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课时数智作业(二十六)　DNA的结构、复制和基因的本质
(建议用时：30分钟；本套共10小题，共35分。第1～7小题，每小题2分；第8、9小题，每小题4分；第10小题13分。)
1．(2024·浙江6月卷)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)
A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高
C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D．若一条链的G＋C占47%，则另一条链的A＋T也占47%
2．(2024·江苏连云港期末)如图是某学生在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中制作的一个模型，①②③④分别代表四种不同的碱基模型(①③代表嘌呤碱基，②④代表嘧啶碱基)。下列叙述正确的是(　　)
A．该模型可代表一个双链脱氧核糖核酸分子
B．该模型表明每个脱氧核糖都与一个磷酸相连
C．①②③④位于DNA双螺旋结构的外侧
D．若要将此链和其互补链连接，则需要10个连接物代表氢键
3．(2021·辽宁卷)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　　)
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
4．(2021·海南卷)已知5-溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A－T转变为A－BU，要使该位点由A－BU转变为G－C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是(　　)
A．1　　　 B．2　　　　
C．3　　　　 D．4
5．(2022·广东卷)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图所示)，该线性分子两端能够相连的主要原因是(　　)
A．单链序列脱氧核苷酸数量相等
B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C．单链序列的碱基能够互补配对
D．自连环化后两条单链方向相同
6．(2025·福建厦门检测)同源重组是两个DNA分子之间的同源序列进行交换的现象。研究人员借助单链DNA退火蛋白(SSAP)在细菌DNA复制过程中，将单链DNA(ssDNA)同源重组到细菌基因组上，其过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．SSAP和ssDNA的结合遵循碱基互补配对原则
B．SSAP发挥作用的过程中伴随着氢键的断裂和重新形成
C．SSAP可将外源基因整合到细菌基因组的特定位置上
D．可利用同源重组的原理对细菌基因组进行改造
7．(2025·河南开封检测)哺乳动物线粒体DNA复制的过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．OH、OL是线粒体DNA两条链的启动子
B．线粒体DNA的复制方式属于半保留复制
C．按照碱基互补配对原则，A链和H链的碱基互补
D．L链作模板时，其子链的延伸方向是3′端→5′端
8．(2025·重庆十一中检测)如图为DNA半保留复制相关示意图。DNA聚合酶不能催化DNA新链从头合成，因而需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物，再在引物的3′-OH末端聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，填补脱氧核苷酸。下列说法正确的是(　　)
A．解旋酶断开氢键，其移动方向与滞后链的延伸方向相同
B．DNA在体内复制和体外复制(PCR)过程中均为边解旋边复制
C．DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂
D．在PCR过程中，除耐高温的DNA聚合酶外，还需加入DNA连接酶
9．(不定项)(2025·山东潍坊五县联考)科学家以大肠杆菌为实验材料，设计实验探究DNA的复制方式，部分实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．该实验利用差速离心技术在试管中区分含有不同N元素的DNA
B．假设为半保留复制，演绎推理试管③中DNA一半居中，一半位于底部
C．欲判断DNA的复制方式，大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中至少培养两代
D．该实验还需设置“大肠杆菌在14NH4Cl培养液中培养若干代后的DNA离心实验”对照组
10．(13分)科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)：
请回答下列问题：
(1)实验一、实验二的作用是____________________________。
(2)从结果C、D看，DNA复制具有__________________的特点。根据这一特点，理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为______。
