2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2-3.3DNA的复制课时作业（含答案有解析）

3.3DNA的复制——2021-2022学年高一生物人教版（2019）必修二同步课时作业
1.下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A. 发生在细胞有丝分裂、减数分裂前的间期
B. 以一条脱氧核苷酸链作为模板
C. DNA双螺旋结构全部解旋后，才开始复制
D. 脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
2.1958年，科学家设计了DNA复制的同位素示踪实验，实验的培养条件与方法是（1）在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如图甲；（2）转至含14N的培养基培养，每20分钟繁殖一代；（3）取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。图乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论，正确的是( )
A.出现丁的结果需要60分钟
B.乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果
C.转入培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4
D.图丙的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论
3.1958年，科学家利用大肠杆菌设计了DNA合成的同位素示踪实验，来探究DNA的复制过程。下列叙述正确的是( )
A.试管③中的DNA均含有15N
B.若用噬菌体代替大肠杆菌进行实验，提取DNA更方便
C.若细胞再分裂一次，离心后有1/4的大肠杆菌在试管中部
D.根据该实验可确定DNA的复制方式是半保留复制
4.在一个细胞周期中，下列有关DNA分子解旋的叙述，正确的是( )
A.DNA分子解旋是指DNA分子的完全水解
B.DNA分子解旋发生在DNA子链与其互补的母链之间
C.DNA复制中需要解旋酶催化解开双链
D.DNA分子解旋不需要消耗能量
5.一开始关于DNA的复制方式有半保留复制、全保留复制等几种假说。下图为美国科学家梅塞尔森（M·Meselson）和斯塔尔（F·Stahl）以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术设计的一个实验的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验对DNA复制方式的研究运用了“假说—演绎法”
B.试管②的离心结果可排除全保留复制
C.试管③中轻带的DNA分子不含15N
D.若继续培养几代，试管中将出现3条带
6.下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A.DNA复制过程中只以亲代DNA的一条链为模板
B.DNA复制需要模板、脱氧核苷酸、ATP和RNA聚合酶等条件
C.DNA复制只发生在有丝分裂和减数第一次分裂前的间期
D.DNA通过复制能将遗传信息从亲代传给子代
7.下列关于DNA分子复制过程的有关叙述，错误的是( )
A. DNA分子复制时在全部解旋之后才开始碱基配对
B. 解旋后以两条链各为模板合成两条新的子链
C. 在复制过程中需要的条件有模板、酶、原料和能量等
D. 一个DNA连续复制3次，理论上能得到8个完全相同的DNA
8.下列关于DNA分子复制叙述，正确的是( )
① DNA复制所需要的原料是四种游离的核糖核苷酸
② 多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
③ 每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
④ 复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
⑤ DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
A. ② ③ ④ B. ③ ④ ⑤ C. ① ③ ⑤ D. ② ③ ⑤
9.用l5N标记一个含有 100 个碱基对的 DNA 分子，该 DNA分子中有胞嘧啶 60 个。若该 DNA 分子在含14N的培养基中连续复制 4次，其结果可能是( )
A.含有14N 的 DNA 数占总 DNA 数的 15/16
B.复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 640 个
C.含15N 的脱氧核苷酸链占总链数的 1/16
D.子代 DNA 分子中嘌呤数与嘧啶数之比是 2∶3
10.如图表示环状DNA复制的一种方式，因只有一个复制起始点，该DNA分子复制形成“复制泡”而呈现希腊字母“θ”形，随着复制的进行，“复制泡”逐渐扩大，直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述错误的是( )
A.“复制泡”的逐渐扩大与解旋酶和DNA聚合酶有关
B.在“复制泡”的扩大过程中有氢键的断开和形成
C.“复制泡”中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸
D.子代DNA中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团
11.如图为某DNA分子半保留复制过程的部分示意图，非复制区与复制区的相接区域会形成“Y”字形结构，被称为“复制叉”。在复制过程中，DNA连接酶可以将脱氧核苷酸片段连接在一起。据图分析，下列说法错误的是( )
