第18講DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)

1、第18講DNA勺結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)課時(shí)強(qiáng)化訓(xùn)練yK E 5 卜 H Q I h G h U A X U N L I A W 犬測(cè)控導(dǎo)航表知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.DNA分子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1,4,10,142.DNA分子復(fù)制過(guò)程及特點(diǎn)3,6,7,123.基因的本質(zhì)84.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則和DNA分子復(fù)制有關(guān)的計(jì)算9,135.綜合考查2,5,11,15、選擇題1.下列關(guān)于真核細(xì)胞DNA復(fù)制的說(shuō)法，正確的是（D ）A. 新的子鏈由4種脫氧核苷酸聚合而成，核苷酸的聚合過(guò)程需要DNA 連接酶B. 構(gòu)成DNA子鏈的4種脫氧核苷酸聚合時(shí)，ATP為降低反應(yīng)活化能提 供能量C. DNA分子在解旋酶的作用下，先完成解旋后再進(jìn)行

2、復(fù)制D. DNA復(fù)制過(guò)程中若出現(xiàn)錯(cuò)誤，生物出現(xiàn)的新性狀可能適應(yīng)環(huán)境也可 能不適應(yīng)環(huán)境 解析：新的子鏈由4種脫氧核苷酸聚合而成，核苷酸的聚合過(guò)程需要DNA聚合酶；構(gòu)成DNA子鏈的4種脫氧核苷酸聚合時(shí)，ATP為其提供能 量，降低反應(yīng)活化能的為DNA聚合酶;DNA分子的復(fù)制為邊解旋邊復(fù)制 的過(guò)程;DNA復(fù)制過(guò)程中若出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能發(fā)生基因突變，基因突變的 方向具有不定向性，出現(xiàn)的新性狀可能適應(yīng)環(huán)境也可能不適應(yīng)環(huán)境。2.(2018 河北保定期末)20世紀(jì)50年代初，查哥夫?qū)Χ喾N生物DNA 做了堿基定量分析，發(fā)現(xiàn)的值如下表。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，你認(rèn)為能(C+G)得出的結(jié)論是(D )DNA來(lái) 源大腸桿菌小麥?zhǔn)筘i肝

3、豬胸腺豬脾(C®1.011.211.211.431.431.43A.豬的DNA吉構(gòu)比大腸桿菌DNA吉構(gòu)更穩(wěn)定一些B. 小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同C. 小麥DNA中 (A+T)的數(shù)量是鼠DNA中 (C+G)數(shù)量的1.21倍D. 同一生物不同組織的DNA堿基組成相同解析：分析表格中的信息可知，豬的DNA中;養(yǎng)呂的值大于大腸桿菌的， 由于A與T之間的氫鍵是兩個(gè),G與C之間的氫鍵是3個(gè),因此豬的DNA 結(jié)構(gòu)比大腸桿菌DNA吉構(gòu)更不穩(wěn)定；小麥和鼠的DNA勺禺的值相同,但是堿基對(duì)的數(shù)量和排列順序不同，遺傳信息不同；此題無(wú)法比較小 麥DNA中(A+T)的數(shù)量與鼠DNA中 (C+G)的數(shù)量

4、；同一生物(提到“組織”, 此處的“生物”則只包含動(dòng)植物)是由受精卵經(jīng)過(guò)有絲分裂和細(xì)胞分 化形成的，不同組織中DNA堿基組成相同。3. (2018 河北保定月考)小鼠的睪丸中一個(gè)精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的 胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性 標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過(guò)程，其染色體的放射性標(biāo)記分布 情況是(D )A. 初級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記B. 次級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體都被標(biāo)記C. 只有半數(shù)精細(xì)胞中有被標(biāo)記的染色體D. 產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞中的全部染色體，被標(biāo)記數(shù)與未被標(biāo)記數(shù)相等 解析：一個(gè)精原細(xì)胞在含3h標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成 一個(gè)細(xì)胞

