2024版高考生物一轮复习教材基础练第六章遗传的分子基础第2节DNA的结构和复制教学课件

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知识点43　DNA的结构
1 假如某DNA片段中碱基A的数目为x,其比例为y,下列推断正确的是
A.碱基总数为 B.碱基C的数目为 C.嘌呤数与嘧啶数之比为 D.碱基G的比例为
2 如图是DNA片段的结构模式图。下列分析正确的是A.乙链片段的核苷酸序列是5'-TCAG-3'B.④⑤⑥组成一分子鸟嘌呤脱氧核苷酸C.若甲链中(A+T)/(G+C)=a,则乙链中(G+C)/(A+T)=l/aD.DNA单链上相邻碱基以氢键相连
2.C　甲链片段的核苷酸序列是5'-AGTC-3',两条链反向平行,则乙链片段的核苷酸序列是5'-GACT-3',A错误;据图分析④⑤⑥不属于同一个脱氧核苷酸,B错误;若甲链中(A+T)/(G+C)=a,根据碱基互补配对原则,A=T,C=G,则乙链中(G+C)/(A+T)=1/a,C正确;DNA单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连,D错误。
3 提取某孩子和其母亲以及待测定的四位男性的DNA进行DNA指纹鉴定,部分结果如图所示,则该孩子的生物学父亲最可能是A.A　　　B.B　　　C.C　　　D.D
3.B　由图可知,孩子的第一和第三条DNA条带与其母亲的相吻合,第二和第四条DNA条带与个体B的相吻合,故推测该孩子的生物学父亲最可能是个体B,B符合题意。
4 下列关于人脸识别技术的原理以及该技术的可行性的表述,不正确的是A.使用人脸识别技术的前提是每个人都具有独一无二的面部特征B.人脸识别技术的原理是遗传物质DNA分子具有多样性和特异性C.DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因D.指纹开锁技术与人脸识别技术的原理相同
4.C　DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础,使用人脸识别技术的前提是每个人都具有独一无二的面部特征,人脸识别技术的原理是DNA分子具有多样性和特异性,A、B正确;碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性,C错误;指纹开锁技术的原理与人脸识别技术的原理相同,D正确。
知识点44　DNA的复制
1 如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图,据图分析下列说法错误的是A.DNA复制是一个边解旋边复制的过程B.该过程发生在细胞分裂前的间期C.酶①是解旋酶,酶②是DNA聚合酶D.酶①和酶②均作用于氢键
1.D　DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制,A正确。题图为DNA复制过程的模式图,该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期,B正确。分析题图可知,酶①能将DNA双螺旋的两条链解开,故其为解旋酶,作用于氢键;酶②以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链,酶②为DNA聚合酶,作用于磷酸二酯键,C正确、D错误。
2 将双链均被15N标记的一个DNA分子放在含有14N的环境中复制n次,则后代中含15N的单链占全部DNA单链的比例以及含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是
2.B　DNA分子复制的方式为半保留复制,将双链均被15N标记的一个DNA分子放在含有14N的环境中复制n次,子代DNA分子数为2n,则单链数为2n×2=2n+1,其中只有2条单链含有15N,因此后代中含15N的单链占全部DNA单链的比例为2/2n+1=1/2n;子代DNA中只有2个DNA分子含有15N,因此含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为2/2n=1/2n-1。B选项符合题意。
DNA的复制方式为半保留复制。若将一个双链均被15N标记的DNA转移到含14N的环境中复制n(n≥1)代,其结果分析如图所示:从图中可以得到如下规律:(1)DNA分子数①复制n代DNA分子总数为2n。②含15N的DNA分子数为2。③含14N的DNA分子数为2n。④只含15N的DNA分子数为0。⑤只含14N的DNA分子数为2n-2。(2)脱氧核苷酸链数①复制n代DNA中脱氧核苷酸链总数为2n+1。②亲代脱氧核苷酸链数为2。③新合成的脱氧核苷酸链数为2n+1-2。
3 如图为果蝇某个细胞内DNA的电镜照片,图中的泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。下列叙述错误的是A.图中每一个复制泡的形成都需要解旋酶和能量B.果蝇DNA复制有多个起点,但不同起点的起始时间不同C.复制结束后, DNA复制泡恢复成原有的双螺旋结构D.多个复制泡有利于提高复制速率
3.C　复制泡为DNA上正在进行复制的部分,复制需要解旋酶和能量,A正确;图中显示多个复制泡,说明果蝇DNA复制有多个起点,不同复制泡大小不同,说明起始时间不同,B正确;复制结束后,DNA复制泡消失,新合成的子链和母链形成双螺旋结构,即一个DNA分子复制后应形成两个一样的DNA分子,C错误;多个复制泡的存在,有利于提高复制速率,D正确。
