1、课时规范练课时规范练 16 DNA 分子的结构和复制分子的结构和复制 基因通基因通 常是有遗传效应的常是有遗传效应的 DNA 片段片段 一、基础练 1.(2020 浙江 7月选考)某 DNA 片段的结构如图所示。下列叙述正确的是( ) A.表示胞嘧啶 B.表示腺嘌呤 C.表示葡萄糖 D.表示氢键 2.细菌在 15N 培养基中繁殖数代后,使细菌 DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入14N培养基中培 养,抽取其子代的 DNA经高速离心分离,如图为可能的结果,下列叙述错误的是( ) A.第一次分裂的子代 DNA 对应 B.第二次分裂的子代 DNA对应 C.第三次分裂的子代 DNA对应 D.亲代的
2、 DNA对应 3.(2020 山东菏泽一模)真核生物染色体上 DNA 具有多起点双向复制的特点,在复制原点(Ori)结合相 关的复合体,进行 DNA的复制。下列叙述正确的是( ) A.真核生物 DNA上 Ori的数目多于染色体的数目 B.Ori 上结合的复合体具有打开磷酸二酯键的作用 C.DNA子链延伸过程中,结合的复合体促进氢键形成 D.每个细胞周期每个 Ori处可起始多次以保证子代 DNA 快速合成 4.(2020 山东潍坊三模)为探究 DNA复制方式,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
3、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 5.某 DNA 含有 3 000 个碱基,腺嘌
4、呤占 35%。若该 DNA 分子以 15N 同位素标记的游离脱氧核苷酸为 原料复制 3 次,再将全部复制产物置于试管内离心,进行密度分层,得到结果如图所示;然后加入解旋 酶再离心,得到结果如图所示。下列有关分析中正确的是( ) A.X层中的 DNA只有 14N 标记,Y层中的 DNA 只有15N 标记 B.W 层中含 15N标记的胞嘧啶 3 150 个 C.W 层与 Z层的核苷酸数之比为 14 D.X层中含有的氢键数是 Y层的 3倍 6.真核细胞内某基因由 1 000 对脱氧核苷酸组成,其中碱基 A占 20%。下列说法正确的是( ) A.该基因一定存在于染色体上 B.该基因的一条脱氧核苷酸链中
5、(C+G)/(A+T)的值为 3/2 C.DNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸 D.该基因复制 3次,需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸 2 800 个 7.20世纪 50年代初,查哥夫对多种生物的 DNA 做了碱基定量分析,发现 的比值如下表。结合所 学知识,下列叙述正确的是( ) DNA来 源 大肠杆 菌 小 麦 鼠 猪 肝 猪胸 腺 猪 脾 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 A.猪的 DNA 结构比大肠杆菌 DNA结构更稳定一些 B.小麦和鼠的 DNA所携带的遗传信息相同 C.小麦的基因中 A+T的数量是 C+G数量的 1.21 倍 D.同一生物不同组织的 DNA
6、 碱基组成相同 8.(2020 山东青岛一模)取小鼠睾丸中的一个精原细胞,在含 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中 完成一次有丝分裂,然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程。下列有关叙述正确 的是( ) A.初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记 B.次级精母细胞中每条染色体都被标记 C.只有半数精细胞中有被标记的染色体 D.所有精细胞的全部染色体中,被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等 9.某校生物活动小组要借助某大学的实验设备进行研究性学习,对 DNA分子复制的方式进行探索。 该小组设计了下列实验程序,请完成实验步骤并对结果进行预测。 (1)实验步骤 第一步:在氮