5、周期后，每條染色體的DNA分子有一條鏈被標(biāo)記，然后在不 含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過(guò)程，初級(jí)精母細(xì)胞中每 條染色體只有一條染色體單體被標(biāo)記；著絲點(diǎn)分裂后的次級(jí)精母細(xì)胞 有一半的染色體被標(biāo)記；由于染色體的隨機(jī)結(jié)合，含有被標(biāo)記染色體 的精細(xì)胞的比例不能確定；整體來(lái)看,產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞中的全部染 色體,被標(biāo)記數(shù)與未被標(biāo)記數(shù)相等。4. (2018 閩粵聯(lián)合體聯(lián)考)某雙鏈DNA分子中含有200個(gè)堿基，一條 鏈上 A： T : G： C=1： 2 : 3 : 4,則該 DNA分子（B ）A. 四種含氮堿基 A： T： G： C=4： 4 ： 7 ： 7B. 若該DNA中A為p個(gè)，占全部堿基的衛(wèi)

6、(m>2n),則G的個(gè)數(shù)為 竺-pm2nC.堿基排列方式共有4200種D.含有4個(gè)游離的磷酸 解析:該DNA分子的一條鏈上A： T : G： C=1 ： 2 : 3 : 4,另一條鏈上A： T： G： C=2： 1 ： 4 : 3,整個(gè) DNA分 子中 A： T： G： C=3： 3 : 7 : 7;若該DNA分子中A為P個(gè)，占全部堿基的耳,則A堿基總數(shù)為空個(gè),則mn_pm _2PG二堿基總數(shù)一2P二 二凹-p;該DNA分子含有100個(gè)堿基對(duì);30個(gè)A-T222n堿基對(duì),70個(gè)G-C堿基對(duì)，堿基排列方式少于4100種；一個(gè)DNA分子由 兩條DNA鏈組成，含2個(gè)游離的磷酸。5. 下列有關(guān)鏈

7、狀DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的敘述，正確的是（D ）A. DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)使DNA分子具有較強(qiáng)的特異性B. DNA分子一條鏈中相鄰兩個(gè)堿基通過(guò)氫鍵相連接C. DNA聚合酶催化兩個(gè)游離的脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵D. 復(fù)制后產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子共含有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán) 解析:DNA分子的堿基排列順序使其具有較強(qiáng)的特異性；DNA分子兩條 鏈中相鄰堿基通過(guò)氫鍵連接 QNA條鏈上相鄰堿基通過(guò)脫氧核糖 磷酸一脫氧核糖相連QNA聚合酶催化游離的脫氧核苷酸與DNA連上 的脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵；由于每個(gè)DNA分子中均含有2個(gè) 游離的磷酸基團(tuán)，因此復(fù)制后產(chǎn)生的兩個(gè)子代 DNA分子共含有4個(gè)游 離的磷酸

8、基團(tuán)。6. （2018 河南開(kāi)封月考）下列關(guān)于DNAM制的敘述，正確的是（B ）A. 細(xì)菌DNA勺復(fù)制只發(fā)生在擬核B. DNA分子的兩條鏈均作為復(fù)制時(shí)的模板C. 相同的DNAM制后一定會(huì)形成相同的 DNAD. DNA分子復(fù)制時(shí)解旋酶與 DNA聚合酶不能同時(shí)發(fā)揮作用 解析：細(xì)菌中的DNA主要分布在擬核中，此外在細(xì)胞質(zhì)中也含有少量DNA如質(zhì)粒）,因此細(xì)菌中的DNAM制發(fā)生在擬核和細(xì)胞質(zhì)中；相同的DNA復(fù)制后,若發(fā)生基因突變則不一定會(huì)形成相同的 DNA;DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制，因此DNA分子復(fù)制時(shí)解旋酶與DNA聚合酶 可同時(shí)發(fā)揮作用。7. 用3H標(biāo)記蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞的 DNA分子雙鏈,

