新高中生物一轮复习专题训练：第18讲 DNA的结构（word含解析）

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1．某DNA片段有500个碱基对，含有腺嘌呤200个。下列与DNA的结构和复制有关的叙述，正确的是( )
A．DNA的一条链中，相邻碱基依靠“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”连接
B．该DNA片段中的500个碱基对可能组成的DNA种类有4500种
C．该DNA片段复制n次，第n次需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸300×2n－1个
D．该DNA中，一条链的嘌呤数/嘧啶数一定与另一条链相等
解析：DNA的一条链中，相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，A错误；该DNA的500个碱基对中，腺嘌呤和胸腺嘧啶都是200个，故这些碱基组成的DNA片段上每个位点的碱基种类不可能均为4种，故此DNA片段种类应少于4500种，B错误；该DNA片段中，腺嘌呤＝胸腺嘧啶＝200个，则胞嘧啶＝鸟嘌呤＝300个，故第n次需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸300×2n－1个，C正确；该DNA中，一条链的嘌呤数/嘧啶数与另一条链的该比值互为倒数，D错误。
答案：C
2．几名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( )
①每条脱氧核苷酸单链上碱基种类不同 ②每条脱氧核苷酸单链上碱基数量不同 ③DNA片段上碱基对的排列顺序不同 ④DNA片段的空间结构不同
A．①③ B．②③
C．③④ D．①④
解析：每条脱氧核苷酸单链上碱基种类不同与DNA片段的多样性有关，①正确；表格中给出了碱基G和C各3个，A和T各5个，故每条链上的碱基数目都应该是8个，②错误；DNA片段上的碱基对的排列顺序不同决定了DNA片段的多样性，③正确；DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，故DNA片段上的空间结构相同，与DNA多样性无关，④错误。
答案：A
3．研究发现，细胞内DNA复制的最初原料是dNTP(脱氧核苷三磷酸，包括dATP、dGTP、dCTP和dTTP)，dNTP除了作为DNA复制的原料之外，还可以作为DNA复制过程中部分能量的来源。下列关于DNA结构和复制的叙述错误的是( )
A．DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧
B．双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸
C．在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供
D．DNA复制过程中所需的核糖核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基
解析：DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧，磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧，A正确；双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸，B正确；在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供，也可以从其他途径获得，比如磷酸肌酸也可以供能，C正确；DNA复制过程中所需的脱氧核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基，D错误。
答案：D
4．(2022·湖南长沙模拟)真核生物的DNA分子中有多个复制起始位点，可以大大提高DNA复制速率。中科院李国红团队通过研究揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制，该成果入选2020年中国科学十大进展。下列叙述错误的是( )
A．DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点
B．DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板
C．可将外源的尿嘧啶核糖核苷酸掺入新合成的DNA链中来鉴定复制起始位点
D．DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行
解析：DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点，使DNA解旋后并开始复制，A正确；复制时以DNA两条链为模板，DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板，B正确；DNA中不含尿嘧啶，故DNA复制过程中不会利用外源的尿嘧啶核糖核苷酸，C错误；DNA两条链反向平行，DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行，这种多起点双向复制可提高DNA分子的合成效率，D正确。
答案：C
5．沃森和克里克根据DNA分子衍射图谱，解析出经典的DNA双螺旋类型(B­DNA)，后续人们又解析了两种不同的DNA双螺旋类型(A­DNA和Z­DNA)，它们的螺旋直径如表所示。下列叙述错误的是( )
A.Z­DNA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：DNA复制过程中需要将DNA解旋，而Z­DNA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，则可导致生物体内DNA双螺旋类型多种多样，D正确。
答案：A
6．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是( )
A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基
B．基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有一个或两个DNA分子
解析：在DNA分子中，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基；基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子含有许多个基因；脱氧核苷酸的特定排列顺序使基因具有特异性；染色体是DNA的主要载体，DNA复制前一条染色体含一个DNA分子，DNA复制后一条染色体含两个DNA分子。
答案：A
7．如图为某DNA分子半保留复制过程的部分示意图，非复制区与复制区的相接区域会形成Y字型结构，被称为“复制叉”。在复制过程中，DNA连接酶可以将脱氧核苷酸片段连接在一起。据图分析，下列说法错误的是( )
A．解旋酶可结合在复制叉的部位
B．DNA复制叉的延伸需要消耗能量
C．DNA聚合酶能催化前导链和滞后链由3′­端向5′­端延伸
D．DNA连接酶在DNA复制过程中能催化磷酸二酯键形成
