名师一号2015高考生物一轮课后限时练：第19讲 DNA分子的结构·复制与基因的本质

课后限时练(十九)DNA分子的结构、复制与基因的本质

(计时：45分钟满分：100分)

一、选择题(本大题共14小题，每小题5分，共70分)

1．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是()

A．基因一定位于染色体上

B．基因在染色体上呈线性排列

C．四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性

D．一条染色体上含有1个或2个DNA分子

解析基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA不一定位于染色体上，因此基因不一定位于染色体上，故A项错误；一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，故B项正确；不同基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同，基因具有多样性，而每一个基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的，因此基因又具有特异性，故C项正确；没有复制的每条染色体含有1个DNA分子，复制后的每条染色体含有2条染色单体，每条染色单体含有1个DNA分子，故D项正确。

答案 A

2．如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是()

A．④代表的物质中贮存了遗传信息

B．不同生物的DNA分子中④的种类无特异性

C．转录时该片段的两条链都可作为模板链

D．限制性核酸内切酶作用部位是碱基之间的氢键

解析④代表脱氧核苷酸，碱基对的排列顺序代表遗传信息；不同生物的DNA分子中脱氧核苷酸的种类都是四种，无特异性；转录时是以DNA分子的一条链为模板的；限制性核酸内切酶的作用位点是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

答案 B

3．如图是在电子显微镜下拍摄的某生物细胞DNA复制过程中的图像。下列有关叙述正确的是()

A．此图反映出的DNA复制模式可作为DNA双向复制的证据

B．此过程遵循碱基互补配对原则，任一条链中A＝T，G＝C

C．若将该DNA彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基

D．若该DNA分子的一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则互补链中该比值为1/a

解析在一条链中A与T不一定相等；DNA彻底水解是指将脱氧核苷酸也水解，产物是脱氧核糖、磷酸和四种碱基；DNA分子的一条链中两互补碱基之和的比值，与另一条链中该比值相等。

答案 A

4．5-BrU(5-溴尿嘧啶)既可以与A配对，又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5-BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T－A到G－C的替换()

A．2次B．3次

C．4次D．5次

解析本题考查DNA分子的结构及碱基数量的比例关系，意在考查考生的分析理解能力。按照碱基互补配对原则第一次复制由T－A―→A－5-BrU，第二次复制由A－

5-BrU―→5-BrU－C，第三次复制由5-BrU－C―→G－C，故B项正确。

答案 B

5．下面是4位同学拼制的DNA分子部分平面结构模型，正确的是()

解析DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。每个脱氧核苷酸中的三个分子连接时注意脱氧核糖在中间，排除B项；不同脱氧核苷酸之间连接时是脱氧核糖和磷酸交替连接，排除A项；一条脱氧核苷酸链上与脱氧核糖相连的两个磷酸应分别连接在不同的位点；排除D项。

答案 C

6．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA 中鸟嘌呤占碱基总数的()

A．24% B．22%

C．26% D．23%

解析双链DNA中，A＋T占全部碱基总数的54%，则一条单链中A＋T占该链碱基总数的54%，按下面的图示分析：

答案 A

7．BrdU 能替代T 与A 配对而渗入新合成的DNA 链中，当用姬姆萨染料染色时，不含BrdU 的链为深蓝色，含BrdU 的链为浅蓝色。现将植物根尖分生组织放在含有BrdU 的培养液中进行培养，如图a ～c 依次表示加入BrdU 后连续3次细胞分裂中期，来自1条染色体的各染色体的显色情况(阴影表示深蓝色，非阴影为浅蓝色)。下列有关说法，错误的是( )

A ．1个DNA 复制3次所产生的DNA 分别位于8条染色体上

B ．b 图每条染色体上均有1个DNA 的2条脱氧核苷酸链都含BrdU

C ．1条染色体形成2条染色单体的同时，DNA 也完成了复制

D ．c 图中有2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含BrdU

解析 据图示可知，染色体只有两条链均含BrdU 时才会显浅蓝色。根据DNA 分子的半保留复制，在第一次有丝分裂之后，就不存在两条链均不含BrdU 的DNA 了。

答案 D

8．亚硝酸盐可使DNA 的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：C 转变为

U(U 与A 配对)，A 转变为I(I 为次黄嘌呤，与C 配对)。现有一DNA 片段为—AGTCG —①—TCAGC —②，

经亚硝酸盐作用后，若链①中的A 、C 发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子代DNA

片段之一为()

A.—CGTTG—

—GCAAC— B.

