2019-2020学年高中生物 第四章 遗传的分子基础 第二节 DNA分子的结构和复制知能演练轻巧夺

第二节DNA分子的结构和复制[随堂检测]知识点一DNA分子的结构1．如图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是()A．甲说：“物质组成和结构上没有错误”B．乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”C．丙说：“至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”D．丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图应是正确的”解析：选C。DNA中含有的五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖，同时DNA不含碱基U，而是含碱基T，A错误；图中有三处错误：①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA不含碱基U，而是含碱基T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，B错误，C正确；如果是RNA双链，磷酸二酯键的连接不正确，D错误。2．同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是()A．脱氧核苷酸的种类B．磷酸二酯键的数目C．碱基对的排列顺序D．A＋TG＋C的比值解析：选A。DNA分子中含有4种碱基，则脱氧核苷酸的种类是4种，A正确；等位基因上脱氧核苷酸数目不一定相同，则脱水聚合形成的磷酸二酯键的数目不一定相同，B错误；同源染色体上的DNA分子中基因可能是相同基因，也可能是等位基因，所以二者碱基对排列顺序可能不同，C错误；不同DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的比值可能不同，说明DNA分子具有特异性，D错误。3．如图为DNA测序仪显示的某真核生物DNA片段一条链的碱基排列顺序图片。其中图1的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，那么图2显示的碱基排列顺序应该是()A．GCTTGCGTATB．GATGCGTTCGC．TAGTCTGGCTD．GCTGAGTTAG解析：选B。图1为DNA测序仪显示的某真核生物DNA片段一条链的碱基排列顺序图片。图1的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，所以图中碱基序列应从下向上读，且由左至右的顺序依次是ACGT，所以图2中碱基序列为：GATGCGTTCG，A、C、D错误，B正确。知识点二DNA分子的复制4．某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是()解析：选D。DNA第一次复制亲代2条白链分离到2个子代DNA中，这2个子代DNA各含有1条白链和1条灰链，第二次复制2个子代DNA的4条母链分离到4个子代DNA中，另外再合成4条新子链(黑)，这样两次复制后4个子代DNA都各含1条黑链，其中2个DNA分子还各含1条白链，另外2个DNA分子还各含1条灰链。综上所述，D正确。5．如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解析：选A。从图中可以看出有多个复制起点，但由于复制环的大小不同，所以复制起始的时间有先有后。DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与。这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性，而且每次复制都可产生两个DNA分子，提高了复制效率。6．下面图甲中DNA分子有a和d两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示，结合所学知识回答下列问题：(1)从图甲可看出DNA复制的方式是______。(2)图甲中，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，B是__________酶。(3)图甲过程在根尖分生区细胞中进行的场所有________________________________。(4)图乙中，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。解析：(1)亲代DNA的两条母链a链和d链分别作为模板链，按照碱基互补配对原则生成新子链b链和c链，这样子代DNA各含有亲代DNA一条链，为半保留复制。(2)DNA复制需要解旋酶将双链解旋提供模板链。A为解旋酶，B为DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链。(3)根尖分生区细胞的DNA主要位于细胞核，线粒体也含有少量DNA，都可以进行甲过程。(4)图乙中，7是DNA基本单位胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。答案：(1)半保留复制(2)解旋DNA聚合(3)细胞核、线粒体(4)胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸磷酸与脱氧核糖氢键碱基互补配对[课时作业]一、选择题1．1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于()①证明DNA是主要的遗传物质②确定DNA是染色体的组成成分③发现DNA如何储存遗传信息④为DNA复制机制的阐明奠定基础A．①③B．②③C．②④D．③④解析：选D。证明DNA是遗传物质的实验是肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质，①错误，排除A项；Watson和Crick构建DNA双螺旋结构模型时没有从染色体中提取DNA，也不涉及蛋白质等其他成分，故不能确定DNA是染色体的组成成分，②错误，排除B、C两项；DNA的双螺旋结构模型揭示了DNA的构成，其遗传信息储存在4种碱基的排列顺序之中，并且指出了DNA两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则，为DNA复制机制的阐明奠定了基础，故③④正确。2．某同学制作一DNA片段模型，现准备了10个碱基T的塑料片，8个碱基A的塑料片，30组脱氧核糖和磷酸的塑料片，那么还需准备碱基C的塑料片数目是()A．