2024版新教材高考生物全程一轮总复习课后定时检测案21DNA的结构复制及基因通常是有遗传效应的DNA片段

课后定时检测案21　DNA的结构、复制及基因通常是有遗传效应的DNA片段

 [基础巩固练]——学业水平一、二

考点一　DNA分子的结构、特性及基因的本质(Ⅱ)

1．[2023·海口一模]下列关于双链DNA分子结构的叙述，错误的是(　　)

A．两条单链反向平行，相互缠绕形成双螺旋结构

B．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基的配对是随机的

C．DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖与磷酸构成的

D．遗传信息蕴藏在DNA的4种脱氧核苷酸排列顺序之中

2．[2023·福建泉州模拟]利用DNA指纹技术进行亲子鉴定具有极高的准确率，下列不能作为该项技术的科学依据的是(　　)

A．基因在染色体上呈线性排列

B．不同DNA分子具有特定的碱基排列顺序

C．同一个体不同体细胞中的核DNA是相同的

D．子代的染色体一半来自父方，一半来自母方

3．下图是双链DNA分子的结构，相关叙述中，正确的是(　　)

A.①表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸

B．每个磷酸均连接着两个脱氧核糖

C．DNA复制时，解旋酶断裂的是③处的化学键

D．在双链DNA分子中碱基C和G的比例越大，该DNA热稳定性越高

4．下列关于基因、DNA、遗传信息和染色体的描述，正确的是(　　)

A．某个体发生了基因突变，但性状未变，一定是发生了隐性突变

B．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性和特异性

C．与原核生物不同的是，真核生物中构成基因的碱基总数小于DNA的碱基总数

D．核DNA复制发生在间期而不是分裂期与其载体的存在状态有关

考点二　DNA分子的复制及实验探究(Ⅱ)

5．[2023·南阳一中高三月考]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双链之间的氢键，解开双链

B．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反

C．从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间

D．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上

6．真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述正确的是(　　)

A．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成

B．a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列互补配对

C．该图表示DNA半保留复制的过程，遗传信息传递方向是DNA→RNA

D．c链和d链中G＋C所占比例相等，该比值越大DNA的热稳定性越高

7．(不定项)将某一细胞中的一条染色体用14C充分标记，其同源染色体用32P充分标记，置于不含放射性的培养液中培养，经过连续两次细胞分裂(不考虑互换)，下列说法中不正确的是(　　)

A.若进行减数分裂，则四个细胞中均含有14C和32P

B．若进行有丝分裂，某一细胞中含14C的染色体可能是含32P染色体的两倍

C．若进行有丝分裂，则四个细胞中可能三个有放射性，一个没有放射性

D．若进行减数分裂，则四个细胞中可能两个有放射性，两个没有放射性

[提能强化练]——学业水平三、四

8．[2023·潍坊一模]为探究DNA复制方式，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔将15N标记的大肠杆菌放到只含14N的培养基中培养，通过CsCl密度梯度离心技术分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的15N/15NDNA、14N/14NDNA及15N/14NDNA分离开来。因为DNA能够强烈地吸收紫外线，所以用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带。下列相关说法正确的是(　　)

A．因为15N具有放射性，所以感光胶片上可以记录DNA带的位置

B．根据第一代只出现一条居中的DNA条带，可以排除DNA是全保留复制

C．大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶、DNA聚合酶和限制酶

D．DNA聚合酶是一种能调节DNA分子复制的信息分子

9．羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是(　　)

A．DNA复制一般发生在细胞分裂前期

B．该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变

C．这种变化为基因突变，一定会引起编码的蛋白质结构改变

D．该片段复制后的子代DNA分子中G—C碱基对与总碱基对的比值下降

10．(不定项)高危型HPV(一种病毒)的持续感染是引起宫颈癌的最主要因素之一。某人宫颈分泌物的高危型HPVDNA检测报告如下表所示。下列说法完全正确的是(　　)

A.HPV的遗传物质主要是DNA

B．分子杂交法可能涉及碱基互补配对原则

C．被检测者未感染高危型HPV

D．若检测比值等于1，则可判断被检测者是宫颈癌患者

11．[2023·泰州模拟](不定项)人类抗体重链基因位于14号染色体上，由VH、DH、JH、CH四个基因片段簇组成，其中功能性VH基因片段约有65个、DH基因片段有27个、JH基因片段有6个、功能性CH基因片段有9个，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A．VH1、DH1和JH1的基本组成单位相同

