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专题18　DNA的结构、复制与功能
1．（2018海南卷，10）下列与真核生物中核酸有关的叙述，错误的是（　　）
A．线粒体和叶绿体中都含有DNA分子
B．合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量
C．DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键
D．转录时有DNA双链解开和恢复的过程
【答案】B
2．（2018江苏卷，3）下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是（　　）
A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物
B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成
C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质
D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
【答案】D
【解析】原核细胞内DNA的合成需要RNA为引物，A错误；真核细胞中的DNA和RNA的合成主要发生在细胞核中，此外线粒体和叶绿体中也能合成DNA和RNA，B错误；肺炎双球菌的体内转化实验说明了转化因子的存在，体外转化试验证明了其遗传物质是DNA，C错误；真核细胞和原核细胞中基因的表达过程都包括转录和翻译两个过程，都需要DNA和RNA的参与，D正确。
3．（2018全国Ⅰ卷，2）生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是（　　）
A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物
B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有
C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶
D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶
【答案】B
4．（2018浙江卷，22）某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是（　　）
A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术
B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA
D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
【答案】B
【解析】由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置”可知：本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术，A正确；分析图示可知：a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误；b管中的DNA密度介于a、c管中的之间，表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA，C正确；实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。
5．（2018海南卷，15）现有DNA分子的两条单链均只含有14N（表示为14N14N）的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是（　　）
A．有15N14N和14N14N两种，其比例为1:3
B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1:1
C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3:1
D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3:1
【答案】D
6．（2017海南卷，23）下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是（　　）
A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目
B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定
C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定
【答案】B
【解析】正常情况下，一条染色体含一个DNA，在细胞分裂时，由于DNA复制，一条染色体含两个DNA，A错。体细胞有丝分裂生成的子细胞含有一套与母细胞相同的染色体和DNA，保证亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定，B正确。基因是有遗传效应的DNA判断，有的DNA片段不是基因，故细胞中DNA分子的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和，C错。生物体中，一个基因可能决定多种性状，一种性状可能由多个基因决定，D错。
7．（2017海南卷，24）DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值的叙述，正确的是（　　）
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
【答案】D
8．（2016上海卷，8）在果蝇唾液腺细胞染色体观察实验中，对图3中相关结构的正确描述是（　　）
　　　　　　　　　　　
A．图3表示一条染色体的显微结构
