3.3DNA通过复制传递遗传信息同步练习2021-2022学年高一下学期生物浙科版必修2（含答案解析）

第三节　DNA通过复制传递遗传信息
基础巩固
1.下列关于DNA复制的叙述,正确的是(　　)
A.在细胞有丝分裂间期,会发生DNA的复制
B.DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C.DNA双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制
D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
2.在一个细胞周期中,DNA复制过程中的解旋发生在 (　　)
A.两条DNA母链之间
B.DNA子链与其互补的母链之间
C.两条DNA子链之间
D.DNA子链与其非互补的母链之间
3.下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。下列有关叙述错误的是(　　)
A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率
4.某双链DNA分子中共有含氮碱基1 400个,其中一条单链上(A+T)∶(C+G)=2∶5。则该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是(　　)
A.200个　　　　　　　　B.400个
C.600个 D.1 200个
5.将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次,则后代中含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例和含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是(　　)
A.1/2n、1/2n B.1/2n、1/
C.1/2n、1/ D.1/、1/2n
6.将被15N标记的DNA分子,放入只含14N的培养基中让其进行复制,当测得含有15N的DNA分子占12.5%时,该DNA分子已复制了(　　)
A.1次　 B.2次
C.3次　 D.4次
7.下图表示DNA复制的过程,结合图示,下列有关叙述错误的是(　　)
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链的方向相反
C.从图示可知,DNA分子具有多起点复制的特点,缩短了复制所需的时间
D.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
8.某个DNA片段由500个碱基对组成,A+T占碱基总数的34%,若该DNA片段复制2次,共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为(　　)
A.330
B.660
C.990
D.1 320
9.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。将只含15N的亲代大肠杆菌转移到只含14N的培养基上,连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。请分析回答下列问题。
(1)由实验结果测得第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是含　　　　　　的,另一条链是含　　　　　　的。
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到细菌的DNA用同样的方法分离,请参照上图,将DNA分子可能出现在试管中的位置画出。
10.某研究性学习小组以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究(已知培养用的大肠杆菌大约每20 min分裂一次,其产生子代情况、实验结果见相关图示)。请回答下列问题。
(1)实验三的离心结果:如果DNA位于1/2重带和1/2轻带位置,则是　　　　复制;如果DNA位于全中带位置,则是　　　　复制。为了进一步得出结论,该小组设计了实验四,请分析:如果DNA位于　　　　　　　　(位置及比例,下同)位置,则是全保留复制;如果DNA位于　　　　　　　　　　位置,则是半保留复制。
(2)若将实验三得到的DNA双链分开后再离心,其结果　　　　(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。为什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验得出结论:DNA复制方式为半保留复制。若将实验四的实验时间改为60 min,离心后密度带的数量和位置是否发生变化 　　　　。若实验三的结果中,F1 DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为　　　　。
能力提升
1.在普通培养基中,用经3H标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌,培养一段时间后,统计得知培养基中共有后代噬菌体m个,其中含有标记元素的噬菌体所占比例为(　　)
A.n/m　　　　　　B.2n/m
C.n/2m D.n/(m+n)
2.右图表示DNA分子复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。下列各项叙述正确的是(　　)
A.a和c的碱基序列互补,b和c的碱基序列相同
B.a链中(A+C)/(G+T)的比值与d链中同项比值相同
C.a链中(A+T)/(G+C)的比值与b链中同项比值相同
D.a链中(G+T)/(A+C)的比值与c链中同项比值不同
3.大肠杆菌在15N培养基中繁殖数代后,使大肠杆菌DNA的含氮碱基都被15N标记,然后再移入14N培养基中培养,抽取其子代的DNA经高速离心分离,下图①~⑤为可能的结果。下列叙述错误的是(　　)
A.第一次分裂的子代DNA应为⑤
B.第二次分裂的子代DNA应为①
C.第三次分裂的子代DNA应为③
D.亲代的DNA应为⑤
4.下图为真核细胞DNA复制过程示意图,据图分析,下列相关叙述错误的是(　　)
