高考生物一輪復習專題訓練及解析—DNA的結構與復制

2023年12月31日發(fā)(作者：塔里木湖)

高考生物一輪復習專題訓練及解析—DNA的結構與復制一、選擇題

一、選擇題

1．(2023·河北邢臺高三質檢)沃森和克里克根據DNA分子晶體衍射圖譜，解析出經典的DNA雙螺旋類型(B－DNA)，后續(xù)人們又解析了兩種不同的DNA雙螺旋類型(A－DNA和Z－DNA)，它們的螺旋直徑如表所示。下列敘述錯誤的是( )

項目

螺旋直徑(nm)

A－DNA

2.55

B－DNA

2.37

Z－DNA

1.84

A.Z－DNA雙螺旋類型結構更為緊湊而有利于其完成復制

B．不同的雙螺旋類型中，基因的轉錄活躍程度不同

C．三種雙螺旋類型DNA雙鏈都遵循堿基互補配對原則

D．推測在生物體內DNA雙螺旋類型也是多種多樣的

2.如圖表示有關DNA分子中的部分關系，下列判斷正確的是( )

A．若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(A＋G)/(T＋C)的值，則符合甲曲線變化

B．若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(G＋T)/(A＋C)的值，則符合甲曲線變化

C．若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(A＋T)/(G＋C)的值，則符合乙曲線變化

D．若x、y分別表示DNA一條鏈和整個DNA中嘌呤/嘧啶的值，則符合乙曲線變化

3．(2023·甘肅蘭州高三調研)葉綠體DNA分子上有兩個復制起點，同時在起點處解旋并復制，其過程如下圖。下列相關敘述正確的是( )

A．脫氧核苷酸鏈的合成不需要RNA引物

B．新合成的兩條脫氧核苷酸鏈的序列相同

C．兩起點解旋后均以兩條鏈為模板合成子鏈

D．子鏈合成后需DNA連接酶催化連接成環(huán)狀

4．(2023·江蘇蘇北七市高三調研)端粒是真核生物線性染色體末端的一段復合結構，端粒DNA會隨細胞分裂而縮短(如圖)，直到細胞不能再分裂。下列相關敘述錯誤的是( )

A．組成端粒的主要成分是DNA和蛋白質

B．子鏈5′－端引物水解后不能補齊，導致端粒DNA縮短

C．染色體復制后，每條染色體的4個端粒都縮短

D．可通過修復縮短的端粒DNA，延長細胞壽命

5．某果蠅的基因型為AaBb，將其DNA的兩條鏈均被32P標記的精原細胞放在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。該精原細胞形成了4個有三種基因型(AB、aB、ab)的精子。下列相關敘述正確的是( )

A．該精原細胞發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體間的互換導致三種基因型精子的產生

B．處于減數分裂Ⅱ前期的細胞中DNA數/染色體數＝2

C．產生的三種基因型的配子中的DNA都有一條鏈被32P標記

D．在減數分裂Ⅰ后期，移向細胞兩極的染色體形態(tài)大小都相同

6．(2023·江蘇揚州高三學情調研)取某XY型性別決定的動物(2n＝8)的一個未用3H標記的精原細胞，在含3H標記脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中完成一個細胞周期后，將所得子細胞全部

轉移至普通培養(yǎng)基中完成減數分裂(不考慮染色體片段互換、實驗誤差和質DNA)。下列有關敘述錯誤的是( )

A．一個初級精母細胞中含3H的染色體共有8條

B．一個次級精母細胞可能有2條不含3H的Y染色體

C．一個精細胞中可能有1條不含3H的Y染色體

D．該過程形成的8個精細胞中可能都含3H

7.科學家發(fā)現(xiàn)了單鏈DNA的一種四螺旋結構，一般存在于人體快速分裂的活細胞(如癌細胞)中。形成該結構的DNA單鏈中富含G，每4個G之間通過氫鍵等形成一個正方形的“G－4平面”，繼而形成立體的“G－四聯(lián)體螺旋結構”(如圖)。下列敘述正確的是( )

