2022届高考生物一轮复习专题训练44　理解DNA的结构及复制　（解析版）

重点强化练44　理解DNA的结构及复制

1．(2021·山东武城二中高三月考)下列关于DNA的分子结构和复制的叙述，错误的是(　　)

A．双链DNA分子中，嘌呤与嘧啶之比一定等于1

B．DNA复制时需要细胞提供能量且需要解旋酶的作用

C．在DNA分子的一条链中，相邻的碱基通过氢键相连

D．双链DNA分子中，含氮碱基、脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖核苷酸的数量相同

答案　C

解析　双链DNA中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A—T、C—G)，且配对碱基的数目彼此相等，因此嘌呤与嘧啶之比一定等于1，A正确；DNA复制时需要解旋酶解旋，并且需要细胞提供ATP作为能源物质，B正确；在DNA分子的一条链中，相邻的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，C错误；双链DNA分子中，一分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖组成，所以含氮碱基、脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖核苷酸的数量相同，D正确。

2．(2021·江苏淮阴一中高三期中)如图表示一个DNA分子的片段，下列有关说法正确的是(　　)

A．④代表的物质中储存着遗传信息

B．不同生物的DNA分子中④的种类无特异性

C．转录时该片段的两条链都可作为模板链

D．DNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构越稳定

答案　B

解析　④代表的物质是脱氧核苷酸，而脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，A错误；不同生物的DNA分子中④脱氧核苷酸的种类无特异性，但是脱氧核苷酸的排列顺序差异很大，B正确；转录时该片段只有一条链可作为模板链，C错误；DNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构稳定性越低， G与C碱基对含量越高，其结构越稳定，D错误。

3．(2021·北京大兴高三期中)正常情况下，DNA分子在细胞内复制时，双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对，使DNA呈伸展状态，且SSB在复制过程中可以重复利用。下列与SSB功能相关的推测正确的是(　　)

A．SSB与DNA单链既可结合也可以分开

B．SSB与单链的结合将不利于DNA复制

C．SSB是一种解开DNA双螺旋的解旋酶

D．SSB与单链结合遵循碱基互补配对原则

答案　A

解析　由“SSB在复制过程中可以重复利用”可知，SSB与DNA单链既可结合也可分开，A正确；SSB与单链的结合将有利于DNA复制，B错误；根据题干中“双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合”，说明SSB不是一种解开DNA双螺旋的解旋酶，C错误； SSB是一种DNA结合蛋白，故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则，D错误。

4．如图表示双链DNA分子的结构，下列有关叙述正确的是(　　)

A．①表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸

B．每个磷酸均连接着两个脱氧核糖

C．DNA复制时，解旋酶断裂的是③处的化学键

D．该片段中碱基C和G的比例越大，该DNA热稳定性越高

答案　D

解析　①是由一个脱氧核苷酸的脱氧核糖、胸腺嘧啶与另一个脱氧核苷酸的磷酸基团构成的，不能表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸，A错误；位于每条链首端的磷酸只连接着一个脱氧核糖，B错误；DNA复制时，解旋酶断裂的是②处的氢键，C错误；含有氢键数量越多的双链DNA分子的热稳定性越高，在一个双链DNA分子中，碱基对G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此在图示的片段中，碱基C和G的比例越大，该DNA热稳定性越高，D正确。

5. (2021·山东青州一中高三月考)如图所示为某DNA分子的复制过程，解旋时会在解旋处呈现“叉子”的形状，称为复制叉。已知DNA聚合酶只能将游离的脱氧核苷酸连接到核苷酸单链上。根据所给信息判断，下列叙述中错误的是(　　)

A．DNA复制时有氢键的断裂，也有氢键的合成，整体而言，并没有消耗能量

B．该DNA复制形成的两个子代DNA是前导链和后随链分别结合模板链形成的

C．DNA聚合酶能将游离脱氧核苷酸的磷酸基团与DNA子链的脱氧核糖相连

D．后随链合成不连续是因为参与该链合成的DNA聚合酶和解旋酶移动方向相反

答案　A

解析　DNA复制是消耗能量的，A错误；DNA的复制是半保留复制，每个子代DNA都由母链和子链结合形成，即两个子代DNA是前导链和后随链分别结合模板链形成的，B正确；根据题意，DNA聚合酶将游离的脱氧核苷酸连接到核苷酸单链上，这个过程中将游离脱氧核苷酸的磷酸基团与DNA子链的脱氧核糖相连形成化学键，C正确；DNA的两条链反向平行，两条子链延伸方向相反，DNA聚合酶的移动方向也不同，后随链DNA聚合酶和解旋酶移动方向相反，因此，后随链只能是一段一段地合成，过程不连续，D正确。

6．利用大肠杆菌探究DNA的复制方式，实验的培养条件与方法是：①在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如图中甲；②转至含14N的培养基中培养，每20分钟繁殖1代；③取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列叙述正确的是(　　)

