【课后集训】第3章 第3节　DNA的复制（Word解析版）

第3章 第3节　DNA的复制
题组一　DNA复制的过程、特点
1．DNA分子能够自我复制的结构基础是(　　)
A．DNA具有独特的双螺旋结构
B．配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
C．磷酸和脱氧核苷酸交替排列的顺序稳定不变
D．DNA分子具有多样性和特异性
【答案】A　【解析】DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，而碱基互补配对原则保证了复制能准确无误地进行。
2．通常情况下，一个DNA分子复制完成后，新形成的DNA子链(　　)
A．与DNA母链之一相同
B．是DNA母链的片段
C．与DNA母链完全不同
D．与DNA母链相同，但U取代T
【答案】A　【解析】DNA复制的方式为半保留复制，新形成的DNA中一条是母链，一条是子链，二者碱基互补配对，即子链与DNA母链之一相同；U存在于RNA中。
3．以DNA的一条链“—A—T—C—”为模板，经复制后产生的子链是(　　)
A．—G—A—T—　　 B．—U—A—G—
C．—T—A—G—　　 D．—T—U—G—
【答案】C　【解析】依据碱基互补配对原则，以“—A—T—C—”链为模板复制得到的子链碱基顺序为“—T—A—G—”。
4．在DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是(　　)
A．破坏氢键并使DNA双链分开
B．游离核苷酸与母链碱基互补配对
C．配对的游离核苷酸连接成子链
D．子链与模板母链盘绕成双螺旋结构
【答案】B　【解析】在DNA分子结构中，碱基配对必须遵循一定的规律，即A一定与T配对，G一定与C配对，碱基间这种一一对应的关系叫作碱基互补配对原则，DNA分子遵循该原则使其复制准确无误进行，B正确。
题组二　DNA分子复制的相关计算
5．某DNA分子的两条链均被3H标记，将该DNA在不含标记元素的环境中连续复制两次，则所形成的4个子代DNA分子为(　　)
【答案】C　【解析】DNA分子是半保留复制，一个双链均被3H标记的DNA分子复制两次后形成的4个DNA分子中，只有两分子DNA含有3H标记。
6．用15N标记一个DNA分子的两条链，让该DNA分子在含14N的培养液中复制一次，得到两个DNA分子，那么每个子代DNA分子中(　　)
A．只含有15N
B．只含有14N
C．一条链含有15N，另一条链含有14N
D．每条链同时含有14N和15N
【答案】C　【解析】DNA分子复制时，以DNA的两条链为模板，合成两条新的子链，每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链。
7．某一个DNA片段，经过连续三次复制，共需要消耗210个游离的腺嘌呤脱氧核苷酸、560个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。该DNA片段具有的碱基对数是(　　)
A．110对　　 B．220对　　　　
C．330对　　 D．440对
【答案】A　【解析】经过三次复制形成了8个DNA片段，增加了7个，而共需要210个游离的腺嘌呤脱氧核苷酸、560个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，说明每个DNA片段中有30个腺嘌呤、80个胞嘧啶，因此有110个碱基对，A项正确。
8．先用同位素14C标记一个DNA分子，然后加入含有12C的游离的脱氧核苷酸，在适宜的条件下经过n次复制后，所得DNA分子中含有12C的脱氧核苷酸链数与含14C的脱氧核苷酸链数之比是(　　)
A．2n∶1　　 B．(2n－2)∶n
C．(2n－2)∶2　　 D．(2n－1)∶1
【答案】D　【解析】根据题意分析可知：n次复制后共得到DNA分子2n个，共有脱氧核苷酸链条数为2n×2；因为DNA分子复制的特点是半保留复制，形成的子代DNA中有两条链是模板链，含14C；新合成的子链都含12C，一共有2n×2－2(条)，所以DNA分子中含12C的脱氧核苷酸链数与含14C的脱氧核苷酸链数之比是：(2n×2－2)∶2＝(2n－1)∶1，D正确。
9．如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是(　　)
A．酶①和酶②的作用部位相同
B．该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期
C．该过程的模板链是a、b链
D．DNA复制的特点是半保留复制
【答案】A　【解析】酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键，A错误；细胞有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期会发生DNA复制，B正确；该过程需要a、b链分别作模板，c、d链分别是以a、b链为模板合成的子链，C正确；DNA分子复制具有半保留复制的特点，D正确。
10．在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N—DNA(相对分子质量为a)和15N—DNA(相对分子质量为b)。将含15N－DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述错误的是(　　)
A．Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N
B．Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4
C．预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为(7a＋b)/8
D．上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
【答案】B　【解析】15N－DNA转移到14N的培养基上后，该DNA再进行复制时就会以14N为原料。由于大肠杆菌的DNA是双链DNA，这种DNA在复制时采取半保留复制，也就是说，15N－DNA在14N的培养基上进行第一次复制后，产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链(混合型DNA分子)。这样的DNA用离心法分离后，应该全部处在试管的中部。子Ⅰ代的两个DNA分子再分别进行复制，它们所产生的两个子代DNA分别为全14N－DNA分子和14N、15N－DNA分子(混合型DNA分子)。此时，将该DNA作离心处理，产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/2。Ⅲ代细菌DNA分子共有8个，其相对分子质量之和为(7a＋b)，平均相对分子质量为(7a＋b)/8。
11．DNA的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面通过设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
