高考生物二轮复习专题三遗传的分子基础跟踪强化训练7基因的本质结构与DNA的复制.doc

1跟踪强化训练跟踪强化训练( (七七) ) 一、选择题1(2017·山西太原阶段检测)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是( )A格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验得出“DNA 是遗传物质”的结论B艾弗里的肺炎双球菌转化实验中采用同位素标记法将蛋白质与 DNA 区分开C沃森和克里克提出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数D烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是 RNA解析 格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验证明 S 型细菌中存在一种“转化因子” ，但没有确定该“转化因子”是何种物质，A 项错误；艾弗里通过将蛋白质和 DNA 提取出来单独观察它们的作用，证明了 DNA 是遗传物质，而没有采用同位素标记法，B 项错误；沃森和克里克构建 DNA 双螺旋结构模型时利用了其他人的重要成果，这些成果中包括嘌呤数等于嘧啶数，C 项错误；烟草花叶病毒感染烟草实验能够说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D 项正确。答案 D2(2017·长沙模拟)S 型(有荚膜)和 R 型(无荚膜)肺炎双球菌均对青霉素敏感，在多代培养的 S 型菌中分离出一种抗青霉素的 S 型突变株记为PenrS 型菌。现利用上述三种菌株进行实验，下列说法不正确的是( )AS 型菌 DNA 与 R 型菌混合置于培养基(不含青霉素)中培养，培养基中出现 R 型和 S型菌落BR 型菌 DNA 与 S 型菌混合置于培养基(不含青霉素)中培养，培养基中出现 R 型和 S型菌落CPenrS 型菌 DNA 与 R 型菌混合置于培养基(含青霉素)中培养，培养基中仅出现PenrS型菌落DR 型菌 DNA 与PenrS 型菌混合置于培养基(含青霉素)中培养，培养基中仅出现PenrS型菌落解析 S 型菌 DNA 与 R 型菌混合置于培养基(不含青霉素)中培养，因部分 R 型菌被转化为 S 型菌，故培养基中既有 R 型菌又有 S 型菌；R 型菌 DNA 与 S 型菌混合置于培养基(不含青霉素)中培养，因 S 型菌为有荚膜菌，即使 R 型菌 DNA 整合到 S 型菌的 DNA 上，培养基中仍然只有 S 型菌；PenrS 型菌 DNA 与 R 型菌混合置于培养基(含青霉素)中培养，部分R 型菌被转化为PenrS 型菌，但培养基中含有青霉素，R 型菌死亡，仅PenrS 型菌能存活；R型菌 DNA 与PenrS 型菌混合置于培养基(含青霉素)中培养，即使 R 型菌 DNA 整合至PenrS 型2菌 DNA 上，仍然是PenrS 型菌性状，故培养基中仅出现PenrS 型菌落。答案 B3(2017·江苏卷)下列关于探索 DNA 是遗传物质的实验，叙述正确的是( )A格里菲思实验证明 DNA 可以改变生物体的遗传性状B艾弗里实验证明从 S 型肺炎双球菌中提取的 DNA 可以使小鼠死亡C赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P 标记解析 本题重点考查人类对遗传物质探索过程中的经典实验。格里菲思实验只是证明了转化因子的存在，没有证明转化因子是 DNA，A 项错误；艾弗里实验证明了转化因子是DNA，从 S 型肺炎双球菌中提取的 DNA 使 R 型细菌转化为 S 型细菌而导致小鼠死亡，B 项错误；赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌出现在沉淀中，对沉淀后的细菌继续培养，待其裂解后得到的噬菌体并不都带有32P 标记，故 C 项正确，D 项错误。答案 C4(2017·广东佛山质检)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述错误的是( )A孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更有说服力C烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是 RNADDNA 分子的遗传信息蕴藏在 4 种碱基的排列顺序之中解析 孟德尔并没有证实遗传因子的化学本质，A 项错误；肺炎双球菌体外转化实验中提纯得到的 DNA 中纯度最高时也还有 0.02%的蛋白质，没有将 DNA 和蛋白质完全分开研究，噬菌体侵染细菌实验用同位素标记法将 DNA 与蛋白质完全分开研究，因此比肺炎双球菌转化实验更有说服力，B 项正确；烟草花叶病毒的感染实验证明了该病毒的遗传物质是 RNA，C 项正确；DNA 分子的 4 种碱基的排列顺序决定了 DNA 分子的特异性，蕴含了遗传信息，D 项正确。