2020版人教生物必修二课时作业：第3章　第3节　DNA的复制

2020版人教生物必修二课时作业：第3章　第3节　DNA的复制

第 3 节 DNA 的复制 测控导航表 知识点 题号 1.DNA 分子的复制 1,2,4,5,8,10,15 2.DNA 分子复制的相关计算 3,6,7,9,11,12,13,14 1.关于细胞内 DNA 复制的叙述,正确的是( B ) A.发生在细胞分裂的各个时期 B.两条链同时作模板进行复制 C.子代 DNA 分子由两条新链组成 D.形成的两条新链碱基序列相同 解析:细胞内 DNA 复制发生在细胞分裂的间期;DNA 复制时以亲代 DNA 分子的两条链同时作模板进行复制,合成子代 DNA 分子;DNA 的复制方 式为半保留复制,所以子代 DNA 分子由一条新链和一条母链组成;由于 DNA 复制时以亲代 DNA 分子的两条链同时作模板进行复制,所以形成的 两条新链碱基序列呈互补关系。 2.下列有关探究 DNA 复制过程的实验说法错误的是( C ) A.本实验利用了同位素示踪法和离心技术 B.细胞有丝分裂一次意味着 DNA 复制一次 C.本实验的原理是 DNA 能进行复制 D.本实验结果说明了 DNA 具有半保留复制的特点 解析:该实验中含 15N 的双链 DNA 密度大,含 14N 的双链 DNA 密度小,一条 链含 14N,一条链含 15N 的双链 DNA 分子密度居中,实验的原理是利用了 DNA 分子密度的不同。 3.科学家以含有 15N标记的 NH4Cl培养液培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖 几代,再将一大肠杆菌转移到 14N 的普通培养液中连续培养 3 代,然后将 提取的 DNA 进行离心,记录离心后试管中 DNA 的位置。预期轻链 DNA、 中链 DNA、重链 DNA 分子数依次是( B ) A.7、1、0 B.6、2、0 C.2、4、2 D.2、2、0 解析:该 DNA 繁殖 3 次,得到的 8 个 DNA 分子中,2 个 DNA 分子的一条链 含 15N,一条链含 14N;还有 6 个 DNA 分子只含 14N。然后将提取的 DNA 进行 离心,记录离心后试管中 DNA 的位置,预期轻链 DNA(两条链都为 14N)、 中链 DNA(一条链为 14N,另一条链为 15N)、重链 DNA(两条链均为 15N)的 DNA 分子数依次是 6、2、0。 4.下列关于 DNA 复制的叙述中,正确的是( B ) A.先解旋成两条单链后再复制 B.复制产物中的(A+G)与(T+C)的比值为 1 C.复制发生在细胞分裂的后期 D.复制过程中需要解旋酶和 RNA 聚合酶 解析:DNA 复制过程是边解旋边复制,而不是解旋成两条单链后,再进行 复制;在 DNA 分子中,互补配对的碱基两两相等,即 A=T,C=G,由此可推 知 A+G=C+T,因此在 DNA 复制产物中,(A+G)与(T+C)的比值为 1;复制发 生在细胞分裂的间期;复制过程中需要解旋酶和 DNA 聚合酶。 5.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 30 min 多,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 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(分钟),而实际复制过程中只需要 30 min 左右即完成,由此可以推出该 DNA 分子复制时具有多个起点,多 个起点同时分段复制。 6.将某精原细胞的所有核 DNA 分子用 32P 标记,经上述标记后的精原细 胞在含 31P 的培养基中先进行一次有丝分裂,产生的两个子细胞继续在 含 31P 的培养基中进行减数分裂,最终产生的 8 个精子中,含 31P 的精子 占( A ) A.100% B.50% C.25% D.0 解析:DNA 复制过程是半保留复制,用 32P 标记的 DNA 分子在复制时,利用 含 31P 的脱氧核苷酸作为原料,因此子代的每一个 DNA 分子都含 有 31P。 7.某 DNA 分子含有腺嘌呤 200 个,该 DNA 复制数次后,消耗了周围环境 中 3 000 个含腺嘌呤的脱氧核苷酸,则该 DNA 分子已经复制了多少次 ( B ) A.3 次 B.4 次 C.5 次 D.6 次 解析:由题意可知,模板 DNA 中含有 200 个腺嘌呤,即含有 200 个腺嘌呤 脱氧核苷酸,复制数次后,所有 DNA 中的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是 3 000+200=3 200 个,设该 DNA 分子复制了 n 次,则有关系式: 2n×200=3 200,解得 n=4。 8.如图所示 DNA 分子复制过程,图中 a、b、c、d 各自表示一条脱氧核 苷酸链。