高三高考（生物）优化探究一轮复习 必修二第 3 章 基因的本质-第 2 节 DNA分子的结构

1、1现有一待测核酸样品，经检测后，对碱基个数统计和计算得到下列结果：(AT)(GC)(AG)(TC)1。根据此结果，该样品()A无法被确定是脱氧核糖核酸还是核糖核酸B可被确定为双链DNAC无法被确定是单链DNA还是双链DNAD可被确定为单链DNA解析：本题一方面考查了DNA与RNA的主要区别，另一方面又考查了用数学思想分析生物问题的能力。 由于该核酸样品检测得到碱基A、T、C、G，所以该核酸一定是DNA，而不是RNA。DNA双链结构中，(AG)(TC)1，但是(AG)(T十C)1的DNA不一定就是双链。如在AC、GT的单链DNA中，(AG)：(TC)1。所以该样品无法被确定是单链DNA还是双链D

2、NA。答案：C2(2010年海淀模拟)如图示某DNA片段，有关该图的叙述中，不正确的是()A可形成DNA的基本组成单位B在基因中的排列顺序包含着遗传信息CDNA复制时解旋酶作用于DDNA的特异性体现在(AG)/(TC)的比例上解析：由题干可获取的信息有：(1)图示表示的是某DNA片段；(2)图中是磷酸，是脱氧核糖，是含氮碱基，表示脱氧核苷酸，是碱基间的氢键。解答本题应先根据DNA的化学组成和结构确定各部分的名称，再结合复制及基因工程的有关知识分析，逐项分析如下：3(2010年朝阳区模拟)下图是DNA复制的有关图示，ABC表示大肠杆菌的DNA复制。DG表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复

3、制起始点，“”表示复制方向。(1)若A中含48502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/分，则此DNA分子复制完成约需30 s。而实际上只需约16 s。根据AC图分析，是因为_。(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按AC的方式复制，至少8 h，而实际上约6 h左右。据DG图分析，是因为_。(3)AG均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是_的。(4)C与A相同，G与D相同，C、G能被如此准确地复制出来，是因为_。解析：该题要求根据图解回答DNA分子复制的有关问题。据图AC可知，DNA分子的复制向两个方向同时进行，因而复制时间缩短了。据图DG，在一个较长的D

4、NA分子上，复制点很多，正是从多个起始点同时复制，所需时间才较短。(3)(4)问实际上考查了所学的基本知识，较为简单。答案：(1)复制是双向进行的(2)从多个起始点进行复制(3)边解旋边复制(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA分子的碱基互补配对能力保证了DNA分子复制准确无误地完成1基因概念的理解(1)结构上看基因是DNA分子上一个特定的片段，一个DNA分子上有很多个基因。基因与DNA结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的序列。每个基因的脱氧核苷酸数目及排列顺序是特定的。不同的基因，差别在于碱基数目及排列顺序不同。基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。(2)从功

5、能上看：基因有遗传效应，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状。基因是有遗传效应的DNA片段，DNA上有很多片段，其中有遗传效应的片段才叫基因，没有遗传效应的片段不叫基因。基因有遗传效应，基因的遗传效应反映出来的效果是控制蛋白质合成，从而表现性状的。基因是DNA上的片段，基因随DNA分子的复制而复制，转录而转录。4基因的基本功能(1)遗传信息的传递；发生在传种接代过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。(2)遗传信息的表达：发生在生物个体发育过程中，是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，通过遗传信息的表达控制个体发育过程。(1)图中B是_，C是_

6、，D是_，F是_，G是_。(2)F的基本组成单位是图中的_，共有_种。F与H的关系是_。(3)图中E和F的关系是_。决定F结构多样性的是_的排列顺序。(4)通常情况下，1个H中含有_个F,1个F中含有_个E,1个E中含有_个D。解析：本题以图的形式表示出了DNA与基因、染色体、脱氧核苷酸的关系。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它由1分子磷酸，1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是遗传物质DNA的主要载体；1条染色体上通常情况下含有一个DNA分子，一个DNA分子上有很多个基因，1个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。答案：(1)脱氧核糖含氮碱基脱氧核苷酸DNA蛋

