2020版高考生物一轮复习 第17讲 限时规范训练17 DNA结构、复制及基因的本质（含解析）新人教

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.限时规范训练17DNA结构、复制及基因的本质【基础题组】1．下列关于DNA结构的叙述，错误的是()A．DNA是脱氧核苷酸的多聚体B．每个DNA分子均含有A、T、C、G四种碱基C．每个DNA分子中A＋T的量等于G＋C的量D．DNA分子的一条链上相邻碱基之间不是以磷酸二酯键相连的解析：选C。DNA的基本单位是脱氧核苷酸，是脱氧核苷酸的多聚体，A正确；因为A和T配对，G和C配对，所以每个DNA分子中含有A、T、C、G四种碱基，B正确；每个DNA分子中A和T的数量相同，G和C的量相同，C错误；DNA分子的一条链上相邻碱基之间以脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖连接的，D正确。2．如图为用相应材料构建的某核苷酸长链片段模型，下列关于该长链的叙述正确的是()A．2表示核糖或脱氧核糖B．4为一个完整的核苷酸C．1与2组成的结构称为核苷D．若构建好5的互补链后，需加上7个氢键解析：选B。图中含有胸腺嘧啶T，是DNA特有的碱基，说明该片段是DNA链的一段，因此2只能表示脱氧核糖，A错误；4由脱氧核糖、胞嘧啶、磷酸组成，为胞嘧啶脱氧核苷酸，是组成DNA的基本单位，B正确；核苷是由2脱氧核糖和3含氮碱基组成的，C错误；若构建好5的互补链后，需加上2＋3＋3＝8个氢键，D错误。3．2017年7月，科学家们揭开了关于染色质中DNA的世纪之谜，首次在人类活细胞的细胞核中实现了3D基因组成像。这项研究可能有助于改写DNA结构的教科书模型。下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是()A．组成DNA的碱基排列在内侧，互补链间的碱基配对有一定的规律性B．脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA分子的多样性C．双链DNA分子中，若一条链的G∶T＝1∶2，则另一条链的C∶A＝2∶1D．沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法2解析：选C。组成DNA的碱基排列在内侧，两条互补链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律，A正确；不同的DNA分子，含有的脱氧核苷酸的数目不同，而且脱氧核苷酸的排列顺序也存在差异，所以脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA分子的多样性，B正确；依据碱基互补配对原则，双链DNA分子中，若一条链的G∶T＝1∶2，则另一条链的C∶A＝1∶2，C错误；沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法，D正确。4．下列关于DNA复制的叙述，正确的是()A．复制仅发生在有丝分裂间期B．真核生物DNA复制的场所均在细胞核内C．复制过程是先解旋后复制D．脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成新的子链解析：选D。DNA的复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，A错误。真核生物DNA复制的场所在细胞核、线粒体和叶绿体中，B错误。DNA复制是边解旋边复制，C错误。DNA聚合酶可以连接脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，从而将脱氧核苷酸连接成新的子链，D正确。5．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(3H­dT)的培养基中，3H­dT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3H­dT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。据图可以做出的推测是()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。复制起始区在低放射性区域，A错误；放射性自显影检测无法得出“DNA复制为半保留复制”的结论，B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；DNA复制方向为a←b→c，D错误。6．若以1分子含500个碱基对的DNA(不含放射性)为模板，在含15N的环境中进行复制n次，下列相关叙述正确的是()A．复制过程中，需要消耗(2n－1)×1000个核糖核苷酸B．子代DNA中，两条链均含有15N的DNA分子有(2n－1)个C．细胞内DNA复制主要发生在细胞核、线粒体和核糖体中3D．DNA复制过程可以在体外完成，但在体外复制时模板DNA不能太大解析：选D。依题意可知：该DNA分子共含1000个脱氧核苷酸，在含15N的环境中进行复制n次，共产生2n个子代DNA分子，在此过程中，需要消耗(2n－1)×1000个脱氧核苷酸，A错误；依据DNA分子的半保留复制，在这2n个DNA分子中，有2个DNA分子的1条链含15N、另1条链含14N，余下的(2n－2)个DNA分子的2条链均含15N，B错误；细胞内DNA复制主要发生在细胞核中，核糖体中不能发生DNA复制，C错误；DNA复制过程可以在体外完成，但在体外复制时模板DNA不能太大，D正确。7．下列关于真核细胞内的染色体、DNA和基因的叙述中，错误的是()A．真核细胞内的染色体是细胞核内DNA的唯一载体B．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基和一个碱基C．细胞核中DNA分子数与染色体数的比值为1或2D．基因是具有遗传效应的DNA片段解析：选B。真核细胞中，细胞核中的DNA只存在于染色体上，因此染色体是细胞核内DNA的唯一载体，A正确；DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是二个磷酸基和一个碱基，B错误；由于1条染色体可以含有1个DNA分子或两个DNA分子，所以细胞核中DNA分子数与染色体数的比值可能为1或2，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，D正确。8．下列关于双链DNA分子的结构和复制的叙述，正确的是()A．复制产生的两个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团B．DNA中碱基之间相互配对遵循查哥夫法则C．DNA分子一条链中相邻两个碱基通过磷酸二酯键相连接D．某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条DNA单链上的胞嘧啶占该链碱基的比例为25%～50%解析：选A。