—GGTCG—

—CCAGG—

C.—GGTTG—

—CCAAC— D.

—CGTAG—

—CCATC—

解析根据题意可知，在整个过程中DNA复制了两次，一共得到四个DNA分子，由于只有①链发生改变，因此以②链为模板复制出的两个DNA分子结构并没有发生任何变化，而①链根据题意变成了—IGTUG—，因此以①链为模板复制的DNA链碱基序列为—CCAAC—。

答案 C

9．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述正确的是()

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．①②③④B．②③④

C．③④D．①②③

解析①的等量关系容易判断；对于②，须知G与C之间形成3个氢键，A与T

之间形成2个氢键，故氢键数为：2n＋3×(m－2n)

2＝

3m－2n

2；③因A＋T的总量为2n，

故一条链中的A＋T的数量应为n；④中计算G的数量有误，应为m－2n

2＝

m

2－n。

答案 D

10．(2014·河北省名校第二次调研)双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的GTACATACATC的单链模板、腺嘌呤双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸，则以该链为模板合成出的不同长度的子链最多有()

A．1种B．2种

C．4种D．6种

解析本题考查DNA复制的过程和特点，意在考查考生的识记和理解能力。根据题意，腺嘌呤双脱氧核苷酸也可和单链模板上的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行配对，在该模板上共有3个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，这样可能就有0、1、2、3个的腺嘌呤双脱氧核苷酸与模板上的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行配对，所以共有4种不同长度的子链，故C项正确。

答案 C

11．(2013·湖北十校联合检测)用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是()

A．0条B．20条

C．大于0小于20条D．以上都有可能

解析本题综合考查DNA复制和有丝分裂，意在考查考生分析问题、解决问题的能力。第一次细胞分裂完成后所形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条链不含32P，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含32P，一条染色单体不含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含32P的20条染色体同时移向细胞的一极，不含32P的20条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体条数分别是20条和0条，如果移向细胞两极的20条染色体中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体条数大于0小于20条。

答案 D

12．将一个用15N标记的、含1 560个碱基对的DNA片段在无放射性标记的溶液中复制4次，已知该DNA片段中有腺嘌呤750个，则()

A．复制完成后，具有放射性的腺嘌呤有1 500个

B．复制过程中，共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸12 150个

C．复制完成后，不含放射性的DNA分子占1/15

D．具放射性的DNA分子的两条链都有放射性

解析本题主要考查DNA复制的相关知识，意在考查考生获取和解读信息，调动和运用知识的能力。复制后具有放射性的还是母链上的那750个腺嘌呤，所以A项错误；已知该DNA片段含1 560个碱基对，即含3 120个碱基，其中A有750个，T也有750个，那么G＝C＝(3 120—750×2)/2＝810(个)，复制4次后，共消耗G(或C)810×(24－1)＝810×15＝12 150(个)，所以B项正确；复制完成后共有16个DNA分子，其中2个DNA分子含有放射性，所以不含放射性的DNA分子占14/16＝7/8，所以C项错误；由于DNA是半保留复制，故具放射性的DNA分子的两条链中，一条链有放射性，一条链无放射性，所以D项错误。

答案 B

13．某DNA分子有500个碱基对，其中含有鸟嘌呤300个，该DNA进行连续复制，经测定最后一次复制消耗了周围环境中3 200个腺嘌呤脱氧核苷酸，则该DNA分子共复制了多少次()

