考点规范练17 DNA分子的结构和复制
考点规范练+高考微题组第38页 1.(2018福建厦门质检)在DNA分子复制的过程中( ) A.双链解开时需要解旋酶催化而不需要消耗能量 B.独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板 C.双链全部解开后在DNA聚合酶催化下合成子链 D.同一条核苷酸链上的碱基通过氢键形成碱基对 答案:B
解析:DNA双链解开时需要解旋酶催化,也需要消耗能量,A项错误;独特的双螺旋结构解旋后,按照碱基互补配对原则为复制提供精确的模板,B项正确;DNA复制是边解旋边复制,C项错误;两条核苷酸链上的碱基通过氢键形成碱基对,同一条核苷酸链上的碱基不能通过氢键形成碱基对,D项错误。
2.右图为核苷酸的模式图,下列相关说法正确的是( ) A.DNA与RNA在核苷酸上的不同点只在②方面 B.如果要构成ATP,只要在①位置上加上两个磷酸基团 C.③在生物体中共有8种
D.人体内的③有5种,②有2种?导学号74870200? 答案:D
解析:DNA与RNA的基本单位是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,差别在于五碳糖不一样,碱基不完全相同,故应该是②不同,③也不完全相同,A
项错误;②既可表示脱氧核糖也可表示核糖,③可表示5种碱基,只有②表示核糖,③表示腺嘌呤时,B项才正确,故B、C两项错误。 3.下列对一条核苷酸链的说法不合理的是( ) A.碱基C和碱基G的数目可不相等 B.组成核苷酸的糖是五碳糖 C.磷酸基团与碱基相连接 D.可由四种核糖核苷酸组成 答案:C
解析:一条核苷酸链中的碱基不遵循碱基互补配对原则,因此碱基C和碱基G的数目可不相等,A项正确;组成核苷酸的糖是五碳糖,包括脱氧核糖和核糖,B项正确;磷酸基团与五碳糖相连接,C项错误;核苷酸链可由四种核糖核苷酸组成,也可由四种脱氧核苷酸组成,D项正确。 4.下图表示某DNA片段,下列有关该图的叙述,不正确的是( )
A.②③④可形成DNA的基本组成单位 B.⑥所代表的碱基是G
C.⑤的形成与断裂都需要酶的催化
D.DNA复制时,DNA的两条链都可作为复制模板 答案:C
解析:①是磷酸二酯键,②是磷酸,③是脱氧核糖,④是胞嘧啶,⑤是氢键。②③④可以构成胞嘧啶脱氧核苷酸,是DNA的一种基本组成单位,A项正确;在DNA双链中A与T配对,C与G配对,B项正确;氢键的断裂需要DNA解旋酶,但其形成不需要酶的作用,C项错误;DNA的复制为半保留复制,分别以两条链作为模板合成出各自的子链,各构成一个新的DNA分子,D项正确。
5.已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的( )
A.32.9% 7.1% B.17.1% 32.9%
C.18.7% 1.3% D.31.3% 18.7%?导学号74870201? 答案:D
解析:G和C占全部碱基的35.8%,那么A和T占全部碱基的64.2%,两条互补链的碱基总数相同,而且A和T的总数相同,那么每条链之中的(A+T)都占该链的64.2%,同理(G+C)在每条链中都占35.8%。一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9% 和17.1%,那么A与G分别占31.3%和18.7%,因为A与T互补、C与G互补,所以此链中A与G的含量,就是其互补链中T与C的含量。
6.DNA分子片段复制的情况如下图所示,图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异,下列说法错误的是( )
A.b和c的碱基序列互补 B.a和c的碱基序列互补
C.a中(A+T)/(G+C)的比值与b中(A+T)/(G+C)的比值相同 D.a中(A+G)/(T+C)的比值与d中(A+G)/(T+C)的比值一般不相同 答案:B
解析:b是以a为模板复制的,c是以d为模板复制的,a与d互补,则b与c互补,A项正确,B项错误;由于a和b互补,a中的A数量等于b中的T数量,易得a中(A+T)的数量等于b中(T+A)的数量,同理,a中(G+C)的数量等于b中(C+G)的数量,C项正确;a中(A+G)/(T+C)和d中(A+G)/(T+C)互为倒数,只有比值为1时相等,D项正确。
7.1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于( )
①发现DNA如何存储遗传信息 ②确定DNA是主要的遗传物质 ③发现DNA分子中碱基含量的规律性 ④为DNA复制机构的阐明奠定基础 A.①③ 答案:C
解析:双螺旋结构的确定,发现了DNA为什么能存储大量的遗传信息,为DNA半保留复制奠定了基础,①④正确。确定DNA是主要遗传物质的是烟草花叶病毒感染实验,②错误。在构建DNA模型前就发现了DNA分子碱基含量的规律性,③错误。
B.②③
C.①④
D.③④
