【名师一号 模块新课标】2023高考生物总复习 2.19DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段计时双基练 新人教版必修2

计时双基练(十九)　DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段(计时：45分钟　满分：100分)一、选择题(每小题5分，共70分)1．下列关于DNA、基因、基因型和表现型的叙述，不正确的是(　　)A．从水毛茛水面上的椭圆形叶和水下的针形叶可知，基因型相同表现型不一定相同B．基因是DNA上有遗传效应的片段，而DNA上的某一片段可能包含若干基因C．用含32P的普通培养基培养不含32P的病毒，可得到含32P的病毒DNA分子D．存在等位基因的二倍体为杂合体，能稳定遗传的二倍体其基因型中一般不含等位基因解析　本题考查遗传的分子基础的相关知识，意在考查考生的理解与分析能力。同一植株的正常体细胞内基因组成相同，而表现型可能不同，A正确；DNA上的某一片段也可能包含若干个有遗传效应的片段，即基因，B正确；病毒是非细胞生物，其生命活动必须在活细胞内进行，C错误；能稳定遗传的二倍体为纯合子，其基因型中不存在等位基因，D正确。答案　C2．如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是(　　)A．④代表的物质中贮存了遗传信息B．不同生物的DNA分子中④的种类无特异性C．转录时该片段的两条链都可作为模板链D．限制性核酸内切酶作用部位是碱基之间的氢键解析　④代表脱氧核苷酸，碱基对的排列顺序代表遗传信息；不同生物的DNA分子中脱氧核苷酸的种类都是四种，无特异性；转录时是以DNA分子的一条链为模板的；限制性核酸内切酶的作用位点是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。9\n答案　B3.如图为真核细胞内某基因(被15N标记)的结构示意图，该基因全部碱基中C占30%，下列说法正确的是(　　)A．解旋酶作用于①②两处B．该基因中(C＋G)/(A＋T)为32C．若①处后T变为A，则该基因控制的性状一定发生改变D．该基因在含14N的培养液中复制3次后，含14N的DNA分子占3/4解析　本题考查DNA的结构与复制的相关知识，意在考查考生在知识综合运用方面的能力。难度较大。DNA解旋酶的作用是使DNA双螺旋结构的氢键断裂，作用部位是题图中的②，A错误；DNA是规则的双螺旋结构，A与T配对，G与C配对，由题干可知该基因全部碱基中C占30%，因此G占30%，A与T各占20%，故该基因全部碱基中(C＋G)/(A＋T)为32，B正确；①处后T变为A，发生了基因突变，基因突变不一定引起性状改变，C错误；该基因置于14N的培养液中复制3次后，所有的DNA分子都含14N，D错误。答案　B4．下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述中错误的是(　　)A．采用搅拌和离心等手段是为了使DNA和蛋白质分离B．用32P进行实验时，离心管的上清液中也能测到放射性的原因可能是实验时间过长C．侵染过程的“合成”阶段，噬菌体DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供D．若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n－1解析　本题考查噬菌体侵染细菌实验的相关知识，意在考查考生的识记理解及知识迁移应用能力。噬菌体侵染细菌后搅拌和离心是为了使噬菌体的蛋白质外壳和细菌分开，故A错；用32P进行实验时，若离心管的上清液中有放射性存在，则可能是实验时间过长导致细菌细胞裂解子代噬菌体被释放所致，故B对；噬菌体在细菌细胞内以自身DNA为模板，利用细菌的原料、ATP等进行增殖。C对。答案　A5．下面是4位同学拼制的DNA分子部分平面结构模型，正确的是(　　)9\n解析　DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。每个脱氧核苷酸中的三个分子连接时注意脱氧核糖在中间，排除B项；不同脱氧核苷酸之间连接时是脱氧核糖和磷酸交替连接，排除A项；一条脱氧核苷酸链上与脱氧核糖相连的两个磷酸应分别连接在不同的位点；排除D项。答案　C6.如图为真核细胞DNA复制过程模式图。据图分析，下列相关叙述中错误的是(　　)A．由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的B．合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的C．细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体D．解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP9\n解析　本题考查DNA复制的相关知识，意在考查考生的图文转化能力和知识灵活运用能力。由题图可知，A、B正确；细胞内的DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，这三个结构都可以进行DNA复制，故C对；解旋不需要DNA聚合酶参与，故D错。答案　D7．