新高考适用2024版高考生物一轮总复习练案18必修2遗传与进化第六单元遗传的分子基础第2讲DNA分子的结构复制与基因的本质

练案[18]必修2　第六单元　遗传的分子基础

第2讲　DNA分子的结构、复制与基因的本质

A组

一、选择题

1．(2023·广东深圳调研)下列关于DNA、基因的叙述，错误的是( A )

A．DNA复制以A、T、C、G四种游离的核糖核苷酸为原料

B．DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中

C．DNA上分布着许多个基因

D．真核生物与原核生物的基因本质相同

解析：DNA复制以细胞中四种游离的脱氧核糖核苷酸为原料，A错误；DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基特定的排列顺序之中，B正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA上分布着许多个基因，C正确；真核生物与原核生物的遗传物质都是DNA，真核生物与原核生物的基因本质都是有遗传效应的DNA片段，D正确。

2．(2023·陕西西安模拟)某同学欲制作一个DNA片段模型，现准备了15个碱基A塑料片，8个碱基T塑料片，40个脱氧核糖和40个磷酸塑料片，为了充分利用现有材料，还需准备碱基C塑料片( D )

A．8个　　　　　 　 　 B．24个

C．16个  D．12个

解析：DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，每分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以40个脱氧核糖和40个磷酸的塑料片能形成20个碱基对。在双链DNA中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A＝T、G＝C，所以15个碱基A塑料片，8个碱基T塑料片，能形成8个A—T碱基对。因此，为了充分利用现有材料，还需准备12个碱基C塑料片，以形成12个C—G碱基对。

3．(2023·山东日照期末)下图为DNA的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是( A )

A．由图可知，DNA复制为单向复制

B．除图示酶外，DNA复制还需DNA聚合酶等

C．DNA复制时，子链的延伸方向是相同的

D．解旋含G—C碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多

解析：由图可知，DNA复制为双向复制，A错误；图示解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA解开，需要消耗ATP，DNA复制过程中，还需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上，再将片段连成完整的子链需要DNA连接酶，B正确；DNA的两条链是反向平行的，而复制的时候只能从5′端向3′端延伸，所以两条子链合成方向相反，但延伸方向是相同的，C正确；G—C含有3个氢键，A—T含有2个氢键，故解旋含G—C碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多，D正确。

4．(2023·陕西咸阳模拟)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)。将含15N的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( C )

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。

5．(2023·河南马店第一高级中学高三阶段练习)下列有关DNA的结构与复制的叙述，正确的是( D )

A．DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因

B．DNA分子中的每个磷酸基团均连接着一个脱氧核糖和一个碱基

C．DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用

D．探究DNA的复制方式采用了假说—演绎法和密度梯度离心技术

解析：DNA分子的多样性由DNA分子碱基对的排列顺序决定，A错误；DNA分子中的大多数磷酸基团均连接着两个脱氧核糖，B错误；DNA分子的复制是边解旋边复制，所以解旋酶与DNA聚合酶能同时发挥作用，C错误；探究DNA的复制方式采用了假说―演绎法和密度梯度离心技术，密度梯度离心即用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心作用使相关物质分离，D正确。

6．DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是( D )

A．胸腺嘧啶  B．腺嘌呤

C．胸腺嘧啶或腺嘌呤  D．胞嘧啶

解析：由4个子代DNA分子的碱基对可知该DNA分子经过诱变处理后，其中1条链上的碱基发生了突变，另一条链是正常的，所以得到的4个子代DNA分子中正常的DNA分子和异常的DNA分子各占1/2，因此含有G与C、C与G的2个DNA分子是未发生突变的，这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的，即亲代DNA分子中的碱基组成是C—G或G—C，因此P可能是G或C。

二、非选择题

7．(2023·河北邢台质检)请回答下列与DNA的结构和复制有关的问题：

(1)DNA复制的时间是有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接。

(2)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一种长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细相同，原因是嘌呤必定与嘧啶互补配对。

(3)7－乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被7－乙基化，该DNA正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为20%。

(4)请你在下面框图中画出某亲本双链DNA连续复制两次后的产物模式图。

答案：(4)如图

解析：(1)DNA复制发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期。一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。(2)A、G都为嘌呤碱基，C、T都为嘧啶碱基，根据碱基互补配对原则，一条链中嘌呤碱基只能和另一条链中的嘧啶碱基互补配对。故搭建成的DNA模型粗细相同。(3)据DNA分子中的A占30%，可知T占30%，C占20%，G占20%。当其中的G全部被7－乙基化后，新复制的两个DNA分子中G的比例不变，仍为20%。(4)DNA复制为半保留复制，因此在第二次复制形成的4个DNA分子中，其中2个DNA分子是亲本链和第二次复制子链形成的，另2个DNA分子是第一次复制子链和第二次复制子链形成的。

B组

一、选择题

1．(2023·黑龙江哈尔滨调研)在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占( C )

A．12%和34%　　 B．21%和24%

C．34%和12%  D．58%和30%

解析：因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%；因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上所占比例相等，所以在两条链中A＋T、G＋C分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，C正确。

2．如图甲是真核细胞DNA复制过程的模式图，图乙是大肠杆菌DNA复制过程的模式图，箭头表示复制方向。对此描述错误的是( C )

