2023版高考生物一轮总复习课时质量评价18DNA的结构复制和基因的本质

课时质量评价(十八)

(建议用时：40分钟)

一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。

1．(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

A　解析：子链延伸时由5′端向3′端延伸合成，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。

2．(2021·河南信阳模拟)下图表示两个脱氧核苷酸分子在DNA聚合酶作用下的聚合过程。若由脱氧核苷酸分子聚合形成的小分子DNA共有500个碱基对，则其缩合过程中形成的磷酸二酯键数、产生的水分子数、该DNA分子中羟基(—OH，碱基中不含羟基)数分别是(　　)

A．499，499，502 B．998，998，501

C．998，998，1 004 D．998，998，1 002

C　解析：磷酸二酯键数目＝脱去的水分子数目＝脱氧核苷酸数目－脱氧核苷酸链数＝500×2－2＝998(个)；该DNA分子中羟基(—OH)数＝脱氧核苷酸数目×2－磷酸二酯键数目＋脱氧核苷酸链数＝500×2×2－998＋2＝1 004(个)，即C正确。

3．研究发现，细胞内DNA复制的最初原料是dNTP(脱氧三磷酸核苷，包括dATP、dGTP、dCTP和dTTP)，dNTP除了作为DNA复制的原料之外，还可以作为DNA复制过程中部分能量的来源。下列关于DNA结构和复制的叙述错误的是(　　)

A．DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧

B．双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸

C．在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供

D．DNA复制过程中所需的核糖核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基

D　解析：DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧，磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧，A正确；双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸，B正确；在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供，也可以从其他途径获得，比如磷酸肌酸也可以供能，C正确；DNA复制过程中所需的脱氧核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基，D错误。

4．(2021·山东淄博二模)DNA的熔点(Tm)是指将DNA加热变性使DNA的双螺旋结构解旋至一半时的温度，其影响机制如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A．Tm值大小与G＋C的百分含量和盐溶液浓度有关

B．以高盐溶液为介质的DNA的Tm值范围较大

C．G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低

D．一定盐浓度下，G＋C的百分含量越高，DNA分子的热稳定性越强

B　解析：60 ℃后，DNA分子的Tm值和C＋G含量呈正相关，且低盐溶液比高盐溶液相同的G＋C值所需温度更低，A正确；高盐溶液中随G＋C比值的变化Tm变化较为集中，低盐溶液中Tm变化幅度较大，B错误；根据图示，G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低，C正确；一定盐浓度下，G＋C比例越高，Tm越高，DNA分子的热稳定性就越强，D正确。

5．(2021·辽宁沈阳一模)下图为某DNA分子半保留复制过程的部分示意图，非复制区与复制区的相接区域会形成Y字形结构，被称为复制叉。在复制过程中，DNA连接酶可以将脱氧核苷酸片段连接在一起。据图分析，下列说法错误的是(　　)

A．解旋酶可结合在复制叉的部位

B．DNA复制叉的延伸需要消耗能量

C．DNA聚合酶能催化前导链和滞后链由3′端向5′端延伸

D．DNA连接酶在DNA复制过程中能催化磷酸二酯键形成

C　解析：解旋酶在DNA复制过程中起到催化双链DNA解旋的作用，据图可知，解旋酶可结合在复制叉的部位，A正确；解旋酶是由水解ATP供给能量来解开DNA的酶，故DNA复制叉的延伸需要消耗能量，B正确；据图可知，DNA聚合酶能催化前导链和滞后链由5′端向3′端延伸，C错误；DNA连接酶在DNA复制过程中将脱氧核苷酸片段连接在一起，即能催化磷酸二酯键形成，D正确。

6．(2021·北京西城二模)将分生区细胞培养在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，短时间后更换到无放射性的培养基中再培养一段时间。测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞的百分率，结果如下图所示。下列分析错误的是(　　)

