课时作业19 DNA分子的结构和复制-【名师大课堂】2025年高考生物艺术生总复习必备训练册（word课时作业）

课时作业(十九)　DNA分子的结构和复制 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．为了构建DNA的双螺旋结构模型，许多科学家进行了不懈努力。以下关于DNA双螺旋结构的说法，错误的是(　D　) A．DNA由两条单链组成，这两条链的方向相反 B．DNA的一条单链的一端有一个游离的磷酸基团 C．GC碱基对比AT碱基对更稳定 D．G一定与T配对，A一定与C配对 解析：DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，具有独特的双螺旋结构；两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基的配对是有一定原则的，即A只能与T配对，G只能与C配对，A正确，D错误；DNA的一条单链具有两个末端，一端为3’端，是游离羟基，一端为5’端，是游离的磷酸，B正确；GC碱基对之间含有3个氢键，AT碱基对之间含有2个氢键，GC碱基对比AT碱基对更稳定，C正确。故选D。 2．(2024·湖北模拟预测)如图为DNA的结构示意图，下列叙述错误的是(　D　) A．DNA一般为双螺旋结构 B．碱基A和碱基T的数量相等 C．碱基排列在双螺旋结构的内侧 D．两条脱氧核苷酸链同向平行 解析：由DNA结构示意图可知，DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，A正确、D错误。在一个双链DNA中，碱基A的量总是等于碱基T的量，碱基G的量总是等于碱基C的量，B正确；DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧，C正确。故选D。 3．DNA分子既有环状也有链状，既有单链也有双链。下列关于DNA 分子结构的叙述，正确的是(　A　) A．不同的双链DNA分子中嘌呤与嘧啶碱基的比例相同 B．DNA 分子中每个脱氧核糖连接2个磷酸基团 C．每个DNA 分子中都含有游离的磷酸基团和羟基 D．双链DNA 分子中不互补的相邻碱基由磷酸二酯键相连 解析：两条链组成的DNA分子，根据碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，因此A＋G＝T＋C，两条链中嘌呤的数量等于嘧啶的数量，分别为50%，A正确；若DNA分子为链状，则每个脱氧核糖连接一个或者两个磷酸基团；若DNA分子为环状，则每个脱氧核糖连接两个磷酸基团，B错误；若DNA分子为链状，则该DNA分子中含有游离的磷酸和羟基；若DNA分子为环状，则该DNA分子中含没有游离的磷酸和羟基，C错误；双链DNA 分子中不互补的相邻碱基即指的是在DNA分子的一条单链中相邻的碱基，DNA分子的一条单链中相邻的碱基连接是通过脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖相连接，D错误。故选A。 4．DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。下列有关DNA的叙述错误的是(　C　) A．DNA两条单链的碱基数量相等 B．A一定与T配对，C一定与G配对 C．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是(A＋T)/(G＋C)＝1 D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 解析：DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成，两条单链间碱基互补配对且碱基数量相等，A正确；碱基互补配原则：A与T配对，G与C配对，B正确；在DNA的双链结构中，A＝T，G＝C，故(A＋G)/(T＋C)＝1，C错误；两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，D正确。故选C。 5.真核生物体内的DNA分子长期以来一直被认为主要以线性的形式存在于细胞核中，直至1965年发现了一种存在于染色体外的环状DNA分子——染色体外环状DNA(eccDNA)，如图为eccDNA的结构示意图。下列相关叙述正确的是(　D　) A．eccDNA分子的基本骨架由脱氧核糖和碱基交替连接形成 B．eccDNA分子中含C—G碱基对越多，其热稳定性就越差 C．eccDNA分子中每条链上的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数 D．