高三生物二輪復(fù)習(xí)練習(xí)：DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)

DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)練習(xí)一、選擇題1．如圖為某鏈狀DNA分子部分結(jié)構(gòu)示意圖，以下敘述正確的是()A．④是一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸B．DNA聚合酶可催化⑥或⑦的形成C．解旋酶可斷開(kāi)⑤，因此DNA的穩(wěn)定性與⑤無(wú)關(guān)D．A鏈和B鏈的方向相反，該DNA分子共具有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)2．下列有關(guān)雙鏈DNA分子的敘述，正確的是()A．若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a，則另一條鏈的堿基C所占比例為eq\f(1,2－a)B．如果一條鏈上(A＋T)∶(G＋C)＝m，則另一條鏈上該比值1/mC．如果一條鏈上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，則另一條鏈上該比值為3∶3∶2∶2D．由50個(gè)堿基對(duì)組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)量為100個(gè)3．研究人員將1個(gè)含14NDNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA解開(kāi)雙螺旋，變成單鏈；然后進(jìn)行密度梯度離心，試管中出現(xiàn)兩種條帶(如圖)。下列說(shuō)法正確的是()A．由結(jié)果可推知該大腸桿菌的細(xì)胞周期大約為6hB．根據(jù)條帶的數(shù)目和位置可以確定DNA的復(fù)制方式C．解開(kāi)DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞核苷酸之間的磷酸二酯鍵D．若直接將子代DNA進(jìn)行密度梯度離心也能得到兩條條帶4．如圖為某DNA復(fù)制過(guò)程的部分圖解，其中rep蛋白具有解旋的功能。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．rep蛋白可破壞A與C、T與G之間的氫鍵B．DNA結(jié)合蛋白可能具有防止DNA單鏈重新形成雙鏈的作用C．DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn)D．隨從鏈之間的缺口需要DNA連接酶將其補(bǔ)齊5．一個(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的噬菌體DNA上有x個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤有m個(gè)。用這個(gè)噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出128個(gè)子代噬菌體。下列敘述正確的是()A．該過(guò)程至少需要64(x－m)個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸B．噬菌體增殖需要細(xì)菌提供原料、模板和酶等C．只含31P與含32P的子代噬菌體的比例為63∶1D．該DNA分子含有3×eq\f(x－2m,2)＋2m個(gè)氫鍵6.微衛(wèi)星DNA(STR)是真核細(xì)胞基因組中含有高度重復(fù)序列的DNA。富含A—T堿基對(duì)，不同個(gè)體的STR具有明顯的差異。下列有關(guān)STR的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．不同生物STR序列不同體現(xiàn)了DNA具有多樣性B．STR序列徹底水解產(chǎn)物是磷酸、核糖和4種堿基C．相對(duì)于其他DNA序列，STR序列結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性可能較差D．STR序列可作為遺傳標(biāo)記基因用于個(gè)體鑒定7.科學(xué)家在人體快速分裂的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了DNA的四螺旋結(jié)構(gòu)，形成該結(jié)構(gòu)的DNA單鏈中富含G，每4個(gè)G之間通過(guò)氫鍵等形成一個(gè)正方形的“G4平面”，繼而形成立體的“G—四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”(如圖)。下列敘述不正確的是()A．組成該結(jié)構(gòu)的基本單位為脫氧核糖核苷酸B．用DNA解旋酶可以打開(kāi)該結(jié)構(gòu)中的氫鍵C．每個(gè)G—四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)D．該結(jié)構(gòu)中(A＋G)/(T＋C)的值與雙鏈DNA中相等8.關(guān)于合成DNA的原料——脫氧核苷酸的來(lái)源，科學(xué)家曾提出三種假說(shuō)：①細(xì)胞內(nèi)自主合成，②從培養(yǎng)基中攝取，③二者都有。為驗(yàn)證三種假說(shuō)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：將大腸桿菌在15N標(biāo)記的脫氧核苷酸培養(yǎng)基中培養(yǎng)一代，然后利用密度梯度離心分離提取DNA，記錄離心后試管中DNA的位置。