9、再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入 含秋水仙素但不含3h的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。若秋水仙素對(duì)細(xì)胞連續(xù) 發(fā)揮作用，則相關(guān)敘述不正確的是（D ）A. 秋水仙素可抑制紡錘體的形成，但不影響著絲點(diǎn)的正常分裂B. 通過(guò)對(duì)細(xì)胞中不含單體時(shí)的染色體計(jì)數(shù)，可推測(cè)DNA復(fù)制的次數(shù)C. 通過(guò)檢測(cè)DNA鏈上3H標(biāo)記出現(xiàn)的情況，可推測(cè)DNA勺復(fù)制方式D. 細(xì)胞中DNA第二次復(fù)制完成時(shí)，每條染色體的單體均帶有3H標(biāo)記 解析：秋水仙素可抑制紡錘體的形成，但不影響著絲點(diǎn)的正常分裂，從 而導(dǎo)致細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍；1個(gè)DNA復(fù)制n次后的數(shù)目為2n個(gè),所 以通過(guò)對(duì)細(xì)胞中不含單體時(shí)的染色體計(jì)數(shù)，可推測(cè)DNA復(fù)制的次數(shù);通過(guò)檢測(cè)DNA鏈上3H標(biāo)記出現(xiàn)的

10、情況，可推測(cè)DNA勺復(fù)制方式是半保留復(fù)制；根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)，細(xì)胞中DNA第二次復(fù)制完成時(shí),每條染色體的單體中只有一半帶有3H標(biāo)記。8. 如圖為某植物細(xì)胞一個(gè)DNA分子中a、b、c三個(gè)基因的分布狀況， 圖中i、n為無(wú)遺傳效應(yīng)的序列。有關(guān)敘述正確的是 （C） 1 1 I It IIabCA. I、H發(fā)生的堿基對(duì)替換屬于基因突變B. 基因a、b在轉(zhuǎn)錄時(shí)都以鏈為模板合成 mRNAC. c中堿基對(duì)若發(fā)生變化，個(gè)體性狀不一定會(huì)發(fā)生改變D. b、c互為非等位基因，在親子代間傳遞時(shí)可自由組合解析：基因突變是指DNA分子中發(fā)生的堿基對(duì)增添、缺失或替換，導(dǎo)致 基因結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，而基因是具有遺傳效應(yīng)

11、的DNA片段,根據(jù)題意, 圖中i、n為無(wú)遺傳效應(yīng)的序列，即i、n區(qū)段均不是基因，因此I、II發(fā)生的堿基對(duì)替換不屬于基因突變；不同的基因在轉(zhuǎn)錄時(shí)模板鏈不定相同，因此基因a、b在轉(zhuǎn)錄時(shí)不一定都以鏈為模板合成 mRNA;c 中堿基對(duì)若發(fā)生變化 , 由于密碼子具有簡(jiǎn)并性的特點(diǎn) , 個(gè)體性狀不一 定會(huì)發(fā)生改變；b、c位于同一個(gè)DNA分子上,互為非等位基因，在親子 代間傳遞時(shí)連鎖遺傳。9. （2018 湖南師范大學(xué)附中月考）將洋蔥根尖細(xì)胞放在含3H標(biāo)記的 胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基上培養(yǎng)完成一個(gè)細(xì)胞周期 , 然后在不含放 射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成一個(gè)細(xì)胞周期。下列敘述正確的是A. 第一個(gè)細(xì)胞周期中，細(xì)胞內(nèi)

12、放射性迅速升高的時(shí)期是分裂前期B. 第一個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束后 , 每個(gè)子細(xì)胞中都有一半的染色體被標(biāo)記C. 完成兩個(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)子細(xì)胞中含3h標(biāo)記的染色體數(shù)目相同D. 第二個(gè)細(xì)胞周期的分裂中期，每條染色體中僅有一條單體被標(biāo)記 解析:第一個(gè)細(xì)胞周期中，細(xì)胞內(nèi)放射性迅速升高是由于DNA分子復(fù) 制,發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期；第一個(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)DNA分子都含有 放射性 , 因此每個(gè)子細(xì)胞中的染色體都含有放射性 ； 完成 2 個(gè)細(xì)胞周 期后, 形成的子細(xì)胞中含有放射性的染色體數(shù)目不同 , 每個(gè)細(xì)胞中的 含有放射性的染色體最少是 0, 最多是全部都含有放射性 ； 第二個(gè)細(xì)胞 周期中，間期染色體復(fù)制，一條染色