若eccDNA分子有n个碱基对，其中T有m个，则其氢键有(3n－m)个 解析：eccDNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接形成，A错误；热稳定性与氢键数有关，C与G之间有三个氢键相连，A与T之间为两个氢键，eccDNA分子中含C—G碱基对越多，其热稳定性就越强，B错误；eccDNA分子中每条链上的嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等，但由于双链之间通过碱基互补配对，故eccDNA分子中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数一定相等，C错误；若eccDNA分子有n个碱基对，其中T有m个，则G和C有(2n－2m)个，G＝C＝n－m，A与T之间有两个氢键相连，C与G之间有三个氢键相连，故该DNA分子中共有氢键3×(n－m)＋2m＝(3n－m)个，D正确。故选D。 6．某双链DNA片段中共有100对碱基，其中一条链上A所占比例为35%，整个DNA分子中G所占比例为20%。下列相关叙述正确的是(　C　) A．该DNA分子其中一条链上的A所占比例与T所占比例一致 B．该DNA分子另一条链上A＋G的量在该链中所占比例为35% C．若该DNA分子复制3次，则需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸280个 D．若该DNA发生碱基对缺失突变，则该DNA分子中嘌呤与嘧啶的比值下降 解析：整个双链DNA片段中，A＝T，G＝C，但DNA分子其中一条链上A所占比例与T所占比例不确定，A错误；该DNA有200个碱基，由于整个DNA片段中G所占比例为20%，G＝C＝40，则A＝T＝60，一条链上A＝35，则另一条链上A＝25，但每条单链上G与C数量未知，B错误；若该DNA片段复制3次，共有(23—1)＝7个DNA片段需要消耗原料，则所需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为7×40＝280个，C正确；由于DNA中A＋G＝T＋C，即DNA片段中嘌呤数等于嘧啶数，二者比值是1，当DNA发生碱基对的缺失突变，缺失一个A，对应缺失一个T，即少一个嘌呤，对应会少一个嘧啶，该DNA分子中嘌呤与嘧啶的比值不变，D错误。故选C。 7．某双链DNA分子中有p个碱基G，其中一条链上的嘌呤碱基数量是嘧啶碱基数量的m倍。下列叙述正确的是(　C　) A．该DNA分子中嘌呤碱基的数量是嘧啶碱基数量的m倍 B．该DNA分子中两个游离的磷酸基团都与五碳糖的3′C原子相连 C．梅塞尔森和斯塔尔用同位素标记法证明DNA复制的方式是半保留复制 D．该DNA的一条链中的G有p/2个 解析：双链DNA分子中嘌呤碱基和嘧啶碱基互补配对，因此二者总数相等，A错误；该DNA分子两个游离的磷酸基团都与脱氧核糖5′端的C原子相连，B错误；梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料，利用同位素标记法证明DNA复制的方式是半保留复制，C正确；双链DNA分子中有p个碱基G，某条链上的G数量不确定，D错误。故选C。 8．DNA复制时两条子链的合成方式存在一定差异，其中一条新链可以连续合成，这条链称为前导链，而另一条不能连续合成的新链称为滞后链，具体过程如下图所示。下列相关叙述错误的是(　D　) A.由冈崎片段连接形成的滞后链和前导链的合成方向都为5′→3′ B．前导链连续复制时需要的酶①为解旋酶、酶②为DNA聚合酶 C．引物酶、DNA聚合酶和DNA连接酶均催化磷酸二酯键形成 D．合成RNA引物与合成冈崎片段时碱基互补配对方式完全相同 解析：由冈崎片段连接形成的滞后链和前导链的合成方向都为5′→3′，即DNA单链合成的方向是5′→3′，A正确；前导链连续复制时需要的酶①为解旋酶、酶②为DNA聚合酶，进而实现了DNA复制过程，B正确；引物酶催化引物的合成，引物是一小段RNA片段、DNA聚合酶使单个的脱氧核苷酸连接成长链，而DNA连接酶能将DNA片段连接起来，它们均催化磷酸二酯键形成，C正确；合成RNA引物与合成冈崎片段时碱基互补配对方式不完全相同，因为RNA引物的合成过程需要DNA和RNA之间碱基配对，而冈崎片段的合成需要在DNA之间实现碱基配对，D错误。故选D。 9．科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了 DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。下列叙述错误的是(　D　) 组别 1组 2组 3组 4组 培养液中 唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的 子1代 B的子2代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带 (14N/14N) 仅为重带 (15N/ 15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2轻带 (14N/ 14N) 1/2中带 (15N/14N) A.要得到第2组的结果，须满足多代培养和培养液中的15N是唯一氮源两个条件 B．若将B的子1代DNA 双链分开后再离心，其结果不能判断DNA 的复制方式 C．若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带，可判断DNA 复制方式不是半保留复制 D．