课时冲关20 DNA的结构-【创新教程】2025年高考生物总复习大一轮课时作业word（人教版 双选）

课时冲关20　DNA的结构、复制及基因的本质 [基础对点练] 一、单项选择题 1．(2024·安徽江淮十校高三联考)DNA是主要的遗传物质，储存有大量的遗传信息，DNA分子杂交技术可以用来比较不同种细胞生物DNA分子的差异。下列关于DNA分子的叙述错误的是(　　) A．DNA分子中的碱基排列顺序千变万化构成DNA分子的多样性 B．烟草花叶病毒侵染烟草实验证明遗传物质并不都是DNA C．每种DNA分子的(A＋G)与(T＋C)比值相等，A＋T与G＋C的比值一般不相等，体现了DNA分子的特异性 D．利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA的差异，杂交环越多，说明差异越小，亲缘关系越近 解析：D　[DNA分子中遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，A正确；烟草花叶病毒侵染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，B正确；DNA分子是双链，A＝T，G＝C，不同DNA的(A＋G)/(T＋C)＝1，(A＋T)/(G＋C)值一般不相等，可以体现DNA分子的特异性，C正确；利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA的差异，杂交环越多，说明不同的序列越多，差异越大，亲缘关系越远，D错误。] 2．(2024·重庆模拟)某DNA片段有500个碱基对，含有腺嘌呤200个，下列与DNA的结构和复制有关的叙述，正确的是(　　) A．DNA的一条链中，相邻碱基依靠“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”连接 B．该DNA片段中的500个碱基对可能组成的DNA种类有4500种 C．该DNA片段复制n次，第n次需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸300×2n－1个 D．该DNA中，一条链的嘌呤数/嘧啶数一定与另一条链相等 解析：C　[DNA的一条链中，相邻碱基通过“－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－”连接，A错误；该DNA的500个碱基对中，腺嘌呤和胸腺嘧啶都是200个，故这些碱基组成的DNA片段上每个位点的碱基种类不可能均为4种，故此DNA片段种类应少于4500，B错误；该DNA片段中，腺嘌呤＝胸腺嘧啶＝200个，则胞嘧啶＝鸟嘌呤＝300个，故第n次需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸300×2n－1个，C正确；该DNA中，一条链的嘌呤数/嘧啶数与另一条链的该比值互为倒数，D错误。] 3．(2024·江苏连云港高三检测)如图为某链状DNA分子部分结构示意图。下列有关叙述正确的是(　　) A．图中甲、丙是该DNA片段的3′端 B．图中DNA连续复制2次，需胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量是6个 C．图中虚线框内代表的结构也存在于RNA中 D．DNA中核苷酸的连接方式决定了遗传信息 解析：B　[游离磷酸端为DNA的5′端，羟基端为3′端，因此甲、丙是该DNA片段的5′端，乙、丁端是该DNA片段的3′端，A错误；图中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量为2个，DNA连续复制2次后形成的DNA个数为22＝4个，则消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量为2×(4－1)＝6个，B正确；DNA中的五碳糖为脱氧核糖，而RNA中的五碳糖为核糖，因此图中虚线框内代表的结构不会存在于RNA中，C错误；DNA中核苷酸的排列顺序决定了遗传信息，D错误。] 4．(2024·日照高三期中)DNA半不连续复制假说认为：DNA复制时，一条子链的合成是连续的(产生大片段)，另一条子链的合成是不连续的(产生一条条小片段后再连接成大片段)，如图所示。为证明该假说，研究人员将细菌置于含3H标记胸苷的培养基培养，在不同时间(均小于细菌繁殖一代所需时间)提取并测定大、小片段的含量。下列说法正确的是(　　) A．上述实验也可以利用3H标记的腺苷进行 B．实验中培养时间越长，检测到的小片段会越多 C．据图可知，DNA解旋方向与大片段延伸方向一致 D．实验中抑制DNA聚合酶的活性会导致小片段积累 解析：C　[3H标记的腺苷，可能会标记RNA，而胸苷只标记DNA，因此上述实验不可以利用3H标记的腺苷进行，A错误；培养时间长，小片段可能会连接成大片段，可能检测出的小片段会越少，B错误；边解旋边复制，故DNA解旋方向与大片段延伸方向一致，C正确；连接DNA片段的是DNA连接酶，实验中抑制DNA连接酶的活性会导致小片段积累，D错误。] 5．(2024·江苏南京六校高三联考)图1为真核细胞DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡，是DNA上正在复制的部分。滚环复制为某些环状DNA分子的一种复制方式，新合成的链可沿环状模板链滚动而延伸，其过程如图2所示。下列相关叙述不正确的是(　　) A．每个复制泡中含有2条DNA母链和2条子链 B．每个复制泡中一条子链是完全连续的，另一条子链是不连续的 C．滚环复制起始时需要特异的酶在起始点切开一条链的磷酸二酯键 D．滚环复制在3′－OH端开始以该链为引物向前延伸 解析：B　[DNA复制过程是以解开的两条DNA单链为模板进行复制的，因此，每个复制泡中含有2条DNA母链和2条子链，A正确；DNA聚合酶只能催化子链沿5′到3′段延伸，每个复制泡向两侧双向复制，每个复制泡中同一方向的一条子链是连续的，另一条子链是不连续的，B错误；结合题图可知：滚环复制前亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开，其5′端游离出来，此后开始复制；C正确；由于DNA复制过程中子链的延伸在3′－OH端，结合图示可知，滚环复制在3′－OH端开始以切开的该链为引物向前延伸，D正确。] 