备考2024届高考生物一轮复习分层练习第六章遗传的分子基础课时2DNA分子的结构复制及基因的本质

这是一份备考2024届高考生物一轮复习分层练习第六章遗传的分子基础课时2DNA分子的结构复制及基因的本质，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1.[2024郑州模拟]1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型。下列有关叙述错误的是（A ）
A.DNA双螺旋结构模型的构建确定了DNA是染色体的组成成分之一
B.A的含量等于T的含量、G的含量等于C的含量为构建DNA双螺旋结构模型提供了重要信息
C.DNA衍射图谱的有关数据为推算DNA分子呈螺旋结构奠定了基础
D.DNA双螺旋结构模型构建为提出DNA自我复制的假说奠定了基础
解析 DNA双螺旋结构模型的构建并没有确定DNA是染色体的组成成分之一，A错误。
2.[2023哈尔滨质监]如图是DNA分子结构的部分示意图，下列说法错误的是（C ）
A.图中数字1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖
B.图中3与4是通过氢键连接起来的
C.DNA复制时，DNA聚合酶可催化两个游离的脱氧核苷酸连接起来
D.脱氧核苷酸中，磷酸基团和碱基分别连在脱氧核糖的5'－C和1'－C上
解析 图中数字1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，A正确。图中3与4表示含氮碱基，是通过氢键连接起来的，B正确。DNA复制时，DNA聚合酶可以催化游离的脱氧核苷酸连接到DNA子链上，而不是催化两个游离的脱氧核苷酸连接起来，C错误。脱氧核苷酸中，磷酸基团连在脱氧核糖的5'－C上，碱基连在脱氧核糖的1'－C上，D正确。
3.[2024重庆巴蜀中学模拟]1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔将DNA双链都被15N标记的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养液中培养两代，分别收集亲代、子一代和子二代大肠杆菌并提取DNA，对提取的DNA进行离心，其结果如图所示。下列说法错误的是（A ）
A.该实验运用了差速离心技术
B.由亲代和子一代的离心结果可排除全保留复制
C.实验结果可以证明DNA为半保留复制
D.子二代含14N的DNA分子有4个
解析 该实验运用了同位素标记技术和密度梯度离心技术，A项错误。若DNA是全保留复制，则子一代离心后应得到两条带，与实验结果不符，因此由亲代和子一代的离心结果可排除全保留复制，B项正确。亲代大肠杆菌离心后，试管中只出现了一条DNA带，与子一代、子二代中的DNA带相比，此条带的位置最靠近试管的底部，说明其密度最大，是15N/15N－DNA；子一代离心后，试管中也只有一条带且位置居中，说明其密度居中，是15N/14N－DNA；子二代离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中，为15N/14N－DNA，另一条带的位置更靠上，说明其密度最小，是14N/14N－DNA，实验结果可以证明DNA复制为半保留复制，C项正确。由于DNA复制为半保留复制，所以子二代含14N的DNA分子有4个（2个15N/14N－DNA、2个14N/14N－DNA），D项正确。
4.[2024沈阳郊联体联考]某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如表所示。据表分析下列说法错误的是（A ）
表1
表2
A.不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例不同，说明DNA具有特异性
B.同种生物不同器官细胞的DNA中各种脱氧核苷酸比例基本相同，说明同种生物DNA的碱基组成具有一致性
C.不同生物的A、T之和与G、C之和比值不一致，说明不同生物DNA的碱基组成比例不同
D.除少数RNA病毒外，绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以DNA是主要的遗传物质
解析 不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例不同，DNA中碱基的排列顺序是千变万化的，说明DNA分子具有多样性，A错误；同种生物不同器官都是由同一受精卵发育而来的，含有相同的DNA，故同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，其DNA的碱基组成基本一致，B正确。
5.若某双链DNA分子中含有1000个脱氧核苷酸，其中一条链上A：T：G：C＝2：2：1：5。下列有关该DNA分子的叙述，错误的是（C ）
A.该DNA分子中共有1300个氢键
B.该DNA分子中A：T：G：C＝2：2：3：3
C.该DNA分子中的碱基排列方式共有4500种
D.A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径
解析 某双链DNA分子中含有1000个脱氧核苷酸，其中一条链上A：T：G：C＝2：2：1：5，因此该DNA分子中共含有200个A—T碱基对和300个G—C碱基对，该DNA分子中A：T：G：C＝2：2：3：3，A和T之间形成2个氢键，G和C之间形成3个氢键，则该DNA分子中共有200×2＋300×3＝1300个氢键，A、B正确；若DNA的碱基组成无任何限制条件，DNA的碱基排列方式共有4500种，但该DNA的一条链上A：T：G：C＝2：2：1：5，因此该DNA的碱基排列方式肯定小于4500种，C错误；DNA分子中A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，D正确。
6.[2023潍坊检测]若肺炎链球菌的某个环状质粒含有1000个碱基对，其中碱基A占32％。下列说法正确的是（D ）