7、源为 14N的培养基上生长的大肠杆菌,其 DNA 分子均为14N/14N-DNA;在氮源为15N 的培 养基上生长的大肠杆菌,其 DNA 分子均为 15N/15N-DNA。用某种离心方法分离得到的结果如上图所 示,其 DNA分别分布在轻带和重带位置上。 第二步:将亲代大肠杆菌(被 15N 标记)转移到含14N的培养基上繁殖一代(),如果 DNA 一半在轻带 位置,一半在重带位置,则 DNA 是全保留复制,如果 DNA ,则 DNA是半保留 复制。 第三步:为了进一步验证第二步的推测结果,将亲代大肠杆菌(被 15N 标记)转移到含14N 的培养基上连 续繁殖二代()。 如果 DNA中 1/4在重
8、带位置,3/4在轻带位置,则 DNA是 ; 如果 DNA中 1/2在中带位置,1/2在轻带位置,则 DNA是 。 (2)有人提出:第一代()的 DNA 用解旋酶处理后再离心,就能直接判断 DNA的复制方式,如果轻带和 重带各占 1/2,则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确? 。原因 是 。 (3)该实验用到的最主要的方法叫 。 二、提升练 1.(2020 山东聊城期末)如图为 DNA片段结构示意图,下列关于 DNA 的结构与特点的叙述,错误的是 ( ) A.和相间排列构成了 DNA 的基本骨架 B.图中构成了一分子胞嘧啶脱氧核苷酸 C.若一条单链的序列是 5-AGCTT-3,则其互补链的
9、序列是 5-AAGCT-3 D.每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连 2.(2020 江苏相城期中)如图为某一 DNA分子片段,下列说法正确的是( ) A.解旋酶可作用于处 B.“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 C.不同 DNA分子的碱基种类相同,(A+T)/(C+G)的值也相同 D.把此 DNA 分子放在含 14N的培养液中复制 2 代,子代中含15N 的 DNA分子占 1/4 3.(2020 山东邹城兖矿第一中学月考)核 DNA被 32P 标记的精子与未被标记的卵细胞受精后,在不含 放射性标记的培养基中连续分裂两次,下列分析不正确的是( ) A.放射性细胞数量与所有细胞数量之比逐代减少 B.放射性
10、 DNA分子数与所有细胞总 DNA 分子数之比逐代减少 C.可以确定含有放射性的细胞数,因为分裂后期姐妹染色单体均分到两极 D.无法确定含有放射性的细胞数,因为分裂后期非同源染色体自由组合 4.(2020 湖南娄底一中开学考)将一个未标记的大肠杆菌(拟核 DNA呈环状,共含有 m 个碱基,其中有 a 个胸腺嘧啶)放在含有 32P 胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到下图、两种类 型的 DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析,正确的是 ( ) A.DNA 第二次复制产生的子代 DNA 有、两种类型,比例为 13 B.DNA复制后分配到两个子细胞时,
11、其上的基因的遗传不遵循基因分离定律 C.复制 n 次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)/2 D.复制 n 次形成的放射性脱氧核苷酸单链为(2n+1-2)条 5.(2020 山东单县高二开学考试)请回答下列与 DNA分子的结构和复制有关的问题。 (1)在果蝇细胞中 DNA 分子复制的时间 是 ,一条脱氧核苷酸链上 相邻的碱基靠“ ”连接。 (2)DNA 分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(P)变成了尿嘧啶,该 DNA连续复制两次,得到的 4 个子代 DNA分子相应位点上的碱基对分别为 UA、AT、GC、CG,推测“P”可能 是 。 (3)7- 乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(
12、T)配对。某 DNA 分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的 30%,鸟嘌呤(G)全部被 7- 乙基化,该 DNA分子正常复制产生两个 DNA 分子,其中一个 DNA 分子中 胸腺嘧啶(T)占碱基总数的 45%,另一个 DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为 。 (4)请你在下面框图中画出某亲本双链 DNA分子连续复制两次后的产物模式图。 (5)在噬菌体侵染细菌的实验中,先将 40个普通噬菌体(放在含 32P 的培养基中的大肠杆菌中)进行标 记,只得到 400个被标记的噬菌体,利用它们进行噬菌体侵染大肠杆菌实验,结果培养时间过长,细菌完 全裂解,得到了 4 000 个子代噬菌体,请问含有 32P 噬菌体所
