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2

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

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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
A
T
C
G
卡片数量
12
12
3
3
4
2
A.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DNA
C.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3×2+2×3=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①部位
B.解旋酶作用于②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①部位,A正确;②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(　　)
①互补碱基对之间氢键断裂
②DNA聚合酶作用下把脱氧核苷酸连接成链
③DNA分子在解旋酶作用下解旋
④以母链为模板进行碱基互补配对并形成氢键
⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构
A.③①②④⑤ B.③④②⑤①
C.③①④②⑤ D.①③④②⑤
【解析】选C。DNA复制的具体过程为:③DNA分子在解旋酶作用下解旋→①互补碱基对之间氢键断裂→④以母链为模板进行碱基互补配对并形成氢键→②DNA聚合酶作用下把脱氧核苷酸连接成链→⑤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(　　)
①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m
②碱基之间的氢键总数为(3m-2n)/2
③一条链中A+T的数量为n
④G的数量为m-n
A.①②③④ B.②③④
C.③④ D.①②③
【解析】选D。①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,①正确;②A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)/2×3=(3m-2n)/2,②正确;③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;④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)2,④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2n·m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-1·m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-1·m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/n　　 B.1/m、n
C.m、1 D.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

1.08
1.21
1.52
1.43
1.43
1.43
1.30
1.29
1.30
(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1∶3
B.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1/2
D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
【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1∶3,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=450×6=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14∶2=7∶1,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