答案 A5(2017·沈阳质检)将一个由 100 个碱基组成的 DNA 分子(设为亲代 DNA)放在含有被3H 标记的脱氧胸苷(3H­dT)的培养液中进行复制，一段时间后测得子二代的放射性强度(放射性强度含3H 的碱基总数/DNA 分子中的碱基总数)为 30%。则亲代 DNA 分子中含有的胸腺嘧啶的数量为( )A10 B20C30 D40解析 设每个 DNA 中含有x个胸腺嘧啶，则子二代的放射性强度(221)x/(22×100)30%，解得：x40(个)。3答案 D6(2017·甘肃高考诊断)下列关于 DNA 复制的叙述，正确的是( )A细菌 DNA 的复制只发生在拟核BDNA 分子的两条链均作为复制时的模板C相同的 DNA 复制后一定会形成相同的 DNADDNA 分子复制时解旋酶与 DNA 聚合酶不能同时发挥作用解析 细菌的拟核和细胞质中均存在 DNA，因此细菌 DNA 的复制可发生在拟核和细胞质中；DNA 分子复制时，其两条链均可作为模板；DNA 的复制过程中可以发生基因突变，相同的 DNA 复制后可能产生不同的 DNA；DNA 分子复制时是边解旋边复制，解旋时需要解旋酶，复制时需要 DNA 聚合酶，所以这两种酶能同时发挥作用。答案 B7(2017·湖北武汉调研)人的线粒体 DNA 能够进行自我复制，并在线粒体中通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。下列说法正确的是( )A线粒体 DNA 复制时需要以核糖核苷酸作为原料B线粒体 DNA 进行转录时需要 DNA 聚合酶的参与C线粒体中存在识别并能转运特定氨基酸的 tRNAD线粒体 DNA 发生突变后可通过父亲遗传给后代解析 线粒体是半自主性细胞器，能进行基因表达，因此线粒体内存在能识别和转运特定氨基酸的 tRNA，C 项正确。答案 C8(2017·河北名校联考)关于 DNA 分子的结构与复制的叙述，正确的是( )含有a个腺嘌呤的 DNA 分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸 2n1×a个 在一个双链 DNA 分子中，GC 占碱基总数的M%，那么该 DNA 分子的每条链中 GC 都占该链碱基总数的M% 细胞内全部 DNA 被32P 标记后在不含32P 的环境中进行连续有丝分裂，第2 次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记 DNA 双链被32P 标记后，复制n次，子代DNA 中有标记的占 1/2nA BC D解析 第n次复制时，DNA 分子数目从 2n1个变为 2n个，而每个 DNA 分子中含有a个腺嘌呤，因此需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为 2n1×a个，故正确；DNA 分子中的每一条链中互补碱基之和所占比例与整个 DNA 分子中所占比例相等，故正确；细胞中的 DNA分子标记后，原料不含放射性标记，由于 DNA 复制为半保留复制，第一次分裂形成的每个子细胞中的 DNA 分子都含有一条有标记的链，第二次复制后形成的子代 DNA 分子，一半有放射性标记，由于有丝分裂后期移向两极时的 DNA 分子是随机的，因此形成的子细胞中标4记的 DNA 分子比例不确定，故错误；DNA 分子双链标记后，无论复制多少次，含有放射性标记的 DNA 分子所占比例为 2/2n，即为 1/2n1，故错误。答案 A9(2017·北京东城期末)下列有关 DNA 分子的叙述，正确的是( )A一个含n个碱基的 DNA 分子，转录出的 mRNA 分子的碱基数量是n/2BDNA 分子的复制过程中需要 tRNA 从细胞质转运脱氧核苷酸C双链 DNA 分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过氢键连接DDNA 分子互补配对的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构解析 基因是有遗传效应的 DNA 片段，包含不能转录形成 mRNA 的启动子和终止子序列，因此一个含n个碱基的 DNA 分子，转录出的 mRNA 分子的碱基数量少于n/2，A 项错误；DNA 复制过程不需要 tRNA，B 项错误；双链 DNA 分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接，C 项错误；DNA 分子互补配对的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，D 项正确。答案 D10(2017·北京顺义期末)利福霉素是一种抗生素，它能使细菌的 RNA 聚合酶失去活性从而达到抑菌效果。此过程直接影响了( )A合成 DNA B合成 RNAC合成氨基酸 D合成蛋白质解析 RNA 聚合酶是转录过程必需的酶。答案 B11(2017·广东中山模拟)埃博拉病毒传染性强，2014 年非洲埃博拉病毒出血热的感染者及死亡人数都达到历史最高。