2025版高考生物一轮复习课时分层提升练十九DNA分子的结构和复制及基因是有遗传效应的DNA片段含解析新人教版

PAGE9-DNA分子的结构和复制及基因是有遗传效应的DNA片段(限时30分钟)1.下图为某同学在学习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“有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”D.丁说“假如他画的是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：五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；DNA不含碱基U，而是含碱基T；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。假如图中画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。2.如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5000对，A+T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培育基中连续复制2次，下列叙述正确的是()A.复制时作用于③处的酶为限制酶B.复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸D.子代中含15N的DNA分子占3/4【解析】选B。DNA复制时作用于③处的酶应为解旋酶；因为A+T所占的比例是34%，且该DNA分子中有5000个碱基对，所以C的数量为5000×2×(1-34%)×(1/2)=3300(个)，所以该DNA分子复制2次须要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为(22-1)×3300=9900(个)；因题图为某DNA分子片段，故④处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸；因亲代只有一条链含15N，故复制2次形成的4个DNA分子中只有1个DNA分子中含有15N，占1/4。【易错提示】(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”不同：前者包括全部的复制，但后者只包括第n次的复制。(2)在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。(3)记住关键词：碱基的单位是“对”，还是“个”；是“DNA分子数”，还是“链数”；“含”还是“只含”等。3.用32P标记的一个噬菌体侵染用15N标记的大肠杆菌，一段时间后大肠杆菌裂说明放出100个子代噬菌体。下列有关叙述不正确的是 ()A.全部子代噬菌体的蛋白质外壳中都含15NB.全部子代噬菌体的核酸中都含15NC.含32P的子代噬菌体占全部子代噬菌体的1/50D.全部子代噬菌体只含15N不含32P【解析】选D。噬菌体增殖的模板是噬菌体的核酸，细菌供应原料、场所等，所以全部子代噬菌体的蛋白质外壳中都含有15N，A项正确。核酸的组成元素有C、H、O、N、P，且原料都来自细菌，所以全部子代噬菌体的核酸中都含15N，B项正确；由于释放出的100个子代噬菌体中，含32P的有2个，所以含32P的子代噬菌体占全部子代噬菌体的1/50，C项正确；全部子代噬菌体都含15N，只有2个子代噬菌体含32P，D项错误。4.某生物体内的嘌呤碱基占碱基总数的50%，具这种特点的可能性较小的生物是 ()①烟草花叶病毒 ②T2噬菌体③大肠杆菌 ④酵母菌和人A.①③④ B.①②④C.②③④ D.①②③【解析】选A。烟草花叶病毒属于RNA病毒，只含有RNA一种核酸，因此其所含嘌呤总数与嘧啶总数不确定相同，①符合题意；T2噬菌体属于DNA病毒，只含有DNA一种核酸，其所含嘌呤总数应与嘧啶总数相等，②不符合题意；大肠杆菌含有DNA和RNA两种核酸，因此其所含嘌呤总数与嘧啶总数不确定相同，③符合题意；酵母菌和人都含有DNA和RNA两种核酸，因此其所含嘌呤总数与嘧啶总数不确定相同，④符合题意。【方法技巧】依据碱基不同确定生物类型的方法(1)当嘌呤数等于嘧啶数时：可能是只含双链DNA的生物，也可能是只含RNA的生物，还可能是既含双链DNA，又含RNA的生物，但最可能是只含双链DNA的生物。(2)当嘌呤数不等于嘧啶数时：确定不是只含双链DNA的生物，可能是只含RNA的生物，也可能是既含双链DNA，又含RNA的生物。5.(2024·济南模拟)下列关于DNA分子结构与复制的说法，错误的是()A.DNA复制时，需解旋酶将部分DNA双链解开，但不须要消耗能量B.减数第一次分裂的四分体时期发生交叉互换可引发DNA分子结构的变更C.DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸与DNA链上的脱氧核苷酸相连接D.把中链DNA(15N/14N)放在含15N的培育液中复制两代，子代中含14N的DNA占25%【解析】选A。DNA解旋酶能使双链DNA解开，须要消耗ATP，A项错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，交叉互换时染色体已经发生交换，而DNA在染色体上，因此DNA也发生交换，DNA上的基因或者脱氧核苷酸都可能发生变更，因此DNA的结构会发生变更，B项正确；DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸与DNA链上的脱氧核苷酸相连接，C项正确；由于DNA分子片段中只有一条链中含14N，所以把该DNA放在含15N的培育液中复制两代，得4个DNA分子，只有1个DNA中含有14N，因此子代DNA中只含有14N的DNA占25%，D项正确。6.将DNA分子双链用3H标记的蚕豆(2n=12)根尖移入一般培育液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。某一般培育液中的第三次有丝分裂中期，依据图示，推断该细胞中染色体的标记状况最可能是 ()A.12个bB.6个a，6个bC.6个b，6个cD.b+c=12个，但b和c数目不确定【解析】选D。在一般培育液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中仅有1条链被标记，故其次次有丝分裂中期时，每条染色体的2条染色单体中仅有1条染色单体具有放射性，在有丝分裂后期时姐妹染色单体分开形成两条子染色体随机移向细胞两极，即其次次有丝分裂产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有1条染色单体具有放射性，有的染色体无放射性，但二者之和确定为12。