2024届人教版高考生物一轮复习DNA的结构、复制及基因的本质作业（多项版）含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习DNA的结构、复制及基因的本质作业（多项版）含答案，共8页。
第2课　DNA的结构、复制及基因的本质
[基础练透]
1．(2022·宁波二模)几个学生充分利用下表提供的材料正确搭建出DNA分子结构模型，但制作的DNA分子片段不尽相同，原因可能是(　　)
塑料片类别
碱基G
碱基C
碱基A
碱基T
磷酸、脱氧核糖
数量(个)
3
3
5
5
充足
①每条脱氧核苷酸单链上的碱基数量不同　②每条脱氧核苷酸单链上碱基种类不同　③DNA片段上的碱基的排列顺序不同　④DNA片段上的碱基配对方式不同
A．①②　　　　　 B．②③
C．③④ D．①④
解析：选B。①表格中给出了碱基G和C各3个，A和T各5个，几个学生充分利用表格提供的材料搭建出DNA分子结构模型，每条链上的碱基数目都应该是8个；②每条脱氧核苷酸单链上碱基种类不同，构成的DNA分子不同；③碱基序列不同，构成的DNA分子不同；④每个DNA分子都遵循相同的碱基配对原则，即A与T配对，G与C配对，故B符合题意。
2．(2022·山东省淄博模拟)DNA的熔点(Tm)是指将DNA加热变性使DNA的双螺旋结构解旋至一半时的温度，其影响机制如图所示。相关叙述错误的是(　　)

A．Tm值大小与G＋C的百分含量和盐溶液浓度有关
B．以高盐溶液为介质的DNA的Tm值范围较大
C．G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低
D．一定盐浓度下，G＋C的百分含量越高，DNA分子的热稳定性越强
解析：选B。60 ℃后，DNA分子的Tm值和C＋G含量呈正相关，且低盐溶液比高盐溶液相同的G＋C值所需温度更低，A正确；高盐溶液中随G＋C比值的变化Tm变化较为集中，低盐溶液中Tm变化幅度较大，B错误；根据图示，G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低，C正确；一定盐浓度下，G＋C比例越高，Tm越高，DNA分子的热稳定性就越强，D正确。
3．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，则该DNA分子(　　)
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pm/n，所以G的个数为(pm/n－2p)÷2，即pm/2n－p；该DNA分子中碱基比例已确定，所以碱基排列方式小于4100种；一个DNA分子含有2个游离的磷酸基团。
4．(2022·淄博市一模)大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有2个复制叉，复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，下列说法错误的是(　　)

A．图中DNA的复制为双向半保留复制
B．多起点复制加快了DNA的复制速度
C．复制泡3的DNA复制早于复制泡1
D．子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
解析：选D。由图复制泡的走向可知，DNA复制时以每条链为模板，沿模板链的3′→5′方向移动，图中DNA的复制为多起点不连续双向半保留复制，A正确；多起点复制加快了DNA的复制速度，B正确；根据复制泡的大小可以看出，复制泡3的DNA复制早于复制泡1，C正确；DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，两条子链的延伸方向相反，其中一条子链与复制叉的推进方向相反，D错误。
5．(2022·山东日照一模)研究人员将1个含14N—DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法正确的是(　　)

A．由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为6 h
B．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式
C．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键
D．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带
解析：选D。由于14N单链∶15N单链＝1∶7，说明DNA复制了3次，因此可推知该细菌的细胞周期大约为24÷3＝8 h，A错误；由于DNA经过热变性后解开了双螺旋，变成单链，所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，但无法判断DNA的复制方式，B错误；解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键，C错误；经过分析可知，DNA复制3次，有2个DNA是15N和14N形成中带，有6个都是15N的DNA形成重带，两种条带，D正确。
6．(2022·辽宁模拟)基因通常是有遗传效应的DNA片段，眼色基因(红眼基因R、白眼基因r)位于果蝇的X染色体上，下列叙述正确的是(　　)
A．雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的
B．同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因
C．果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个
D．白眼基因的两侧也都是基因，其中只有一条链可以转录血红蛋白基因
解析：选C。果蝇属于真核生物，其基因主要位于染色体上，但细胞质中也有分布，故果蝇细胞内的基因不都是随染色体的复制而复制的，A错误；一个DNA分子上有多个基因，同一DNA分子上可能同时含有两个控制眼色的基因，如朱红眼和深红眼，B错误；雌果蝇的基因型可能为XRXR，则该个体在有丝分裂间期复制后可能含有四个XR基因，即红眼基因最多有4个，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，一般而言白眼基因的两侧为非基因片段，且由于基因的特异性，控制白眼的基因不能转录出血红蛋白，D错误。
7．(多选)图甲为摩尔根等人研究并绘出的果蝇X染色体上几个基因的相对位置图，图乙为利用荧光标记各个基因，得到的基因在染色体上的位置图，由图分析不正确的是(　　)

