高中生物高考必修二 第六单元 第17讲
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这是一份高中生物高考必修二 第六单元 第17讲,共21页。试卷主要包含了DNA分子的特性等内容,欢迎下载使用。
第17讲 DNA的结构、复制及基因的本质
考纲、考情——知考向
核心素养——提考能
最新
考纲
1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)
2.DNA分子的复制(Ⅱ)
3.基因的概念(Ⅱ)
生命
观念
结构与功能观——分析DNA分子结构特点及DNA功能
全国卷考情
2016·全国卷Ⅱ(2)、
2016·全国卷Ⅰ(29)、
2014·全国卷Ⅱ(5)、
2013·全国卷Ⅱ(5)
科学
思维
构建DNA分子双螺旋结构模型,阐明其半保留复制过程
科学
探究
实验设计与实验结果分析:验证DNA分子通过半保留方式进行复制
考点一 DNA分子的结构及相关计算
图解DNA分子结构
■助学巧记
1.巧记DNA分子结构的“五·四·三·二·一”
2.DNA分子的特性
教材高考
1.高考重组 判断正误
(1)细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板(2018·海南卷,13D)( )
(2)细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和(2017·海南卷,23C)( )
(3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的(2014·全国卷Ⅱ,5C)( )
(4)DNA的X光衍射实验证明了DNA是遗传物质(2013·全国卷Ⅱ,5C)( )
提示 (1)√
(2)× DNA分子除含基因片段外,还有许多无遗传效应的片段。
(3)× DNA一条链上磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键相连。
(4)× DNA的X光衍射图谱实验为DNA双螺旋结构模型建构提供了重要依据。
2.教材·拓展·拾遗
(1)(教材必修2 P48“旁栏思考题”)沃森和克里克在构建DNA模型的过程中利用了他人的哪些经验和成果?
提示 ①英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱;
②美国生物化学家鲍森揭示生物大分子结构的方法(1950年),即按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法;
③奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量这一碱基之间的数量关系。
(2)(教材必修2 P58科学·技术·社会)如果获得DNA指纹图谱?该技术有哪些应用?
提示 ①应用DNA指纹技术,首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段,然后用电泳的方法将这些片段按大小分开,再经过一系列步骤,最后形成DNA指纹图;
②由于每个人的DNA指纹图是独一无二的,所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。因而此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、遗骸鉴定等。
围绕DNA分子的结构及特点考查结构与功能观
1.(2019·广东惠州检测)如图是某DNA片段的结构示意图,下列叙述正确的是( )
A.DNA复制时,解旋酶先将①全部切割,再进行复制
B.DNA分子中A+T含量高时稳定性较高
C.磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架
D.a链、b链方向相同,a链与b链的碱基互补配对
解析 DNA复制时边解旋边复制,A错误;碱基A和T之间有两个氢键,碱基G和C之间有三个氢键,因此G+C含量高的DNA分子的相对稳定性较高,B错误;磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架,C正确;DNA分子的两条链方向相反,a链与b链的碱基互补配对,D错误。
答案 C
(1)DNA分子中A与T间可形成2个氢键,G与C间可形成3个氢键——故G≡C对占比例越高的DNA分子其稳定性越高。
(2)并非所有的DNA分子均具“双链”,有的DNA分子为单链。
(3)原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。
DNA分子结构相关计算
2.(2014·山东理综,5)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是( )
[慧眼识图 获取信息]
答案 C
3.(2019·河北石家庄模拟)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。则下列有关叙述正确的是( )
①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=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 每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基,所以脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=m,①正确;因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键,根据碱基互补配对原则,A=T=n,则C=G=(m-2n)/2,所以碱基之间的氢键数为2n+3(m-2n)/2=(3m/2)-n,②正确;双链DNA中,A=T=n,则根据碱基互补配对原则,一条链中A+T的数量为n,③正确;由②中计算可知:G的数量=(m-2n)/2,④错误。
答案 D
“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。
(2)“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,即若在一条链中=m,在互补链及整个DNA分子中=m。——此比值在不同DNA分子中具特异性。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA一条链中(或)=a,则在其互补链中该比值为,而在整个DNA分子中该比值为1,——此比值在不同双链DNA分子中无特异性(具共性)。 考点二 DNA分子的复制及基因的本质
1.DNA分子的复制
(1)过程归纳
■助学巧记
DNA复制之“二、二、三、四”
(2)实验探究
①实验方法:同位素示踪法和离心技术
②实验结果:
③实验结论:DNA的复制是以半保留方式进行的。
2.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
1.同源染色体上的DNA分子之间除哪项外均可能不同?请说明理由。
①碱基对的排列顺序 ②磷酸二酯键的数目
③脱氧核苷酸的种类 ④的比值
提示 ③ 同源染色体上的DNA分子可能是相同的,也可能是不同的,如X、Y染色体,所以构成DNA的脱氧核苷酸数目就可能不同,连接两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的数目也就可能不同,碱基对的排列顺序不同;DNA分子中A=T、C=G,但(A+T)/(C+G)在不同的DNA分子中可能不同,而构成所有DNA的脱氧核苷酸均只有4种。
2.如图是人类某染色体DNA的片段,含有基因A、基因b和无遗传效应的片段M。请思考:
(1)基因A和b的本质区别是什么?