A.由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制
B.解旋酶能使双链DNA分子解开,但需要消耗ATP
C.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的
D.DNA在复制过程中是先解旋,后进行半保留复制
5.科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。
组别 1组 2组 3组 4组
培养液中 唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代数 多代 多代 一代 两代
培养产物 A B B的F1 B的F2
操作 提取DNA并离心
离心结果 仅为轻带 (14N/14N) 仅为重带 (15N/15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2轻带 (14N/14N), 1/2中带 (15N/14N)
请分析并回答下列问题。
(1)要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B,必须经过　　　　　　　　代培养,且培养液中的　　　　　　　　是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第　　　　　　　　组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第　　　　　　组和第　　　　　　组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是　　　　　　　　。
(3)分析讨论
①若F1DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自　　　　　　,据此可判断DNA分子的复制方式不是　　　　　　　　复制。
②若将F1DNA双链分开后再离心,其结果　　　　　(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将F2继续培养,FnDNA离心的结果是密度带的数量和位置　　　　　,放射性强度发生变化的是　　　　　　带。
6.下图是DNA复制的有关图示,A→C表示大肠杆菌的DNA复制,D→G表示哺乳动物的DNA复制。图中黑点表示复制起始点,“→”表示复制方向。请回答下列问题。
(1)A DNA分子复制完成理论上约需 30 s,而实际上只需约16 s。根据图A→C分析,是因为 　　　　　　　　　　　　　　。
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长,若按A→C的方式复制,至少需要8 h,而实际上为3 h左右。据图D→G分析,是因为 　。
(3)A→G均有以下特点:延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是　　　　　　　　　　　　的。
(4)C与A相同,G与D相同,DNA能被如此准确地复制出来,是因为(写出两点原因): 　。
答案解析
基础巩固
1.下列关于DNA复制的叙述,正确的是(　　)
A.在细胞有丝分裂间期,会发生DNA的复制
B.DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C.DNA双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制
D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
答案:A
解析:DNA通过一次复制后产生两个DNA分子,复制两次才能产生四个DNA分子。DNA复制应该是边解旋边复制。单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。
2.在一个细胞周期中,DNA复制过程中的解旋发生在 (　　)
A.两条DNA母链之间
B.DNA子链与其互补的母链之间
C.两条DNA子链之间
D.DNA子链与其非互补的母链之间
答案:A
解析:在DNA复制时,首先是构成DNA的两条母链解旋,然后分别以两条母链为模板,按照碱基互补配对原则合成子链。
3.下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。下列有关叙述错误的是(　　)
A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率
答案:A
解析:从题图中可以看出有多个复制起点,但不是同时开始复制,A项错误。DNA分子复制是边解旋边双向复制的,真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等参与。这种多起点、半保留复制的模式不仅能保持前后代的稳定性,还提高了DNA复制的速率。
4.某双链DNA分子中共有含氮碱基1 400个,其中一条单链上(A+T)∶(C+G)=2∶5。则该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是(　　)
A.200个　　　　　　　　B.400个
C.600个 D.1 200个
答案:C
解析:双链DNA分子中一条单链上(A+T)∶(C+G)=2∶5,则整个双链DNA分子中(A+T)∶(C+G)=2∶5,而双链DNA分子中共有碱基1400个,所以A=T=200个,则该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是(22-1)×200=600(个)。
5.将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次,则后代中含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例和含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是(　　)
A.1/2n、1/2n B.1/2n、1/
C.1/2n、1/ D.1/、1/2n
答案:B
