人教生物学必修2分层训练：3-3　DNA的复制（含解析）

人教生物学必修2分层训练
第3节　DNA的复制
选题测控导航表
知识点 题号
1.DNA半保留复制的实验证据 6,8,11,13,14
2.DNA复制的过程 1,2,3,5,9,12
3.综合考查 4,7,10,15
1.通常情况下,一个DNA分子复制完成后,新形成的DNA子链(　A　)
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
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。
2.DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述,正确的是(　A　)
A.碱基互补配对原则保证了复制的准确性
B.解旋酶将单个脱氧核苷酸连接成子链
C.子链与模板链的碱基排列顺序相同
D.复制过程只能在细胞核内才能完成
解析:碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性;DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成子链;子链与模板链的碱基排列顺序互补;DNA复制主要在细胞核内进行。
3.下列关于DNA复制的叙述,正确的是(　B　)
A.复制后的DNA分子组成同源染色体
B.新形成的DNA分子中含有原DNA分子中的一条链
C.DNA双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制
D.复制过程需要酶的参与,但不消耗能量
解析:复制后的DNA分子组成姐妹染色单体,而不是同源染色体;DNA复制方式为半保留复制,因此新形成的DNA分子中含有原DNA分子中的一条链;DNA复制过程为边解旋边复制,而不是双螺旋结构全部解旋后才开始复制;DNA分子复制的四个基本条件是模板、原料、能量
和酶。
4.已知某DNA分子长度达30 mm,DNA复制速度约为4 μm/min,但复制整个过程的完成时间仅需约30 min,这主要是因为(　C　)
A.边解旋边复制
B.以半保留方式复制
C.有许多复制起点即分段复制
D.DNA双链同时复制
解析:由题意知,长度为30 mm的DNA分子进行复制,如果只从一个位点复制需要的时间是30×1 000÷4=7 500(min),而实际复制过程中只需要约30 min即可完成,由此可以推出该DNA分子复制时具有多个起点,多个起点同时进行,即进行分段复制。
5.DNA分子能够自我复制的结构基础是(　A　)
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分子由多种碱基序列组成
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。
6.一个DNA分子在含15N的环境中复制,若子一代DNA的一条单链出现差错,则子三代DNA中,差错DNA单链和含15N的DNA分子分别占(　B　)
A.1/3,1 B.1/4,1
C.1/3,1/2 D.1/4,1/2
解析:子一代DNA的一条单链出现差错,以该差错DNA链为模板,再复制两次,则子三代DNA中,差错DNA单链数为4条,因此差错DNA单链占4/(23×2)=1/4;一个DNA分子在含15N的环境中复制三次,根据DNA半保留复制特点,子代DNA均含有15N。
7.下列有关DNA分子的结构和复制的叙述,正确的是(　B　)
A.DNA分子一条链上的相邻碱基之间通过氢键相连
B.DNA分子复制完成后,母链和子链中(A+T)/(C+G)的值相等
C.在DNA双链完全解开后,DNA聚合酶与DNA结合,催化DNA的复制
D.由于半保留复制,子代DNA分子继承亲代一半的遗传信息
解析:DNA分子中一条链上的相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连;DNA分子的两条链中(A+T)/(C+G)的值相等,且等于整个DNA分子中的该比值;DNA的复制为边解旋边复制;DNA经过复制,形成两个完全一样的DNA,故亲子代DNA所含遗传信息完全一样。
8.最早关于DNA的复制方式有半保留复制、全保留复制等几种假说。如图为科学家梅塞尔森(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巧妙实验的示意图。下列相关叙述错误的是(　D　)
A.该实验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中轻带中的DNA分子不含15N
D.若继续培养几代试管中将出现3条带
解析:由于DNA复制为半保留复制,以15N链为模板合成的子代DNA一条链为15N,一条链为14N,离心后会分布在中带,而以14N链为模板合成的DNA两条链均为14N,离心后会分布在轻带,所以若继续培养几代,试管中也不会出现3条带。
9.仔细阅读下图,请据图回答问题。
(1)图中编号④所代表的中文名称是　　　　　 　　　　(填具体名称)。
(2)图中所示物质复制时发生的场所主要在　　　　　　中。
(3)若用32P标记的1个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,在释放出来的300个子代噬菌体中,含有32P的噬菌体占总数的　　　　　　。
解析:(1)分析题图可知,④为鸟嘌呤脱氧核苷酸。(2)DNA的复制过程主要发生在细胞核中,另外线粒体与叶绿体中也会发生DNA复制。(3)若用32P标记的1个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,根据DNA半保留复制的特点,在释放出来的300个子代噬菌体中,有2个含有32P标记,因此含有32P的噬菌体占总数的1/150。
答案:(1)鸟嘌呤脱氧核苷酸　(2)细胞核 (3)1/150
10.如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　　　　　　　　。
(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　　　　 　个。
(4)该过程得到的子代DNA与亲代相同,原因是 　。
解析:(1)分析题图可知,图示为DNA分子的复制过程。(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(-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(-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。