8.下列关于DNA复制的叙述,正确的是( ) A.在细胞分裂间期,发生DNA复制、转录、翻译过程 B.DNA通过一次复制后产生4个DNA分子 C.DNA双螺旋结构全部解链后,开始DNA复制
D.DNA复制时,单个脱氧核苷酸在DNA连接酶作用下连接合成新子链 答案:A
解析:在间期进行DNA的复制和蛋白质的合成,蛋白质的合成经过转录和翻译。DNA通过一次复制后产生2个DNA分子。DNA边解旋边复制。DNA复制时,单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。DNA连接酶连接的是两个DNA片段。
9.DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶,该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G,推测“P”可能是( ) A.胸腺嘧啶
B.胞嘧啶或鸟嘌呤
D.腺嘌呤
C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 答案:B
解析:首先,可以确定原碱基不是A或T,因为如果是A或T,则后代无论怎么复制都不会出现G和C;其次,如果是G突变为U,那么U—C复制的第一代就是U—A,C—G,第二代是U—A,A—T,C—G,G—C;再次,如果是C突变为U,那么U—G 复制的第一代就是U—A,G—C,第二代是U—A,A—T,G—C,C—G。
10.DNA分子是规则的双螺旋结构,右图是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.②处的碱基缺失不一定会导致生物性状的变异
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?导学号74870202? 答案:C
解析: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项正确;②处碱基的缺失属于基因突变,发生基因突变,并不一定导致生物性状的改变,B项正确;把此DNA放在含15N的培养液中复制3代,子代中含15N的DNA占100%,C项错误;DNA的特异性表现在碱基的排列顺序中,D项正确。
11.下列关于DNA的结构和复制的叙述,错误的是( ) A.在不同双链DNA分子中,任意两个不互补碱基数之和均相等 B.所有双链DNA分子的复制都具有半保留复制的特点 C.一个双链DNA分子中,若A占20%,则G占30%
D.一个含有m对碱基,其中A为a个的双链DNA,在n次复制过程中,需消耗2n(m-a)个C 答案:D
解析:在双链DNA分子中,A=T、G=C,由此可推出A+G=T+C或A+C=T+G,A项正确;双链DNA复制时以解旋后的两条脱氧核苷酸链为模板分别合成子链,所得到的每个子代DNA中分别含有一条母链和一条子链,这种特点为半保留复制,B项正确;由于A=T=20%、C=G,所以G=(1-A-T)/2=(1-20%-20%)/2=30%,C项正确;在n次复制过程中,共需要(m-a)(2n-1)个C,D项错误。
12.蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续培养至分裂中期,其染色体放射性标记分布情况是( ) A.染色体被标记情况不能确定 B.每条染色体中都只有一条单体被标记 C.只有半数的染色体中一条单体被标记 D.每条染色体的两条单体都不被标记 答案:B
解析:DNA复制方式为半保留复制,子代DNA分子的一条链来自亲代DNA,另一条链是新合成的。所以,蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后得到的子代细胞中染色体上的DNA一条链含标记,另一条链不含。然后在不含放射性标记的培养基中继续培养至分裂中期,应该是每条染色体上有一条染色单体上的DNA的一条链含标记,另一条链不含;另一条染色单体上的DNA两条链都不含标记。因此B正确。
13.下图是某DNA分子的局部结构示意图,请据图回答问题。
(1)写出下列序号代表的结构的中文名称:① ;⑥ ;⑦ ;⑧ 。
(2)图中DNA片段中碱基对有 对,该DNA分子应有 个游离的磷酸基。
(3)从主链上看,两条单链方向 ,从碱基关系看,两条单链 。
(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中,此图所示的 (填图中序号)中可测到
15
N。
若细胞在该培养液中分裂四次,该DNA分子也复制四次,则得到的子代DNA分子中含14N的和含15N的比例为 。
(5)若该DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA分子复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为 个。?导学号74870203?