7、白质(2)D4H是F的主要载体(3)E是有遗传效应的F的片段D(4)1许多成百上千已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该()A分析碱基类型，确定碱基比率B分析碱基类型，分析核糖类型C分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型D分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型【解析】确定DNA或RNA，可分析碱基和五碳糖(有U或核糖者为RNA；有T或脱氧核糖者为DNA)；确定单链或双链可分析其中各种碱基所占的比率：若A与T或U相等，C与G相等，则为双链(当然也有可能是单链)；若不相等则为单链。如果分析氨基酸组成，则不能区分任

8、何类型。【答案】A【规律探究】沃森和克里克发现的DNA双螺旋结构，可概括为“五种元素、四种碱基、三种物质、两条单链、一种结构”。五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、G、C、T三种物质：磷酸、脱氧核糖和含氮碱基两条单链：脱氧核苷酸链一种结构：双螺旋结构 下列关于基因的说法，错误的是()A基因是有遗传效应的DNA片段B基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息C基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位D基因是染色体上的一段【解析】真核生物基因的主要载体是染色体，而染色体的主要成分是DNA和蛋白质，因此可以说基因是染色体上DNA中有遗传效应的一个片段，而不能说基因是染色体上的一段。【答案

9、】D【规律探究】真核生物基因的主要载体是染色体，基因在染色体上呈线性排列，并且和染色体的行为一致。(间期)染色体复制基因复制。(减数第一次分裂后期)同源染色体分离同源染色体上的基因(无论是等位基因，还是相同基因)分离；非同源染色体自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合。(减数第二次分裂后期和有丝分裂后期)姐妹染色单体分开相同基因(或交叉互换或基因突变产生的等位基因)分离。基因随染色体传给子代。(2009年镇江质检)近10年来，PCR技术(聚合酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制(如下图)，在很短的时间内，将DNA扩增几百

10、万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)加热使DNA双链打开，这一步是打开_键，称为_，在细胞中是在_酶的作用下完成的。(2)当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2条DNA分子，此过程中原料是_，遵循的原则是_。(3)“PCR”技术的必需条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还有三个条件，即液体环境、适宜的_和_。(4)假设一个模板DNA分子中有800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个，若通过PCR技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6 200个，则该模板DNA在PCR扩增仪中已经复制了_次。【解析】DNA打开双

11、链的过程是断开氢键，是在细胞内解旋酶的作用下完成；四种脱氧核苷酸是合成DNA的原料，合成过程以碱基互补配对为原则；“PCR”技术是通过酶的催化作用完成的，需要适宜的温度和pH。由已知条件可计算出每个DNA分子中含胞嘧啶脱氧核苷酸200个，通过PCR技术共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6 200个，即产生了DNA分子 =32个，共复制了5次。【答案】(1)氢解旋解旋(2)脱氧核苷酸碱基互补配对原则(3)温度酸碱度(4)51(2009年广东生物) 有关DNA分子结构的叙述，正确的是(多选) ()ADNA分子由4种脱氧核苷酸组成BDNA单链上相邻碱基以氢键连接C碱基与磷酸基相连接D磷酸与脱氧核糖交替连接

12、构成DNA链的基本骨架解析：DNA分子由4种脱氧核苷酸组成，每一种脱氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖组成的。对于DNA分子来说，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。答案：AD2(2009年江苏生物)如图真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是()A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率解析：由该DNA分子复制过程示意图可看出：DNA分子复制有多个复制起始点。且边解旋边双向复制(箭头代表DNA复制方向)，DNA分子

13、复制需要解旋酶参与。这种多起点复制可有效地提高复制速率。由图示不同复制起点复制出的DNA片段长度不同可知：DNA分子的多个复制起点并不是同时开始复制的。答案：A3(2009年海南生物)有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是()A两种过程都可在细胞核中发生B两种过程都有酶参与反应C两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料D两种过程都以DNA为模板解析：DNA复制是以脱氧核糖核苷酸为原料，而转录则是以核糖核苷酸作为原料。答案：C4. (2009年上海综合)科学家运用基因工程技术将人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。右图所示a处为胰岛素基因与大肠杆菌