(3)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要____________等条件。
(4)若对结果C中的DNA分子先用解旋酶处理，然后再离心，结果为F，请在图中表示出。
(5)如果实验C、D、E的结果都为结果G，据此可判断DNA分子的复制方式________(填“是”或“不是”)半保留复制。课时数智作业(二十六)
1．A　[DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D错误。]
2．D　[该模型可代表一个单链脱氧核糖核酸分子，A错误；中间的脱氧核糖与两个磷酸相连，B错误；①②③④位于DNA双螺旋的内侧，C错误；①③代表嘌呤碱基，②④代表嘧啶碱基，因①②③④分别代表四种不同的碱基，故此链与其互补链连接，需要10个连接物代表氢键，D正确。]
3．A　[DNA复制时，子链的延伸方向是5′端→3′端，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。]
4．B　[根据题意可知：BU可以与A配对，又可以和G配对，由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A－T转变为A－BU，所以复制一次会得到G－BU，复制第二次会得到G－C，所以至少需要经过2次复制后，才能实现该位点由A－BU转变为G－C，B正确。]
5．C　[单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸，不能决定线性DNA分子两端能够相连，A、B错误；据题图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定该线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。]
6．A　[SSAP是单链DNA退火蛋白，它和ssDNA(单链DNA)的结合是蛋白质与DNA的结合，不是DNA与DNA的结合，不遵循碱基互补配对原则，A错误；在细菌DNA复制过程中进行同源重组时，需要将原有的DNA双链解开(涉及氢键断裂)，然后单链DNA(ssDNA)在SSAP作用下同源重组到细菌基因组上(会有新的氢键形成)，所以SSAP发挥作用的过程中伴随着氢键的断裂和重新形成，B正确；由题意知，可以借助SSAP将单链DNA(ssDNA)同源重组到细菌基因组上，若该单链DNA(ssDNA)为外源基因，可将其整合到细菌基因组的特定位置上，C正确；由于同源重组是两个DNA分子之间的同源序列进行交换，所以可利用这个原理对细菌基因组进行改造，D正确。]
7．B　[图示是线粒体DNA复制过程，线粒体DNA两条链分别从OH、OL开始复制，故OH、OL是线粒体DNA两条链的复制起点，A错误；由题图可知，线粒体DNA分别以H链、L链为模板进行复制，其方式属于半保留复制，B正确；按照碱基互补配对原则，L链和H链、L链和A链的碱基互补，所以A链和H链的碱基相同，C错误；DNA复制时两条子链的延伸方向都是5′端→3′端，D错误。]
8．C　[解旋酶断开氢键，其移动方向与前导链的延伸方向相同，A错误；DNA在体内复制时为边解旋边复制，在体外是先变性，然后复性和延伸，B错误；引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′-OH上聚合脱氧核苷酸，当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，由此可知，DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂，C正确；在PCR过程中，先高温变性，不会出现冈崎片段，无需加入DNA连接酶，D错误。]
9．CD　[该实验利用密度梯度离心技术在试管中区分含有不同N元素的DNA，A错误；假设为半保留复制，试管③为培养的第二代大肠杆菌，DNA复制了两次，演绎推理试管③中DNA一半居中，一半位于上部，B错误；欲判断DNA的复制方式，大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中至少培养两代，若为半保留复制，培养两代之后的DNA一半居中，一半位于上部，C正确；实验的自变量为NH4Cl的种类，因此该实验还需设置“大肠杆菌在14NH4Cl培养液中培养若干代后的DNA离心实验”对照组，D正确。]
10．答案：(除标注外，每空2分，共13分)(1)与后面的实验结果形成对照　(2)半保留复制　1　(3)酶、能量　(4)如图
(3分)
(5)不是
解析：(1)实验一和实验二分别表示被14N和15N标记的DNA的离心结果，其作用是与后面的实验结果形成对照。(2)从结果C、D看，新形成的DNA保留了原来DNA的1条链，DNA复制具有半保留复制的特点；经过60 min后，DNA复制了3次，共形成8个DNA分子，其中有2个DNA分子是15N/14N，其余6个DNA分子为14N/14N，故理论上结果E中含14N的DNA分子所占比例为1。(3)复制过程需要模板DNA、原料(四种脱氧核苷酸)、酶和能量等条件。(4)结果C中的DNA分子为15N/14N，解旋后形成的单链为一条重链15N和一条轻链14N。(5)结果G表明原来被15N标记的DNA的两条链没有分开，因此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。

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