必修二第3章 第2讲 DNA分子的结构复制以及基因的本质Word文档格式.docx
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A.2种 B.3种
C.4种D.5种
此题考查DNA结构的相关知识。
在DNA双螺旋结构中,碱基A与T、G与C分别形成碱基对,胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(假定用T′表示)应与A配对形成氢键。
故碱基序列为GTA
CATACATG的单链模板在正常脱氧核苷酸环境中会生成如下双链DNA分子:
GTACATACATG
CATGTATGTAC
① ② ③ ④
双脱氧核苷酸会使子链合成终止,因此当DNA复制时若加入胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(T′),可能会在①②③④位置替换碱基T而形成4种异常DNA片段,故可形成5种DNA分子。
3.(2011年高考上海卷)某双链DNA分子含有400个碱基,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。
下列表述错误的是( )
A.该DNA分子的一个碱基改变,不一定会引起子代性状的改变
B.该DNA分子连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C.该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7[来源:
学。
科。
网Z。
X。
K]
D.该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种
DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有200×
3/10=60个。
该DNA分子连续复制2次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为:
3×
60=180个;
DNA分子另一条链中A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3,故该DNA分子中4种碱基比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7;
DNA双链间碱基互补配对,即DNA分子中有200个碱基对,故该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种。
B[来源:
学_科_网]
题组二、DNA的复制
4.(2012年高考山东卷)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%。
用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100
个子代噬菌体。
下列叙述正确的是( )
A.该过程至少需要3×
105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等[来源:
Zxxk.Com]
C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D.该DNA发生突变,其控制的性状即发生改变
本题主要考查了噬菌体侵染细菌过程的相关知识以及DNA分子的有关计算。
首先计算得出一个噬菌体DNA中鸟嘌呤脱氧核苷酸占30%,其数量是5000×
2×
30%=3000个,由一个噬菌体增殖为100个噬菌体,至少需要3000×
(100-1)=2.97×
105个鸟嘌呤脱氧核苷酸,A错误;
噬菌体侵染细菌的过程中,需要细菌提供原料、能量、酶等条件,但模板是由噬菌体提供的,B错误;
根据DNA半保留复制的特点可知释放出的100个子代噬菌体中含有32P与只含31P的子代噬菌体分别是2个、98个,比例为1∶49,C正确;
DNA发生突变,其控制的性状不一定发生改变,D错误。
C
5.(2013年高考江苏卷)图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。
请回答下列问题:
(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链
及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是________。
(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是________。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是________________________________________________________________________。
本题主要考查生物大分子的合成过程,注意区分DNA分子复制和DNA分子转录过程所用模板链的区别。
(1)过程②以DNA分子的一条链为模板合成的α链为RNA链,该过程为转录,其发生的主要场所是细胞核。
(2)α链及其模板链对应区段的碱基中G分别占29%、19%,则α链中G+C占48%,则α链对应的DNA区段中G+C占48%,A+T占52%,A=T=26%。
(3)根据题干中信息可以看出,mRNA上相应碱基的变化是U→C,则该基因的这个碱基对的替换情况是A∥T替换成G∥C。
(4)过程①、②、③分别为DNA复制、转录和翻译。
成熟红细胞没有细胞核和任何细胞器,不能发生过程①②③。
记忆细胞受抗原刺激时,会发生增殖和分化,因此可以进行过程①。
效应T细胞和浆细胞是高度分化的细胞,不能进行增殖,可以进行蛋白质合成,所以能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是效应T细胞和浆细胞。
(5)转录是以基因为单位的,由于不同组织细胞中基因的选择性表达,不同细胞表达的基因不完全相同,因此人体不同组织细胞的相同DNA进行转录的起始点不完全相同。
(1)细胞核