A．每個“G－四聯(lián)體螺旋結構”中含有兩個游離的磷酸基團

B．該結構中富含G－C堿基對

C．該結構中(A＋G)/(T＋C)的值與雙鏈DNA中不一定相等

D．該“G－四聯(lián)體螺旋結構”可以抑制癌細胞的分裂

8．(2023·湖南長沙高三學情調研)轉座子是一段可移動的DNA序列，這段DNA序列可以從原位上單獨復制或斷裂下來，插入另一位點。轉座子可在真核細胞染色體內部和染色體間轉移，在細菌的擬核DNA、質粒或噬菌體之間自行移動。有的轉座子中含有抗生素抗性基因，可以很快地傳播到其他細菌細胞。下列推測不合理的是( )

A．轉座子不能獨立進行DNA復制

B．轉座子可造成染色體變異或基因重組

C．轉座子可用于基因工程的研究

D．細菌的抗藥性可來自轉座子或者自身的基因突變

9．DNA聚合酶不能從頭合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈，因此在復制過程中需

要RNA引物，如圖表示DNA復制過程。下列相關分析不正確的是( )

A．DNA復制時存在A、U堿基配對現(xiàn)象

B．DNA復制是多種酶參與的物質合成過程

C．兩條子鏈延伸的方向都是由5′－端到3′－端

D．DNA聚合酶與DNA連接酶的底物相同

10．將某雄性動物細胞的全部DNA分子的兩條鏈經32P標記(染色體數為2n)后，置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。經過連續(xù)兩次細胞分裂后產生4個子細胞，檢測子細胞中的情況。下列推斷正確的是( )

A．若進行有絲分裂，則含32P染色體的子細胞比例一定為1/2

B．若進行減數分裂，則含32P染色體的子細胞比例一定為1

C．若子細胞中的染色體都含32P，則一定進行有絲分裂

D．若子細胞中的染色體不都含32P，則一定進行減數分裂

二、非選擇題

11．下圖所示為一段DNA空間結構和平面結構的示意圖，請據圖回答問題：

(1)從圖甲中可以看出DNA分子具有規(guī)則的__________結構，從圖乙中可以看出DNA是由____________條平行且走向________的長鏈組成的。在真核細胞中，DNA的主要載體是______________。

(2)圖乙中1代表的鍵為________。與圖乙中堿基2相配對的堿基是________(填中文名稱)；由3、4、5組成的結構名稱為_______________________________________________。

(3)不同生物的雙鏈DNA分子中嘌呤堿基總數與嘧啶堿基總數的比值________(填“相同”或“不同”)。

A＋T(4)若在一單鏈中＝n，則在另一條互補鏈中其比例為________，在整個DNA分子G＋C中其比例為________。

12．(2023·江蘇蘇北四市高三期末)真核細胞內染色體外環(huán)狀DNA(eccDNA)是游離于染色體基因組外的DNA，DNA的損傷可能會導致eccDNA的形成。下圖中途徑1、2分別表示真核細胞中DNA復制的兩種情況，a、b、a′和b′表示子鏈的兩端，①～④表示生理過程。請據圖回答相關問題：

(1)途徑1中酶2為______________，途徑2中④過程需要____________酶的作用。

(2)途徑2中a、b、a′和b′中為5′－端的是__________________________________。

(3)觀察過程①③可推測DNA復制采用了______________等方式，極大地提升了復制速率。eccDNA能自我復制的原因是____________________________________________________。

(4)下列可能屬于eccDNA形成原因的有____________________________________________。

A．DNA發(fā)生雙鏈斷裂

B．染色體片段丟失

C．染色體斷裂后重新連接

D．DNA中堿基互補配對

(5)eccDNA在腫瘤細胞中普遍存在，腫瘤細胞分裂時，因eccDNA無________(填結構)，而無法與____________連接，導致不能平均分配到子細胞中。由此可見，eccDNA的遺傳____________(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾遺傳規(guī)律。