14、质粒DNA结合的位置，它们彼此能结合的依据是()A基因自由组合定律B半保留复制原则C基因分离定律 D碱基互补配对原则解析：胰岛素基因与大肠杆菌质粒DNA的碱基互补配对，形成氢链，然后在DNA连接酶的作用下使其核苷酸之间连接起来。答案：D5(2008年上海生物)某个DNA片段由500对碱基组成，AT占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为()A330 B660 C990 D1 320答案：C6(2007年山东理综)DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为UA、A

15、T、GC、CG。推测“P”可能是()A胸腺嘧啶 B腺嘌呤C胸腺嘧啶或腺嘌呤 D胞嘧啶 解析：根据DNA分子半保留复制的特点，经过两次复制得到的4个子代DNA分子中相应位点的碱基对UA、AT来自发生突变的亲代DNA的模板链，而GC、CG来自未发生突变的模板链。据此推断，“P”可能是G或C。答案：D7(2007年广东生物)下列关于DNA复制的叙述，正确的是()A在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制BDNA通过一次复制后产出四个DNA分子CDNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制D单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链解析：DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间

16、期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA分子的过程。DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。DNA是边解旋边复制，而不是双螺旋全部解链后才开始DNA的复制。答案：A一、选择题1(2010年泰安模拟)鱼体内的遗传物质彻底水解后，可得到()A4种脱氧核苷酸 B. 5种含氮碱基C1种五碳糖 D8种核苷酸解析：鱼的遗传物质是DNA，DNA彻底水解可得到A、G、C、T四种碱基，脱氧核糖(1种五碳糖)，以及磷酸(1种)。答案：C2如果DNA分子上某一片段是基因，则该片段()携带遗传信息上面有密码子能转录产生mRNA能进入核糖体能运载氨基酸能控制蛋白质的合成A BC D解

17、析：选C，因为密码子存在于mRNA上，mRNA进入核糖体，基因不进入核糖体，运载氨基酸的是转运RNA，而不是基因。答案：C3DNA复制是在酶催化下的核苷酸聚合过程，需要多种物质的共同参与。对下图所示的复制过程中物质变化的说法，正确的是()A新的子链是由5种核苷酸聚合而成的，核苷酸的聚合过程需要酶和能量B构成DNA子链的四种脱氧核苷酸聚合时，ATP为降低反应活化能提供能量C以DNA两条脱氧核苷酸链为模板链合成子链时， 4种碱基交替排列在分子内侧D4种三磷酸脱氧核苷是DNA复制的直接底物；形成三磷酸脱氧核苷需要消耗ATP答案：C4DNA聚合酶是DNA复制过程中必需的酶，右图中的曲线a表示脱氧核苷酸

18、含量，曲线b表示DNA聚合酶的活性，由图可以推知()A间期是新的细胞周期的开始B间期细胞内发生转录C间期细胞内发生RNA复制D间期细胞内发生DNA复制解析：曲线显示DNA聚合酶的活性增强，脱氧核苷酸含量先增加，后减少，说明发生了DNA复制。答案：D5在下列四种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是()A和 B和C和 D和解析：“”中图表示一磷酸腺苷(AMP)又叫腺嘌呤核糖核苷酸；表示腺嘌呤；表示腺嘌呤脱氧核苷酸；表示转运RNA中的腺嘌呤。DNA中的腺嘌呤和RNA中的腺嘌呤是相同的，但是相对应的核苷酸不同，因为五碳糖不同。答案：D6(2010年南通调研)关于下图DNA分子片段的说法正确

19、的是()A限制性内切酶可作用于处，解旋酶作用于处B处的碱基缺失导致染色体结构的变异C把此DNA放在含15N原料的培养液中复制两代，子代DNA中含15N的DNA占3/4D该DNA的特异性表现在碱基种类和(AT)/(GC)的比例上解析：本题综合考查基因工程、DNA复制、遗传变异、DNA的特点等知识以及综合能力、分析判断能力等。限制性内切酶作用于35磷酸二酯键(处)，解旋酶作用于碱基对中间的氢键(处)；DNA碱基缺失会导致基因突变，但不能导致染色体结构变异；把该DNA分子放在15N的培养液中复制两代，可形成4个子代DNA分子，其中有2个子代DNA分子的一条链含14N，另一条链为15N；另2个子代DN

