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新高考生物二轮复习易错题精选练习易错点13 DNA的结构及复制(含解析)
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这是一份新高考生物二轮复习易错题精选练习易错点13 DNA的结构及复制(含解析),共17页。试卷主要包含了碱基计算,水解产物及氢键数目计算,DNA复制计算等内容,欢迎下载使用。
易错点13 DNA的结构及复制
1.碱基计算
①不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。
②若已知A占双链的比例=c%,则A1/单链的比例无法确定,但最大值可求出为2c%,最小值为0。
2.水解产物及氢键数目计算
①DNA水解产物:初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
②氢键数目计算:若碱基对为n,则氢键数为2n~3n;若已知A有m个,则氢键数为3n-m。
3.DNA复制计算
在做DNA分子复制的计算题时,应看准是“含”还是“只含”,是“DNA分子数”还是“链数”
1.下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.核苷酸数目相同的2个DNA分子,其氢键数目一定相同
B.若质粒含有2 000个碱基,则该分子同时含有2个游离的磷酸基团
C.某双链DNA分子中胞嘧啶占25%,则每条单链上的胞嘧啶占25%~50%
D.某双链DNA分子中有胸腺嘧啶312个,占总碱基的比例为26%,则该DNA分子上有鸟嘌呤288个
【答案】D
【分析】1.DNA分子双螺旋结构的主要特点:(1)DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的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,并且碱基配对有一定的规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺崆啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与C(胞崆啶)配对;其中A-T之间有2个氢键、C-G之间有3个氢键。碱基之间的这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。
2、DNA的双螺旋结构:
①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内测。
③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、A-T之间有2个氢键、C-G之间有3个氢键,因此核苷酸数目相同的2个DNA分子,其氢键数目不一定相同,A错误;
B、质粒是环状DNA分子,其中不含游离的磷酸基团,B错误;
C、某DNA分子内胞嘧啶占25%,则每条单链上的胞崆啶占(全部碱基数目)0%~50%,C错误;
D、某DNA分子上有胸腺哼啶312个,占总碱基比例为26%,则该DNA分子上碱基总数为312÷26%=1200个,根据碱基互补配对原则,该DNA分子中有鸟嘌呤1200× (50%-26%)=288个,D正确。
故选D。
2.下列关于DNA复制的说法,错误的是( )
A.通过DNA复制,遗传信息在亲子代细胞间一定保持不变
B.以亲代DNA分子的两条母链分别作为模板进行复制
C.复制过程中,按照碱基互补配对原则进行
D.形成子链时,相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团之间形成磷酸二酯键
【答案】A
【分析】1、DNA分子复制的过程:
①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开;
②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链;
③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
2、复制需要的基本条件:
(1)模板:解旋后的两条DNA单链;
(2)原料:四种脱氧核苷酸;
(3)能量:ATP;
(4)酶:解旋酶、DNA聚合酶等。
3、DNA复制的生物学意义:
(1)遗传信息的传递,使物种保持相对稳定的状态;
(2)由于复制的差错出现基因突变,为生物进化提供原始选择材料。
【详解】A、通过DNA的复制,完成遗传信息的传递,使物种保持相对稳定的状态,在复制过程中若出现差错,也会导致遗传信息发生改变,A错误;
B、DNA复制的模板是亲代DNA分子的两条母链,B正确;
C、复制过程中,始终按照碱基互补配对原则进行,C正确;
D、形成子链时,相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸间可形成磷酸二酯键,D正确。
故选A。
3.1958年,科学家将DNA被15N全部标记的大肠杆菌(第一代)转入以14NH4C1为唯一氮源的培养液中培养,分别取完成一次细胞分裂的细菌(第二代)和完成两次细胞分裂的细菌(第三代),提取其DNA并做离心和分析。下列叙述错误的是( )
A.该实验采用了密度梯度超速离心的方法
B.提取DNA后离心是为了排除蛋白质、RNA等含氮物质的干扰
C.探究DNA复制方式实验时,可用酵母菌作为实验材料
D.通过观察第二代细菌的DNA条带分布,无法判断DNA的复制方式
【答案】C