13、占比例最多为 %。 课时规范练 16 DNA分子的 结构和复制 基因通常是有 遗传效应的 DNA 片段 一、基础练 1.D 本题的切入点是 DNA 的结构。题图中的表示胸腺嘧啶,A项错误;题图中的表 示胞嘧啶,B 项错误;题图中的表示脱氧核糖,C 项错误;题图中的表示氢键,D 项正确。 2.A 亲代 DNA为“15N N”,对应;经第一次复制所形成的子一代 DNA 应均为 “15N N”,应对应。第二次复制后,子二代 DNA 应为“15N N”与“14N N”,对应 ;第三次复制后,子三代 DNA中 1/4 为“15N N”,3/4 为“14N N”,对应。 3.A DNA是多起点复制,且一条
14、染色体上有 1或 2 个 DNA,因此 Ori 的数目多于染色体 数目,A项正确;Ori上结合的复合体具有打开氢键的作用,B项错误;DNA 链延伸过程中 结合的复合体促进磷酸二酯键的形成,C 项错误;每个细胞周期中 DNA 只复制一次,每个 Ori 处只起始一次,D项错误。 4.B 15N没有放射性,由题干信息可知,因为 DNA能够强烈地吸收紫外线,用紫外光源照 射离心管,可以透过离心管在感光胶片上记录 DNA带的位置,A项错误;若 DNA是全保 留复制,第一代会有两条链都含 15N的 DNA和两条链都含14N的 DNA,则会出现居下和 居上的 2 条 DNA条带,因此根据第一代只出现一条居中
15、的 DNA条带,可以排除 DNA是 全保留复制,B项正确;大肠杆菌在进行 DNA 分子复制时需要用到解旋酶和 DNA聚合 酶,不需要限制酶,C 项错误;DNA聚合酶在 DNA分子复制过程起到催化四种脱氧核苷 酸分子聚合形成子代 DNA 的作用,而不是传递信息,D项错误。 5.B DNA复制为半保留复制,故 X层为中带,应是含有 15N/14N-DNA,A项错误;DNA复 制 3 次,产生了 8 个 DNA 分子,共有 16 条 DNA单链,则 Z含有 2 条 14N链,W 含有 14条 15N链,由题意可知,每个 DNA含胞嘧啶 3 000 15%=450(个),故 W 层中含15N的胞嘧啶
16、为 450 142=3 150(个),B项正确;W 层与 Z层核苷酸数之比为 142=71,C 项错误;X 层为 2个 DNA分子,Y 层为 6 个 DNA分子,故 X层氢键数为 Y层的 1/3,D 项错误。 6.B 真核细胞内的基因包括核基因和质基因,质基因不会存在于染色体上;根据已知条 件可知,在该基因中,A=T=400(个),G=C=600(个),DNA分子中,一条单链的(C+G)/(A+T)的 值与整个 DNA分子中(C+G)/(A+T)的值相等,该 DNA分子中(C+G)/(A+T)的值为 3/2;解 旋酶只能将 DNA分子解旋,不能将基因水解成脱氧核苷酸;该基因复制 3 次,需游离
17、的鸟 嘌呤脱氧核苷酸数目为 600 (23-1)=4 200(个)。 7.D 大肠杆菌 DNA中 的值小于猪的 DNA,说明大肠杆菌 DNA含 CG碱基对的 比例较高,而 CG碱基对含三个氢键,所以大肠杆菌的 DNA结构稳定性高于猪的 DNA,A项错误;虽然小麦和鼠的 DNA中 的值相同,但不能表明二者的碱基序列相 同,B项错误;基因是有遗传效应的 DNA片段,因此无法根据小麦 DNA中 A+T与 C+G 的数量关系得出其基因中 A+T和 C+G的数量关系,C 项错误;同一生物不同组织细胞均 来源于受精卵的有丝分裂及分化,遗传物质应相同,D项正确。 8.D 精原细胞经一次有丝分裂,细胞中每条染
18、色体的 DNA中只有一条链被 3H标记,精 原细胞经过减数分裂的间期形成初级精母细胞,在间期时 DNA复制 1 次,每条染色体 中只有 1 条染色单体被标记,A项错误;次级精母细胞减数分裂后期着丝粒分裂,姐妹 染色单体分离后形成的子染色体只有一半被标记,B 项错误;所有精细胞的全部染色体中, 被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等,但并非半数精细胞中有被标记的染色体, 也可能是全部的精细胞中有被标记的染色体,C 项错误,D项正确。 9.答案:(1)全在中带位置 全保留复制 半保留复制 (2)不正确 不论是全保留复制还 是半保留复制,第一代 DNA 解旋后都是一半重带,一半轻带 (3)同位素标
