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2024届人教版高考生物一轮复习DNA的结构、复制及基因通常是有遗传效应的DNA片段作业含答案
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这是一份2024届人教版高考生物一轮复习DNA的结构、复制及基因通常是有遗传效应的DNA片段作业含答案，共12页。
课时分层作业(十八) DNA的结构、复制及基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．下图是某DNA片段的结构示意图，下列叙述正确的是( )
A．图中①是氢键，②是脱氧核苷酸链的5′端，③是3′端
B．DNA分子中A＋T含量高时稳定性较高
C．磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架
D．a链、b链方向相同，a链与b链的碱基互补配对
2．用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如表所示，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中每个脱氧核糖只与1分子磷酸相连
D．最多可构建44种不同碱基序列的DNA片段
3．(2021·湖北黄冈联考)关于DNA分子复制机制，科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹，结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．Rep可以破坏相邻核苷酸之间的磷酸二酯键
B．DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用
C．根据材料推断Rep推动复制叉移动是通过水解ATP提供能量
D．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
4．(2022·江苏南通调研)PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，与人体细胞内DNA分子复制相比，下列有关叙述错误的是( )
A．都遵循碱基互补配对原则
B．DNA聚合酶作用的最适温度不同
C．都是边解旋边复制的过程
D．复制方式都是半保留复制
5．(2022·湖北七市联考)7乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。若1个双链DNA分子在第n轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的鸟嘌呤(G)被7乙基化。随后都再复制p次，发生突变的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例为( )
A．1/2n B．1/2n-1
C．1/2n＋p D．1/2n+1
6．(2022·华中师大一附中检测)将细菌放在含15N的培养基中培养一段时间后，获得亲代细菌，然后放在含14N的培养基培养到子一代和子二代。在每代取等量的细菌破碎，提取DNA 离心，然后在紫外光下检测DNA沉降带(由轻到重为轻带、中间带和重带)。下列有关实验结果的说法正确的是( )
A．亲代与子一代的结果可说明DNA复制方式为半保留复制
B．若用DNA酶处理子一代DNA后再离心，沉降带仍为中间带
C．子二代只含14N的DNA分子占全部DNA分子的1/2
D．可用噬菌体代替细菌进行上述实验，且提取DNA更方便
7．(2023·安徽十校联考)研究人员先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌充分繁殖，经离心处理后，试管中只出现一条DNA带，标记为甲，然后将1个子代大肠杆菌转移到含14NH4Cl的普通培养液中培养。培养24小时，此时DNA第n次复制恰好完成，经检测含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/16，将子代DNA离心后，试管中出现和甲位置不同的两种条带，标记为乙、丙。下列叙述错误的是( )
A．乙、丙位置在甲的下方
B．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制
C．大肠杆菌增殖一代所需时间约为4.8小时
D．DNA复制需要大肠杆菌的细胞呼吸提供能量
8．(不定项)(2022·湖南长郡中学检测)下列关于DNA复制的说法正确的是( )
A．真核生物核DNA的复制发生在有丝分裂前期
B．真核生物核DNA分子复制过程需要解旋酶和能量
C．细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制
D．如果DNA双链不能解开，细胞中的DNA复制和转录都会发生障碍
9．(不定项)某研究小组进行“探究DNA复制方式”的实验，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位置分布。下列叙述正确的是( )
a b c
A．本实验所用的技术包括同位素标记技术和密度梯度离心技术
B．大肠杆菌在15NH4Cl培养液中培养多代后可得到a管所示结果
C．c管的结果表明该管中大肠杆菌的DNA包括14N/15N及15N/15N
D．本实验可证明DNA分子的复制方式为半保留复制
10．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)：
(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。
11．(2021·山东等级考)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是( )