圖1～3表示DNA在離心管中的位置。下列敘述正確的是()A．若支持觀點(diǎn)①，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果為圖3B．若支持觀點(diǎn)②，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果為圖2C．若支持觀點(diǎn)③，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果為圖1D．大腸桿菌的DNA復(fù)制不遵循半保留復(fù)制原則二、非選擇題9.我國(guó)考古學(xué)家利用現(xiàn)代人的DNA序列設(shè)計(jì)并合成了一種類(lèi)似磁鐵的“引子”，成功將極其微量的古人類(lèi)DNA從提取自土壤沉積物中的多種生物的DNA中識(shí)別并分離出來(lái)，用于研究人類(lèi)起源及進(jìn)化，思考回答下列問(wèn)題。(1)“引子”的徹底水解產(chǎn)物有_______________________，確定的依據(jù)是_____________________。(2)設(shè)計(jì)“引子”的DNA序列信息僅來(lái)自核DNA嗎？(3)設(shè)計(jì)“引子”前需要知道古人類(lèi)的DNA序列嗎？判斷的依據(jù)是什么？10.通常DNA復(fù)制從一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)開(kāi)始，有單向復(fù)制和雙向復(fù)制，如圖所示。放射性越高的3H－胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H－脫氧胸苷)，在放射自顯影技術(shù)的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。(1)請(qǐng)利用放射性自顯影技術(shù)、低放射性3H－脫氧胸苷和高放射性3H－脫氧胸苷，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定大腸桿菌DNA復(fù)制的方向。(2)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。11.DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成。DNA復(fù)制時(shí)，一條子鏈?zhǔn)沁B續(xù)合成的，另一條子鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)合成的(即先形成短鏈片段再相互連接)，這種復(fù)制方式稱(chēng)為半不連續(xù)復(fù)制，如圖1所示?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)DNA復(fù)制時(shí)，子鏈延伸的方向?yàn)開(kāi)_______(填“5′→3′”或“3′→5′”)。(2)半不連續(xù)復(fù)制是1966年日本科學(xué)家岡崎提出的。為驗(yàn)證假說(shuō)，他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：讓T4噬菌體在20℃時(shí)侵染大腸桿菌70min后，將同位素3H標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分離T4噬菌體DNA并通過(guò)加熱使DNA分子全部變性后，再進(jìn)行密度梯度離心，以DNA單鏈片段分布位置確定片段大小(分子越小離試管口距離越近)，并檢測(cè)相應(yīng)位置DNA單鏈片段的放射性，結(jié)果如圖2所示。①在噬菌體DNA中能夠檢測(cè)到放射性的原因是_____________________________________________________________________________________________________。②圖2中，與60秒結(jié)果相比，120秒結(jié)果中短鏈片段的量________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：1．D解析：①是胸腺嘧啶脫氧核苷酸中的磷酸，①②③不是一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；DNA聚合酶催化⑥的形成，不催化⑦的形成，B錯(cuò)誤；⑤是氫鍵，氫鍵是維持DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素之一，C錯(cuò)誤；鏈狀DNA分子兩條鏈的末端各有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，所以該DNA中共具有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，D正確。2．D解析：若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a，據(jù)此無(wú)法計(jì)算出另一條鏈的堿基C所占比例，A錯(cuò)誤；如果一條鏈上(A＋T)∶(G＋C)＝m，則另一條鏈上該比值也是m，B錯(cuò)誤；如果一條鏈上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，則另一條鏈上該比值為2∶2∶3∶3，C錯(cuò)誤；由50個(gè)堿基對(duì)組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)量為50×2＝100個(gè)，最多含有氫鍵的數(shù)量為50×3＝150個(gè)，D正確。