解析:DNA分子复制n次后,得到的子代DNA分子为2n个,后代中含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例为2/(2n×2),即1/2n;含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为2/2n,即1/。
6.将被15N标记的DNA分子,放入只含14N的培养基中让其进行复制,当测得含有15N的DNA分子占12.5%时,该DNA分子已复制了(　　)
A.1次　 B.2次
C.3次　 D.4次
答案:D
解析:DNA复制是半保留复制。1个含15N的DNA分子在含14N的培养基中复制n次,则形成2n个DNA分子,其中含15N的DNA分子占2/2n。已知2/2n=12.5%,则n=4。
7.下图表示DNA复制的过程,结合图示,下列有关叙述错误的是(　　)
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链的方向相反
C.从图示可知,DNA分子具有多起点复制的特点,缩短了复制所需的时间
D.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
答案:C
解析:DNA复制过程中的解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开,A项正确。DNA分子的两条链是反向平行的,两条链复制时的箭头方向是相反的,B项正确。题图中复制的起点只有1个,不能体现DNA分子具有多起点复制的特点,C项错误。DNA聚合酶的作用底物是单个游离的脱氧核苷酸,D项正确。
8.某个DNA片段由500个碱基对组成,A+T占碱基总数的34%,若该DNA片段复制2次,共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为(　　)
A.330
B.660
C.990
D.1 320
答案:C
解析:500个碱基对是1000个碱基,A+T占碱基总数的34%,则G+C占碱基总数的66%,C占33%。由于碱基与脱氧核苷酸对应,那么胞嘧啶脱氧核苷酸也占33%,为330个,复制2次共形成4个DNA,一共含有4000个脱氧核苷酸,其中的胞嘧啶脱氧核苷酸共有330×4=1320(个),则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为1320-330=990(个)。或者看成新合成3个DNA,需要新的胞嘧啶脱氧核苷酸330×3=990(个)。
9.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。将只含15N的亲代大肠杆菌转移到只含14N的培养基上,连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。请分析回答下列问题。
(1)由实验结果测得第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是含　　　　　　的,另一条链是含　　　　　　的。
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到细菌的DNA用同样的方法分离,请参照上图,将DNA分子可能出现在试管中的位置画出。
答案:(1)14N　15N
(2)如下图所示
解析:解题时,要弄清亲代被标记的元素或培养基中被标记的元素是什么,DNA复制了多少次等问题。亲代DNA的两条脱氧核苷酸链都含有15N,复制时,这两条链都作为模板,得到的第一代的两个DNA分子中,都有一条链含15N,另一条链含14N,即全部处在“中”位置。将它们放在含15N的培养基上培养,DNA复制时,以14N链为模板得到的DNA含14N和15N,处在“中”位置;以15N链为模板得到的DNA全部都含15N,处在“重”位置。
10.某研究性学习小组以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究(已知培养用的大肠杆菌大约每20 min分裂一次,其产生子代情况、实验结果见相关图示)。请回答下列问题。
(1)实验三的离心结果:如果DNA位于1/2重带和1/2轻带位置,则是　　　　复制;如果DNA位于全中带位置,则是　　　　复制。为了进一步得出结论,该小组设计了实验四,请分析:如果DNA位于　　　　　　　　(位置及比例,下同)位置,则是全保留复制;如果DNA位于　　　　　　　　　　位置,则是半保留复制。
(2)若将实验三得到的DNA双链分开后再离心,其结果　　　　(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。为什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验得出结论:DNA复制方式为半保留复制。若将实验四的实验时间改为60 min,离心后密度带的数量和位置是否发生变化 　　　　。若实验三的结果中,F1 DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为　　　　。
答案:(1)全保留　半保留　1/4轻带和3/4重带　1/2中带和1/2重带　(2)不能　不论是全保留还是半保留,实验结果都是一样的　(3)没有变化　15N
解析:(1)实验三的离心结果:如果DNA位于1/2重带和1/2轻带位置,则是全保留复制,因为全保留复制产生的子代是两条链含14N的DNA,分布在轻带位置,而亲代DNA的两条链含15N,位于重带位置;如果DNA位于全中带位置,则是半保留复制,子代DNA都是一条链含14N,一条链含15N,所以处于中带位置,同理,实验四中如果DNA位于1/4轻带和3/4重带位置,则是全保留复制;如果DNA位于1/2中带和1/2重带位置,则是半保留复制。(2)若将实验三得到的DNA双链分开后再离心,其结果不能判断DNA的复制方式,因为不论是全保留复制还是半保留复制,实验结果都是一样的,都会出现位于1/2轻带和1/2重带位置。(3)若将子代继续培养,则子n代离心,密度带仍旧为中带和重带两条;若实验结果中F1的“中带”略宽,最可能的原因是新合成的DNA单链中仍有部分被15N标记。
能力提升
1.在普通培养基中,用经3H标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌,培养一段时间后,统计得知培养基中共有后代噬菌体m个,其中含有标记元素的噬菌体所占比例为(　　)
