2020-2021学年新教材高中生物 第3章 基因的本质 第3节 DNA的复制作业（含解析）新人教版必修2.docx

1、第3节DNA的复制一、选择题1.沃森和克里克在发表了DNA双螺旋结构的论文后,又提出了DNA自我复制的假说。下列有关该假说内容的叙述,错误的是()A.DNA复制时,双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂B.以解开的两条单链为模板,以游离的脱氧核苷酸为原料,依据碱基互补配对原则,通过氢键结合到作为模板的单链上C.形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链D.形成的两个DNA分子由两条母链、两条子链分别结合而成答案:D解析:沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制,即形成的DNA分子包括一条母链和一条子链,D项错误。2.在一密闭的容器里,用含有同位素13C的脱氧核苷酸合成一个DNA分子,然

2、后加入含12C的脱氧核苷酸,经n次复制后,所得DNA分子中含12C的脱氧核苷酸链数与含13C的脱氧核苷酸链数之比是()A.2n1B.(2n-2)nC.(2n-2)2D.(2n-1)1答案:D解析:经n次复制后,产生的DNA分子数为2n个,脱氧核苷酸链数为2n+1条,其中只有2条链为13C-DNA链,其余的(2n+1-2)条都是12C-DNA链,因此,题中所求比值为(2n+1-2)2=(2n-1)1。3.若以白色表示某亲本DNA分子的双链,以灰色表示第一次复制出的DNA子链,以黑色表示第二次复制出的DNA子链,亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是()答案:D解析:DNA的复制方式为半保留复制

3、,第一次复制后,亲本DNA的两条链分别进入两个子代DNA分子中,第二次复制得到的四个DNA分子中,都有一条单链是在第二次复制时形成的。4.在真核生物体内,DNA复制通常发生在()A.有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期B.有丝分裂前期和减数第一次分裂中期C.减数第二次分裂前期D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期答案:A解析:在真核生物体内,DNA的复制一般发生在细胞分裂前的间期,即有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期。5.以某DNA片段的“ATC”链为模板,经复制后产生的子链是()A.GATB.UAGC.TAGD.TUG答案:C解析:依据碱基互补配对原则,以“ATC”链为模板复制得到的

4、子链的碱基顺序为“TAG”。6.下列关于DNA复制的叙述,错误的是()A.DNA复制时只以DNA的1条链作为模板B.DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料C.DNA复制过程需要消耗能量D.DNA分子的复制方式是半保留复制答案:A解析:DNA复制时以解开的2条单链分别作为模板,A项错误。DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料,B项正确。DNA复制过程需要细胞呼吸产生的ATP作为直接能源物质,C项正确。DNA分子的复制方式是半保留复制,通过半保留复制,每条子链与对应的模板链构成一个新的DNA分子,D项正确。7.女性子宫瘤细胞中最长的DNA分子可达36 mm,DNA复制速率约为4 m/min,但

5、复制过程仅需40 min左右即可完成,这可能是因为()A.边解旋边复制B.只有一个复制起点,但解旋之后可以向着两个方向复制C.以半保留方式复制D.复制起点多,分段同时复制答案:D8.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.游离脱氧核苷酸的碱基与母链的碱基互补配对C.配对的游离核苷酸连接成子链D.子链与模板链盘绕成双螺旋结构答案:B解析: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分子复制时遵循该原则,保证了复制准确地进行。二、非选择题9.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

6、留复制、分散(弥散)复制3种。究竟哪种复制方式是正确的呢?可用下面设计的实验加以证明。【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/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/15N-DNA(亲代);c.将含15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中,再连续繁殖两代(和),用密度梯度离心法分离,具有不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管的不同位置。【实验预测】(1)如果与对照(14N/14N-DNA)相比,子代能分辨出两条DNA带:一条带和一条带,则可以排除和分散复制。(2)如果子代只有一条中

7、密度带,则可以排除,但不能肯定是。(3)如果子代只有一条中密度带,再继续做子代DNA密度鉴定:若子代可以分出和,则可以排除分散复制,同时肯定是半保留复制;如果子代不能分出两条密度带,则排除,同时确定为。答案:(1)低密度(14N/14N-DNA)高密度(15N/15N-DNA)半保留复制(2)全保留复制半保留复制或分散复制(3)一条中密度带一条低密度带中、低半保留复制分散复制解析:如果是全保留复制,则复制后得到的两个DNA分子,一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子,一个是两条子链形成的子代DNA分子。如果是半保留复制,则复制后得到的每个子代DNA分子都是一条单链为母链,一条单链为子链。

8、如果是分散复制,则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链片段间隔连接而成的。等级考素养提升一、选择题1.1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验,证实了DNA是以半保留方式复制的。右图所示各试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的是()培养条件与方法(1)在含15N的培养基中培养若干代,使DNA双链均被标记(试管)。(2)转至含14N的培养基中培养,每30 min繁殖一代。(3)取出每代DNA样本,并离心分层。A.该实验运用了同位素标记技术,出现试管的结果至少需要90 minB.试管是转入14N培养基中复制一代的结果,试管是复制两代的结果C.对得到DNA以半保留方式

