课时检测训练17 DNA的结构、复制与基因的本质（word练习）-【勤径学升】2025年高考生物一轮总复习课时检测训练（不定项版）

课时检测训练17　DNA的结构、复制与基因的本质 ➢对应学生用书P409 一、单项选择题 1.沃森和克里克根据DNA衍射图谱，解析出经典的DNA双螺旋类型（B－DNA），后续人们又解析了两种不同的DNA双螺旋类型（A－DNA和Z－DNA），它们的螺旋直径如表所示。下列叙述错误的是 （　　） A－DNA B－DNA Z－DNA 螺旋直径（nm） 2.55 2.37 1.84 A.Z－DNA双螺旋类型结构更为紧凑而有利于其完成复制 B.不同的双螺旋类型中，基因的转录活跃程度不同 C.三种双螺旋类型DNA双链都遵循碱基互补配对原则 D.推测在生物体内DNA双螺旋类型也是多种多样的 解析　DNA复制过程中需要将DNA解旋，而Z－DNA双螺旋类型结构更为紧凑，解旋更困难，从而不利于其完成复制，A错误；不同螺旋结构的直径不同，转录活跃程度不同，B正确；DNA复制过程中无论什么类型的DNA双螺旋结构，都遵循碱基互补配对原则，C正确；DNA可按其螺旋直径划分不同种类，则可导致生物体内DNA双螺旋类型多种多样，D正确。 答案　A 2.如图为某链状DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是 （　　） A.④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B.DNA聚合酶可催化⑥或⑦形成 C.解旋酶可断开⑤，因此DNA的稳定性与⑤无关 D.A链和B链的方向相反，该DNA分子共具有2个游离的磷酸基团 解析　①是胸腺嘧啶脱氧核苷酸中的磷酸，①②③不能构成一个鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误；DNA聚合酶催化⑥的形成，不催化⑦的形成，B错误；⑤是氢键，氢键是维持DNA结构稳定的因素之一，C错误；链状DNA分子两条链的末端各有一个游离的磷酸基团，所以该DNA中共具有2个游离的磷酸基团，D正确。 答案　D 3.（2023·陕西高三模拟）某DNA片段中共有a个碱基，其中一条链中A＋T占该链碱基总数的50%。下列有关说法正确的是 （　　） A.该DNA片段复制时，解旋酶和DNA聚合酶不能同时发挥作用 B.该DNA片段中A＋T占碱基总数的50% C.若该DNA片段发生基因突变，则会影响嘌呤和嘧啶的比例 D.该DNA片段的另一条链中A＋G＝T＋C＝a/4 解析　DNA分子复制的特点是边解旋边复制，因此DNA分子复制时解旋酶和DNA聚合酶可同时发挥作用，A错误；由于DNA分子两条链上的碱基数量关系是A1＝T2、T1＝A2（假设DNA分子两条链分别为1链和2链），因此双链DNA分子中，A＋T占碱基总数的比值与每一条链上A＋T占该链碱基总数的比值相等，所以该DNA片段A＋T占碱基总数的比例为50%，B正确；双链DNA分子中碱基之间的配对严格遵循碱基互补配对原则，即A＝T，C＝G，因此即使该DNA片段发生基因突变，其嘌呤和嘧啶的比例仍保持不变，C错误；根据题目信息可推知，该DNA片段的另一条链中A＋T＝C＋G＝50%＝a/4，但由于该链中A与T或C与G无严格的数量对应关系，所以无法确定A＋G与T＋C的数量是否相等及与a/4的大小关系，D错误。 答案　B 4.（2023·广东珠海联考）如图为DNA片段1经过诱变处理后获得DNA片段2，而后DNA片段2经过复制得到DNA片段3的示意图（除图中变异位点外不考虑其他位点的变异）。下列叙述正确的是 （　　） A.在DNA片段3中同一条链上相邻碱基A与T通过两个氢键连接 B.理论上DNA片段3的结构比DNA片段1的结构更稳定 C.DNA片段2至少需要经过3次复制才能获得DNA片段3 D.DNA片段2复制n次后，可获得2n－1个DNA片段1 解析　DNA中同一条脱氧核苷酸链上相邻碱基A与T通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”进行连接，A错误；理论上DNA片段3中氢键数目比DNA片段1少，故其结构不如DNA片段1稳定，B错误；DNA片段2经过2次复制即可获得DNA片段3，C错误；DNA片段2复制n次后，获得的DNA片段1所占的比例为1/2，即2n－1个，D正确。 答案　D 5.（2023·济南模拟）DNA复制时，DNA聚合酶只能催化DNA链从5'端向3'端延伸。科学家用含有3H的脱氧胸苷掺入噬菌体感染的大肠杆菌，然后分离标记的DNA产物，发现短时间内首先合成的是“较小的DNA片段”，接着出现较大的DNA分子。据此判断，下列叙述正确的是 （　　） A.DNA复制时两条子链的延伸方向与解旋方向均相同 B.DNA聚合酶将“较小的DNA片段”连接成较大的DNA分子 C.大肠杆菌的DNA复制发生在有丝分裂间期 D.噬菌体DNA复制3次后，含有放射性的DNA所占的比例为100% 解析　DNA分子的两条链是反向平行的，复制时两条子链的延伸方向，一条与解旋方向相同，另一条与解旋方向相反，A错误；DNA连接酶将“较小的DNA片段”连接成较大的DNA分子，B错误；大肠杆菌为原核生物，分裂方式是二分裂，C错误；科学家用含有3H的脱氧胸苷掺入噬菌体感染的大肠杆菌，然后分离标记的DNA产物（没有标记的DNA不收集），噬菌体DNA复制3次后，含有放射性的DNA所占的比例为100%，D正确。 答案　D 6．(2023·福建宁德高三联考)基因通常是具有遗传效应的DNA片段，下列关于基因的说法，错误的是(　　) A．基因的遗传效应是指基因能直接或间接影响蛋白质的合成 B．