(2)决定mRNA上终止密码子的碱基对是否位于M处?若M中插入若干个脱氧核苷酸对是否可引发基因突变?为什么?
(3)A复制时b是否也复制?A转录时,b是否也转录?其转录的模板链一定相同吗?
提示 (1)不同基因的本质区别在于其脱氧核苷酸序列不同。
(2)M为无遗传效应的非基因片段,故其无转录功能,当然不存在决定mRNA上终止密码的碱基对,M中即使插入若干脱氧核苷酸对也不会引发基因突变。
(3)DNA分子复制为全程复制,故A复制时b也复制,但基因表达却为“选择性表达”,故A转录时,b未必转录,即使都转录,其模板链也未必相同。
结合DNA分子的复制及相关计算考查科学思维能力
1.[2016·全国卷Ⅰ,29(3)]将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记
2.在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14N—DNA(相对分子质量为a)和15N—DNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述正确的是( )
A.Ⅰ代细菌DNA分子中两条链都是14N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
D.上述实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果能证明DNA复制方式为半保留复制
解析 Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N,A错误;Ⅱ代细菌含15N的DNA分子有2个,占全部(4个)DNA分子的,B错误;由于1个含有14N的DNA分子的相对分子质量为a,则每条链的相对分子质量为;1个含有15N的DNA分子的相对分子质量为b,则每条链的相对分子质量为。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖三代,得到共8个DNA分子,这8个DNA分子共16条链,只有2条是含15N的,14条是含14N的,因此总相对分子质量为×2+×14=b+7a,所以每个DNA分子的平均相对分子质量为,C正确;实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制,D错误。
答案 C
DNA分子复制中有关计算
假设1个DNA分子复制n次(设该DNA分子中含某种脱氧核苷酸m个)
点悟:“DNA复制”相关题目的4点“注意”
(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括第n次的复制。
(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。
(3)切记在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”,是“含”还是“只含”等关键词,以免掉进陷阱。
围绕基因的本质考查结构与功能观
3.(2014·海南卷,21)下列是某同学关于真核生物基因的叙述:
①携带遗传信息 ②能转运氨基酸 ③能与核糖体结合
④能转录产生RNA ⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子 ⑥可能发生碱基对的增添、缺失、替换
其中正确的是( )
A.①③⑤ B.①④⑥
C.②③⑥ D.②④⑤
解析 基因是具有遗传效应的DNA片段,携带遗传信息,并能够将遗传信息通过转录传递到RNA,通过翻译表现为蛋白质特定的氨基酸序列和空间结构,基因中可能发生碱基对的增添、缺失或替换,即基因突变,故选B。
答案 B
4.(2019·南昌调研)下列关于基因、染色体、性状之间的关系的叙述中,正确的是( )
A.性状与基因之间都存在一一对应的关系
B.真核生物的基因都位于染色体上,呈线性排列
C.每条染色体上有许多个DNA分子,每个DNA分子上有许多基因,每个基因中有许多脱氧核苷酸
D.染色体结构变异可能会使基因的数目或排列顺序发生改变
解析 性状与基因之间并不都存在一一对应的线性关系,有的性状受多个基因控制,有的基因同时控制多个性状,A错误;真核生物的基因主要位于细胞核中的染色体上,也有部分基因位于线粒体、叶绿体中的DNA上,B错误;每条染色体含有一个或2个DNA分子,C错误;染色体结构变异可能会使基因的数目或排列顺序发生改变,D正确。
答案 D
澄清易混易错·强化科学思维
[易错易混]
易错点1 误认为DNA分子中“嘌呤一定等于嘧啶”
点拨 DNA分子一般为“双螺旋结构”,双链DNA中嘌呤等于嘧啶,但其一条链中嘌呤不一定等于嘧啶,单链DNA分子中嘌呤也不一定等于嘧啶。
易错点2 错将真核生物的“染色体”等同于“遗传物质”或错将“DNA”等同于“基因”
点拨 真核生物的遗传物质是“DNA”,遗传物质的结构和功能单位是“基因”——它是DNA分子中“有遗传效应”的片段,每个DNA分子有许多这样的片段。染色体则是DNA的“主要载体”——它主要由DNA和蛋白质组成(注:除染色体外,少数DNA还可存在于线粒体、叶绿体中)。其关系归纳如下:
易错点3 混淆DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶
点拨 (1)DNA聚合酶:需借助母链模板,依据碱基互补配对原则,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,合成与母链互补的一段子链;
(2)DNA连接酶:将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键,即连接“片段”;
(3)限制性内切酶:用于切断DNA双链中主链上的“3′,5′磷酸二酯键”;
(4)DNA水解酶:用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。
易错点4 误认为DNA复制只能从头开始
点拨 如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。
(1)图中显示DNA分子复制是从多个起点开始的,但多起点并非同时进行;
(2)图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的;
(3)真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率;
(4)一个细胞周期中每个起点一般只起始1次。
[深度纠错]
1.经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知,该生物体内的核酸中,嘌呤占58%,嘧啶占42%,由此可以判断( )
A.此生物体内的核酸一定是DNA
B.该生物一定不含DNA而只含RNA
C.若此生物只含DNA,则一定是单链的
D.若此生物含DNA,则一定是双链的
解析 因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等,故可能是只含有RNA,或同时含有DNA和RNA,或只含单链DNA。
答案 C
2.关于下面概念图的相关叙述,错误的是( )
A.D有四种,E在H上呈线性排列
B.E通过控制G的合成来控制性状
C.所有E的总和构成F且E在F上的排列顺序代表遗传信息
D.E是具有遗传效应的F片段
解析 根据含氮碱基不同,D脱氧核苷酸分为四种,E基因在H染色体上呈线性排列,A正确;E基因通过控制G蛋白质的合成来控制性状,B正确;除E外,F中还有无遗传效应的片段,遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,DNA上的非基因片段不包含遗传信息,C错误;E基因是具有遗传效应的DNA片段,D正确。
答案 C
3.真核细胞中DNA复制如下图所示,下列表述错误的是( )
A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
解析 DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化,但氢键的形成不需要酶的催化,C错误。
答案 C
随堂·真题&预测
1.(2016·全国卷Ⅱ,2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是( )
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
解析 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能打开,说明该物质会阻碍DNA分子的解旋,因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖,A、B、D三项均正确;因DNA分子的复制发生在间期,所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期,C错误。
答案 C
2.(2018·海南卷,15)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 大肠杆菌14N14N在含有15N的培养基中繁殖,其中子一代大肠杆菌的DNA分子共2个,均为1条链含14N、1条链含15N,子二代大肠杆菌的DNA分子共4个,其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N,另外2个DNA分子为2条链均含15N;再转到含有14N的培养基中繁殖一代,子三代大肠杆菌的DNA分子共8个,其中2个DNA分子为2条链均含14N,其余6个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N,所以15N14N和14N14N两种分子的比例为3∶1。
答案 D
3.(2017·海南卷,23)下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述,正确的是( )
A.细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目
B.有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定
C.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
D.生物体中,一个基因决定一种性状,一种性状由一个基因决定
