第6单元 第17讲 DNA的结构、复制与基因的本质（word练习）-【导学教程】2025年生物新编高考大一轮总复习（人教版 多选）

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(B­DNA)，后续人们又解析了两种不同的DNA双螺旋类型(A­DNA和Z­DNA)，它们的螺旋直径如表所示。下列叙述错误的是(　　) A­DNA B­DNA Z­DNA 螺旋直径/nm 2.55 2.37 1.84 A.Z­DNA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：选A　DNA复制过程中需要将DNA解旋，而Z­DNA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。 2．(2023·天津二模)G­四链体通常是由富含串联重复鸟嘌呤(G)的DNA单链折叠形成的高级结构。G­四分体是四链体的结构单元，由氢键连接4个G形成环状平面，两层或两层以上的四分体堆积形成四链体；另一条DNA单链C与C配对，则形成i­motif，如图所示。研究发现，与CO2浓度为5%的培养液相比，CO2浓度分别为2%和8%的培养液培养的细胞中i­motif的DNA位点分别少了20%左右和多了30%左右。下列相关叙述正确的是(　　) A．不同DNA分子的G­四链体，所含碱基G的数量相同 B．i­motif的DNA位点多少可能与细胞培养液的酸碱度有关 C．DNA分子的G­四链体或i­motif区域仍能形成双螺旋结构 D．G­四链体和i­motif的形成均改变了脱氧核苷酸的连接顺序 解析：选B　G­四链体通常是由富含串联重复鸟嘌呤(G)的DNA单链折叠形成的高级结构。不同DNA分子的G­四链体，所含碱基G的数量未必相同，A错误；研究发现，与CO2浓度为5%的培养液相比，CO2浓度分别为2%和8%的培养液培养的细胞中i­motif的DNA位点分别少了20%左右和多了30%左右，而CO2在培养液中的作用是维持培养液的pH，可见i­motif的DNA位点多少可能与细胞培养液的酸碱度有关，B正确；结合图示可以看出，DNA分子的G­四链体或i­motif区域不能形成双螺旋结构，C错误；G­四链体和i­motif的空间结构不同，但并未改变原有的脱氧核苷酸的连接顺序，D错误。 3．(2023·盐城三模)某双链DNA分子中，一条单链中(A＋T)/(C＋G)＝a，且(A＋C)占该链的比例为b，则其互补链中(A＋T)/(C＋G)的值及(A＋C)占该互补链的比例分别是(　　) A．a，b　　　　　　　　 B．1/a，b C．1/a,1－b D．a,1－b 解析：选D　某双链DNA分子中，一条单链(设为1链)，其互补链(设为2链)。已知1链中(A1＋T1)/(C1＋G1)＝a，根据碱基互补配对原则，A1＝T2，C1＝G2，T1＝A2，G1＝C2，故2链中(A2＋T2)/(C2＋G2)＝(T1＋A1)/(G1＋C1)＝a。已知1链中(A1＋C1)占1链的比例为b，由于T1＝A2，G1＝C2，故2链中(A2＋C2)占2链的比例等于1链中(T1＋G1)占1链的比例，为1－b。A、B、C错误，D正确。 4．(2024·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：选D　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。 5．(2023·浙江联考)某种动物(2n＝12)核DNA两条链均被32P标记的卵原细胞和精原细胞，在含31P的培养液中进行减数分裂，然后完成受精作用并继续在含31P的培养液中进行一次有丝分裂，下列叙述正确的是(　　) A．形成精子时，减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期细胞中只含31P的染色体均为12条 B．减数分裂Ⅱ中细胞中只含32P的核DNA有6条 C．有丝分裂中期不含32P的染色体有12条 D．有丝分裂后期，移向同一极并含32P的染色体最多12条 解析：选D　形成精子的过程是减数分裂过程，DNA只复制一次，所有的DNA分子一条链含31P、一条链含32P，没有只含31P的染色体，A错误；DNA分子是半保留复制，没有只含32P的核DNA，B错误；减数分裂后所有的DNA一条链含31P、一条链含32P，再进行有丝分裂形成的DNA一半是一条链31P、另一条链32P，一半是两条链都是31P，有丝分裂中期着丝粒没分裂，不含32P的染色体有0条，C错误；有丝分裂形成的DNA中12个是一条链31P、另一条链32P,12个是两条链都是31P，有丝分裂后期，移向同一极并含32P的染色体最多12条，D正确。 6．1966年，科学家提出了DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链连续形成，另一条子链不连续，即先形成短片段后再进行连接(如图1)。