【分析】用15N标记的DNA分子,放入14N培养基中进行复制,由于DNA分子的复制是半保留复制,最终只有2个子代DNA各含1条15N链,1条14N链,其余DNA都含14N,所以复制若干次以后含有15N的DNA分子数是2个
【详解】A、该实验采用了密度梯度离心的方法,A正确;
B、提取DNA后离心去除各种物质,是为了排除蛋白质、RNA等含氮物质的干扰,B正确;
C、探究DNA复制方式实验时,应选用繁殖周期短、结构简单的细菌作为实验材料,C错误;
D、第二代细菌的DNA条带分布,可能是全保留复制方式产生,D正确。
故选C。
1.DNA分子中的碱基数量的计算规律
(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。
(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,即若在一条链中=m,在互补链及整个DNA分子中=m。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA分子的一条链中=a,则在其互补链中=,而在整个DNA分子中=1。
2.“图解法”分析DNA复制相关计算
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次,则:
①子代DNA共2n个
②脱氧核苷酸链共2n+1条
(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n-1)。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n-1。
1.下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.DNA分子一条链上的(A+T)/(G+C)越大,热稳定性越强
B.某环状DNA分子含有2000个碱基,则该分子同时含有2个游离的磷酸基团
C.某DNA分子内胞嘧啶占25%,则每条单链上的胞嘧啶占25%~50%
D.某DNA分子上有胸腺嘧啶312个,占总碱基比例为26%,则该DNA分子上有鸟嘌呤288个
【答案】D
【分析】本题考查DNA分子结构的主要特点,要求考生识记DNA分子结构的主要特点,掌握碱基互补配对原则及其应用;理解DNA分子具有多样性的含义,能结合所学的知识准确判断各选项。
【详解】A、DNA中G+C越多越稳定,因为G-C之间有三个氢键,所以比值越小越稳定,A错误;
B、环状DNA分子首尾相连,不含游离的磷酸基团,B错误;
C、如果DNA内胞嘧啶占25%,胞嘧啶分布在两条DNA单链上,因此每一条单链上胞嘧啶占0~50%,C错误;
D、由DNA分子的碱基互补配对原则可知,双链DNA中A+C=T+G=50%,因此如果DNA分子有胸腺嘧啶312个,占总碱基比为26%,则鸟嘌呤G占总数的24%,数量是312÷26%×24%=288,D正确。
故选D。
2.(不定项选择)如图,双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)的结构与脱氧核苷三磷酸(dNTP)相似(N 代表 A、G、C、T 中的一种),都能作 DNA 复制的原料。DNA 复制时,若连接上的是 ddNTP,子链延伸终止;若连接上的是 dNTP,子链延伸继续。某同学要获得被32P 标记的以碱基“T”为末端的、各种不同长度的 DNA 子链,在人工合成体系中,已有适量的 GTACATACATC……单链模板、引物、DNA 聚合酶和相应的缓冲液,还要加入下列哪些原料?( )
A.α 位32P 标记的 ddTTP B.γ 位32P 标记的 ddTTP
C.dGTP,dATP,dTTP,dCTP D.dGTP,dATP,dCTP
【答案】AC
【分析】DNA分子复制的场所、过程和时间:
(1)DNA分子复制的场所:细胞核、线粒体和叶绿体;
(2)DNA分子复制的过程:
①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开;
②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链;
③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子;
(3)DNA分子复制的时间:有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。
【详解】ddTTP要作为DNA复制的原料则需要脱去两个磷酸基团,故应将放射性32P标记于α位;该同学的目的是为得到放射性标记T为末端的、不同长度的子链DNA片段。则必须提供四种dNTP,即dGTP、dATP、dTTP、dCTP,如果没有dTTP,则所有片段长度均一致,因为所有子链在合成时均在第一个T处掺入双脱氧的T而停止复制,AC正确,
故选AC。
3.将含15N-DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖数代,用某种离心法分离得到的结果如图所示。回答下列问题:
(1)真核细胞中DNA复制主要发生在______________中,其复制的原料为______________。
(2)图中试管Ⅱ为亲代DNA复制第________代的结果,这一代细菌含15N的DNA分子比例为_______。
(3)若14N-DNA的相对分子质量为A,15N-DNA的相对分子质量为B,预计第三代细菌DNA的平均相对分子量为______________。
(4)上述实验结果证明DNA复制方式为______________。
【答案】 细胞核 (4种)脱氧核苷酸 二 1/2 (7a+b)/8 半保留复制