13．(2023·河北秦皇島高三期末)科學家為了探究DNA復制方式，先用含有15NH4Cl的原料來培養(yǎng)大腸桿菌若干代作為親本，再將親本大腸桿菌轉移到含14NH4Cl原料中培養(yǎng)，收集不同時期的大腸桿菌并提取DNA，再將提取的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。請分析回答下列問題：

(1)用含有__________

______________________________________________________________________________。

(2)有科學家認為DNA的復制是全保留復制，復制形成的兩條子鏈結合在一起，兩條模板鏈重新結合在一起。若是全保留復制，則實驗結果是子一代的DNA位置是_________________。

(3)科學家進行實驗，得到的實驗結果是子一代的DNA位置全在中帶，子二代的DNA位置一半在中帶一半在輕帶。這個結果否定了全保留復制，你對此的解釋是___________________

______________________________________________________________________________。

(4)有人認為，將子一代的DNA分子用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復制11方式，如果為輕帶，為重帶，則一定為半保留復制。你認為這種說法是否正確，并說出你22的理由。

______________________________________________________________________________。

15NH4Cl的原料來培養(yǎng)大腸桿菌若干代作為親本，培養(yǎng)若干代的目的是

DNA的結構與復制

1．A

2．C [DNA兩條互補鏈中(A＋G)/(T＋C)的值是互為倒數的關系，此情況不符合甲曲線變化，A錯誤；DNA兩條互補鏈中(G＋T)/(A＋C)的值互為倒數，此情況不符合甲曲線變化，B錯誤；根據堿基互補配對原則，DNA兩條互補鏈中(A＋T)/(G＋C)的值是相等的，此情況符合乙曲線變化，C正確；由于DNA中A＝T、G＝C，A＋G＝T＋C，嘌呤數＝嘧啶數，整個DNA中兩者的比值始終等于1，但DNA一條鏈中嘌呤/嘧啶的值不確定，D錯誤。]

3．D

4．C [端粒是真核生物線性染色體末端的一段復合結構，染色體主要是由DNA和蛋白質組成的，所以組成端粒的主要成分是DNA和蛋白質，A正確；DNA的合成需要引物，但是DNA合成完成后要把引物切除，而子鏈中切除引物后不能補齊，導致端粒DNA縮短，B正確；由圖可知，染色體復制以后，只是新合成的端粒DNA縮短而并非所有的端粒都縮短，C錯誤；由于端粒DNA不斷縮短，最后導致細胞停止分裂，因此可以通過修復縮短的端粒DNA，使細胞恢復分裂的能力，延長細胞的壽命，D正確。]

5．C

6．B [減數分裂Ⅰ時XY染色體會發(fā)生分離，分裂形成的一個次級精母細胞中可能有0或1條或2條Y染色體，則一個次級精母細胞可能有0條或1條不含3H的Y染色體，B錯誤，C正確；減數分裂Ⅱ時姐妹染色單體隨機分別移向細胞兩極，所以兩個子細胞形成的8個精細胞中可能都含3H，D正確。]

7．C [每個“G－四聯(lián)體螺旋結構”是一條單鏈形成的，該結構中含有1個游離的磷酸基團，A錯誤；“G－四聯(lián)體螺旋結構”是由單鏈DNA形成的一種四螺旋結構，該結構中富含G，而不是富含G－C堿基對，B錯誤；雙鏈DNA中(A＋G)/(T＋C)的值始終等于1，而該單鏈結構中(A＋G)/(T＋C)的值不一定等于1，因此該結構中(A＋G)/(T＋C)的值與雙鏈DNA中不一定相等，C正確；根據題意可知，此“G－四聯(lián)體螺旋結構”一般存在于人體快速分裂的活細胞(如癌細胞)中，因此該結構不能抑制癌細胞的分裂，可能促進癌細胞的分裂，