为验证假说，进行如下实验：用3H标记T4噬菌体，在培养噬菌体的不同时刻，分离出噬菌体DNA并加热使其变性，再进行密度和梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。下列相关叙述错误的是(　　) A．与60秒相比，120秒结果中短链片段减少的原因是短链片段连接形成长片段 B．DNA的半不连续复制保证了DNA的两条链能够同时作为模板进行复制 C．该实验可用32P标记的脱氧核苷酸代替3H标记的脱氧核苷酸标记DNA D．若以DNA连接缺陷的T4噬菌体为材料，则图2中的曲线峰值向右移 解析：选D　图1为DNA的半保留复制过程，显示复制方向、起点缺口等；图2自变量有时间、离试管口的距离，因变量是放射性的强度。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，A正确；DNA的半不连续复制，使得一条子链连续形成，另一条子链不连续，即先形成短片段后再进行连接，保证了DNA的两条链能够同时作为模板进行复制，B正确；32P和3H都具有放射性，脱氧核苷酸中含有H和P，故该实验可用 32P 标记的脱氧核苷酸代替3H标记的脱氧核苷酸标记DNA，C正确；DNA连接缺陷的 T4噬菌体内缺少DNA连接酶，复制形成的短链片段无法连接，故图2中的曲线峰值将向左移，D错误。 7．(2024·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，结果如下图所示。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：选D　DNA复制过程中，会边解旋边复制，因此双链会局部解旋；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；双链DNA复制时两条链都作为模板；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。 8．(2023·菏泽期中)科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物。一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常，以下说法不正确的是(　　) A．该研究可以说明基因具有遗传效应，但若去掉对照组，结论就会缺乏说服力 B．若不给两组小鼠饲喂高脂肪食物，肥胖症状可能一段时间表现不出来 C．若HMGIC基因是核基因，则其一定在染色体上，若其是质基因，一定在核糖体中 D．HMGIC基因具有一定的脱氧核苷酸数量，其特定的脱氧核苷酸序列蕴藏着遗传信息 解析：选C　同样摄食的情况下，具有HMGIC基因的小鼠肥胖，具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重正常，这说明肥胖这一性状是由HMGIC基因决定的，即说明基因具有遗传效应，但若去掉对照组，结论就会缺乏说服力；摄入高脂肪食物是导致肥胖的外因，若不给两组小鼠饲喂高脂肪食物，肥胖症状可能一段时间表现不出来；基因通常是具有遗传效应的DNA片段，而核糖体不含DNA；遗传信息指的是基因中特定的脱氧核苷酸排列顺序。 二、不定项选择题 9．(2023·济南一模)DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同，图①表示DNA分子中G＋C含量(G＋C数占全部碱基的比例)与Tm的关系；图②表示某生物b基因正常转录过程中的局部图解，下列有关叙述不正确的是(　　) A．据图①，DNA分子的Tm值与G＋C含量呈正相关 B．两DNA分子若Tm值相同，则G＋C数量一定相同 C．转录时的模板是基因的一条链，原料是四种游离的核糖核苷酸 D．据图②，若b1链的(A＋T＋C)与b2链的(T＋A＋G)的比值大于1，则b2为DNA链 解析：选BD　由图1可知，DNA分子的Tm值与C＋G含量呈正相关，A正确；两DNA分子若Tm值相同，则它们所含G＋C比例相同，但C＋G的数量不一定相同，B错误；转录的模板是基因的一条链，原料是四种游离的核糖核苷酸，C正确；图②转录过程图解，b1链的(A＋T＋C)/b2链的(T＋A＋G)＞1，则b2不含T，为RNA链，D错误。 10．(2023·南通模拟)M13噬菌体DNA是一种单链＋DNA，进入大肠杆菌后先合成为复制型双链DNA，再进行滚环复制，过程如图，其中SSB是单链DNA结合蛋白。相关叙述正确的是(　　) A．M13噬菌体DNA的碱基中嘌呤数与嘧啶数相等 B．过程①④均需先合成RNA引物来引导子链的延伸 C．SSB蛋白与单链DNA结合可以维持＋DNA的单链状态 D．