DNA分子的结构、复制与基因的本质(建议用时：40分钟)1．(2019·潍坊期中)下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是( )A．DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息B．1个双链DNA分子片段中有1个游离的磷酸C．嘌呤与嘌呤之间、嘧啶与嘧啶之间通过氢键相连D．DNA分子的基本骨架由磷酸和含氮碱基交替连接构成A [DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息，A项正确；1个双链DNA分子片段中有2个游离的磷酸，B项错误；嘌呤与嘧啶之间通过氢键相连，C项错误；DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成，D项错误。]2．(2019·德州期中)下列有关DNA分子的叙述正确的是( )A．基因在DNA分子上成对存在B．DNA分子中每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连C．在双链DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)的值在两条单链中相等D．DNA分子上的基因在每个细胞中都会表达出相应蛋白质C [基因是具有遗传效应的DNA片段，基因在DNA分子上不是成对存在的，A项错误；DNA分子的两条脱氧核苷酸链一端的脱氧核糖只与一个磷酸基团相连，B项错误；由于碱基的互补配对，在双链DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)的值在两条单链中相等，C项正确；同种生物的不同细胞中基因是选择性表达的，因此DNA分子上的基因不是在每个细胞中都会表达出相应蛋白质，D项错误。]3．如图为某一DNA分子的部分片段的结构示意图，下列叙述错误的是( )α链 β链A．图中①可以用RNA聚合酶断裂，也可加热断裂B．图中G占的比例越高，DNA的热稳定性越高C．有丝分裂末期染色体变为染色质时，图中α和β链解开成单链D．此DNA分子中可能包含多个基因，且这些基因转录的模板链可能不同-7-\nC [解旋酶、RNA聚合酶和加热均能破坏氢键；G与C碱基对之间有三个氢键，A与T碱基对之间有两个氢键，G占的比例越高，DNA的热稳定性越高；染色体变为染色质的过程中，没有涉及DNA双螺旋解开；此DNA分子中可能包含多个基因，且这些基因转录的模板链可能不同。]4．(2019·吉林长春外国语学校质检)20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现的值如表所示。结合所学知识，你认为能得出的结论是( )DNA来源大肠杆菌小麦鼠马肝马胸腺马脾1.011.211.211.431.431.43A．马的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DNA中(A＋T)的数量是鼠DNA中(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D [分析表格中的信息可知，马的DNA中的值大于大肠杆菌中的，由于A与T之间的氢键是2个，C与G之间的氢键是3个，因此马的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更不稳定，A错误；小麦和鼠的值相同，碱基排列顺序不相同，遗传信息不同，B错误；此题无法计算小麦DNA中(A＋T)的数量与鼠DNA中(C＋G)数量的比值，C错误；同一生物是由受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成的，不同组织中DNA碱基组成相同，D正确。]5．真核细胞的DNA复制过程如图所示，下列叙述错误的是( )A．解旋酶使DNA双链打开需消耗ATPB．合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的C．碱基互补配对原则保证了DNA复制能够准确地进行D．新合成的两条子链的脱氧核苷酸排列顺序相同D [解旋酶使DNA双链打开需消耗ATP，A项正确；DNA的两条链是反向平行的，合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的，B项正确；碱基互补配对原则保证了DNA复制能够准确地进行，C项正确；新合成的两条子链的碱基是互补的，因此新合成的两条子链的脱氧核苷酸排列顺序不同，D项错误。]-7-\n6．(2019·德州重点中学月考)真核细胞中DNA复制如图所示，下列叙述错误的是( )A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则C [DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，但氢键的形成不需要酶的催化，C错误。]7.(2020·北京市西城区高三期末)M13丝状噬菌体的遗传物质是单链闭合的DNA，以下叙述正确的是( )A．M13的DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数B．M13的DNA复制过程涉及碱基互补配对C．