A．真核细胞DNA有多个复制起点，而大肠杆菌只有一个

B．两者均具有双向复制的特点

C．真核细胞DNA复制时，在不同起点处是同时开始的

D．两者遗传物质的形状不同

解析：由图可知，真核生物DNA有多个复制起点，大肠杆菌只有一个复制起点，真核生物和大肠杆菌均可以同时进行双向复制，A、B正确；由图可知，真核生物DNA复制时，形成的解旋链长度不同，表示起点处不一定都是同时开始的，C错误；真核生物的遗传物质是链状的DNA分子，大肠杆菌的遗传物质是环状DNA分子，D正确。

3．(2023·湖北武汉调研)某双链DNA分子中共有3 000个碱基对，其中碱基A占30%。下列相关分析错误的是( B )

A．该DNA分子中，嘌呤数(A＋G)＝嘧啶数(T＋C)＝3 000

B．该DNA分子中共含有6 000个氢键、两个游离的磷酸

C．若该DNA分子复制3次，则需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数是8 400

D．若该DNA分子第3次复制，则需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数是7 200

解析：双链DNA分子中，嘌呤数总是等于嘧啶数，因A＝T，C＝G，由题意可知A＋T占60%，C＋G占40%，则A＋T＝6 000×60%＝3 600，C＋G＝6 000×40%＝2 400，A＋G＝T＋C＝1 800＋1 200＝3 000，A正确；碱基A与碱基T之间由两个氢键相连，碱基C与碱基G之间由三个氢键相连，该DNA分子中共有氢键1 800×2＋1 200×3＝7 200个，双链DNA分子每一条单链上的一端都有一个游离的磷酸，共两个游离的磷酸，B错误；已知该DNA分子中含鸟嘌呤脱氧核苷酸1 200个，则复制3次，共需1 200×(23－1)＝8 400(个)游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸，C正确；已知该DNA分子中含胸腺嘧啶脱氧核苷酸1 800个，则第3次复制需1 800×23－1＝7 200(个)游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，D正确。

4．非洲猪瘟病毒(ASFV)基因组为双股线状DNA，下列有关说法正确的是( B )

A．ASFV基因组DNA两条链之间的碱基通过氢键相连构成其基本骨架

B．DNA分子复制合成的两条子链中碱基序列互补

C．ASFV与HIV的核酸彻底水解可得到5种相同产物

D．ASFV的DNA中的每个脱氧核糖都与两个磷酸相连

解析：DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在DNA分子双螺旋结构外侧构成的，不是由碱基之间相连的氢键构成，A错误；DNA分子复制合成的两条子链中碱基序列互补，B正确；ASFV是DNA病毒，核酸彻底水解的产物有脱氧核糖、磷酸和A、G、C、T四种碱基，HIV是RNA病毒，其核酸彻底水解可得到核糖、磷酸和A、G、C、U四种碱基，故有4种相同产物，C错误；DNA中的大多数脱氧核糖都与两个磷酸相连，只有两个脱氧核糖只与一个磷酸相连，D错误。

5．某长度为1 000个碱基对的双链环状DNA分子，其中含腺嘌呤300个，该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列相关叙述正确的是( C )

A．该过程是从两个起点同时进行的，1链中的碱基数目多于2链

B．若该DNA连续复制3次，则第三次共需鸟嘌呤4 900个

C．复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制

D．该环状DNA通常存在于细菌、酵母菌等原核细胞中

解析：双链DNA分子的两条链是严格按照碱基互补配对原则形成的，所以1链和2链均含1 000个碱基，两者碱基数目相同，A错误；根据碱基互补配对原则(A－T、G－C)，DNA分子含腺嘌呤300个，所以胸腺嘧啶也为300个，则胞嘧啶和鸟嘌呤均为700个，在第三次复制过程中，DNA分子数由4个增加到8个，即第三次新合成4个DNA分子，故需鸟嘌呤700×4＝2 800(个)，B错误；根据题意可知，复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制，C正确；酵母菌细胞是真核细胞，D错误。

6．若两条链都含32P的DNA分子的相对分子质量是M，两条链都不含32P的DNA分子的相对分子质量为N。现将含32P的DNA的细菌放在不含32P的培养基上让其分裂a次，则子代细菌的DNA的平均相对分子质量是( B )

A.　　 B．

C.  D．

解析：根据半保留复制的原则，分裂a次后，两条链都含32P 的DNA有0个，只有一条链含32P的DNA有2个，相对分子质量为M＋N，两条链都不含32P的DNA有(2a－2)个，相对分子质量为(2a－2)·N，则DNA的平均相对分子质量为。

二、非选择题

7．(2023·湖南永州质检)科学家为了探究DNA复制方式，先用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，再将亲本大肠杆菌转移到含14NH4Cl原料中培养，收集不同时期的大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。

(1)用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，培养若干代的目的是保证用于实验的大肠杆菌的DNA上都含有15N。

(2)有科学家认为DNA的复制是全保留复制，复制形成的两条子链结合在一起，两条模板链重新结合在一起。若是全保留复制，则实验结果是：子一代的DNA位置是一半在重带，一半在轻带。

(3)科学家进行实验，得到的实验结果是：子一代的DNA位置全在中带，子二代的DNA位置一半在中带一半在轻带。这个结果否定了全保留复制，你对此的解释是DNA的复制是半保留复制，即新形成DNA分子的两条链中，一条为母链，一条为以母链作为模板形成的子链。

(4)有人认为，将子一代的DNA分子用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果为轻带，为重带，则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确，并说出你的理由。

答案：(4)不正确，因为无论是全保留复制还是半保留复制，子一代用解旋酶处理后都有一半的单链含15N，一半的单链含14N，离心后都是重带，轻带。