A．3次B．4次

C．5次D．6次

解析已知该DNA分子有500个碱基对，其中含有300个G，则A与T均为200个；最后一次复制消耗了3 200个A，因此，最后一次复制净产生的DNA分子数为3 200/200＝16(个)，则经过复制后，形成的DNA分子总数为32个，因此，这个DNA分子共进行了5(25＝32)次复制。

答案 C

14．A集合为用水解酶催化T2噬菌体的遗传物质彻底水解成不能再水解的小分子；B集合为用水解酶催化HIV的遗传物质彻底水解成不能再水解的小分子。上述A、B两个集合的交集共有小分子()

A．8种B．5种

C．4种D．0种

解析本题考查DNA和RNA的基本组成单位，意在考查考生对相关知识的理解和识记能力。脱氧核苷酸和核糖核苷酸共有的碱基有三种，即A、C、G，二者彻底水解后会产生相同的磷酸，所以其交集共有4种小分子，故选C项。

答案 C

二、非选择题(本大题共2小题，共30分)

15．(12分)某校一个生物活动小组要进行研究性学习。对生物学史上的经典实验进行验证，也是研究性学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验设备，对有关DNA 复制的方式进行探索，有人认为DNA 是全保留复制，也有人认为DNA 是半保留复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。

(1)实验步骤：

第一步：在氮源为14N 的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA 分子均为14N —DNA ；在氮源为15N 的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA 分子均为15N —DNA 。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNA 分别分布在轻带和重带上。

第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N 的培养基上繁殖一代(Ⅰ)。

请分析：

如果DNA 位于________带位置，那么是全保留复制；如果DNA 位于________带位置，那么是半保留复制。

第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N 的培养基上再连续繁殖二代(Ⅱ)。

请分析：

如果DNA 位于________带位置，那么是全保留复制；如果DNA 位于________带位置，那么是半保留复制。

(2)有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA 用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA 的复

制方式，如果轻带和重带各占12

，那么一定为半保留复制。

你认为这同学的说法是否正确？________。原因是____________

_________________________________________________________。

解析如果DNA的复制方式为全保留复制，则一个亲代15N—15N的DNA分子的两个子代DNA分子是：一个15N—15N，一个14N—14N，其在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带；如果DNA的复制方式为半保留复制，则一个亲代15N—15N的DNA分子的两个子代DNA分子都是15N—14N，其在离心管中分布的位置全部在中带。

答案(1)1/2重和1/2轻全中1/4重和3/4轻1/2中和1/2轻

(2)不正确无论半保留复制还是全保留复制，如果研究DNA链的情况，结果是一致的，无法区分

16．(18分)(2013·天津理综)肠道病毒EV71为单股正链RNA(＋RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。据图回答下列问题：

(1)图中物质M的合成场所是________。催化①、②过程的物质N是________。

(2)假定病毒基因组＋RNA含有7 500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C________个。

(3)图中＋RNA有三方面功能，分别是_______________________

_________________________________________________________。

(4)EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有

______________________________________________________。

(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面，而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是________，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是________。

解析(1)据图中信息分析可知，M为蛋白质，其合成是在宿主细胞的核糖体上进行的。图中①、②过程为RNA的复制，因此N应为RNA聚合酶(或RNA复制酶)。

(2)如果病毒的＋RNA含有7 500个碱基，其中A和U共有7 500×40%＝3 000个，则G和C共有4 500个；以＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程是＋RNA→－RNA→＋RNA，共需G和C 4 500×2＝9 000个。

(3)图中显示＋RNA的功能包括：作为翻译模板、作为产生子代＋RNA的模板、作为病毒的组成成分。

(4)EV71病毒感染机体后可寄生于细胞中，因此可同时引发体液免疫和细胞免疫。

(5)据题意VP4包埋在衣壳内侧，在病毒感染机体后不发挥抗原的作用，不宜用于制作疫苗。因VP1位于病毒表面，且不受胃液中胃酸的破坏，适宜制成口服疫苗。

答案(1)宿主细胞的核糖体RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA 聚合酶)

(2)9 000

(3)翻译的模板；复制的模板；病毒的重要组成成分

(4)体液免疫和细胞免疫

(5)VP4VP1