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导练03 基因的本质第三节 DNA的复制三维目标晨背关键词自主性学习知识点解读温示提馨随堂演练 （点击进入）word板块 温示提馨课时作业8 （点击进入）word板块 课时作业8 DNA分子的复制
一、选择题
1．下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是( )
①互补碱基对之间氢键断裂
②互补碱基对之间氢键合成
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对
⑤子链与母链盘绕成双螺旋结构
A．①③④②⑤ B．③①⑤④②
C．①④②⑤③ D．③①④②⑤
解析：DNA复制的基本过程是：解旋→合成子链→双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。
答案：D
2．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双链解开
B．游离脱氧核苷酸与母链碱基互补配对
C．配对的游离脱氧核苷酸连接成子链
D．子链与模板母链盘绕成双螺旋结构
解析：DNA能准确复制是因为DNA独特的双螺旋结构提供了精确的模板，还有就是复制时的碱基互补配对原则，B正确；DNA分子解旋不是准确复制的关键，A错误；配对的游离脱氧核苷酸连接成子链不是关键步骤，C错误；子链与模板母链盘绕成双螺旋结构不是关键步骤，D错误。
答案：B
3．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B．DNA通过一次复制后产生四个子代DNA分子
C．真核生物DNA复制的场所只有细胞核
D．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
解析：DNA复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA的过程；真核生物DNA复制的主要场所是细胞核，线粒体、叶绿体内也可进行；DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。
答案：A
4．细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，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
解析：DNA分子的复制是半保留复制，根据题干信息可知，亲代DNA的两条链都含15N，应为图⑤；一个亲代DNA分子第一次复制后产生的两个子代DNA分子，均是一条链含15N，另一条链含14N，即全为15N/14N，经离心后，应为图②；经过第二次复制后，共得到4个DNA分子，其中2个DNA分子为15N/14N，另外2个DNA分子的两条链都含14N，经离心后应为图①；经过第三次复制后，共得8个DNA分子，其中2个DNA分子为15N/14N，其余6个DNA分子的两条链均为14N，离心后应为图③。
答案：A
5．将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心，则下列说法中不正确的是( )
A．细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B．细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层
C．细胞经过三次分裂和离心后，的DNA位于试管的中层，的DNA位于试管的上层
D．该实验可以证明DNA的复制是半保留复制
解析：细胞经过一次分裂和离心后，所形成的每个子代DNA分子中的两条链中一条链含15N，另一条链含14N，位于试管的中层，A正确；细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层，B正确；细胞经过三次分裂和离心后，有的DNA位于试管的上层，的DNA位于试管的中层，C错误；该实验可以证明DNA的复制是半保留复制，D正确。
答案：C
6．蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期后，转移至不含放射性标记的培养基中继续分裂，至第二次有丝分裂中期，其染色体的放射性标记分布情况是( )
A．每条染色体的两条单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条单体被标记
C．只有半数的染色体中一条单体被标记
D．每条染色体的两条单体都不被标记
解析：由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中完成一个细胞周期后，每个DNA分子中都有一条链含放射性；继续在无放射性的培养基中培养到一个细胞周期的中期时，由于DNA的半保留复制，DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，分别存在于一条染色体的两条姐妹染色单体上，故B正确。
答案：B
7．某DNA含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图①所示；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图②所示。则下列有关分析中正确的是( )
A．X层中的DNA只有14N标记，Y层中的DNA只有15N标记
B．W层中含15N标记的胞嘧啶3 150个
C．W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4
D．X层中含有的氢键数是Y层的3倍
解析：由于DNA复制为半保留复制，故X层为中带，应是含有15N和14N的DNA，A错误；由于DNA复制3次，产生了8个DNA，共有16条链，则Z含有2条14N链，W含有14条15N链，由题意可知，每个DNA含胞嘧啶3 000×15%＝450(个)，故W层中含15N链的胞嘧啶为450×14÷2＝3 150(个)，B正确；W层与Z层核苷酸数之比为14∶2＝7∶1，C错误；X层为2个DNA，Y层为6个DNA，故X层氢键数为Y层的，D错误。
答案：B
8．某个DNA片段由500对碱基组成，G＋C占碱基总数的34%。若该DNA片段连续复制3次，第3次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为( )
A．1 155 B．1 320 C．2 310 D．2 640
解析：由于G＋C＝34%，所以A＋T＝66%，A＝T＝33%，整个DNA片段中含有500对碱基，该DNA片段中腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为33%×1 000＝330个。在第三次复制时需新合成8条DNA单链，相当于4个DNA分子，因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为330×4＝1 320(个)。
答案：B
9．一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是( )
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104
B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
