课时规范练16 DNA分子的结构和复制 基因通常是有遗传效应的DNA片段 一、基础练1.(2020浙江7月选考)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是( )A.①表示胞嘧啶B.②表示腺嘌呤C.③表示葡萄糖D.④表示氢键2.细菌在15N培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入14N培养基中培养,抽取其子代的DNA经高速离心分离,如图①~⑤为可能的结果,下列叙述错误的是( )A.第一次分裂的子代DNA对应⑤B.第二次分裂的子代DNA对应①C.第三次分裂的子代DNA对应③D.亲代的DNA对应⑤3.(2020山东菏泽一模)真核生物染色体上DNA具有多起点双向复制的特点,在复制原点(Ori)结合相关的复合体,进行DNA的复制。下列叙述正确的是( )A.真核生物DNA上Ori的数目多于染色体的数目B.Ori上结合的复合体具有打开磷酸二酯键的作用C.DNA子链延伸过程中,结合的复合体促进氢键形成D.每个细胞周期每个Ori处可起始多次以保证子代DNA快速合成4.(2020山东潍坊三模)为探究DNA复制方式,梅塞尔森和斯塔尔将15N标记的大肠杆菌,放到只含14N的培养基中培养,通过CsCl密度梯度离心技术分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的15N/15N-DNA、14N/14N-DNA及15N/14N-DNA分离开来。因为DNA能够强烈地吸收紫外线,所以用紫外光源照射离心管,透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带。下列相关说法正确的是( )A.因为15N具有放射性,所以感光胶片上可以记录DNA带的位置B.根据第一代只出现一条居中的DNA条带,可以排除DNA是全保留复制C.大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶、DNA聚合酶和限制酶D.DNA聚合酶是一种能调节DNA分子复制的信息分子\n5.某DNA含有3000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次,再将全部复制产物置于试管内离心,进行密度分层,得到结果如图①所示;然后加入解旋酶再离心,得到结果如图②所示。下列有关分析中正确的是( )A.X层中的DNA只有14N标记,Y层中的DNA只有15N标记B.W层中含15N标记的胞嘧啶3150个C.W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4D.X层中含有的氢键数是Y层的3倍6.真核细胞内某基因由1000对脱氧核苷酸组成,其中碱基A占20%。下列说法正确的是( )A.该基因一定存在于染色体上B.该基因的一条脱氧核苷酸链中(C+G)/(A+T)的值为3/2C.DNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸D.该基因复制3次,需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2800个7.20世纪50年代初,查哥夫对多种生物的DNA做了碱基定量分析,发现的比值如下表。结合所学知识,下列叙述正确的是( )DNA来源大肠杆菌小麦鼠猪肝猪胸腺猪脾1.011.211.211.431.431.43A.猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些B.小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同C.小麦的基因中A+T的数量是C+G数量的1.21倍D.同一生物不同组织的DNA碱基组成相同8.(2020山东青岛一模)取小鼠睾丸中的一个精原细胞,在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一次有丝分裂,然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程。下列有关叙述正确的是( )A.初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记B.次级精母细胞中每条染色体都被标记C.只有半数精细胞中有被标记的染色体D.所有精细胞的全部染色体中,被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等9.某校生物活动小组要借助某大学的实验设备进行研究性学习,对DNA分子复制的方式进行探索。该小组设计了下列实验程序,请完成实验步骤并对结果进行预测。\n(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/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/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位置上。第二步:将亲代大肠杆菌(被15N标记)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ),如果DNA一半在轻带位置,一半在重带位置,则DNA是全保留复制,如果DNA ,则DNA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(被15N标记)转移到含14N的培养基上连续繁殖二代(Ⅱ)。如果DNA中1/4在重带位置,3/4在轻带位置,则DNA是 ; 如果DNA中1/2在中带位置,1/2在轻带位置,则DNA是 。 (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1/2,则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确? 。原因是 。 (3)该实验用到的最主要的方法叫 。 二、提升练1.(2020山东聊城期末)如图为DNA片段结构示意图,下列关于DNA的结构与特点的叙述,错误的是( )A.①和②相间排列构成了DNA的基本骨架B.图中①②③构成了一分子胞嘧啶脱氧核苷酸C.