(2)26%
(3)T∥A替换为C∥G(A∥T替换G∥C)
(4)浆细胞和效应T细胞
(5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
课时高效训练
一、选择题
1.在DNA分子结构中,一条链上相邻的碱基A与T之间是通过什么结构连接而成的( )
A.3个氢键
B.—脱氧核糖—磷酸基—脱氧核糖
C.—脱氧核糖—磷酸基—脱氧核糖—
D.—磷酸基—脱氧核糖—磷酸基—
对于解答DNA分子结构的相关试题常采用“绘图法”,即通过绘制DNA分子的结构简图来理解各组分的连接方式和关系,具有形象、直观且不易出错的优点。
DNA分子一条链上的碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸基—脱氧核糖—”相连(如图所示)。
2.下列关于DNA分子结构与复制的叙述,正确的是( )
A.每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
B.双链DNA分子中,碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的
C.DNA双螺旋结构解链需要解旋酶,不需要能量
D.单个脱氧核苷酸在DNA酶作用下连接合成新的子链
本题考查DNA分子的结构和DNA的复制过程。
DNA分子中每条链一端的脱氧核糖上只连着一个磷酸;
根据脱氧核苷酸的结构可知,一个碱基连接一个脱氧核糖,故双链DNA分子中,碱基数目与脱氧核糖数目相等。
DNA复制过程
中解旋时,既需要解旋酶的催化也需要消耗ATP;
单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶作用下连接合成新的子链。
B
3.用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,让其分裂n次,若一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是40条和2条,则该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期( )
A.第一次B.第二次
C.第三次D.第四次
由染色体总条数为40条可知该细胞处于有丝分裂后期,若是第一次有丝分裂后期,被32P标记的染色体条数应为40条;
若是第二次有丝分裂后期,被32P标记的染色体条数应为20条;
若是第三次有丝分裂后期,被32P标记的染色体条数应在0条到20条之间。
4.经检测得知,一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x,其占碱基总量的比例是y,以下推断正确的是( )
A.与鸟嘌呤互补的碱基所占的比例是(1-y)
B.该DNA分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是x/y
C.该DNA分子的碱基之间的氢键数是x(1+2/y)
D.与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x
(1-2y)/y
由题意可知,G、C所占比例都为y,数量都为x;
A、T所占比例都为(1/2-y),数量都为[(x/y)-2x]/2=
[(x/2y)-x]。
与鸟嘌呤互补的碱基所占比例是y。
该DNA分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是1。
G、C之间有三个氢键,A、T之间有两个氢键,该DNA分子的碱基之间的氢键数目是3x+2[(x/2y)-x]=(x+x/y)。
A、T与G不互补,其数目为[x(1-2y)/y]。
5.从某种生物中提取出核酸样品,经科学家检测和计算后,碱基之间的相互关系如下:
(A+T)/(G+C)=1,(A+G)/(T+C)=1。
据此结果,该样品( )
A.确定是双链DNAB.确定是单链DNA
C.无法确定单双链D.只存在于细胞核中
该核酸内含有“T”,说明该核酸是DNA,DNA主要存在于细胞核中,细胞质中也有少量DNA,如果该生物是病毒,则不存在细胞结构,故D错误;
由所给等式能推导出A=C、G=T,单链和双链都有可能。
6.如图表示发生在细胞核内的某生理过程,其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。
以下说法正确的是( )
A.此过程需要ATP和尿嘧啶脱氧核苷酸
B.真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核
C.b中(A+G)/(T+C)的比值一定与c中的相同
D.正常情况下a、d链都应该到不同的细胞中去
由图判断图示为DNA的复制过程,其原料为脱氧核苷酸,在真核生物中不仅细胞核中能发生DNA复制,线粒体、叶绿体中也可以进行;
在DNA分子中(A+G)/(T+C)的比值在两条互补链中互为倒数。
7.下列叙述中不正确的是( )
A.DNA分子结构的多样性取决于4种碱基配对方式的多样性
B.生物界的丰富多彩,起决定
作用的是DNA的多样性[来源:
学|科|网]
C.体现生物界多样性的是蛋白质的多样性
D.没有RNA的多样性,就没有蛋白质的多样性
生物界多样性的直接原因是蛋白质多样性,是由DNA的多样性决定RNA的多样性,然后再决定蛋白质的多样性。
但DNA结构的多样性取决于4种碱基对的排列顺序,而不是碱基配对方式。
[来源:
学科网]
A
8.DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为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U-A、A-T、G-C、C-G。
推测“P”可能是( )
A.胸腺嘧啶B.腺嘌呤
C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D.胞嘧啶
根据DNA分子半保留复制的特点,经过两次复制得到的4个子代DNA分子中相应位点的碱基对U—A、A—T来自发生突变的亲代DNA的模板链,而G—C、C—G来自未发生突变的模板链。