5BrU(5溴尿嘧啶)既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T－A到G－C的替换(　　)A．2次B．3次C．4次D．5次解析　本题考查DNA分子的结构及碱基数量的比例关系，意在考查考生的分析理解能力。按照碱基互补配对原则第一次复制由T－A―→A－5BrU，第二次复制由A－5BrU―→5BrU－C，第三次复制由5BrU－C―→G－C，故B项正确。答案　B8．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的(　　)A．24%B．22%C．26%D．23%解析　双链DNA中，A＋T占全部碱基总数的54%，则一条单链中A＋T占该链碱基总数的54%，按下面的图示分析：答案　A9．某同学经分离得到X、Y两种未知菌种，分析其DNA的碱基组成，发现X菌的腺嘌呤含量为15%，而Y菌的胞嘧啶含量为42%。下列关于这两个菌种DNA组成的叙述，正确的是(　　)A．X菌的鸟嘌呤含量为15%B．X菌的胞嘧啶及鸟嘌呤碱基组成总和为70%C．Y菌的腺嘌呤的数量较X菌的低D．将X菌DNA解旋所需能量较将Y菌解旋所需能量高9\n解析　本题考查DNA结构的相关计算，意在考查考生的理解能力。选项A，X菌的腺嘌呤含量为15%，说明胸腺嘧啶的含量为15%，胞嘧啶和鸟嘌呤的含量均为35%。选项B，由选项A可知，X菌的胞嘧啶及鸟嘌呤碱基组成总和为70%。选项C，Y菌的胞嘧啶含量为42%，说明腺嘌呤的含量为8%，但具体数量不能确定。选项D，胞嘧啶和鸟嘌呤之间存在三个氢键，氢键越多，解旋所需的能量就越多，但X、Y菌中胞嘧啶和鸟嘌呤具体数量不定，因此无法判断。答案　B10．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述正确的是(　　)①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m②碱基之间的氢键数为③一条链中A＋T的数量为n④G的数量为m－nA．①②③④B．②③④C．③④D．①②③解析　①的等量关系容易判断；对于②，须知G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键，故氢键数为：2n＋3×＝；③因A＋T的总量为2n，故一条链中的A＋T的数量应为n；④中计算G的数量有误，应为＝－n。答案　D11．用32P标记了玉米体细胞(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，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是(　　)A．0条B．20条C．大于0小于20条D．以上都有可能解析　本题综合考查DNA复制和有丝分裂，意在考查考生分析问题、解决问题的能力。第一次细胞分裂完成后所形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条链不含32P，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含32P，一条染色单体不含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含32P的20条染色体同时移向细胞的一极，不含32P的20条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体条数分别是20条和0条，如果移向细胞两极的20条染色体中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体条数大于0小于20条。答案　D9\n12．将一个用15N标记的、含1560个碱基对的DNA片段在无放射性标记的溶液中复制4次，已知该DNA片段中有腺嘌呤750个，则(　　)A．复制完成后，具有放射性的腺嘌呤有1500个B．复制过程中，共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸12150个C．复制完成后，不含放射性的DNA分子占1/15D．具放射性的DNA分子的两条链都有放射性解析　本题主要考查DNA复制的相关知识，意在考查考生获取和解读信息，迁移和运用知识的能力。复制后具有放射性的还是母链上的750个腺嘌呤，所以A项错误；已知该DNA片段含1560个碱基对，即含3120个碱基，其中A有750个，T也有750个，那么G＝C＝(3120—750×2)/2＝810(个)，复制4次后，共消耗G(或C)810×(24－1)＝810×15＝12150(个)，所以B项正确；复制完成后共有16个DNA分子，其中2个DNA分子含有放射性，所以不含放射性的DNA分子占14/16＝7/8，所以C项错误；由于DNA是半保留复制，故具放射性的DNA分子的两条链中，一条链有放射性，一条链无放射性，所以D项错误。答案　B13．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次解析　已知该DNA分子有500个碱基对，其中含有300个G，则A与T均为200个；最后一次复制消耗了3200个A，因此，最后一次复制净产生的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，因此，这个DNA分子共进行了5(25＝32)次复制。答案　C14．