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2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 核心素養(yǎng)提升練 二十 6.2 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因的本質(zhì)(含解析).doc

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2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 核心素養(yǎng)提升練 二十 6.2 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因的本質(zhì)(含解析).doc

DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因的本質(zhì)(30分鐘100分)一、選擇題(共6小題,每小題8分,共48分)1.下圖所示DNA分子片段中一條鏈含15N,另一條鏈含14N。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.DNA連接酶和DNA聚合酶都可作用于形成處的化學(xué)鍵,解旋酶作用于處B.是胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸C.若該DNA分子中一條鏈上G+C=56%,則無法確定整個DNA分子中T的含量D.把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代,子代中含15N的DNA占100%【解析】選C。DNA連接酶和DNA聚合酶均作用于兩個核苷酸之間的化學(xué)鍵,解旋酶作用于堿基對之間的氫鍵,A項正確;是胸腺嘧啶脫氧核苷酸,B項正確;若該DNA分子中一條鏈上G+C=56%,則整個DNA分子中G+C的含量也是56%,則整個DNA分子中T的含量為(1-56%)/2=22%, C項錯誤;DNA進行半保留復(fù)制,把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代,由于所用原料均含有15N,子代中含15N的DNA占100%, D項正確。2.(2019沈陽模擬)用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片類型和數(shù)量如表所示,以下說法正確的是()卡片類型脫氧核糖磷酸堿基ATGC卡片數(shù)量10102332A.最多可構(gòu)建4種脫氧核苷酸,5個脫氧核苷酸對B.構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵C.DNA中每個脫氧核糖均與1分子磷酸相連D.可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA【解析】選B。由表中給定的堿基A為2個,C為2個,并結(jié)合堿基互補配對原則可知最多可構(gòu)建4個脫氧核苷酸對;構(gòu)成的雙鏈DNA片段中A與T間的氫鍵共有4個,G與C共有6個,即最多有10個氫鍵;DNA中位于一端的脫氧核糖分子均與1分子磷酸相連,位于內(nèi)部的脫氧核糖分子均與2分子磷酸相連;堿基序列要達到44種,每種堿基對至少要有4對,所以本題構(gòu)建的不同堿基序列DNA少于44種。3.將染色體上的全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記后的雄性哺乳動物細胞(染色體數(shù)為20)置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。下列推斷正確的是()A.若減數(shù)分裂結(jié)束,則產(chǎn)生的子細胞中有5對同源染色體,每條都含32PB.若完成一次有絲分裂,則產(chǎn)生的子細胞中含有20條染色體,其中10條含有32PC.若進行減數(shù)分裂,則每個減后期細胞中均含2個Y染色體且都含32PD.若進行一次有絲分裂,則分裂中期細胞的染色體上共有40個DNA分子且都含32P【解析】選D。若進行減數(shù)分裂,產(chǎn)生的子細胞中不含同源染色體,故A錯誤;若進行一次有絲分裂,分裂中期細胞的染色體上共有40個DNA分子,根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點,每個雙鏈DNA分子都有一條含32P,40個DNA分子都含32P,子細胞中染色體條數(shù)不變,都含32P,故B錯誤,D項正確;若進行減數(shù)分裂,減后期細胞中一半含2個Y染色體,一半含2個X染色體,且都含32P,故C項錯誤?!局R總結(jié)】DNA半保留復(fù)制應(yīng)用于細胞分裂過程的分析(1)有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析。過程圖解(一般只研究一條染色體):復(fù)制一次(母鏈標(biāo)記,培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素):轉(zhuǎn)至不含放射性培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細胞周期:規(guī)律總結(jié):若只復(fù)制一次,產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記;若復(fù)制兩次,產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標(biāo)記。(2)減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析。過程圖解:減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象,如圖:規(guī)律總結(jié):由于減數(shù)分裂沒有細胞周期,DNA只復(fù)制一次,因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記。4.(2019通化模擬)真核細胞中DNA復(fù)制過程如圖所示,下列表述錯誤的是()A.多起點雙向復(fù)制能保證DNA復(fù)制在短時間內(nèi)完成B.