可用含35S的培养基培养M13以标记蛋白质D．M13的核糖体是合成蛋白质外壳的场所B [M13的DNA分子是单链的，因此其嘌呤数不一定等于嘧啶数，A错误；M13的DNA复制过程是亲本DNA形成子代DNA的过程，该过程涉及碱基互补配对现象，B正确；M13丝状噬菌体是病毒，没有独立生存的能力，不能用含35S的培养基培养，C错误；M13丝状噬菌体是病毒，没有细胞结构，其不可能有核糖体，D错误。]8．(2019·昆明期末测试)正常情况下，DNA分子在细胞内复制时，双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对，使DNA呈伸展状态，且SSB在复制过程中可以重复利用。下列与SSB功能相关的推测合理的是( )A．SSB与DNA单链既可结合也可分开B．SSB与单链的结合将不利于DNA复制C．SSB是一种解开DNA双螺旋的解旋酶D．SSB与单链结合遵循碱基互补配对原则A [根据题干信息可知，SSB与DNA单链既可结合也可分开，A正确；根据题干信息可知，SSB与单链的结合将利于DNA复制，B错误；根据题干中“双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合”，说明SSB不是一种解开DNA双螺旋的解旋酶，C错误；根据题干信息可知，SSB是一种DNA结合蛋白，故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则，D错误。]9．如图所示为细胞中与基因有关的物质或结构，请分析并回答下列问题：-7-\n(1)细胞内的遗传物质是[ ]________，基因和b的关系是________________________。(2)c和b的关系是______________________，b被彻底水解后的产物是________(填字母)。(3)b的空间结构是________________________。若其中的(A＋T)/(G＋C)＝0.25，则G占总碱基数的比例为__________，其中一条单链中(A＋T)/(G＋C)＝______________。[解析] (1)细胞内的遗传物质是DNA，基因是具有遗传效应的DNA片段。(2)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，被彻底水解后的产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。(3)b的空间结构是规则的双螺旋结构。若其中的(A＋T)/(G＋C)＝0.25，则G占总碱基数的比例为40%，其中一条单链中(A＋T)/(G＋C)与另一条链上的此比例和总链上的此比例相等。[答案] (1)b DNA 基因是有遗传效应的b片段 (2)c是组成b的基本单位 d、e、f (3)规则的双螺旋结构 40% 0.2510．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。请回答下列问题：(1)19世纪，人们发现了染色体在遗传中的重要作用。在研究染色体的主要组成成分的遗传功能时，科学家设计实验的关键思路是___________________________。最终证明了DNA是遗传物质。(2)DNA的特殊结构适合作遗传物质。DNA双螺旋结构内部碱基排列顺序代表着________，碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的________________。(3)DNA的复制需要____________________________等酶，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)下图表示DNA复制的有关过程，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制片段。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。①若A中含有48502个碱基对，此DNA分子复制约需30s，而实际上只需约16s，根据图A～C分析，这是因为________________________________。②哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2m之长，若按图A～C的方式复制，至少需要8h，而实际上只需约6-7-\nh，根据图D～F分析，这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析] (1)科学家设法将DNA和蛋白质分开研究，最终证明了DNA是遗传物质。(2)碱基的排列顺序代表遗传信息，碱基排列顺序的千变万化反映了DNA分子具有多样性。(3)DNA复制时，需要解旋酶和DNA聚合酶，它们的本质是蛋白质，在核糖体中合成。这些酶在细胞质中合成，通过核孔进入细胞核发挥作用，穿过膜的层数为0。(4)根据图A、B、C可知，DNA分子的复制可双向进行，因此可缩短复制的时间。图D中有3个复制起点，即真核细胞中DNA复制是从多个起点双向复制的。[答案] (1)设法把DNA和蛋白质分开，单独、直接地观察DNA的作用 (2)遗传信息 多样性 (3)解旋酶、DNA聚合酶 核糖体 0 (4)①DNA分子复制是双向进行的 ②DNA分子复制是从多个起点双向复制的11．