6．(2024·三门峡高三期中)DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，不正确的是(　　) A．碱基互补配对原则保证了复制的准确性 B．真核细胞DNA的复制均在细胞核内进行 C．DNA分子复制3次产生子代DNA中含有亲代单链的占1/4 D．游离的脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成子链 解析：B　[碱基互补配对原则，A和T配对，G和C配对，保证了复制的准确性，A正确；真核细胞DNA复制主要在细胞核内进行，B错误；(一个)DNA分子复制3次产生子代DNA分子8个，由于DNA分子的复制方式是半保留复制，含有亲代单链的DNA分子为2个，因此，子代DNA中含有亲代单链占2/8＝1/4，C正确；游离的脱氧核苷酸以一条DNA链为模板，在DNA聚合酶的作用下合成子链，D正确。] 7．(2024·宁波高三期中)阿糖胞苷、5－FU 和柔红霉素是常用的抗肿瘤药物，其作用机理分别如下：阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性；5－FU抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶的活性；柔红霉素能嵌入DNA，抑制DNA的解旋。下列叙述正确的是(　　) A．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制时，DNA双链无法解开 B．5－FU处理后，肿瘤细胞的DNA复制和转录都会受到抑制 C．柔红霉素处理后，肿瘤细胞的 RNA聚合酶无法进行转录 D．阿糖胞苷、5－FU和柔红霉素对正常细胞无不利影响 解析：C　[阿糖胞苷能抑制DNA聚合酶活性，DNA聚合酶是催化脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链的，故阿糖胞苷处理后，DNA双链可以解旋，但不能合成子链，A错误；DNA复制需要包括胸腺嘧啶脱氧核苷酸在内的4种游离的脱氧核糖核苷酸做原料，5－FU抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶的活性，即不能合成胸腺嘧啶脱氧核苷酸，故5－FU处理后可以影响DNA复制(影响DNA子链的合成)，但不能抑制转录，因为转录不需要胸腺嘧啶核苷酸，B错误；柔红霉素能嵌入DNA，抑制DNA的解旋，转录过程中RNA聚合酶具有解旋功能，故 RNA聚合酶无法进行转录，C正确；以上药物都是通过干扰中心法则过程抑制肿瘤细胞增殖的，对正常细胞也会影响，D错误。] 8．(2024·河北唐山高三摸底)某同学在学习DNA分子的结构时，查到了以下三个资料： 资料1：DNA外部为水溶液环境，碱基具有疏水性，磷酸和脱氧核糖具有亲水性。 资料2：奥地利生物化学家查哥夫对DNA分子进行了定量分析，发现在DNA分子中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量。 资料3：富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张X射线衍射图谱，他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转时的一模一样。 下列叙述不是由资料1～3得出的信息是(　　) A．DNA由两条单链组成，脱氧核糖和磷酸交替连接 B．脱氧核糖和磷酸排列在外侧，碱基排列在内侧 C．碱基配对规律：A一定与T配对；G一定与C配对 D．DNA分子呈螺旋结构 解析：A　[资料中分析了碱基的组成、成分等，但不能得出DNA由两条单链组成的结论，A符合题意；分析题意可知，脱氧核糖和磷酸排列在外侧，碱基排列在内侧，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量，故推测碱基配对规律：A一定与T配对；G一定与C配对，B、C不符合题意；根据资料2可知，DNA翻转180°后的图谱与未翻转时的一模一样，故推测DNA分子呈螺旋结构，D不符合题意。] [素养提升练] 二、不定项选择题 9．(2024·辽宁部分学校高三联考)线粒体DNA(mtDNA)上有A、B两个复制起始区，当mtDNA复制时，A区首先被启动，以L链为模板合成H′链。当H′链合成了约2/3时，B区启动，以H链为模板合成L′链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．mtDNA含有2个游离的磷酸基团，能指导合成有氧呼吸酶 B．mtDNA的复制方式是半保留复制，H′链和 L′链的碱基能互补配对 C．H链与L链的复制有时间差，当H′链全部合成时，L′链只合成了1/3 D．当一个复制周期完成时，由H链和L′链构成的子代DNA分子滞后形成 解析：BCD　[据题图可知，线粒体DNA为环状，没有游离的磷酸基团，A错误；mtDNA的复制方式是半保留复制，H′链的模板是L链，L′链的模板是H链，H链和L链互补，故H′链和L′链的碱基也能互补配对，B正确；H′链合成约2/3时，启动合成新的L′链，所以当H′链完成复制的时候，L′链复制完成了约1/3，C正确； L′链的合成滞后，当一个复制周期完成时，由H链和L′链构成的子代DNA分子也滞后形成，D正确。] 10．当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起、形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的片段，仍然是两条游离的单链，如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．DNA分子中G与C相对含量越多、形成的杂合双链区越少 B．杂合双链区中的嘌呤碱基总数和嘧啶碱基总数相等 C．形成杂合双链区的部位越多、说明这两种生物的亲缘关系越近 D．