【状元之路】（新课标通用）2022高考生物一轮复习 第19讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质

【状元之路】（新课标通用）2022高考生物一轮复习第19讲DNA分子的结构、复制及基因的本质考题反馈抓落实自主演练我成功1.将双链DNA分子彻底水解，得到的产物是(　　)A．两条脱氧核苷酸链　　　　B．四种脱氧核苷酸C．磷酸、脱氧核糖、含氮碱基D．C、H、O、N、P五种元素答案：C解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，而每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，故DNA彻底水解得到的产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。2．右图表示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，下列各项正确的是(　　)A．a和c的碱基序列互补B．b和c的碱基序列相同C．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与b链中同项比值不相同D．a链中(G＋T)/(A＋C)的比值与c链中同项比值相同答案：D解析：a、d两条母链碱基互补，a、b两条链碱基互补，c、d两条链碱基互补，可推出a和c碱基序列相同，b和c碱基序列互补；两条互补链中的(A＋T)/(G＋C)相同。3．如右图是DNA结构模式图，下列推测不正确的是(　　)A．限制酶能将a处切断B．DNA连接酶能将a处连接C．解旋酶能切断b处D．连接b处的酶为RNA聚合酶答案：D解析：b处表示碱基对，其连接不需酶。DNA合成不需要RNA聚合酶。4．一个被放射性元素标记的双链DNA噬菌体侵染细菌后，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的(　　)8\nA．1/n　　　　　　　　　　B．1/2nC．2/nD．1/2答案：C解析：因DNA分子是半保留复制，放射性元素所标记的双链DNA不论复制多少次，其两条链只能存在于两个DNA分子中。5．一个DNA中有1000个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，如果连续复制两次，参加到复制过程中的游离脱氧核苷酸中的碱基C总数是(　　)A．600B．1200C．1800D．2400答案：C解析：考查DNA分子复制过程中有关脱氧核苷酸数目的计算问题。(1)求原来DNA分子碱基C的数目：在原来的DNA分子中，A占20%，则C占30%，C＝1000×2×30%＝600(个)。(2)根据公式：所求的游离脱氧核苷酸中的碱基C＝a·(2n－1)，得出所求的碱基。C＝600×(22－1)＝1800(个)。6．(2022·上海卷)某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列表述错误的是(　　)A．该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个C．该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7D．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种答案：B解析：一个碱基改变，不一定引起氨基酸改变，性状也不一定改变。若DNA分子复制两次，需碱基A的数量为：60·(22－1)＝180个。碱基的排列方式有4n(n为碱基对)种。因A＝T＝60则G＝C＝＝140，所以A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7。A、C、D三项是正确的，选B项。7.(2022·嵊州二中高三月考)(基因本质B)已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，右图中W表示野生型，①、②、③分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性，则编码该酶的基因是(　　)A．基因aB．基因bC．基因cD．基因d8\n答案：B解析：由于②③无该酶活性，故该基因为b。8．用DNA可确定死者身份是依据DNA分子具有(　　)A．特异性B．多样性C．稳定性D．高分子性答案：A解析：不同个体的DNA上碱基的排列顺序不同，而每个个体的DNA上碱基的特定排列顺序就是DNA分子的特异性。因此，在确定个人身份时依据的是DNA分子的特异性。9．女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA复制速度约为4μm/min，但复制过程仅需40min左右即完成。这是因为DNA分子(　　)A．边解旋边复制B．每个复制点双向复制，使子链迅速延伸C．以半保留方式复制D．复制起点多，分段复制答案：D解析：该题应根据长度、速度和时间进行推算。DNA分子长36mm，复制速度为4μm/min，则复制时间大约是36×103μm÷4μm/min＝9×103min，而实际上只需40min左右，所以可推测原因是复制起点多，分段复制。10．某DNA分子中含有1000个碱基对(P元素只是32P)。若将该DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，则子代DNA的平均相对分子质量比原来(　　)A．减小1500B．增加1500C．增加1000D．减少1000答案：A解析：复制两次，形成4个DNA，8条单链，6条含31P，2条含32P。11．(2022·北京市重点中学月考)在基因工程中，把选出的目的基因(共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个)放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是(　　)A．540个B．8100个C．3780个D．7560个答案：B8\n解析：该DNA有1000个碱基对，腺嘌呤460个，则胞嘧啶540个，扩增4代后共16个DNA，共有胞嘧啶540×16个，减去原有540个，共需8100个。12．已知一条完全标记上15N的DNA分子在只含14N的培养基中经n次复制后，仅含14N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，则n是(　　)A．2B．3C．4D．5答案：C解析：该DNA分子经过n次复制后得到的DNA分子数为2n个，其中有2个DNA分子中各有一条链带有15N标记，故有(2n－2)/2＝7/1，所以n＝4。13．现将含有两对同源染色体且核DNA都已用32P标记的一个细胞，放在不含32P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝分裂，则含32P的子细胞数量最少和最多分别是(不考虑交叉互换)(　　)A．2，16B．2，8C．4，8D．4，16答案：B解析：复制前两对同源染色体含DNA分子4个，脱氧核苷酸链为8条，所以有32P标记的脱氧核苷酸链为8条，最多进入到8个子细胞中，这样就可排除了A、D，最少可进入2个细胞，故选B。14．(2022·上海卷)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在(　　)A．两条DNA母链之间B．DNA子链与其互补的母链之间C．两条DNA子链之间D．DNA子链与其非互补母链之间答案：A解析：DNA在复制过程中，首先在解旋酶作用下将两条母链解旋。A项正确，B、C、D三项错误。15．含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。现从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到的结果如下图，由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①②③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答：8\n(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0__________，G1__________，G2__________。