高考生物一轮复习第六单元基因的本质基因的表达第2讲DNA的结构 DNA的复制 基因通常是有遗传效应的DNA片段练习含答案

第2讲DNA的结构DNA的复制基因通常是有遗传效应的DNA片段A组基础巩固练1.在DNA分子的一条链中，连接两个相邻碱基A和T的化学结构是()A.脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖B.核糖-磷酸-核糖C.磷酸-脱氧核糖-磷酸D.氢键【答案】A【解析】在DNA分子的一条链中，相邻的核苷酸通过磷酸二酯键连接，所以连接两个相邻碱基A和T的化学结构是脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖，A正确。2.关于DNA分子结构的叙述错误的是()A.脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架B.两条链上的碱基通过磷酸二酯键连接成碱基对C.两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构D.某双链DNA分子片段含50个腺嘌呤，则同时含50个胸腺嘧啶【答案】B【解析】DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接形成的，A正确；DNA两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，B错误；DNA的2条脱氧核苷酸链按照反向平行的方式盘旋形成双螺旋结构，C正确；DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，因此若某双链DNA分子片段含50个腺嘌呤，则同时含50个胸腺嘧啶，D正确。3.(2023年广东清远统考期末)研究发现绝大多数原核生物的DNA呈环状，环状DNA分子往往可以再次螺旋化，从而形成致密的超螺旋结构。下图为细胞内某环状DNA的结构示意图，下列有关说法错误的是()A.该DNA分子任意一个脱氧核糖均和两个磷酸基团相连B.互补的碱基通过氢键结合在一起构成了该DNA分子的基本骨架C.该DNA分子的两条链上(A+C)/(T+G)的值互为倒数D.不同DNA分子中(A+T)/(C+G)的值一般不同【答案】B【解析】图示DNA分子为双链环状DNA，该DNA分子任意一个脱氧核糖均和两个磷酸基团相连，A正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接构成其基本骨架，B错误；在双链DNA分子中，两条互补链中，A1=T2，T1=A2，C1=G2，G1=C2，A1+C1=T2+G2，T1+G1=A2+C2，(A1+C1)/(T1+G1)=(T2+G2)/(A2+C2)，因此两条链上(A+C)/(T+G)的值互为倒数，C正确；在双链DNA分子中，A=T，C=G，不同DNA分子中(A+T)/(C+G)的值一般不同，D正确。4.在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是()①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=m②碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2③一条链中A+T的数量为n④G的数量为m-nA.①②③④ B.②③④C.③④ D.①②③【答案】D【解析】每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所以脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=m，①正确；因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键，根据碱基互补配对原则，A=T=n，则C=G=(m-2n)/2，所以碱基之间的氢键数为2n+3(m-2n)/2=(3m-2n)/2，②正确；双链DNA中，A=T=n，则根据碱基互补配对原则，一条链中A+T的数量为n，③正确；由②中计算可知，G的数量=(m-2n)/2，④错误。5.(2023年广东汕尾统考期末)大肠杆菌的拟核区有一个环状双链DNA分子，该DNA分子中共有m个碱基，其中有n个胸腺嘧啶。将一个含有被放射性同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的大肠杆菌置于不含放射性标记的培养基巾培养一段时间，共得到x个DNA分子。下列有关该实验结果的预测与分析，错误的是()A.大肠杆菌的该DNA分子没有游离的磷酸基团B.该DNA分子复制2次后，两条链均含放射性标记的DNA分子只有2个C.该DNA分子复制3次共需要胞嘧啶脱氧核苷酸7m2D.大肠杆菌DNA分子的复制需要模板、原料、能量、DNA聚合酶等【答案】B【解析】大肠杆菌拟核区为环状双链DNA分子，故没有游离的磷酸基团，A正确；DNA分子的复制方式为半保留复制，无论复制多少代，都不存在两条链均含放射性标记的DNA分子，B错误；DNA分子复制3次共产生23=8个DNA分子，其中来自亲本的2条链不需要原料，其余均需要，根据任意两个不互补的碱基之和等于碱基总数的一半，可得每个DNA分子含胞嘧啶m2-n个，故可得该DNA分子复制3次共需要胞嘧啶脱氧核苷酸7(m2-n)个，C正确；DNA的复制需要模板、原料、能量、DNA聚合酶等，6.