届 二轮 DNA的结构和复制专题卷适用全国.docx
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届二轮DNA的结构和复制专题卷适用全国
DNA的结构和复制
1.下列有关DNA分子结构的叙述正确的是
A.DNA分子的骨架由磷酸和核糖交替连接而成B.DNA分子中的含氮碱基数目与磷酸数目相等C.双链DNA分子中,氢键的数目与碱基的数量有关而与种类无关
D.双链DNA分子中,(A+C)/(T+G)在每条单链中比值相同且等于1
【答案】B
【解析】DNA分子的骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成,A错误;DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,1分子的脱氧核苷酸由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成,因此DNA分子中的含氮碱基数目与磷酸数目相等,B正确;双链DNA分子中,A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,所以氢键的数目与碱基的数量与种类都有关,C错误;由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对,因此一条单链中(A+C)/(T+G)的值与其互补链中的(A+C)/(T+G)的值互为倒数,D错误。
2.DNA双螺旋结构是1953年沃森和克里克发现的,现已知基因M含有碱基共N个,腺嘌呤n个,具有类似如图的平面结构,下列说法正确的是
A.基因M共有4个游离的磷酸基,氢键1.5N+n个
B.如图a可以代表基因M,基因M的等位基因m可以用b表示;a链含有A的比例最多为2n/N
C.基因M的双螺旋结构,脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧,构成基本骨架
D.基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等
【答案】D
3.下图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图,该基因全部碱基中A占20%。
下列说法正确的是
A.DNA解旋酶只作用于①部位
B.该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上
C.该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)为3∶2
D.将该基因置于14N培养液中复制3次后,含15N的DNA分子占1/8
【答案】C
【解析】DNA解旋酶引起氢键断裂,作用于②部位;真核细胞的基因有细胞核染色体上的基因,也有细胞质内线粒体和叶绿体中的基因;A=T=20%,G=C=30%,整个DNA分子中(C+G)/(A+T)的值等于每条单链上(C+G)/(A+T)的值,即3∶2;DNA复制是半保留复制,含15N的DNA在14N培养液中连续复制3次后,形成8分子DNA,其中只有2分子DNA含有15N,所占比例为1/4。
4.在一个双链DNA分子中,碱基总数为a,鸟嘌呤碱基数为b,则下列叙述不正确的是
A.脱氧核苷酸数=磷酸数=a
B.碱基之间的氢键数为a+bC.T的数量为a﹣b
D.一条链中C+G的数量为b
【答案】C
5.已知某双链DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%,则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的
A.34%和16%
B.34%和18%
C.16%和34%
D.32%和18%
【答案】A
【解析】设该DNA分子的两条链分别为1链和2链,双链DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,则A+T占66%,又因为双链DNA分子中,互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子比例和每条链中的比例相同,因此A1+T1=66%,G1+C1=34%,又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%,则A1=66%-32%=34%,G1=34%-18%=16%。
根据DNA分子的碱基互补配对关系,所以T2=A1=34%,C2=G1=16%。
6.假设一个双链都被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30%。
用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出64个子代噬菌体。
下列叙述正确的是
A.噬菌体增殖需要细菌提供原料、酶、能量和模板B.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为32∶1C.若该DNA发生突变,其控制的性状一定会发生改变
D.该过程至少需要胞嘧啶脱氧核苷酸1.26×105个
【答案】D
7.某双链DNA分子含有1000个碱基对,其中一条链上(A+T)占该链碱基总数的3/5,用15N标记该DNA分子,并在含14N的培养基中连续复制四次,下列叙述错误的是
A.含15N的脱氧核苷酸链共有2条
B.含有14N的DNA分子占全部子代DNA分子的7/8C.每个DNA分子含有氢键2400个
D.消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6000个
【答案】A
【解析】DNA复制具有半保留复制的特点,因此复制四次后每一个DNA分子都含有14N,但是只有两个DNA分子含有15N,即含有14N的DNA分子占全部子代DNA分子的100%,A错误;含15N的脱氧核苷酸链共有2条,B正确;根据碱基互补配对原则可知,单链中双链DNA中(A+T)的比例相等,且双链中A=T,G=C,因此这个DNA分子中,A=T=1000×2×3/5×1/2=600个,则G=C=1000-600=400,则连续复制四次,消耗的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸=400×(24-1)=6000个,D正确;根据以上分析已知,含有A//T对600个,G//C对400个,因此每个DNA分子含有氢键数=600×2+400×3=2400个,C正确。
8.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.解旋酶能使DNA双链解开,但需要消耗ATP
B.DNA分子复制的方式是半保留复制
C.DNA分子的复制需要引物,且两条子链的合成方向是相反的
D.因为DNA分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则,所以新合成的两条子链的碱基序列是完全一致的
【答案】D
9.某含有1000个碱基对的环状DNA分子,其中含腺嘌呤300个,该DNA分子复制时,首先1链被断开形成3′、5′端口,接着5′剪切端与2链发生分离,随后DNA分子以2链为模板,通过滚动从1链的3′端开始延伸子链,同时还会以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链,其过程如下图所示。
下列相关叙述错误的是
A.该DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连,每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连B.外链充当了1链延伸时的引物,需要DNA聚合酶的催化作用C.以1链为模板合成的子链的延伸是连续的,另外一条子链的延伸则是不连续的
