2020-2021学年高中生物-第二章-遗传的分子基础-2-DNA分子的结构和复制检测苏教版必修2.doc

2020-2021学年高中生物 第二章 遗传的分子基础 2 DNA分子的结构和复制检测苏教版必修22020-2021学年高中生物 第二章 遗传的分子基础 2 DNA分子的结构和复制检测苏教版必修2年级：姓名：- 10 -DNA分子的结构和复制(20分钟70分)一、选择题(共9小题,每小题5分,共45分)1.在制作DNA双螺旋结构模型时,所提供的卡片种类和数量如表,下列相关叙述正确的是()卡片种类磷酸脱氧核糖碱基ATCG卡片数量12123342A.构成的DNA片段,最多含有氢键12个B.最多可构建45种碱基序列的DNAC.最多可构建5种脱氧核苷酸D.DNA中每个脱氧核糖均与一分子磷酸相连【解析】选A。分析可知,构成的DNA片段含有3个A-T碱基对,2个C-G碱基对,最多含有氢键32+23=12个,A正确;构成的DNA片段含有3个A-T碱基对,2个C-G碱基对,由于碱基对的种类和数目已经确定,因此构成的DNA种类数少于45种,B错误;最多可构建4种脱氧核苷酸,C错误;DNA中大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连,D错误。2.如图为DNA分子平面结构模式图,据图信息判断,下列叙述正确的是()A.1表示磷酸基团,1、2、3整体称为核糖核苷酸B.若4表示腺嘌呤,则3表示胸腺嘧啶C.DNA分子中3与4通过磷酸二酯键连接D.DNA分子被彻底氧化后,能产生含氮废物的是2【解析】选B。1表示磷酸基团,1、2、3整体称为脱氧核糖核苷酸,A错误;若4表示腺嘌呤,根据碱基互补配对原则,则3表示胸腺嘧啶,B正确;DNA分子中3与4通过氢键连接,C错误;DNA分子被彻底氧化后,能产生含氮废物的是含氮碱基(3和4),D错误。3.DNA分子是双螺旋结构,如图是DNA分子的一个片段,下列有关说法错误的是()A.DNA聚合酶作用于部位B.解旋酶作用于部位C.把此DNA放在含15N的培养液中复制3代,子代中含15N的DNA占75%D.该DNA的特异性表现在碱基的排列顺序中【解析】选C。DNA聚合酶是DNA分子复制时需要的一种酶,用来连接脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,因此作用的部位是部位,A正确;处是氢键,DNA分子复制时解旋酶作用于氢键,B正确;把此DNA放在含15N的培养液中复制3代,根据DNA的半保留复制特点,其中有2个DNA分子的一条链含有14N,另一条链含有15N,其余的DNA分子只含15N,因此子代DNA分子均含15N,即子代中含15N的DNA占100%,C错误;DNA的特异性表现在碱基的排列顺序中,D正确。4.下列关于DNA复制过程的正确顺序是()互补碱基对之间氢键断裂DNA聚合酶作用下把脱氧核苷酸连接成链DNA分子在解旋酶作用下解旋以母链为模板进行碱基互补配对并形成氢键子链与母链盘旋成双螺旋结构A.B.C.D.【解析】选C。DNA复制的具体过程为:DNA分子在解旋酶作用下解旋互补碱基对之间氢键断裂以母链为模板进行碱基互补配对并形成氢键DNA聚合酶作用下把脱氧核苷酸连接成链子链与母链盘旋成双螺旋结构。5.细胞内可以发生DNA的复制。依据所学知识推理,若要在细胞外完成此过程,有关叙述错误的是()A.需要能量B.需要脱氧核糖核苷酸作为原料C.需要DNA作为模板D.需要DNA聚合酶断开氢键【解析】选D。DNA复制需要能量ATP,A正确;DNA复制需要四种游离的脱氧核糖核苷酸作为原料,B正确;DNA复制需要DNA分子两条链分别作模板,C正确;DNA分子在解旋酶的作用下解旋,并断开氢键,D错误。6.在一个双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤数为n,则下列有关数目正确的是()脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m碱基之间的氢键总数为(3m-2n)/2一条链中A+T的数量为nG的数量为m-nA.B.C.D.【解析】选D。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=碱基总数=m,正确;A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键,则碱基之间的氢键数为2n+(m-2n)/23=(3m-2n)/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,正确;双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤数为n,则A=T=n,则C=G=(m-2n)2,错误。7.如果一个双链DNA中鸟嘌呤占整个DNA碱基的27%,并测得DNA一条链上的腺嘌呤占该链的28%,那么另一条链上的腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例为()A.28%B.27%C.18%D.9%【解析】选D。根据题干信息和碱基互补配对原则分析,如果一个双链DNA中鸟嘌呤占整个DNA碱基的27%,则C=G=27%,A+T=1-27%2=46%,而互补碱基之和(A+T)在整个DNA分子中所占比例与其在一条链中所占的比例相同,由此可求得“一条链上”T=46%-28%=18%,根据碱基互补配对原则,“另一条链上”腺嘌呤占18%,进一步求出另一条链上的腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例为18%/2=9%。