【方法技巧】四步法解决细胞分裂中染色体标记问题第一步画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实线表示含同位素标记其次步画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖虚线表示第三步再画出其次次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的状况第四步若接着推想后期状况，可想象着丝点分裂，染色单体分开的局面，并进而推想子细胞染色体的状况【加固训练】关于高等动物细胞(2N=12)增殖过程的叙述，错误的是 ()A.若该动物某个细胞核DNA用32P标记，放在不含32P的培育基中培育，该细胞连续进行两次有丝分裂，每个子细胞含32P的核DNA数占1/2B.染色体数为2N=12的原始生殖细胞在减数第一次分裂前期形成的四分体个数为6个C.有丝分裂中期和减数其次次分裂中期，染色体数和核DNA分子数之比都是1∶2D.有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，都进行一次染色质DNA的复制【解析】选A。若该动物某个细胞核DNA用32P标记，放在不含32P的培育基中培育，该细胞连续进行两次有丝分裂，每个子细胞含32P的核DNA的比例在0到1之间，A错误；依据题意分析，该精原细胞含有6对同源染色体，因此其在减数第一次分裂前期可以形成6个四分体，B正确；有丝分裂中期和减数其次次分裂中期，每条染色体上都含有2条姐妹染色单体，因此染色体数和核DNA分子数之比都是1∶2，C正确；染色质的主要成分是DNA和蛋白质，其中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，D正确。7.(2024·哈尔滨模拟)在搭建DNA分子模型的试验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则 ()A.能搭建出20个脱氧核苷酸B.所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对C.能搭建出410种不同的DNA分子模型D.能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段【解析】选D。由题意可知，碱基共有20个，磷酸基团有100个，脱氧核糖有40个，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，所以最多可搭建14个脱氧核苷酸，A错误；由于脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，则依据公式计算可知，只能建出一个4碱基对的DNA分子片段，B错误；能建出一个4碱基对的DNA分子片段，最多能搭建出44种不同的DNA分子模型，C错误；由以上分析可知，题中供应的条件只能建出一个4碱基对的DNA分子片段，D正确。8.关于DNA分子结构的叙述中，不正确的是 ()A.DNA分子由四种脱氧核苷酸组成B.每个DNA分子中，碱基数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数C.双链DNA分子中的一段，若含有30个胞嘧啶，就确定会同时含有30个鸟嘌呤D.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基【解析】选D。一个DNA分子通常含有四种脱氧核苷酸，A正确；DNA分子是由脱氧核苷酸组成的，而一分子脱氧核苷酸包含一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基，因此每一个双链DNA分子中，都是脱氧核苷酸数=脱氧核糖数=碱基数，B正确；双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，因此某双链DNA片段若含有30个胞嘧啶，就确定会同时含有30个鸟嘌呤，C正确；双链DNA分子中大多数脱氧核糖上均连接着两个磷酸和一个含氮碱基，只有两端各有一个脱氧核糖只连接一个磷酸和一个含氮碱基，D错误。9.科学家以大肠杆菌为试验材料进行试验(如图)，证明白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 ()培育条件与方法：(1)在含15N的培育基培育若干代，使DNA双链被15N标记(试管①)。(2)转至含14N的培育基培育，每30分钟繁殖一代。(3)取出每代DNA样本，并离心分层。A.该试验运用了同位素标记法，出现④的结果至少须要90分钟B.③是转入14N培育基中复制一代的结果，②是复制两代的结果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。该试验运用了同位素标记法，依据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，另一条链含有14N，其结果是③；繁殖两代产生4个DNA分子，其中有两个DNA分子均是一条链含有15N，另一条链含有14N，另外两个DNA分子两条链均含有14N，其结果是④。因此出现④的结果至少须要60分钟，A错误，③是转入14N培育基中复制一代的结果，④是复制两代的结果，B错误；③试管中的DNA分子一条链含有15N，另一条链含有14N，对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用，C正确；试管④中，有一半DNA分子每条链都含有14N，另一半DNA分子均是一条链含有14N，另一条链含有15N，加入解旋酶一段时间后，全部的DNA分子双链均打开，离心后在试管中的位置如图所示：，D错误。10.(2024·烟台模拟)如图表示人体基因Y的表达过程，①～④表示过程。下列叙述正确的是 ()A.①过程在分裂间期进行，须要解旋酶的催化作用B.②过程在细胞质中进行，须要RNA酶的催化作用C.③过程在甲状腺细胞中进行，须要核糖体参加D.④过程在内质网和高尔基体中进行，须要ATP参加【解析】选D。图中①过程是转录，发生在分裂间期或不分裂的细胞，该过程须要RNA聚合酶催化，不须要解旋酶，A错误；②过程是RNA的加工过程，主要在细胞核内进行，须要RNA酶的催化作用，B错误；③过程是翻译，因为合成的是促甲状腺激素，在垂体细胞中进行，C错误；④过程是肽链的加工，场所是内质网和高尔基体，须要消耗ATP，D正确。11.(2024·遵义模拟)细胞生物都以DNA作为遗传物质，这是细胞具有统一性的证据之一。请回答：(1)19世纪，人们发觉了染色体在细胞遗传中的重要作用。在探讨染色体的组成成分的遗传功能时，科学家试验设计的关键思路是____________________。