A.n/m　　　　　　B.2n/m
C.n/2m D.n/(m+n)
答案:B
解析:噬菌体的遗传物质是DNA,而DNA是双链结构,3H标记的DNA分子有n个,DNA以半保留复制的方式在大肠杆菌内复制,形成的含有3H标记的DNA分子数是2n,所以培养基中含有被标记的噬菌体数是2n个,即比例为2n/m。
2.右图表示DNA分子复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。下列各项叙述正确的是(　　)
A.a和c的碱基序列互补,b和c的碱基序列相同
B.a链中(A+C)/(G+T)的比值与d链中同项比值相同
C.a链中(A+T)/(G+C)的比值与b链中同项比值相同
D.a链中(G+T)/(A+C)的比值与c链中同项比值不同
答案:C
解析:DNA复制的特点是半保留复制,b链是以a链为模板合成的,a链和b链合成一个子代DNA分子。a链中(A+T)/(C+G)的比值等于b链中(A+T)/(C+G)的比值。
3.大肠杆菌在15N培养基中繁殖数代后,使大肠杆菌DNA的含氮碱基都被15N标记,然后再移入14N培养基中培养,抽取其子代的DNA经高速离心分离,下图①~⑤为可能的结果。下列叙述错误的是(　　)
A.第一次分裂的子代DNA应为⑤
B.第二次分裂的子代DNA应为①
C.第三次分裂的子代DNA应为③
D.亲代的DNA应为⑤
答案:A
解析:亲代DNA为15N/15N,经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N/14N,DNA应如图②所示。
4.下图为真核细胞DNA复制过程示意图,据图分析,下列相关叙述错误的是(　　)
A.由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制
B.解旋酶能使双链DNA分子解开,但需要消耗ATP
C.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的
D.DNA在复制过程中是先解旋,后进行半保留复制
答案:D
解析:DNA分子的复制是边解旋边复制。
5.科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。
组别 1组 2组 3组 4组
培养液中 唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代数 多代 多代 一代 两代
培养产物 A B B的F1 B的F2
操作 提取DNA并离心
离心结果 仅为轻带 (14N/14N) 仅为重带 (15N/15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2轻带 (14N/14N), 1/2中带 (15N/14N)
请分析并回答下列问题。
(1)要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B,必须经过　　　　　　　　代培养,且培养液中的　　　　　　　　是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第　　　　　　　　组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第　　　　　　组和第　　　　　　组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是　　　　　　　　。
(3)分析讨论
①若F1DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自　　　　　　,据此可判断DNA分子的复制方式不是　　　　　　　　复制。
②若将F1DNA双链分开后再离心,其结果　　　　　(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将F2继续培养,FnDNA离心的结果是密度带的数量和位置　　　　　,放射性强度发生变化的是　　　　　　带。
答案:(1)多　15NH4Cl　(2)3　1　2　半保留复制　(3)B　半保留　不能　没有变化　轻
解析:(1)DNA是半保留复制,若要DNA中的N全部为15N,必须在15N培养基中多代培养。(2)第3组中双链为15N的DNA(B)在14N原料中复制一次,子代DNA中一条链为14N,一条链为15N,说明DNA为半保留复制。(3)F1DNA离心后仅为中带,说明为半保留复制,否则不能说明。若将F1DNA双链分开后离心,会出现轻带和重带,不能判断DNA的复制方式。若将F2继续培养,得到的子代DNA仍是14N/15N、14N/14N,密度带的数量和位置不变,双链都是14N的DNA分子(14N/14N)增多,14N/15NDNA分子数不变。
6.下图是DNA复制的有关图示,A→C表示大肠杆菌的DNA复制,D→G表示哺乳动物的DNA复制。图中黑点表示复制起始点,“→”表示复制方向。请回答下列问题。
(1)A DNA分子复制完成理论上约需 30 s,而实际上只需约16 s。根据图A→C分析,是因为 　　　　　　　　　　　　　　。
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长,若按A→C的方式复制,至少需要8 h,而实际上为3 h左右。据图D→G分析,是因为 　。
(3)A→G均有以下特点:延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是　　　　　　　　　　　　的。
(4)C与A相同,G与D相同,DNA能被如此准确地复制出来,是因为(写出两点原因): 　。
答案:(1)复制是双向进行的
(2)有多个起始点且双向复制
(3)边解旋边复制
(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板;DNA分子的碱基互补配对保证了DNA分子复制准确无误地完成
解析:(1)分析题图A→C可知,DNA分子的复制向两个方向同时进行,因而复制时间缩短了。
(2)据图D→G分析,在一个较长的DNA分子上,复制起点很多且向两个方向进行,正是有多个起始点且双向复制,所需时间才较短。
(3)(4)问实际上考查了所学的基本知识,较为简单。