(2020·承德一中检测)关于如图所示DNA分子的叙述，正确的是( )A．限制酶作用于①部位，DNA连接酶作用于③部位B．该DNA的特异性表现在碱基种类和(A＋T)/(G＋C)的比例上C．若该DNA分子中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则G的个数为(pm/2n)－pD．把该DNA分子放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA分子占3/4C [DNA连接酶的作用是形成磷酸二酯键，即作用于①或②部位，A错误；DNA分子的特异性表现在碱基对的排列顺序上，B错误；如果该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m，则DNA分子中的全部碱基数是pm/n，G＝(pm/2n)－p，C正确；如果把该DNA放在含15N的培养液中复制两代，由于DNA分子的半保留复制，每个DNA分子都含有15N的子链，即含有15N的DNA分子占100%，D错误。]12．(2020·河南师大附中检测)某15N完全标记的1个T2噬菌体(第一代)侵染未标记的大肠杆菌后，共释放出n个子代噬菌体，整个过程中共消耗a个腺嘌呤。下列叙述正确的是( )A．子代噬菌体中含15N的个体所占比例为1/2n－1B．可用含15N的培养液直接培养出第一代噬菌体C．噬菌体DNA复制过程需要的模板、酶、ATP和原料都来自大肠杆菌D．第一代噬菌体的DNA中含有a/(n－1)个胸腺嘧啶D [子代噬菌体中含15N的个体所占比例为2/n，A错误；噬菌体是病毒，不能用含15-7-\nN的培养液直接培养，B错误；噬菌体DNA复制过程需要的模板是噬菌体本身的DNA，C错误；根据题意，产生n个子代噬菌体共消耗了a个腺嘌呤，则每个DNA分子中腺嘌呤的个数为a/(n－1)，而DNA分子中腺嘌呤数量等于胸腺嘧啶数量，故第一代噬菌体的DNA中含有a/(n－1)个胸腺嘧啶，D正确。]13．(2020·广东六校联考)将含15N标记的大肠杆菌(其DNA经密度梯度离心后如图甲中)，转至以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养，每20分钟繁殖一代，收集并提取DNA，进行密度梯度离心，如图为离心结果模拟图。已知大肠杆菌DNA中胞嘧啶个数为x。下列有关叙述正确的是( )A．甲→丁过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数B．乙是转入14N培养基中复制一代的结果C．出现丙结果至少需要40分钟D．出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为4xA [甲→丁过程中DNA分子复制两代，DNA复制过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数，A项正确；转入14N培养基中复制一代的结果应该是丙，不管复制几代不会出现乙的结果，B项错误；丙是亲代DNA复制一代的结果，出现丙的结果需要20分钟，C项错误；丁结果是亲代DNA复制两代的结果，DNA复制两代需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3x，D项错误。]14．(2020·衡中同卷)早期，科学家对DNA分子复制方式的预测如图甲所示，1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA以半保留的方式复制。试管②③④⑤是模拟实验中可能出现的结果(如图乙)。回答下列问题。甲乙培养过程：Ⅰ.在含15N的培养液中培养若干代，使DNA双链均被15N标记(试管①)-7-\nⅡ.转至含14N的培养液中培养，每30min复制一代。Ⅲ.取出每代DNA的样本离心，记录结果。(1)本实验运用的主要技术为______________________，步骤Ⅰ的目的是标记大肠杆菌中的________；至少需要________min才会出现试管④的结果。(2)30min后离心只有1条中等密度带(如试管③所示)，则可以排除DNA复制的方式是______________；为进一步确定DNA复制的方式，科学家对结果③中的DNA分子用解旋酶处理后离心，若出现____________________________，则DNA复制的方式为半保留复制。(3)若某次实验的结果中，中带比以往实验结果所呈现的略宽，其原因可能是新合成的DNA单链中N仍有少部分为________。[解析] (1)本实验运用的主要技术为同位素示踪技术，步骤Ⅰ的目的是标记大肠杆菌中的DNA。出现试管④的结果至少需要DNA复制两次，每次复制的时间为30min，因此至少需要60min才会出现试管④的结果。(2)复制一代后离心只有1条中等密度带，说明DNA复制方式不是全保留复制。如果DNA的复制方式为分散复制，则每一条脱氧核苷酸链既保留母链部分又有子链部分，则可能出现不了清晰的条带，而半保留复制能出现清晰的重带和轻带两种条带。(3)若中带比以往实验结果所呈现的略宽，其原因可能是新合成的DNA单链中N仍有少部分为15N。因为转移培养时，可能带入了少量的原来的培养基。[答案] (1)同位素示踪技术 DNA 60 (2)全保留复制 重带和轻带两种条带 (3)15N-7-
