内容正文:
考点19 DNA分子的结构和复制、基因的本质
一、基础小题
1.DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是( )
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
答案 B
2.下列关于基因、DNA、遗传信息和染色体的描述,正确的是( )
A.遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序
B.基因是有遗传效应的DNA片段
C.不管是原核生物还是真核生物,体内所有基因的碱基总数均小于DNA分子的碱基总数
D.染色体是DNA的主要载体,每一条染色体上都只有一个DNA分子
答案 C
解析 基因通常是有遗传效应的DNA片段,遗传信息是指基因中碱基的排列顺序,A、B错误;细胞生物中基因是有遗传效应的DNA片段,因此不管是原核生物还是真核生物,体内所有基因的碱基总数均小于DNA分子的碱基总数,C正确;染色体是DNA的主要载体,一条染色体上有1个或2个DNA分子,D错误。
3.如图为DNA分子片段结构示意图,对该图的正确描述是( )
A.②和③相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
B.图中①、②和③构成了一分子胞嘧啶脱氧核苷酸
C.每个脱氧核糖分子均与两个磷酸基团相连
D.脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1′—C
答案 D
解析 图中①磷酸和②脱氧核糖相间排列,构成了DNA分子的基本骨架,A错误;图中的①(磷酸)与②③不属于同一个脱氧核苷酸,B错误;每条脱氧核苷酸链的3′端都有一个脱氧核糖只与一个磷酸基团相连,C错误。
4.某生物双链DNA分子的一条链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占该链碱基总数的40%,在限制酶的作用下被切成D1和D2两个DNA片段(酶切位点如图所示)。下列叙述正确的是( )
A.该DNA分子中A+T占碱基总数的50%
B.若D1中的A/C=m,则D2中的A/C=1/m
C.D1和D2片段中(A+C)/(T+G)的比值相等
D.D2片段中一条链上的碱基通过氢键相互连接
答案 C
解析 该DNA分子的一条链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占该链碱基总数的40%,则该DNA分子中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数也是40%,A错误;D1与D2是不同的DNA片段,无直接关系,故无法判断D1和D2中A/C的关系,B错误;由图可知,在限制酶作用下将一个DNA片段切割成2个DNA片段(平末端),DNA双链中,A=T,G=C,故D1和D2片段中(A+C)/(T+G)的比值相等都为1,C正确;D2片段中一条链上碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接,而不是通过氢键连接,D错误。
5.某双链DNA分子含有400个碱基,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。下列表述错误的是( )
A.该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种
B.该DNA分子的一个碱基改变,不一定会引起子代性状的改变
C.该DNA分子连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸180个
D.该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
答案 A
解析 已知一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,该双链DNA分子中含有400个碱基,则该DNA分子中A—T=60个,C—G=140个,碱基比例已经确定,因此该DNA分子中的碱基排列方式少于4200种,A错误;由于密码子的简并性等原因,DNA分子的一个碱基改变不一定会导致其所控制的蛋白质的结构和功能发生改变,因此子代性状不一定改变,B正确;由上述分析可知,该双链DNA分子中A=T=60个,C=G=140个,该DNA分子连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为(22-1)×60=180(个),C正确;该DNA分子中4种碱基A∶T∶G∶C=60∶60∶140∶140=3∶3∶7∶7,D正确。
6.如图为某DNA分子半保留复制过程的部分示意图,非复制区与复制区的相接区域会形成“Y”字形结构,被称为“复制叉”。在复制过程中,DNA连接酶可以将脱氧核苷酸片段连接在一起。据图分析,下列说法错误的是( )
A.解旋酶可结合在“复制叉”的部位
B.DNA“复制叉”的延伸需要消耗能量
C.DNA聚合酶能催化前导链和滞后链由3′端向5′端延伸
D.DNA聚合酶在DNA复制过程中能催化磷酸二酯键的形成
答案 C
解析 “复制叉”的部位结合有解旋酶、DNA聚合酶,A正确;DNA“复制叉”延伸时会将氢键断裂,需要消耗能量,B正确;由题图可知,DNA复制过程中,前导链和滞后链延伸的方向都是由5′端到3′端,C错误。
7.为探究DNA复制方式,美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔将15N标记的大肠杆菌,放到只含14N的培养基