解析 真核细胞的细胞核中,染色体复制之前,染色体数等于DNA数,复制后,染色体∶DNA=1∶2,如果再加上细胞质中的DNA,染色体始终小于DNA数目,A错误;细胞中的DNA中,只有具遗传效应的片段才是基因,DNA中还有很多非基因序列,C错误;生物体中,基因与性状之间并不是单纯的一对一关系,D错误。
答案 B
4.(2020·高考预测)研究发现rep蛋白可以将DNA双链解旋,结合蛋白可以和解旋的DNA单链结合,并随着子链的延伸而与DNA单链分离。下列叙述正确的是( )
A.rep蛋白能使A与C、T与G之间的氢键断裂
B.低温处理DNA分子也可以使DNA双链解旋
C.DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
D.结合蛋白与DNA单链结合不利于DNA新链的形成
解析 因为rep蛋白可以将DNA双链解旋,则rep蛋白应为解旋酶,能破坏氢键,DNA双链碱基之间互补配对原则是A与 T配对,C与G配对,即rep蛋白可破坏A与T、C与G之间形成的氢键,A错误;高温处理DNA分子能使DNA双链解旋,B错误;DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制,C正确;DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上,可防止单链之间重新螺旋化,对DNA新链的形成有利,D错误。
答案 C
(时间:35分钟)
1.(2019·山东潍坊模拟)下列关于DNA的叙述,正确的是( )
A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素组成
B.连接磷酸与五碳糖的化学键可在解旋酶的作用下断裂
C.DNA的片段都有遗传效应,可控制生物的性状
D.DNA的复制和转录都能在细胞质中进行
解析 DNA基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替排列构成,有C、H、O、P元素无N元素,A错误;连接磷酸与五碳糖的磷酸二酯键,应在限制性内切酶作用下断开,B错误;DNA分子中有遗传效应的片段也有无遗传效应的片段。
答案 D
2.下列关于基因的叙述中,正确的是( )
A.等位基因位于一对姐妹染色单体的相同位置上
B.萨顿采用“假说—演绎法”提出基因在染色体上的假说
C.果蝇的X染色体上不具备与Y染色体所对应的基因
D.基因的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
解析 等位基因通常位于一对同源染色体的相同位置上,位于一对姐妹染色单体的相同位置上的通常是相同基因,A错误;萨顿使用“类比推理法”提出基因在染色体上的假说,摩尔根等人采用“假说—演绎法”证明基因在染色体上,B错误;果蝇的X染色体与Y染色体存在同源区段,故X染色体上具备与Y染色体所对应的基因,C错误;基因是有遗传效应的DNA片段,其遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中,D正确。
答案 D
3.研究人员将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理,即解开双螺旋,变成单链;然后进行密度梯度离心,管中出现的两种条带分别对应下图中的两个峰,则大肠杆菌的细胞周期为( )
A.4 h B.6 h
C.8 h D.12 h
解析 将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA,DNA变性离心后,得到14N-DNA占1/8,15N-DNA占7/8,则子代DNA共8条,繁殖了3代,细胞周期为24/3=8(h),C正确。
答案 C
4.下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“”代表磷酸基团),下列为几位同学对此图的评价,其中正确的是( )
A.甲说:“物质组成和结构上没有错误”
B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”
C.丙说:“有三处错误,其中核糖需改为脱氧核糖”
D.丁说:“如果说他画的是RNA双链则该图是正确的”
解析 图中的核糖应改为脱氧核糖;DNA分子中没有U,应将U改为T;磷酸与磷酸之间无化学键,而且磷酸应连接在两个五碳糖之间。
答案 C
5.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个。该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次,其结果可能是( )
A.含有14N的DNA分子占100%
B.复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个
C.含15N的链占1/8
D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3
