课时质量评价18DNA的结构复制和基因的本质---2024版高考生物一轮总复习

十八　DNA的结构、复制和基因的本质

(建议用时：40分钟)

一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。

1．(2021·辽宁卷)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　　)

A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端

B．子链的合成过程不需要引物参与

C．DNA每条链的5′端是羟基末端

D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链

2．(2023·福建福州期中)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是(　　)

A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同

B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高

C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链

D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1

3．研究发现，细胞内DNA复制的最初原料是dNTP(脱氧核苷三磷酸，包括dATP、dGTP、dCTP和dTTP)，dNTP除了作为DNA复制的原料之外，还可以作为DNA复制过程中部分能量的来源。下列关于DNA结构和复制的叙述错误的是(　　)

A．DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧

B．双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸

C．在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供

D．DNA复制过程中所需的核糖核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基

4．DNA的熔点(Tm)是指将DNA加热变性使DNA的双螺旋结构解旋至一半时的温度，其影响机制如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A．Tm值大小与G＋C的百分含量和盐溶液浓度有关

B．以高盐溶液为介质的DNA的Tm值范围较大

C．G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低

D．一定盐浓度下，G＋C的百分含量越高，DNA分子的热稳定性越强

5．(2022·山东淄博一模)大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有2个复制叉，复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，下列说法错误的是(　　)

A．图中DNA的复制为双向半保留复制

B．多起点复制加快了DNA的复制速度

C．复制泡3的DNA复制早于复制泡1

D．子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同

6．将分生区细胞培养在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，短时间后更换到无放射性的培养基中再培养一段时间。测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞的百分率，结果如下图所示。下列分析错误的是(　　)

A．10～20 h曲线下降，与被标记的细胞逐渐完成分裂有关

B．20 h后曲线再次开始上升，是因为被标记的细胞进入第二轮分裂的分裂期

C．每一个被标记的细胞分裂两次形成的四个细胞中，均只有两个细胞带有放射性DNA

D．从DNA复制完成到分裂期开始的时长约为2 h

7．甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7­乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某双链DNA分子中A占碱基总数的30%，甲磺酸乙酯(EMS)使所有鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7­乙基鸟嘌呤后进行复制，产生甲、乙两个子一代DNA中，其中一个DNA分子(甲)中T占碱基总数的42%。下列叙述错误的是(　　)

A．甲DNA分子中A所占比例为30%

B．DNA分子中G所占比例乙与甲相同

C．乙DNA分子中T占碱基总数的38%

D．乙DNA分子中A、T、G、C比例无法确定

8．下图1表示的是细胞内DNA复制过程，图2表示图1中RNA引物去除并修复的过程。下列相关叙述错误的是(　　)

A．两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同

B．酶1、2可催化RNA降解，去除引物

C．酶3是DNA聚合酶，催化游离的核糖核苷酸连接到DNA单链上

D．酶4是DNA连接酶，催化两个DNA单链片段的连接

9．(2023·广东广州模拟)研究发现，啤酒酵母中存在一种DNA复制检验点(又称S期检验点)中介蛋白M1，往往以蛋白复合物的形式聚集在复制叉处，当另一种三聚体蛋白复合物M3也被加载到此处时，M1就会被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程。以下说法错误的是(　　)

A．S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度

B．M1蛋白被激活后，DNA合成过程中形成氢键时有水生成

C．一个复制叉内两条DNA子链的延伸方向与M1激活后移动方向不一定相同

D．啤酒酵母细胞的DNA分子中，(A＋C)/(G＋T)的数值均相等

二、非选择题

10．(2022·湖南长沙月考)图甲中DNA分子有a和d两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示。回答下列问题：

(1)图甲中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则A是________酶，B是________酶。

(2)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有________________。

(3)图乙中，7是______________________。DNA分子的基本骨架由______________交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过__________连接成碱基对，并且遵循__________________原则。

(4)已知某DNA分子共含有1 000个碱基对，其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，以该链为模板复制以后的子代DNA分子中A∶G∶T∶C＝____________。该DNA分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是________。

十八　DNA的结构、复制和基因的本质

1．A　解析：子链延伸时由5′端向3′端延伸合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。

2．D　解析：在双链DNA中A＝T，C＝G，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错误。A和T之间含2个氢键，C和G之间含3个氢键，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错误。(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误。经半保留复制得到的DNA分子是双链DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。

3．D　解析：DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧，磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧，A正确；双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸，B正确；在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供，也可以从其他途径获得，比如磷酸肌酸也可以供能，C正确；DNA复制过程中所需的脱氧核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基，D错误。