每個子代DNA都有一條脫氧核苷酸鏈來自親代C.復(fù)制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的準(zhǔn)確復(fù)制依賴于堿基互補配對原則和精確的模板【解析】選C。多起點雙向復(fù)制,能保證DNA復(fù)制在短時間內(nèi)完成;DNA復(fù)制以親代DNA分子的兩條鏈分別為模板,通過堿基互補配對原則合成子鏈DNA,所以每個子代DNA都有一條脫氧核苷酸鏈來自親代;復(fù)制過程中氫鍵的破壞需要解旋酶的催化;DNA分子的準(zhǔn)確復(fù)制依賴于堿基互補配對原則即A與T配對、G與C配對。5.(2018鶴壁模擬)某基因(14N)含有3 000個堿基,腺嘌呤占35%。若該DNA分子以15N同位素標(biāo)記的游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次,再將全部復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)離心,進行密度分層,得到的結(jié)果如圖甲;然后加入解旋酶再離心,得到的結(jié)果如圖乙。則下列有關(guān)分析正確的是()A.X層中的基因只含14N標(biāo)記,Y層中的基因只含15N標(biāo)記B.W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶3 150個C.W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為14D.X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的3倍【解析】選B 。X層中的基因中含14N標(biāo)記和15N標(biāo)記,Y層中的基因只含15N標(biāo)記,A錯誤;W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶=4507=3 150個,B正確;W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為(82-2)2=71,C錯誤;X層中的基因含14N標(biāo)記和15N標(biāo)記,共有2個DNA分子,而Y層中的基因只含15N標(biāo)記,共有6個DNA分子,所以Y層中含有的氫鍵數(shù)是X層的3倍,D錯誤。6.(2016全國卷)某種物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間,使DNA雙鏈不能解開。若在細胞正常生長的培養(yǎng)液中加入適量的該物質(zhì),下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.隨后細胞中的DNA復(fù)制發(fā)生障礙B.隨后細胞中的RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生障礙C.該物質(zhì)可將細胞周期阻斷在分裂中期D.可推測該物質(zhì)對癌細胞的增殖有抑制作用【解析】選C。本題主要考查DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄過程。A項,DNA復(fù)制過程中需要將雙鏈解開,解開后的每一條單鏈成為模板參與復(fù)制,加入該物質(zhì)后DNA雙鏈不能解開,復(fù)制過程受阻,故正確。B項,RNA的轉(zhuǎn)錄需要DNA的一條鏈為模板,DNA不能解旋,轉(zhuǎn)錄不能進行,故正確。C項,DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細胞周期的間期,阻斷DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,細胞將停留在間期,故錯誤。D項,癌細胞具有不斷增殖的能力,加入該物質(zhì)后阻斷了DNA的復(fù)制,癌細胞的增殖受到抑制,故正確。二、非選擇題(共22分)7.(2019重慶模擬)科學(xué)家推測DNA復(fù)制可能有如圖1所示的三種方式。為確定其復(fù)制方式,科學(xué)家進行如下實驗:在氮源為14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌若干代(對照),在氮源為15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌若干代(親代),將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上,再連續(xù)繁殖兩代(子代和子代),各組提取DNA后離心得到如圖2所示的結(jié)果。請回答下列問題:(1)本實驗過程采用的方法有_(填兩種)。(2)氮源為14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌若干代的目的是_。(3)圖2實驗結(jié)果表明DNA分子復(fù)制的方式是_。(4)若DNA分子復(fù)制方式為全保留復(fù)制,則子代的結(jié)果應(yīng)該是_。(5)若將復(fù)制后的DNA加熱解旋后進行離心,圖1三種推測復(fù)制方式中,_與其他兩種實驗結(jié)果有較大差異?!窘馕觥勘绢}以圖文結(jié)合的形式,綜合考查對DNA分子的復(fù)制過程等相關(guān)知識的理解和掌握情況以及獲取信息的能力。(1)由題意“氮源為15N的培養(yǎng)基”和“各組提取DNA后離心”可知:本實驗過程采用的方法有同位素標(biāo)記法、密度梯度離心。(2)氮源為14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌若干代的目的是讓對照DNA中只含14N。(3)親代DNA兩條鏈都含有15N(全重)。在含14N的培養(yǎng)基上,再連續(xù)繁殖兩代,子代均為全中,說明形成的DNA分子均是一條鏈含14N、另一條鏈含15N;子代輕、中各占50%,說明形成的DNA分子中,有一半的DNA分子均是一條鏈含14N、另一條鏈含15N,另一半的DNA分子的兩條鏈均含14N??梢?,該實驗結(jié)果表明DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制。(4)若DNA分子復(fù)制方式為全保留復(fù)制,則繁殖一代后,來自親代DNA的兩條鏈組成一個子代DNA分子,新形成的兩條子鏈也組成一個子代DNA分子,所以子代的結(jié)果應(yīng)該是重、輕各50%。