杂合双链区是基因片段，游离单链区是非基因片段 解析：BC　[DNA分子中，G与C相对含量的多少与形成杂合双链区的多少没有关系，A错误，杂合双链区中的嘌呤与嘧啶配对，所以嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数相等，B正确；当两种生物的DNA分子的单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区，形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，C正确；基因通常是具有遗传效应的DNA片段，杂合双链区不一定是基因片段，游离单链区也不一定是非基因片段，D错误。] 三、非选择题 11．科学家运用同位素标记法及密度梯度离心法进行了DNA复制方式探索实验，实验过程如下：在20 ℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，在T4噬菌体DNA进入活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸苷，培养不同时间后，阻断DNA复制，将DNA变性后，离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA，检测离心管不同位置的放射性强度。图1是某同学绘制的DNA复制模式图，图2是实验结果(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。请回答下列问题： (1)DNA一条链的5′端是指_____________基团的末端。DNA复制时，子链延伸所需的酶是_____________。 (2)该实验中，将DNA变性的方法是_____________。实验结果表明，DNA复制时子链合成的过程存在先合成_____________，再连接成DNA长链，所以DNA子链形成时还需要_____________，若抑制该酶的功能，再重复上述实验，则可能的实验结果是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)根据上述实验结果分析，图1所示的DNA复制的模式图有两处错误，分别是_________、___________________________________________________________________。 解析：(1)DNA分子的磷酸基团连接在脱氧核糖的5′端碳原子上，所以DNA一条链的5′端是指磷酸基团；DNA复制时，子链延伸需要DNA聚合酶。 (2)在离体条件下将DNA分子变性的方法是通过加热到94 ℃，据题干信息可知“DNA片段越短，与离心管顶部距离越近”，结合题图可知：时间较短时(30 秒内)，与离心管顶部距离较近的位置放射性较强(或短片段DNA 数量较多)，随着时间推移，与离心管顶部距离较远的位置放射性较强(或长片段DNA 数量较多)，故可推测DNA复制时子链合成的过程是存在先合成较短的DNA 片段，之后较短的DNA 片段连接成 DNA 长链的过程；所以DNA复制过程中还需要DNA连接酶，将DNA片段连接；如果抑制该酶的功能，因DNA片段无法连接，故随着时间推移，距离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强或短片段DNA 的数量一直较多。 (3)DNA分子复制的过程是半保留复制，且子链延伸方向为从5′向3′，图中有条子链的延伸方向是从3′向5′端延伸，且DNA复制其中一条子链为不连续复制，先形成DNA片段，图中所有子链都是连续复制。 答案：(1)磷酸　DNA聚合酶　(2)加热到94 ℃ 较短的DNA 片段　DNA连接酶　距离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强或短片段DNA 的数量一直较多　(3)有条子链的延伸方向是从3′向5′端延伸　子链都是连续复制 12．荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题： (1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的________键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的____________为原料，合成荧光标记的DNA探针。 (2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中______键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照______________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有______条荧光标记的DNA片段。 (3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到______个荧光点；在减数分裂Ⅰ形成的两个子细胞中分别可观察到________个荧光点。 解析：(1)从图中可以看出，DNA酶Ⅰ可将DNA切割成若干片段，故其作用类似于限制酶，即可以使脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。DNA探针的本质是荧光标记的DNA片段，其基本单位是脱氧核苷酸。 (2)由题图可知，高温可以使双链DNA分子中的氢键断裂形成DNA单链，DNA探针的单链与染色体中特定基因的DNA单链重新形成杂交的双链DNA分子，此时互补的双链的碱基间应遵循碱基互补配对原则，而一条染色体的两条染色单体上共有两个双链DNA分子，氢键断裂后可形成4条DNA单链，所以与探针杂交后最多有4个荧光点。 (3)甲、乙杂交所得的F1的染色体组为AABC，假设染色体组A、B中可被荧光标记的染色体均用a表示，则在有丝分裂中期细胞中有3个a，故可观察到6个荧光点；在减数分裂Ⅰ后期，AA中的染色体可平均分配，但是B、C中的染色体因不能联会而随机分配，形成的两个子细胞中分别含有1个a和2个a，所以可分别观察到2个和4个荧光点。 答案：(1)磷酸二酯　脱氧核苷酸　(2)氢　碱基互补配对　4　(3)6　2和4 学科网（北京）股份有限公司 $$