高考生物大一轮复习 32 DNA分子的结构 33 DNA的复制 34 基因是有遗传效应的DNA.docx
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高考生物大一轮复习32DNA分子的结构33DNA的复制34基因是有遗传效应的DNA
课时提升作业(二十一)
DNA分子的结构 DNA的复制
基因是有遗传效应的DNA片段
(45分钟 100分)
一、选择题(包括12个小题,每个小题4分,共48分)
1.(2014·杭州模拟)某生物体内的嘌呤碱基占总数的44%,嘧啶碱基占总数的56%,该生物不可能是 ( )
A.T2噬菌体 B.烟草花叶病毒
C.大肠杆菌D.酵母菌和人
2.(2014·潍坊模拟)如图为DNA分子复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。
一般地说,下列各项中正确的是 ( )
A.a和c的碱基序列互补,b和c的碱基序列相同
B.a链中
的值与d链中同项比值相同
C.a链中
的值与b链中同项比值相同
D.a链中
的值与c链中同项比值不同
3.科学研究发现,小鼠体内HMIGIC基因与肥胖直接相关。
具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠吃同样多的高脂肪食物,一段时间后,对照组小鼠变得十分肥胖,而具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常,这说明 ( )
A.基因在DNA上
B.基因在染色体上
C.基因具有遗传效应
D.DNA具有遗传效应
4.(2014·玉溪模拟)艾滋病病毒属于RNA病毒,具有逆转录酶,如果它决定某性状的一段RNA含碱基A=19%、C=26%、G=32%。
则通过逆转录形成的双链DNA中应含有碱基A ( )
A.19% B.21% C.23% D.42%
5.(2014·济南模拟)假定某高等生物体细胞的染色体数是10条,其中染色体中的DNA用3H-胸腺嘧啶标记,将该体细胞放入不含有标记的培养液中连续培养,则在第二次有丝分裂后期,没有被标记的染色体数为 ( )
A.5条 B.40条 C.20条 D.10条
6.用32P标记的一个噬菌体侵染用15N标记的大肠杆菌,一段时间后大肠杆菌裂解释放出100个子代噬菌体。
下列有关叙述不正确的是 ( )
A.所有子代噬菌体的蛋白质外壳中都含15N
B.所有子代噬菌体的核酸中都含15N
C.含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的1/50
D.所有子代噬菌体只含15N不含32P
7.(2014·泰州模拟)如图为真核
细胞DNA复制过程的模式图,据图分析,下列相关叙述错误的是 ( )
A.由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制
B.DNA解旋酶能使DNA双链解旋,且需要消耗ATP
C.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的
D.DNA在复制过程中先完成解旋,再复制
8.(2014·韶关模拟)在一定温度下,DNA双链会解旋成单链,即发生DNA变性。
Tm是DNA的双螺旋有一半发生热变性时相应的温度。
下图表示DNA分子中的G-C含量与DNA的Tm之间的关系曲线(EDTA对DNA分子具有保护作用)。
下列叙述不正确的是 ( )
A.DNA的Tm值受到G-C含量的影响
B.DNA的Tm值受到离子浓度的影响
C.双链DNA热变性与解旋酶的催化作用有关
D.双链DNA热变性后不改变其中的遗传信息
9.(2014·衡阳模拟)某DNA分子有500个碱基对,其中含有鸟嘌呤300个。
该DNA进行连续复制,经测定,最后一次复制消耗了周围环境中3200个腺嘌呤脱氧核苷酸,则该DNA分子共复制了多少次 ( )
A.3次B.4
次C.5次D.6次
10.(2014·沈阳模拟)果蝇一个精原细胞中的一个核DNA分子用15N标记,在正常情况下,其减数分裂形成的精子中,含有15N的精子占 ( )
A.1/16B.1/8C.1/4D.1/2
11.(能力挑战题)关于DNA分子的结构与复制的叙述中,正确的是 ( )
①含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌
呤脱氧核苷酸数为2n-1×m个
②在一个双链DNA分子中,G+C占碱基总数的M%,那么该DNA分子的每条链中的G+C都占该链碱基总数的M%
③细胞内全部DNA被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂,第二次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记
④DNA双链被32P标记后,复制n次,子代DNA中有标记的占1/2n
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
12.(能力挑战题)(2014·广州模拟)若用32P标记“人类胚胎干细胞”的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养液中培养,在第二次细胞分裂的中期、后期,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 ( )
A.中期是46和46、后期是92和46
B.中期是46和46、后期是92和92
C.中期是46和23、后期是92和23
D.中期是46和23、后期是46和23
二、非选择题(包括3个小题
,共52分)
13.(16分)如图所示为细胞中与基因有关的物质或结构,请分析并回答下列问题。
(1)细胞内的遗传物质是[ ] ,基因和b的关系是 ________________。
(2)遗传物质的主要载体是[ ] ,基因和a的关系是 ______________。
(3)c和b的关系是 ,b被彻底水解后的产物是 (填字母)。
(4)如果基因存在于 上,则其遗传方式与性别相关联,这就是 。
这种遗传方式既遵循 定律,又有特殊性。
(5)b的空间结构是 。
若其中的(A+T)/(G+C)=0.25,则G占总碱基数的比例为 ,其中一条单链中(A+T)/(G+C)= 。
