专题18 DNA分子的结构、复制及基因的本质（精练）-备战2024年高考生物一轮复习串讲精练（新高考专用）（解析版）

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DNA分子的结构、复制及基因的本质1、用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则下列相关叙述不正确的是(　　)A．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，不可推测DNA的复制方式B．细胞中DNA第二次复制完成后，每个细胞都带有3H标记C．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂D．通过对细胞中不含染色单体的染色体计数，即可推测DNA复制的次数【答案】A【解析】细胞中DNA第二次复制完成后，每条染色体中都有一条染色单体中的DNA带有3H标记，所以每个细胞都带有3H标记，B正确；秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂，所以能使细胞内染色体数加倍，C正确；1个DNA分子复制n次，形成的DNA分子数是2n，不含染色单体时一条染色体上含有一个DNA分子，因此可以通过对细胞中不含染色单体的染色体计数，可推测DNA复制的次数，D正确。2、(2021·鱼台县第一中学高三月考)真核生物染色体上DNA具有多起点双向复制的特点，在复制原点(ori)结合相关的复合体，进行DNA的复制。下列叙述正确的是(　　)A．真核生物DNA上ori多于染色体的数目B．ori上结合的复合体具有打开磷酸二酯键的作用C．DNA子链延伸过程中，结合的复合体促进氢键形成D．每个细胞周期ori处可起始多次以保证子代DNA快速合成【答案】A【解析】因DNA是多起点复制，且一条染色体上有1或2个DNA，因此ori多于染色体数目，A正确；ori上结合的复合体具有打开氢键的作用，B错误；DNA链延伸过程中结合的复合体促进磷酸二酯键的形成，C错误；每个细胞周期中DNA只复制一次，ori处只起始一次，D错误。3、(2020·邹城市兖矿第一中学高三月考)核DNA被32P标记的精子与未被标记的卵细胞受精后，在不含放射性标记的培养基中连续分裂两次，下列分析正确的是(　　)A．放射性细胞数量与所有细胞数量之比逐代减少B．放射性DNA分子数与所有细胞总DNA分子数之比逐代减少C．可以确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期姐妹染色单体均分到两极D．无法确定含有放射性的细胞数，因为分裂后期非同源染色体自由组合【答案】B【解析】由于DNA的半保留复制，含有标记的DNA分子在未标记的原料中连续复制两次，带有放射性标记的DNA分子数与所有细胞总DNA分子数的比例将逐代减少，放射性细胞数量与所有细胞数量之比不一定逐代减少，A错误、B正确；有丝分裂后期姐妹染色单体分开后随机进入两个子细胞中，第一次分裂产生的子细胞都含有放射性，但第二次分裂后含有放射性的细胞数目无法确定，C错误；受精卵进行有丝分裂，不会发生基因重组，D错误。4、将果蝇精原细胞(2n＝8)的DNA分子两条链都用15N标记后，置于含14N的培养基中培养，连续进行两次分裂。下列推断正确的是(　　)A．第二次分裂中期的细胞中有8条染色单体含15NB．第二次分裂后期的细胞中有16条染色体含14NC．两次分裂结束后含14N的子细胞可能有2个或3个或4个D．两次分裂结束后所有子细胞的染色体均含有15N【答案】A【解析】若进行的是有丝分裂，则第一次分裂结束产生的细胞中有8个DNA，均为14N－15N，则经过复制后，在第二次分裂中期的细胞中有16条染色单体，其中有8染色单体含15N；若进行的是减数分裂，DNA只复制1次，第二次分裂中期有4条染色体，8条染色单体，每条染色单体上都含15N，A正确；若进行的是减数分裂，则第二次分裂后期的细胞中有8条染色体含14N，B错误；由于DNA是半保留复制，若进行的是有丝分裂，两次分裂产生的4个子细胞都含14N，若进行的是减数分裂，则两次分裂结束后产生了4个子细胞，也均含14N，C错误；若进行的是减数分裂，两次分裂结束后所有子细胞的染色体均含有15N，若进行的是有丝分裂，形成的子细胞中含15N染色体的子细胞比例为1/2～1，D错误。5、（2022·重庆·统考高考真题）下列发现中，以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是（    ）A．遗传因子控制性状 B．基因在染色体上C．DNA是遗传物质 D．DNA半保留复制【答案】D【解析】A、孟德尔利用假说—演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的，总结出了分离定律，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，A不符合题意；B、萨顿根据基因与染色体的平行关系，运用类比推理法得出基因位于染色体上的推论，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，B不符合题意；C、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家，设法将DNA和蛋白质分开，单独、直接地研究它们的作用，证明了DNA是遗传物质，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，C不符合题意；D、沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型，并进一步提出了DNA半保留复制的假说， DNA半保留复制，以DNA双螺旋结构模型为理论基础，D符合题意。