A．“引子”的彻底水解产物有两种
B．设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA
C．设计“引子”前不需要知道古人类DNA序列
D．土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
12．(2022·山东中学联盟大联考)人类肿瘤细胞细胞质中含大量独立于染色体外存在的环状DNA(ecDNA)，其上普遍带有癌基因。癌细胞内ecDNA可大量扩增且癌基因能高效表达。下列叙述正确的是( )
A．ecDNA中的每个脱氧核糖与一个或两个磷酸基团相连
B．ecDNA上带有癌基因且能够复制，所以人类的癌症能够遗传给下一代
C．ecDNA容易复制和表达，可能与其呈裸露状态，易解旋有关
D．ecDNA通过复制后能平均分配至子细胞中，保持遗传的稳定性
13．(2022·广东茂名一中高三月考)研究发现，DNA分子存在同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成的特殊结构，称为iMotif结构。该结构大多出现在原癌基因的RNA聚合酶识别并结合的部位。下列叙述中正确的是( )
A．解旋酶和DNA聚合酶参与了iMotif结构的形成
B．形成该结构后，DNA的氢键和碱基数量都发生变化
C．iMotif结构的出现使染色体缩短，属于染色体变异
D．iMotif结构影响原癌基因转录，影响细胞生长和分裂
14．(不定项)(2021·山东青岛检测)动物细胞的线粒体DNA分子上有两个复制起始区OH和OL。该DNA复制时，OH首先被启动，以L链为模板合成M链，当M链合成约2/3时，OL启动，以H链为模板合成N链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是解旋酶
B．线粒体环状DNA分子中每个脱氧核糖都与一或两个磷酸相连
C．复制完成后M链中的嘌呤数与N链中的嘧啶数一定相同
D．合成M链和N链时方向相反是因为DNA聚合酶只能从模板链的3′端延伸子代DNA链
15．早期，科学家对DNA分子复制方式的预测如图甲所示，1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA以半保留的方式复制。试管②③④⑤是模拟实验中可能出现的结果(如图乙)。回答下列问题。
甲
乙
培养过程：
Ⅰ．在含15N的培养液中培养若干代，使DNA双链均被15N标记(试管①)。
Ⅱ．转至含14N的培养液中培养，每30 min复制一代。
Ⅲ．取出每代DNA的样本离心，记录结果。
(1)本实验运用的主要技术为____________________________，步骤Ⅰ的目的是标记大肠杆菌中的________；至少需要________min才会出现试管④的结果。
(2)30 min后离心只有1条中等密度带(如试管③所示)，则可以排除DNA复制的方式是______________； 为进一步确定DNA复制的方式，科学家对结果③中的DNA分子用解旋酶处理后离心，若出现____________________________，则DNA复制的方式为半保留复制。
(3)若某次实验的结果中，中带比以往实验结果所呈现的略宽，其原因可能是新合成的DNA单链中N仍有少部分为________。课时分层作业(十八)
1．C [图中①是氢键，②是脱氧核苷酸链的3′端，③是5′端，A项错误；碱基A和T之间有两个氢键，碱基G和C之间有三个氢键，因此G＋C含量高时DNA分子的稳定性较高，B项错误；磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架，C项正确；DNA分子的两条链反向平行，a链与b链的碱基互补配对，D项错误。]
2．B [双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A—T、C—G，且互相配对的两种碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2个A—T碱基对，2个C—G碱基对，共形成4个脱氧核苷酸对，A错误；A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有10个氢键，B正确；DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，C错误；碱基对种类和数目确定，所以可构建的DNA种类数少于44种，D错误。]
3．A [根据Rep的功能可推断出，Rep应为解旋酶，该酶能破坏氢键，A错误；DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上，可防止单链之间重新螺旋化，B正确；根据材料推断Rep推动复制叉移动是通过水解ATP提供能量，C正确；根据题意和图示分析可知：DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点，D正确。]
4．C [DNA分子的体外复制和体内复制都遵循碱基互补配对原则，A正确；PCR技术是在较高温度条件下进行的，因此PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高，B正确；PCR技术是在较高温度条件下打开双链后进行扩增的，不是边解旋边复制的，C错误；DNA复制方式都是半保留复制，D正确。]
5．D [分析题意可知，某一复制产物分子一条链上的鸟嘌呤(G)被7乙基化，该碱基不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，相当于该DNA分子一条链上的G突变为A。突变后，该DNA分子又进行了p次复制，则每轮复制结束后，由于该条链变异，所以根据这条链为模板的产物及以产物为模板的DNA分子也变异，故发生突变的双链DNA数是2p-1，总DNA分子数是2n＋p，所以两者比例为＝，A、B、C错误，D正确。]