a．在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
b．在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
c．将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离，不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
实验预测：
(1)如果与对照(14N/14N)相比，子Ⅰ代能分辨出两条DNA带：一条________带和一条________带，则可以排除________________________。
(2)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，则可以排除______________，但不能肯定是__________________。
(3)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，再继续做子Ⅱ代DNA密度鉴定：若子Ⅱ代可以分出________________和________________，则可以排除分散复制，同时肯定为半保留复制；如果子Ⅱ代不能分出________密度两条带，则排除____________________，同时确定为__________________。
【答案】(1)轻(14N/14N)　重(15N/15N)　半保留复制和分散复制
(2)全保留复制　半保留复制或分散复制　
(3)一条中密度带　一条轻密度带　中、轻　半保留复制　分散复制
【解析】从题目中的图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的DNA分子，一个是新的两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔连接而成的。
12．下图为真核细胞中发生的一项生理过程示意图，请据图回答：
(1)图中表示的生理过程是____________，此过程发生的主要场所是________。
(2)该过程首先需要在________酶作用下把两条链解开；需要________直接供能。
(3)已知一个亲代DNA分子有p个碱基，其中腺嘌呤q个，连续进行此项生理过程n次，共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为________________________________________________________________________。
(4)该过程得到的子代DNA与亲代相同，原因是_____________________________。
【答案】(1)DNA复制　细胞核　(2)解旋　ATP
(3)(p/2－q)(2n－1)　(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板，在复制过程中遵循碱基互补配对原则
【解析】(1)分析题图可知图示为DNA分子的复制过程，主要发生场所是细胞核。(2)DNA复制首先需要在解旋酶作用下把两条链解开，该过程需要消耗能量，ATP是直接能源物质。(3)已知一个亲代DNA分子有p个碱基，其中腺嘌呤q个，则胞嘧啶有(p/2－q)个，所以连续进行此项生理过程n次，共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸(p/2－q)(2n－1)个。(4)该过程得到的子代DNA与亲代相同，原因是DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板，在复制过程中遵循碱基互补配对原则。
13．图甲中DNA分子有a和d两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示，结合所学知识回答下列问题：
(1)从图甲可看出DNA复制方式是________。
(2)图甲中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则A是________酶，B是________酶。
(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有___________________________________________。
(4)图乙中，7是________________。DNA分子的基本骨架由____________交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过____________连接成碱基对，并且遵循________________原则。
(5)具有N个碱基对的一个DNA分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸，该片段完成n次复制需要______个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸；该片段完成第n次复制需要______个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。(填字母)
A．(2n－1)(N－m)　　 B．2n－1(N－m)
C．2n－1　　 D．(2n－1)
【答案】(1)半保留复制　(2)解旋　DNA聚合
(3)线粒体、叶绿体　
(4)胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸　磷酸与脱氧核糖　氢键　碱基互补配对　(5)A　B
【解析】(1)略。(2)图甲表示DNA分子复制过程，A的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开，形成单链DNA，因此A是解旋酶；B能将单个脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，因此B是DNA聚合酶，由图可以看出形成的子代DNA分子都含有一条模板链和一条新合成的子链，因此DNA分子的复制方式是半保留复制。(3)叶肉细胞高度分化，不分裂，因此进行DNA分子复制的场所是线粒体和叶绿体。(4)图乙中，7是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替排列形成DNA分子的骨架，两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对，碱基之间遵循A与T配对，G与C配对的碱基互补配对原则。(5)已知DNA分子片段中有N个碱基对，m个腺嘌呤脱氧核苷酸，则胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为N－m，完成n次复制需要(2n－1)(N－m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸；完成第n次复制需要2n－1(N－m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。