基因的碱基对排列顺序的多样性决定了基因的多样性 C．基因位于染色体上，基因在染色体上呈线性排列 D．DNA的转录过程是以基因为单位进行的，实质是基因的表达 解析　基因绝大多数在染色体上，染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，C错误。 答案　C 7.（2023·河南信阳调研）大肠杆菌拟核DNA是环状DNA分子，将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图所示。下列对此实验的理解，错误的是 （　　） A.DNA复制过程中，双链会局部解旋 B.Ⅰ所示的DNA链被3H标记 C.DNA复制以两条链为模板 D.DNA复制过程中，两条子链是非同步进行复制的 解析　DNA复制过程中，会边解旋边复制，因此双链会局部解旋，A正确；识图分析可知，Ⅰ所示的DNA链是新合成的子链的一部分，由于原料是被3H标记的，因此Ⅰ所示的DNA链有3H标记，B正确；双链DNA复制时两条链都作为模板，C正确；由图示中第二次复制未完成时被阻断的DNA可知，DNA复制过程中，两条子链是同步进行复制的，D错误。 答案　D 8．(2023·佛山一模)关于合成DNA的原料——脱氧核苷酸的来源，科学家曾提出三种假说：①细胞内自主合成，②从培养基中摄取，③二者都有。为验证三种假说，设计如下实验：将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代的时间，然后利用密度梯度离心分离提取DNA，记录离心后试管中DNA的位置。图1～3表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确是(　　) A．若支持观点①，则实验结果为图3 B．若支持观点②，则实验结果为图2 C．若支持观点③，则实验结果为图1 D．大肠杆菌的DNA复制不遵循半保留复制原则 解析　将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代的时间，然后利用密度梯度离心分离提取DNA，若合成DNA的原料是细胞内自主合成，则合成的两个子代DNA分子没有15N标记，均为14N，离心后位于顶部，对应图3，A正确；若合成DNA的原料是从培养基中摄取，则得到的两个子代DNA分子都是一条链含15N，一条链含14N，离心后位于中部，对应图1，B错误；若合成DNA的原料既可以从细胞内自主合成，也可以从培养基中摄取，则合成的两个子代DNA分子的两条新链上可能既有14N又有15N，离心后位于中部和顶部之间，对应图2，C错误；大肠杆菌DNA复制的方式是半保留复制，即DNA分子解旋形成两条模板链，模板链复制形成子链，然后两条模板链分别与新合成的子链组成子代DNA分子，D错误。 答案　A 二、不定项选择题 9．(2023·山东教育联盟联考)病毒X174和红藻的遗传信息都储存于DNA中，前者的DNA为单链结构，鸟嘌呤约占全部碱基的21%，后者的核DNA为双链结构，鸟嘌呤占全部碱基的32%。下列叙述正确的是(　　) A．病毒X174中胞嘧啶占全部碱基的29% B．病毒X174中的RNA与DNA序列互补 C．红藻的核DNA中胞嘧啶占全部碱基的32% D．病毒X174的DNA比红藻的DNA更容易突变 解析　病毒X174的DNA为单链结构，其中鸟嘌呤约占全部碱基的21%，但由于不存在碱基互补配对关系因此无法计算出其他的碱基含量，A错误；病毒X174中只含有DNA，不含RNA，B错误；红藻的DNA为双链结构，胞嘧啶与鸟嘌呤配对，因此，红藻的核DNA中胞嘧啶和鸟嘌呤均占全部碱基的32%，C正确；单链DNA比双链DNA的稳定性差，因而更容易发生突变，即病毒X174的DNA比红藻的DNA更容易突变，D正确。 答案　CD 10.如图1表示的是细胞内DNA复制过程，图2表示图1中RNA引物去除并修复的过程。相关叙述正确的是 （　　） 图1　　　　　　　　图2 A.两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同 B.酶1、2可催化RNA降解，去除引物 C.酶3是DNA聚合酶，催化游离的核糖核苷酸连接到DNA单链上 D.酶4是DNA连接酶，催化两个DNA单链片段的连接 解析　DNA复制时，其中一条链的复制是连续的，只需一个引物，而另一条链的复制是不连续的，形成多个子链DNA片段，所以需要多个引物，因此两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同，A正确；从图中看出，酶1、2可以将RNA引物降解，使得一条链缺少一段碱基序列，B正确；DNA复制的原料是脱氧核苷酸，所以酶3的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到DNA单链上，C错误；从图中看出，酶4催化DNA单链片段连接形成DNA长链，是DNA连接酶，D正确。 答案　ABD 三、非选择题 11.DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，可用于亲子鉴定、侦察罪犯等方面，请思考并回答下列有关DNA指纹技术的问题。 （1）DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针是一种已知碱基顺序的DNA片段。请问用DNA探针检测基因所用的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。