B．箭头所指处由一个DNA分子构成
C．染色体上一条横纹代表一个基因
D．根据染色体上横纹的数目和位置可区分不同种的果蝇
【答案】D
【解析】果蝇唾液腺染色体是果蝇三龄幼虫的唾液腺发育到一定的阶段后，细胞的有丝分裂停留在间期，每条染色体经过多次复制形成一大束宽而长的带状物，图3表示多条染色体的显微结构，A错误；箭头所指处应有多个DNA分子构成，B错误；横纹是碱基的不同序列染色不同所致，不能代表一个基因，C错误；横纹的数目和位置往往是恒定的，代表着果蝇不同种的特征，D正确。
9．（2016上海卷，28）在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基（A有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为（　　）
A．58 B．78 C．82 D．88
【答案】C
【考点定位】
考纲内容
考纲解读
1．DNA分子结构的主要特点（Ⅱ）；
2．DNA分子的复制（Ⅱ）；
3．基因的概念（Ⅱ）。
1．理解DNA分子的结构特点、复制过程及能够进行相关计算。
2．理解基因与DNA、染色体、遗传信息、脱氧核苷酸之间的关系。
【学科素养】
（1）生命观念：通过掌握DNA分子的结构和功能，理解生命的延续和发展。
（2）科学思维：通过DNA分子中的碱基数量和DNA复制的计算规律，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。
（3）科学探究：通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力。
【命题预测】
纵观近三年高考题，本专题主要考查DNA分子的结构特点、复制过程及相关计算，在上海卷较为常考。预测2019年高考将主要以选择题形式考查DNA结构和复制相关碱基的计算。
【基础梳理】
一、DNA的分子结构
1．DNA分子的化学组成
（1）基本组成元素：C、H、O、N、P。
（2）基本单位
2．DNA分子的结构
（1）主要特点
①两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。
②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。
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，例如：A＝T或T＝A、G≡C或C≡G，遵循碱基互补配对原则。
（2）空间结构：规则的双螺旋结构。
3．DNA分子的特性
（1）相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
（2）多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。
二、DNA分子的复制与基因的概念
1．DNA分子的复制
（1）概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
（2）时间：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。
（3）过程：
①解旋：需要细胞提供能量；需要解旋酶的作用；最终把两条螺旋的双链解开。
②合成子链：模板――解开后的两条母链；原料――游离的四种脱氧核苷酸；酶――DNA聚合酶等；原则――碱基互补配对原则。
③重新螺旋：每一条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
（4）特点：边解旋边复制。
（5）方式：半保留复制。
（6）结果：形成两个完全相同的DNA分子。
（7）意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
2．染色体、DNA与基因的关系
（1）染色体是DNA的主要载体，每条上含有一个或两个DNA分子。
（2）DNA是主要的遗传物质，基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子含有许多个基因。
（3）基因是遗传物质的结构和功能单位，在染色体上呈线性排列。（4）每个基因中含有许多脱氧核苷酸，基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。
【要点解读】
1．“三看法”判断DNA分子结构的正误
（1）一看：外侧链成键位置是否正确，正确的成键位置为一分子脱氧核糖的5号碳原子上的磷酸基团与相邻脱氧核糖的3号碳原子之间。
（2）二看：外侧链是否反向平行。
（3）三看：内侧链碱基配对是否遵循碱基互补配对原则，即有无“同配”、“错配”现象。
2．DNA分子结构的四个计算规律
（1）规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
（2）规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和（如A＋T或C＋G）占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA（T换为U）中该种碱基比例的比值。
（3）规律三：在DNA双链中，一条单链的A1＋G1/T1＋C1的值与其互补单链的A2＋G2/T2＋C2的值互为倒数关系。但在整个DNA分子中该比值等于1。
（4）规律四：在DNA双链中，一条单链的A＋T/G＋C的值，与该互补链的A＋T/G＋C的值是相等的，与整个DNA分子中的A＋T/G＋C的值是相等的。
3．DNA分子复制特点及子DNA存在位置与去向
　　　　　　　
（1）复制特点：半保留复制即新DNA分子总有一条链来自亲代DNA（即模板链），另一条链（子链）由新链构建而成。
（2）2个子DNA位置：当1个DNA分子复制后形成2个新DNA分子后，这2个子DNA恰位于两姐妹染色单体上，且由着丝点连在一起。（如图所示）
（3）子DNA去向：在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，当着丝点分裂时，两姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。