(2)DNA的特别结构适合作遗传物质。DNA双螺旋结构内部碱基排列依次代表着___________，碱基排列依次的千变万化构成了DNA分子的________。

(3)DNA的复制须要___________酶，这些酶的合成场所是________，从合成场所到达作用部位，共穿过_________层膜结构。

(4)某个DNA片段由400对碱基组成，A+T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制3次，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸分子个数为___________。

(5)经分别得到X、Y两种未知菌种，分析其DNA的碱基组成，发觉X菌的腺嘌呤含量为42%，而Y菌的胞嘧啶含量为18%。可以推知两菌种中耐热性较强的是_______。

【解析】(1)染色体的主要成分是DNA和蛋白质，艾弗里及其同事、赫尔希和蔡斯在探讨DNA和蛋白质的遗传功能时，试验设计的关键思路是将蛋白质和DNA分开，分别探讨各自的作用。(2)遗传信息隐藏在4种碱基的排列依次之中；碱基排列依次的千变万化，构成DNA分子的多样性。(3)解旋酶和DNA聚合酶是DNA复制所必需的，这两种酶的化学本质是蛋白质，都在细胞质的核糖体上合成，从细胞质到细胞核通过的结构是核孔，因此共穿过0层膜。(4)某个DNA片段由400对碱基组成，即碱基有800个，A+T占碱基总数的34%，A+T=800×34%=272。则G=C=(800-272)/2=264。若该DNA片段复制3次，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸分子个数为264×(23-1)=1848。(5)X菌的腺嘌呤含量为42%，则A+T=42%+42%=84%，G+C=1-84%=16%；Y菌的胞嘧啶含量为18%，则G+C=18%+18%=36%，Y菌的G+C含量比X菌的G+C含量高，G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此，G+C含量越高，耐热性就越强。因此，Y菌的耐热性比X菌高。答案：(1)将蛋白质和DNA分开，分别探讨各自的作用(2)遗传信息多样性(3)解旋酶、DNA聚合核糖体0(4)1848(5)Y菌12.Meselson和Stahl通过一系列试验首次证明白DNA的半保留复制，此后科学家便起先了有关DNA复制起点数目、方向等方面的探讨。试回答下列问题：(1)由于DNA分子呈______