20、A分子的两条链均含15N。即子代含15N的DNA占100%。DNA的特异性是由特定的碱基对排列顺序决定的。据以上分析,可知只有A项正确。答案：A8将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例依次是()A1/4、1/16 B1/4、1/8C1/2、1/4 D1/8、1/8解析：15N标记的一个DNA放在含有14N的培养基中让其复制三次后，共有8个DNA分子、16条单链，其中含有15N的DNA分子有两个、含有15N的DNA单链有两条，因此含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为

21、2/8，含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例为2/16，即1/4和1/8。答案：B9下列关于DNA复制过程的正确顺序是 ()互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间形成氢键DNA分子在解旋酶的作用下解旋以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对子链与母链盘旋成双螺旋状结构A BC D解析：本题考查的是DNA复制的过程。根据解旋、合成子链、子母链结合的过程，可知DNA复制的顺序为。答案：D10基因是有遗传效应的DNA片段，在下面关于“遗传效应”的说法中，不正确的是()A能控制一种生物性状的表现B能控制一种蛋白质的生物合成C能转录形成信使RNAD存在遗传密码并决定某种氨基酸解析：基因是指具有遗传效应

22、的DNA片段，对“遗传效应”的理解：这一片段的DNA通过转录将其中的遗传信息传递到mRNA中，并通过mRNA控制蛋白质的合成或控制某种酶的合成,从而决定某种性状的表现。答案：D11甲乙两生物的体细胞中，DNA分子数、碱基的总量与种类均分别相同。与之相关的下列几种判断中，正确的是()A甲、乙的遗传信息完全相同B甲、乙是同一生物的后代C甲、乙细胞中的基因数相同D不足以得出上列任何一种结论解析：DNA分子数、碱基总量与种类均相同，其DNA分子大小、碱基序列等未必也相同，因此不是A、B、C判断的充分条件。答案：D12DNA分子片段复制的情况如图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发

23、生变异，下列说法错误的是()Ab和c的碱基序列可以互补Ba和c的碱基序列可以互补Ca中(AT)/(GC)的比值与b中(AT)/(GC)的比值相同Da中(AG)/(TC)的比值与d中(AG)/(TC)的比值一般不相同解析：根据DNA半保留复制的特点，可以判断出，图中的a和d、b碱基互补，d和a、c碱基互补，a和c、b和d的碱基序列均相同。答案：B二、非选择题13为了验证促进有丝分裂物质对细胞分裂的促进作用，将小鼠的肝细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3HTdR)；乙组中加入等剂量的3HTdR并加入促进有丝分裂物质。培养一段时间后，分别测定甲、乙两

24、组细胞的总放射性强度。据此回答下列问题：(1)细胞内3HTdR参与合成的生物大分子是_，该种分子所在的细胞结构名称是_、_。(2)乙组细胞的总放射性强度比甲组的_，原因是_。(3)细胞利用3HTdR合成生物大分子的过程发生在细胞周期的_期。(4)在上述实验中选用3HTdR的原因是_。解析：胸腺嘧啶是DNA分子中特有的碱基，所以3HTdR是合成DNA的原料，在细胞分裂间期要进行DNA的复制，所以加入促分裂物质的乙组放射性强度比甲组高。答案：(1)DNA细胞核(或染色体)线粒体(2)高乙组中有促进细胞分裂的物质，促进了细胞的分裂，摄取的3HTdR比甲组多(3)间(4)细胞的增殖有DNA的合成，而3

25、HTdR是合成DNA的原料，其放射性强度可以被测定5. (2010年西安质检)右图表示某大肠杆菌DNA分子结构的片段：(1)图中1表示_，2表示_。 1、2、3结合在一起的结构叫_。(2)3有_种，中文名称分别是_。(3)DNA分子中3与4是通过_连接起来的。(4)DNA被彻底氧化分解后，能产生含N废物的是_。(5)假定该大肠杆菌含14N的DNA相对分子质量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中，便得到含15N的DNA，相对分子质量为b。现将含15N的DNA分子的大肠杆菌再培养在含14N的培养基中，子一代的相对分子质量平均为_，子二代的相对分子质量平均为_。151958年，Meselson和

26、Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题。(1)由于DNA分子呈_结构，DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉(如图1)。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测_。(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有3H胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注：以“”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。(3)有人探究DNA的复制从一点开始以后是单向还是双向进行的，将不