必修2 第二单元 第二讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质

必修2 第二单元 第二讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质

一、选择题

1．关于生物体内基因、DNA与染色体的说法正确的是( ) A．细胞核基因与染色体在减数分裂过程中的行为是平行的 B．生物体内的基因都分布在细胞核染色体的DNA上 C．基因只有在染色体上才能指导蛋白质合成

D．人类基因组计划测定的是24条染色体上基因的碱基序列

2．对某一噬菌体的DNA用32P标记，对细菌的氨基酸用15N标记，让已标记的噬菌体去侵染已标记的细菌，最后释放出200个噬菌体，则下列说法正确的是

( )

A．全部噬菌体都有标记的32P B．2个噬菌体含32P C．全部噬菌体都不含15N D．2个噬菌体含15N

3．关于DNA分子结构的叙述不正确的是( ) ．A．每个DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸

B．一个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的 C．每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基

D．双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶 4.右图表示发生在细胞核内的某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是( ) A．此过程需要ATP和尿嘧啶脱氧核苷酸 B．真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核 C．b中(A＋G)/(T＋C)的比值一定与c中的相同 D．正常情况下a、d链都应该到不同的细胞中去

5．从某生物组织中提取DNA进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA分子的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，则与H链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的( )

A．26%、22% C．14%、11%

B．24%、28% D．11%、14%

6．下列有关基因的叙述，正确的是( )

①自然选择使基因发生定向变异 ②某基因的频率即该基因在种群个体总数中所占的比例 ③每一个基因都包含特定的碱基序列，具有特异性 ④人体内的肝脏细胞和成熟红细

1

胞所含的基因相同

A．①②④ C．只有③

B．②③ D．只有④

7．假定某高等生物体细胞的染色体数是10条，其中染色体中的DNA用3H-胸腺嘧啶标记，将该体细胞放入不含有标记的培养液中连续培养2代，则在形成第2代细胞时的有丝分裂后期，没有被标记的染色体数为( )

A．5 C．20

B．40 D．10

8．用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将其放入含14N的培养基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N。图中表示这三种DNA分子的比例正确的是( )

9．用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含

32

P的培养基中培养，让其分裂n次，若一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体

条数分别是40条和2条，是该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期( )

A．第一次 C．第三次

B．第二次 D．第四次

10．右图表示大肠杆菌的DNA复制示意图。如果是单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子复制约需30 s，而实际上复制从开始到结束只需约16 s。根据图分析，下列说法不正确的是．( )

A．“甲→乙”的场所与真核生物的DNA分子复制场所不同

B．实际复制的时间之所以减半，是由于该DNA分子是从两个起点同时进行复制的 C．把甲放在含15N的培养液中复制三代，子代中含15N的DNA占100% D．如果甲中碱基A占20%，那么其子代DNA中碱基G的比例为30% 二、非选择题

11．下图为DNA分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。请据图回答。

2

(1)分析这种结构的主要特点：

①构成DNA分子的两条链按________盘旋成双螺旋结构。

②DNA分子的基本骨架由_____________________________________________ 而成。

③DNA分子两条链上的碱基通过________连接成碱基对。

(2)DNA分子中的碱基有__________种，碱基间配对方式有____________种，但由于 ________________________________________________________________________， 使DNA分子具有多样性；由于__________________，使DNA分子具有特异性。 12．将双链DNA在中性盐溶液中加热，两条DNA单链分开，叫做DNA变性。变性后的DNA如果慢慢冷却，又能恢复成为双链DNA，叫做退火。

(1)低温条件下DNA不会变性，说明DNA有_______________________________ 特点，从结构上分析原因有：外侧__________________________________，内侧碱基对遵循____________________原则。

(2)DNA变性时脱氧核苷酸分子间的共价键不受影响，而________________被打开。如果在细胞内，正常DNA复制过程中需要________作用。

(3)某DNA完全解旋成单链所需的温度明显高于其他DNA，其最可能的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (4)大量如图1中N元素标记的DNA在变性后的退火过程中会形成________种DNA，离心后如图2，则位于________链位置上。

(5)如果图1中α链中A和T的比例和为46%，则DNA分子中A和C的和所占比例为________。

13．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。

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(1)实验目的：验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。 (2)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、

14

C—脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。 (3)实验原理：

DNA主要分布在________，其基本组成单位是________； RNA主要分布在________，其基本组成单位是________。 (4)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。 (5)预期结果：

①培养基甲中___________________________________________________________； ②培养基乙中_________________________________________________________。 (6)实验结论：_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 14．下图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是( )

A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制 B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP C．从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的

D．DNA分子的复制需要RNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 15．关于下图所示DNA分子的叙述，正确的是( )

A．限制酶作用于①部位，DNA连接酶作用于③部位

4

B．该DNA的特异性表现在碱基种类和(A＋T)/(G＋C)的比例上

C．若该DNA分子中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则G的个数为(pm/2n)－p D．把该DNA分子放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA分子占3/4

