2024届人教版高考生物一轮复习DNA分子的结构、复制与基因的本质作业（单项版）含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习DNA分子的结构、复制与基因的本质作业（单项版）含答案，共10页。试卷主要包含了如图表示DNA复制的过程等内容，欢迎下载使用。
课时分层作业(十九)　DNA分子的结构、复制与基因的本质

1．某真核生物DNA片段的结构示意图如下，下列叙述正确的是(　　)

A．①的形成需要DNA聚合酶催化
B．②表示腺嘌呤脱氧核苷酸
C．③的形成只能发生在细胞核
D．若a链中A＋T占48%，则DNA分子中G占26%
D　[①是氢键，不需要酶的催化，A错误；图中②与T配对，表示腺嘌呤，B错误；③是DNA分子复制过程中形成的磷酸二酯键，DNA复制可以发生在细胞核、线粒体和叶绿体中，C错误；若a链中A＋T占48%，则整个DNA分子中A＋T＝48%，因此G＋C＝52%，又因为G＝C，所以G占26%，D正确。]
2．DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是(　　)
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一个比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一个比值等于1
D　[由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错误；A和T碱基对之间含2个氢键，C和G碱基对之间含3个氢键，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)数目越多，氢键数目越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错误；(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误；经半保留复制得到的DNA分子，是双链DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。]
3．(2021·浙江6月选考)含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(　　)
A．240个　　　　　　 B．180个
C．114个 D．90个
B　[分析题意可知，该DNA分子片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中一条链(设为1链)的A＋T占40%，即A1＋T1＝40个，则C1＋G1＝60个；互补链(设为2链)中G与T分别占22%和18%，即G2＝22，T2＝18，可知C1＝22，则G1＝60－22＝38＝C2，故该DNA分子片段中C＝22＋38＝60。已知DNA分子复制了2次，则DNA的个数为22＝4,4个DNA分子中共有胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为4×60＝240，原DNA分子片段中有60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，则需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为240－60＝180，B正确，A、C、D错误。]
4．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
D　[DNA分子的两条单链均只含有14N，该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，形成4个DNA，其中2个DNA为15N14N，另外2个DNA为15N15N；再转到含有14N的培养基中繁殖一代，DNA为15N14N形成的子代DNA中，一个DNA为15N14N，另外1个DNA为14N14N；而DNA为15N15N形成的2个子代DNA都为15N14N；因此理论上DNA分子的组成类型有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1，D正确，A、B、C错误。]
5．若将洋葱根尖分生区细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是(　　)
A．每条染色体中的两条染色单体均含3H
B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C．每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H
A　[若将洋葱根尖分生区细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在第一次分裂间期时DNA复制1次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞都是每一条染色体的DNA都只有1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H标记，故A正确，B、C、D错误。]
6．(2022·青海海东模拟)下列有关细胞核中DNA的结构和复制的叙述，错误的是(　　)
A．DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，构成其基本骨架
B．DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板
C．以同一亲代DNA分子为模板复制形成的子代DNA分子中所含基因数相同
D．双链DNA分子中(A＋T)/(C＋G)的值一般相同
D　[DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成了DNA的基本骨架，A正确；DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板，B正确；以同一亲代DNA分子为模板复制形成的子代DNA分子与母本DNA分子相同，它们所含的基因数也与母本DNA分子的相同，C正确；双链DNA分子中A＝T、C＝G，但(A＋T)/(C＋G)的值一般不相同，D错误。]
7．大肠杆菌拟核DNA是环状DNA分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图所示。


下列对此实验的理解错误的是(　　)
A．DNA复制过程中，双链会局部解旋
B．Ⅰ所示的DNA链被3H标记
C．双链DNA复制仅以一条链作为模板
D．DNA复制方式是半保留复制
C　[分析第二次复制的图形可知，DNA复制过程中双链会局部解旋，A正确；图中Ⅰ所示的DNA链是在含3H标记的dTTP的培养液中合成的，故Ⅰ所示的DNA链被3H标记，B正确；分析第二次复制的图形，可以看出DNA复制时两条链都可作为模板，C错误；从第一次复制及第二次复制的图形分析可知，DNA复制的方式为半保留复制，D正确。]
8．如图表示DNA复制的过程。结合图示判断，下列有关叙述错误的是(　　)