6．C [DNA复制的方式是半保留复制，经过复制后，形成的2个子代DNA分子，各保留了一条亲代DNA分子的模板母链。亲代与子一代的结果不能说明DNA复制方式为半保留复制，也可能是分散复制，A错误；若用DNA酶处理子一代DNA后离心，则DNA分子被水解为核苷酸，因而没有沉降带，B错误；子二代DNA分子中全部含有14N，一半DNA都是14N，另一半DNA中一条链为14N，另一条链为15N，C正确；噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能在培养基中培养，所以不可用噬菌体代替细菌进行上述实验，D错误。]
7．A [亲代大肠杆菌是15N标记的DNA(15N/15NDNA)，子代DNA是15N/14NDNA和14N/14NDNA，子代DNA位置在亲代DNA的上方，A错误；若是全保留复制，复制n次后，试管中只能出现甲和另一条带，即只有两条带，但题干信息显示试管中出现和甲位置不同的两条带(乙、丙)，若是分散复制，则复制n次后，试管中只能出现一种条带，只有DNA的复制方式为半保留复制，子代才会出现15N/14NDNA和14N/14NDNA与甲(15N/15NDNA)不同的两种条带，B正确；经过n次复制，一个DNA分子形成2n个DNA分子，其中含15N的DNA占2/2n＝1/2n-1(n表示复制次数)，含有15N的大肠杆菌占1/16，即1/2n-1＝1/16，n＝5，DNA经过了5次复制，故24小时大肠杆菌增殖5代，则增殖一代所需时间为24÷5＝4.8(小时)，C正确；DNA复制需要能量驱动，所需能量来自大肠杆菌的细胞呼吸，D正确。]
8．BCD [真核生物核DNA的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期，A错误；真核生物核DNA分子复制过程需要解旋酶，同时需要能量，B正确；细胞周期中染色质比染色体更易解螺旋，因此其上的DNA复制更容易，C正确；DNA复制和转录的前提是作为模板的DNA要解螺旋， 若DNA双链不能解开，复制与转录都会受阻，D正确。]
9．ABD [a管中条带为重带(15N/15N)，b管中条带为中带(14N/15N)，c管中条带为轻带(14N/14N)和中带(14N/15N)。由题干信息“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的位置分布”可知，本实验所用技术包括同位素标记技术和密度梯度离心技术，A正确；大肠杆菌在带15N标记的培养液中培养多代后，根据DNA半保留复制的特点，绝大部分条带为15N/15N，即重带，B正确；c管中的条带包括一条中带和一条轻带，即DNA包括14N/15N和14N/14N，C错误；据图可知，整个实验中的DNA经离心后，出现15N/15N、14N/15N和14N/14N三种条带，可证明DNA的复制方式为半保留复制，D正确。]
10．(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
(5)不是
11．C [根据题意分析“引子”是一段DNA序列，彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基，共6种产物，A错误；由于线粒体中也含有DNA，因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA，B错误；根据题干信息利用现代人的DNA序列设计并合成了“引子”，说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列，C正确；土壤沉积物中的古人类双链DNA需要经过提取，且在体外经过加热解旋后，才能与“引子”结合，而不能直接与引子结合，D错误。故选C。]
12．C [ecDNA为环状DNA，没有游离的磷酸基团，ecDNA中的每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连，A错误；只有发生在生殖细胞内的遗传物质的改变才能遗传，B错误；ecDNA是独立于染色体外存在的环状DNA，容易复制和表达，可能与其呈裸露状态不与蛋白质结合易解旋有关，C正确；ecDNA是细胞质中的DNA，复制后随机分配至子细胞中，D错误。]
13．D [该结构由同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成，这个过程不涉及氢键断裂和磷酸二酯键的生成，没有解旋酶和DNA聚合酶的参与，同时，碱基数量也没有发生变化，A、B错误；该结构由同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成，是一种特殊的DNA结构，碱基序列没有发生改变，它的出现不是染色体变异的结果，C错误；iMotif结构大多位于原癌基因的RNA聚合酶识别并结合的部位，会影响RNA聚合酶与启动子的结合，会影响原癌基因的转录，影响细胞生长和分裂的进程，D正确。故选D。]
14．ACD [DNA分子复制开始时，首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下进行解旋，可见，复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是解旋酶， A正确；线粒体环状DNA分子中没有游离的磷酸基团，每个脱氧核糖都与两个磷酸相连，B错误；依据碱基互补配对原则和图示分析可知：复制完成后M链与N链相当于互补链，AM＝TN、TM＝AN、CM＝GN、GM＝CN，因此复制完成后M链中的嘌呤数与 N链中的嘧啶数一定相同，C正确；组成DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，而DNA聚合酶只能从DNA模板链的3′端延伸DNA链，所以合成M链和N链时方向相反，D正确。]