4．“图解法”分析DNA复制过程中的数量关系
DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：
　　　　
（1）DNA分子数：
①子代DNA分子数＝2n个；
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个；
③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝（2n－2）个。
（2）脱氧核苷酸链数：
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条；
②亲代脱氧核苷酸链数＝2条；
③新合成的脱氧核苷酸链数＝（2n＋1－2）条。
（3）消耗的脱氧核苷酸数：
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m×（2n－1）个；
②n次复制需该脱氧核苷酸数＝m×2n个，n－1次复制需该脱氧核苷酸数＝m×2n－1个，则第n次复制需该脱氧核苷酸数＝2n×m－m×2n－1＝m×（2n－2n－1）＝m×2n－1个。
1．（云南省昆明第一中学2018届高三第八次月考理综生物试题）下列关于核酸的叙述，正确的是（　　）
A．被病菌或病毒感染的细胞内RNA都是转录来的
B．在翻译的过程中只需要mRNA-种核酸参与
C．细胞分裂间期完成DNA复制时只需要DNA聚合酶
D．双链DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接排在外侧构成
【答案】D
2．（福建省莆田第一中学2018届高三第四次月考理科综合生物试题）下研究遗传物质的方法中，合理的是（　　）
A．通过分析核酸中磷酸的种类可以确定DNA或RNA
B．用含有放射性的尿嘧啶核糖核苷酸的培养液来培养细胞，不能用来研究转录过程
C．可以用同时被35S和32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌来证明DNA是遗传物质
D．用同位素标记技术和密度梯度离心技术可研究DNA的半保留复制
【答案】D
【解析】组成DNA与RNA的磷酸都是一样的，因此通过分析核酸中磷酸的种类不能确定此核酸是DNA还是RNA，A错误；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，需要四种游离的核糖核苷酸，尿嘧啶核糖核苷酸是四种核糖核苷酸中的一种，因此用含有放射性的尿嘧啶核糖核苷酸的培养液来培养细胞，可以用来研究转录过程，B错误；用32P和35S分别标记两组T2噬菌体，然后分别让被标记的噬菌体侵染大肠杆菌，才能证明DNA是遗传物质，C错误；用同位素标记技术和密度梯度离心技术可研究DNA的半保留复制，D正确。
3．（黑龙江省牡丹江市第一高级中学2017-2018学年高三上学期期末考试生物试题）DNA溶解温度（Tm）是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度吗，不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中G＋C含量（占全部碱基的比例）与Tm的关系。下列有关叙述，不正确的是（　　）
A．—般地说，DNA分子的Tm值与G+C含量呈正相关
B．Tm值相同的DNA分子中G+C的数量有可能不同
C．生物体内解旋酶也能使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋
D．DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多
【答案】D
4．（江苏省盐城市2018届高三下学期第三次模拟考试生物试题）若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是（　　）
A．每条染色体中的两条染色单体均含3H
B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C．每个DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的1/4
【答案】A
【解析】若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在间期的S期时DNA复制1次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞都是每一条染色体的DNA都只有1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H标记，A正确。第二次分裂中期，1/2的DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H，1/2的DNA分子一条脱氧核苷酸链含3H，BC错误。所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的3/4，D错误。
5．（全国普通高等学校2018年招生全国统一考试（全国2卷）理科综合能力测试（黑卷）生物试题）在研究解旋酶在DNA复制过程中的作用机制时，科研人员发现，随着解旋酶的移动和双链的打开，DNA链中的张力变小了。下列相关分析错误的是（　　）
A．解旋酶可能位于DNA双链叉状分离的位置
B．减小DNA链中的张力可能有助于DNA进行自我复制
C．在DNA双链被打开的过程中不需要外界提供能量
D．解旋酶缺陷的发生可能与多种人类疾病的产生有关
【答案】C
6．（河北省唐山市、保定市2018届高三上学期第一次调研统考理科综合试题生物试题）BrdU能替代T与A配对而渗入新合成的DNA链，植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中分别培养到第一、第二个细胞周期的中期。下列有关说法中，不正确的是（　　）
A．1条染色体形成2条染色单体的同时，DNA也完成了复制
B．1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上