解析：DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，即A＝T＝2 000个，C＝G＝3 000个，A、T之间有2个氢键，C、G之间有3个氢键，因此该DNA分子中含有氢键的数目为2 000×2＋3 000×3＝1.3×104，A项正确；复制3次共8个DNA分子，复制过程需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸＝8×3 000－3 000＝2.1×104个，B错误；8个DNA分子共16条单链，其中含32P的单链为2条，含31P的单链14条，则子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7，C正确；因为DNA的半保留复制特点，子代DNA分子中含32P的分子有2个，只含31P的分子有6个，比例为1∶3，D正确。
答案：B
10．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断，不正确的是( )
A．复制结果共产生16个DNA分子
B．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个
C．含有15N的DNA分子占1/8
D．含有14N的DNA分子占7/8
解析：根据题意，DNA分子中有胞嘧啶＝鸟嘌呤＝60个，则A＝T＝100－60＝40个。该DNA分子连续复制4次，形成的子代DNA分子有24＝16个，含有15N的DNA分子只有2个，占1/8；含有14N的DNA分子是16个，占100%；复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸＝(16－1)×40＝600个。所以A、B、C都对，只有D错。
答案：D
11．在生物实验室内模拟生物体DNA复制所必需的条件是( )
①酶类 ②游离的四种脱氧核苷酸 ③ATP
④DNA分子 ⑤mRNA ⑥tRNA ⑦适宜的温度
⑧适宜的pH
A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑤⑥⑦
C．①②③⑤⑦⑧ D．①②③④⑦⑧
解析：DNA复制需要模板、原料、能量和酶，模板是DNA分子，原料是游离的四种脱氧核苷酸，能量是ATP，酶需要适宜的温度和pH，故需要①②③④⑦⑧，D正确；复制不需要mRNA，也不需要tRNA，故A、B、C错误。
答案：D
12．一个用15N标记的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤40个，在不含15N的培养基中经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，复制过程共需游离的胞嘧啶为m个，则n、 m分别是( )
A．3、900 B．3、420 C．4、420 D．4、900
解析：已知：一个用15N标记的DNA分子中A＋T＋C＋G＝200个，A＝T＝40个，解得C＝G＝60个；依据DNA分子的半保留复制方式，在不含15N的培养基中经过n次复制后，子代DNA分子的总数为2n，其中不含15N的DNA分子总数为2n－2，含15N的DNA分子总数为2，则(2n－2)∶2＝7∶1，解得n＝4，复制过程共需游离的胞嘧啶为m＝(24－1)×60＝900个。综上所述，A、B、C均错误，D正确。
答案：D
二、综合题
13．如图是DNA的复制图解，请据图回答下列问题。
(1)DNA复制发生在________期。
(2)②过程称为________。
(3)③中的子链是________。
(4)③过程必须遵循________原则。
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有________特点。
(6)一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，则含14N的DNA分子占总数的________，含15N的DNA分子占总数的__________，只含14N的DNA分子占总数的________，只含15N的DNA分子占总数的________。
解析：DNA的复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期，复制时首先进行解旋，然后按照碱基互补配对原则合成子链。DNA分子复制产生的子代DNA分子中各有一条母链和一条子链，且子链与母链互补，这种复制方式是半保留复制。一个DNA分子复制4次产生16个DNA分子，亲代DNA分子被15N标记，利用14N脱氧核苷酸连续复制4次，产生的子代DNA分子情况：2个DNA分子含15N—14N，14个DNA分子只含14N，没有只含15N的DNA分子。故含14N的＝100%，15N的＝2/16＝12.5%，只含14N的＝14/16＝87.5%，只含15N的＝0。
答案：(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂间
(2)解旋 (3)Ⅱ、Ⅲ
(4)碱基互补配对
(5)半保留复制
(6)100% 12.5% 87.5% 0
14．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、弥散复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明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，不同相对分子质量的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，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带：一条________带和一条________带，则可以排除___________________。
(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除__________，但不能肯定是________。
(3)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定：若子代Ⅱ可以分出________和______，则可以排除弥散复制，同时肯定半保留复制；如果子代Ⅱ不能分出________密度两条带，则排除________，同时确定为________。
(4)有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA用解旋酶处理后再离心就能直接判断DNA的复制方式，如果轻带和重带各占，则一定为半保留复制。你认为这位同学的说法________(填“正确”或“不正确”)，原因是__________________________________________________________。
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(子链)。因此全保留复制后得到的子代DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是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；弥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。