14B．8C．7D．16解析：选C。因为30组脱氧核糖和磷酸塑料片可制成含15个碱基对的DNA分子模型，而该同学已准备了10个碱基T的塑料片，8个碱基A的塑料片，这样仅能构成8个A＝T碱基对，剩下的7个碱基对若全为G≡C碱基对，则还需要准备G、C碱基塑料片各7片。3．如图所示，b是由1分子磷酸、1分子碱基和1分子a构成的化合物，下列叙述正确的是()A．若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B．在禽流感病原体、幽门螺杆菌体内b均为4种C．在人体细胞质中，b只有4种D．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有6种解析：选D。若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，故A错误；禽流感病原体为病毒，其内b有4种，幽门螺杆菌为原核生物，细胞中的b有8种，故B错误；人体细胞质中存在DNA和RNA，所以b有8种，故C错误；若a为脱氧核糖，则b为脱氧核苷酸，由脱氧核苷酸构成的DNA完全水解得到：A、T、C、G四种碱基、磷酸和脱氧核糖，故D正确。4．下列关于DNA结构的叙述中，错误的是()A．大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构B．外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基C．DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对，C与G是配对D．DNA的两条链反向平行解析：选A。绝大多数DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋而成为双螺旋结构，而不是由核糖核苷酸长链盘旋而成。5．不同的基因携带不同的遗传信息的原因不包括()A．(A＋T)/(G＋C)的值不同B．磷酸和核糖排列顺序不同C．碱基对的排列顺序不同D．脱氧核苷酸的排列顺序不同解析：选B。不同的基因中的脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同，不同的排列顺序代表的遗传信息不同；不同的基因中A＋T/G＋C的值不同；不同的基因中都是脱氧核糖和磷酸交替连接构成其基本骨架，所以B错误。6．如图表示DNA复制的过程，结合图示分析下列有关叙述，错误的是()A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开B．DNA分子的复制具有双向复制的特点C．从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间D．DNA分子的复制需要DNA聚合酶催化合成子链解析：选C。从图中无法获得有关DNA分子多起点复制的信息，C项错误。7．在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H—dT)的培养基中，3H—dT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3H—dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测()A．复制起始区在高放射性区域B．DNA复制为半保留复制C．DNA复制从起始点向两个方向延伸D．DNA复制方向为a→c解析：选C。根据题干信息：DNA复制开始时，先将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H—dT)的培养基中，几分钟后，再转移到含高剂量3H—dT的培养基中培养一段时间，结果如图，可得出复制起始区在低放射性区域，A错误；中间为低放射性区域，两边为高放射性区域，说明DNA复制从起始点向两个方向延伸，C正确；而根据放射性自显影检测无法得出DNA复制为半保留复制，B错误；DNA复制方向为a←b→c，D错误。8．下列与真核细胞内DNA分子复制的有关叙述，正确的是()A．复制过程中先全部解旋，再半保留复制B．复制过程主要发生在有丝分裂前期C．DNA连接酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接D．复制后两个子代DNA分子的碱基序列一般相同解析：选D。复制过程中是边解旋边复制，形成的子代DNA含有亲代DNA分子的一条链为半保留复制，A错误；复制的时间是有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期，B错误；DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，C错误；复制后两个子代DNA分子的碱基序列一般相同，D正确。9．如果把人的精原细胞核中的46个DNA分子用15N标记，此细胞在不含标记的环境中依次经过1次有丝分裂和1次减数分裂，则下列相关描述正确的是()A．在有丝分裂的后期，含有放射性的染色体有92条B．在减数第一次分裂后期，一个初级精母细胞中含有放射性的DNA有92个C．在减数第二次分裂中期，一个次级精母细胞中含放射性的DNA是46个D．形成的8个精细胞中，含有放射性的细胞最少占25%解析：选A。精原细胞中每个DNA都有15N，根据半保留复制可知，有丝分裂后期产生的92个DNA分子都有15N，A正确；经过有丝分裂产生的子细胞中，每个DNA都有放射性，但每个DNA只有一条链有放射性，因此减数第一次分裂后期，形成的46条染色体都有放射性，其中46个DNA有放射性，另外46个DNA没有，B错误；减数第二次分裂一个次级精母细胞中含放射性的DNA只有23个，C错误；减数分裂产生的8个细胞中，至少有4个有放射性，占1/2，D错误。10．双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有()A．2种B．3种C．4种D．5种解析：选D。胸腺嘧啶与腺嘌呤配对，模板链中有4个腺嘌呤，任何一个腺嘌呤都有可能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对而使子链终止，再加上不与双脱氧核苷酸配对的一种，不同长度的子链最多有5种。11．把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌转移到含重氮(15N)的环境中培养相当于繁殖一代的时间，然后放回原来的环境中培养相当于连续繁殖两代的时间后，分析细菌DNA分子组成，则下列选项正确的是()选项DNA分子轻氮型中间型重氮型A3/41/4－B1/43/4－C－1