下列有关埃博拉病毒的叙述中，正确的有( )遗传物质是 DNA 和 RNA 结构简单，只有核糖体一种细胞器 在实验室中可用牛肉膏蛋白胨培养基培养病毒用于科学研究A0 项 B1 项C2 项 D3 项解析 埃博拉病毒的遗传物质是 RNA，错误；病毒无细胞结构，无核糖体等细胞器，错误；病毒营寄生生活，不能用普通的培养基来培养，只能用活细胞来培养，错误。答案 A12(2017·江西南昌模拟)某基因(14N)含有 3000 个碱基，腺嘌呤占 35%。若该 DNA 分子用15N 同位素标记过的游离脱氧核苷酸为原料复制 3 次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图 1；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图 2。则下列有关分析完全正确的是( )5X 层全部是含14N 的基因 W 层中含15N 标记的胞嘧啶 3150 个 W 层与 Z 层的核苷酸数之比为 81 X 层中含有的氢键数是 Y 层的 1/3A B C D解析 DNA 是半保留复制，故复制 3 次，DNA 总数是 8 个，其中含有14N 的 DNA 为 2个(每个 DNA 均为一条14N 链，一条15N 链)，其余 6 个均为15N 的 DNA(两条链均为15N)。因为14N15N 的 DNA 密度比15N15N 的 DNA 密度小，故 X 层应该为14N15N 的 DNA，Y 层为15N15N 的DNA，错误；一个 DNA 中含有 3000 个碱基，腺嘌呤占 35%，那么胞嘧啶占 15%，故胞嘧啶的碱基数为 450，复制 3 次一共得到 8 个 DNA，这样需要的胞嘧啶数为 450×73150，正确；复制后的 8 个 DNA 一共含有 16 条链，其中14N 的链 2 条(分布在 Z 层)，15N 的链 14条(分布在 W 层)，因为该基因含有 3000 个碱基，故每条链的核苷酸数为 1500，这样 Z 层的核苷酸数为 1500×23000，W 层的核苷酸数为 1500×1421000，故 W 层与 Z 层的核苷酸数之比为 71，错误；复制得到的 DNA 所含有的碱基数都是相同的，那么氢键数也应该是相同的，X 层有 2 个 DNA，Y 层有 6 个 DNA，因此 X 层中含有的氢键数是 Y 层的1/3，正确。答案 C二、非选择题13(2017·全国卷)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为 RNA 病毒和 DNA 病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)解析 该题主要考查病毒的增殖以及对照实验设计的思路和方法。该实验设计的目的是确定新病毒是 DNA 病毒还是 RNA 病毒，因为 RNA 和 DNA 含有的特有碱基分别是尿嘧啶和胸腺嘧啶，所以两种病毒增殖所需的原料不同。结合题目所要求的方法(放射性同位素标记法)和所给的材料(体外培养的宿主细胞)分析，可利用含有放射性标记的尿嘧啶(甲组)和胸腺嘧啶(乙组)分别培养宿主细胞，之后分别接种新病毒，培养一段时间后收集病毒检测其放射性。若为 RNA 病毒，甲组收集的病毒因增殖过程中利用了含放射性的尿嘧啶而具有放射性，乙组收集的病毒则无放射性；若为 DNA 病毒，乙组收集的病毒因增殖过程中利用6了含放射性的胸腺嘧啶而具有放射性，甲组收集的病毒则无放射性。答案 (1)思路甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为 RNA 病毒；反之为 DNA 病毒。14(2017·河南名校模拟)如图是 DNA 双螺旋结构模型的建构过程图解(15)，请据图探讨相关问题。(1)物质 1 是构成 DNA 的基本单位，与 RNA 的基本单位相比，两者成分方面的差别是_。(2)催化形成图 2 中的磷酸二酯键的酶是_。(3)图 3 和图 4 中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，如果 DNA 耐高温的能力越强，则_(填“GC”或“AT”)碱基对的比例越高。(4)RNA 病毒相比 DNA 病毒更容易发生变异，请结合图 5 和有关 RNA 的结构说明其原因：_。解析 (1)DNA 的基本单位与 RNA 的基本单位相比，主要区别是 DNA 的基本单位中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是 T，而 RNA 的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是 U。(2)图 2 是由 DNA 分子的基本单位脱氧核苷酸脱水缩合形成的脱氧核苷酸链，由脱氧核苷酸脱水缩合形成脱氧核苷酸链过程需要 DNA 聚合酶催化。(3)DNA 分子中氢键越多，DNA 分子越稳定，CG 之间有 3 个氢键，AT 之间有 2 个氢键。(4)RNA 分子是单链结构，DNA 分子是双链螺旋结构，其结构稳定性较强，而单链 RNA 更容易发生变异。