C．第一个细胞周期的中期，每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdU
D．第二个细胞周期的中期，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU
【答案】C
【解析】1条染色体形成2条染色单体的同时，DNA也完成了复制，A正确；1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上，B正确；第一个细胞周期的中期，DNA分子只复制一次，根据DNA分子半保留复制特点，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU，C错误；到第二个细胞周期的中期，DNA分子进行了2次半保留复制，每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU，D正确。
7．（重庆市2018届高三第二次诊断考试理科综合生物试题）DNA是绝大多数生物的遗传物质，关于DNA的相关说法错误的是（　　）
A．细胞在分裂之前，一定要进行DNA的复制
B．碱基对排列顺序的多样性是DNA多样性的原因之一
C．DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异
D．格里菲斯（Griffith）实验证明加热杀死的S细菌中必然存在转化因子
【答案】A
8．（湖北省黄冈中学2018届高三5月二模考试理综生物试题）下列关于真核细胞中的DNA说法错误的是（　　）
A．植物细胞从土壤中吸收的磷元素可以用于DNA合成
B．转录时，RNA聚合酶催化游离核糖核苷酸与模板链的碱基互补配对和磷酸二酯键的形成
C．细胞中DNA分子的碱基对数与所有基因的碱基对数之和不相等
D．一个基因转录时只能以其中的一条链作为模板
【答案】B
【解析】DNA由C、H、O、N、P五种元素组成，植物细胞从土壤中吸收的磷元素可以用于DNA合成，A正确；转录时，RNA聚合酶催化游离核糖核苷酸添加到核糖核苷酸链上，进而形成磷酸二酯键，B错误；基因是有遗传效应的DNA片段，基因在DNA分子中的分布是不连续的，因此细胞中DNA分子的碱基对数与所有基因的碱基对数之和不相等，C正确；转录时以DNA（基因）的一条链为模板合成RNA，D正确。
9．（四川省绵阳中学实验学校2018届高三5月模拟理综生物试题）下图中DNA分子片段中一条链由15N构成，另一条链由14N构成。下列有关说法错误的是（　　）
　　　　　　　
A．DNA连接酶和DNA聚合酶都可作用于形成①处的化学键，解旋酶作用于③处
B．②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
C．若该DNA分子中一条链上G+C=56%，则无法确定整个DNA分子中T的含量
D．把此DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占100%
【答案】C
【解析】DNA连接酶和DNA聚合酶均作用于两个核苷酸之间的化学键，解旋酶作用于碱基对之间的氢键，A项正确；②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，B项正确；若该DNA分子中一条链上G+C=56%，则整个DNA分子中G+C的含量也是56%，则整个DNA分子中T的含量为（1—56%）/2=22%，C项错误；DNA进行半保留复制，把此DNA放在含15N的培养液中复制两代，由于所用原料均含有15N，子代中含15N的DNA占100%，D项正确。
10．（江苏省盐城市2018届高三下学期第三次模拟考试生物试题）图为真核细胞细胞核中某基因的结构及变化示意图（基因突变仅涉及图中1对碱基改变）。下列有关叙述错误的是（　　）
　　　　　　　
A．该基因1链中的每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连接
B．RNA聚合酶进入细胞核参加转录过程，能催化mRNA的形成
C．基因突变导致新基因中（A＋T）/（G＋C）的值减小，而（A＋G）/（T＋C）的值不变
D．基因复制过程中1链和2链均为模板，复制后形成的两个基因中遗传信息一般相同
【答案】A
11．（湖北省宜昌市2018届高三四月调考理综生物试题）下列关于科学探究思维和方法的叙述，错误的是（　　）
A．科学家证实DNA的复制是半保留复制——放射性同位素示踪技术
B．真核细胞中的各种细胞器的分离——差速离心法
C．沃森和克里克发现DNA规则的双螺旋结构——数学模型建构法
D．萨顿根据基因和染色体的平行关系推测基因在染色体上——类比推理法
【答案】C
【解析】科学家对DNA进行放射性同位素示踪技术，证明了DNA的复制方式是半保留复制，A正确。分离各种细胞中的细胞器时采用差速离心法，B正确。沃森和克里克发现DNA规则的双螺旋结构采用的是物理模型建构法，C错误。萨顿是将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说，该方法称为类比推理法，D正确。
12．（江苏省徐州市2018届高三下学期第一次质量检测生物试题）下图为真核细胞内某基因（15N标记）的部分结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是（　　）
A．该基因的特异性表现在碱基种类上
B．DNA聚合酶催化①和③处化学键的形成
C．该基因的一条核苷酸链中（C+G）/（A+T）为3/2
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
【答案】C
13．（2018年贵州省贵阳市高考生物一模试卷）下列关于DNA的叙述正确的是（　　）
A．DNA转录的产物就是mRNA
B．导致性状改变的基因突变不一定能遗传给子代
C．某碱基在DNA单链中所占比例与在双链中所占比例相同
D．某个含100个碱基对的特定基因其碱基对的排列方式有4100种
【答案】B
【解析】DNA转录的产物是RNA，mRNA是RNA中的一种，A错误；基因突变如果发生在体细胞中，一般不遗传给后代，B正确；一种碱基在单链中的比例一般与双链中的该比例不同，C错误；100个碱基对组成的DNA序列最多有4100种，含100个碱基对的特定基因的排列顺序是特定的，D错误。