故选D。6、（2023·山东·模拟预测）某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无基因突变和染色体畸变发生。下列叙述中正确的是（  ）A．若四个子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因B．若四个子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因C．若四个子细胞中的核DNA均含15N，则每个子细胞均含8条染色体D．若四个子细胞中有一半核DNA含15N，则每个子细胞均含4条染色体【答案】A【解析】A、若四个子细胞中均含4条染色体（染色体数目是体细胞的一半），则细胞进行的减数分裂，等位基因会发生分离，形成4个精细胞两两相同，故有一半子细胞含有a基因，A正确；B、若四个子细胞中均含8条染色体（染色体数目与体细胞相同），则细胞进行的是有丝分裂，子细胞的基因型与体细胞相同，则每个子细胞中均只含有1个A基因和1个a基因，B错误；C、若四个子细胞中的核DNA均含15N，则DNA只复制一次，细胞进行的是减数分裂，四个子细胞为精细胞，染色体数目是体细胞的一半，因此四个子细胞中均含4条染色体，C错误；D、若四个子细胞中有一半核DNA含15N，说明DNA不止复制一次，则细胞进行的是有丝分裂，所以每个子细胞均含8条染色体，D错误。故选A。7、（2023·江苏连云港·统考模拟预测）哺乳动物的线粒体DNA是双链闭合环状分子，外环为H链，内环为L链，如图所示。下列叙述正确的是（    ）  A．线粒体DNA分子中含有两个游离的磷酸基团B．子链1的延伸方向是3′端→5′端，需要DNA聚合酶的催化C．子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同D．若该线粒体DNA放在N的培养液中复制3次，含15N的DNA有6个【答案】C【解析】A、环状DNA链首尾相连，不会有裸露的3′端、5′端，因而不会有游离的磷酸基团，线粒体DNA分子为环状DNA，因而其中不含游离的磷酸基团，A错误；B、图示表明，子链1的延伸方向是 5’端→3’端，子链合成过程需要 DNA 聚合酶的催化，B错误；C、由于形成的DNA分子是环状的，因此子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同，C正确；D、若该线粒体DNA放在15N的培养液中复制 3 次，新合成的子链中均含有15N，由于DNA进行半保留复制，故每个DNA分子都含有新合成的子链，即含15N的DNA有23=（8）个，D错误。故选C。8、（2023·山东·山东师范大学附中校考模拟预测）下列有关科学发展史的说法正确的是（  ）选项科学家科学发现或提出理论科学方法或技术A鲁宾、卡门二氧化碳中的碳是如何转化为有机物中的碳同位素标记法B恩格尔曼用水绵、好氧细菌等材料验证叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧对照实验C萨姆纳通过对细胞膜成分的分析，提出细胞膜的流动镶嵌模型建构模型D沃森、克里克DNA半保留复制密度梯度离心法A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A、鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记二氧化碳和水中的氧进行实验，通过检测产生的氧气的相对质量，证明光合作用释放的O2来自水，A错误；B、对照实验：恩格尔曼利用新鲜水绵和好氧细菌进行了如下的实验：把新鲜水绵和好氧细菌制成临时装片放在黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵，发现好氧细菌集中分布在光照部位的带状叶绿体的周围，该实验说明有叶绿体的地方含有丰富的氧气，吸引了大量的好氧细菌，即光叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，B正确；C、建构模型：辛格和尼科尔森通过对细胞膜的功能分析，提出细胞膜的流动镶嵌模型，C错误；D、沃森和克里克用构物理模型的方法研究DNA分子结构，梅赛尔森和斯塔尔利用同位素标记和密度梯度离心法验证DNA的半保留复制，D错误。故选B。9、（2023·山东济南·济南市历城第二中学校考模拟预测）第一代基因测序技术又叫双脱氧链终止法，它以DNA合成反应为基础，反应体系中需加入ddNTP（有ddATP、ddGTP、ddCTP、ddTTP4种）。下图是该技术的测序原理和某待测DNA序列的电泳图谱。下列说法错误的是（  ）A．反应体系中加入ddNTP的作用是使DNA复制停止B．待分离DNA片段有可解离的基团，在电场中会带上正电荷或负电荷C．需根据待分离DNA片段的大小用电泳缓冲液配置琼脂糖溶液浓度D．