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課下能力提升(九)　DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 (時(shí)間：25分鐘；滿分：50分) 一、選擇題(每小題2分，共20分) 1．下列關(guān)于沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是建立在DNA分子以4種脫氧核苷酸(堿基為A、T、G、C)為單位連接而成的長(zhǎng)鏈的基礎(chǔ)上 B．威爾金斯和富蘭克林通過對(duì)DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu) C．沃森和克里克曾嘗試構(gòu)建了多種模型，但都不科學(xué) D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量的啟發(fā)，構(gòu)建出了科學(xué)的模型 2．下面關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．每個(gè)雙鏈DNA分子含有四種脫氧核苷酸 B．每個(gè)堿基分子上均連接著一個(gè)磷酸和一個(gè)脫氧核糖 C．每個(gè)DNA分子中堿基數(shù)＝磷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù) D．雙鏈DNA分子中的一段含有40個(gè)胞嘧啶，就一定會(huì)同時(shí)含有40個(gè)鳥嘌呤 3．在一個(gè)DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的42%，若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的24%，胸腺嘧啶占30%，則另一條鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的(　　) A．21%,12%　　　　　　　B．30%,24% C．34%,12% D．58%,30% 4．(上海高考)在DNA分子模型搭建實(shí)驗(yàn)中，如果用一種長(zhǎng)度的塑料片代表A和G，用另一長(zhǎng)度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型(　　) A．粗細(xì)相同，因?yàn)猷堰虱h(huán)必定與嘧啶環(huán)互補(bǔ) B．粗細(xì)相同，因?yàn)猷堰虱h(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸相似 C．粗細(xì)不同，因?yàn)猷堰虱h(huán)不一定與嘧啶環(huán)互補(bǔ) D．粗細(xì)不同，因?yàn)猷堰虱h(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸不同 5．如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，相關(guān)敘述正確的是(　　) a．②和③相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架 b．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 c．⑨是氫鍵，其形成遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 d．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息 e．③占的比例越大，DNA分子越不穩(wěn)定 f．⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T A．bcdf　　　　　　　B．cdf C．a(chǎn)bcf D．bce 6．下列有關(guān)DNA復(fù)制的說法中，正確的是(　　) A．DNA復(fù)制時(shí)只有一條鏈可以作為模板 B．DNA復(fù)制所需要的原料是4種脫氧核苷酸 C．DNA復(fù)制的場(chǎng)所只有細(xì)胞核 D．DNA復(fù)制的時(shí)間只能是有絲分裂間期 7．把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的一個(gè)細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)環(huán)境中，培養(yǎng)相當(dāng)于繁殖一代的時(shí)間，然后全部放回原環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于連續(xù)繁殖兩代的時(shí)間后，細(xì)菌DNA組成分析表明(　　) A．3/4輕氮型、1/4中間型 B．1/4輕氮型、3/4中間型 C．1/2輕氮型、1/2中間型 D．3/4重氮型、1/4中間型 8.如圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項(xiàng)中正確的是(　　) A．a(chǎn)和c的堿基序列互補(bǔ) B．b和c的堿基序列相同 C．a(chǎn)鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與b鏈中同項(xiàng)比值相同 D．a(chǎn)鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與d鏈中同項(xiàng)比值不同 9．(山東高考)某研究小組測(cè)定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是(　　) 10．某DNA分子中含有1 000個(gè)堿基對(duì)(被32P標(biāo)記)，其中有胸腺嘧啶400個(gè)。若將該DNA分子放在只含被31P標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次，其結(jié)果不可能是(　　) A．含32P的DNA分子占1/2 B．含31P的DNA分子占1/2 C．子代DNA分子相對(duì)分子質(zhì)量平均比原來減少1 500 D．共消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸1 800個(gè) 二、非選擇題(共30分) 11．(10分)如圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。 (1)圖甲是DNA片段的________結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段的________結(jié)構(gòu)。 (2)填出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱：[2]______________、[5]__________________。 (3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)怯蒧_____和________交替連接的。 (4)連接堿基對(duì)的化學(xué)鍵是____________，堿基配對(duì)的方式如下：即________與________配對(duì)；________與________配對(duì)。 (5)從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是________的，從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成________的________結(jié)構(gòu)。 (6)含有200個(gè)堿基的某DNA片段中堿基間的氫鍵共有260個(gè)。請(qǐng)回答： ①該DNA片段中共有腺嘌呤________個(gè)，C和G共________對(duì)。 ②該DNA片段復(fù)制4次，共需原料胞嘧啶脫氧核苷酸________個(gè)。 ③在DNA分子穩(wěn)定性的比較中，________堿基對(duì)的比例高，DNA分子穩(wěn)定性高。 12．(10分)DNA指紋技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用，目前在親子鑒定、偵察罪犯等方面是最為可靠的鑒定技術(shù)。 請(qǐng)思考回答下列有關(guān)DNA指紋技術(shù)的問題： (1)DNA親子鑒定中，DNA探針必不可少，DNA探針實(shí)際是一種已知堿基順序的DNA片段。請(qǐng)問：DNA探針尋找基因所用的原理是：______________________。 (2)用DNA做親子鑒定時(shí)，小孩的條碼會(huì)一半與其生母相吻合，另一半與其生父相吻合，其原因是_________________________________________________。 (3)如圖為通過提取某小孩和其母親以及待測(cè)定的兩位男性的DNA，進(jìn)行DNA指紋鑒定，部分結(jié)果如圖所示。則該小孩的真正生物學(xué)父親是_________________________。 (4)現(xiàn)在已知除了一卵雙生胞胎外，每個(gè)人的DNA是獨(dú)一無二的，就好像指紋一樣，這說明了：______________________________________________________________。 (5)為什么用DNA做親子鑒定，而不用RNA?________________________。 (6)為了確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，需要克隆出較多的DNA樣品，若一個(gè)只含31P的DNA分子用32P標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料連續(xù)復(fù)制3次后，含32P的單鏈占全部單鏈的________。 13．(10分)DNA復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測(cè)，可能的情況是：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制。 (1)根據(jù)圖示對(duì)三種復(fù)制作出可能的假設(shè)： ①如果是全保留復(fù)制，則1個(gè)DNA分子形成2個(gè)DNA分子，其中一個(gè)是________，而另一個(gè)是________________________________________； ②如果是半保留復(fù)制，則新形成的兩個(gè)DNA分子各有_____________________； ③如果是分散復(fù)制，則新形成的DNA分子中__________________________________。 (2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明DNA的復(fù)制方式。 實(shí)驗(yàn)步驟： ①在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對(duì)照)。 ②在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌， 其DNA分子均為15N－DNA(親代)。 ③將親代含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心方法分離。 (3)實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)： ①如果與對(duì)照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分離出兩條帶：________和________，則可以排除________，同時(shí)肯定是________________。 ②如果子代 Ⅰ 只有一條________，則可以排除______，但不能肯定是________________。 ③如果子代 Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出____________和____________，則可以排除__________________，同時(shí)肯定________________。 ④如果子代Ⅱ不能分出________兩條密度帶，則排除________，同時(shí)肯定________。 (4)用圖例表示出最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 答案 1．選B　沃森和克里克最先提出了堿基在外側(cè)的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，后來又提出了堿基在內(nèi)側(cè)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并且同種堿基配對(duì)。最后提出了堿基互補(bǔ)配對(duì)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 2．選B　脫氧核苷酸分子的連接方式應(yīng)為。在雙鏈的DNA分子內(nèi)部，堿基之間通過氫鍵連接形成堿基對(duì)，對(duì)一個(gè)堿基來說，一側(cè)連接著一個(gè)脫氧核糖，另一側(cè)通過氫鍵和另一個(gè)堿基相連。 3．選C　解這類題目，最好先畫出DNA分子的兩條鏈及堿基符號(hào)，并標(biāo)出已知堿基的含量，這樣比較直觀，更易找到解題方法。然后利用DNA分子的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，由整個(gè)DNA分子中A＋T＝42%，可得出A1＋T1即對(duì)應(yīng)單鏈堿基總數(shù)的百分比也為42%，則C1＋G1＝58%。由一條鏈中C1＝24%，C1＋G1＝58%，得出對(duì)應(yīng)另一條單鏈中C2＝34%，由一條鏈中A1＋T1＝42%，A1＝12%，得出對(duì)應(yīng)另一條單鏈T2＝12%。 4．選A　A和G都是嘌呤堿基，C和T都是嘧啶堿基，在DNA分子中，總是A＝T，G＝C，依題意，用一種長(zhǎng)度的塑料片代表A和G，用另一長(zhǎng)度的塑料片代表C和T，則DNA的粗細(xì)相同。 5．