图甲　　　　　　　　　图乙　　
A．图甲和图乙都能说明一条染色体上有多个基因，且呈线性排列
B．图甲中朱红眼基因和深红眼基因的遗传遵循自由组合定律
C．图乙中方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息一定不同
D．图乙中从荧光点的分布来看，图中是两条含有染色单体的非同源染色体
解析：选BCD。据图甲可知，一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列；据图乙不同荧光点的位置分布可以说明基因在染色体上呈线性排列，A正确。图甲中朱红眼基因和深红眼基因位于同一条染色体上，其遗传不遵循自由组合定律，B错误。图乙中方框内的四个荧光点位置相同，说明这四个基因可能是相同基因(遗传信息相同)，也可能是等位基因(遗传信息不同)，因此，方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息可能相同，C错误。由图乙可知，图示为两条染色体，二者形态大小相似、基因位点相同，是一对同源染色体，同时，每条染色体的同一位置有两个基因(荧光点)，据此可推测染色体中有染色单体，因此图乙是一对含有染色单体的同源染色体，D错误。
8．(2022·济南市模拟)研究表明，每个人的DNA都不完全相同，因此DNA也可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。回答下列有关问题：
(1)我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份，因为DNA能够储存遗传信息，而且不同个体的DNA的__________________各不相同，故每个人的DNA指纹图都是独一无二的。DNA分子中遗传信息量非常大，原因是__________________。

注：M表示母亲，C表示该小孩，F1～F4表示待测男性。
(2)在现代刑侦领域中，DNA指纹技术正在发挥着越来越重要的作用，此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定等。如图是通过提取某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA，分别经合适的酶处理后，形成若干DNA片段，然后进行电泳等一系列步骤得到的一组DNA指纹图。请分析：F1～F4中，谁是该小孩真正生物学上的父亲？________，为什么？__________________。
(3)DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)、(A＋C)/(T＋G)中能体现DNA分子特异性的是________________________________。
解析：(1)利用指纹技术进行DNA指纹鉴定的原理是DNA分子的特异性，因为每个人的DNA的脱氧核苷酸都具有特定的排列顺序，故每个人的DNA指纹图是独一无二的。组成DNA的脱氧核苷酸的数量多，且排列顺序极其多样化，所以DNA分子中遗传信息量非常大。(2)DNA指纹技术是用合适的酶将待测的样品DNA切成片段。子代的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，C的DNA指纹图中一条带与M的DNA指纹图中的一条带相同，另一条带与F2的DNA指纹图中的一条带相同，所以F2是该小孩真正生物学上的父亲。(3)在双链DNA分子中，碱基之间严格按照碱基互补配对原则进行配对，即(A＋C)/(T＋G)＝1，该比值无法体现DNA分子的特异性，而不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，因此(A＋T)/(G＋C)可体现DNA分子的特异性。
答案：(1)脱氧核苷酸排列顺序(或碱基排列顺序)　组成DNA的脱氧核苷酸的数量多，且排列顺序极其多样化　(2)F2　C的DNA指纹图中一条带与M的DNA指纹图中的一条带相同，另一条带与F2的DNA指纹图中的一条带相同　(3)(A＋T)/(G＋C)
[能力提升]
9．(2022·石家庄模拟)沃森和克里克根据DNA分子晶体衍射图谱，解析出经典的DNA双螺旋类型(B-DNA)，后续人们又解析了两种不同的DNA双螺旋类型(A-DNA和Z-DNA)，它们的螺旋直径如表所示。下列叙述错误的是(　　)