8.真核细胞中DNA复制如图所示,下列表述错误的是()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【解题指南】(1)分析图示信息:多个起点,双向复制。(2)识记DNA聚合酶、解旋酶等的作用。【解析】选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。【误区警示】DNA复制的三个易错点(1)DNA复制的场所并非只在细胞核中,线粒体、叶绿体中也能进行DNA复制。(2)并非所有细胞都进行DNA复制,只有分裂的细胞才能进行DNA复制。(3)DNA复制并非单向进行,而是双向多起点复制,且各个复制起点并不是同时开始的。9.下列关于DNA的相关计算中,正确的是()A.具有1 000个碱基对的DNA,腺嘌呤有600个,则每一条链上都具有胞嘧啶200个B.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,复制n次后共需要2nm个胸腺嘧啶C.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,第n次复制需要2n-1m个胸腺嘧啶D.无论是双链DNA还是单链DNA,(A+G)所占的比例均是1/2【解析】选C。具有1 000个碱基对的DNA,腺嘌呤有600个,则该DNA分子中胞嘧啶的数目为400个,但无法确定每一条链上的胞嘧啶数目,A错误;具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,复制n次后共需要(2n-1)m个胸腺嘧啶,B错误;具有m个胸腺嘧啶的DNA片段,第n次复制需要2n-1m个胸腺嘧啶,C正确;在双链DNA中,(A+G)所占的比例是1/2,在单链DNA中,(A+G)所占的比例不一定是1/2,D错误。【误区警示】“DNA复制”相关题目的四点注意(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括第n次的复制。(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(3)切记在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有母链的DNA分子都只有两个。(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”等,以免掉进陷阱。【补偿训练】已知在甲DNA分子的一条单链中(A+G)/(T+C)=m,乙DNA分子的一条单链中的(A+T)/(G+C)=n,则甲、乙两DNA分子中各自的另一条链中对应的碱基比例分别为()A.m、1/nB.1/m、nC.m、1D.1、n【解析】选B。根据碱基互补配对原则,DNA分子一条链中(A+G)/(T+C)的值与互补链中的该比值互为倒数,所以甲DNA分子另一条链中(A+G)/(T+C)的值为1/m;DNA分子的一条单链中(A+T)/(G+C)的值等于其互补链和整个DNA分子中该比值,所以乙DNA分子另一条链中(A+T)/(G+C)的值为n。二、非选择题(共2小题,共25分)10.(12分)不同生物或生物体不同器官(细胞)的DNA分子有关碱基比率如表:生物或器官(细胞)酵母菌小麦人猪牛肝胰脾肾精子肺1.081.211.521.431.431.431.301.291.30 (1)由表中可见,不同种生物的DNA分子的(A+T)/(G+C)碱基比率显著不同,这一事实表明,DNA分子结构具有_。(2)牛的肾和肺的DNA碱基比率相同,原因是_;但精子与肾或肺的DNA碱基比率稍有差异,原因是_。(3)表中所列生物的DNA分子中,(A+C)/(G+T)或(A+G)/(T+C)的比值差异_(填“显著”或“不显著”)。原因是_。(4)比较表中不同生物DNA的碱基比率,_中DNA分子热稳定性最高,原因是_。【解析】(1)对于双链DNA分子而言,互补碱基和之比在不同生物体内有显著差异,体现了DNA分子的特异性。(2)在同一生物体内,由于所有的体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂,因而各体细胞内DNA分子相同,其碱基比率也相同。(3)无论在哪种生物体内,双链DNA分子中A=T,G=C,所以(A+C)/(G+T)、(A+G)/(T+C)的比值均为1。(4)在DNA分子中G-C碱基对比率越高,热稳定性越高。表格中酵母菌最小,说明G+C所占比例最大,DNA分子热稳定性最高。答案:(1)特异性(2)它们是由同一受精卵经有丝分裂产生的体细胞构成的精子是减数分裂的产物,性染色体只有X或Y,虽然X、Y染色体是一对同源染色体,但X、Y染色体上的DNA分子有差异(3)不显著双链DNA分子中,A=T,G=C(4)酵母菌酵母菌DNA分子中,G-C碱基对含量比率最高,热稳定性最高11.(13分)甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:(1)从甲图可看出DNA复制的方式是_。(2)甲图中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链,则A是_酶,B是_酶。