下列对果蝇X染色体上红眼基因的叙述，正确的是()A.该基因在复制时，具有全保留复制的特点B.脱氧核苷酸单链中，相邻的A、T碱基以氢键相连接C.该基因全部碱基中，若C占比为n，则A占比为50%-nD.该基因与其等位基因(白眼基因)在X染色体上呈线性排列【答案】C【解析】基因复制时是半保留复制，A错误；脱氧核苷酸单链中，相邻的A、T碱基以脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连接，B错误；根据碱基互补配对原则，C=G=n，则A=T=50%-n，C正确；位于一条染色体上呈线性排列的都是非等位基因，等位基因位于同源染色体上，D错误。7.下列关于DNA的叙述，正确的是()A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素组成B.连接磷酸与五碳糖的化学键可在解旋酶的作用下断裂C.DNA的片段都有遗传效应，可控制生物的性状D.DNA的复制和转录都能在细胞质中进行【答案】D【解析】DNA的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替排列构成，有C、H、O、P，无N，A错误；连接磷酸与五碳糖的为磷酸二酯键，可在限制酶的作用下断开，B错误；DNA分子中既有有遗传效应的片段，也有无遗传效应的片段，C错误。8.(2023年重庆名校阶段练习)如图为一个DNA分子片段，下列有关叙述正确的是()A.DNA分子中的每个五碳糖都同时连接2个磷酸基团B.图中有4种核苷酸，烟草花叶病毒的核酸中只含其中3种核苷酸C.DNA发生初步水解的过程中，发生断裂的链是②④D.DNA分子中的氮元素，分布在其基本骨架上【答案】C【解析】每条DNA单链的末端各有一个五碳糖只连接了1个磷酸基团，A错误；图中有4种脱氧核苷酸，烟草花叶病毒的核酸是RNA，含有的是核糖核苷酸，B错误；DNA初步水解得到单个脱氧核苷酸，连接2个核苷酸之间的磷酸二酯键②和两条链之间的氢键④断裂，C正确；磷酸和脱氧核糖交替连接，构成DNA分子的基本骨架，氮元素分布在含氮碱基中，D错误。B组能力提升练9.研究人员将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中，培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，管中出现的两种条带分别对应下图中的两个峰，则大肠杆菌的细胞周期为()A.4h B.6h C.8h D.12h【答案】C【解析】将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中，培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA，DNA变性离心后，得到14N-DNA占1/8，15N-DNA占7/8，则子代DNA共8条，繁殖了3代，细胞周期为24÷3=8h，C正确。10.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的()A.32.9%，17.1% B.31.3%，18.7%C.18.7%，31.3% D.17.1%，32.9%【答案】B【解析】配对的碱基之和在一条链中与在整个DNA分子中的比例是相同的，因此，一条链中A、T、C、G的比例分别为31.3%、32.9%、17.1%和18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。11.(2023年甘肃天水名校期中)研究人员将1个含14N⁃DNA的大肠杆菌转移到15N⁃DNA培养液中，培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA加热处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现的两种条带含量如下图所示。下列说法正确的是()A.子代DNA分子共有8个，其中1个DNA分子含有14NB.该试验可用来探究DNA的半保留复制方式和细胞周期持续时间C.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键D.若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心，则相应的条带含量比为1∶3【答案】D【解析】子代DNA分子共有8个，其中2个DNA分子含有14N，A错误；因本实验是对DNA单链进行的离心分析，若DNA进行的是全保留复制，也会得到上述结果，故不可用该试验探究DNA的半保留复制方式，B错误；解开DNA双螺旋的实质是破坏两条单链之间的氢键，C错误；得到的8个DNA分子中，有2个为14N-15N，6个为15N-15N，故若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心，则相应的条带含量比为1∶3，12.大肠杆菌是研究DNA的复制特点的理想材料。根据下列有关实验分析，错误的是()实验细菌培养及取样操作实验结果密度梯度离心和放射自显影1大肠杆菌含3H标记的dTTP(胸腺嘧啶脱氧核糖核苷三磷酸)的液体培养基，30秒后取样分离DNA，碱性条件变性(双链分开)被3H标记的片段，一半是1000~2000个碱基的DNA小片段，而另一半则是长很多的DNA大片段2大肠杆菌含3H标记的dTTP(胸腺嘧啶脱氧核糖核苷三磷酸)的液体培养基，3分钟后取样同上被3H标记的片段大多数是DNA大片段