待测DNA的碱基序列是3'-GACTGCCA-5'【答案】B【解析】A、由于ddNTP没有3′-OH末端，则反应体系中加入ddNTP，作用是使DNA复制停止，A正确；B、待分离DNA片段带有负电荷，在电场中会向正极移动，B错误；C、DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，所以需根据待分离DNA片段的大小用电泳缓冲液配置琼脂糖溶液浓度，C正确；D、根据电泳图谱，由左到右读出待测DNA的碱基序列是3'-GACTGCCA-5'，D正确。故选B。10、（2023·山东·校联考模拟预测）DNA复制时双链DNA从复制起点处解开螺旋成单链，复制起点呈现叉子形的复制叉。复制起始点的共同特点是含有丰富的AT序列，DNA复制从固定的起始点以双向等速方式进行的。如下图所示。下列说法错误的是（　　）  A．复制起始点含有丰富的AT序列的原因是该序列氢键少，更容易解旋B．滞后链冈崎片段的合成需要引物，前导链的合成不需要引物C．当滞后链RNA引物被切除后可以利用后一个冈崎片段作为引物由5′→3′合成DNA填补缺口D．DNA子链5′端的RNA引物被切除后无法修复，使DNA随复制次数的增加而缩短是细胞衰老的原因之一【答案】B【解析】A、双链DNA的碱基A、T之间含有2个氢键，G、C之间含有3个氢键，故复制起始点含有丰富的A、T序列的氢键少，更容易解旋，A正确；B、DNA复制时滞后链和前导链的合成都需要引物，B错误；C、滞后链RNA引物被切除后，在DNA聚合酶的作用下，将新的脱氧核苷酸连接到原来的冈崎片段上继续延伸，C正确；D、若DNA子链5’端的RNA引物被切除后无法修复，会导致子代DNA（端粒DNA）长度变短，是引起细胞衰老的原因之一，D正确。故选B。11、（2023·山东济宁·统考二模）斑马鱼幼鱼皮肤表面张力增大引起Piezol离子通道开放，进而诱导表面上皮细胞（SEC）在DNA不复制的情况下进行分裂。这种“无复制分裂”能保障生长中幼鱼的体表覆盖。下列叙述正确的是（    ）A．解旋酶失活会影响SEC的无复制分裂B．基因突变导致SEC具有了无复制分裂的能力C．无复制分裂有利于幼鱼的快速生长D．Piezol离子通道抑制剂可促进无复制分裂的发生 【答案】C　【解析】A、SEC在DNA不复制的情况下进行分裂，则DNA不需要解旋，所以解旋酶失活不会影响SEC的无复制分裂，A错误；B、SEC具有了无复制分裂的能力，是由皮肤表面张力增大引起Piezol离子通道开放引起的，B错误；C、“无复制分裂”能保障生长中幼鱼的体表覆盖，则无复制分裂有利于幼鱼的快速生长，C正确；D、Piezol离子通道开放诱导SEC无复制分裂，则Piezol离子通道抑制剂抑制了无复制分裂的发生，D错误。故选C。12、（2020·山东济南·统考模拟预测）基因检测是指通过检测生物体中的DNA序列，以了解生物体基因状况的技术手段。Sanger双脱氧链终止法是DNA测序的基本方法，其原理是:核酸模板在核酸聚合酶、带有3′-OH末端的单链核苷酸引物、四种dNTP存在的条件下复制或转录时，如果在反应系统中分别引人单一种类的ddNTP（即2、3双脱氧核苷三磷酸，在脱氧核糖的3′位置缺少一个羟基，故不能同后续的dNTP形成磷酸二酯键），只要ddNTP掺入链端，该链就停止延长，链端掺入dNTP的片段可继续延长。通过电泳将不同长度的片段分开，DNA片段越小，距离起点越远，根据末端核苷酸可得到原始序列信息。具体流程图如下。（1）若待测核酸模板为双链DNA，首先要作            处理，与引物结合后，在DNA聚合酶作用下子链沿            方向（填“5′端向3′端”或“3′端向5′端”）进行延伸反应。若待测核酸模板为RNA，则需要在            酶的帮助下合成DNA单链片段。（2）ddNTP为2，3-双脱氧核苷三磷酸，只要ddNTP掺入链端，该链就停止延长的原因是            。（3）假设某反应体系中，待测DNA单链序列3′GTACCGTA5′，加入4种dNTP和ddATP，经过双脱氧链终止法处理，会得到            种片段，其中最短的片段序列是            。（4）假设某次Sanger双脱氧链终止法测序得到的电泳图如上图所示，则待测DNA序列从5′端到3′端为            。【答案】 变性     从5′端向3′端     逆转录酶     3号碳上不是羟基，不能与下一个脱氧核苷酸的磷酸形成磷酸二酯键     3     CddA     ATGGTCATCA【解析】（1）测定双链DNA的序列需要将DNA进行变性处理，获得单链DNA分子；由于引物是3′-OH末端的单链核苷酸，所以子链沿着5′端向3′端进行延伸反应；利用RNA获得DNA单链的过程是逆转录，所以需要逆转录酶。（2）根据题干信息，ddNTP为2，3-双脱氧核苷三磷酸其3号碳上不是羟基，不能与下一个脱氧核苷酸的磷酸形成磷酸二酯键，所以只要ddNTP掺入链端，该链就停止延长。（3）ddATP带有碱基腺嘌呤，和胸腺嘧啶配对，从5′端向3′端延伸，由于待测序列含有2个胸腺嘧啶，所以可以获得5′CddA3′，5′CATGGCddA3′，5′CATGGCAT3′共3种片段，最短的序列是CddA。（4）根据题干信息“DNA片段越小，距离起点越远，根据末端核苷酸可得到原始序列信息”根据电泳序列，使用ddT获得了3个片段，其中有最小的和最大片段，因此该DNA序列的第一个和最后一个碱基都是A；按照碱基互补配对的原则，获得序列ATGGTCATCA。