14．（江西省南昌市2018届高三第二次模拟考试理科综合生物试题）通常DNA分子复制从一个复制起始点开始，有单向复制和双向复制，如下图所示：
放射性越高的3H-胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（3H-脱氧胸苷），在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。请利用放射性自显影技术、低放射性3H-脱氧胸苷和高放射性3H-脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向，简要写出：
（1）实验思路：_____________。
（2）预测实验结果和得出结论：_________________。
【答案】（1）复制开始时，首先用含低放射性3H-脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H-脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况
（2）若复制起点处银颗粒密度低，一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双向复制
（2）依据实验思路可知：若DNA分子复制为单向复制，则复制起点处银颗粒密度低，远离复制起点的一侧银颗粒密度高。若DNA分子复制为双向复制，则复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高。
15．（安徽省宣城市2017-2018学年高三上学期调研测试生物试题）下图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脱氧核苷酸链碱基排序，图2显示的脱氧核苷酸链碱基序列为________（从上往下序列）。
（3）图1所测定的DNA片段与图2所显示的DNA片段中的（A＋G）/（T＋C）总是为________，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比分别为________、________，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，含有35S标记的噬菌体所占比例为_______。
【答案】（1）5　
（2）CCAGTGCGCC
（3）1　　嘌呤数等于嘧啶数　　1/1　　2/8
（4）0
1．DNA是细胞的遗传物质，下列有关叙述正确的是（　　）
A．碱基只存在DNA或RNA中
B．赫尔希和蔡斯用同位素标记法证明大肠杆菌的遗传物质是DNA
C．解旋酶解开螺旋的双链不需要消耗能量
D．碱基对的排列顺序决定了生物的多样性和特异性
【答案】D
2．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35．8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32．9%和17．1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（　　）
A．32．9%,17．1%　　　 B．31．3%,18．7%
C．18．7%,31．3% D．17．1%,32．9%
【答案】B
【解析】配对的碱基之和在一条链中与在整个DNA分子中的比例是相同的，因此，一条链中A、T、C、G的比例分别为31．3%、32．9%、17．1%和18．7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31．3%、18．7%。
3．下列关于基因的说法正确的是（　　）
A．携带致病基因的个体一定患遗传病，不携带致病基因的个体不会患遗传病
B．一个基因的碱基排列顺序的多样化构成了基因的多样性
C．性染色体上基因的遗传不遵循分离定律
D．DNA是染色体的主要成分，一个DNA分子上含有许多个基因
【答案】D
【解析】携带隐性致病基因的个体不一定患病；若是染色体变异引起的遗传病，该病患者不携带致病基因。一个基因的碱基排列顺序是特定的，构成了基因的特异性。性染色体上基因的遗传也遵循分离定律。染色体的主要成分是DNA和蛋白质，基因在染色体上呈线性排列，一个DNA分子上有许多个基因。
4．下图为某DNA分子的部分平面结构图，该DNA分子片段中含100个碱基对，40个胞嘧啶，则下列说法错误的是（　　）
A．②与①交替连接，构成了DNA分子的基本骨架
B．③是连接DNA单链上两个核糖核苷酸的磷酸二酯键
C．该DNA复制n次，含母链的DNA分子只有2个
D．该DNA复制n次，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为60×（2n－1）个
【答案】B
5．20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现（A＋T）/（C＋G）的比值如表。结合所学知识，你认为能得出的结论是（　　）
DNA来源
大肠杆菌
小麦
鼠
猪肝
猪胸腺
猪脾
（A＋T）/（C＋G）
1．01
1．21
1．21
1．43
1．43
1．43
A．猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些
B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同
C．小麦DNA中（A＋T）的数量是鼠DNA中（C＋G）数量的1．21倍
D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
【答案】D
【解析】大肠杆菌DNA中（A＋T）/（C＋G）的比值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含C—G碱基对的比例较高，而C—G碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌的DNA结构稳定性高于猪的；虽然小麦和鼠的（A＋T）/（C＋G）比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同；同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的，因此DNA碱基组成也相同。