4．B　解析：60 ℃后，DNA分子的Tm值和C＋G含量呈正相关，且低盐溶液比高盐溶液相同的G＋C值所需温度更低，A正确；高盐溶液中随G＋C比值的变化Tm变化较为集中，低盐溶液中Tm变化幅度较大，B错误；根据图示，G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低，C正确；一定盐浓度下，G＋C比例越高，Tm越高，DNA分子的热稳定性就越强，D正确。

5．D　解析：由题图复制泡的走向可知，DNA复制时以每条链为模板，沿模板链的3′→5′方向移动，图中DNA的复制为多起点不连续双向半保留复制，A正确；多起点复制加快了DNA的复制速度，B正确；根据复制泡的大小可以看出，复制泡3的DNA复制早于复制泡1，C正确；DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，两条子链的延伸方向相反，其中一条子链与复制叉的推进方向相反，D错误。

6．C　解析：10～20 h被标记的细胞逐渐完成分裂进入分裂间期，故10～20 h曲线下降，与被标记的细胞逐渐完成分裂有关，A正确；20 h之后被标记的细胞再次进入分裂期，故20 h之后曲线再次上升，B正确；细胞内有多对染色体(不是只有一条染色体)，在有丝分裂后期，子染色体被移向两极，分裂形成的四个细胞中不可能均只有两个带有放射性，C错误；细胞被标记说明已完成了复制，而题干又说“短时间”，故约2 h，D正确。

7．D　解析：双链DNA中A占30%，由于A＝T、G＝C，则DNA分子中A＝T＝30%、G＝C＝20%。7­乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，其他配对关系不受影响，因此子代DNA分子中A、G所占比例不变，甲、乙两个DNA分子中A都占30%、G都是占20%，A、B正确；设复制的DNA分子两条链分别为α链和β链，甲DNA分子由α链复制产生，乙DNA分子由β链复制产生，由α链复制形成的甲DNA分子中T占碱基总数的42%，比正常的30%增加了12%，说明α链中7­乙基鸟嘌呤占该链碱基的24%，同理可推知，β链中7­乙基鸟嘌呤占该链碱基的16%，乙DNA分子中A∶T∶G∶C＝30∶38∶20∶12，C正确，D错误。

8．C　解析：DNA复制时，其中一条链的复制是连续的，只需一个引物，而另一条链的复制是不连续的，形成多个子链DNA片段，所以需要多个引物，因此两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同，A正确；从图中看出，酶1、2可以将RNA引物降解，使得一条链缺少一段碱基序列，B正确；DNA复制的原料是脱氧核苷酸，所以酶3的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到DNA单链上，C错误；从图中看出，酶4催化DNA单链片段连接形成DNA长链，故酶4是DNA连接酶，D正确。

9．B　解析：据题干分析，S期M1蛋白聚集在复制叉处，M1蛋白被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程，由此可见，S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度，A正确；DNA合成过程中氢键的形成是碱基配对之间的吸引力，没有水的生成，B错误；DNA分子复制过程中两条子链的延伸方向相反，因此与M1激活后沿复制叉移动的方向不一定相同，C正确；DNA分子一般为双链，且遵循碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，因此(A＋C)/(G＋T)的数值均相等，为1，D正确。

10．解析：(1)分析题图可知，A酶的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开，因此是解旋酶；B酶能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，是DNA聚合酶。(2)绿色植物的叶肉细胞中DNA存在于细胞核、叶绿体、线粒体中，叶肉细胞高度分化，不再进行分裂，核DNA不再复制，因此DNA复制的场所是线粒体、叶绿体。(3)图乙中，7为胸腺嘧啶、脱氧核糖和磷酸构成的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA分子的基本骨架排列在外侧，由脱氧核糖和磷酸交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。(4)根据碱基互补配对原则，双链DNA中由于A＝T，G＝C，所以当一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，则另一链上A∶G∶T∶C＝3∶4∶1∶2，整个DNA分子中A∶G∶T∶C＝4∶6∶4∶6＝2∶3∶2∶3，子代DNA和亲代DNA分子碱基比例相同，也是A∶G∶T∶C＝2∶3∶2∶3。由于亲代DNA中G＝2 000×3/10＝600(个)，该DNA分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数(22－1)×600＝1 800个。

答案：(1)解旋　DNA聚合　(2)叶绿体、线粒体　(3)胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸　脱氧核糖和磷酸　氢键　碱基互补配对　(4)2∶3∶2∶3　1 800