A.解旋酶可结合在“复制叉”的部位
B.DNA“复制叉”的延伸需要消耗能量
C.DNA聚合酶能催化前导链和滞后链由3′端向5′端延伸
D.DNA聚合酶在DNA复制过程中能催化磷酸二酯键的形成
12.如图为人体细胞核中DNA复制过程示意图，有关叙述正确的是( )
A.图中DNA分子复制从3个起点同时开始
B.图中DNA分子复制方向是从右向左进行
C.此过程需要解旋酶打开氢键和DNA聚合酶形成氢键
D.如果用15N标记腺嘌呤，则产生的两个DNA分子的密度可能不同
13.将含14N-DNA的某细菌转移到含15NH4Cl的培养液中，培养24h后提取子代细菌的DNA。先将DNA热变性处理，即解开双螺旋，变成单链，然后再进行密度梯度离心，结果如图，离心管中出现的两种条带分别对应图中的两个峰。下列叙述错误的是( )
A.热变性处理破坏了DNA分子中的氢键
B.由实验结果可推知该细菌的细胞周期大约为8h
C.根据条带的数目和位置可以判断DNA的复制方式
D.如子代DNA直接密度梯度离心，则出现2条带，含量比例为1：3
14.某DNA分子共有a个碱基，其中含腺嘌呤m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶为( )
A.15（a-m） B.16（a-m） C.15[(1/2)a-m] D.16（2a-m）
15.回答下列与DNA复制有关的问题：
（1）图1表示洋葱根尖分生区某细胞内正在发生的某种生理过程，图中甲、乙、丙均表示DNA分子，a、b、c、d均表示DNA链，A、B表示相关酶。
①图1所示的过程可发生于根尖分生区细胞的__________________（填细胞结构）中，A的名称____________。
②在DNA复制结束后，在a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，碱基序列完全相同的是______，从图中可以看出DNA复制的特点有____________。
（2）科学家在研究DNA复制的方式时，提出了三种模式：全保留复制、半保留复制和弥散复制（如图2所示）。将15N标记的大肠杆菌置于含14N的培养液中培养，将子代DNA分子用______ ______法进行处理可以得到DNA密度带。如果是___ ___复制，培养一代即可确定；如果是__ ____复制，需要培养两代才能确定。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A、减数第一次分裂过程中，核DNA分子数目为8。若曲线表示减数第一次分裂中核DNA分子数目变化部分过程，则a=4，A正确；
B、有丝分裂过程中，染色体数目在后期为8。若曲线表示有丝分裂中染色体数目变化部分过程，则a=4，B正确；
C、若C点以后发生着丝点分裂，则曲线可表示减数第二次分裂中染色体数量变化，C错误；
D、若曲线表示核DNA含量变化，则在有丝分裂和减数分裂中BC段都发生细胞质分裂，产生子细胞，D正确。
故选：C。
2.答案：D
解析：本题考查DNA半保留复制的实验证据。由题意可知，含15N的样品比14N样品重，只含15N的样品离心后处在离心管的下方，图甲是在15N培养基中培养的结果，为重带；转入含14N的培养基后，由于DNA的半保留复制，繁殖一代后全部DNA均为一条链含15N，一条链含14N，离心后处于离心管中部，为中带，与图丙结果吻合；繁殖两代后，一条链含15N、一条链含14N的DNA占50%，两条链均含14N的DNA占50%，为中带和轻带，与图丁结果吻合；繁殖三代后，一条链含15N、一条链含14N的DNA占25%，两条链均含14N的DNA占1-25%=75%。结合上述分析可知，出现丁的结果需要繁殖两代，所以时间为40分钟，A错误；图乙的结果不会出现，转入14N培养基繁殖一代应为图丙的结果，B错误；1个两条链均被15N标记的DNA分子转入14N培养基中繁殖三代后含有15N的DNA分子有2个，而所有DNA分子中都含有14N，C错误；图丙的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心，发现有一半的DNA链位于轻带，另一半位于重带，即一半含14N，分析可得出DNA半保留复制的结论，D正确。
3.答案：D
解析：试管③是DNA在含14N的培养液中复制两次的结果，只有一半DNA含有15N，A错误；噬菌体是病毒，不能在培养液中繁殖，B错误；实验中提取大肠杆菌的DNA之后离心，并不是离心大肠杆菌，C错误；试管①离心后DNA都在底部，试管②是DNA复制一次的结果，离心后DNA都在中部，试管③是DNA复制两次的结果，离心后DNA分布于中部和上部，通过分析可判断出DNA的复制方式是半保留复制，D正确。
4.答案：C
解析：DNA分子解旋是指DNA分子中碱基对之间氢键的断裂，A错误；DNA分子解旋发生在DNA分子两条母链之间，B错误；DNA复制需要解旋酶参与催化解开双链，C正确；DNA分子解旋需要消耗能量，D错误。
5.答案：D
解析：本题考查DNA分子复制方式的探究。该实验DNA复制方式的研究运用了“假说—演绎法”，A正确；若为全保留复制，则试管②中应存在重带和轻带，故根据试管②的离心结果可排除全保留复制，B正确；试管③中轻带的DNA分子的两条链均只含14N，C正确；由于DNA复制为半保留复制，以15N链为模板合成的子代DNA一条链含15N，一条链含14N，离心后分布在中带，而以14N链为模板合成的子代的DNA两条链均含14N，离心后分布在轻带，所以继续培养几代，试管中仍为2条带，D错误。
6.答案：D