(5)若將復(fù)制后DNA加熱解旋后進行離心,得到的是質(zhì)量不同的單鏈。對比分析圖1三種推測復(fù)制方式可知,分散復(fù)制與其他兩種實驗結(jié)果有較大差異。答案:(1)同位素標(biāo)記法、密度梯度離心(2)讓對照DNA中只含14N(3)半保留復(fù)制(4)重、輕各50%(5)分散復(fù)制1.(5分)科學(xué)家在研究成體干細胞的分裂時提出這樣的假說:成體干細胞總是將含有相對古老的DNA鏈(永生化鏈)的染色體分配給其中一個子代細胞,使其成為體干細胞,同時將含有相對較新的合成鏈的染色體分配給另一個子代細胞,這個細胞分化并最終衰老凋亡(如圖所示)。下列根據(jù)該假說推測正確的是()A.成體干細胞通過有絲分裂使生物體內(nèi)成體干細胞的數(shù)量不斷增加B.從圖中可看出成體干細胞分裂時DNA進行半保留復(fù)制C.成體干細胞的基因突變頻率與其他細胞相同D.成體干細胞分裂時等位基因隨著同源染色體的分開而分離【解題指南】(1)本題考查DNA復(fù)制與細胞分裂、細胞分化的關(guān)系。(2)讀題圖獲得關(guān)鍵信息:成體干細胞總是將含有相對古老的DNA鏈(永生化鏈)的染色體分配給其中一個子代細胞,使其成為成體干細胞,同時將含有相對新的DNA鏈的染色體分配給另一個子代細胞,開始分化并最終衰老死亡,這樣減少了積累基因突變的概率,也可保持成體干細胞的數(shù)量基本不變?!窘馕觥窟xB。由題圖可知,細胞分裂前后染色體數(shù)目不變,可見成體干細胞的分裂方式為有絲分裂,但分裂后生物體內(nèi)成體干細胞的數(shù)量沒有增加,A錯誤;由題圖可知,DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制,B正確;由于子代的成體干細胞總含有永生化鏈,因此減少了積累基因突變的概率,導(dǎo)致成體干細胞的基因突變頻率與其他細胞不同,C錯誤;成體干細胞分裂方式為有絲分裂,所以分裂過程中不發(fā)生等位基因隨著同源染色體的分開而分離的現(xiàn)象,D錯誤。2.(5分)如圖表示采用同位素示蹤技術(shù)和離心處理來探究DNA復(fù)制方式的過程圖解,下列說法錯誤的是()A.圖中輕帶表示14N-14N的DNA分子B.本實驗證明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制C.細菌繁殖三代后取樣、提取DNA,離心后離心管中出現(xiàn)三個條帶D.若將DNA雙鏈分開來離心,則b、c兩組實驗結(jié)果都是得到兩個條帶【解析】選C。圖中輕帶表示相對分子質(zhì)量較小的DNA,即14N-14N的DNA分子,A正確;分析離心后的實驗結(jié)果,繁殖一代后,DNA分子出現(xiàn)在中帶位置,表明形成15N-14N的DNA分子,繁殖兩代后,出現(xiàn)14N-14N和15N-14N的DNA分子,因此本實驗可證明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制,B正確;一個細菌繁殖三代后產(chǎn)生1/415N-14N的DNA分子和3/414N-14N的DNA分子,所以試管中只能出現(xiàn)輕帶和中帶兩個條帶,C錯誤;若將DNA雙鏈分開,b、c兩組得到的都是14N脫氧核苷酸鏈和15N脫氧核苷酸鏈,離心后都得到兩個條帶,D正確。3.(20分)通常DNA分子復(fù)制從一個復(fù)制起點開始,有單向復(fù)制和雙向復(fù)制,如圖所示。已知放射性越高的3H-胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H-脫氧胸苷),在放射性自顯影技術(shù)的圖像上,感光還原的銀顆粒密度越高。請利用放射性自顯影技術(shù)、低放射性3H-脫氧胸苷和高放射性3H-脫氧胸苷,設(shè)計實驗(可通過自身對照的實驗)以確定大腸桿菌DNA復(fù)制的方向,簡要寫出:(1)實驗思路:_。(2)預(yù)測實驗結(jié)果和得出結(jié)論_?!窘馕觥?1)依題意可知,該實驗的目的是確定大腸桿菌DNA復(fù)制的方向。實驗原理是放射性越高的3H-胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H-脫氧胸苷),在放射性自顯影技術(shù)的圖像上,感光還原的銀顆粒密度越高。3H-脫氧胸苷是DNA復(fù)制的原料;依據(jù)DNA的半保留復(fù)制,利用3H標(biāo)記的低放射性和高放射性的脫氧胸苷使新形成的同一條DNA子鏈上出現(xiàn)低放射性區(qū)段和高放射性區(qū)段。利用放射性自顯影技術(shù),檢測子鏈上銀顆粒密度的高低及其分布來判斷DNA復(fù)制的方向。綜上分析可知,該實驗思路為復(fù)制開始時,首先用含低放射性3H-脫氧胸苷的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,一段時間后轉(zhuǎn)移到含有高放射性3H-脫氧胸苷的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng),用放射性自顯影技術(shù)觀察復(fù)制起點和復(fù)制起點兩側(cè)銀顆粒密度情況。(2)依據(jù)實驗思路可知,若DNA分子復(fù)制為單向復(fù)制,則復(fù)制起點處銀顆粒密度低,遠離復(fù)制起點的一側(cè)銀顆粒密度高。若DNA分子復(fù)制為雙向復(fù)制,則復(fù)制起點處銀顆粒密度低,復(fù)制起點的兩側(cè)銀顆粒密度高。答案:(1)復(fù)制開始時,首先用含低放射性3H-脫氧胸苷的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,一段時間后轉(zhuǎn)移到含有高放射性3H-脫氧胸苷的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng),用放射性自顯影技術(shù)觀察復(fù)制起點和復(fù)制起點兩側(cè)銀顆粒密度情況(2)若復(fù)制起點處銀顆粒密度低,一側(cè)銀顆粒密度高,則DNA分子復(fù)制為單向復(fù)制;若復(fù)制起點處銀顆粒密度低,復(fù)制起點的兩側(cè)銀顆粒密度高,則DNA分子復(fù)制為雙向復(fù)制

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