B．VH1、DH1和JH1之间可互为等位基因

C．VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础

D．遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的排列顺序中

12．(不定项)如图是在电子显微镜下拍摄的某生物细胞DNA复制过程中的图像。下列有关叙述正确的是(　　)

A.此图反映出的DNA复制模式，可作为DNA双向复制的证据

B．此过程遵循碱基互补配对原则，任一条链中A＝T，G＝C

C．若将该DNA彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基

D．若该DNA分子的一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则互补链中该比值也为a

[大题冲关练]——综合创新·求突破

13．[2023·南阳一中高三月考]荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：

(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的________键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的________为原料，合成荧光标记的DNA探针。

(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中________键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照________________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有________条荧光标记的DNA片段。

(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到________个荧光点；在减数分裂Ⅰ形成的两个子细胞中分别可观察到________个荧光点。

14．双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成的，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2s、7s、15s、30s、60s、120s后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，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，结果如图2。请分析回答：

(1)若1个双链DNA片段中有1000个碱基对，其中胸腺嘧啶有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)以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DNA中检测到放射性，其原因是___________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，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______________。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度越高的原因是_____________________________

________________________________________________________________________。

(4)图2中，与60s结果相比，120s结果中短链片段减少的原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是

________________________________________________________________________。

课后定时检测案21

1．解析：双链DNA的两条单链反向平行，相互缠绕形成双螺旋结构，A正确；两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基的配对遵循碱基互补配对原则，不是随机的，B错误；DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖与磷酸交替连接构成的，C正确；遗传信息蕴藏在DNA的4种脱氧核苷酸排列顺序之中，D正确。

答案：B

2．解析：无论是否有亲子关系，真核生物的核基因在染色体上都呈线性排列，不能作为亲子鉴定的依据，A符合题意；DNA分子具有特异性，具有特定的碱基排列顺序，可以作为亲子鉴定的依据，B不符合题意；同一个体的不同体细胞都来自受精卵的有丝分裂，核DNA几乎都相同，C不符合题意；子代个体具备父母双方的核遗传物质，一半来自父方一半来自母方，可以作为亲子鉴定的依据，D不符合题意。

答案：A

3．解析：①是由一个脱氧核苷酸的脱氧核糖、胸腺嘧啶与另一个脱氧核苷酸的磷酸基团构成的，不能表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸，A错误；位于每条链首端的磷酸只连接着一个脱氧核糖，B错误；DNA复制时，解旋酶断裂的是②处的氢键，C错误；含有的氢键数量越多的双链DNA分子的热稳定性越高，在一个双链DNA分子中，碱基对G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此在双链DNA分子中，碱基C和G的比例越大，该DNA热稳定性越高，D正确。

答案：D

4．解析：某个体发生了基因突变，但性状未变，可能是发生了隐性突变，也可能是由于密码子具有简并性，基因突变后，密码子虽然发生改变但氨基酸种类并没有改变，因此不会引起相应性状的改变，A错误；碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性，B错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，因此不管是原核生物还是真核生物，体内所有基因的碱基总数均小于DNA分子的碱基总数，C错误；在间期和分裂期，核DNA的载体分别是染色质和染色体，染色质中DNA分子容易解旋，而染色体高度螺旋化，DNA分子不容易解旋，因此核DNA复制发生在间期而不是分裂期与其载体的存在状态有关，D正确。

答案：D

5．解析：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；由图可知，DNA分子的复制具有双向复制的特点，且生成的两条子链的方向相反，B正确；图中DNA复制只有一个起点，故不能说明DNA分子具有多起点复制的特点，C错误；DNA分子复制时，需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上，D正确。

答案：C

6．解析：酶1是解旋酶，其作用是使氢键断裂，A错误；a链和c链均与b链碱基互补配对，因此a链与c链的碱基序列相同，B错误；DNA复制过程中遗传信息的传递方向是DNA→DNA，C错误；c链和d链中的碱基是互补配对的G1＋C1＝G2＋C2，A与T之间以两个氢键连接，G与C之间以三个氢键连接，G＋C所占比例越大，DNA分子的热稳定性越高，因此c链和d链中G＋C所占比例相等，该比值越大DNA的热稳定性越高，D正确。