9、复制的结论起关键作用的是试管的结果D.给试管中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管所示答案:C解析:该实验运用了同位素标记技术,试管是复制两代的结果,至少需要60min,A项错误。试管是转入14N培养基中复制一代的结果,试管是复制两代的结果,B项错误。DNA分子的一条链含14N,一条链含15N,对得到DNA以半保留方式复制的结论起关键作用,即试管所示,C项正确。试管中一半是15N/14N-DNA,一半是14N/14N-DNA,加入解旋酶一段时间后,所有DNA分子双链被打开形成单链,不是试管所示,D项错误。2.DNA复制执照因子(RLF)在真核细胞中参与启动DNA复制的过程,是一种随DNA复

10、制的完成便失去活性的蛋白质分子。已知RLF不能通过核孔进入细胞核,其存在能严格控制真核细胞DNA在一个细胞周期当中只复制一次。据此分析,下列说法错误的是()A.RLF在细胞分裂前的间期发挥作用B.RLF的失活发生在细胞分裂前的间期C.RLF是在核糖体上合成的D.DNA重新获取RLF发生在间期DNA复制前答案:D解析:在细胞周期中,DNA复制发生在细胞分裂前的间期,而RLF在真核细胞中参与启动DNA复制,故RLF在细胞分裂前的间期发挥作用,A项正确。RLF是一种随DNA复制的完成便失去活性的蛋白质分子,而DNA复制完成发生在细胞分裂前的间期,故RLF的失活发生在细胞分裂前的间期,B项正确。RLF

11、是一种蛋白质分子,是在核糖体上合成的,C项正确。已知RLF不能通过核孔进入细胞核,故在分裂期核膜解体后,RLF和染色体才能结合,使染色体获得DNA分子复制所需的执照,D项错误。3.研究发现rep蛋白可以将DNA双链解旋,DNA结合蛋白可以和解旋的DNA单链结合,并随着子链的延伸而与DNA单链分离。下列叙述正确的是()A.rep蛋白能使A与C、T与G之间的氢键断裂B.低温处理DNA分子也可以使DNA双链解旋C.DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点D.DNA结合蛋白与DNA单链结合不利于DNA新链的形成答案:C解析:rep蛋白可以将DNA双链解旋,则rep蛋白应为解旋酶,能破坏氢键。在DN

12、A双链中A与T配对,C与G配对,即rep蛋白可破坏A与T、C与G之间的氢键。高温处理DNA分子能使DNA双链解旋,而低温不可以。DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制。DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上,可防止单链之间重新螺旋化,对DNA新链的形成有利。4.(不定项选择题)真核细胞中DNA的复制过程如下图所示,下列表述正确的是()A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成B.每个子代DNA都有一条脱氧核苷酸链来自亲代C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则和精确的模板答案:ABD解析:DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化

13、。二、非选择题5.下图表示DNA分子复制的过程。请回答下列问题。(1)图示DNA分子复制过程中,除了需要模板和酶外,还需要等条件,保证DNA分子的复制过程精确无误的关键是。(2)若图中该DNA分子含有48 502个碱基对,而子链延伸的速度为105个碱基对/min,则此DNA复制约需要30 s,而实际时间远远小于30 s,根据图示分析,是因为;由图可知延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制的特点是。(3)DNA分子在复制过程中,某位点上的一个正常碱基(设为P)由于诱变变成了尿嘧啶。该DNA连续复制2次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为UA、AT、GC、CG。推测“P”可能是

14、。A.胸腺嘧啶B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D.胞嘧啶或鸟嘌呤答案:(1)原料、能量碱基互补配对(2)复制是双向多起点进行的边解旋边复制(3)D解析:正常碱基“P”变成了U后,能与A配对,因此含有UA、AT的2个DNA分子是发生变化的,而含有GC、CG的2个DNA分子是未发生变化的。这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的,即亲代DNA分子中的碱基对是GC或CG,因此P可能是胞嘧啶或鸟嘌呤。6.实例分析:含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P相对分子质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P的培养基中,连续培养数代后得到G0代

15、细胞。然后将G0代细胞移至含32P的培养基中培养,经过第1、第2次细胞分裂后,分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取DNA,经密度梯度离心后得到的结果如上图所示。由于DNA相对分子质量不同,因此在离心管内的分布不同,分别表示轻、中、重三种DNA的位置。请回答下面的问题。(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的、。(2)G2代三条带中的DNA分子数的比例是。(3)图中两条带中的DNA分子所含的同位素分别是,。(4)上述实验结果证明DNA的复制方式为。答案:(1)ABD(2)011(3)31P31P和32P(4)半保留复制解析:首先应理解轻、中、重三种DNA的含义:由两条都含31P的脱氧核苷酸链组成的是轻DNA;由一条含31P的脱氧核苷酸链与另一条含32P的脱氧核苷酸链形成的是中DNA;由两条都含32P的脱氧核苷酸链组成的是重DNA。根据DNA半保留复制的特点,G0代细胞中的DNA全部是轻DNA;G1代是以G0代细胞的DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的两个DNA分子,全部为中DNA;G2代是以G1代细胞的DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的四个DNA分子,其中有一半DNA分子的母链含31P,子链含32P,为中DNA,另外一半DNA分子的母链、子链均含32P,是重DNA。