A-DNA
B-DNA
Z-DNA
螺旋直径(nm)
2.55
2.37
1.84
A．Z-DNA双螺旋类型结构更为紧凑而有利于其完成复制
B．不同的双螺旋类型中，基因的转录活跃程度不同
C．三种双螺旋类型DNA双链都遵循碱基互补配对原则
D．推测在生物体内DNA双螺旋类型也是多种多样的
解析：选A。DNA复制过程中需要将DNA解旋，而Z-DNA双螺旋类型结构更为紧凑，解旋更困难，从而不利于其完成复制，A错误；不同螺旋结构的直径不同，转录活跃程度不同，B正确；DNA复制过程中无论什么类型的DNA双螺旋结构，都遵循碱基互补配对原则，C正确；DNA可按其螺旋直径划分不同种类，故可导致生物体内DNA双螺旋类型多种多样，D正确。
10．某种物质可插入DNA分子两条链的碱基之间，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DNA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：选C。某物质可插入DNA分子两条链的碱基之间，使DNA双链不能解开，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、转录并抑制细胞增殖，A、B、D正确；因DNA分子的复制发生在细胞分裂前的间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂前的间期，C错误。
11．(多选)白斑综合征病毒严重危害对虾养殖业，该病毒经由吸附蛋白与细胞膜上受体蛋白的特异性结合而入侵宿主细胞。科研人员通过引入5-溴尿嘧啶(5-BU)诱变剂提高对虾抗病能力。5-BU能产生两种互变异构体，一种是普通的酮式，一种是较为稀有的烯醇式。酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对。下列叙述正确的是(　　)
A．5-BU处理组对虾体细胞中的碱基数目不变
B．5-BU处理组对虾体细胞DNA中(A＋T)/(C＋G)比值可能发生变化
C．5-BU诱变剂是通过干扰吸附蛋白基因表达来阻断病毒的吸附
D．宜选用健壮的成体对虾作为实验材料进行诱变实验
解析：选AB。根据题干信息，利用5-BU处理对虾，酮式可与A互补配对，代替T作为原料，烯醇式可与G互补配对，代替C作为原料，因此细胞中的碱基数目不变，但是由于5-BU能产生两种互变异构体参与比例未知，因此(A＋T)/(C＋G)的比值可能改变，A、B正确；根据以上分析可知，5-BU诱变剂是通过干扰对虾体细胞内DNA的复制诱导基因突变，使得对虾细胞膜上的受体蛋白结构改变，来阻断病毒的吸附，C错误；根据以上分析，5-BU诱变剂是通过干扰对虾体细胞内DNA的复制诱导基因突变，因此宜选用幼体对虾作为实验材料进行诱变实验，D错误。
12．(2022·四川成都模拟)科学家曾对DNA的复制提出两种假说：全保留复制和半保留复制。以下是运用离心等方法探究DNA复制机制的两个实验，请分析并回答下列问题：

实验一：从含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100 ℃条件下进行热变性处理，即解开双螺旋，变成单链，然后进行离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。
实验二：将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA)。将F1DNA热变性处理后进行离心，离心管中出现的两个条带对应图b中的两个峰。
(1)热变性处理破坏了DNA分子中的________(填化学键的名称)。
(2)根据图a、图b中条带的数目和位置，能否判断DNA的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”？________，原因是__________________。
(3)研究人员发现，若实验二中提取的F1DNA________________，将其直接进行离心，则离心管中只出现一个条带，据此分析DNA的复制方式是半保留复制。
(4)研究人员继续研究发现，将含15N的大肠杆菌转移到l4NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA，经实验二的相关处理后，离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比值为7∶1，则大肠杆菌的分裂周期为________ h。
(5)如果大肠杆菌的DNA分子中含有2000个碱基(P元素只含32P)。若将DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的溶液中让其复制两次，则子代DNA的相对分子质量平均比原来减少____________。
解析：(1)热变性处理导致DNA分子中碱基之间的氢键发生断裂，形成两条DNA单链。(2)无论DNA是全保留复制还是半保留复制，经热变性后都会在离心管中得到两条14N链和两条15N链，即都会得到两个条带，一条为14N条带，另一条为15N条带，无法区分复制方式。(3)若实验二中提取的F1DNA不做热变性处理，如果DNA复制是半保留复制，则第一代的2个DNA(F1DNA)分子都应一条链含15N，一条链含14N。将其直接进行离心，则离心管中只出现一个条带。(4)由题可知，经实验二的相关处理后，离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比值为7∶1，说明离心管中含14N的链有14条，含15N的链有2条，则24 h内得到了8个子代DNA分子，故大肠杆菌的分裂周期为8 h。(5)如果大肠杆菌的DNA分子中含有2000个碱基(P元素只含32P)。若将DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的溶液中让其复制两次，则子代DNA共4个，两个DNA的一条链含有32P，一条链含有31P，两个DNA分子的两条链均为31P，故相对分子质量平均比原来减少6000/4＝1500。
答案：(1)氢键　(2)不能　无论DNA是全保留复制还是半保留复制，经热变性后都能得到相同的实验结果　(3)不做热变性处理　(4)8　(5)1500