13、體上的兩條染色單體上的 DNA分 子只有一個(gè)DNA分子含有放射性，因此細(xì)胞周期的分裂中期，每條染 色體中僅有一條單體被標(biāo)記。10. 如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的描述錯(cuò)誤的是（A ）A. DNA分子復(fù)制時(shí)，的形成需要DNA聚合酶B. 的名稱為鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷或胞嘧啶脫氧核苷C. 與相間排列，構(gòu)成了 DNA勺基本骨架D. 的數(shù)目及排列順序決定了 DNA勺特異性 解析：圖中是磷酸，是脫氧核糖，是脫氧核苷,是氫鍵,是堿 基對(duì)。DNA復(fù)制時(shí)，氫鍵的形成不需要酶QNA聚合酶用于磷酸二酯鍵 的形成；由于參與形成的堿基對(duì)之間有 3個(gè)氫鍵,所以一定是G-C 堿基對(duì),故的名稱是鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷或胞嘧啶脫氧核苷

14、；DNA的基本 骨架是由磷酸與脫氧核糖相間排列構(gòu)成的；堿基對(duì)的數(shù)目及排列順序 決定了 DNA勺特異性。11. 下列關(guān)于基因和DNA勺敘述,正確的是（D ）A. 海蜇的綠色熒光蛋白基因不能在小鼠體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定表達(dá)B. 人類基因組計(jì)劃需測(cè)定23條染色體上所有基因的堿基排列順序C. 含有100對(duì)堿基（腺嘌呤占10%）的DNA分子最多有4100種D. 生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)是 DNA分子的多樣性和特異性解析：人類已經(jīng)培育出發(fā)綠色熒光的轉(zhuǎn)基因小鼠，該小鼠就是導(dǎo)入了 海蜇的綠色熒光蛋白基因；人類基因組計(jì)劃需測(cè)定的染色體是 24條, 即22條常染色體+X染色體+Y染色體；含有100對(duì)堿基的DNA分子最

15、 多有4100種，但4種堿基的數(shù)量確定的情況下，種類要比4100種少很多。12. （2018 山東聊城月考）如圖所示為DNAS制的較為詳細(xì)的圖解， 據(jù)圖分析,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（D ）扼撲界構(gòu)SIEI戰(zhàn)心誇解雄曲 1引鞫合成引發(fā)怵 RTM引物J%BOS物前導(dǎo)粧A.僅在解旋酶和DNA聚合酶的催化下QNA復(fù)制不能順利進(jìn)行B.在DNA復(fù)制的過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)尿嘧啶與腺嘌呤互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象C. 圖示DNAS制的特點(diǎn)有邊解旋邊復(fù)制以及半保留復(fù)制等D. 復(fù)制完成后，前導(dǎo)鏈和隨后鏈所在的單鏈堿基排列順序相同 解析:從圖中信息可知，DNA復(fù)制需要拓?fù)洚悩?gòu)酶n、解旋酶、引物合 成酶、聚合酶I和聚合酶m核心酶等多種

16、酶的催化 ；在DNA復(fù)制過(guò)程 中,RNA引物能與模板鏈互補(bǔ)形成雜交鏈，該雜交鏈中可能含有堿基對(duì)A-U;從圖中信息可知QNA復(fù)制的特點(diǎn)有邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制 等；從圖中信息可知，前導(dǎo)鏈和隨后鏈都是新合成的子鏈，而兩條子鏈 上堿基是互補(bǔ)的。二、非選擇題13. (2018 山西大學(xué)附中期中)如圖1為真核生物染色體上部分 DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖，圖2為擬核或質(zhì)粒復(fù)制過(guò)程示意圖，據(jù)圖回答(1) 從圖1可以看出QNA分子復(fù)制是的過(guò)程。真核生物DNA分子復(fù)制過(guò)程需要的條件是 等，解旋酶的作用是 圖1生物的DNA復(fù)制方式的意義是 將不含放射性的擬核放在含有3h胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，如果 第一次復(fù)制時(shí)，

