料：突变细胞系、基本培养基、12C—核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、12C—脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、细胞放射性检测技术等。

(2)实验步骤：第一步：取基本培养基若干，随机分成两组，分别编号为甲组和乙组。

第二步：在甲组培养基中加入适量的12C—核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸；在乙组培养基中加入____________________。

第三步：在甲、乙两组培养基中分别接种_________________________________，在 5% CO2 恒温培养箱中培养一段时间，使细胞增殖。

第四步：分别取出甲、乙两组培养基中的细胞，检测细胞中出现放射性的部位。

(3)预期结果：_________________________________________________________。

(4)实验结论：_________________________________________________________。

解析：(2)根据生物实验需要遵循对照原则和控制单一变量原则，可进行如下实验：

实验步骤：

第一步：编号。取基本培养基若干，随机分成两组，编号为甲、乙，两组之间进行对照。

第二步：设置对比实验。在培养基甲中加入适量的12C—核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸；在培养基乙中加入等量的14C—核糖核苷酸和12C—脱氧核苷酸。

第三步：培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，放到适宜的相同环境中培养一段时间，让细胞增殖。

第四步：观察、检测。分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测、观察细胞核和细胞质的放射性强弱。

(3)预期结果：由于DNA主要分布在细胞核中，而RNA主要分布在细胞质中，所以甲组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞核；乙组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞质。

(4)实验结论：DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。

答案：(2)等量的14C—核糖核苷酸和12C—脱氧核苷酸　等量的突变细胞系

(3)甲组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞核；乙组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞质

(4)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