答案:(1)DNA复制　(2)解旋　ATP (3)(-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
11.用15N标记细菌的DNA分子,再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代,a、b、c为三种DNA分子:a只含15N,b同时含14N和15N,c只含14N,则如图所示这三种DNA分子的比例正确的是(　D　)
解析:假设亲代DNA分子为n个,则繁殖四代后,DNA分子总数为16n,其中,只含15N的DNA分子为0个,同时含14N和15N的DNA分子为2n个,只含14N的DNA分子有14n个,则它们呈现的比例为D图所示。
12.已知某DNA分子含有500个碱基对,其中一条链上A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4。该DNA分子连续复制数次后,消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸4 500个,则该DNA分子已经复制了(　B　)
A.3次 B.4次
C.5次 D.6次
解析:DNA分子一条链上G的数目=500×=200(个),则另一条链上G的数目=500×=100(个),所以DNA双链上共有
G 300个,设n次复制结束后共消耗G的数目为4 500个,则有
300(2n-1)=4 500,解得n=4,即DNA复制了4次。
13.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14NDNA(相对分子质量为a)和15NDNA(相对分子质量为b)。将含
15NDNA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(　B　)
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
解析:将含15NDNA的亲代大肠杆菌转移到含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进行半保留复制,故15NDNA在14N的培养基上进行第一次复制后,产生的两个子代DNA分子均为一条15N的DNA链和一条14N的DNA链(混合型DNA分子);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14NDNA分子和14N、15NDNA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。
14.将洋葱根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基上培养完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一个细胞周期。下列叙述错误的是(　C　)
A.第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高的时期是分裂间期
B.第一个细胞周期结束后每个子细胞中的染色体都被标记
C.完成两个细胞周期后,每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同
D.第二个细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条单体被标记
解析:第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制,发生在细胞分裂前的间期;第一个细胞周期后,每个DNA分子都含有放射性,因此每个子细胞中的染色体都被标记;完成两个细胞周期后,形成的子细胞中含有放射性的染色体数目不同,每个细胞中含有放射性的染色体最少是0,最多是全部都含有放射性;第二个细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条单体被标记。
15.正常细胞可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在有某突变细胞群不能自主合成核糖和脱氧核糖,必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸,现提供如下实验材料,请你完成实验方案。
(1)实验目的:验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。
(2)实验材料:突变细胞群、基本培养基、核糖核苷酸、14C核糖核苷酸(有放射性)、脱氧核苷酸、14C脱氧核苷酸(有放射性)、放射性探测显微仪等。
(3)实验原理:
DNA主要分布在细胞核中,其基本组成单位是脱氧核苷酸;RNA主要分布在细胞质中,其基本组成单位是核糖核苷酸。
(4)①实验步骤:
第一步:取基本培养基若干,随机分成两组。分别编号为甲组和乙组。
第二步:在甲组培养基中加入适量的核糖核苷酸和14C脱氧核苷酸;在乙组培养基中加入 　。
第三步:在甲、乙两组培养基中分别接种　　　　　　　。在5% CO2恒温培养箱中培养一段时间,使细胞增殖。
第四步:分别取出甲、乙两组培养基中的细胞,检测细胞中出现放射性的主要部位。
②预期结果:
甲组培养基中　 ;
乙组培养基中　 。
③实验结论:DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。
解析:(4)①由题分析可知,该实验的自变量是放射性标记的核苷酸的种类,按照实验设计的对照原则和单一变量原则,设计实验的步骤
如下:
第一步:取基本培养基若干,随机分成两组。分别编号为甲组和乙组。
第二步:在甲组培养基中加入适量的核糖核苷酸和14C脱氧核苷酸;在乙组培养基中加入14C核糖核苷酸和脱氧核苷酸。
第三步:在甲、乙两组培养基中分别接种相同数量的突变细胞(原因是保证无关变量相同且适宜)。在5% CO2恒温培养箱中培养一段时间,使细胞增殖。
第四步:分别取出甲、乙两组培养基中的细胞,检测细胞中出现放射性的主要部位。
②预期结果:甲组培养基中细胞的放射性主要分布在细胞核中;乙组培养基中细胞的放射性主要分布在细胞质中。
答案:(4)①14C核糖核苷酸和脱氧核苷酸　相同数量的突变细胞 ②细胞的放射性主要分布在细胞核中　细胞的放射性主要分布在细胞质中