(2)G2代在①②③三条带中的DNA数的比例是__________。(3)图中①②两条带中的DNA分子所含的同位素磷分别是：条带①__________，条带②__________。(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是__________。DNA的自我复制能使生物的__________保持相对稳定。(5)设全部含31P的DNA分子相对分子质量为a，全部含32P的DNA分子相对分子质量为b，则G2代DNA分子的平均相对分子质量为__________。答案：(1)A　B　D　(2)0∶1∶1　(3)31P　31P和32P　(4)半保留复制　遗传特性(5)(a＋3b)/4解析：首先应该看懂图解，知道轻、中、重三种DNA划分的标准：由两条含31P的脱氧核苷酸组成的链形成的是轻DNA；由一条含31P的脱氧核苷酸组成的链和一条含32P的脱氧核苷酸组成的链形成的是中DNA；由两条含32P的脱氧核苷酸组成的是重DNA。然后回顾DNA的复制过程：①解旋：由一个DNA分子形成两条母链；②以每一条母链为模板，按照碱基互补配对原则，从周围吸收新的脱氧核苷酸为原料，形成新的子链，产生两个子代DNA分子。注意，此时在含有31P磷酸的培养基中，含31P的脱氧核苷酸参与构成子链；③DNA分子的复制是半保留复制，即复制后形成的子代DNA中，每个DNA分子都只含有一条子链，另一条则为母链。根据题意：G0代细胞中的DNA全部由含31P的脱氧核苷酸组成，是轻DNA；G1代是以G0代细胞中的DNA为模板，以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的两个DNA分子，每一个DNA分子中，母链含31P，子链含32P，是中DNA；G2代是以G1代为模板，以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的四个DNA分子，有两个DNA分子，母链含31P，子链含32P，是中DNA；另两个DNA分子，母链、子链都含32P，是重DNA。若31PDNA为a，32PDNA为b，则G2代中的4个DNA分子分别是2个、2个b，故G2代这四个DNA分子的平均相对分子质量为(2×＋2b)/4＝(a＋3b)/4。16．近10年来，PCR技术(聚合酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规实验手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如下图所示)，在很短的时间内，将D8\nNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)加热至94℃的目的是使DNA双链中的__________键断裂，称为__________，在细胞中是在__________酶的作用下进行的。(2)当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2个DNA分子，此过程中原料是__________，遵循的原则是__________。(3)综合PCR技术与人体细胞内DNA合成过程可知，二者的必需条件中，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还要3个条件，即液体环境、适宜的____________________和____________________。(4)通过PCR技术使DNA分子大量复制，若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制四次之后，则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为__________。(5)假设一个模板DNA分子中有800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个，若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6200个，则该模板DNA在PCR扩增仪中已经复制了__________次。答案：(1)氢　解旋　解旋　(2)脱氧核苷酸　碱基互补配对原则　(3)温度　酸碱度　(4)1/8　(5)5解析：本题考查DNA复制的知识及理解能力、分析判断能力和推理能力，要求同学们基础要掌握牢。(1)DNA分子在加热条件下可以发生变性：氢键打开而解旋。该过程在细胞内则是在解旋酶作用下实现的。(2)DNA分子复制所需原料为4种游离的脱氧核苷酸，遵循碱基互补配对原则。(3)由于PCR技术是在细胞外进行的，缺少了细胞内相对稳定的环境，因此，除了满足复制所需的模板、原料、能量和酶以外，还要满足生化反应所需的液体环境和酶所需要的适宜的温度和pH等条件。(4)以15N标记DNA分子模板，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制4次共形成16个DNA分子，其中有2个含15N，因此15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为1/8。1.(2022·江苏理综)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是(　　)8\nA．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA答案：B解析：本题主要考查了人类对遗传物质本质的探究历程。孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律，但没有证实其化学本质，A不正确；在肺炎双球菌体外转化实验中提取的DNA的纯度没有达到100%，从单独、直接观察DNA生理效应方面分析，说服力不如噬菌体侵染细菌的实验，B正确；沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数，C不正确；烟草花叶病毒感染烟草实验只说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D不正确。2．(2022·山东理综)假设一个双链均被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20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变答案：C解析：本题主要考查了噬菌体侵染细菌过程的相关知识以及DNA分子的有关计算。首先计算得出一个噬菌体DNA中鸟嘌呤脱氧核苷酸占30%，其数量是5000×2×30%＝3000个，由一个噬菌体增殖为100个噬菌体，至少需要3000×(100－1)＝2.97×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误；噬菌体侵染细菌的过程中，需要细菌提供原料、能量、酶等条件，但模板是由噬菌体提供的，B错误；根据DNA半保留复制的特点可知释放出的100个子代噬菌体中含有32P与只含32P的子代噬菌体分别是2个、98个，比例为1∶49，C正确；DNA发生突变，其控制的性状不一定发生改变，D错误。3．(2022·福建理综)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8\nC．4种D．5种答案：D解析：此题考查DNA结构的相关知识。在DNA双螺旋结构中，碱基A与T、G与C分别形成碱基对，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(假定用T′表示)应与A配对形成氢键。故碱基序列为GTACATACATG的单链模板在正常脱氧核苷酸环境中会生成如下双链DNA分子：GTACATACATGCATGTATGTAC①②③④双脱氧核苷酸会使子链合成终止，因此当DNA复制时若加入胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(T′)，可能会在①②③④位置替换碱基T而形成4种异常DNA片段，故可形成5种DNA分子。8