一般地说,下列各项正确的是( C ) A.a 和 c 的碱基序列互补 B.b 和 c 的碱基序列相同 C.a 链和 b 链中的(A+T)/(G+C)比值相同 D.a 链与 d 链中的(A+G)/(T+C)比值相同 解析:DNA 分子进行半保留复制,a 和 c 的碱基序列相同;b 和 c 的碱基序 列互补;DNA 分子的两条链碱基互补配对,a 链和 b 链中的(A+T)/(G+C) 比值相同;a 链与 d 链中的(A+G)/(T+C)比值互为倒数。 9.将 15N 标记的大肠杆菌(其 DNA 经密度梯度离心后如甲图),转至以 14NH4Cl 为唯一氮源的培养液中培养,每 20 分钟繁殖一代,收集并提取 DNA,进行密度梯度离心,下图为离心结果模拟图。已知大肠杆菌 DNA 中 胞嘧啶个数为 x,下列有关叙述正确的是( D ) A.出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为 4x B.乙是转入 14N 培养基中复制一代的结果 C.出现丙结果至少需要 40 分钟 D.甲→丁过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数 解析:丁结果一半在轻带,一半在中带,而复制后中带的 DNA 肯定是两个, 所以一共有 4 个 DNA 分子,其中母本不需要原料合成,所以至少需要游 离的胞嘧啶脱氧核苷酸为 3x;DNA 复制后不可能出现重带的 DNA;丙全 部在中带,说明 DNA 复制了一次,需要 20 分钟;由于 DNA 分子中嘌呤数 与嘧啶数相等,因此无论 DNA 复制多少次,所需的嘌呤数都等于嘧啶数。 10.如图一是真核细胞 DNA 复制过程的模式图,图二是大肠杆菌 DNA 复 制过程模式图,箭头表示复制方向。对此描述错误的是( D ) A.真核细胞 DNA 有多个复制起点,而大肠杆菌只有一个 B.两者均具有双向复制的特点 C.真核细胞 DNA 复制时,在起点处不都是同时开始的 D.两者的遗传物质均是环状的 解析:从图中可以看出,真核细胞 DNA 有多个复制起点,大肠杆菌的 DNA 是环状,只有一个复制起点,但两者均具有双向复制的特点;真核细胞 DNA 复制时,两解旋复制区域大小不同,说明在起点处不都是同时开始 的;大肠杆菌的 DNA 是环状。 11.正在复制的 DNA 分子,解旋的时候一条链上的 G 变成了 C,则此 DNA 分子经 n 次复制后,发生差错的 DNA 占子代 DNA 总数的( A ) A.1/2 B.1/2n-1 C.1/2n D.1/4 解析:以发生差错的一条链为模板复制产生的子代 DNA 与亲代 DNA 都不 同,另一条没出现差错的一条链为模板复制产生的子代 DNA 与亲代 DNA 都相同,所以结果是一半的子代 DNA 发生了差错。 12.将一个不含放射性同位素 32P 标记的大肠杆菌(拟核 DNA 呈环状,共 含有 m 个碱基,其中有 a 个胸腺嘧啶)放在含有 32P 标记的胸腺嘧啶脱氧 核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的 DNA(虚 线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分 析,正确的是( D ) A.DNA 第二次复制产生的子代 DNA 有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为 1∶3 B.DNA 复制后分配到两个子细胞时,其上的基因遵循基因分离定律 C.复制 n 次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)/2 D.复制 n 次形成的放射性脱氧核苷酸单链为 2n+1-2 条 解析:由题可知,T=a 个,故 C=m/2-a,DNA 第二次复制,总的 DNA 有 4 个, 其中不含有放射性的 DNA 有 2 个,含有放射性的有 2 个;基因的分离定 律适用于真核生物;复制 n 次,需要 C=(m/2-a)(2n-1);复制 n 次,脱氧核 苷酸链有 2n+1 条,不含放射性的有 2 条,故含有放射性的有 2n+1-2 条。 13.如图甲是 DNA 分子局部组成示意图,图乙表示 DNA 分子复制的过程。 请回答以下问题: (1)图甲中有 种碱基,有 个游离的磷酸基团。两条脱氧核苷酸 链的碱基之间通过 相连。 (2)图 乙过 程 在 真核 细 胞 与原 核 细 胞中 进 行的 主 要 场所 分 别 是 和 。 (3)图乙的 DNA 分子复制过程中所需的原料是 。 (4)由图可知,随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链也在不断地 延伸,这说明 DNA 分子复制具有 的特点。 (5)已知某 DNA 分子共含 1 000 个碱基对、2 400 个氢键,则该 DNA 分子 中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸 个;若将其复制 4 次,共需腺嘌呤脱氧 核苷酸 个。 