答案 (1)物质 1 中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是 T，而 RNA 的基本单位中的7五碳糖是核糖，特有的碱基是 U (2)DNA 聚合酶 (3)GC (4)DNA 的双螺旋结构较 RNA单链结构更稳定15(2017·北京东城二模)表观遗传是指 DNA 序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA 甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG 岛” 。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成 5­甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种 DNA 甲基化酶(如图 1 所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的 DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于 DNA 的半甲基化位点，使其全甲基化。(1)由上述材料可知，DNA 甲基化_(填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。(2)由于图 2 中过程的方式是_，所以其产物都是_甲基化的，因此过程必须经过_的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)研究发现，启动子中“CG 岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制_。(4)小鼠的 A 基因编码胰岛素生长因子­2(IGF­2)，a 基因无此功能(A、a 位于常染色体上)。IGF­2 是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的 A 及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则 F1的表现型应为_。F1雌雄个体间随机交配，F2的表现型及其比例应为_。结合 F1配子中 A 及其等位基因启动子的甲基化状态，分析 F2出现这种比例的原因是_8_。(5)5­氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗 DNA 甲基化引起的疾病。推测 AZA 可能的作用机制之一是：AZA 在_过程中掺入 DNA 分子，导致与 DNA 结合的甲基化酶活性降低，从而降低 DNA 的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA 与“CG 岛”中的_竞争甲基化酶，从而降低 DNA 的甲基化程度。解析 (1)根据题干中的信息，启动子上“CG 岛”上的胞嘧啶在发生甲基化后转变成 5­甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对，因此 DNA 甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。(2)由图 2 可知，过程是 DNA 的半保留复制，所以产物中都是只有一个 C 甲基化，所以其产物都是半甲基化的，因此过程必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)启动子是一段特定的 DNA 序列，可与 RNA 聚合酶结合，启动基因的表达过程。启动子中“CG 岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制基因的表达。(4)根据题干中的信息，由于 A、a 基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的，因此纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交的遗传图解及结果如下：F2中正常矮小11，原因是卵细胞中的 A 及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的 A 及其等位基因由于启动子非甲基化而表达；并且含 A 的精子含 a 的精子11。(5)抓住本题干中的关键信息：AZA 在某种过程中“掺入”DNA 分子，只有 DNA 复制时，AZA 才能“掺入”DNA 分子；另一个关键信息是 AZA“竞争”甲基化酶，在本题中甲基化酶可使胞嘧啶发生甲基化，因此 AZA 可与“CG 岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶，从而降低 DNA 的甲基化程度。9答案 (1)不会(2)半保留复制 半 维持甲基化酶(3)基因的表达(4)全部正常 正常矮小11 卵细胞中的 A 及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的 A 及其等位基因由于启动子非甲基化而表达；并且含 A 的精子含 a 的精子11(5)DNA 复制 胞嘧啶