A．10～20 h曲线下降，与被标记的细胞逐渐完成分裂有关

B．20 h后曲线再次开始上升，是因为被标记的细胞进入第二轮分裂的分裂期

C．每一个被标记的细胞分裂两次形成的四个细胞中，均只有两个细胞带有放射性DNA

D．从DNA复制完成到分裂期开始的时长约为2 h

C　解析：10～20 h被标记的细胞逐渐完成分裂进入分裂间期，故10～20 h曲线下降，与被标记的细胞逐渐完成分裂有关，A正确；20 h之后被标记的细胞再次进入分裂期，故20 h之后曲线再次上升，B正确；细胞内有多对染色体(不是只有一条染色体)，在有丝分裂后期，子染色体被移向两极，分裂形成的四个细胞中不可能均只有两个带有放射性，C错误；细胞被标记说明已完成了复制，而题干又说“短时间”，故约2 h，D正确。

7．甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7­乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某双链DNA分子中A占碱基总数的30%，甲磺酸乙酯(EMS)使所有鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7­乙基鸟嘌呤后进行复制，产生甲、乙两个子一代DNA中，其中一个DNA分子(甲)中T占碱基总数的42%。下列叙述错误的是(　　)

A．甲DNA分子中A所占比例为30%

B．DNA分子中G所占比例乙与甲相同

C．乙DNA分子中T占碱基总数的38%

D．乙DNA分子中A、T、G、C比例无法确定

D　解析：双链DNA中A占30%，由于A＝T、G＝C，则DNA分子中A＝T＝30%、G＝C＝20%。7­乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，其他配对关系不受影响，因此子代DNA分子中A、G所占比例不变，甲、乙两个DNA分子中A都占30%、G都是占20%，A、B正确；设复制的DNA分子两条链分别为α链和β链，甲DNA分子由α链复制产生，乙DNA分子由β链复制产生，由α链复制形成的甲DNA分子中T占碱基总数的42%，比正常的30%增加了12%，说明α链中7­乙基鸟嘌呤占该链碱基的24%，同理可推知，β链中7­乙基鸟嘌呤占该链碱基的16%，乙DNA分子中A∶T∶G∶C＝30∶38∶20∶12，C正确，D错误。

8．下图1表示的是细胞内DNA复制过程，图2表示图1中RNA引物去除并修复的过程。下列相关叙述错误的是(　　)

A．两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同

B．酶1、2可催化RNA降解，去除引物

C．酶3是DNA聚合酶，催化游离的核糖核苷酸连接到DNA单链上

D．酶4是DNA连接酶，催化两个DNA单链片段的连接

C　解析：DNA复制时，其中一条链的复制是连续的，只需一个引物，而另一条链的复制是不连续的，形成多个子链DNA片段，所以需要多个引物，因此两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同，A正确；从图中看出，酶1、2可以将RNA引物降解，使得一条链缺少一段碱基序列，B正确；DNA复制的原料是脱氧核苷酸，所以酶3的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到DNA单链上，C错误；从图中看出，酶4催化DNA单链片段连接形成DNA长链，故酶4是DNA连接酶，D正确。

9．下图为果蝇两条染色体上部分基因分布的示意图，下列叙述错误的是(　　)

A．朱红眼基因cn与辰砂眼基因v在结构上的差别主要是碱基序列不同

B．在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝粒都能排列在赤道板上

C．“果蝇的白眼基因位于X染色体上”是摩尔根通过测交等方法验证的

D．基因cn、cl、v、w只有在有丝分裂后期才可能出现在细胞的同一极

D　解析：朱红眼基因cn与辰砂眼基因v是不同的基因，二者在结构上的差别主要是碱基序列不同，A正确；在有丝分裂中期，所有染色体的着丝粒都排列在赤道板上，故X染色体和常染色体的着丝粒都能排列在赤道板上，B正确；“果蝇的白眼基因位于X染色体上”是摩尔根通过测交等方法验证的，摩尔根运用了假说—演绎法进行探究，C正确；基因cn、cl、v、w属于非等位基因，在有丝分裂后期或减数分裂Ⅰ的后期、减数分裂Ⅱ都可能出现在细胞的同一极，D错误。

二、非选择题

10．(2021·四川达州检测)DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复制。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA的复制方式，基本思路是用14N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含15N的培养基上让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌的DNA并作相应处理，可能出现的实验结果如图2所示。