14.(16分)(2014·福建六校联考)下图是DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题。
(1)组
成DNA的基本单位是[ ] 。
(2)图中1、2、6的名称依次为:
、 、 。
(3)图中8表示的是 _______________________________________________。
在双链DNA分子中,嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为 。
(4)由于解旋酶的作用使[ ] 断裂,两条扭成螺旋的双链解开。
若4是胞嘧啶,则3是 。
(5)上述DNA分子彻底水解得到的产物是 ( )
A.脱氧核糖、核糖和磷酸
B.脱氧核糖、碱基和磷酸
C.核糖、碱基和磷酸
D.核糖核苷酸、碱基和磷酸
(6)基因D与d的根本区别是 ( )
A.基因D能控制显性性状,基因d能控制隐性性状
B.基因D、基因d所含的脱氧核苷酸种类不同
C.4种脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.在染色体上的位置不同
(7)如图表示两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连,其中正确的是 ( )
(8)从生物“适应的相对性”“基因突变的低频性”可见,DNA作为遗传物质,其分子结构具有 性。
15.(20分)(能力挑战题)(2014·莆田模拟)在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。
将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如图所示:
请分析:
(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链含 ,另一条链含 。
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到细菌的DNA用同样方法分离,请参照甲图,将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。
(3)若将15N-DNA(亲代)的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次,则所产生的子代DNA中全含15N(重DNA),一条链含15N(中DNA)及两条链均不含15N(轻DNA)的比例为 ,在这些子代DNA中,含15N的链与全部子代DNA链的比例为 。
(4)若一个DNA分子的一条单链中A占32%,且
=1.5,此比例在其互补链中的比值是 ;在整个DNA分子中的比值是 。
以该单链为模板合成的子代DNA分子中,A+G的总含量占 。
答案解析
1.【解析】选A。
双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数,单链RNA中嘌呤数不一定等于嘧啶数。
T2噬菌体是DNA病毒,体内嘌呤数一定等于嘧啶数,而其他生物都含有RNA,因此嘌呤数可能不等于嘧啶数。
【方法技巧】根据碱基不同确定生物类型的方法
(1)当嘌呤数等于嘧啶数时:
可能是只含双链DNA的生物,也可能是只含R
NA的生物,还可能是既含双链DNA,又含RNA的生物,但最可能是只含双链DNA的生物。
(2)当嘌呤数不等于嘧啶数时:
一定不是只含双链DNA的生物。
可能是只含RNA的生物,也可能是既含双链DNA,又含RNA的生物。
2.【解析】选C。
DNA复制的特点是半保留复制,b链是以a链为模板合
成的,a链和b链合成一个子代DNA分子。
c链是以d链为模板合成的,c链和d链合成一个子代DNA分子。
a链与d链发生碱基互补配对,a链与b链发生碱基互补配对,c链与d链发生碱基互补配对,故a链与c链相同,b链与d链相同。
a链中
的值等于b链中
的值。
3.【解析】选C。
根据对照实验,正常小鼠吃高脂肪食物则肥胖,具有HMIGIC基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常,说明肥胖由基因控制,从而得出基因能够控制性状,具有遗传效应。
4.【解析】选B。
互补链中A=1-19%-26%-32%=23%,复制后的另一条链中A=19%,所以双链DNA中碱基A=1/2×(23%+19%)=21%。
5.【解析】选D。
根据DNA半保留复制的特点,DNA双链被3H标记,在不含3H标记的培养液中完成第一次分裂后,每条染色体的DNA中一条链有3H标记,另一条链没有标记。
在不含3H标记的培养液中进行第二次分裂,后期一半染色体被标记,一半染色体没有被标记。
6.【解题指南】解答本题的关键在于以下两点:
(1)子代噬菌体蛋白质外壳、核酸合成的原料来源。
(2)无论DNA复制多少代,所有子代噬菌体中总有2个分别含有亲代DNA的一条链。
【解析】选D。
N是构成蛋白质和DNA的重要元素,而合成子代噬菌体的原料全部来自大肠杆菌;无论DNA复制多少代,所有子代噬菌体中总有2个分别含有亲代DNA的一条链,因此含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的1/50。
7.【解析】选D。
由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制,而且是边解旋边复制;DNA解旋酶能使DNA双链解旋,且需要消耗ATP;从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的。
8.【解析】选C。
由图可知,G-C相对含量会影响DNA的T
m值;NaCl溶液的浓度也会影响DNA的Tm值;在一定温度下,DNA双链会解旋成单链,这与解旋酶无关;DNA双链解旋成单链后,遗传信息不会改变。
9.【解析】选C。
已知该DNA分子有500个碱基对,其中含有300个鸟嘌呤,则A与T均为200个;最后一次复制消耗了3200个A,因此最后一次复制增加的DNA分子数为3200/200=16(个),则经过复制后,形成的DNA分子总数为32个,即25个,因此这个DNA分子共进行了5次复制。
【延伸探究】若该DNA分子经过复制,共消耗了周围环境中6200个腺嘌呤脱氧核苷酸,则该DNA分子复制了几次?