A.该质粒第三次复制时，需要消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸4480个
B.转录形成的RNA中，碱基U占32％
C.该质粒中磷酸二酯键的数目为1998个，游离的磷酸基团为2个
D.该质粒的每条单链中A＋T均占64％
解析 该质粒中碱基A占32％，则T＝A＝32％，G＝C＝18％，该质粒含有1000个碱基对，则胸腺嘧啶的数目为640个，根据DNA半保留复制可知，该质粒第三次复制时，作为模板的质粒有4个，需要消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸4×640＝2560（个），A错误；转录是以DNA的一条链为模板进行的，由于不清楚DNA模板链中A的比例，故不清楚转录形成的RNA中碱基的比例，B错误；环状质粒没有游离的磷酸基团，C错误；该质粒双链中A＋T的比例等于每条单链中A＋T的比例，双链中A＋T所占比例为64％，每条单链中A＋T也占64％，D正确。
7.[情境创新/2024重庆育才中学段考]人类免疫缺陷病毒（HIV）含有两个相同的单链RNA分子，两者通过局部碱基互补配对形成“吻式”结构，进而形成特殊的“共轴螺旋”，如图所示。下列说法错误的是（C ）
A.RNA分子是HIV的遗传物质
B.“吻式”结构中，碱基A与U数量相等，碱基C与G数量相等
C.图中虚线内的C与G、C与A之间均以氢键连接
D.以解开螺旋的RNA分子为模板合成DNA的过程发生在宿主细胞内
解析 HIV是RNA病毒，RNA分子是HIV的遗传物质，A正确；“吻式”结构中，A与U配对、G与C配对，B正确；图中虚线内的C与G之间以氢键连接，C与A之间以磷酸二酯键相连，C错误；病毒侵入宿主细胞后开始增殖，D正确。
8.[2024保定模拟]人的遗传信息主要分布于染色体上的DNA中，因此DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。该技术在现代刑侦领域发挥重大作用，如图为DNA指纹图，下列相关叙述错误的是（D ）
A.受害者体内的精液来自1号怀疑对象，除精液外，血液或毛发等也都可进行DNA指纹鉴定
B.同一个人的不同组织产生的DNA指纹图一般相同
C.该技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定
D.从出生到年老，每个人的DNA指纹图会发生很大变化
解析 由图示分析可知，1号怀疑对象的DNA指纹图与从受害者体内分离的精液样品的DNA指纹图一致，因此受害者体内的精液来自1号怀疑对象，除精液外，血液或毛发等也都可进行DNA指纹鉴定，A正确；同一个人的不同组织细胞都是由受精卵分裂、分化形成的，所以产生的DNA指纹图一般相同，B正确；DNA分子的特异性可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定，C正确；DNA具有稳定性，从出生到年老，每个人的DNA指纹图一般不会发生变化，D错误。
二、非选择题
9.[10分]双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的。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，一条子链连续合成，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）由图1可知，DNA分子复制的方式是 半保留复制 ，DNA子链的延伸方向是 5'→3' （填“5'→3'”或“3'→5'”）。
（2）若1个双链DNA片段中有1000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，则该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗 5 200 个胞嘧啶脱氧核苷酸。
（3）DNA解旋在细胞中需要 解旋 酶的催化并消耗能量，在体外通过加热也能实现。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 DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定 。
（4）图2中实验结果 能 （填“能”或“不能”）为冈崎假说提供有力证据。与60s结果相比，120s结果中短链片段减少的原因可能是 短链片段连接形成长片段 。
解析 （1）由图1可知，DNA分子复制时以DNA分子两条链分别为模板进行半保留复制。复制过程中，两条子链延伸的方向都是5'→3'。（2）若1个双链DNA片段中有1000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，则胞嘧啶有1000－350＝650（个），若该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2（4－1）×650＝5200（个）。（3）DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化并消耗能量，在体外通过加热也能实现。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定，所以DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度越高。（4）图2中，与60s结果相比，120s结果中短链片段减少的原因可能是短链片段连接形成长片段。
一、选择题
10.[2023南昌模拟]真核细胞中DNA的复制方式如图所示，下列表述错误的是（C ）
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都有一条脱氧核苷酸链来自亲代
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，氢键的形成不需要酶的催化，C错误。
11.[2024华中师大一附中模拟]如图是果蝇DNA复制的电镜照片，图中泡状结构①、②和③是复制过程中形成的复制泡。下列叙述错误的是（B ）