19、记法 解析:(1)将亲代大肠杆菌(被 15N标记)转移到含14N的培养基上繁殖一代(),新合成的 子链全部是含 14N的,若为全保留复制,则 2个子代 DNA分子,一个 DNA 双链均为15N 标记,一个双链均为 14N标记,即为一条重带,一条轻带。若为半保留复制,则 2个子代 DNA分子均为 14N/15N-DNA分子,全部为中带。 若将亲代大肠杆菌(被 15N标记)转移到含14N的培养基上连续繁殖二代(),若为全 保留复制,则为 1个 DNA 两条链均为 15N标记,3 个 DNA两条链均为14N 标记,即 1/4 重 带,3/4 轻带;若为半保留复制,则有 2 个 DNA是 14N/15
20、N-DNA,2个 DNA 双链全部是14N 标记,即一半轻带,一半中带。 (2)若用解旋酶处理,则会导致双链 DNA形成单链,无论是半保留复制还是全保留复 制,第一代()DNA被解旋后再离心都是一半轻带,一半重带,无法区分。 (3)该实验对氮元素进行标记,来探究 DNA的复制方式,属于同位素标记法。 二、提升练 1.BD 是磷酸,是脱氧核糖,和相间排列构成了 DNA的基本骨架,A项正确;图 中不能构成一分子胞嘧啶脱氧核苷酸,B 项错误;由于 DNA的两条链是反向平行 的,根据碱基互补配对原则,若一条单链的序列是 5-AGCTT-3,则其互补链的序列是 5- AAGCT-3,C 项正确;位于一条
21、链最末端的脱氧核糖分子只与一个磷酸基团相连,D项错 误。 2.BD 解旋酶作用于氢键,A项错误;图示为 DNA片段,因此“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核 苷酸,B项正确;所有 DNA 分子都含有 A、C、G和 T四种碱基,且在双链 DNA分子中, 互补碱基两两相等,即 A=T,C=G,但不同的 DNA 分子(A+T)/(C+G)的值不一定相等,C 项 错误;把此 DNA放在含 14N的培养液中复制两代得到 4个 DNA分子,根据 DNA的半保 留复制特点,其中有一个 DNA分子为 15N/14N-DNA,其他 3 个 DNA 分子为14N/14N-DNA, 因此子代中含 15N的 DNA占 1/4,D
22、 项正确。 3.ACD 由于 DNA的半保留复制,含有标记的 DNA分子在未标记的原料中连续复制两 次,带有放射性标记的 DNA 分子数与所有细胞总 DNA分子数的比例将逐代减少,放射 性细胞数量与所有细胞数量之比不一定逐代减少,A项错误,B项正确。有丝分裂后期姐 妹染色单体分开后随机进入两个子细胞中,第一次分裂产生的子细胞都含有放射性,但第 二次分裂后含有放射性的细胞数目无法确定,C 项错误;受精卵进行有丝分裂,不会发生 基因重组,D项错误。 4.BD DNA第二次复制产生的子代 DNA共 4 个,有、两种类型,比例为 11,A项 错误;大肠杆菌属于原核生物,不能进行减数分裂,细胞内的基因不
23、遵循基因分离定律,B 项正确;拟核 DNA中共含有 m个碱基,其中有 a 个胸腺嘧啶,则 A=T=a,G=C=(m-2a)/2,复 制 n 次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)( - ),C项错误;复制 n次可以合成 DNA 分子 2n个,共 有 2n+1条链,只有两条母链不含放射性,所以形成的放射性脱氧核苷酸单链为(2n+1-2)条,D 项正确。 5.答案:(1)有丝分裂间期和减数分裂前的间期 脱氧核糖磷酸脱氧核糖 (2)G或 C (3)20% (4) (5)20 解析:(1)果蝇细胞中 DNA 复制的时间是有丝分裂间期和减数分裂前的间期;一条脱氧 核苷酸链上相邻的碱基靠“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”
24、连接。(2)根据半保留复制 的特点,DNA分子经过两次复制后,突变链形成的两个 DNA分子中含有碱基对 UA、 AT,而另一条正常链形成的两个 DNA分子中含有碱基对 GC、CG,因此发生替换 的可能是 G,也可能是 C。(3)该 DNA分子中 A=T=30%,G=C=20%,其中 G 全部被 7-乙基 化,复制时 G与 T配对,则子代 DNA的碱基受影响的是 T与 C 的数量,G的数量及比例 不受影响,所以子代 DNA 分子中鸟嘌呤(G)占 20%。(4)DNA的复制是半保留复制,由此 可得其连续复制两次后的产物模式图(详见答案)。(5)噬菌体只含有 1个 DNA分子,所 以 400个噬菌体有 400 个 DNA分子,最多 800 条单链含有 32P,因此子代噬菌体中含32P 的噬菌体最多 800 个,而噬菌体的数目有 4 000 个,所以含有 32P 噬菌体所占比例为 20%。