(3)甲图过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有_。(4)乙图中,7是_。DNA分子的基本骨架由_交替连接而成;DNA分子两条链上的碱基通过_连接成碱基对,并且遵循_原则。【解析】(1)从甲图可看出DNA复制的方式是半保留复制。(2)A是解旋酶,B是DNA聚合酶。(3)绿色植物叶肉细胞中DNA分子复制的场所有细胞核、线粒体、叶绿体。(4)乙图中,7是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成;DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且遵循碱基互补配对原则。答案:(1)半保留复制(2)解旋DNA聚合(3)细胞核、线粒体、叶绿体(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核糖和磷酸氢键碱基互补配对(10分钟30分)1.(6分)从某生物组织提取的某双链DNA分子中,鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%,已知1号链的碱基中28%是腺嘌呤,22%是胞嘧啶,则1号链中鸟嘌呤占该链碱基总数的比例和2号链中的腺嘌呤占该链碱基总数的比例分别是()A.24%26%B.26%27%C.28%22%D.27%26%【解析】选A。由题意可知,双链DNA分子中G+C=46%,由于DNA分子中的两条链之间配对方式是A与T配对,G与C配对,因此1号链的碱基中的G+C也占该链碱基含量的46%,又知1号链的碱基中,A=28%,C=22%,因此1号链中G=46%-22%=24%,T=1-46%-28%=26%,则与之互补的2号链中的碱基A与1号链中的T相等为26%。2.(6分)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基,其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到图甲结果;如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到图乙结果。下列有关分析正确的是()A.X层与Y层中DNA分子质量比大于13B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个C.第二次复制结束时,含14N的DNA分子占1/2D.W层与Z层的核苷酸数之比是41【解析】选C。X层(2个DNA含有14N和15N)与Y层(6个DNA只含15N)中DNA分子质量比小于13,A错误;1个DNA中鸟嘌呤G=450个,Y层(6个DNA只含15N)中含15N标记的鸟嘌呤G=4506=2 700个,B错误;第二次复制结束时,得4个DNA分子,其中2个含有14N和15N,2个只含15N,因此含14N的DNA分子占1/2,C正确;W层(14个含有15N的DNA单链)与Z层(2个含有14N的DNA单链)的核苷酸数之比是142=71,D错误。【实验探究】3.(18分)1958年,Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制,此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题:(1)由于DNA分子呈_结构,DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉(如图1)。因此,研究中可以根据复制叉的数量推测_的数量。(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养,进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图,请在方框内用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注:以“-”表示含放射性的脱氧核苷酸链) (3)DNA的复制从一点开始以后是单向还是双向进行的?用不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养,给以适当的条件,让其进行复制,得到图3所示结果,这一结果说明_。 (4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制,用第(2)题的方法,观察到的大肠杆菌DNA复制过程如图4所示,这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是_起点复制的。【解析】(1)DNA分子是双螺旋结构,所以DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉,所以可以根据复制叉的数量推测复制起点的数量。(2)大肠杆菌DNA为环状,因为DNA为半保留复制,故复制一次所得的DNA分子中,1条链带放射性标记,1条不带。第二次复制所得的DNA分子中,一半的DNA分子1条链带标记,另一半的DNA分子都带标记。(3)由图示可以看出:该DNA分子有一个复制起点,复制为双向进行。(4)由图4可知:该DNA分子有一个复制起点,即单个复制起点。如果是两个起点复制,则会出现两个环。答案:(1)(规则)双螺旋复制起点(2)如图(3)DNA复制是双向的(4)单