4 将洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中培养一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续培养一个细胞周期。下列叙述错误的是A.第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高的时期是分裂间期B.第一个细胞周期结束后,每个子细胞中的染色体均被标记C.第二个细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条染色单体被标记D.完成两个细胞周期后,每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同
4.D　第一个细胞周期中,DNA复制时细胞内放射性会迅速升高,该过程发生在分裂间期,A正确。DNA的复制方式为半保留复制,第一个细胞周期结束后,每个DNA分子都有一条链含有3H标记,另一条链不含3H标记,因此每个子细胞中的染色体都被标记,B正确。第二个细胞周期中,间期染色体复制,分裂中期每条染色体的两条染色单体中仅有一条被标记,C正确。完成两个细胞周期后,形成的子细胞中含有3H标记的染色体数目不一定相同,每个细胞中的染色体最少是0条含有3H标记,最多是全部都含有3H标记,D错误。
5 [生物兴趣小组将大肠杆菌在含15N的培养基中繁殖数代后,使大肠杆菌DNA的含氮碱基几乎都含有15N。然后再将其转入含14N的培养基中培养。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行离心,如图①~⑤为可能的结果。下列有关叙述错误的是A.实验过程中,所使用的研究方法是同位素标记法、密度梯度离心法B.根据含14N或15N的DNA离心后的位置,⑤为亲代、②为子一代C.若出现图中③的结果(带宽比3∶1),则亲代DNA进行了3次复制D.研究DNA的复制方式采用的是假说—演绎法,本实验是演绎的环节
5.D　本实验所使用的研究方法是同位素标记法(用14N、15N标记)、密度梯度离心法,A正确。亲代DNA的两条链均含有15N,离心后为⑤,在含14N的培养液中增殖一代,形成的子代DNA均为一条链含15N,一条链含14N,离心后为②,B正确。由图③的结果(带宽比为3∶1)分析可知,含15N的DNA占DNA总数的1/4,又因为复制 代含15N的DNA分子数始终为2,则DNA总数为8,即亲代DNA复制了3次,C正确。研究DNA的复制方式采用的是假说—演绎法,本实验是验证的环节,D错误。
6 DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时,互补的碱基序列就会结合在一起,形成杂合双链区;在没有互补碱基序列的部位,仍然是两条游离的单链(如图所示)。形成杂合双链区的部位越多,说明这两种生物的亲缘关系越近,下列相关叙述错误的是A.在杂合双链区发生的碱基互补配对方式是A—T、T—A、G—C、C—GB.杂合双链区越多,说明遗传信息越相似C.DNA分子杂交游离区的形成是因为该区域碱基的种类不同D.人和大猩猩的DNA杂交形成的杂合双链区要多于人与鱼的杂合双链区
6.C　题图为DNA分子之间的杂交,因此,杂合双链区发生的碱基互补配对方式是A—T、T—A、G—C、C—G,A正确;杂合双链区越多,说明这两种生物的亲缘关系越近,即遗传信息越相似,B正确;DNA分子杂交游离区的形成是因为该区域碱基之间不互补,相应的DNA区段碱基排列顺序差别大,C错误;与鱼相比,人和大猩猩的亲缘关系更近,所以人和大猩猩的DNA杂交形成的杂合双链区要多于人与鱼的DNA杂交形成的杂合双链区,D正确。
7 科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图2)。下列有关叙述正确的是A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是分散复制D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带
7.D　解题关键：(1)如果DNA的复制方式为全保留复制,则一个亲代15N/15N-DNA分子在含14NH4Cl的培养液中复制一次后,形成的两个子代DNA分子为15N/15N-DNA和14N/14N-DNA,离心后,试管中出现一条轻带、一条重带;如果DNA的复制方式为半保留复制,则一个亲代15N/15N-DNA分子在含14NH4Cl的培养液中复制一次后,形成的两个子代DNA分子都是15N/14N-DNA,离心后,试管中出现一条中带;如果DNA的复制方式为分散复制,则一个亲代15N/15N-DNA分子在含14NH4Cl的培养液中复制一次后,形成的子代DNA分子离心后,试管中出现一条中带。(2)如果DNA的复制方式为全保留复制,则一个亲代15N/15N-DNA分子在含14NH4Cl的培养液中复制2次后,得到的4个DNA分子中,其中一个是15N/15N-DNA,另外3个是14N/14N-DNA,离心后,试管中出现一条重带、一条轻带;如果DNA的复制方式为半保留复制,则一个亲代15N/15N-DNA分子在含14NH4Cl的培养液中复制2次后,得到的4个DNA分子中,其中2个DNA分子是15N/14N-DNA,另外2个DNA分子是14N/14N-DNA,离心后,试管中出现一条中带、一条轻带;如果DNA的复制方式为分散复制,则一个亲代15N/15N-DNA分子在含14NH4Cl的培养液中复制2次后,得到的4个DNA分子离心后,试管中只有一条中带。
第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定不是全保留复制,可能为半保留复制或分散复制,A错误;若DNA复制方式为全保留复制,则第二代细菌DNA离心后,试管中会出现1条重带和1条轻带,与题图信息不符,B错误;若DNA复制方式为分散复制,则第一代和第二代细菌DNA离心后,试管中只出现1条中带,与题图信息不符,C错误;若DNA复制方式为半保留复制,继续培养至第三代,得到的子代DNA分子离心后,试管中会出现1条中带和1条轻带,D正确。