D.若该DNA连续复刺3次,则第三次复制需要鸟嘌呤2800个
【答案】C
【解析】该DNA分子为环状双链DNA分子,两条链中的每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连,每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连,A正确;DNA分子以2链为模板,通过滚动从1链的3′端开始延伸子链,外链充当1链延伸时的引物,这一过程需要DNA聚合酶的催化作用,B正确;DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸,据此分析图示可知:
以1链为模板合成的子链的延伸是不连续的,另外一条子链的延伸则是连续的,C错误;依据碱基互补配对原则可推知:
含有1000个碱基对的环状DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶均为300个,胞嘧啶和鸟嘌呤均为700个,则第三次复制需要鸟嘌呤(23﹣1)×700﹣(22﹣1)×700=2800个,D正确。
10.洋葱根尖细胞在15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期,然后转入不含15N标记的培养液中继续培养至第二个细胞周期的分裂中期,下图能正确表示该细胞分裂中期的是(只考虑其中一条染色体上的DNA分子)
A.AB.B
C.CD.D
【答案】D
11.如图表示大肠杆菌的DNA复制示意图。
如果是单起点单向复制,按正常的子链延伸速度,此DNA分子(不含15N)复制约需30s,而实际上复制从开始到结束只需约16s。
据图分析,下列说法错误的是
A.甲→乙的场所与真核生物的DNA复制场所不同
B.实际复制的时间之所以减少将近一半,是由于该DNA分子是从两个起点同时进行复制的
C.把甲放在含15N的培养液中复制三次,子代中含15N的DNA分子占100%
D.如果甲中碱基A占20%,那么其子代DNA分子中碱基G的比例为30%
【答案】B
12.下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题,请回答:
(1)若A占20%,则G占________。
(2)若双链DNA中A占20%,且一条链中的A占20%,则此链中C所占比例的最大值是________。
(3)—条链中(A+C)/(T+G)=0.4,互补链中的此值是________。
(4)一条链中(A+T)/(C+G)=0.4,互补链中的此值是________。
(5)若A有P个,占全部碱基数的20%,则该DNA分子中的G有________个。
【答案】
(1)30%
(2)60%
(3)2.5
(4)0.4
(5)1.5P
【解析】
(1)由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知:
A+G=50%,因而G占30%。
(2)由双链DNA分子中A占20%可知:
该DNA分子中(A+T)占40%,(C+G)占60%,对任一条链而言,某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例,因而,C最多时占该链的60%。
(3)由双链DNA中,一条链中的(A+C)/(T+G)与另一条链中的该比值互为倒数可知:
其互补链中的(A+C)/(T+G)=1/0.4=2.5。
(4)由于双链DNA及任一条链中的(A+T)/(C+G)为一定值,可知其互补链中的(A+T)/(C+G)=0.4。
(5)若A有P个,占全部碱基数的20%,则DNA分子的总碱基数为P/20%=5P(个),而由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知:
G占总碱基数的50%-20%=30%,则G有5P×30%=1.5P(个)。
13.下图为DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题:
(1)6的名称是______________________,3、4代表的是_____________(写出相应的符号,不要求顺序)。
(2)若8代表的脱氧核苷酸链中(A+T)/(C+G)为36%,则(A+T)/(C+G)在整个DNA分子的比值为____________。
(A+T)/(C+G)的比值越_______(大/小),DNA的热稳定性越高。
(3)若一对同源染色体上相同位置的DNA片段上是基因D与d,这两DNA片段的的根本区别是_________________________________________________________________。
(4)某同学制作的DNA双螺旋结构模型中,一条链所用的碱基模块为A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,则其互补链中,上述碱基模块的比应为___________________________。
【答案】
(1)碱基对G、C
(2)36%小
(3)两DNA片段上的碱基(对)的排列顺序不同
(4)3∶4∶1∶2
14.如图为DNA分子的复制图解,请据图回答下列问题。
(1)DNA分子的复制发生在_______________________期。
(2)③中新合成的子链是_______(填写“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”)。
(3)将一个细胞的DNA用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续分裂4次,问:
含14N的DNA分子的细胞占总细胞数的_____,含15N的DNA分子的细胞占总细胞数的____。
(4)已知原来DNA中有100个碱基对,其中含A40个,则复制4次,在复制过程中需要____个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
【答案】
(1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间
(2)Ⅱ、Ⅲ
(3)100%1/8
(4)900
15.某实验室意外获得一种不能自主合成核苷酸的真核突变细胞,必须从培养基中获取。
为了验证DNA复制的原料到底是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸,现提供如下实验方案,请补充完整。
(1)原理:
DNA主要分布在____________,其基本组成单位是____________;RNA主要分布在
____________,其基本组成单位是____________。
(2)材料:
突变细胞,基本培养基,核糖核苷酸,14C核糖核苷酸,脱氧核苷酸,14C脱氧核苷酸,放射性探测仪。
(3)步骤:
第一步:
配制等量基本培养基,分为A组、B组。
第二步:
________________________________________。
第三步:
分别接种等量的突变细胞,相同且适宜条件培养,一段时间后,分别选取其子代细胞检测放射性。
第四步:
A组放射性主要出现在细胞核,B组放射性主要出现在细胞质。
(4)实验分析并回答,A组和B组子代细胞实验结果出现差异的原因:
________________。
【答案】
(1)细胞核脱氧核苷酸细胞质核糖核苷酸
(3)向A组添加适量的14C脱氧核苷酸和核糖核苷酸;向B组添加适量的14C核糖核苷酸和脱氧核苷酸
(4)A组细胞利用14C脱氧核苷酸合成DNA,而DNA主要分布在细胞核,所以细胞的放射性主要出现在子代细胞核;B组细胞利用14C核糖核苷酸合成RNA,而RNA主要分布在细胞质,所以放射性主要出现在子代的细胞质
16.(2018浙江卷·22)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如图所示。