续表3DNA连接酶突变型大肠杆菌含3H标记的dTTP(胸腺嘧啶脱氧核糖核苷三磷酸)的液体培养基，3分钟后取样同上同实验1A.科学家用碱变性方法让新合成的单链和模板链分开，即氢键断裂，该过程在大肠杆菌体内是在解旋酶的作用下完成的B.实验1结果表明，DNA复制过程中，一条链的复制是连续的，另一条链的复制是不连续的C.实验2、3比较表明，大肠杆菌所形成的1000~2000个碱基的小片段子链需要DNA连接酶进一步催化连接成新链D.综合实验1、2、3，可以说明DNA的复制方式是半保留复制【答案】D【解析】DNA两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，所以用碱变性方法可以让新合成的单链和模板链分开，即氢键断裂，在大肠杆菌体内解旋酶将双螺旋的两条链解开，所以该过程在解旋酶的作用下完成的，A正确；实验1结果表明，被3H标记的DNA片段，一半是1000~2000个碱基的小片段，另一半是大片段，DNA复制以两条链为模板，并有两个相反的方向，DNA复制是双向的，因为它的两条链是反向平行的，所以在复制起点处两条链解开时，一条链是5'到3'方向，一条是3'到5'方向，但是酶的识别方向都是5'到3'，所以引导链合成的新的DNA是连续的，随从链合成是不连续的，所以说明DNA复制过程中，一条链的复制是连续的，另一条的复制是不连续的，B正确；实验3中，DNA连接酶突变型大肠杆菌缺乏DNA连接酶，实验结果和实验1相同，即被3H标记的片段，一半是1000~2000个碱基的DNA小片段，说明这些小片段不能形成大片段，分析实验2、3结果，说明大肠杆菌所形成的1000~2000个碱基的小片段子链需要DNA连接酶进一步催化连接成新链，C正确；实验1、2、3不能体现每条子链与对应的模板链构成一个新的DNA分子，即不能说明DNA复制方式为半保留复制，D错误。13.如图是某DNA分子的局部结构示意图。请据图分析回答：(1)写出图中序号代表的结构的中文名称：①，⑦，⑧，⑨。

(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基团。(3)从主链上看，两条单链的方向，从碱基关系看，2条单链________。

(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的(填图中序号)中可测到15N。若细胞在该培养液中分裂四次，该DNA分子也复制4次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。

(5)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为个。

【答案】(1)胞嘧啶脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段(2)42(3)反向平行互补(4)①②③④⑥⑧⑨1∶8(5)15(a/2-m)【解析】根据碱基互补配对原则可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鸟嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸基团，⑥是胸腺嘧啶，⑦是脱氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，⑨是一条脱氧核苷酸链的片段。DNA分子复制4次，产生16个DNA分子，由于DNA复制为半保留复制，含14N的DNA分子共有2个，所有的DNA都含有15N，所以子代DNA分子中含14N和15N的比例为1∶8。A=T=m，则G=C=a/2-m，该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(24-1)×(a/2-m)=15(a/2-m)。C组压轴培优练14.如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答有关DNA分子的问题：(1)沃森和克里克构建了如图甲的DNA双螺旋结构模型，该模型用解释DNA分子的多样性。

(2)若已知DNA一条单链的碱基组成是ATGCCAT，则