答案：(1)轻密度(14N/14N) 重密度(15N/15N) 半保留复制和弥散复制
(2)全保留复制 半保留复制还是弥散复制
(3)一条中密度带 一条轻密度带 中、轻 半保留复制 弥散复制
(4)不正确 无论半保留复制还是全保留复制，如果研究DNA单链的情况，结果是一致的，无法区分
15．1958年，Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题：
(1)由于DNA分子呈__________结构，DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉(如图1)。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测______________的数量。
(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，请在方框内用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注：以“——”表示含放射性的脱氧核苷酸链)
(3)DNA的复制从一点开始以后是单向还是双向进行的？用不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H-胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明______________________________________________________。
(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第(2)题的方法，观察到的大肠杆菌DNA复制过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是__________________起点复制的。
解析：(1)DNA分子是双螺旋结构，所以DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉，所以可以根据复制叉的数量推测复制起点的数量。
(2)大肠杆菌DNA为环状，因为DNA为半保留复制，故复制一次所得的DNA分子中，1条链带放射性标记，1条不带。第二次复制所得的DNA分子中，一半的DNA分子1条链带标记，另一半的DNA分子不带标记。
(3)由图示可以看出：该DNA分子有一个复制起点，复制为双向进行。
(4)由图4可知：该DNA分子有一个复制起点，即单个复制起点。如果是两个起点复制，则会出现两个环。
答案：(1)(规则)双螺旋 复制起点
(2)如图
(3)DNA复制是双向的
(4)单
1．判断正误
(1)所有的细胞都能进行DNA复制( )
(2)DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板( )
(3)DNA双螺旋全部解开后，再开始进行DNA复制( )
(4)DNA解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA分解成脱氧核苷酸( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√
2．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B．在复制过程中，解旋和复制是同时进行的
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．两条新的子链形成一个新的DNA分子
解析：A.解旋酶使DNA分子中碱基对之间的氢键断裂，是DNA水解成单链而不是水解成脱氧核苷酸，A错误；B.复制过程是边解旋边复制，所以解旋和复制是同时进行的，B正确；C.水解成的两条单链都可以作为DNA复制的模板，C错误；D.形成的DNA分子中各含有一条母链和一条子链，两条链之间的碱基通过氢键形成碱基对，组成一个新的DNA分子，D错误。
答案：B
3．某DNA分子有2 000个脱氧核苷酸，已知它的一条链上碱基A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，复制一次，则需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是( )
A．200个 B．300个
C．400个 D．800个
解析：由题知另一条链T∶C∶A∶G＝1∶2∶3∶4，所以双链中A＋T＝40%，A＝T＝20%。复制一次形成2个DNA, DNA为半保留复制，所以复制一次需要2 000×20%＝400个腺嘌呤脱氧核苷酸。
答案：C
4．如图表示发生在细胞核内的某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是( )
A．此过程需要ATP和尿嘧啶脱氧核苷酸
B．真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核
C．b中(A＋G)/(T＋C)的比值一定与c中的相同
D．正常情况下a、d链都应该到不同的细胞中去
解析：据图可知，此生理过程是DNA的复制。该过程不需要尿嘧啶脱氧核苷酸；真核生物发生此过程的场所有细胞核、线粒体和叶绿体；b中(A＋G)/(T＋C)的比值与c中的比值呈倒数关系。
答案：D
5．(2019年湖北八校联考)下图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答：
(1)写出下列图中序号代表结构的中文名称：①________，⑦________，⑧________，⑨________。
(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基。
(3)如果将细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的________(填图中序号)中可检测到15N。若细胞在该培养液中分裂4次，该DNA分子也复制4次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。
(4)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为________个。
解析：根据碱基互补配对原则可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鸟嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸基团，⑥是胸腺嘧啶，⑦是脱氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，⑨是一条脱氧核苷酸链的片段。复制4次，产生16个DNA分子，由于DNA复制为半保留复制，含14N的DNA分子共2个，所有的DNA都含有15N，所以子代DNA分子中含14N和15N的比例为1∶8。A＝T＝m，则G＝C＝a/2－m，复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24－1)×(a/2－m)＝15(a/2－m)。
答案：(1)胞嘧啶 脱氧核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链的片段
(2)4 2
(3)①②③④⑥⑧⑨ 1∶8
(4)15(a/2－m)
