2019-2020学年新突破同步人教版生物必修二练习：第3章第3节第4节　基因是有遗传效应的DNA片段

2019-2020学年新突破同步人教版生物必修二练习：第3章第3节第4节　基因是有遗传效应的DNA片段

[基础全练] 1．下列关于 DNA 复制的叙述，正确的是( ) A．复制均在细胞核内进行 B．复制仅发生在有丝分裂的间期 C．复制过程中先解旋后复制 D．碱基互补配对保证了复制的准确性 解析：原核生物没有细胞核，也会发生 DNA 复制；DNA 复制发生在有丝分裂和 减数分裂的间期；DNA 是边解旋边复制；碱基互补配对(A 与 T 配对、C 与 G 配 对)保证了复制的准确性。 答案：D 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 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。 答案：A 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— 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—”。 答案：C 4．如果基因中四种脱氧核苷酸的排列顺序发生变化，这种变化则意味着( ) A．遗传信息的改变 B．基因数量的改变 C．基因位置的改变 D．DNA 空间结构的改变 解析：基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表的就是遗传信息。 答案：A 5．下列关于遗传信息的说法不正确的是( ) A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息 B．遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因传递的 C．生物体内的遗传信息主要储存在 DNA 分子上 D．遗传信息即生物体所表现出来的遗传性状 解析：遗传信息是指 DNA 中脱氧核苷酸的排列顺序，不是指生物体所表现出来的 性状。 答案：D 6．下列关于基因的叙述中，可以揭示基因化学本质的是( ) A．遗传物质的结构单位和功能单位 B．在染色体上呈线性排列 C．有遗传效应的 DNA 片段 D．碱基排列顺序代表遗传信息 解析：基因的本质是有遗传效应的 DNA 片段。 答案：C 7．一个用 15N 标记的 DNA 分子，在不含 15N 标记的培养液中经过 n 次复制后，后 代中不含 15N 的 DNA 分子总数与含 15N 的 DNA 分子总数之比为( ) A．2n∶2 B．(2n－2)∶2 C．2n∶0 D．2n－1∶2 解析：DNA 复制为半保留复制，1 个 DNA 分子经过 n 次复制得到 2n 个 DNA 分子， 其中有 2 个 DNA 分子含有 15N，所以后代中不含 15N 的 DNA 总数与含 15N 的 DNA 分子总数之比为(2n－2)∶2。 答案：B 8．用 15N 标记某 DNA 分子，已知该 DNA 分子含 200 个碱基对，其中有鸟嘌呤 120 个，该 DNA 分子在含 14N 的培养基中连续复制四次。其结果不可能是( ) A．含有 15N 的 DNA 分子占 1/8 B．含有 14N 的 DNA 分子占 7/8 C．需消耗腺嘌呤脱氧核苷酸 1 200 个 D．复制后共产生 16 个 DNA 分子 解析：DNA 分子复制是半保留复制，连续复制 4 次，形成 16 个子代 DNA 分子， 其中只有 2 个 DNA 分子含有 15N，因此，含有 15N 的 DNA 分子占 1/8，A、D 项 正确；所有的子代 DNA 分子都含有 14N，B 项错误；DNA 分子中含有腺嘌呤脱氧 核苷酸数目为(400－240)/2＝80(个)，则形成 16 个子代 DNA 分子需要消耗腺嘌呤 脱氧核苷酸 80×(16－1)＝1 200(个)，C 项正确。 答案：B 9．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________，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________。 (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，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。 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 10．如图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题： 元素(a)―→ b c d ―→e―→基因(f)―→g――→＋h i (1)细胞内的遗传物质是[ ]____________，基因和 g 的关系是________________。 (2)e 和 g 的 关 系 是 ________________ ， g 被 彻 底 水 解 后 的 产 物 可 用 字 母 ________________表示。 (3)遗传物质的主要载体是[ ]____ ______，基因和 i 的关系是______________。 (4)g 的成分与 RNA 的成分相比，主要差异在于___________________。 (5)g 的空间结构一般表现为____________，若其中(C＋G)/(T＋A)＝1/2，则 A 占总 碱基数的比例为________，其单链中(C＋G)/(T＋A)为________。 (6)g 的功能可表达为____________________________________________。 解析：根据图示信息可以推知：g 是 DNA，h 是蛋白质，i 是染色体，e 是脱氧核 苷酸，b、c、d 是构成脱氧核苷酸的磷酸、脱氧核糖和含氮碱基，a 是组成元素 C、 H、O、N、P。(1)细胞内的遗传物质是 DNA，基因是具有遗传效应的 DNA 片段。 (2)脱氧核苷酸是构成 DNA 的基本单位，DNA 彻底水解后可用字母 b、c、d 表示。 (3)遗传物质的主要载体是染色体(i)，基因在染色体上呈线性排列。(4)DNA 与 RNA 在组成成分上的主要区别是碱基和五碳糖的种类不同。(5)DNA 具有双螺旋的空间 结构。因为 DNA 双链中，A＝T，G＝C，则 A 占总碱基数的比例为 A/(A＋T＋C ＋G)＝A/(2A＋2G)，由(C＋G)/(T＋A)＝1/2 得出 A＝2G，所以，A 占总碱基数的 比例为 A/3A＝1/3；根据(C＋G)/(T＋A)的比值特点知，DNA 单链中(C＋G)/(T＋A) 的值与双链中(C＋G)/(T＋A)的值相同。(6)DNA 的功能是储存、复制、传递和表达 遗传信息。 答案：(1)g DNA 基因(f)是 g(DNA)上有遗传效应的结构和功能单位 (2)e 是 g 的基本单位 b、c、d (3)i 染色体 基因在染色体上呈线性排列 (4)碱基和五碳糖的种类不同 (5)双 螺旋 1/3 1/2 (6)储存、复制、传递和表达遗传信息 [素养提升] 11．下列有关“探究 DNA 的复制过程”活动的叙述，正确的是( ) A．培养过程中，大肠杆菌将利用 NH4Cl 中的 N 合成 DNA 的基本骨架 B．通过对第二代大肠杆菌 DNA 的密度梯度离心，得出 DNA 复制的特点为半保 留复制 C．将含 14N/14NDNA 的大肠杆菌放在以 15NH4Cl 为唯一氮源的培养液中培养若干 代，所获得的大肠杆菌的 DNA 中都含有 15N D．将含 15N/15NDNA 的大肠杆菌转移到以 14NH4Cl 为唯一氮源的培养液中繁殖一 代后，若将提取的子代大肠杆菌 DNA 解旋处理后进行密度梯度离心，离心管中将 只出现 1 个条带 解析：培养过程中，大肠杆菌将利用 NH4Cl 中的 N 合成含氮碱基进而形成 DNA 两条链之间的碱基对，A 错误；通过对亲代、第一代、第二代大肠杆菌 DNA 的密 度梯度离心，对比分析才可得出 DNA 复制的特点为半保留复制，B 错误；根据 DNA 的半保留复制，将含 14N/14NDNA 的大肠杆菌放在以 15NH4Cl 为唯一氮源的 培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的 DNA 中都含有 15N，C 正确；将含 15N/15NDNA 的大肠杆菌转移到以 14NH4Cl 为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若 将提取的子代大肠杆菌 DNA 解旋处理后进行密度梯度离心，离心管中将出现轻、 重 2 个条带，D 错误。 答案：C 12．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 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。 答案：A 13．某基因含有 3 000 个碱基，腺嘌呤占 35%，若该 DNA 分 子用含 15N 标记的四种游离脱氧核苷酸为原料复制 3 次，将 全部复制产物进行密度梯度离心，得到结果如图甲；如果将 全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到结果如图乙。 下列有关分析正确的是( ) A．X 层全部是仅含 14N 的 DNA 分子 B．W 层中含 15N 标记的胞嘧啶脱氧核苷酸有 6 300 个 C．X 层中含有的氢键数是 Y 层的 1/3 D．