若一条单链的序列是5'-AGCTT-3',则其互补链的序列是5'-AAGCT-3'D.每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连2.(2020江苏相城期中)如图为某一DNA分子片段,下列说法正确的是( )A.解旋酶可作用于①②处\nB.“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸C.不同DNA分子的碱基种类相同,(A+T)/(C+G)的值也相同D.把此DNA分子放在含14N的培养液中复制2代,子代中含15N的DNA分子占1/43.(2020山东邹城兖矿第一中学月考)核DNA被32P标记的精子与未被标记的卵细胞受精后,在不含放射性标记的培养基中连续分裂两次,下列分析不正确的是( )A.放射性细胞数量与所有细胞数量之比逐代减少B.放射性DNA分子数与所有细胞总DNA分子数之比逐代减少C.可以确定含有放射性的细胞数,因为分裂后期姐妹染色单体均分到两极D.无法确定含有放射性的细胞数,因为分裂后期非同源染色体自由组合4.(2020湖南娄底一中开学考)将一个未标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状,共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到下图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析,正确的是( )A.DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1∶3B.DNA复制后分配到两个子细胞时,其上的基因的遗传不遵循基因分离定律C.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)/2D.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为(2n+1-2)条5.(2020山东单县高二开学考试)请回答下列与DNA分子的结构和复制有关的问题。(1)在果蝇细胞中DNA分子复制的时间是 ,一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠“ ”连接。 (2)DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(P)变成了尿嘧啶,该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G,推测“P”可能是 。 (3)7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%,鸟嘌呤(G)全部被7-乙基化,该DNA分子正常复制产生两个DNA分子,其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%,另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为 。 (4)请你在下面框图中画出某亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物模式图。(5)在噬菌体侵染细菌的实验中,先将40个普通噬菌体(放在含32P的培养基中的大肠杆菌中)进行标记,只得到400个被标记的噬菌体,利用它们进行噬菌体侵染大肠杆菌实验,结果培养时间过长,细菌完全裂解,得到了4000个子代噬菌体,请问含有32P噬菌体所占比例最多为 %。 \n课时规范练16 DNA分子的结构和复制 基因通常是有遗传效应的DNA片段一、基础练1.D 本题的切入点是DNA的结构。题图中的①表示胸腺嘧啶,A项错误;题图中的②表示胞嘧啶,B项错误;题图中的③表示脱氧核糖,C项错误;题图中的④表示氢键,D项正确。2.A 亲代DNA为“15NN”,对应⑤;经第一次复制所形成的子一代DNA应均为“15NN”,应对应②。第二次复制后,子二代DNA应为“15NN”与“14NN”,对应①;第三次复制后,子三代DNA中1/4为“15NN”,3/4为“14NN”,对应③。3.A DNA是多起点复制,且一条染色体上有1或2个DNA,因此Ori的数目多于染色体数目,A项正确;Ori上结合的复合体具有打开氢键的作用,B项错误;DNA链延伸过程中结合的复合体促进磷酸二酯键的形成,C项错误;每个细胞周期中DNA只复制一次,每个Ori处只起始一次,D项错误。4.B 15N没有放射性,由题干信息可知,因为DNA能够强烈地吸收紫外线,用紫外光源照射离心管,可以透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置,A项错误;若DNA是全保留复制,第一代会有两条链都含15N的DNA和两条链都含14N的DNA,则会出现居下和居上的2条DNA条带,因此根据第一代只出现一条居中的DNA条带,可以排除DNA是全保留复制,B项正确;大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶和DNA聚合酶,不需要限制酶,C项错误;DNA聚合酶在DNA分子复制过程起到催化四种脱氧核苷酸分子聚合形成子代DNA的作用,而不是传递信息,D项错误。5.B DNA复制为半保留复制,故X层为中带,应是含有15N/14N-DNA,A项错误;DNA复制3次,产生了8个DNA分子,共有16条DNA单链,则Z含有2条14N链,W含有14条15N链,由题意可知,每个DNA含胞嘧啶3000×15%=450(个),故W层中含15N的胞嘧啶为450×14÷2=3150(个),B项正确;W层与Z层核苷酸数之比为14∶2=7∶1,C项错误;X层为2个DNA分子,Y层为6个DNA分子,故X层氢键数为Y层的1/3,D项错误。6.B 真核细胞内的基因包括核基因和质基因,质基因不会存在于染色体上;根据已知条件可知,在该基因中,A=T=400(个),G=C=600(个),DNA分子中,一条单链的(C+G)/(A+T)的值与整个DNA分子中(C+G)/(A+T)的值相等,该DNA分子中(C+G)/(A+T)的值为3/2;解旋酶只能将DNA分子解旋,不能将基因水解成脱氧核苷酸;该基因复制3次,需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为600×(23-1)=4200(个)。