提示:
5次。
由于该DNA分子中含有200个腺嘌呤,若消耗了周围环境中6200个腺嘌呤脱氧核苷酸,则有(2n-1)×200=6200,所以n=5次。
10.【解析】选D。
减数分裂过程中,同源染色体要发生联会和分离现象,因此要体现减数分裂过程中染色体中DNA的变化,至少要画出一对同源染色体。
果蝇一个精原细胞中的一个核DNA分子用15N标记,即果蝇4对同源染色体中有3对未标记,另一对同源染色体中有一条染色体上的DNA分子用15N标记,则该精原细胞进行正
常减数分裂形成精细胞时,染色体和DNA的标记情况可用下图进行解析。
11.【解析】选A。
含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制,其实就是有2n-1个DNA分子在复制,每个需要m个腺嘌呤脱氧核苷酸,那么2n
-1个DNA分子就需要2n-1×m个腺嘌呤脱氧核苷酸;在一个双链DNA分子中,G+C占碱基总数的M%,由于两条链中G+C的数目是相等的,那么该DNA分子的每条链中G+C所占比例就相当于分子、分母各减半,其比例是不变的;细胞内全部DNA被32P标记后,在不含32P的环境中进行连续有丝分裂,第二次分裂时,复制后的每条染色体中都有一条姐妹染色单体被32P标记,在有丝分裂后期,着丝点分开后,有一半染色体带有标记,两条姐妹染色单体分开后向两极运动是随机的,所以进入某一个子细胞的染色体不一定有一半带有标记;DNA双链被32P标记后,不管复制多少次,都只有2个DNA带有标记,所以复制n次,子代DNA中有标记的占2/2n。
【易错提醒】若对有丝分裂后期染色体变化情况理解不到位,误认为第二次有丝分裂结束时,含32P标记的染色体全部向一极移动,不含32P的染色体向另一极移动,则易误认为③正确。
12.【解题指南】解答本题的关键是:
(1)明确DNA进行半保留复制,细胞在不含32P的培养液中分裂两次,则DNA复制两次。
(2)理解细胞进行有丝分裂时,在中期每条染色体含有两条姐妹染色单体,后期染色单体分开移向两极,32P标记随之而发生变化。
【解析】选A。
有丝分裂中期、后期染色体条数的分析:
“人类胚胎干细胞”来自人体,人体的一个正常细胞中含有染色体条数为46,有丝分裂过程中后期染色体条数加倍(92),中期染色体条数与体细胞相同(46),故无论经过几次分裂,在有丝分裂中期染色体条数都是46,后期染色体条数都是92。
有丝分裂中期、后期被32P标记的染色体条数的分析:
以1个DNA分子为例,双链被32P标记,转入不含32P的培养液中培养,由于DNA具有半保留复制的特点,第一次有丝分裂完成时,每个DNA分子中都有1条链被32P标记;第二次有丝分裂完成时,只有
的DNA分子被32P标记;中期时,染色单体没有分开,而这2条没有分开的染色单体上,其中有1条被32P标记,导致整条染色体也被32P标记;后期时,由于染色单体分开变成染色体,故只有一半的染色体被标记。
【方法技巧】DNA复制与染色体复制之间的关系总结
(1)染色体和DNA的数量关系:
在DNA复制之前二者的比值为1∶1,在DNA复制之后二者的比值为1∶2。
(2)DNA的半保留复制方式:
只要亲代DNA分子被标记且只复制一次,产生的子代DNA均带有放射性,DNA所在的染色体均带有放射性,不管是有丝分裂产生的两个子细胞,还是减数分裂产生的四个子细胞的染色体均被标记。
但如果DNA复制不是一次的话,则要充分考虑复制的次数和染色体的存在形式。
13.【解析】
(1)细胞内的遗传物质是DNA,基因是具有遗传效应的DNA片段。
(2)DNA的主要载体是染色体,基因在染色体上呈线性排列。