一个单链＋DNA经过一轮复制可以得到一个单链＋DNA和一个复制型DNA 解析：选CD　M13噬菌体DNA是一种单链＋DNA，DNA的碱基中嘌呤数与嘧啶数可能并不相等，A错误；并非所有DNA复制都需要引物，比如M13噬菌体内的DNA为单链环状DNA分子，可通过滚环方式进行复制，M13噬菌体进入大肠杆菌后，先形成复制型双链环状DNA分子，然后在M13噬菌体的双链DNA环状分子一条链(正链)上切一个切口，产生游离的3′­羟基作为延伸起点，最后在宿主细胞DNA聚合酶的催化下，以另一条单链即负链为模板不断地合成新的正链，此过程不需要新的引物，直接以原有正链的切口处3′­羟基为引物连接上新的脱氧核苷酸，即过程④不需要引物，B错误；据题意可知，SSB是单链DNA结合蛋白，SSB蛋白与单链DNA结合可以维持＋DNA的单链状态，C正确；据题图和题意可知，M13噬菌体DNA是一种单链＋DNA，进入大肠杆菌后先合成为复制型双链DNA，再进行滚环复制，滚环复制后可形成一个单链＋DNA和一个复制型DNA，D正确。 三、非选择题 11．图1是用DNA测序仪测出的某生物的一个DNA分子片段上被标记的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序(TGCGTATTGG)，请回答下列问题： (1)据图1推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是________个。 (2)根据图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序，分析图2显示的脱氧核苷酸链的碱基序列为________(从上往下排序)。 (3)图1所测定的DNA片段与图2所显示的DNA片段中(A＋G)/(T＋C)分别为________、________，由此证明DNA分子碱基数量关系是________________。图1中的DNA片段与图2中的DNA片段中A/G的比值分别为________、________，由此说明了DNA分子的特异性。 (4)若用35S标记某噬菌体，让其在不含35S的细菌中繁殖5代，则含有35S标记的噬菌体所占比例为________。 解析　(1)图1所示的一条链上有4个G、1个C，故另一条链上有1个G、4个C，所以，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是5个。(2)由图1确定从左到右的4种碱基依次是A、C、G、T，故图2中从上往下的脱氧核苷酸链的碱基序列为CCAGTGCGCC。(3)因为是双链DNA，A＝T、C＝G，故其中(A＋G)/(T＋C)总是为1。(4)因亲代噬菌体蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，故子代噬菌体中都不含35S标记。 答案　(1)5　(2)CCAGTGCGCC　(3)1　1 嘌呤数等于嘧啶数　1∶1　1∶4　(4)0 12．(2023·郑州三模)1953年沃森和克里克在《自然》杂志发表了“DNA双螺旋结构模型”，阐述了DNA分子的双螺旋结构。1958年科学家利用同位素示踪技术证明了DNA半保留复制机制。回答下列问题： (1)DNA双螺旋结构模型指出：由_________构成DNA分子的基本骨架。分析DNA的复制究竟是半保留复制还是全保留复制时，需要区分___________________。 (2)科学家先让枯草杆菌在含较少3H标记的胸腺嘧啶(放射性弱)培养液中培养较短时间，再转移到含较多3H标记的胸腺嘧啶(放射性强)培养液中培养较短时间，提取其DNA，得到DNA的自显影图像如图所示。图中显示新合成子链的两端具有较高的放射性，中间具有较低的放射性，说明DNA的复制具有_________特点。若一个用32P标记的DNA分子，在不含32Р标记的培养液中经过n次复制后，后代中不含32P的DNA分子数与含32P的DNA分子数比例为_________。 解析　(1)DNA分子的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列成DNA分子的基本骨架；要分析DNA的复制究竟是半保留复制还是全保留复制，就要区分亲代与子代的DNA，可用同位素标记法进行区分。(2)分析题意可知，先让枯草杆菌在放射性弱的培养液中培养较短时间，再转移到放射性强的培养液中培养较短时间，据图分析可知，新合成子链的两端具有较高的放射性，中间具有较低的放射性，说明DNA的复制具有双向复制(从中间向两边)的特点；若一个用32P标记的DNA分子，在不含32Р标记的培养液中经过n次复制后，得到2n个DNA分子，由于DNA分子半保留复制的特点，其中有2个DNA分子含有32P，其余均不含32P，则后代中不含32P的DNA分子数与含32P的DNA分子数比例为(2n－2)∶2。 答案　(1)磷酸和脱氧核糖　亲代与子代的DNA (2)双向复制　(2n－2)∶2 学科网（北京）股份有限公司 $$