6．某生物细胞内有一对同源染色体，如图所示（a与a′、b与b′为姐妹染色单体，着丝点分裂后成为子染色体，细胞在有丝分裂过程中，子染色体a可与b′组合进入一个子细胞，也可与b组合进入一个子细胞，两种可能性在概率上是相等的）。若选取1000个该生物细胞作为研究对象，用15N标记这对同源染色体上的DNA分子，再放入不含15N标记的培养液中培养（细胞分裂同步），则完成1次分裂、2次分裂、3次分裂所得子细胞中含有15N标记的细胞个数分别约为（　　）
A．2000、3000、5000 B．1000、2000、4000
C．2000、3000、3500 D．2000、3000、4500
【答案】C
7．现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是（　　）
A．基因M共有4个游离的磷酸基，氢键数目为1．5N＋n个
B．如图a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示；a链含有A的比例最多为2n/N
C．基因M的双螺旋结构，脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架
D．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等
【答案】D
8．下列有关DNA的叙述，错误的是（　　）
A．DNA分子中碱基A和T通过两个氢键、G和C通过三个氢键形成碱基对
B．DNA分子的碱基对包含着遗传信息，因此DNA分子能够储存遗传信息
C．DNA分子的多样性和特异性与碱基对的排列顺序无关
D．DNA分子上分布着多个基因
【答案】C
【解析】DNA分子中A-T碱基对由两个氢键连接、G-C碱基对由三个氢键连接，A正确；DNA分子的碱基对的排列顺序就是遗传信息，因此DNA分子能够储存遗传信息，B正确；DNA分子的多样性指的就是DNA中碱基对的排列顺序多种多样，而DNA的特异性就是指特定的DNA含有特定的碱基对排列顺序，C错误；基因是DNA上有遗传效应的片段，一个DNA分子上含有多个基因，D正确。
9．真核细胞中DNA复制过程如图所示，下列表述错误的是（　　）
A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B．每个子代DNA都有一条脱氧核苷酸链来自亲代
C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则和精确的模板
【答案】C
10．一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是（　　）
A．该DNA分子的特异性与碱基对的排列顺序有关
B．复制过程需要2．4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链数目之比为1：7
D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数目之比为1：3
【答案】B
【解析】DNA分子中碱基对的排列方式多种多样，这决定了DNA分子的多样性，而每个DNA分子都有其特定的碱基排列序列，这又决定了DNA分子的特异性，A正确；由分析可知，该DNA分子中含有胞嘧啶脱氧核苷酸3000个，复制过程需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3000×（23-1）=2．1×104个，B错误；由题意知被32P标记的DNA单链是2条，含有31P的单链是2×8-2=14条，因此子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1：7，C正确；子代DNA分子中含32P的DNA分子有两个，只含31P的分子数是6个，二者之比是1：3，D正确。
11．用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是（　　）
卡片类型
脱氧核糖
磷酸
碱基
A
T
G
C
卡片数量
10
10
2
3
3
2
A．最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对
B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C．DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
D．可构建45种不同碱基序列的DNA
【答案】B
12．某长度为1000个碱基对的双链环状DNA分子，其中含腺嘌呤300个，该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A．该过程是从两个起点同时进行的，1链中的碱基数目多于2链
B．若该DNA连续复制3次，则第三次共需鸟嘌呤4900个
C．复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制
D．该环状DNA通常存在于细菌、酵母菌等原核细胞中
【答案】C
【解析】双链DNA分子的两条链是严格按照碱基互补配对原则形成的，所以1链和2链均含1000个碱基，两者碱基数目相同。根据碱基互补配对原则（A—T、G—C），DNA分子含腺嘌呤300个，所以胸腺嘧啶也为300个，则胞嘧啶和鸟嘌呤均为700个，在第三次复制过程中，DNA分子数由4个增加到8个，即第三次新合成4个DNA分子，故共需鸟嘌呤700×4＝2800个。根据题意可知，复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制。酵母菌细胞是真核细胞。
13．用32P标记某动物精原细胞的全部核DNA，然后将细胞置于31P标记的培养液中培养，使其进行一次有丝分裂或减数分裂（MⅠ、MⅡ），下列有关叙述正确的是（　　）