若设置第5组在14N培养液中培养B的子4代，DNA离心后密度带的数量和位置与第4组不同 解析：第2组的结果全是15N/15N，须满足多代培养和培养液中的15N是唯一氮源两个条件，A正确；若将B的子1代DNA 双链分开后再离心，无法判断2条带的来源，其结果不能判断DNA 的复制方式，B正确；若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带，可判断DNA 复制方式不是半保留复制，如果是半保留复制，结果应该全为14N/15N，C正确；若设置第5组在14N培养液中培养B的子4代，DNA离心后密度带的数量和位置与第4组相同，因为还是只有2个14N/15N，其余全是14N/14N，D错误。故选D。 10．科学家在研究细胞中的DNA复制时发现了两个事实，事实1，DNA复制时一条模板链是3′→5′走向，其互补链在5′→3′方向上连续合成，称为前导链；另一条模板链是5′→3′走向，其互补链也是沿5′→3′方向合成，但在复制过程中会形成许多不连续的小片段，最后许多不连续的小片段在DNA连接酶的作用下连成一条完整的DNA单链，称为后随链。事实2：原核生物和真核生物线粒体DNA复制时只有一个复制起点，真核生物核DNA复制时会出现多个复制起点。基于上述事实，不能推出的结论是(　A　) A．原核生物DNA复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用下通过氢键相连 B．真核生物核DNA复制时DNA聚合酶只能催化DNA单链由5′→3′方向延伸 C．真核生物核DNA复制时前导链也需DNA连接酶作用才能形成一条完整的DNA单链 D．真核生物线粒体DNA与原核生物DNA的复制特点相似，二者可能有共同的起源 解析：原核生物DNA复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用形成磷酸二酯键，从而将其连接起来，A错误；无论前导链还是后随链，其合成过程中都只能由5′→3′方向延伸，说明DNA复制时DNA聚合酶只能催化DNA单链由5′→3′方向延伸，B正确；真核生物核DNA复制时多个复制起点会形成多个前导链片段，这些片段也需要DNA连接酶作用才能形成一条完整的DNA单链，C正确；真核生物线粒体DNA、原核生物DNA复制的特点相似，都只有一个复制起点，表明二者可能有共同的起源，D正确。故选A。 11．下列关于DNA结构和复制的叙述，正确的是(　C　) A．DNA单链中有羟基和磷酸基团的末端分别称为5′端和3′端 B．DNA分子中的碱基总数等于其内部全部基因所含的碱基数之和 C．T2噬菌体DNA复制时和细胞DNA复制时碱基配对的原则相同 D．DNA分子具有特异性与磷酸和脱氧核糖交替连接形成的骨架有关 解析：DNA单链中有羟基和磷酸基团的末端分别称为3′端和5′端，A错误；DNA分子中含有基因片段和非基因片段，故DNA分子中的碱基总数等于其内部全部非基因和全部基因所含的碱基数之和，B错误；T2噬菌体是DNA病毒，遗传物质是DNA，细胞生物遗传物质也是DNA，T2噬菌体DNA复制时和细胞DNA复制时碱基配对的原则相同，C正确；DNA分子具有特异性与碱基对的排列顺序有关，D错误。故选C。 12．(2024·湖北荆州模拟预测)DNA复制时，一条子链是连续合成的，称为前导链；另一条子链的合成是不连续的，即先合成一些小片段，最后连成一条完整的长链，称为后随链(参见下图)。复制过程中，由于DNA聚合酶不能单独发动新链的合成，只能催化已有链的延长，因此DNA合成是由RNA引物引发的。下列相关判断错误的是(　B　) A．前导链的合成方向与复制叉移动方向一致，后随链的合成方向与之相反 B．前导链合成所需的嘌呤碱基数等于后随链合成所需的嘌呤碱基数 C．图中所示的“空白”区域可以由DNA聚合酶催化合成的新链来填补 D．图中引物的合成方向为5′→3′，该过程需要由RNA聚合酶催化进行 解析：据图可知，前导链的方面是5′→3′(从右到左)，复制叉的移动方向也是从右到左，后随链的方向是从左到右，A正确；前导链和后随链是互补的，根据碱基互补配对原则，前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘧啶碱基数目，B错误；空白区域是去除RNA引物后形成的，可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补，C正确；图中的引物是RNA，图中引物的合成方向为5′→3′，该过程需要在RNA聚合酶作用下进行，D正确。故选B。 13．(2024·河南郑州模拟预测)如图是一段DNA空间结构和平面结构的示意图，据图回答下列问题： (1)从图甲中可以看出DNA具有规则的__双螺旋__结构，由两条__反向平行__的脱氧核苷酸链构成。从图乙中可以看出DNA的基本骨架是由__脱氧核糖与磷酸交替连接，(排列在外侧)__构成的。 (2)图乙中1代表的是__胞嘧啶__，由4、5、6组成的7的名称为__胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸__。 (3)若图甲中某段DNA一条链的序列是5′—CAGTAAG—3′，那么它的互补链的序列是5′—__CTTACTG__—3′。 (4)若该双链DNA分子中C占27%，其中一条链中的A占该单链的18%，则另一条链中的A占该单链碱基总数的比例为__28%__。若该DNA分子的一条链中(A＋C)/(T＋G)＝2，那么在它的互补链中(A＋C)/(T＋G)＝__1/2__，在整个DNA中(A＋C)/(T＋G)＝__1__。 (5)一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，只含14N的DNA分子占总数的__7/8__，若该DNA分子共有200个碱基对，其中胞嘧啶为140个，则第四次复制时，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为__480__个。 (6)豌豆粒形呈现皱粒的分子机制是由于编码淀粉分支酶的基因中间插入一段较大的DNA片段所致，则该变异类型是__基因突变__。据该实例分析，说明基因可通过__控制酶的合成来控制代谢过程__来控制生物体的性状。 解析：(1)据图甲分析可知，DNA具有规则的双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成；由图乙可知，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA的基本骨架，碱基排列在内侧。 (2)图乙中1代表的是能与碱基G互补配对的碱基C(胞嘧啶)，与A互补配对的碱基是T，因此由4、5、6组成的7的名称为胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸。 (3)若图甲中某段DNA一条链的序列是5′－CAGTAAG－3′，由于DNA的两条链反向平行，根据碱基互补配对原则可知，它的互补链的序列是5′－CTTACTG－3′； (4)若该双链DNA分子中C占27%，双链DNA中A＝T，C＝G，A＋C＝50%，所以该DNA中A＝23%＝T，A＋T＝46%，每条链中的A＋T＝46%，其中一条链中的A占该单链的18%，那么该条链中的T＝28%，该条链中的T等于互补链中的A的数目，所以另一条链中的A占该单链碱基总数的比例为28%； 若该DNA分子的一条链中(A＋C)/(T＋G)＝2，根据碱基互补配对的原则，那么在它的互补链中(A＋C)/(T＋G)＝1/2，在整个DNA中A＝T，C＝G，所以上述比例为1。 (5)根据DNA半保留复制的特点，一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，24＝16，共获得16个DNA，只含14N的DNA分子占总数的有14个，占总数的14/16＝7/8，若该DNA分子共有200个碱基对，其中胞嘧啶为140个，则鸟嘌呤也是140个，腺嘌呤＝胸腺嘧啶共有(200×2－140×2)/2＝60个，第四次复制时，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为前面连续复制了3次得8个DNA再进行一次复制，即消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为8×60＝480。 (6)豌豆粒形呈现皱粒的分子机制是由于编码淀粉分支酶的基因中间插入一段较大的DNA片段所致，故该种变异为基因突变。据该实例分析，说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程控制酶的合成来控制代谢过程。 【选做多选题】 如图为真核细胞内某基因结构示意图，该基因共由1 000对脱氧核苷酸组成，其中碱基T占15%。下列说法错误的是(　ABC　) A．该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上 B．该基因的一条脱氧核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3∶7 C．解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶用于催化②部位的化学键形成 D．该基因复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸4900个 解析：如图为真核细胞内某基因结构示意图，真核细胞的基因大多数分布在真核细胞的细胞核内，少数分布于细胞质的线粒体和叶绿体中，故该基因不一定存在于细胞核内的染色体DNA 上，A错误；由题干可得，该基因中碱基T共有1 000×2×15%＝300个，根据碱基互补配对原则，A＝T＝300，C＝G＝700，则该DNA分子双链中(C＋G)∶(A＋T)＝单链中(C＋G)∶(A＋T)＝1 400∶600＝7∶3，B错误；图中①表示磷酸二酯键，②表示氢键，DNA聚合酶用于催化①部位的化学键形成，解旋酶作用于②部位，C错误；该基因复制3次，所需要的游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸数量为(23－1)×700＝4900个，D正确。故选ABC。 学科网（北京）股份有限公司 $$