15．(1)同位素标记技术 DNA 60 (2)全保留复制 重带和轻带两种条带 (3)15N
课时分层作业(十八) DNA的结构、复制及基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．下图是某DNA片段的结构示意图，下列叙述正确的是( )
A．图中①是氢键，②是脱氧核苷酸链的5′端，③是3′端
B．DNA分子中A＋T含量高时稳定性较高
C．磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架
D．a链、b链方向相同，a链与b链的碱基互补配对
2．用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如表所示，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中每个脱氧核糖只与1分子磷酸相连
D．最多可构建44种不同碱基序列的DNA片段
3．(2021·湖北黄冈联考)关于DNA分子复制机制，科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹，结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．Rep可以破坏相邻核苷酸之间的磷酸二酯键
B．DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用
C．根据材料推断Rep推动复制叉移动是通过水解ATP提供能量
D．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
4．(2022·江苏南通调研)PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，与人体细胞内DNA分子复制相比，下列有关叙述错误的是( )
A．都遵循碱基互补配对原则
B．DNA聚合酶作用的最适温度不同
C．都是边解旋边复制的过程
D．复制方式都是半保留复制
5．(2022·湖北七市联考)7乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。若1个双链DNA分子在第n轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的鸟嘌呤(G)被7乙基化。随后都再复制p次，发生突变的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例为( )
A．1/2n B．1/2n-1
C．1/2n＋p D．1/2n+1
6．(2022·华中师大一附中检测)将细菌放在含15N的培养基中培养一段时间后，获得亲代细菌，然后放在含14N的培养基培养到子一代和子二代。在每代取等量的细菌破碎，提取DNA 离心，然后在紫外光下检测DNA沉降带(由轻到重为轻带、中间带和重带)。下列有关实验结果的说法正确的是( )
A．亲代与子一代的结果可说明DNA复制方式为半保留复制
B．若用DNA酶处理子一代DNA后再离心，沉降带仍为中间带
C．子二代只含14N的DNA分子占全部DNA分子的1/2
D．可用噬菌体代替细菌进行上述实验，且提取DNA更方便
7．(2023·安徽十校联考)研究人员先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌充分繁殖，经离心处理后，试管中只出现一条DNA带，标记为甲，然后将1个子代大肠杆菌转移到含14NH4Cl的普通培养液中培养。培养24小时，此时DNA第n次复制恰好完成，经检测含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/16，将子代DNA离心后，试管中出现和甲位置不同的两种条带，标记为乙、丙。下列叙述错误的是( )
A．乙、丙位置在甲的下方
B．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制
C．大肠杆菌增殖一代所需时间约为4.8小时
D．DNA复制需要大肠杆菌的细胞呼吸提供能量
8．(不定项)(2022·湖南长郡中学检测)下列关于DNA复制的说法正确的是( )
A．真核生物核DNA的复制发生在有丝分裂前期
B．真核生物核DNA分子复制过程需要解旋酶和能量
C．细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制
D．如果DNA双链不能解开，细胞中的DNA复制和转录都会发生障碍
9．(不定项)某研究小组进行“探究DNA复制方式”的实验，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位置分布。下列叙述正确的是( )
a b c
A．本实验所用的技术包括同位素标记技术和密度梯度离心技术
B．大肠杆菌在15NH4Cl培养液中培养多代后可得到a管所示结果
C．c管的结果表明该管中大肠杆菌的DNA包括14N/15N及15N/15N
D．本实验可证明DNA分子的复制方式为半保留复制
10．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)：
(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。
11．(2021·山东等级考)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是( )
A．“引子”的彻底水解产物有两种
B．设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA
C．设计“引子”前不需要知道古人类DNA序列