据此推断,“P”可能是G或C。
9.(2014年山东滨州模拟)真核细胞某生理过程如图所示,下列叙述错误的是( )
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链的碱基序列相同
C.该图表示DNA半保留复制过程,遗传信息传递方向是DNA→DNA
D.c链和d链中G+C所占比例相等,该比值越大DNA热稳定性越高
酶1是解旋酶,断裂的是氢键,酶2是DNA聚合酶,可催化磷酸二酯键的形成,A错误。
10.下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,有关叙述错误的是( )
A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率
由该DNA分子复制过程示意图可看出:
DNA分子复制有多个复制起始点。
且边解旋边双向复制(箭头代表DNA复制方向),DNA分子复制需要解旋酶参与。
这种多起点复制可有效地提高复制速率。
由图示不同复制起点复制出的DNA片段长度不同可知,DNA分子的多个复制起点并不是同时开始复制的。
11.(2014年南京模拟)下图为某用15N标记的DNA分子片段,假设该DNA分子中有碱基5000对,A+T占碱基总数的34%,若该DNA分子在14N的培养基中连续复制2次,下列叙述正确的是( )
A.复制时作用于③处的酶为限制性核酸内切酶
B.复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个
C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D.子代中含15N的DNA分子占3/4
本题考查DNA分子的复制及复制过程中的相关计算。
DNA分子复制时作用于③处的酶为解旋酶;
据题意可计算出该DNA分子中含胞嘧啶脱氧核苷酸[5000×
(1-34%)]/2=3300个,所以该DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为3300×
(22-1)=9900个。
④处是DNA的基本组成单位之一腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。
该含15N的DNA分子转移到含14N的培养基中培养,由于DNA为半保留复制,所以复制2次得到的4个DNA分子中,有两个DNA分子中含15N,故占总DNA分子数的1/2。
12.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,不正确的是( )
A.基因一定位于染色体上
B.基因在染色体上呈线性排列
C.四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性
D.一条染色体上含有1个或2个DNA分子
基因是具有遗传效应的DNA片段,DNA不一定位于染色体上,因此基因不一定位于染色体上,故A错误;
多个基因位于同一条染色体上,基因在染色体上呈线性排列,故B正确;
不同基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同,基因具有多样性,而每一个基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的,因此基因又具有特异性,故C正确;
没有复制的每条染色体含有1个DNA分子,复制后的每条染色体含有2条染色单体,每条染色单体含有1个DNA分子,故D正确。
二、非选择题
13.下列甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:
(1)从甲图可看出DNA复制的方式是________________________________________________________________________。
(2)甲图中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链;
则A是________________________________________________________________________酶,[来源:
学,科,网]
B是____________酶。
(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有________,进行的时间为________________________________________________________________________。
(4)乙图中,7是________________________________________________________________________。
DNA分子的基本骨架由________交替连接而成;
DNA分子两条链上的碱基通过________连接成碱基对,并且遵循________原则。
(1)DNA复制的方式是半保留复制,即子代DNA保留了母链的一条。
(2)A酶是DNA解旋酶,破坏了DNA分子中两条链中的氢键,使DNA分子解开螺旋;
B酶催化DNA子链的合成,为DNA聚合酶。
(3)图甲为DNA复制,发生在细胞核、线粒体和叶绿体中,因在叶肉细胞中只进行有丝分
裂,故其发生的时间为有丝分裂间期。
(4)图乙中4为胸腺嘧啶,5为脱氧核糖,6为磷酸,三者构成的7为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(1)半保留复制
(2)解旋 DNA聚合 (3)细胞核、线粒体、叶绿体 有丝分裂间期 (4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸 氢键 碱基互补配对
14.如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图(片段)。
请据图回答问题:
(1)图中1表示_____________________________________________