其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。
a、b、c表示离心管编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。
下列叙述错误的是
A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术
B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA
D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
【答案】B
17.(2018海南卷·15)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌,若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代,再转到含有14N的培养基中繁殖一代,则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是
A.有15N14N和14N14N两种,其比例为1∶3
B.有15N15N和14N14N两种,其比例为1∶1
C.有15N15N和14N14N两种,其比例为3∶1
D.有15N14N和14N14N两种,其比例为3∶1
【答案】D
【解析】将含有14N14N的大肠杆菌置于含有15N的培养基中繁殖两代后,由于DNA的半保留复制,得到的子代DNA为2个14N14N-DNA和2个14N15N-DNA,再将其转到含有14N的培养基中繁殖一代,会得到6个15N14N-DNA和2个14N14N-DNA,比例为3∶1,D正确。
18.(2017海南卷•24)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。
下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是
A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同
B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高
C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链
D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1
【答案】D
【考点定位】DNA分子结构
【名师点睛】明确双链DNA的碱基互补配对的数量关系是解题关键。
19.(2016上海卷•28)在DNA分子模型的搭建实验中,若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段,那么使用的订书钉个数为
A.58B.78
C.82D.88
【答案】C
【解析】构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉,20个脱氧核苷酸总共需要40个订书钉;一条DNA单链需要9个订书钉连接,两条链共需要18个;双链间的氢键数共有20
总共需要订书钉40
【考点定位】DNA的结构
【名师点睛】本题考查DNA双螺旋结构模型中的化学键。
解题关键是熟悉DNA的三种组成成分之间、基本单位之间、双链之间的连接方式。
20.(2016新课标II•2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。
若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
【答案】C
【考点定位】遗传信息的传递和基因表达、细胞增殖
【名师点睛】解答本题的关键在于抓住“某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开”这一解题的信息和切入点,从中挖掘出隐含的信息:
该物质具有阻碍DNA分子解旋的作用,进而推测该物质对涉及DNA分子解旋的生理过程都有抑制作用。
21.(2016新课标I•29)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。
用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。
回答下列问题;
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。
若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的____________(填“α”、“β”或γ”)位上。
(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的____________(填“α”、“β”或γ”)位上。
(3)将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。
若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是____________。
【答案】
(1)γ
(2)α
(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记
【解析】
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。
ATP水解时,远离腺苷的高能磷酸键断裂,产生ADP和Pi,释放的能量用于生物体的生命活动。
据此并结合题意可知:
若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上。
(2)dA-Pα~Pβ~Pγ(d表示脱氧)脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后,余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸,是DNA的基本组成单位之一。
因此,若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。
(3)每个噬菌体只含有1个DNA分子。
噬菌体侵染大肠杆菌时,噬菌体的DNA进入到大肠杆菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在大肠杆菌细胞外;在噬菌体的DNA的指导下,利用大肠杆菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。
已知某种噬菌体DNA分子的两条链都用32P进行标记,该噬菌体所感染的大肠杆菌细胞中不含有32P。
综上所述并依据DNA分子的半保留复制可知:
一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子,因此在得到的n个噬菌体中只有两个带有标记,即其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n。
【考点定位】ATP或dATP的结构特点、DNA分子的复制、噬菌体侵染细菌的实验
【名师点睛】解答本题时最大的错因在于:
对ATP的化学组成理解不到位,不能准确地对知识进行迁移。
ATP脱去远离A的两个磷酸基团后,余下的结构为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一;据此进行知识迁移:
dATP脱去远离dA的两个磷酸基团后,余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸,是DNA的基本组成单位之一。
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