17、圖2中1、2處的放射性強(qiáng)度相同，證明DNA復(fù)制方式 很可能是(5)若圖2中DNA在復(fù)制開(kāi)始前的堿基總數(shù)是100個(gè),其中T為20個(gè),則復(fù)制一次需要游離的C為個(gè)。解析：(1)(3)圖1中的復(fù)制起點(diǎn)有三個(gè)，每個(gè)起點(diǎn)處的復(fù)制都是雙向 進(jìn)行的，且邊解旋邊復(fù)制，這種復(fù)制方式有利于提高復(fù)制速率。(2)DNA 復(fù)制需要模板、原料、酶、ATP等條件。(4)如果第一次復(fù)制時(shí)圖2 中1、2處的放射性強(qiáng)度相同，則表明新合成的DNA勺兩條鏈中含放射 性的鏈都是一條，也說(shuō)明了 DNA復(fù)制屬于半保留復(fù)制。(5)由題中信息 可知,該DNA分子中C為30個(gè),所以復(fù)制一次需要游離的C 30個(gè)。答案：(1)多起點(diǎn)、雙向復(fù)制，邊解旋

18、邊復(fù)制(2)模板、能量、脫氧核 苷酸、酶 打開(kāi)DNA分子堿基對(duì)之間的氫鍵,形成兩條單鏈 (3)提高了復(fù)制速率半保留復(fù)制 (5)3014. 如圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)圖甲是DNA分子片段的結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA分子片段的立O構(gòu)吉纟體3 4 5 6 7決定了 DNA分子結(jié)構(gòu)的性。、(3)從圖中看出DNA分子中的兩條長(zhǎng)鏈?zhǔn)怯山惶?2) 寫出圖中各部分的名稱： 1 3 5連接的。(4)連接堿基對(duì)的化學(xué)鍵是,堿基配對(duì)的方式是嚴(yán)格的，配對(duì),且DNA分子中堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化,這決定了 DNA分子結(jié)構(gòu)的性。(5)就某一確定的DNA分子而言，其堿基的排列順序一般是特定的，這（6）從圖

19、甲中看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是 圖乙中看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成規(guī)則解析：（1）圖甲是DNA分子片段的平面結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA分子片段的立 體結(jié)構(gòu)。（2）根據(jù)DNA分子的結(jié)構(gòu)層次，判斷圖中1為堿基對(duì)（或GC堿基對(duì)）,2為一條脫氧核苷酸鏈片段，3為脫氧核糖，4為磷酸 （或磷酸基團(tuán)）,5為腺嘌呤脫氧（核糖）核苷酸。（3）從圖中看出DNA 分子中的兩條長(zhǎng)鏈?zhǔn)怯擅撗鹾颂呛土姿峤惶孢B接的，連接它們的化學(xué) 鍵是磷酸二酯鍵。（4）連接堿基對(duì)的化學(xué)鍵是氫鍵，堿基配對(duì)的方式是 嚴(yán)格的，即A與T、G與C配對(duì)，且DNA分子中堿基對(duì)的排列順序千變 萬(wàn)化,這決定了 DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性。（5）就某一確

20、定的DNA分子而 言,其堿基的排列順序一般是特定的，這決定了 DNA分子結(jié)構(gòu)的特異 性。（6）從圖甲中看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是反向平行的， 從圖乙中看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。答案:（1）平面 （2）堿基對(duì)（或G-C堿基對(duì)）一條脫氧核苷酸鏈片段 脫氧核糖 磷酸（或磷酸基團(tuán)）腺嘌呤脫氧（核糖）核苷酸（3）脫氧核糖和磷酸（4）氫鍵 A與T、G與C多樣 （5）特異（6）反向平行雙螺旋結(jié)構(gòu)15. 蠶豆體細(xì)胞染色體數(shù)目2N=12,科學(xué)家用3H標(biāo)記蠶豆根尖細(xì)胞的DNA可以在染色體水平上研究真核生物的 DNAM制方式。實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程如下：I .將蠶豆幼苗培養(yǎng)在含有3h的胸