【分析】DNA的复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数分裂前的间期,主要在细胞核中进行,需要原料(四种游离的脱氧核苷酸)、模板( DNA的两条链)、酶(解旋酶和DNA聚合酶)、能量。DNA复制的方式是半保留复制,复制后形成的双链DNA分子中,总有一条链来自原来DNA分子的母链。
【详解】(1)真核细胞DNA复制主要发生在细胞核中,复制的原料为四种游离的脱氧核苷酸。
(2)亲代DNA复制第二代,共有4个子代DNA分子,其中两个DNA分子的两条链全含14N,两个DNA分子的一条链含14N,一条链含15N,所以离心结果呈现1/2轻带和1/2中带,即为试管II所呈现的结果,细菌含15N的DNA分子比例为1/2。
(3)第三代共8个DNA分子,由于DNA的复制方式为半保留复制,8个DNA分子中,共有2条链是15N,其余为14N,可以简单理解为7个14N-DNA,1个15N-DNA,所以第三代细菌DNA的平均相对分子量为(7a+b)/8。
(4)实验结果证明DNA的复制方式为半保留复制。
【点睛】本题考查学生对DNA半保留复制的实验证据的理解。
1.某DNA(14N)含有1000个碱基对,腺嘌呤占20%,若将该基因在15N的环境中复制3次,将全部复制产物进行离心,得到图1结果,如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,得到图2结果,下列有关分析不正确的是( )
A.X层与Y层中DNA分子质量比小于1:3
B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3600个
C.Z层全部是仅含14N的DNA单链
D.Z层与W层的核苷酸数之比为1:8
【答案】D
【分析】DNA分子复制时,以DNA的两条链为模板,合成两条新的子链,每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链,称为半保留复制。
【详解】A、由于DNA分子复制为半保留复制,所以该DNA复制次后产生的23=8个子代DNA分子中有两个DNA分子是一条链含有15N,另一条链含有14N,这两个DNA分子处于X层,另外的6个DNA分子只含15N,位于图1的Y层,即X层与Y层中DNA分子数量比为1∶3,由于X层的DNA分子平均分子量小于Y层的DNA平均分子质量,因此,X层与Y层中DNA分子质量比小于1∶3,A正确;
B、由于DNA分子复制了3次,产生了8个DNA分子,Y层有6个DNA分子(两条链全部是15N标记的)。在含有1000个碱基对的DNA分子中,腺嘌呤占20%,因此鸟嘌呤占30%,共600个。所以Y层中15N标记的鸟嘌呤为600×6=3600个,B正确;
C、该DNA分子复制了3次,产生的8个DNA分子中,2个DNA分子含14N和15N,6个DNA分子只含15N,将全部复加入解旋酶处理后获得16条DNA单链,其中含有14N的单链只有两条,即Z层全部是仅含14N的DNA单链,C正确;
D、由于DNA分子复制了3次,产生了8个DNA分子,含16条脱氧核苷酸链,其中含15N标记的有14条链,含有14N的单链只有两条,所以Z层与W层的核苷酸之比为2∶14=1∶7,D错误。
故选D。
2.真核生物的DNA分子中有多个复制起始位点,可以大大提高DNA复制速率。中科院李国红团队通过研究揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制,该成果入选2020年 中国科学十大进展。下列叙述错误的是( )
A.DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点
B.DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板
C.DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行
D.可将外源的尿嘧啶类似物掺入新合成的DNA链中来鉴定复制起始位点
【答案】D
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数第一次分裂前的间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、DNA解旋成为单链之后才能开始复制,而解旋酶的作用是使DNA双链中氢键打开,因此,DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点,A正确;
B、DNA复制过程是以解开的两条单链分别为模板进行的,即DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板,B正确;
C、DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行,而且表现为多起点复制,进而提高了DNA分子的合成效率,C正确;
D、尿嘧啶不是组成DNA的碱基,故不能将其类似物掺入新合成的DNA链中鉴定复制起始位点,D错误。
故选D。
3.某含100个碱基对的DNA分子中,鸟嘌呤占全部碱基的22%,其中一条单链上胞嘧啶占该链碱基的28%,将该DNA分子放在含有放射性同位素标记的胸腺嘧啶培养基中复制一代,后转移到不含放射性同位素标记的培养基上继续复制,下列相关说法错误的是( )
A.在该DNA分子的另一条单链上,C占全部碱基的8%
B.该DNA分子标记后转移再进行连续复制三次后,被标记的DNA分子占全部DNA分子的1/8