答案:(1)胞嘧啶 脱氧核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链的片段 (2)4 2 (3)反向平行 互补 (4)①②③⑤⑦⑧ 1∶8 (5)15·(a/2-m)
解析:根据碱基互补配对原则可知,①是胞嘧啶,②是腺嘌呤,③是鸟嘌
呤,④是磷酸基团,⑤是胸腺嘧啶,⑥是脱氧核糖,⑦是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,⑧是一条脱氧核苷酸链的片段。复制4次,产生16个DNA分子,由于DNA复制为半保留复制,含14N的DNA分子共2个,所有的DNA都含有
15
N,所以子代DNA分子中含
14
N的和
15
N的比例为1∶8。
A=T=m,则G=C=a/2-m,复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24-1)×(a/2-m)=15·(a/2-m)。
14.请回答下列与DNA分子有关的问题。
(1)含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸 个。
(2)在一个双链DNA分子中,(G+C)占碱基总数的m%,那么该DNA分子的每条链中(G+C)都占该链碱基总数的 。 (3)假定大肠杆菌只含
14
N的DNA的相对分子质量为a;只含
15
N的
DNA的相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养在含14N 的培养基中,子二代DNA的平均相对分子质量为 。 (4)单个脱氧核苷酸借助 通过磷酸二酯键彼此连接成DNA链。
(5)某研究人员模拟噬菌体侵染细菌的实验,用未标记的噬菌体侵染3H
标记的细菌,短时间保温后搅拌、离心,检测到放射性主要存在于 (填“沉淀物”或“上清液”)中。
答案:(1)(2n-1)×m (2)m% (3)(3a+b)/4 (4)DNA聚合酶 (5)沉淀物 解析:(1)含有m个腺嘌呤的DNA第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为(2n-1)×m个。
(2)互补配对的碱基之和,在单链和双链中的比例相同。 (3)一个只含15N的DNA分子培养在含14N的培养基中,子二代产生4个DNA分子,8条DNA单链,其中含15N的单链有2条,含14N的单链有6条,则这4个DNA分子的平均相对分子质量为(1/2×b×2+1/2×a×6)/4=(3a+b)/4。
(4)DNA复制时,DNA聚合酶将一个个脱氧核苷酸连接成DNA链。
(5)短时间保温后搅拌、离心,上清液含有噬菌体的蛋白质外壳,而沉淀物中含有细菌及细菌内的噬菌体,由于亲代噬菌体未被标记,所以放射性主要存在于沉淀物中。
15.研究者以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心等方法完成蛋白质合成过程的相关研究,实验过程及结果见下表。
组别 培养液中氮源(无放射性) 培养 条件 添加的放射性标记物 培养液中碳源(无放射性) 1组 14122组 15133组 15134组 1412NH4Cl C- NH4Cl C- NH4Cl C- S- NH4Cl C- C- 葡萄糖 无 葡萄糖 无 葡萄糖 35葡萄糖 14氨基酸 有放 射性 尿嘧啶 有放 射性 操作 和 检测 核糖体放射性检测 无 无 用温和的方法破碎细菌,然后使用密度梯度离心 离心后核糖体位置 轻带 重带 — A
(1)核糖体的主要成分是 和蛋白质,前者是以大肠杆菌的 分子为模板合成的;由第1组和第2组结果可知,核糖体位于重带主要是因为这两种成分含有 。
(2)以
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S-氨基酸为原料合成蛋白质的过程称
为 。若将第3组带有放射性标记的大肠杆菌移入无放射性标记的培养基中培养,核糖体的放射性会随时间延长而下降,且细胞其他部位出现放射性,由此推断,第3组结果中核糖体放射性下降的原因可能是
。
(3)若用T4噬菌体侵染第2组的大肠杆菌,然后放在第4组的实验条件下继续培养,请推测:
①短时间内,若T4噬菌体和大肠杆菌的蛋白质均是在第2组大肠杆菌原有的核糖体上合成,则表中A对应的核糖体位置应更多地集中在 (填“轻带”或“重带”);
②随着时间延长,离心后出现多条核糖体带,若位于重带的核糖体出现放
射
性
,则
说
明
14
C-尿嘧啶会出现在
分子中;培养时间越长,该类分子与 (填“大肠杆菌”或“T4噬菌体”)的DNA单链形成杂交分子的比例越大。 (4)该系列实验的目的是研究 。
答案:(1)rRNA DNA
15
N和13C
(2)翻译 具有放射性的蛋白质(或多肽)从核糖体和mRNA 的复合物上脱离(合理即可)
(3)①重带 ②RNA(或mRNA、mRNA和tRNA) T4噬菌体
(4)蛋白质合成的过程(或翻译过程中核糖体和RNA的作用,合理即可)
解析:(1)核糖体由核糖体RNA和相关蛋白质组成;构成核糖体的RNA是以细菌的DNA为模板合成的;由于大肠杆菌放在含有
13
15
NH4Cl和
C-葡萄糖中培养过,以此为原料合成的核糖体中会含有15N和13C,密
度较大,会出现在重带区。
(2)在核糖体内把氨基酸合成蛋白质属于翻译过程;以放射性氨基酸为原料,核糖体在合成肽链时会具有放射性,若此时换用无放射性氨基酸为原料,随着合成的进行,新合成的肽链不再具有放射性,核糖体的放射性也会逐渐降低。
(3)第2组的大肠杆菌中的核糖体位于重带区,若转移到第4组中培养,短时间内核糖体大多还是原有的核糖体,应集中于重带区;随着时间延长,新合成的核糖体不含有
15
N和
13
C,会出现在轻带;若位于重
带的核糖体出现了放射性碳,说明在此核糖体中正在发生蛋白质的合成过程,含有放射性信使RNA;随着培养时间的延长,大肠杆菌内合成T4噬菌体蛋白质的核糖体比例逐渐升高,与核糖体结合的信使RNA多为噬菌体DNA转录而成。
(4)通过上述分析,可以看出,本实验主要通过核糖体的变化研究蛋白质的合成。