D錯誤。]

8．A [根據題干信息可知，轉座子可以獨立進行DNA復制，A不合理；根據題干信息“轉座子可在真核細胞染色體內部和染色體間轉移”，說明轉座子可造成真核生物染色體變異或基因重組，B合理；根據題干信息可知，轉座子可用于基因工程的研究，C合理；根據題干信息“有的轉座子中含有抗生素抗性基因，可以很快地傳播到其他細菌細胞”，說明細菌的抗藥性可來自轉座子或者自身的基因突變，D合理。]

9．D [由于DNA復制過程中需要RNA引物，所以在復制時存在A、U堿基配對現(xiàn)象，A正確；DNA復制是解旋酶、DNA聚合酶等多種酶參與的物質合成過程，B正確；DNA分子的2條鏈是反向平行的，子鏈是依據堿基互補配對原則，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是從子鏈5′－端向3′－端延伸，C正確；DNA聚合酶與DNA連接酶的底物不同，前者作用于單個脫氧核苷酸，而后者作用于DNA片段，D錯誤。]

10．B [若子細胞中的染色體都含32P，說明DNA只復制一次，則一定進行減數分裂，C錯誤；若子細胞中的染色體不都含32P，則一定進行的是有絲分裂，D錯誤。]

11．(1)雙螺旋 兩 相反 染色體 (2)氫鍵 鳥嘌呤 腺嘌呤脫氧核苷酸 (3)相同 (4)n

n

解析 (4)一條單鏈上A1＋T1＝n，根據堿基互補配對原則，與該鏈互補的另一條鏈上G1＋C1T2＋A2A＋TA1＋A2＋T1＋T22A1＋2T1＝n，整個DNA分子中＝＝＝n。

C2＋G2G＋CG1＋G2＋C1＋C22G1＋2C112．(1)DNA聚合酶 DNA連接 (2)a和a′ (3)雙向、多起點 eccDNA上有復制起點(復制原點) (4)ABC (5)著絲粒 紡錘絲 不遵循

解析 (1)途徑1為線性DNA復制過程，該過程中的酶1為解旋酶，酶2為DNA聚合酶，途徑2為環(huán)狀DNA形成和復制的過程，④為損傷DNA由線性形成環(huán)狀DNA過程，即該過程需要DNA連接酶的作用。(2)DNA復制過程中子鏈的延伸方向是由5′→3′延伸的過程，根據復制方向可知，途徑2中a、a′為5′－端。(3)觀察過程①③可推測，DNA復制為半保留復制，結合圖示可知，DNA復制過程中表現(xiàn)出雙向復制和多起點復制的特點，該特點極大地提升了復制速率。eccDNA上有復制起點，因而eccDNA能自我復制。(4)根據題意可知，

DNA的損傷可能會導致eccDNA的形成，而DNA發(fā)生雙鏈斷裂、染色體片段丟失、染色體斷裂等都是DNA損傷的表現(xiàn)，而DNA堿基互補配對不會導致環(huán)狀DNA的形成，因此，A、B、C符合題意。(5)eccDNA在腫瘤細胞中普遍存在，腫瘤細胞分裂時，因eccDNA無著絲粒，因此無法與紡錘絲連接，只能隨機分配到子細胞中。由于eccDNA不能均等分配到子細胞中，因此，eccDNA的遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。

13．(1)保證用于實驗的大腸桿菌的DNA上都含有15N (2)一半在重帶，一半在輕帶

(3)DNA的復制是半保留復制，子一代DNA為15N/14N－DNA，子二代DNA一半為15N/14N－DNA，一半為14N/14N－DNA (4)不正確，因為無論是全保留復制還是半保留復制，子一11代用解旋酶處理后都有一半的單鏈含15N，一半的單鏈含14N，離心后都是重帶，輕帶

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