選B　DNA分子是反向平行的雙螺旋結(jié)構(gòu)，①磷酸與②脫氧核糖交替排列在外側(cè)，構(gòu)成了DNA的基本骨架；④中的③②及②下方的磷酸基團(tuán)組成胞嘧啶脫氧核苷酸；堿基互補(bǔ)配對(duì)，配對(duì)堿基之間通過氫鍵相連； DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息；G與C之間形成3條氫鍵，G與C含量越多，DNA分子越穩(wěn)定；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。 6．選B　DNA復(fù)制時(shí)， 兩條鏈都可以作為模板，真核生物DNA復(fù)制的場(chǎng)所可以是細(xì)胞核，也可以是線粒體和葉綠體，在細(xì)菌體內(nèi)還可以是擬核。DNA復(fù)制時(shí)需要的原料是4種脫氧核苷酸。 7．選A　輕氮(14N)環(huán)境中的一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到重氮(15N)環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于繁殖一代的時(shí)間后，DNA分子全為15N/14N，再返回輕氮(14N)環(huán)境中培養(yǎng)繁殖，產(chǎn)生8個(gè)DNA分子，3/4輕氮型、1/4中間型。 8．選C　a、d兩條母鏈堿基互補(bǔ)，a、b兩條鏈堿基互補(bǔ)，c、d兩條鏈堿基互補(bǔ)，可推出a和c堿基序列相同，b和c堿基序列互補(bǔ)；兩條互補(bǔ)鏈中的(A＋T)/(G＋C)相同。 9．選C　DNA分子中(A＋C)/(T＋G)應(yīng)始終等于1；一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)與其互補(bǔ)鏈中(A＋C)/(T＋G)互為倒數(shù)，一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)＝0.5時(shí)，互補(bǔ)鏈中(A＋C)/(T＋G)＝2；一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)與其互補(bǔ)鏈中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。 10．選B　該DNA分子在含31P的培養(yǎng)液中復(fù)制兩次，可得到4個(gè)DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%，含32P的DNA分子占2/4＝1/2。因?yàn)镈NA復(fù)制為半保留復(fù)制，親代DNA分子的兩條鏈只可能進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中；4個(gè)DNA分子中有兩個(gè)DNA分子的每條鏈都只含有31P，還有兩個(gè)DNA分子都是一條鏈含31P，另一條鏈含32P。前兩個(gè)DNA 分子相對(duì)分子質(zhì)量比原DNA分子共減少了4 000，后兩個(gè)DNA分子比原DNA分子共減少了2 000，這樣4個(gè)DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量平均比原來減少了6 000/4＝1 500；在1 000個(gè)堿基對(duì)的DNA分子中，胸腺嘧啶400個(gè)，則含有鳥嘌呤個(gè)數(shù)(1 0002－4002)/2＝600(個(gè))，復(fù)制兩次所消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為600(22－1)＝1 800(個(gè))。 11．解析：(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)。而乙表示的是DNA分子的立體(空間)結(jié)構(gòu)。(2)圖中2表示的是一條脫氧核苷酸鏈片段，而5表示的是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結(jié)構(gòu)可以看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成了基本骨架。(4)DNA分子的兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，且有一定規(guī)律：A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。(5)根據(jù)圖甲可以判斷：組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?；從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈相互纏繞成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。(6)①堿基對(duì)G和C之間有三個(gè)氫鍵，而A和T間有兩個(gè)氫鍵，設(shè)該DNA片段堿基A有x個(gè)，堿基G有y個(gè)，則有以下關(guān)系：x＋y＝2001/2＝100,2x＋3y＝260，解得A為40個(gè)，G和C各為60個(gè)。②復(fù)制4次共需原料C為：(24－1)60＝900個(gè)。③C和G之間的氫鍵多于A、T之間的氫鍵，因此C和G比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越大。 答案：(1)平面　立體(或空間)　(2)一條脫氧核苷酸鏈片段　腺嘌呤脫氧核苷酸　(3)脫氧核糖　磷酸　(4)氫鍵　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鳥嘌呤)　C(胞嘧啶)　(5)反向　規(guī)則　雙螺旋　(6)①40　60?、?00?、跜和G 12．解析：DNA具有特異性，不同個(gè)體的DNA分子不同，因此可利用DNA分子雜交原理進(jìn)行親子鑒定。由于子代的同源染色體一條來自父方，一條來自母方，因此親子鑒定時(shí)，應(yīng)一半與父親吻合，一半與母親吻合。人體所有細(xì)胞都來源于同一個(gè)受精卵，因此都含有相同的遺傳物質(zhì)。 答案：(1)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則　(2)孩子的每一對(duì)同源染色體一條來自父親，一條來自母親　(3)B　(4)DNA分子具有多樣性和特異性　(5)因?yàn)榛蛟贒NA上，而不在RNA上，且DAN具有特異性　(6)7/8 13．(1)①親代的　新形成的?、谝粭l鏈來自親代DNA，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻? ③每條鏈中的一些片段是母鏈的，另一些片段是子鏈的　(3)①一條輕密度帶(14N/14N)　一條重密度帶(15N/15N)　半保留復(fù)制和分散復(fù)制　全保留復(fù)制?、谥忻芏葞?14N/15N)　全保留復(fù)制　半保留復(fù)制還是分散復(fù)制?、垡粭l中密度帶(14N/15N)　一條輕密度帶(14N/14N)　分散復(fù)制　半保留復(fù)制　④中、輕　半保留復(fù)制　分散復(fù)制　(4)最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如圖所示)：