A集合为用水解酶催化T2噬菌体的遗传物质彻底水解成不能再水解的小分子；B集合为用水解酶催化HIV的遗传物质彻底水解成不能再水解的小分子。上述A、B两个集合的交集共有小分子(　　)A．8种B．5种C．4种D．0种解析　本题考查DNA和RNA的基本组成单位，意在考查考生对相关知识的理解和识记能力。脱氧核苷酸和核糖核苷酸共有的碱基有三种，即A、C、G，二者彻底水解后会产生相同的磷酸，所以其交集共有4种小分子，故选C项。答案　C二、非选择题(共30分)9\n15．(12分)某校一个生物活动小组要进行研究性学习。对生物学史上的经典实验进行验证，也是研究性学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探索，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。(1)实验步骤：第一步：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；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。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)。请分析：如果DNA位于________带位置，那么是全保留复制；如果DNA位于________带位置，那么是半保留复制。第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上再连续繁殖二代(Ⅱ)。请分析：如果DNA位于________带位置，那么是全保留复制；如果DNA位于________带位置，那么是半保留复制。(2)有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果轻带和重带各占，那么一定为半保留复制。你认为这同学的说法是否正确？________。原因是___________________________________________________________________。解析　如果DNA的复制方式为全保留复制，则一个亲代15N—15N的DNA分子的两个子代DNA分子是：一个15N—15N，一个14N—14N，其在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带；如果DNA的复制方式为半保留复制，则一个亲代15N—159\nN的DNA分子的两个子代DNA分子都是15N—14N，其在离心管中分布的位置全部在中带。答案　(1)1/2重和1/2轻　全中　1/4重和3/4轻　1/2中和1/2轻(2)不正确　无论半保留复制还是全保留复制，如果研究DNA链的情况，结果是一致的，无法区分16．(18分)肠道病毒EV71为单股正链RNA(＋RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。据图回答下列问题：(1)图中物质M的合成场所是________。催化①、②过程的物质N是________。(2)假定病毒基因组＋RNA含有7500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C________个。(3)图中＋RNA有三方面功能，分别是______________________________________________________________________________。(4)EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有_________________________________________________________。(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面，而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是________，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是________。解析　(1)据图中信息分析可知，M为蛋白质，其合成是在宿主细胞的核糖体上进行的。图中①、②过程为RNA的复制，因此N应为RNA聚合酶(或RNA复制酶)。(2)如果病毒的＋RNA含有7500个碱基，其中A和U共有7500×40%＝3000个，则G和C共有4500个；以＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程是＋RNA→－RNA→＋RNA，共需G和C4500×2＝9000个。(3)图中显示＋RNA的功能包括：作为翻译模板、作为产生子代＋RNA的模板、作为病毒的组成成分。9\n(4)EV71病毒感染机体后可寄生于细胞中，因此可同时引发体液免疫和细胞免疫。(5)据题意VP4包埋在衣壳内侧，在病毒感染机体后不发挥抗原的作用，不宜用于制作疫苗。因VP1位于病毒表面，且不受胃液中胃酸的破坏，适宜制成口服疫苗。答案　(1)宿主细胞的核糖体　RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶)(2)9000(3)翻译的模板；复制的模板；病毒的重要组成成分(4)体液免疫和细胞免疫(5)VP4　VP19