A．乙是转入14N培养基中繁殖1代的结果

B．丙是转入14N培养基中繁殖2代的结果

C．位于丁管上部的DNA含有15N和14N

D．探究过程采用了密度梯度离心技术

答案　D

解析　DNA的复制是半保留复制，甲是重带，复制一次后出现的2个DNA分子都是一条链含15N，另一条链含14N，都是中带，而乙中一条重带一条中带，A错误；丙中都是中带，应是转入14N培养基中繁殖1代的结果，B错误；在丁管上部的DNA两条链都含有14N，C错误。

7．下图为真核细胞DNA复制过程示意图。据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)

A．由图示可知，子链是沿着一定方向延伸的

B．合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的

C．真核细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体

D．解旋需要解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP

答案　D

解析　DNA分子是反向平行的，而复制的时候只能是从5′端向3′端延伸，所以子链是沿着一定方向延伸的，合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的，A、B正确；由于DNA分布在细胞核、叶绿体、线粒体中，所以细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体，C正确；解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA解开，需要消耗ATP，但解旋不需要DNA聚合酶的催化，合成子链时需要DNA聚合酶的催化，D错误。

8．某科研小组利用电子显微镜研究DNA的复制时，根据观察到的现象绘制出下图，下列相关叙述正确的是(　　)

A．图中的“标记”最可能指放射性同位素35S

B．由图可知，DNA进行双向复制

C．已知复制起点中氢键较少，所以该部位中G和C较多

D．若将复制起点彻底水解，可获得4种化合物

答案　B

解析　DNA分子的组成元素包括C、H、O、N和P，S不是其组成元素，A错误；由题图可知，在复制起点两侧均表现为高密度标记，说明两侧同时开始复制，即双向复制，B正确；在双链DNA分子中，A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，因此，由复制起点中氢键较少可推知A和T较多，C错误；将复制起点(DNA片段)彻底水解后，可获得4种碱基、磷酸和脱氧核糖，共有6种化合物，D错误。

9．(2021·河北邢台一中高三月考) 如图1、2分别为DNA分子结构及复制示意图。请据图回答下列问题：

(1)1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型。该模型认为：DNA分子中的____________________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。图1中由①②③构成的④称为____________________。

(2)从图2可以看出，DNA复制有多个起点， 其意义在于________________；图中所示的A酶为________酶， 作用于DNA结构中的氢键。DNA复制所需基本条件主要包括____________________(至少答出两项)等。从图2还可以看出DNA复制时，一条子链是连续合成的，而另一条子链是_____________，即先形成短链片段(冈崎片段)再通过____________酶相互连接。

(3)若将某动物精原细胞的全部DNA分子用32P标记，置于不含32P的培养液中培养，经过减数分裂产生的4个子细胞中含被标记染色体的子细胞比例为___________。

答案　(1)脱氧核糖与磷酸　鸟嘌呤脱氧核苷酸　(2)提高了复制速率　解旋　模板、酶、原料和能量　不连续合成的　DNA连接　(3)100%

解析　(1)DNA分子中的脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。图1中由①②③构成的④称为鸟嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。

(3)若将某雄性动物细胞的全部DNA分子用32P标记，置于不含32P的培养液中培养，由于DNA复制为半保留复制，所以DNA分子在间期复制后，每个DNA分子中都含有一条被标记的母链，经过减数分裂后产生的4个子细胞全部含有32P，比例为100%。

10．科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，产生子代，实验结果如图所示)：

(1)实验一和实验二的作用是________________。

(2)从实验三的结果C、D可以看出DNA分子复制________(填“是”或“不是”)半保留复制，结果C中条带的氮元素是________。

(3)如果实验三的结果都为E，则可判断DNA的复制方式________(填“是”或“不是”)半保留复制。

(4)如果DNA分子的复制方式是半保留复制，与结果D相比，结果E密度带的数量和位置____________，不同的是结果E的________(填“重”“中”或“轻”)带略宽。

(5)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G，请在图中标出。

答案　(1)对照　(2)是　14N、15N　(3)不是

(4)没有变化　轻

(5)如图所示

解析　(1)实验一和实验二分别表示用14N和15N标记细菌的DNA，其作用是与后面的实验形成对照。(2)从实验三结果C、D可以看出，DNA分子的复制是半保留复制，若是全保留复制，结果C应该是一条重链，一条轻链，结果D应该是重链，轻链；结果C中条带的氮元素是14N、15N。(3)结果E出现了重带，说明有的DNA分子两条链都是15N，因此，DNA的复制不是半保留复制。(4)如果DNA分子的复制方式是半保留复制，与结果D相比，结果E密度带的数量和位置没有变化，不同的是结果E的轻带略宽。因为结果D和结果E都有2个DNA为15N/14N，结果D有2个DNA为14N/14N，结果E有6个DNA为14N/14N，所以密度带的数量和位置没有发生变化，宽度发生变化的是轻带。(5)结果C中的DNA分子是含15N的DNA在14N的环境下复制一次后的结果，用解旋酶处理后，DNA的双链解开，形成2条15N链，2条14N链，离心后应该是位于轻带和重带位置。