A．有丝分裂前期与MⅠ前期细胞中，32P标记的DNA分子数相同、染色体数不同
B．有丝分裂后期与MⅠ后期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数不同
C．有丝分裂中期与MⅡ中期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数不同
D．有丝分裂后期与MⅡ后期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数相同
【答案】C
14．请回答下列与DNA分子的结构和复制有关的问题：
（1）DNA分子复制的时间是______________________________________，一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠______________________________连接。
（2）在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一种长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细________，原因是____________________。
（3）DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（P）变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是_____________。
（4）7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对。某DNA分子中腺嘌呤（A）占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤（G）全部被7-乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶（T）占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤（G）所占比例为________。
（5）请你在下面框图中画出某亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物模式图。
【答案】（1）有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期　　—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—　
（2）相同　　嘌呤必定与嘧啶互补配对　
（3）胞嘧啶或鸟嘌呤
（4）20%
（5）如图

【解析】（1）DNA分子复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。
（4）据DNA分子中的A占30%，可知T占30%，C占20%，G占20%。当其中的G全部被7-乙基化后，新复制的两个DNA分子中G的比例不变，仍为20%。
（5）DNA复制为半保留复制，因此在第二次复制形成的4个DNA分子中，其中2个DNA分子是亲本链和第二次复制子链形成的，另2个DNA分子是第一次复制子链和第二次复制子链形成的。
15．基因敲除是一种基因工程操作技术，该技术针对某个序列已知但功能未知的基因，改变其结构，使其功能丧失，进而推测出该基因的生物学功能。
（1）将基因敲除杂合子小鼠雌雄互交，剪取子代小鼠尾尖，提取得到鼠尾组织基因组DNA，使用特定的引物，采用_________方法进行扩增并电泳，得到如图结果。图中WT所对应的是野生型小鼠，KO和HET对应的分别是_________。对所有子代鼠的电泳结果进行统计，WT、HET、KO的数量比例约为1∶2∶1，说明该基因的遗传符合_________定律。
　　　　　　　　　　　
（2）敲除基因的纯合子往往生活力和繁殖力低，甚至会在胚胎期死亡，妨碍了对该基因在成年动物体内功能的研究。需要重新设计实验程序，使基因的敲除发生在成年动物特定组织和特定时间内。
①在肾脏集合管细胞中，AQP2启动子特异性地与_________结合，开始转录并产生水通道蛋白，这被称为基因的_________。
②研究人员找到了一段被称为loxP位点的DNA序列，该序列是酶C的作用位点，如下图所示，当基因X位于_________时，在酶C的作用下被敲除。
③采用基因工程等方法获得在某基因两侧插入LoxP序列的纯合小鼠A。一般情况下，小鼠A的表现型与野生型小鼠_________（相同/不同）。
④另外获得一种转基因小鼠B，在转入的酶C基因前插入_________序列，可以使酶C在肾脏集合管处表达。
（3）请根据以上材料，设计实验程序获得只在肾脏集合管处进行基因敲除的小鼠：_________。
【答案】（1）PCR　　基因敲除纯合子和杂合子　　基因的分离
（2）RNA聚合酶　　选择性表达　　两个方向相同的loxP位点之间　　相同　　AQP2基因启动子
（3）①让小鼠A和B杂交，子代自交，②通过PCR扩增和核酸分子杂交等方法鉴定和选择，③获得含有LoxP序列和连接AQP2启动子的酶C基因的纯合子小鼠
【解析】（1）体外DNA扩增可用PCR技术；据图中DNA电泳带分析，WT所对应的是野生型小鼠，DNA均是661bp，KO所对应的DNA均是200bp，表示基因敲除纯合子，HET对应的DNA有两个电泳带，分别是661bp和 200bp，表示基因敲除杂合子；基因敲除杂合子小鼠雌雄互交，子代的基因型数量比例约为1:2:1，说明该基因的遗传符合基因的分离定律。
（3）插入LoxP序列的小鼠A相当于杂合子，基因型设为Aa，连接AQP2启动子的酶C基因的小鼠B相当于杂合子，基因型设为Bb，即小鼠A、B的基因型为AaBB和AABb，要获得只在肾脏集合管处进行基因敲除的小鼠即aabb的纯合子，可将让小鼠A和B杂交，子代自交，通过PCR扩增和核酸分子杂交等方法对F2代进行鉴定和选择，获得含有LoxP序列和连接AQP2启动子的酶C基因的纯合子小鼠。

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