每个DNA分子含有2个游离的磷酸基团，因此复制后两个子代DNA分子共有4个游离的磷酸基团，A正确；DNA中碱基之间相互配对遵循A－T、G－C法则，B错误；DNA分子一条链中相邻两个碱基之间通过“－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－”相连接，C错误；某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条DNA单链上的胞嘧啶占该链碱基的比例为0～50%，D错误。9．如图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解(1～5)，请据图探讨相关问题：(1)物质1是构成DNA的基本单位，与RNA的基本单位相比，两者成分方面的差别是4____________________________________。(2)催化形成图2中的磷酸二酯键的酶是____________。(3)图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，如果DNA耐高温的能力越强，则____________(填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例越高。(4)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异，请结合图5和有关RNA的结构说明其原因：______________________________________。解析：(1)DNA的基本单位与RNA的基本单位相比，主要区别是DNA的基本单位中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。(2)图2是由DNA分子的基本单位脱氧核苷酸经脱水缩合形成的脱氧核苷酸链，形成脱氧核苷酸链过程中有磷酸二酯键生成，其需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氢键越多，DNA分子越稳定，C—G之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键。(4)RNA分子通常是单链结构，DNA分子通常是双螺旋结构，其结构稳定性较强，而单链RNA更容易发生变异。答案：(1)物质1中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U(2)DNA聚合酶(3)G—C(4)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定10．双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答：(1)若1个双链DNA片段中有1000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗________个胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放5射性，其原因是_______________________。(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，但能________________________。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度越高的原因是______________________________。(4)图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是_____________________________________________________________。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是____________________。解析：(1)已知1个双链DNA片段中共有A＋T＋G＋C＝2000个碱基，其中T＝350个。依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA片段中，A＝T＝350个，C＝G＝650个。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数＝650×24－1＝5200个。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，因3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以最终在噬菌体DNA中检测到放射性。(3)解旋酶能降低反应所需要的活化能。在每个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，而且DNA分子中G＋C的比例越高，含有的氢键数越多，DNA结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度也越高。(4)已知分子越小离试管口距离越近。图2显示：与60秒结果相比，120秒结果中有放射性的单链距离试管口较远，说明短链片段减少，其原因是：短链片段连接形成长链片段，所以短链片段减少。在图示的实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。答案：(1)5200(2)标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性(3)降低反应所需要的活化能DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定(4)短链片段连接形成长链片段，所以短链片段减少在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段【能力题组】11．1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如下图)，证实了DNA是以半保留方式复制的。②、③、④、⑤试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的是()6培养条件与方法：(1)在含15N的培养基培养若干代，使DNA双链均被15N标记(试管①)。(2)转至14N的培养基培养，每30分钟繁殖一代。(3)取出每代DNA样本，并离心分层。A．该实验运用了同位素标记法，出现④的结果至少需要90分钟B．③是转入14N培养基中复制一代的结果，②是复制二代的结果C．对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用的是试管③结果D．给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示解析：选C。该实验运用了同位素标记法，根据DNA的半保留复制特点，亲代DNA均被15N标记，繁殖一代产生两个DNA分子，每个DNA分子一条链含有15N，另一