C.该DNA分子连续复制,第三次复制需要消耗A共392个
D.该DNA分子中胸腺嘧啶的个数为56个
【答案】C
【分析】DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构,磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧,两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对,且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则,配对的碱基相等。
【详解】A、DNA分子含有200个碱基,其中G=C=200×22%=44个,A=T=200×(50%-22%)=56个,一条单链上胞嘧啶占该链碱基的28%,则另一条单链上C占全部碱基的(2×22%-28%)÷2=8%,A正确;
B、根据题意分析,该DNA分子复制一代的DNA分子只有一条链被标记,标记后转移再进行连续复制三次后,形成8个DNA分子,其中只有1个DNA分子含有放射性,因此被标记的DNA分子占全部DNA分子的1/8,B正确;
C、该DNA分子连续复制,第三次复制需要消耗A=(23-1)×56=224个,C错误;
D、根据题意分析,DNA分子含有200个碱基,其中G=C=200×22%=44个,A=T=200×(50%-22%)=56个,D正确。
故选C。
4.同位素标记法是一项重要的实验技术,下列说法错误的是( )
A.以14C作“地质时钟”,可预测化石中生物所生存的年代
B.用32P标记制成基因探针,可用于目的基因的检测和鉴定
C.将单克隆抗体与3H放射性同位素结合制成“生物导弹”,能在原位杀死癌细胞
D.利用15N和14N相对原子质量不同的原理探究DNA半保留复制方式
【答案】C
【分析】同位素标记法:科学家通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清化学反应的详细过程。如分泌蛋白的合成运输,鲁宾和卡门研究光合作用产物氧气的来源,卡尔文研究暗反应过程以及必修二中研究DNA分子复制的机制等都采用了同位素标记法。
【详解】A、元素的同位素衰变的半衰期是固定的,同种元素中同位素的含量有一个固定的比率,可以通过测量物品中某种元素同位素的含量,来确定该物体中的元素经过多长时间的衰变,从而知道年代。利用14C同位素放射性衰变规律进行测年技术称为14C年代测定技术,也称放射性碳定年法,可预测化石中生物生存的年代,A正确;
B、用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定目的基因是否成功导入,B正确;
C、“生物导弹”能特异性结合抗原,将3H放射性同位素结合制成“生物导弹”运输到癌细胞部位,杀死癌细胞,C错误;
D、以含15N的培养液来培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖几代,再将大肠杆菌转移到14N的普通培养液中。然后,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA,进行密度梯度离心,记录不同质量的DNA在离心管中的位置及比例,可证明DNA是半保留复制,D正确。
故选C。
5.用15N标记某二倍体动物(2N=8)的精原细胞核DNA双链,将其置于14N的培养液中,让该精原细胞在特定的条件下进行一次有丝分裂或减数分裂。下列有关叙述正确的是( )
A.有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ中期细胞核DNA数量相同
B.有丝分裂后期细胞中的核DNA分子均含有15N标记
C.减数分裂Ⅰ中期含14N的染色单体有8条
D.分别对减数分裂产生的四个精细胞的核DNA进行密度梯度离心,其分布结果不同
【答案】B
【分析】1、有丝分裂不同时期的特点:
(1)有丝分裂前的间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;
(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;
(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;
(4)后期:着丝点(粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;
(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
3、DNA分子复制方式为半保留复制。
【详解】A、有丝分裂中期细胞DNA数量是减数第二次分裂中期细胞DNA数量的两倍,A错误;
B、由于DNA的半保留复制,有丝分裂后期DNA一条链为15N,一条链为14N,所以均含有15N,B正确;
C、由于减数分裂DNA复制,减数第一次分裂中期含有14N的染色单体共有16条,C错误;
D、由于减数分裂过程中DNA分子进行一次半保留复制,所以分别对减数分裂产生的四个精子的DNA进行密度梯度离心,其结果一致,D错误。
故选B。
6.某双链DNA分子中含2800个碱基对,其中一条链上的A为600个,T为700个。现让该DNA在适宜条件下复制三次,则第三次复制过程中断开的氢键和形成的氢键数分别是( )
A.28400、28400 B.28400、56800
C.32400、64800 D.64800、64800
【答案】B