D．土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
12．(2022·山东中学联盟大联考)人类肿瘤细胞细胞质中含大量独立于染色体外存在的环状DNA(ecDNA)，其上普遍带有癌基因。癌细胞内ecDNA可大量扩增且癌基因能高效表达。下列叙述正确的是( )
A．ecDNA中的每个脱氧核糖与一个或两个磷酸基团相连
B．ecDNA上带有癌基因且能够复制，所以人类的癌症能够遗传给下一代
C．ecDNA容易复制和表达，可能与其呈裸露状态，易解旋有关
D．ecDNA通过复制后能平均分配至子细胞中，保持遗传的稳定性
13．(2022·广东茂名一中高三月考)研究发现，DNA分子存在同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成的特殊结构，称为iMotif结构。该结构大多出现在原癌基因的RNA聚合酶识别并结合的部位。下列叙述中正确的是( )
A．解旋酶和DNA聚合酶参与了iMotif结构的形成
B．形成该结构后，DNA的氢键和碱基数量都发生变化
C．iMotif结构的出现使染色体缩短，属于染色体变异
D．iMotif结构影响原癌基因转录，影响细胞生长和分裂
14．(不定项)(2021·山东青岛检测)动物细胞的线粒体DNA分子上有两个复制起始区OH和OL。该DNA复制时，OH首先被启动，以L链为模板合成M链，当M链合成约2/3时，OL启动，以H链为模板合成N链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是解旋酶
B．线粒体环状DNA分子中每个脱氧核糖都与一或两个磷酸相连
C．复制完成后M链中的嘌呤数与N链中的嘧啶数一定相同
D．合成M链和N链时方向相反是因为DNA聚合酶只能从模板链的3′端延伸子代DNA链
15．早期，科学家对DNA分子复制方式的预测如图甲所示，1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA以半保留的方式复制。试管②③④⑤是模拟实验中可能出现的结果(如图乙)。回答下列问题。
甲
乙
培养过程：
Ⅰ．在含15N的培养液中培养若干代，使DNA双链均被15N标记(试管①)。
Ⅱ．转至含14N的培养液中培养，每30 min复制一代。
Ⅲ．取出每代DNA的样本离心，记录结果。
(1)本实验运用的主要技术为____________________________，步骤Ⅰ的目的是标记大肠杆菌中的________；至少需要________min才会出现试管④的结果。
(2)30 min后离心只有1条中等密度带(如试管③所示)，则可以排除DNA复制的方式是______________； 为进一步确定DNA复制的方式，科学家对结果③中的DNA分子用解旋酶处理后离心，若出现____________________________，则DNA复制的方式为半保留复制。
(3)若某次实验的结果中，中带比以往实验结果所呈现的略宽，其原因可能是新合成的DNA单链中N仍有少部分为________。课时分层作业(十八)
1．C [图中①是氢键，②是脱氧核苷酸链的3′端，③是5′端，A项错误；碱基A和T之间有两个氢键，碱基G和C之间有三个氢键，因此G＋C含量高时DNA分子的稳定性较高，B项错误；磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架，C项正确；DNA分子的两条链反向平行，a链与b链的碱基互补配对，D项错误。]
2．B [双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A—T、C—G，且互相配对的两种碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2个A—T碱基对，2个C—G碱基对，共形成4个脱氧核苷酸对，A错误；A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有10个氢键，B正确；DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，C错误；碱基对种类和数目确定，所以可构建的DNA种类数少于44种，D错误。]
3．A [根据Rep的功能可推断出，Rep应为解旋酶，该酶能破坏氢键，A错误；DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上，可防止单链之间重新螺旋化，B正确；根据材料推断Rep推动复制叉移动是通过水解ATP提供能量，C正确；根据题意和图示分析可知：DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点，D正确。]
4．C [DNA分子的体外复制和体内复制都遵循碱基互补配对原则，A正确；PCR技术是在较高温度条件下进行的，因此PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高，B正确；PCR技术是在较高温度条件下打开双链后进行扩增的，不是边解旋边复制的，C错误；DNA复制方式都是半保留复制，D正确。]
5．D [分析题意可知，某一复制产物分子一条链上的鸟嘌呤(G)被7乙基化，该碱基不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，相当于该DNA分子一条链上的G突变为A。突变后，该DNA分子又进行了p次复制，则每轮复制结束后，由于该条链变异，所以根据这条链为模板的产物及以产物为模板的DNA分子也变异，故发生突变的双链DNA数是2p-1，总DNA分子数是2n＋p，所以两者比例为＝，A、B、C错误，D正确。]