详解答案

一、选择题

1．解析：细胞核基因位于染色体上，所以这些基因与染色体在减数分裂过程中的行为是平行的；细胞质中也有少量的DNA分子；人类基因组计划测定的是24条染色体上DNA分子的全部碱基序列。

答案：A

2．解析：构成子代噬菌体DNA和蛋白质的原料都来自细菌，噬菌体在侵染细菌的时候把蛋白质外壳留在细菌的外面，进入细菌体内的是DNA，然后以自己的DNA为模板利用细菌的脱氧核苷酸合成子代噬菌体的DNA，而DNA复制是半保留复制，原来标记的DNA两条链最多形成两个DNA到子代噬菌体内。子代噬菌体蛋白质是在噬菌体DNA指导下以细菌的氨基酸为原料合成的，因此所有噬菌体均含15N。

答案：B

3．解析：在DNA分子长链中间的每个脱氧核糖均连接一个碱基和两个磷酸基团，链端的脱氧核糖只连接一个碱基和一个磷酸基团。

答案：C

4．解析：据图可知，此生理过程是DNA的复制。该过程不需要尿嘧啶脱氧核苷酸；真核生物发生此过程的场所有细胞核、线粒体和叶绿体；b中(A＋G)/(T＋C)的比值与c中的此比值呈倒数关系。

答案：D

5．解析：由题干可获取的主要信息有：①DNA双链中G＝C＝23%；②H链中A占28%，A1%＋A2%C占24%。解答本题首先求出各类碱基占全部碱基的比例，然后利用关系式＝A%

2计算并做出判断。由DNA分子中G与C之和占全部碱基的46%，可知DNA分子中A与T之和占全部碱基的54%，则在DNA分子双链中A＝T＝27%，G＝C＝23%，H链中A占28%，C占24%，则与H链相对应的另一条链中，A占2×27%－28%＝26%，C占2×23%－24%＝22%。

答案：A

6．解析：自然选择使基因频率发生定向改变；在一个种群基因库中，某个基因占全部

5

等位基因的比率，叫做基因频率；人体内的成熟红细胞没有细胞核和各种细胞器，不含遗传物质。

答案：C

7．解析：根据DNA半保留复制的特点，DNA双链被3H标记，在不含3H标记的培养液中完成第一次分裂后，每条染色体的DNA中一条链有3H标记，另一条链没有标记。在不含3H标记的培养液中进行第二次分裂，后期一半染色体被标记，一半染色体没有被标记。

答案：D

8．解析：分析题干，DNA分子在含14N的培养基上连续繁殖4代，可形成16个DNA分子，由于DNA分子的复制是半保留复制，因此16个DNA分子中有2个DNA分子同时含15N和14N,14个DNA分子只含14N，只含有15N的DNA分子数为0。

答案：D

9．解析：由染色体总条数为40条可知是分裂后期，若是第一次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为40条；若是第二次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为20条；若是第三次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为0条到20条之间。

答案：C

10．解析：原核生物DNA的复制主要在拟核处进行，真核生物DNA的复制则主要在细胞核内进行。如果是双起点单向同时复制，则在大环内应有两个小环，单起点双向复制所需的时间就比原来少一半。不含15N的亲代DNA放在含15N的培养液中复制，无论复制多少代，形成的所有子代DNA中，至少有一条链含15N。如果双链DNA中碱基A占20%，那么碱基G则占30%，子代DNA中的碱基比例与亲代的相同。

答案：B 二、非选择题

11．解析：(1)根据DNA的立体结构可知，DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，其外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接形成的基本骨架；内侧是通过氢键连接而成的碱基对。

(2)DNA分子中的碱基共4种，配对方式共2种，即A—T，G—C，由于碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。

答案：(1)反向平行 脱氧核糖与磷酸交替连接 氢键 (2)4 2 不同DNA分子中碱基对排列顺序的千变万化 每个DNA分子具有特定的碱基对排列顺序

12．答案：(1)稳定性 由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的基本骨架结构 碱基互补配对 (2)碱基对间的氢键 DNA解旋酶 (3)该DNA中G和C形成的碱基对的比例较高，结构比较稳定 (4)1 中 (5)50%

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13．解析：DNA主要分布于细胞核，RNA主要分布于细胞质，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的分布情况判断。

答案：(3)细胞核 脱氧核苷酸 细胞质 核糖核苷酸 (4)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 (5)①细胞的放射性部位主要在细胞核 ②细胞的放射性部位主要在细胞质

(6)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸

14．解析：DNA分子复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段。 答案：D

15．解析：限制酶和DNA连接酶都作用于①部位；该DNA的特异性不表现在碱基种类上，因为DNA中的碱基只有4种；把该DNA放在含15N的培养基中复制两代，子代DNA都含有15N。

答案：C

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