(3)DNA的基本单位是脱氧核苷酸,当DNA分子彻底水解时,产物为磷酸、脱氧核糖和含氮碱基,当DNA分子初步水解时产物为脱氧核苷酸。
(4)存在于性染色体上的基因控制的性状与性别有关,伴性遗传符合基因的分离定律。
(5)DNA分子具有双螺旋结构。
如果DNA分子中(A+T)/(G+C)=0.25,则G占总碱基数的比例是40%。
每条单链中(A+T)/(G+C)等于整个DNA分子中的该比例。
答案:
(1)[b]DNA 基因是有遗传效应的b片段
(2)[a]染色体 基因在a上呈线性排列
(3)c是组成b的基本单位 d、e、f
(4)性染色体 伴性遗传 基因分离
(5)规则的双螺旋结构 40% 0.25
14.【解析】
(1)组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸,1个脱氧核苷酸分子由1分子磷酸、1分子脱氧核糖、1分子含氮碱基(A、T、G、C)组成。
(3)DNA分子由两条链组成,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构,图中8表示的是一条脱氧核苷酸链的片段。
在双链DNA分子中嘌呤数与嘧啶数相等。
(4)在DNA分子复制过程中,由于解旋酶的作用,氢键断裂,两条扭成螺旋的双链解开,这个过程称作解旋。
根据碱基互补配对原则,若4是胞嘧啶,则3是鸟嘌呤。
(5)DNA分子初步水解后形成4种脱氧核苷酸,彻底水解得到的产物是脱氧核糖、碱基和磷酸。
(6)等位基因D与d的形成是由于基因突变,根本区别是4种脱氧核苷酸的排列顺序不同。
(7)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的,两条链上的脱氧核苷酸之间靠氢键相连。
答案:
(1)[5]脱氧核苷酸
(2)磷酸(基团) 脱氧核糖 碱基对
(3)一条脱氧核苷酸链的片段 嘌
呤数=嘧啶数(A+G=T+C) (4)[7]氢键 鸟嘌呤
(5)B (6)C (7)B (8)稳定
15.【解题指南】解答本题的关键是明确以下两点:
(1)DNA分子的半保留复制方式。
(2)准确区别Ⅰ和Ⅱ中DNA分布的不同,Ⅱ复制次数多于Ⅰ,复制次数多,不会出现重带,轻带所占比例增大。
【解析】
(1)
(2)本题中亲代大肠杆菌15N-DNA转移到14N培养基上,复制的第一代DNA(Ⅰ)均为14N15N(中),而将此DNA转移到15N培养基上再复制一代后所产生的子代DNA中,应有一半为中DNA,另一半为重DNA。
(3)当将15N-DNA(亲代)在14N培养基上连续复制3次后,应产生23=8个子代DNA,这8个子代DNA中应有2个含模板链,即这2个DNA应为14N15N(中DN
A),其余均为14N-DNA(轻DNA),无两链均为15N链的DNA,因而重DNA∶中DNA∶轻DNA应为0∶2∶6,若按链计算,则15N链应为2条,其余14条链均为14N链,即15N链与全部子代DNA总链的比例应为2∶16(1∶8)。
(4)如果已知的单链上是A,则未知的互补单链的相应位置上是T;已知的单链上是A+G,则未知的互补单链上是T+C,依此类推。
因此,已知单链中
=1.5,则未知的互补单链中
=1.5,但题目中要求的是
,故应为2/3。
在整个DNA分子中,由于A=T,G=C,所以A+G=T+C。
因此,不论该DNA分子有多长多大,
总是等于1。
同样道理,不论
该DNA分子复制多少代,其子代DNA分子中的A+G总是占整个DNA分子核苷酸数的一半。
答案:
(1)14N 15N
(2)
(3)0∶2∶6 2∶16(或1∶8) (4)2/3 1 50%
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