___________________________,
2表示________,1、2、3结合在一起的结构叫________________________________________________________________________
__________。
其排列顺序中蕴藏着________________________________________________________________________。
(2)图中3有________种,中文名字分别是________________。
(3)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。
请回答:
①该DNA片段中共有腺嘌呤__________个,C和G共______________对。
②该片段复制4次,共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸________个。
③在DNA分子稳定性的比较中,________碱基对的比例越高,DNA分子稳定性越高。
(4)假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量为a;
只含15N的DNA的相对分子质量为b。
现将只含15N的DNA培养到含14N的培养基中,子一代DNA的平均相对分子质量为________,子二代DNA的平均相对分子质量为________________________________________________________________________。
(1)DNA、基因、脱氧核苷酸、碱基之间的关系可表示为
(2)图中3应为碱基,由于有3个氢键存在,因此应为C(胞嘧啶)或G(鸟嘌呤)。
(3)①A、T碱基对间
的氢键个数为2个,G、C碱基对间的氢键数为3个,若200个碱基均由A、T构成应有200个氢键,多出来的60个氢键应是G、C碱基对的,因此共有腺嘌呤40个,C与G共6
0对。
②DNA分子的复制方式为半保留复制,即任一DNA分子都由一条母链和一条子链组成。
含60个胞嘧啶的DNA复制4次,形成16个DNA分子,新增DNA分子15个,需胞嘧啶为60×
15=900。
③由于G、C碱基对间的氢键数为3个,比A、T碱基对之间的氢键多,因此,G、C碱基对的比例高时,DNA分子稳定性高。
(4)由于DNA分子的半保留复制,因此子一代DNA的一条链含15N,一条链含14N,则子一代DNA的平均相对分子质量为(a+b)/2,同时,子二代DNA的平均相对分子质量为[2a+
×
2]/4=(3a+b)/4。
(1)磷酸 脱氧核糖 脱氧核苷酸 遗传信息
(2)2 鸟嘌呤、胞嘧啶
(3)①40 60 ②900 ③C和G
(4)(a+b)/2 (3a+b)/4
15.DNA的复制方式,可以通过设想来进行预测,可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。
究竟是哪种复制方式呢?
下面设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤:
a.在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
b.在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
c.将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为含14N的培养基中,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用密度梯度离心法分离,不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
实验预测:
学科网ZXXK]
(1)如果与对照(14N/14N)相比,子Ⅰ代能分辨出两条DNA带:
一条________带和一条________带,则可以排除________________________________________________________________________。
(2)如果子Ⅰ代只有一条中密度带,则可以排除________________________________________________________________________,
但不能肯定是________________________________________________________________________。
(3)如果子Ⅰ代只有一条中密度带,再继续做子Ⅱ代DNA密度鉴定:
若子代Ⅱ可以分出________和________________________________________________________________________,
则可以排除分散复制,同时肯定半保留复制;
如果子Ⅱ代不能分出________密度两条带,则排除________,同时确定为________。
学+科+网]
从题目中的图示可知,深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链),浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。
因此全保留复制后得到的两个DNA分子,一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子,一个是两条子链形成的子代DNA分子;
半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链,一条链为子链;
分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔连接而成的。
(1)轻(14N/14N) 重(15N/15N) 半保留复制和分散复制
(2)全保留复制 半保留复制或分散复制 (3)一条中密度带 一条轻密度带 中、轻 半保留复制 分散复制
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