A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开
B．DNA的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链方向相反
C．DNA的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
D．DNA复制形成的两条子链都是连续合成的
D　[DNA复制过程的第一步是解旋，需要用解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开，A正确；由题图可知，DNA的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链方向相反，B正确；DNA的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段，C正确；由题图可知，DNA复制合成两条子链时，前导链的合成是连续的，后随链的合成是不连续的，D错误。]
9．细胞生物都以DNA作为遗传物质，这是细胞具有统一性的证据之一。请回答下列问题：
(1)DNA的特殊结构适合作遗传物质。DNA双螺旋结构内部碱基排列顺序代表着________，碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的________________。
(2)DNA的复制需要_____________等酶，这些酶的合成场所是______________，从合成场所到达作用部位，共穿过________层膜结构。
(3)如图表示DNA复制的有关过程，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制片段。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。

A　　 B　　 C　　　　D　　E　　 F
①若A中含有48 502个碱基对，此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据图A～C分析，这是因为___________________________________
____________________________________________________________________。
②哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长，若按图A～C的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需约6 h，根据图D～F分析，这是因为_____
____________________________________________________________________。
[解析]　(1)碱基排列顺序代表遗传信息，碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。(2)DNA复制时，需要解旋酶和DNA聚合酶，它们的本质是蛋白质，在核糖体中合成，通过核孔进入细胞核发挥作用，故其穿过膜的层数为0。(3)根据图A、B、C可知，DNA分子复制可双向进行，因此可缩短复制的时间。图D中有3个复制起点，即真核细胞中DNA复制是从多个起点双向复制的。
[答案]　(1)遗传信息　多样性　(2)解旋酶、DNA聚合酶　核糖体　0　(3)①DNA分子复制是双向进行的　②DNA分子复制是从多个起点双向复制的
10．科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
组别
1组
2组
3组
4组
培养液中
唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产生
A
B
B的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带(14N/14N)
仅为重带(15N/15N)
仅为中带(15N/14N)
1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)
请分析并回答下列问题：
(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过________代培养，且培养液中的________是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第______组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制。
(3)分析讨论：
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式，请说明原因：_______________________。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是密度带的数量和位置________(填“有”或“没有”)变化。
[解析]　(1)经过一代培养后，只能是标记DNA分子的一条单链，所以要想对所有的DNA分子全部标记，以15N(或15NH4Cl)为唯一氮源，进行多代培养。(2)在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两个单链均被15N标记，“轻带”为两个单链均被14N标记，“中带”为一个单链被14N标记，另一个单链被15N标记，因此第3组实验的结果对得到结论起到了关键作用，需要与第1组和第2组对照才能说明是半保留复制。(3)①“重带”为被15N标记，因此应该来自具有标记的亲代B，子Ⅰ代DNA的离心结果为“中带”才能说明是半保留复制，若离心结果为“轻”和“重”两条密度带则说明不是半保留复制，可能是全保留复制；②若将Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果不能判断DNA的复制方式，因为无论是半保留还是全保留复制的结果都是一样的，都有重带和轻带；③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代中DNA分子只有中带和轻带，因此密度带的数量和位置不发生变化。
[答案]　(1)多　15N(或15NH4Cl)　(2)3　1和2　(3)①B　半保留　②不能　因为当把双链分开后，无论是半保留还是全保留复制的结果都是一样的　③没有

11．(2022·湖南雅礼二模)如图为DNA分子结构示意图，对该图的叙述正确的是(　　)