(1)该实验将会用到的实验技术有____________技术和密度梯度离心技术。若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1，可以说明DNA复制方式不是全保留复制，理由是______________________。

(2)若亲代大肠杆菌繁殖两代，出现实验结果2，说明DNA的复制方式是________复制。按照此复制方式：

①亲代大肠杆菌繁殖N代(N≥2)，实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为______________。

②图3中DNA片段2至少需要经过________次复制才能获得DNA片段3。

解析：(1)该实验使用了15N对DNA进行标记，应用了同位素示踪技术，同时用密度梯度离心法对DNA进行分离。若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1(离心后只有1条中带)，可以说明DNA的复制可能是半保留复制，也可能是分散复制，但可以排除全保留复制，因为若为全保留复制，则DNA复制一次后形成的2个DNA分子是1个只含14N，另一个只含15N，实验结果应出现一条轻带和一条重带。(2)若DNA的复制方式是半保留复制，则亲代大肠杆菌繁殖两代，形成的4个DNA分子，只含15N的两个，一条链14N、一条链15N的两个，经离心出现实验结果2。按照半保留复制方式：①亲代大肠杆菌繁殖N代(N≥2)，无论复制多少代，形成的2N个DNA分子，只含14N的0个，一条链14N、一条链15N的2个，只含15N的为(2N－2)个，即实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为0∶2∶(2N－2)。②图3中与DNA片段3相比，DNA片段2中G/U替换为了A/T，进行第一次复制时会出现A/U(模板链上的碱基U与A配对)；进行第二次复制时会出现T与A配对。即至少需要经过2次复制，DNA片段2中G/U可替换为A/T，才能获得DNA片段3。

答案：(1)同位素示踪　若为全部留复制，实验结果1应只出现轻带和重带　(2)半保留　①0∶2∶(2N－2)　②2

11．(2021·福建三明期末)为探索DNA复制的具体过程，科学家做了如下实验：20 ℃条件下，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养大肠杆菌增殖多代，再用未标记的T4噬菌体侵染这些大肠杆菌，培养不同时间后阻断DNA复制，将DNA变性处理为单链，离心分离并检测离心管不同位置的放射性强度，结果如下图所示(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。

(1)DNA复制时，催化单个脱氧核苷酸连接到已有DNA链上的酶是____________，DNA分子的________结构能够为复制提供精确的模板，DNA复制的方式为__________________。

(2)新形成的T4噬菌体带有放射性标记的原因是_____________________

__________________________________________________________________。

(3)根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程可能是先合成较短的DNA片段，之后在DNA连接酶的作用下，__________________。若抑制DNA连接酶的功能，重复上述实验，可能出现的实验现象是__________________。

解析：(1)DNA复制时，催化单个脱氧核苷酸连接到已有DNA链上的酶是DNA聚合酶，DNA分子的双螺旋结构能够为复制提供精确的模板，DNA复制的方式为半保留复制(和边解旋边复制)。(2)新形成的T4噬菌体带有放射性标记的原因是大肠杆菌以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA，T4噬菌体寄生于大肠杆菌，合成DNA原料全部来自大肠杆菌。(3)根据题意和图示可知，DNA片段越短，与离心管顶部距离越近，时间较短时，短片段DNA数量较多，随着时间推移，长片段DNA数量增多，由此可推测，DNA复制时子链合成的过程可能是先合成较短的DNA片段，之后在DNA连接酶的作用下，较短的DNA片段连接成DNA长链。DNA连接酶可将DNA片段连接起来，因此若抑制DNA连接酶的功能，再重复上述实验，则较短的DNA片段不能再连接成DNA长链，随着时间推移，短片段DNA的数量一直较多，与离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强。

答案：(1)DNA聚合酶　双螺旋　半保留复制(和边解旋边复制)　(2)大肠杆菌以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA，T4噬菌体寄生于大肠杆菌，合成DNA的原料全部来自大肠杆菌　(3)较短的DNA片段连接成DNA长链　随着时间推移，与离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强