解析 在含14N的培养基中连续复制4次,得到24=16个DNA分子,32条链,其中含14N的DNA分子占100%,含15N的链有2条,占1/16,A正确,C错误;根据已知条件,每个DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸数为=40,则复制过程中需消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为40×(24-1)=600(个),B错误;每个DNA分子中嘌呤和嘧啶互补相等,两者之比是1∶1,D错误。
答案 A
6.某双链DNA分子有100个碱基对,其中有腺嘌呤35个,下列叙述正确的是( )
A.该DNA分子蕴含的遗传信息种类最多有4100种
B.该DNA分子在第4次复制时消耗520个胞嘧啶脱氧核苷酸
C.每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基
D.DNA分子每一条链中相邻的碱基通过氢键相连
解析 该DNA分子蕴含的遗传信息种类少于4100种,A错误;该DNA分子含有100个碱基对,腺嘌呤有35个,则胸腺嘧啶有35个,胞嘧啶=鸟嘌呤=65个,与第3次复制相比,第4次复制后增加的DNA分子数是16-8=8,所以第4次复制时需要的胞嘧啶脱氧核苷酸为8×65=520(个),B正确;DNA分子中多数的脱氧核糖与两个磷酸基团相连,C错误;DNA分子中,一条链上的相邻碱基由“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接,D错误。
答案 B
7.生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光,这是因为该种海蜇DNA分子上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠,在紫外线的照射下,也能像海蜇一样发光。这个材料说明:( )
①基因是DNA分子上的片段 ②基因在染色体上 ③基因控制特定的遗传性状 ④基因控制性状的途径有两条
⑤转基因技术可以定向地改造生物的遗传性状
A.①②③ B.②③④
C.①④⑤ D.①③⑤
解析 海蜇DNA分子上一段长度为5 170个碱基对的片段为绿色荧光蛋白基因,说明基因是DNA分子上的片段,①正确;题干材料未涉及染色体,不能说明基因在染色体上,②错误;绿色荧光蛋白基因控制发光,说明基因控制特定的遗传性状,③正确;题中信息不能体现基因控制性状的途径,④错误;转入了海蜇绿色荧光蛋白基因的转基因鼠也能发光,说明转基因技术可以定向改造生物的遗传性状,⑤正确。
答案 D
8.如图甲是DNA分子局部组成示意图,图乙表示DNA分子复制的过程。请回答有关DNA分子的相关问题:
(1)沃森和克里克构建了如图甲的DNA双螺旋结构模型,该模型用________________解释DNA分子的多样性。从主链上看,两条单链的方向________,从碱基关系看,两条单链________。
(2)若已知DNA一条单链的碱基组成是ATGCCAT,则与它互补的另一条链的碱基组成为________;若DNA分子的2条链分别为m链和n链,若m链中的(A+G)/(T+C)=0.8时,在n链中,这种比例是________。
(3)图乙的DNA复制过程中除了需要模板和酶外,还需要____________________等条件;由图乙可知延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是________。
(4)DNA分子的____________________为复制提供了精确的模板,通过____________________保证了复制能够准确地进行。
答案 (1)碱基对排列顺序的多样性 反向平行 互补
(2)TACGGTA 1.25
(3)原料、能量 边解旋边复制
(4)独特的双螺旋结构 碱基互补配对原则
9.(2019·陕西教学质量检测)BrdU(5溴尿嘧啶)与胸腺嘧啶脱氧核苷酸结构类似,可与碱基A配对。当染色体上的DNA两条脱氧核苷酸链均含有BrdU时,经姬姆萨染料染色显浅色,其余均显深色。现有果蝇某体细胞1个,置于含BrdU的培养液中连续分裂2次,得到4个子细胞。若对这些细胞的染色体进行上述染色,则可能出现的现象是( )
①1个细胞染色体均为深色,3个细胞染色体均为浅色
②1个细胞染色体均为浅色,3个细胞染色体均为深色
③4个细胞染色体均为4条深色、4条浅色
④1个细胞染色体均为深色,1个细胞染色体均为浅色,2个细胞染色体4条深色、4条浅色
A.①② B.③④
C.①②④ D.①③④
解析 果蝇的体细胞中有8条染色体,经过一次有丝分裂后,所产生的2个子细胞中所有的染色体中DNA的两条链中1条链不含有BrdU、另1条链含有BrdU,在第二次有丝分裂时,染色体复制后所形成的每条染色体上的2个DNA中,1个1条链不含BrdU,1条链含BrdU(深色),另1个DNA的两条链均含有BrdU(浅色),在有丝分裂的后期,一条染色体上的两条姐妹染色单体分离时,可以是2个细胞中均为4条深色和4条浅色的染色体同时移向细胞的一极,这样经第2次有丝分裂所形成的4个细胞中染色体均为4条深色、4条浅色,符合③;也可以是1个细胞中的8条深色的染色体移向细胞的一极,8条浅色的染色体移向细胞的另一极,这样所形成的2个子细胞中1个染色体均为深色、1个染色体均为浅色,另1个细胞的4条深色和4条浅色的染色体同时移向细胞的一极,这样所形成的2个子细胞中染色体均为4条深色、4条浅色,符合④,B符合题意。
答案 B
