高中生物一轮复习讲练第20讲DNA分子的结构、复制以及基因的本质含解析答案

这是一份高中生物一轮复习讲练第20讲DNA分子的结构、复制以及基因的本质含解析答案，共45页。试卷主要包含了根据所学知识，完成下列题目等内容，欢迎下载使用。

1．通过掌握DNA分子的结构和功能，理解生命的延续和发展。
2．通过DNA分子中的碱基数量和DNA复制的计算规律，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。
3．通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力。
考点一 DNA分子的结构和相关计算
1．DNA分子结构模型的建立者及DNA的组成
(1)DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。
(2)图解DNA分子双螺旋结构
①DNA由两脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。
③内侧：两链上碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：A===T(两个氢键)、G≡C(三个氢键)。
2．DNA分子的结构特点
情境长句·练思维
1．根据所学知识，完成下列题目：
(1)RNA病毒比DNA病毒更容易发生突变，从结构差异角度思考，原因是 。
(2)在基因启动子的位置常存在多个C—G序列成簇分布的现象，该部分稳定性较高，原因是 。
典型例题1 围绕DNA分子的结构和特性考查生命观念及科学思维
2．图为一个DNA分子片段的结构示意图，搭建一个DNA分子模型正确顺序是
①多核苷酸双链 ②1条多核苷酸链
③脱氧核苷酸 ④双螺旋结构
A．①②④③B．③②①④
C．③④②①D．④①②③
3．如图为某DNA分子部分结构示意图，下列相关叙述正确的是（ ）

A．将该DNA分子片段初步水解会得到4种产物
B．虚线方框所示的物质名称是胞嘧啶核糖核苷酸
C．各种DNA分子中碱基对G—C和A—T的数量相等
D．遗传信息储存在“甲→丁”或“乙→丙”中磷酸基团和脱氧核糖的排序中
典型例题2 围绕DNA分子结构的相关计算考查科学思维
经典高考题
4．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
5．在含有4种碱基的DNA区段，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（ ）
A．b≤0.5B．b≥0.5
C．胞嘧啶为a(1/2b－1)D．胞嘧啶为b(1/2a－1)
【答案】C
[方法提炼] 解答有关碱基计算题的“三步曲”
1．DNA分子结构中两种关系与两类化学键的比较
2.DNA分子结构的2点提醒
(1)DNA在DNA酶作用下能够水解生成4种脱氧核苷酸；脱氧核苷酸彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
(2)不是所有的脱氧核糖都连接着2个磷酸基团，DNA的2条链各有一个3-'端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团。
3．DNA分子的碱基互补配对原则及相关计算
(1)碱基互补配对原则：A一定与T配对，G一定与C配对。
(2)四个计算规律
①规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
②规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA(T换为U)中该种碱基比例的比值。
③规律三：在DNA双链中，一条单链的(A1＋G1)/(T1＋C1)的值与其互补单链的(A2＋G2)/(T2＋C2)的值互为倒数关系。但在整个DNA分子中该比值等于1。
④规律四：在DNA双链中，一条单链的(A1＋T1)/(G1＋C1)的值，与该互补链的(A2＋T2)/(G2＋C2)的值是相等的，与整个DNA分子中的(A＋T)/(G＋C)的值是相等的。
考点二 DNA分子的复制及相关计算
1．DNA分子的复制
(1)概念、时间、场所
(2)过程
(3)特点：边解旋边复制(过程上)、半保留复制(结果上)。
(4)准确复制的原因和意义
①DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。
②DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。
2．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
3.DNA半保留复制的实验分析
(1)实验方法：放射性同位素示踪法和离心技术。
(2)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。
(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。
(4)实验预期：离心后应出现3条DNA带。
①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。
②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。
③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
(5)实验过程
(6)过程分析
①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。
(7) 实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。
情境长句·练思维
6．根据所学知识，完成下列题目：
(1)果蝇的DNA有多个复制起点。果蝇DNA复制的这一特点有利于 。
(2)在真核细胞中，染色体复制与DNA复制的关系是 。
(3)真核细胞中的DNA可以快速复制的原因是 。
典型例题1 围绕DNA分子复制考查生命观念和科学思维
经典高考题
7．某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是
A．随后细胞中的DNA复制发生障碍
B．随后细胞中的RNA转录发生障碍
C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
8．如图所示为某DNA复制过程的部分图解，其中rep蛋白具有解旋的功能。下列相关叙述，不正确的是
A．rep蛋白可破坏A与C、T与G之间形成的氢键
B．DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用
C．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
D．随从链之间的缺口应需要DNA连接酶将其补齐
典型例题2 围绕DNA分子复制过程的有关计算考查科学思维
9．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子（其中有腺嘌呤60个），该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是
A．含有15N的DNA分子有两个B．含有14N的DNA分子占总数的7／8
C．第四次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个D．复制结果共产生16个DNA分子
10．具有A个碱基对的DNA分子片段，含有m个腺嘌呤，该片段完成n次复制需要多少个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸（ ）
A．2n（A－m）B．（2n－1）（A－m）
C．（2n－1）（A/2－m）D．2n（A/2－m）
[易错警示] DNA复制相关计算时四个易错点
(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。
(2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。
(3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。
典型例题3 围绕DNA分子复制考查科学探究
11．大肠杆菌拟核 DNA 是环状 DNA 分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含 3 H 标记的 dTTP 的培养液中培养，使新合成的 DNA 链中的脱氧胸苷均被 3 H 标记。在第二次复制未完成时将 DNA 复制阻断，结果如下图所示。下列选项中对此实验的理解错误的是（ ）
A．DNA 复制过程中，双链会局部解旋
B．Ⅰ所示的 DNA 链被 3 H 标记
C．双链 DNA 复制仅以一条链作为模板
D．DNA 复制方式是半保留复制
12．白斑综合征病毒严重危害对虾养殖业，该病毒经由吸附蛋白与细胞膜上受体蛋白的特异性结合而入侵宿主细胞。科研人员通过引入5－溴尿嘧啶(5－BU)诱变剂提高对虾抗病能力。5－BU能产生两种互变异构体，一种是普通的酮式，一种是较为稀有的烯醇式。酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对。下列叙述正确的是（ ）
A．5－BU处理组对虾体细胞中的碱基数目不变
B．5－BU处理组对虾体细胞DNA中(A＋T)/(C＋G)比值可能发生变化
C．5－BU诱变剂是通过干扰吸附蛋白基因表达来阻断病毒的吸附
D．宜选用健壮的成体对虾作为实验材料进行诱变实验
分析DNA复制过程中的数量关系
DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：
(1)DNA分子数
①子代DNA分子数＝2n个。
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。
③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。
②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。
③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个。
②一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数为2n个，复制(n－1)次后得到的DNA分子数为2n－1个。第n次复制增加的DNA分子数为2n－2n－1＝2n－1个，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
典型例题3 围绕DNA复制与细胞分裂考查科学探究和运用能力
2023·河北衡水中学一调
13．将两个双链均被³H标记的M基因导入某动物（2n=40）精原细胞的染色体中，然后置于不含³H的培养液中培养，经过两次细胞分裂后产生4个子细胞，测定子细胞的染色体被标记情况。不考虑染色体片段的交叉交换和染色体变异，下列叙述错误的是（ ）
A．每个子细胞中含有的基因M的数量可能是0个