6．C [DNA复制的方式是半保留复制，经过复制后，形成的2个子代DNA分子，各保留了一条亲代DNA分子的模板母链。亲代与子一代的结果不能说明DNA复制方式为半保留复制，也可能是分散复制，A错误；若用DNA酶处理子一代DNA后离心，则DNA分子被水解为核苷酸，因而没有沉降带，B错误；子二代DNA分子中全部含有14N，一半DNA都是14N，另一半DNA中一条链为14N，另一条链为15N，C正确；噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能在培养基中培养，所以不可用噬菌体代替细菌进行上述实验，D错误。]
7．A [亲代大肠杆菌是15N标记的DNA(15N/15NDNA)，子代DNA是15N/14NDNA和14N/14NDNA，子代DNA位置在亲代DNA的上方，A错误；若是全保留复制，复制n次后，试管中只能出现甲和另一条带，即只有两条带，但题干信息显示试管中出现和甲位置不同的两条带(乙、丙)，若是分散复制，则复制n次后，试管中只能出现一种条带，只有DNA的复制方式为半保留复制，子代才会出现15N/14NDNA和14N/14NDNA与甲(15N/15NDNA)不同的两种条带，B正确；经过n次复制，一个DNA分子形成2n个DNA分子，其中含15N的DNA占2/2n＝1/2n-1(n表示复制次数)，含有15N的大肠杆菌占1/16，即1/2n-1＝1/16，n＝5，DNA经过了5次复制，故24小时大肠杆菌增殖5代，则增殖一代所需时间为24÷5＝4.8(小时)，C正确；DNA复制需要能量驱动，所需能量来自大肠杆菌的细胞呼吸，D正确。]
8．BCD [真核生物核DNA的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期，A错误；真核生物核DNA分子复制过程需要解旋酶，同时需要能量，B正确；细胞周期中染色质比染色体更易解螺旋，因此其上的DNA复制更容易，C正确；DNA复制和转录的前提是作为模板的DNA要解螺旋， 若DNA双链不能解开，复制与转录都会受阻，D正确。]
9．ABD [a管中条带为重带(15N/15N)，b管中条带为中带(14N/15N)，c管中条带为轻带(14N/14N)和中带(14N/15N)。由题干信息“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的位置分布”可知，本实验所用技术包括同位素标记技术和密度梯度离心技术，A正确；大肠杆菌在带15N标记的培养液中培养多代后，根据DNA半保留复制的特点，绝大部分条带为15N/15N，即重带，B正确；c管中的条带包括一条中带和一条轻带，即DNA包括14N/15N和14N/14N，C错误；据图可知，整个实验中的DNA经离心后，出现15N/15N、14N/15N和14N/14N三种条带，可证明DNA的复制方式为半保留复制，D正确。]
10．(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
(5)不是
11．C [根据题意分析“引子”是一段DNA序列，彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基，共6种产物，A错误；由于线粒体中也含有DNA，因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA，B错误；根据题干信息利用现代人的DNA序列设计并合成了“引子”，说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列，C正确；土壤沉积物中的古人类双链DNA需要经过提取，且在体外经过加热解旋后，才能与“引子”结合，而不能直接与引子结合，D错误。故选C。]
12．C [ecDNA为环状DNA，没有游离的磷酸基团，ecDNA中的每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连，A错误；只有发生在生殖细胞内的遗传物质的改变才能遗传，B错误；ecDNA是独立于染色体外存在的环状DNA，容易复制和表达，可能与其呈裸露状态不与蛋白质结合易解旋有关，C正确；ecDNA是细胞质中的DNA，复制后随机分配至子细胞中，D错误。]
13．D [该结构由同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成，这个过程不涉及氢键断裂和磷酸二酯键的生成，没有解旋酶和DNA聚合酶的参与，同时，碱基数量也没有发生变化，A、B错误；该结构由同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成，是一种特殊的DNA结构，碱基序列没有发生改变，它的出现不是染色体变异的结果，C错误；iMotif结构大多位于原癌基因的RNA聚合酶识别并结合的部位，会影响RNA聚合酶与启动子的结合，会影响原癌基因的转录，影响细胞生长和分裂的进程，D正确。故选D。]
14．ACD [DNA分子复制开始时，首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下进行解旋，可见，复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是解旋酶， A正确；线粒体环状DNA分子中没有游离的磷酸基团，每个脱氧核糖都与两个磷酸相连，B错误；依据碱基互补配对原则和图示分析可知：复制完成后M链与N链相当于互补链，AM＝TN、TM＝AN、CM＝GN、GM＝CN，因此复制完成后M链中的嘌呤数与 N链中的嘧啶数一定相同，C正确；组成DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，而DNA聚合酶只能从DNA模板链的3′端延伸DNA链，所以合成M链和N链时方向相反，D正确。]
15．(1)同位素标记技术 DNA 60 (2)全保留复制 重带和轻带两种条带 (3)15N
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