【分析】某DNA分子中含某碱基a个,复制n次,则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为a×(2n-1)个,因为最初亲代DNA分子做模板不需要原料;但第n次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸 为=a×2n-1。
【详解】DNAf分子中含2800个碱基对,即有5600个碱基,其中一条链上的A为600个,T为700个,由于A=T,G=C,则该DNA分子中的A=T=1300个,G=C=5600-1300×2/2=1500个。A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,则该DNA分子中的氢键数1300×2+1500×3=7100个,该DNA复制三次,第三次复制是由4个DNA形成8个DNA分子,断开的氢键数是4×7100=28400个,形成的氢键数是8×7100=56800个。
故选B。
7.将DNA全被32P标记的细胞放在无放射性的完全培养液中培养,细胞分裂两次得到4个子细胞。有关说法正确的是( )
A.若该细胞为大肠杆菌,则只有2个子细胞拟核中的DNA有32P标记
B.若该细胞为精原细胞,则形成4个子细胞的过程中每个DNA分子上均一直有32P标记
C.若该细胞为小鼠胚胎干细胞,则4个子细胞中的染色体上均有32P标记
D.若该细胞是洋葱根尖分生区的细胞,则在第二次分裂中期每条染色单体上均有32P标记
【答案】A
【分析】DNA的复制为半保留复制,即复制后的每一个DNA含有一条亲代链,一条子代链。有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次,最终子细胞中的染色体与体细胞的染色体数相等;减数分裂过程中,染色体只复制一次,细胞分裂两次,减数分裂的结果是成熟的生殖细胞中的染色体数目比体细胞少一半。
【详解】A、若该细胞为大肠杆菌,则大肠杆菌进行两次二分裂产生4个子细胞,由于DNA半保留复制,所以第一次分裂后两个细胞的拟核DNA分子都是一条链被32P标记, 另一条链无32P标记,第二次分裂后,一个拟核DNA经复制产生的两个拟核DNA中,一个由两条无32P标记DNA链组成,另一个拟核DNA分子的一条链被32P标记, 另一条链无32P标记,故只有2个子细胞的拟核中的DNA有32P标记,A正确;
B、若该细胞为精原细胞,则精原细胞可能进行有丝分裂或减数分裂,若进行有丝分裂,则精原细胞进行两次有丝分裂,产生4个子细胞中的染色体上部分没有32P标记;若进行减数分裂,则DNA复制一次,细胞分裂两次,产生的4个子细胞中的染色体上均有32P标记,B错误;
C、若该细胞为小鼠胚胎干细胞,则进行的是两次有丝分裂,根据A项DNA复制两次的结果可知,产生的4个子细胞中的染色体上部分没有32P标记,C错误;
D、若该细胞是洋葱根尖分生区的细胞,则进行的是两次有丝分裂,根据A项DNA复制两次的结果可知,在第二次分裂中期每条染色体的一条染色单体含有32P标记,另一条染色单体上没有32P标记,D错误。
故选A。
8.(不定项选择)某病毒的DNA分子共有碱基600个,其中一条链的碱基比例A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,在侵染宿主细胞时共消耗了嘌呤类碱基2100个,相关叙述正确的是( )
A.该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制
B.子代病毒的DNA中(A+T)/(C+G)=3/7
C.该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA
D.该病毒DNA复制3次共需要360个腺嘌呤脱氧核苷酸
【答案】ABC
【分析】其中一条链的碱基比例A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链中A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3,则该DNA分子中A:T:G:C=3:3:7:7,其中A=T=90个,C=G=210个。
【详解】A、病毒DNA在宿主细胞中复制时遵循DNA分子半保留复制的原则,A正确;
B、该DNA分子中(A+T)/(C+G)=3/7,根据碱基互补配对关系,子代病毒的DNA分子与亲本相同,故子代病毒的DNA中(A+T)/(C+G)=3/7,B正确;
C、该DNA分子共有碱基600个,其中嘌呤碱基数目为300个,其在宿主细胞中共消耗2100个嘌呤碱基,根据DNA半保留复制原则,假设其在宿主细胞中复制了n次,则(2n-1)×300=2100,解得n=3,因此该病毒在宿主细胞内复制产生了23=8个子代DNA,C正确;
D、该病毒DNA复制3次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为(23-1)×90=630个,D错误。
故选ABC。
9.艾滋病是一种由HIV引起的免疫缺陷病,死亡率极高。如图所示为HIV的增殖过程,据图回答:
(1)图中进行②过程所需的原料是_____,进行③过程的场所是____,原料是____。
(2)前病毒是指整合到宿主细胞染色体上的病毒DNA,它会随着宿主DNA的复制而复制,则HIV的前病毒复制时以_______为模板。
(3)若HIV的蛋白质衣壳中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—组氨酸—”,转运丝氨酸、谷氨酸和组氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU、GUG,则前病毒中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为_______。若该病毒的遗传物质中有尿嘧啶128个,占总碱基数的32%,其逆转录生成的双链DNA分子中,A占总碱基数的30%,则该DNA分子中含鸟嘌呤的个数是_______。