10.(2019·山西实验中学考试)某种病理性近视(相关基因为H、h)与基因HLA有关,若该基因位于常染色体且含有3 000个碱基,其中胸腺嘧啶900个,下列说法错误的是( )
A.女性携带者进行正常减数分裂,H和H基因分离发生在减数第二次分裂
B.HLA基因复制两次则需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸1 200个
C.HLA基因利用标记的核苷酸复制n次,则不含放射性的DNA分子为0
D.该病在男性和女性群体中的发病率相同
解析 女性携带者基因型为Hh,正常情况下,减数分裂过程中H和H基因位于姐妹染色单体上,其分离发生在减数第二次分裂,A正确;该基因中,A=T、C=G,故HLA基因含有A=T=900(个),其复制两次,需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸900×(22-1)=2 700(个),B错误;利用标记的核苷酸复制n次,所有子代DNA均含标记的核苷酸,不含放射性的DNA分子为0,C正确;基因位于常染色体的疾病在男性和女性群体中的发病率相同,D正确。
答案 B
11.将正常生长的玉米根尖分生区细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中,待其完成一个细胞周期后,再转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养,让其再完成一个细胞周期。此时获得的子细胞内DNA分子不可能为(只考虑其中一对同源染色体上的DNA分子) ( )
A.② B.①②
C.③ D.③④
解析 将正常生长的玉米根尖分生区细胞,先在含3H标记的培养液中培养一个细胞周期后,根据DNA半保留复制的特点,细胞中每个DNA分子均为一条链含3H,另一条链不含3H;然后再转入不含3H标记的培养液中培养一个细胞周期,由于在有丝分裂后期,着丝点分裂后,姐妹染色单体分离,并随机移向细胞两极,故得到的子细胞有两种组合,具体过程如图所示(图中第二次有丝分裂以第一次有丝分裂产生的1个子细胞为例):
由题干图、解析图可知,两次有丝分裂产生的子细胞类型包括题干图中的①③④,不可能出现②。
答案 A
12.(2019·郑州质检)某基因含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。若该基因用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标记胞嘧啶6 300个
C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3
D.W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4
解析 DNA复制为半保留复制,一个DNA在含15N的培养液中复制3次,产生的8个DNA分子全部都被15N标记,其中6个DNA分子的两条链都被15N标记,2个DNA分子的一条链被15N标记。图甲中离心的是DNA分子,X层中存在的是一条链被15N标记的DNA,A错误;W层含有的是被15N标记的DNA单链,共14条,相当于7个DNA分子,因此含有的15N标记胞嘧啶个数为3 000×15%×7=3 150,B错误;Y层中含有的是都被15N标记的DNA,有6个,而X层是含有一条链被15N标记的DNA,为2个,因此X层氢键数是Y层的1/3,C正确;W层有14条DNA单链,Z层有2条DNA单链,则W层与Z层的核苷酸数之比为7∶1,D错误。
答案 C
13.(科学探究)DNA半不连续复制假说认为:DNA复制形成互补子链时,一条子链是连续形成的,另一条子链则是先形成短链片段(如图1)。图2是验证该假说的密度梯度离心结果,以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近),并检测相应位置DNA单链片段的放射性。请分析回答:
(1)将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,最终在噬菌体的DNA中检测到放射性,其原因是标记的脱氧核苷酸被________吸收,为噬菌体DNA复制提供原料。若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对,其中胸腺嘧啶350个,该DNA连续复制四次,在第四次复制时需要消耗________个胞嘧啶脱氧核苷酸。
(2)细胞中DNA解旋需要解旋酶的催化,在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量,但能________反应所需的活化能。研究表明,在DNA分子加热解旋时,DNA分子中G+C所占的比例越高,需要的温度也越高,其原因是DNA分子中________所占的比例越高,氢键越多,DNA结构越稳定。
(3)图2中,与60秒结果相比,120秒结果中短链片段减少的原因是______________。
该实验结果为上述假说提供的有力证据是在实验时间内_____________________。
答案 (1)大肠杆菌 5 200
(2)降低 G+C
(3)短链片段已连接形成长片段 细胞中均能检测到较多的短链片段
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