解析:(1)图甲中有 A、T、C、G 共 4 种碱基,每一条 DNA 单链上有 1 个 游离的磷酸基团,所以共有 2 个游离的磷酸基团;两条脱氧核苷酸链的 碱基之间通过氢键相连,而同一条脱氧核苷酸链中的相邻碱基之间通 过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连。(2)图乙表示 DNA 分子复 制过程,在真核细胞中进行的主要场所是细胞核,在原核细胞中进行的 主要场所是拟核。(3)图乙的 DNA 分子复制过程,所需的原料是 4 种脱 氧核苷酸。(4)图示说明 DNA 复制具有边解旋边复制的特点。(5)设鸟 嘌呤 G 的含量为 x 个,腺嘌呤 A 的含量为 y 个,则 x+y=1 000, 3x+2y=2 400,解得 x 为 400,y 为 600,即鸟嘌呤脱氧核苷酸为 400 个;复制 4 次, 形成 16 个子代 DNA,但其中由亲代保留的两条链不需要原料,所以需要 原料合成的只有 15 个 DNA,则需要腺嘌呤脱氧核苷酸为 15×600=9 000 个。 答案:(1)4 2 氢键 (2)细胞核 拟核 (3)4 种 脱氧核苷酸 (4)边解旋边复制 (5)400 9 000 14.如图甲中 DNA 分子有 a 和 d 两条链,将甲图中某一片段放大后如乙 图所示,结合所学知识回答下列问题: (1)指出图中序号代表的结构名称:3 ,7 。 (2)甲图中,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。图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所 有 。 (3)DNA 分子两条链上的碱基通过 连接成碱基对,并且遵循 原则。已知 G 和 C 之间有 3 个氢键,A 和 T 之间有 2 个氢键。若某 DNA 片段中,碱基对为 n,A 有 m 个,则氢键数为 。 (4)若让含 14N 的 DNA 分子在 15N 的培养液中复制 n 次,含 14N 和 15N 的 DNA 分子占总 DNA 分子数的比例为 ,这说明 DNA 分子复制的特点 是 。 解析:(1)图乙中,3 代表鸟嘌呤 G,7 代表胸腺嘧啶脱氧核苷酸。(2)图甲 中,A 是解旋酶,B 是 DNA 聚合酶。图甲代表 DNA 复制过程,可发生在绿 色植物叶肉细胞中的细胞核、线粒体、叶绿体中。(3)DNA 分子两条链 上的碱基通过氢键连接,并且遵循碱基互补配对原则。若某 DNA 片段中, 碱基对为 n,A 有 m 个,可知碱基数目 A=T=m,C=G=(2n-2m)/2 =(n-m),则 氢键的数目为 m×2+(n-m)×3=3n-m。(4)根据题意,含 14N 的链有 2 条, 在 15N 的培养液中复制 n 次后 DNA 数量为 2n,含 14N 和 15N 的 DNA 分子有 2 个,占总 DNA 分子数的比例为 2/2n,这说明 DNA 分子复制是半保留复制。 答案:(1)鸟嘌呤 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 (2)解旋 DNA 聚合 细胞 核、线粒体、叶绿体 (3)氢键 碱基互补配对 3n-m (4)2/2n 半保 留复制 15.科学家在研究 DNA 分子复制方式时进行了如图所示的实验研究(已 知培养用的细菌大约每 20 min 分裂一次): 实验一:细菌 破碎细菌细 胞提取 DNA 结果 A 实验二:细菌 破碎细菌细 胞提取 DNA 结果 B 实验三: (1)实验一和实验二的作用是 。 (2)从实验三的结果 C、D 可以看出 DNA 分子复制 (填“是”或 “不是”)半保留复制。 (3) 如 果 实 验 三 的 结 果 都 为 F, 则 可 判 断 DNA 分 子 的 复 制 方 式 (填“是”或“不是”)半保留复制。 (4)如果 DNA 分子的复制方式是半保留复制,某次实验的结果中,结果 C 比以往实验结果所呈现的带略宽,那么可能的原因是新合成 DNA 单链中 的 N 尚有少部分为 。 (5)如果 DNA 分子的复制方式是半保留复制,与结果 D 相比,结果 E 密度 带的数量和位置 ,不同的是结果 E 的 (填“重” “中”或“轻”)带略宽。 解析:(1)实验一只用 14N 的培养基,实验二只用 15N 的培养基,两者为实 验三起对照作用。(2)由于结果 C 中子代 DNA 位于中链(14N/15N),而结果 D 中子代 DNA 位于中链和轻链位置,说明 DNA 分子复制是半保留复制。 (3)结果 F 有轻链和重链,则 DNA 复制不是半保留复制。(4)由于新合成 DNA 单链中的 N 尚有少部分为 15N,所以结果 C 比以往实验结果所呈现的 带略宽。(5)与 D 相比,E 中培养时间长,所以 E 密度带的数量和位置没 有变化,但 E 中轻带略宽。 答案:(1)为实验三起对照作用 (2)是 (3)不是 (4)15N (5)没有变化 轻