7.D 大肠杆菌DNA中的值小于猪的DNA,说明大肠杆菌DNA含C—G碱基对的比例较高,而C—G碱基对含三个氢键,所以大肠杆菌的DNA结构稳定性高于\n猪的DNA,A项错误;虽然小麦和鼠的DNA中的值相同,但不能表明二者的碱基序列相同,B项错误;基因是有遗传效应的DNA片段,因此无法根据小麦DNA中A+T与C+G的数量关系得出其基因中A+T和C+G的数量关系,C项错误;同一生物不同组织细胞均来源于受精卵的有丝分裂及分化,遗传物质应相同,D项正确。8.D 精原细胞经一次有丝分裂,细胞中每条染色体的DNA中只有一条链被3H标记,精原细胞经过减数分裂Ⅰ的间期形成初级精母细胞,在间期时DNA复制1次,每条染色体中只有1条染色单体被标记,A项错误;次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离后形成的子染色体只有一半被标记,B项错误;所有精细胞的全部染色体中,被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等,但并非半数精细胞中有被标记的染色体,也可能是全部的精细胞中有被标记的染色体,C项错误,D项正确。9.答案:(1)全在中带位置 全保留复制 半保留复制 (2)不正确 不论是全保留复制还是半保留复制,第一代DNA解旋后都是一半重带,一半轻带 (3)同位素标记法解析:(1)将亲代大肠杆菌(被15N标记)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ),新合成的子链全部是含14N的,若为全保留复制,则2个子代DNA分子,一个DNA双链均为15N标记,一个双链均为14N标记,即为一条重带,一条轻带。若为半保留复制,则2个子代DNA分子均为14N/15N-DNA分子,全部为中带。若将亲代大肠杆菌(被15N标记)转移到含14N的培养基上连续繁殖二代(Ⅱ),若为全保留复制,则为1个DNA两条链均为15N标记,3个DNA两条链均为14N标记,即1/4重带,3/4轻带;若为半保留复制,则有2个DNA是14N/15N-DNA,2个DNA双链全部是14N标记,即一半轻带,一半中带。(2)若用解旋酶处理,则会导致双链DNA形成单链,无论是半保留复制还是全保留复制,第一代(Ⅰ)DNA被解旋后再离心都是一半轻带,一半重带,无法区分。(3)该实验对氮元素进行标记,来探究DNA的复制方式,属于同位素标记法。二、提升练1.BD ①是磷酸,②是脱氧核糖,①和②相间排列构成了DNA的基本骨架,A项正确;图中①②③不能构成一分子胞嘧啶脱氧核苷酸,B项错误;由于DNA的两条链是反向平行的,根据碱基互补配对原则,若一条单链的序列是5'-AGCTT-3',则其互补链的序列是5'-AAGCT-3',C项正确;位于一条链最末端的脱氧核糖分子只与一个磷酸基团相连,D项错误。2.BD 解旋酶作用于③氢键,A项错误;图示为DNA片段,因此“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸,B项正确;所有DNA分子都含有A、C、G和T四种碱基,且在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,即A=T,C=G,但不同的DNA分子(A+T)/(C+G)的值不一定相等,C项错误;把此DNA放在含14N的培养液中复制两代得到4个DNA分子,根据DNA的半保留复制特点,其中有一个DNA分子为15N/14N-DNA,其他3个DNA分子为14N/14N-DNA,因此子代中含15N的DNA占1/4,D项正确。3.ACD 由于DNA的半保留复制,含有标记的DNA分子在未标记的原料中连续复制两次,带有放射性标记的DNA分子数与所有细胞总DNA分子数的比例将逐代减少,放射性细胞数量与所有细胞数量之比不一定逐代减少,A项错误,B项正确。有丝分裂后期姐妹染色单体分开后随机进入两个子细胞中,第一次分裂产生的子细胞都含有放射性,但第二次分裂后含有放射性的细胞数目无法确定,C项错误;受精卵进行有丝分裂,不会发生基因重组,D项错误。\n4.BD DNA第二次复制产生的子代DNA共4个,有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1∶1,A项错误;大肠杆菌属于原核生物,不能进行减数分裂,细胞内的基因不遵循基因分离定律,B项正确;拟核DNA中共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶,则A=T=a,G=C=(m-2a)/2,复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(),C项错误;复制n次可以合成DNA分子2n个,共有2n+1条链,只有两条母链不含放射性,所以形成的放射性脱氧核苷酸单链为(2n+1-2)条,D项正确。5.答案:(1)有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期 —脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖— (2)G或C (3)20%(4)(5)20解析:(1)果蝇细胞中DNA复制的时间是有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期;一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。(2)根据半保留复制的特点,DNA分子经过两次复制后,突变链形成的两个DNA分子中含有碱基对U—A、A—T,而另一条正常链形成的两个DNA分子中含有碱基对G—C、C—G,因此发生替换的可能是G,也可能是C。(3)该DNA分子中A=T=30%,G=C=20%,其中G全部被7-乙基化,复制时G与T配对,则子代DNA的碱基受影响的是T与C的数量,G的数量及比例不受影响,所以子代DNA分子中鸟嘌呤(G)占20%。(4)DNA的复制是半保留复制,由此可得其连续复制两次后的产物模式图(详见答案)。(5)噬菌体只含有1个DNA分子,所以400个噬菌体有400个DNA分子,最多800条单链含有32P,因此子代噬菌体中含32P的噬菌体最多800个,而噬菌体的数目有4000个,所以含有32P噬菌体所占比例为20%。