A．若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建如图的片段，则需订书钉30个
B．④是构成DNA的基本组成单位，名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C．该DNA分子可能有4种碱基对排列顺序，但不一定都能出现在生物体内
D．某双链DNA分子中，G占总数的30%，其中一条链中的T占该DNA分子全部总数的7%，那么另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为13%
D　[用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体，构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉；将两个基本单位连在一起需要一个订书钉，若搭建含4对碱基组成的DNA双链片段，需要将8个基本单位连成两条长度相等的链，需要6个订书钉；碱基A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，碱基对之间的氢键也需要订书钉连接，因此使用订书钉的个数为8×2＋3×2＋2×2＋2×3＝32个，A错误。图中④由①②③组成，不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②③和下一个磷酸才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误。图中DNA分子序列已经确定，没有其他排列顺序，DNA分子中的遗传信息储存在碱基对的排列顺序中，即其中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息，并不是所有的碱基对排列在生物体内都会存在，C错误。根据碱基互补配对原则，G占总数的30%，则T占总数的50%－30%＝20%，若其中一条链中的T占该DNA分子全部总数的7%，则另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为20%－7%＝13%，D正确。]
12．(2022·山西吕梁二模)如图表示大肠杆菌质粒DNA的复制过程，其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。若该细菌的质粒DNA含有的碱基数目为m，胸腺嘧啶数目为a，下列叙述错误的是(　　)

A．该DNA复制的特点为边解旋边复制、双向复制
B．该过程需要解旋酶和DNA酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATP
C．该DNA复制n次，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为(2n－1)×(m/2－a)
D．该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键
B　[据图分析，图中有两个复制叉，部分解旋后开始进行复制，体现该DNA复制过程的特点是边解旋边复制、双向复制，A正确；该过程需要解旋酶和DNA聚合酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATP，B错误；DNA分子中含有的碱基数目为m，含有T的数目为a，则一个DNA分子中含有的C的数目是(m－2a)/2，因此复制n次共需要G的数目为(2n－1)×(m/2－a)，C正确；据题意可知，图中DNA含有的碱基数为m，即含有的脱氧核苷酸数为m，因为该DNA为环状双链分子，磷酸二酯键数等于脱氧核苷酸数，因此复制过程形成2条环状的DNA链，故形成的磷酸二酯键数为m，D正确。]
13．(2022·辽宁大连一模)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述错误的是(　　)

甲

乙
A．甲所示过程为DNA复制，图示表明复制可以从多个起点双向复制
B．乙所示过程为转录，图示表明DNA分子的两条链都可以做模板链
C．甲、乙所示过程中DNA分子解旋都消耗细胞内能量并需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
C　[分析图可知，图甲为DNA两条链同时作为模板，进行反方向的物质合成，各生成两条子链，符合DNA半保留复制的特点，所以甲所示过程为DNA的复制，且从甲图中可以看出该过程中DNA复制可以从多个起点双向复制，A正确；分析图可知，图乙分别只以一条链作为模板，各生成一条单链，符合转录的过程特点，所以乙所示过程为转录，且图示表明DNA分子的两条链都可以作为合成不同RNA的模板链，B正确；甲、乙所示过程中DNA分子解旋都消耗细胞内能量，但图乙中，转录不需要解旋酶，需要RNA聚合酶，C错误；一个细胞周期中，DNA复制一次，但可以转录多次，形成多个mRNA，所以一个细胞周期中，甲过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次，D正确。]
14．(2021·全国甲卷)用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA－Pα～Pβ～Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链)，对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。

回答下列问题：
(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P，原因是____________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是_____________________________
____________________________________________________________________。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA________。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是______________________。
[解析]　(1)dA－Pα～Pβ～Pγ脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一。因此研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P。(2)RNA分子也可以与染色体DNA进行碱基互补配对，产生杂交带，从而干扰32P标记的DNA片段甲与染色体DNA的杂交，故去除RNA分子，可以防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交。(3)DNA分子解旋后的单链片段才能与32P标记的DNA片段甲进行碱基互补配对，故需要使样品中的染色体DNA解旋。(4)DNA酶可以水解DNA分子从而去除样品中的DNA。
[答案]　(1)dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一　(2)防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交　(3)解旋　(4)DNA酶