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- 2021-05-13 发布
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(金榜题库)2014届高考生物总复习 课时提升作业(十八)第4章 第2节DNA的结构和DNA的复制 苏教版必修2
(45分钟 100分)
一、选择题(包括10小题,每小题5分,共50分)
1.已知某双链DNA片段的一条链上,A与T占该链碱基总数的比例分别为m、n,则此DNA片段中G所占比例为( )
A.1-m-n B.(1-m-n)/2
C.(m+n)/2 D.无法确定
2.(2013·南京模拟)下图为某DNA分子片段,假设该DNA分子中有碱基3 000对,A+T占碱基总数的56%,若该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次,下列叙述正确的是( )
A.第4次复制过程中需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸10 560个
B.子代DNA中含15N的DNA比例为1/8
C.④表示腺嘌呤,DNA聚合酶作用于①处
D.②处碱基对丢失,一定会导致转录出的mRNA改变,但不一定引起生物性状改变
3.(2013·宿迁模拟)下列关于双链DNA分子的说法,正确的是( )
A.每个核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基
B.某个DNA中含有200个碱基对,则其蕴含的遗传信息种类最多有2100种
C.若一条链的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链相应碱基比为4∶3∶2∶1
D.DNA分子中G与C碱基对含量越高,其结构稳定性相对越大
4.用32P标记的一个T2噬菌体侵染用15N标记的大肠杆菌,一段时间后大肠杆菌裂解释放出100个子代T2噬菌体。下列有关叙述不正确的是( )
A.所有子代噬菌体的蛋白质外壳中都含15N
B.所有子代噬菌体的核酸中都含15N
C.含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的1/50
D.所有子代噬菌体只含15N不含32P
5.某基因的一个片段中的αDNA链在复制时一个碱基由G→C,该基因复制3次后,发生突变的基因占该基因总数的( )
A.100% B.50% C.25% D.12.5%
6.(能力挑战题)(2013·玉溪模拟)假设将含有一对同源染色体的一个精原细胞的一个DNA分子用15N标记,并只供给精原细胞含14N的原料,则该细胞进行减数分裂产生的4个精子中,含15N标记的DNA分子的精子所占比例为( )
A.100% B.50% C.25% D.0
7.(2013·绍兴模拟)洋葱根尖细胞在含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分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是( )
A.每条染色体的两条染色单体都被标记
B.每条染色体中都只有一条染色单体被标记
C.只有半数的染色体中有一条染色单体被标记
D.每条染色体的两条染色单体都不被标记
8.用15N标记细菌的DNA分子,再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖4代,a、b、c为3种DNA分子,a只含15N,b同时含14N和15N,c只含14N,则下图所示这3种DNA分子的比例正确的是( )
9.(多选)(能力挑战题)关于DNA分子的结构与复制的叙述中,正确的是( )
A.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数为2n-1×m个
B.在一个双链DNA分子中,G+C占碱基总数的M%,那么该DNA分子的每条链中的G+C都占该链碱基总数的M%
C.细胞内全部DNA被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂,第2次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记
D.DNA双链被32P标记后,复制n次,子代DNA中有标记的占1/2n
10.(多选)下图为某DNA分子片段,有关说法不正确的是( )
A.③处的碱基缺失导致染色体结构的变异
B.限制性核酸内切酶可作用于部位②,DNA聚合酶可作用于部位①
C.把此DNA放在含15N的培养液中复制两代,子二代中含15N的DNA占3/4
D.若该DNA中A为p个,占全部碱基的n/m(m>2n),则G的个数为(pm/2n)-p
二、非选择题(包括2小题,共50分)
11.(20分)科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次,产生子代,实验结果见相关图示):
(1)实验一、实验二的作用是 。
(2)从结果C、D看,DNA复制具有 的特点。根据这一特点,理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为 。