3．D解析：據(jù)圖分析可知，由于14N單鏈∶15N單鏈＝1∶7，說(shuō)明DNA復(fù)制了3次，可推知該細(xì)菌的細(xì)胞周期大約為24/3＝8h，A錯(cuò)誤。由于DNA解開(kāi)雙螺旋，變成單鏈，所以根據(jù)條帶的數(shù)目和位置只能判斷DNA單鏈的標(biāo)記情況，無(wú)法判斷DNA的復(fù)制方式，B錯(cuò)誤。解開(kāi)DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞核苷酸之間的氫鍵，C錯(cuò)誤。DNA復(fù)制3次，有2個(gè)DNA鏈?zhǔn)?5N/14N，在中帶；有6個(gè)DNA鏈都是15N，在重帶，即直接將子代DNA進(jìn)行密度梯度離心也能得到兩條條帶，D正確。4．A解析：rep蛋白具有解旋功能，破壞的是A與T、G與C之間的氫鍵，A錯(cuò)誤；從題圖中可看出有了DNA結(jié)合蛋白后，堿基對(duì)之間不能再形成氫鍵，可以防止DNA單鏈重新形成雙鏈，B正確；DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn)，C正確；DNA連接酶可以將隨從鏈之間的缺口通過(guò)磷酸二酯鍵連接，從而形成完整的單鏈，D正確。5．C解析：根據(jù)題意分析，用這個(gè)噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出128個(gè)子代噬菌體，相當(dāng)于新合成了127個(gè)DNA分子，因此該過(guò)程至少需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)＝127×(x－m)個(gè)，A錯(cuò)誤；噬菌體增殖需要的模板是由其自身提供的，B錯(cuò)誤；由于半保留復(fù)制，所以在釋放出的128個(gè)子代噬菌體中，只含31P與含32P的子代噬菌體的比例為63∶1，C正確；該DNA分子含有的氫鍵數(shù)＝2m＋3(x－m)＝3x－m個(gè)，D錯(cuò)誤。6.B解析：由于堿基的排列順序不同，不同生物的STR不同，體現(xiàn)了DNA具有多樣性，A正確；STR是DNA分子，徹底水解后可以得到6種小分子物質(zhì)，即4種堿基、磷酸和脫氧核糖，B錯(cuò)誤；STR中的A—T堿基對(duì)所占的比例較多，而A與T之間形成兩個(gè)氫鍵，G與C之間形成三個(gè)氫鍵，所以STR的穩(wěn)定性可能較差，C正確；由于不同個(gè)體的STR具有明顯的差異，STR序列可作為遺傳標(biāo)記基因用于個(gè)體鑒定，D正確。7.D解析：DNA的基本單位是4種脫氧核苷酸，A正確；由圖可知，DNA的四螺旋結(jié)構(gòu)是由DNA單鏈螺旋而成，用DNA解旋酶可以打開(kāi)該結(jié)構(gòu)的氫鍵，B正確；DNA分子中“G—四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”是一條單鏈形成的，該結(jié)構(gòu)中含有1個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，C正確；DNA雙鏈中A＝T、C＝G，所以(A＋G)/(T＋C)的值始終等于1，而該結(jié)構(gòu)只有一條DNA單鏈，所以其中(A＋G)/(T＋C)的值不一定為1，D錯(cuò)誤。8.A解析：將大腸桿菌在15N標(biāo)記的脫氧核苷酸培養(yǎng)基中培養(yǎng)一代，然后提取并利用密度梯度離心分離DNA，若合成DNA的原料是細(xì)胞內(nèi)自主合成的，則合成的兩個(gè)子代DNA分子沒(méi)有15N標(biāo)記，均為14N，離心后位于頂部，對(duì)應(yīng)圖3，A正確；若合成DNA的原料是從培養(yǎng)基中攝取的，則得到的兩個(gè)子代DNA分子都是一條鏈含15N，一條鏈含14N，離心后位于中部，對(duì)應(yīng)圖1，B錯(cuò)誤；若合成DNA的原料既可以在細(xì)胞內(nèi)自主合成，也可以從培養(yǎng)基中攝取，則合成的兩個(gè)子代DNA分子的兩條新鏈上可能既有14N又有15N，離心后位于中部和頂部之間，對(duì)應(yīng)圖2，C錯(cuò)誤；大腸桿菌的DNA復(fù)制遵循半保留復(fù)制原則，D錯(cuò)誤。9.(1)磷酸、脫氧核糖和四種含氮堿基“引子”是一段DNA序列(2)不是。由于線粒體中也含有DNA，因此設(shè)計(jì)“引子”的DNA序列信息還可以來(lái)自線粒體DNA。(3)不需要。根據(jù)題干信息“利用現(xiàn)代人的DNA序列設(shè)計(jì)并合成了引子”，說(shuō)明設(shè)計(jì)“引子”前不需要知道古人類(lèi)的DNA序列。10.(1)復(fù)制開(kāi)始時(shí)，首先用含低放射性3H－脫氧胸苷的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，一段時(shí)間后轉(zhuǎn)移到含有高放射性3H－脫氧胸苷的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，用放射自顯影技術(shù)觀察復(fù)制起點(diǎn)和復(fù)制起點(diǎn)兩側(cè)銀顆粒密度情況。(2)若復(fù)制起點(diǎn)處銀顆粒密度低，復(fù)制起點(diǎn)的一側(cè)銀顆粒密度高，則DNA復(fù)制為單向復(fù)制；若復(fù)制起點(diǎn)處銀顆粒密度低，復(fù)制起點(diǎn)的兩側(cè)銀顆粒密度高，則DNA復(fù)制為雙向復(fù)制。11.(1)5′→3′(2)①3H標(biāo)記的脫氧核