W 层与 Z 层的脱氧核苷酸数之比为 1∶4 解析：DNA 分子复制为半保留复制，DNA 分子用含 15N 标记的脱氧核苷酸为原料 复制 3 次，产生的 8 个 DNA 分子中均含 15N 标记，A 错误；在含有 3 000 个碱基 的 DNA 分子中，腺嘌呤占 35%，因此胞嘧啶占 15%，共 450 个，所以 W 层中含 15N 标记的胞嘧啶脱氧核苷酸为 450×(23－1)＝3 150(个)，B 错误；在 DNA 分子中， 碱基之间通过氢键相连，DNA 分子复制了 3 次，产生的 8 个 DNA 分子中，2 个 DNA 分子同时含 14N 和 15N,6 个 DNA 分子只含 15N，所以 X 层中含有的氢键数是 Y 层的 1/3，C 正确；由于 DNA 分子复制了 3 次，产生了 8 个 DNA 分子，含 16 条脱氧核苷酸链，其中含 15N 标记的有 14 条链，所以 W 层与 Z 层的脱氧核苷酸数 之比为 2∶14＝1∶7，D 错误。 答案：C 14．被 15N 标记 DNA 的一个精原细胞，在含 14N 的培养基中通过减数第一次分裂 形成两个次级精母细胞，再通过减数第二次分裂形成四个精细胞，下列叙述中正 确的是( ) A．初级精母细胞的染色体，一半含 15N，另一半含 14N B．次级精母细胞的染色体，一半含 15N，另一半含 14N C．每个精细胞中的染色体中，一半含 15N，另一半含 14N D．每个精细胞中的染色体中，都既含 15N，也含 14N 解析：DNA 的复制方式是半保留复制，细胞减数第一次分裂前的间期 DNA 分子 复制后，每个 DNA 分子都有一条 15N 标记的母链和一条 14N 标记的子链，因此被 15N 标记 DNA 的一个精原细胞形成的初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞中的 染色体都既含 15N，也含 14N，故选 D。 答案：D 15．某实验室意外获得一种不能自主合成核苷酸的真核突变细胞，必须从培养基 中获取。为了验证 DNA 复制的原料到底是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，现提供如 下实验方案，请补充完整。 (1)原理：DNA 主要分布在________中，其基本组成单位是________；RNA 主要 分布在________中，其基本组成单位是________。 (2)材料：突变细胞，基本培养基，核糖核苷酸，14C—核糖核苷酸，脱氧核苷酸， 14C—脱氧核苷酸，放射性探测仪。 (3)步骤：第一步：配制等量基本培养基，分为 A 组、B 组。 第二步：_______________________________________________。 第三步：分别接种等量的突变细胞，在相同且适宜的条件下培养，一段时间后， 分别选取其子代细胞检测放射性。 第四步：A 组放射性主要出现在细胞核中，B 组放射性主要出现在细胞质中。 (4) 分 析 实 验 并 回 答 ， A 组 和 B 组 子 代 细 胞 实 验 结 果 出 现 差 异 的 原 因 ： _____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 解析：(1)DNA 主要分布在细胞核中，DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸。RNA 主要分布在细胞质中，RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸。 (3)要验证 DNA 复制的原料是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，应分别向 A 组添加适 量的 14C—脱氧核苷酸和核糖核苷酸，向 B 组添加适量的 14C—核糖核苷酸和脱氧 核苷酸，可根据被标记的核苷酸在细胞中的分布情况判断。 (4)因为合成 DNA 的原料是 4 种脱氧核苷酸，A 组细胞利用 14C—脱氧核苷酸合成 DNA，DNA 主要分布在细胞核中，所以细胞的放射性主要出现在子代细胞的细胞 核中。因为合成 RNA 的原料是 4 种核糖核苷酸，B 组细胞利用 14C—核糖核苷酸 合成 RNA，RNA 主要分布在细胞质中，所以放射性主要出现在子代细胞的细胞质 中。 答案：(1)细胞核 脱氧核苷酸 细胞质 核糖核苷酸 (3)向 A 组添加适量的 14C— 脱氧核苷酸和核糖核苷酸；向 B 组添加适量的 14C—核糖核苷酸和脱氧核苷酸 (4)A 组细胞利用 14C—脱氧核苷酸合成 DNA，而 DNA 主要分布在细胞核中，所以 放射性主要出现在子代细胞的细胞核中；B 组细胞利用 14C—核糖核苷酸合成 RNA，而 RNA 主要分布在细胞质中，所以放射性主要出现在子代细胞的细胞质中