(3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外,还需要 等条件。
(4)若对结果C中的DNA分子先用解旋酶处理,然后再离心,结果为F,请在图中表示出。
(5)如果实验C、D、E的结果都为图G,据此可判断DNA分子的复制方式_____
(选填“是”或“不是”)半保留复制。
12.(30分)真核细胞的染色体,只有在两端的一段特殊碱基序列保持完整时,才能正常进行复制。这一段特殊的碱基序列叫做端粒。
(1)有人做了如下与端粒有关的实验:取酵母菌的质粒DNA,将其环形结构在特定部位切开,形成线形结构。结果该质粒DNA失去自我复制能力;将酵母菌染色体上的端粒切下,连接到上述线形质粒DNA上,该线形质粒DNA恢复了自我复制能力。据此完成下列问题:
①写出该实验的目的:
。
②上述实验的结论是:酵母菌中端粒具有 的功能;如果要证明上述结论在动物界具有普遍性,还需要观察研究 。
(2)科学研究发现,端粒的长短与细胞中染色体DNA的复制次数有关。随着DNA复制次数的增加,端粒越来越短。当短到一定程度时,DNA将不再复制。这是一个普遍现象;进一步研究还发现,有一种RNA和蛋白质的复合物,叫做端粒酶。端粒酶中的RNA是修复端粒的模板;端粒酶可以使已经缩短的端粒结构恢复到原来状态。请回答下列问题:
①简述端粒酶催化的反应过程 ;人体的大多数正常体细胞中,端粒酶 (选填“有”或“无”)活性。
②请你根据上面有关端粒和端粒酶的描述,写出与端粒酶应用有关的生物学原理:可以通过 开发出抗癌新药;可以通过 开辟延缓细胞衰老的新途径。
(3)已知在正常情况下,细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖,必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸,现提供如下实验材料,请你完成实验方案。
实验材料:突变细胞系、基本培养基、核糖核苷酸、14C-核糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C-脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。
①实验原理:
DNA主要分布在 中,其基本组成单位是 ;RNA主要分布在 中,其基本组成单位是 。
②实验步骤:
第一步:编号。取基本培养基两个,编号为甲、乙。
第二步:设置对照实验。在培养基甲中加入适量的核糖核苷酸和14C-脱氧核苷酸;在培养基乙中加入等量的 。
第三步:培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系,放到_______
培养一段时间,让细胞增殖。
第四步:观察。分别取出培养基甲、乙中的细胞,用放射性探测显微仪探测观察 。
③实验结论结果是 。
答案解析
1.【解析】选B。根据题意可知,一条链上A+T=m+n,则该单链上G+C=1-(m+n),双链DNA片段中G+C=1-(m+n),其中G所占比例为[1-(m+n)]÷2=(1-m-n)/2。
2.【解析】选A。由A+T占碱基总数的56%,所以A=T=3 000×56%=1 680个,则G=C=3 000×44%=1 320个。第4次复制时需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为2n-1×a=24-1×1 320个=10 560个;复制4次后共有16个DNA分子,其中含有15N的只有1个占1/16;④表示腺嘌呤脱氧核苷酸,DNA聚合酶作用于①处;②处碱基对丢失一定会导致转录出的mRNA改变,则性状也会改变。
3.【解析】选D。DNA分子上含有的是脱氧核糖,除一端游离的外,其他的脱氧核糖上都连接着两个磷酸和一个碱基;DNA分子中有200个碱基对,则蕴含的遗传信息种类最多为2200种;一条链上A∶T∶G∶
C=1∶2∶3∶4,则另一条链相应碱基比为:A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3;DNA分子中G与C碱基对含量越高,稳定性越大是因为G≡C之间有3个氢键。
4.【解题指南】
(1)考查实质:本题借助噬菌体侵染细菌的过程,考查噬菌体的增殖过程及DNA复制的特点。
(2)解题关键:解答本题的关键在于熟知:①子代噬菌体蛋白质外壳、核酸合成的原料来源;②无论DNA复制多少代,所有子代噬菌体中总有2个分别含有亲代DNA的一条链。
【解析】选D。N是构成蛋白质和DNA的重要元素,而合成子代噬菌体的原料全部来自于大肠杆菌,因此A、B均正确;无论DNA复制多少代,所有子代噬菌体中总有2个分别含有亲代DNA的一条链,因此含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的1/50,故C正确、D错误。
5.【解析】选B。DNA分子复制方式是半保留复制,以αDNA单链为模板复制的子代DNA分子中,都有基因突变,而以αDNA链的互补链为模板复制的子代DNA分子中基因都正常。因此在后代DNA分子中,正常基因和突变基因各占一半。