(4)已知HIV携带的整合酶由a个氨基酸组成,指导整合酶合成的mRNA的碱基数远多于3a,主要的原因_______。
【答案】(1) 四种核糖核苷酸 核糖体 氨基酸
(2)DNA的两条链
(3) -AGACTTGTG- 160
(4)mRNA上存在终止密码子(或mRNA上存在不编码氨基酸的碱基序列)
【分析】分析图示可知,①表示RNA逆转录形成DNA的过程,②表示DNA转录形成RNA,③表示翻译形成相应的蛋白质。
(1)图中②过程表示DNA转录形成RNA,所需的原料是四种核糖核苷酸,③表示翻译过程,翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所是宿主细胞的核糖体,原料是氨基酸。
(2)DNA复制是指以亲代DNA分子的两条链为模板合成子代DNA的过程。前病毒是指整合到宿主细胞染色体上的病毒DNA,则HIV的前病毒复制时以DNA的两条链为模板。
(3)若HIV的蛋白质衣壳中有一段氨基酸序列为“一丝氨酸一谷氨酸一组氨酸一”,转运丝氨酸、谷氨酸和组氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU、GUG。反密码子与密码子碱基互补配对,则mRNA的碱基序列为-UCUGAACAC-,mRNA的碱基与DNA模板链碱基互补配对,则前病毒中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为-AGACTTGTG-。若该病毒的遗传物质RNA中有尿嘧啶128个,占总碱基数的32%,说明RNA中含有的碱基为128÷32%=400个,RNA逆转录生成的双链DNA分子中碱基有800个,A占总碱基数的30%,由于A+G=50%,则该DNA分子中含鸟嘌呤G=800×(50%-30%)=160个。
(4)mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基构成一个密码子,但由于mRNA上存在终止密码子(或mRNA上存在不编码氨基酸的碱基序列),所以指导整合酶合成的mRNA的碱基数远多于3a。
10.如图是某DNA分子的局部结构示意图,请据图回答。
(1)写出图中序号代表的结构的中文名称:①____,⑦____⑧____,⑨_____。
(2)图中DNA片段中碱基对有_______对,该DNA分子应有_______个游离的磷酸基团。
(3)从主链上看,两条单链方向_______;从碱基关系看,两条单链_______。
(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中分裂四次,该DNA分子也复制四次,则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为_______。
(5)若该DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA分子复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为_______个。
【答案】(1) 胞嘧啶 脱氧核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核苷酸链
(2) 4 2
(3) 反向平行 互补
(4)1:8
(5)15(a/2-m)
【分析】分析题图可知,该图是DNA分子的平面结构,图1中①是胞嘧啶,②是腺嘌呤,③是鸟嘌呤,④是胸腺嘧啶,⑤是磷酸,⑥是胸腺嘧啶,⑦是脱氧核糖,⑧是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,⑨是脱氧核苷酸链。
(1)DNA两条链之间的碱基互补配对,其中A与T配对,G与C配对,所以①是胞嘧啶。⑦是脱氧核糖,⑧由一分子⑥胸腺嘧啶、一分子⑤磷酸和一分子⑦脱氧核糖组成,故⑧是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。⑨是由脱氧核苷酸连接而成的脱氧核苷酸链。
(2)据图可知,图中DNA片段中碱基对有4对。双链DNA分子含有2个游离的磷酸基团,分别位于DNA分子的5'端。
(3)DNA分子结构的主要特点:组成DNA分子的两条链按反向平行盘旋成双螺旋结构,DNA分子中的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。两条单链碱基互补。
(4)若DNA分子复制4次,共得到24=16个DNA,根据DNA半保留复制的特点,可知其中有2个DNA的一条链含14N,另一条链含15N,其余的DNA的两条链都含15N,因此子代DNA分子中14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为2:16=1:8。
(5)若该DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,根据碱基互补配对原则,该DNA分子中胞嘧啶数目为:(a-2m)÷2=a/2-m,该DNA分子复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24-1)×(a/2-m)=15(a/2-m)。
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