现在已知除了同卵双生双胞胎外，每个人的DNA都是独一无二的，就好像指纹一样，这说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  （2）为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品，若一个只含31P的DNA分子被32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的　　　　。  （3）DNA指纹技术可应用于尸体的辨认工作中，煤矿瓦斯爆炸事故中尸体的辨认就可借助于DNA指纹技术。 ①如表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的某条染色体上同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断（不考虑突变），A、B、C三组DNA中不是同一人的是　　　　组。  组别 A组 B组 C组 尸体中的DNA碱基序列 ACTGACGGTT GGCTTATCGA GCAATCGTGC 家属提供的DNA碱基序列 TGACTGCCAA CCGAATAGCA CGGTAAGACG ②为什么从尸体与死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取的DNA可以完全互补配对？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析　（1）DNA探针检测基因依据的是碱基互补配对原则和DNA分子的特异性。几乎每个人的DNA都独一无二，说明DNA分子具有多样性；每个人又有特定的DNA序列，说明DNA分子具有特异性。（2）一个双链被31P标记的DNA分子，在复制过程中，只能提供2条含31P的单链，复制3次后，得到8个DNA分子，16条脱氧核苷酸链，其中只有2条单链含31P，所以含32P的单链占全部单链的（16－2）/16＝7/8。（3）①分析表格可知，A组和B组尸体中的DNA碱基序列和家属提供的DNA碱基序列能完全进行互补配对，但C组的不能完全配对，说明C组不是同一个人的。②一个人的所有细胞都来自同一个受精卵的有丝分裂，不考虑基因突变时，家属提供的死者生前物品上的DNA与死者尸体中的DNA相同，碱基可以完全互补配对。 答案　（1）碱基互补配对原则和DNA分子的特异性　DNA分子具有多样性和特异性　（2）7/8　（3）①C　②人体所有细胞均由一个受精卵经有丝分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质（或DNA） 12.（2023·成都模拟）DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。DNA复制时，一条子链是连续合成的，另一条子链是不连续合成的（即先形成短链片段再相互连接），这种复制方式称为半不连续复制，如图1。 图1　DNA复制过程模式图 （1）DNA复制时，子链延伸的方向为　　　　（DNA单链中具有游离磷酸基团的一端称为5'末端），这一过程需要　　　　酶催化，该酶作用的机理是　　　　　　　　　　　　。  （2）半不连续复制是1966年日本科学家冈崎提出的。为验证假说，他进行了如下实验：让T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70分钟后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子全部变性后，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小（分子越小离试管口距离越近），并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。 图2　实验结果 ①在噬菌体DNA中能够检测到放射性，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②研究表明，富含G－C碱基的DNA分子加热变性时需要的温度较高。推测其原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段的量　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ④研究还发现提取的噬菌体DNA上紧密结合了一些小RNA，根据PCR反应所需条件推测，RNA的作用是　　　　　　　　　　　　　　。  解析　（1）DNA分子复制的特点：半保留复制，边解旋边复制，两条子链的合成方向是相反的，都为5'→3'，该反应需要DNA聚合酶的催化，而酶的作用本质是降低化学反应的活化能。（2）①以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性。②DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定，所以在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度越高。③图2中，与60秒结果相比，120秒时有些短链片段连接成长链片段，所以短链片段减少了。④PCR反应中需要添加一些引物DNA，而题中的小RNA起相同的作用。 答案　（1）5'→3'　DNA聚合　降低反应的活化能　（2）①3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料　②DNA分子中G＋C的比例高，氢键较多，分子结构更加稳定　③减少　短链片段连接成长链片段　④作为子链延伸的引物 学科网（北京）股份有限公司 $$