A.多起点、边解旋边复制提高了复制效率
B.③复制起始的时间早于①和②
C.①②③中遵循碱基互补配对原则合成新链
D.参与DNA复制的酶有解旋酶和DNA聚合酶
解析 DNA复制时，多起点、边解旋边复制提高了复制效率，A正确；复制泡越大，说明复制起始的时间越早，③复制泡最小，说明其复制起始的时间晚于①和②，B错误；DNA复制时遵循碱基互补配对原则，C正确；DNA复制过程中需要解旋酶将双链解开，DNA聚合酶可催化合成DNA子链，D正确。
12.[2024烟台模拟]某DNA片段共有4×108个碱基对，其中碱基C的数量占全部碱基的30％。为了验证DNA的半保留复制，科研小组把一个只含14N的该DNA片段放到只含15N的培养液中，让其复制三次。将每次复制的产物分别置于离心管中进行离心，结果分别对应图中的a、b、c。下列说法错误的是（A ）
A.本实验利用15N的放射性判断DNA在离心管中的位置
B.该DNA分子第2次复制，需要利用3.2×108个胸腺嘧啶脱氧核苷酸
C.c结果中含15N标记的DNA单链与含14N标记的DNA单链的数量比为7：1
D.三个结果中密度为中的DNA分子的数量比为1：1：1
解析 15N为稳定性同位素，没有放射性，A项错误。由题干信息知，该DNA片段共有4×108个碱基对，则有8×108个碱基，其中碱基C的数量占全部碱基的30％，则G的数量占全部碱基的30％，A与T均占全部碱基的20％，则该DNA分子中A＝T＝8×108×20％＝1.6×108（个），该DNA分子第2次复制，需要利用（22－1×1.6×108＝）3.2×108个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B项正确。对DNA复制过程进行分析，第一次复制产物的离心结果为2个14N/15N－DNA分布在中带，对应图中a。第二次复制产物的离心结果为2个14N/15N－DNA分布在中带，2个15N/15N－DNA分布在重带（密度大），对应图中b。第三次复制产物的离心结果为2个14N/15N－DNA分布在中带，6个15N/15N－DNA分布在重带（密度大），对应图中c。因此，c结果中含14N的DNA单链有2条，含15N的DNA单链有14条，含15N的DNA单链与含14N标记的DNA单链的数量比为7∶1，C项正确。三个结果中密度为中的DNA分子的数量比为1∶1∶1，D项正确。
二、非选择题
13.[2024成都检测，10分]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。以下是运用密度梯度离心等方法探究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，然后进行密度梯度离心，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热变性处理后进行密度梯度离心，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 氢键 （填键的名称）。
（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”？ 不能 ，原因是 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）研究人员发现，若实验二中提取的F1DNA 不做热变性处理 ，将其直接进行密度梯度离心，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14NH4Cl培养液中，培养24h后提取大肠杆菌的DNA，经实验二的相关处理后，离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比例为7：1，则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1000个碱基对（P都为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2次，与在只含32P的脱氧核苷酸溶液中复制2次相比，子代每个DNA的相对分子质量平均减少 1500 。
解析 （1）热变性处理破坏了DNA分子中的氢键，使DNA分子的双螺旋打开。（2）根据图a、图b中条带的数目和位置，不能判断DNA的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”，因为无论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）若双链的F1DNA不做热变性处理，将其直接进行密度梯度离心，结果只有一个条带，排除“全保留复制”。（4）DNA复制为半保留复制，形成的子代DNA含有一条亲代链和一条新形成的子代链，若将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，培养24h后提取大肠杆菌的DNA，经实验二的相关处理后，离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比例为7：1＝14：2，则此时大肠杆菌含有16条DNA单链，共复制了3次，大肠杆菌的分裂周期为8h。（5）1个DNA分子复制2次形成了4个DNA分子，将含有1000个碱基对（只含32P）的DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中，其中有6条单链含有31P，与在只含32P的脱氧核苷酸溶液中复制2次相比，减少的相对分子质量的总和是1000×6＝6000，因此每个DNA分子相对分子质量平均减少6000÷4＝1500。来源
A/G
T/C
A/T
G/C
嘌呤/嘧啶
人
1.56
1.43
1.00
1.00
1.00
鲱鱼
1.43
1.43
1.02
1.02
1.02
小麦
1.22
1.18
1.00
0.97
0.99
结核分枝杆菌
0.40
0.40
1.09
1.08
1.10
生物
猪
牛
器官
肝
脾
胰
肺
肾
胃
（A＋T）/（G＋C）
1.43
1.43
1.42
1.29
1.29
1.30