答案：D

7．解析：根据题干信息分析，该细胞可能是进行了两次有丝分裂或一次减数分裂。DNA的复制具有半保留复制的特点，减数分裂过程中，复制后的一条染色体上的两条姐妹染色单体都具有放射性，因此经过减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，产生的每个子细胞染色体数目减半，四个子细胞中都有放射性，其中两个细胞中均含有14C，两个细胞中均含有32P，A、D错误；由于只有一对同源染色体分别被标记，且原料没有被标记，因此两种放射性之间不可能一方是另一方的两倍，B错误；经过第一次有丝分裂产生的子细胞中两条染色体分别含有14C和32P，但是都是一条链含有放射性，另一条链没有放射性，第二次有丝分裂DNA复制后每条染色体上的两条姐妹染色单体中的一条含有放射性，另一条没有，则产生的四个子细胞中可能两个含有放射性、两个不含有放射性，可能四个都含有放射性，也可能三个有放射性，一个没有放射性，C正确。

答案：ABD

8．解析：15N不具有放射性，因为DNA能够强烈地吸收紫外线，所以用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带，A错误；若DNA为全保留复制，则细胞分裂产生的第一代有15N/15N­DNA、14N/14N­DNA，经离心后应该分布于离心管的下部和上部，根据第一代只出现一条居中的DNA条带，可以排除DNA是全保留复制，B正确；DNA分子复制时需要用到解旋酶、DNA聚合酶，不需要限制酶，C错误；DNA聚合酶只起催化作用，没有调节作用，D错误。

答案：B

9．解析：DNA复制一般发生在分裂间期，A错误；若转变为羟化胞嘧啶的两个胞嘧啶分子位于DNA片段的同一条链上，则根据DNA半保留复制可知，该片段复制后的子代DNA分子中，有一半子代DNA分子上的碱基序列会发生改变，B错误；胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，形成的子代DNA碱基发生改变，若发生在基因内部，则属于基因突变，由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会引起编码的蛋白质结构改变，C错误；由图可知，胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶后与腺嘌呤配对，而不是与鸟嘌呤配对，因此该片段复制后的子代DNA分子中G—C碱基对与总碱基对的比值下降，D正确。

答案：D

10．解析：由题意可知，HPV含有DNA，其遗传物质是DNA，A错误；DNA分子杂交技术的原理是碱基互补配对原则，B正确；由表格数据可知，被检测者高危型HPVDNA检测比值远远低于正常值，因此被检测者未感染高危型HPV，C正确；若检测比值等于1，则可判断被检测者感染了高危型HPV，但不一定是宫颈癌患者，D错误。

答案：BC

11．解析：VH1、DH1和JH1的基本组成单位都是脱氧核苷酸，A正确；等位基因位于同源染色体的相同位置上，而VH1、DH1和JH1在一条染色体上，不能互为等位基因，B错误；VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础，C正确；遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的脱氧核苷酸的排列顺序中，D错误。

答案：BD

12．解析：此图反映出的DNA复制模式，可作为DNA双向复制的证据；在一条链中A与T、G与C不一定相等；DNA彻底水解是指将脱氧核苷酸也水解，产物是脱氧核糖、磷酸和四种碱基；DNA分子的一条链中两互补碱基之和的比值，与另一条互补链中该比值相等。

答案：AD

13．解析：(1)根据题意和图示分析可知：DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键从而产生切口，形成一段一段的DNA分子片段。在DNA聚合酶Ⅰ的作用下，以荧光标记的四种脱氧核苷酸为原料，合成荧光标记的DNA探针。(2)DNA分子是双链结构，通过氢键连接。将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中氢键断裂，形成单链，随后在降温复性的过程中，探针的碱基按照A－T、C－G的碱基互补配对原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子，图中两条姐妹染色单体中含有2个DNA分子共有4条链，所以最多可有4条荧光标记的DNA片段。(3)由于AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记，若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞(AABC)中可观察到6个荧光点，在减数分裂Ⅰ形成的两个子细胞中可分别观察到含A和含AB的2和4个荧光点。

答案：(1)磷酸二酯　脱氧核苷酸　(2)氢　碱基互补配对　4　(3)6　2和4

14．解析：(1)DNA片段中有1000个碱基对，依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA片段中A＝T＝350个，C＝G＝650个。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数为24－1×650＝5200(个)。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，因3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以最终在噬菌体DNA中能检测到放射性。(3)解旋酶能降低反应所需要的活化能。在每个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，故DNA分子中G＋C的比例越高，含有的氢键数越多，DNA分子结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度也越高。(4)分子越小离试管口距离越近。图2显示，与60s结果相比，120s结果中有放射性的单链距离试管口较远，说明短链片段减少，其原因是短链片段连接形成长片段。在图示的实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。

答案：(1)5200　(2)标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中能检测到放射性　(3)降低反应所需要的活化能　DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定　(4)短链片段连接形成长片段　在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段