解析：A、DNA复制的过程中以亲代DNA的两条链分别作为模板，A错误； B、DNA复制需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶， B错误； C、DNA复制主要发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期，无丝分裂也可以发生DNA的复制，C错误； D、DNA可以通过复制将遗传信息传给子代，D正确。故答案为：D。
7.答案：A
解析：A、DNA分子复制是边解旋边复制,而不是在全部解旋之后才开始碱基配对，A错误；B、由于DNA复制是半保留复制，因此解旋后分别以两条链为模板合成两条新的子链，B正确；C、在复制过程中需要的条件有模板(DNA的双链)、酶(解旋酶和聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)和能量(ATP水解提供)等，C正确；D、一个DNA连续复制3次，理论上能得到23=8个完全相同的DNA，D正确。故选A。
8.答案：D
解析：①DNA复制所需要的原料是四种游离的脱氧核糖核苷酸，①错误；②多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成，②正确：③DNA复制方式是半保留复制，每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代，③正确；④复制过程中氢键的破坏需要解旋酶，④错误；⑤碱基互补配对原测可以保证DNA分子的准确复制，⑤正确：综上所述，ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
9.答案：C
解析：A、由于DNA分子的复制是半保留复制，用15N标记的DNA分子在含14N的培养基中复制4次生成16个DNA分子，其中2个子代DNA各含1,15N链和1条14N链，其余DNA分子都只含14N，故全部子代DNA都,14N，A错误；B、由分析可知，亲代DNA分子中含腺嘌呤碱基(A)40个，则复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为：(24-1)×40=600，B错误；C、由以上分析可知，子代DNA分子中只有两个DNA分子各有一条含15N的单链，因此含15N的脱氧核苷酸链占2÷(24×2)=1/16，C正确；D、由于双链DNA分子中嘌呤和嘧啶碱基互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数，即子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是1：1，D错误。
10.答案：C
解析：本题考查环状DNA分子的复制。“复制泡”的逐渐扩大与解旋酶逐渐打开氢键和DNA聚合酶催化子链形成有关，新形成的子链和母链之间有氢键的形成，A、B正确；图示DNA的复制从一个起点开始，两条DNA子链都从起点开始向一端延伸，C错误；环状DNA复制产生的子代仍是环状，没有游离的磷酸基团，D正确。
11.答案：C
解析：本题考查DNA分子的复制。“复制叉”的部位结合有解旋酶、DNA聚合酶，A正确；DNA“复制叉”延伸时会将氢键断裂，需要消耗能量，B正确；由题图可知，DNA复制过程中，前导链和滞后链延伸的方向都是5′端到3′端，C错误；DNA聚合酶在DNA复制过程中能催化磷酸二酯键的形成，D正确。
12.答案：D
解析：本题主要考查DNA复制的过程。图中DNA分子的复制从3个起点开始，从链的解旋程度不同可以看出，复制开始的时间不同，A错误；DNA分子的复制是双向进行的，B错误；DNA分子复制时需要解旋酶打开氢键，需要DNA聚合酶形成磷酸二酯键连接游离的脱氧核苷酸，C错误；如果用15N标记腺嘌呤，作为模板的两条链虽然互补，但腺嘌呤的数量可能不同，则新形成的两个DNA分子的密度可能不同，D正确。
13.答案：C
解析：A、热变性处理破坏了DNA分子中的氢键，A正确；B、根据DNA半保留复制的特点和图示信息可知，含N的单链为两条，含N的单链为，共有8个双链DNA分子，该细菌过了三次复制，细胞周期大约为8h,B正确；C、将DNA热变性处理变成单链，然后再进行密度梯度离心，则只会出现14N条带和15N条带，根据条带的数目和位置无法判断DNA的复制方式D、若子代DNA直接密度梯度离心，则出现2条带，共8个DNA分子，含量比例为1:3，D正确。
故选C。
14.答案：C
解析：计算DNA分子复制需要的游离的碱基数时，先计算DNA分子中该碱基的数目，然后计算DNA分子复制后增加的分子数，最后用DNA分子中该碱基的数目与增加的DNA分子数相乘。双链DNA分子中A=T,G-C，因此A+C-T+G-50%。由题意知，A=m个，因此DNA分子中C-a/2-m个，DNA分子复制4次增加的DNA分子数为24-I=15个，因此该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶数为15×（a/2-m），故选C。
15.答案：(1)细胞核、线粒体 解旋酶 DNA聚合酶 a和c、b和d
(2)半保留复制、边解旋边复制 密度梯度离心 全保留复制 半保留复制或弥散复制
解析：（1）①图示为DNA复制，可发生在细胞核、线粒体、叶绿体中，根尖细胞中没有叶绿体，所以图1所示的过程可发生于根尖分生区细胞的细胞核、线粒体中，由分析可知A和B的名称分别是解旋酶、DNA聚合酶。
②由图可知ab互补，cd互补，ad互补，所以在DNA复制结束后，在a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，碱基序列完全相同的是a和c、b和d，从图中可以看出DNA复制的特点有半保留复制、边解旋边复制。
（2）将15N标记的大肠杆菌置于含14N的培养液中培养，将子代DNA分子用密度梯度离心法进行处理，可以得到DNA密度带。如果是全保留复制复制，培养一代即可确定（后代一半重带，一半轻带）；如果是半保留复制或弥散复制复制，需要培养两代才能确定（后代一半中氮带，一半轻带）。