解析：解旋酶在DNA复制过程中起到催化双链DNA解旋的作用，据图可知，解旋酶可结合在复制叉的部位，A正确；解旋酶是由水解ATP供给能量来解开DNA的酶，故DNA复制叉的延伸需要消耗能量，B正确；据图可知，DNA聚合酶能催化前导链和滞后链由5′­端向3′­端延伸，C错误；DNA连接酶在DNA复制过程中将脱氧核苷酸片段连接在一起，即能催化磷酸二酯键形成，D正确。
答案：C
8．当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的片段，仍然是两条游离的单链，如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．DNA分子中G与C相对含量越多，形成的杂合双链区越多
B．杂合双链区中的嘌呤碱基总数比嘧啶碱基总数少
C．形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近
D．杂合双链区是基因片段，游离单链区是非基因片段
解析：DNA分子中G与C相对含量越多，热稳定性越强，越不容易分成单链，形成的杂合双链区越少，A错误；杂合双链区中的嘌呤与嘧啶配对，所以嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数相等，B错误；当两种生物的DNA分子的单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区，形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，C正确；基因通常是具有遗传效应的DNA片段，杂合双链区可能是基因片段，游离单链区也可能是基因片段，D错误。
答案：C
9．研究人员将1个含14N­DNA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：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，有6个都是15N的DNA，故应有中带和重带两条条带，D正确。
答案：D
10．(多选)白斑综合症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(5­BU)诱变剂提高对虾抗病能力。5­BU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．5­BU处理组对虾体细胞中的碱基数目不变
B．5­BU处理组对虾体细胞DNA中(A＋T)/(C＋G)比值可能发生变化
C．5­BU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：根据题干信息，利用5­BU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5­BU产生的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，5­BU诱变剂是通过干扰对虾体细胞内DNA的复制诱导基因突变，使得对虾体细胞膜上的受体蛋白结构改变，来阻断病毒的吸附，C错误；5­BU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。
答案：AB
11．(多选)(2022·江苏南京模拟)科学家在人体快速分裂的细胞中发现了DNA的四螺旋结构，形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G4平面”，继而形成立体的“G­四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述正确的是( )
A．组成该结构的基本单位为脱氧核糖核苷酸
B．用DNA解旋酶可以打开该结构中的氢键
C．每个“G­四联体螺旋结构”中含有一个游离的磷酸基团
D．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中相等
解析：DNA的基本单位是由四种脱氧核苷酸组成，A正确；由图可知DNA的四螺旋结构是由DNA单链螺旋而成，用DNA解旋酶可以打开该结构的氢键，B正确；DNA分子中“G­四联体螺旋结构”是一条单链形成的，该结构中含有1个游离的磷酸基团，C正确；DNA双螺旋中A＝T、C＝G，所以(A＋G)/(T＋C)的值始终等于1，而该结构只有一条DNA单链，所以其中(A＋G)/(T＋C)的值不一定相等，D错误。
答案：ABC
12．如图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解。据图探讨问题：
(1)图1物质是构成DNA的基本单位，与RNA的基本单位相比，两者成分方面的差别是
________________________________________________________________________。
(2)催化形成图2中的磷酸二酯键的酶有________________(供选酶：RNA聚合酶、DNA聚合酶、DNA解旋酶)。
(3)图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，DNA耐高温的能力越强，则________(填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例越高。
(4)RNA病毒与DNA病毒相比更容易发生改变，请结合图5和有关RNA的结构说明其原因：_______________________________________________________。
解析：(1)DNA与RNA相比，主要区别是DNA中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。
(2)图2是由DNA分子脱水缩合形成，该过程需要DNA聚合酶催化。
(3)C—G之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键，DNA分子中氢键越多，DNA分子越稳定，所以C—G比例越高，DNA耐高温能力越强。
(4)RNA分子是单链结构，DNA分子是双螺旋结构，其结构稳定性较强，而单链RNA更容易发生变异。
答案：(1)物质1中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U (2)DNA聚合酶 (3)G—C
(4)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定
13．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____________________________。
(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指纹图中的一条带与M的DNA指纹图中的一条带相同，另一条带与F2 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，(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 DNA指纹图中的一条带相同，另一条带与F2 DNA指纹图中的一条带相同 (3)(A＋T)/(G＋C)
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
A­DNA
B­DNA
Z­DNA
螺旋直径(nm)
2.55
2.37
1.84