6.【解析】选B。精原细胞在减数分裂形成精子的过程中,首先要通过复制,含有一对同源染色体的精原细胞的一个DNA分子用15N标记,只供给精原细胞含14N的原料,则复制后的含15N的那条染色体含有的两条染色单体上都含有一个DNA分子,该DNA分子的一条链含14N,另一条链含15N。则最后形成的4个精子中的DNA分子含有15N标记链的占50%。
7.【解析】选B。本题以同位素标记法和DNA复制为材料,主要考查DNA的复制特点。DNA复制是典型的半保留复制,因此在含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,其DNA均有一条链被标记,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂,则复制后的2个DNA分子中的一个的一条链被标记,另一个DNA分子均未被标记,而中期时染色体以姐妹染色单体的形式存在,每条染色单体上含有复制后的2个DNA分子中的一个,因此,每条染色体中都只有一条染色单体被标记。
【方法技巧】DNA复制与染色体复制之间的关系总结
(1)染色体和DNA的关系是:在DNA复制之前二者的比值关系为1∶1,在DNA复制之后二者的比值关系为1∶2。
(2)DNA的半保留复制方式:只要亲代DNA分子被标记且只复制一次,产生的子代DNA均带有放射性,DNA所在的染色体均带有放射性,不管有丝分裂产生的两个子细胞,还是减数分裂产生的四个子细胞的染色体均被标记。但如果DNA复制不是一次的话,则要充分考虑复制的次数和染色体的存在形式。
8.【解析】选D。假设亲代DNA分子为n个,则繁殖4代后,DNA分子总数为16n,其中,只含15N的DNA分子为0个,同时含14N和15N的DNA分子为2n个,只含14N的DNA分子有14n个,则它们呈现的比例如D图所示。
9.【解析】选A、B。含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制,其实就是有2n-1个DNA分子在复制,每个需要m个腺嘌呤脱氧核苷酸,那么2n-1个DNA分子就需要2n-1×m个腺嘌呤脱氧核苷酸;在一个双链DNA分子中,G+C占碱基总数的M%,由于两条链中G+C的数目是相等的,那么该DNA分子的每条链中G+C所占比例就相当于分子、分母各减半,其比例是不变的;细胞内全部DNA被32P标记后,在不含32P的环境中进行连续有丝分裂,第2次分裂时,细胞复制后的每条染色体中都有一条姐妹染色单体被32P标记,在有丝分裂后期,着丝粒分开后,有一半染色体带有标记,两条姐妹染色单体分开后向两极运动是随机的,所以进入某一个子细胞的染色体不一定有一半带有标记;DNA双链被32P标记后,不管复制多少次,都只有2个DNA带有标记,所以复制n次,子代DNA中有标记的占2/2n。
10.【解析】选A、B、C。③处的碱基缺失可导致基因结构变异。限制性核酸内切酶和DNA聚合酶都作用于磷酸二酯键。因在含15N的培养基中复制两代,而每个子代DNA分子中都有以15N为原料形成的子链,故子代中全部的DNA分子都含15N。全部碱基数目为pm/n,因A+G=1/2×碱基总数,故G=pm/2n-p。
11.【解题指南】(1)考查实质:DNA分子的半保留复制方式。
(2)解题关键:准确区别结果D和结果E的不同,结果E比结果D培养时间长,复制次数多,但不会出现重带,随着复制次数的增多,轻带所占比例增大。
【解析】(1)实验一和实验二分别表示14N和15N标记的DNA的离心结果,其作用是与后面的实验结果形成对照。
(2)从结果C、D看,新形成的DNA保留了原来DNA的两条链,DNA复制具有半保留复制的特点;经过60 min后,DNA复制了3次,共形成8个DNA分子,其中有2个DNA分子是15N/14N,其余6个DNA分子为14N/14N。
(3)复制过程需要模板DNA、原料(四种脱氧核苷酸)、酶和能量等条件。
(4)结果C中的DNA分子为15N/14N,解旋后形成的单链为一条重链15N和一条轻链14N。
(5)结果G表明原来被15N标记的DNA的两条链没有分开,因此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。
答案:(1)对照
(2)半保留复制 1
(3)酶、能量
(4)如图(见右侧)
(5)不是
12.【解析】(1)由题干信息可知,该实验的目的是探究端粒对质粒DNA复制的影响。实验结论是端粒具有控制DNA复制的功能。
(2)由材料可知,端粒酶能以RNA为模板,逆转录生成端粒DNA。正常细胞中,端粒酶没有活性。故随分裂次数增多,端粒将变短。
(3)DNA主要分布于细胞核中,RNA主要分布于细胞质中,DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。要验证DNA复制的原料是脱氧核苷酸,可根据被标记的脱氧核苷酸在细胞中的分布情况判断。
答案:(1)①探究端粒对质粒DNA复制的影响
②控制DNA复制 多种动物细胞中端粒对DNA复制的影响
(2)①以RNA为模板,合成端粒DNA 无
②抑制端粒酶活性 促进端粒酶活性
(3)①细胞核 脱氧核苷酸 细胞质 核糖核苷酸
②第二步:14C-核糖核苷酸和脱氧核苷酸
第三步:适宜的相同环境中
第四步:细胞核和细胞质的放射性强弱
③培养基甲中细胞的放射性部位主要在细胞核,培养基乙中细胞的放射性部位主要在细胞质