2019-2020学年度人教新课标版高中生物必修二课后作业12　DNA的复制

2019-2020学年度人教新课标版高中生物必修二课后作业12　DNA的复制

课后作业(十二) [学业水平合格练] 1．某 DNA 分子片段为 —ATGTG— —TACAC— ，可进行人 工复制使其数量增加，复制时应给予的条件是( ) ①—ATGTG—和—TACAC—作模板链 ②四种核糖核苷酸 ③四种脱氧核苷酸 ④DNA 聚合酶 ⑤DNA 水解酶 A．①③④ B．①②④ C．①②⑤ D．①③⑤ [解析] DNA 的每一条链都可以作为 DNA 复制的模板，需要的 原料是脱氧核苷酸，需要 DNA 聚合酶，不需要 DNA 水解酶。 [答案] A 2．体外进行 DNA 复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种 脱氧核苷酸和 ATP,37 ℃下保温。下列叙述中正确的是( ) A．能生成 DNA，DNA 的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一 致 B．不能生成 DNA，因为缺少 DNA 模板 C．能生成 DNA，DNA 的碱基比例不确定，且与酶的来源有一 定的关联 D．不能生成 DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件 [解析] DNA 复制的四个基本条件是：模板、酶、ATP、原料。 没有加入模板 DNA，所以无 DNA 生成。 [答案] B 3．DNA 一般能准确复制，其原因是( ) ①DNA 规则的双螺旋结构为复制提供模板 ②DNA 复制发生 于细胞周期的间期 ③碱基互补配对是严格的 ④产生的两个子代 DNA 均和亲代 DNA 相同 A．②④ B．②③ C．①④ D．①③ [解析] DNA 规则的双螺旋结构经解旋后为 DNA 复制提供两条 模板链(即复制的标准)，①正确；严格的碱基互补配对原则保证了 DNA 复制的准确性，③正确。 [答案] D 4．DNA 分子片段复制情况如图所示，图中 a、b、c、d 表示脱 氧核苷酸链的片段。下列说法错误的是( ) A．b 和 c 的碱基序列可以互补 B．a 和 c 的碱基序列可以互补 C．a 中(A＋G)/(T＋C)的值与 d 中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相 同 D．a 中(A＋T)/(G＋C)的比值与 b 中(A＋T)/(G＋C)的比值相同 [解析] 由于 a 和 d 互补，a 和 b 也互补，因此 b 和 d 相同，同 理 c 和 a 相同，b 和 c 互补，A 正确、B 错误；由于 a 和 d 互补，因 此二者中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相同，C 正确；由于 a 和 b 互补， 因此二者中(A＋T)/(G＋C)的比值相同，D 正确。 [答案] B 5．将大肠杆菌置于含 15N 的培养基中培养一段时间，然后把 DNA 被 15N 完全标记的大肠杆菌作为亲代，转移到只含 14N 的普通培养基 培养，使其繁殖两代形成 4 个新个体，则它们的 DNA 中含 14N 的脱 氧核苷酸链与含 15N 的脱氧核苷酸链的比是( ) A．3∶1 B．2∶1 C．1∶1 D．7∶1 [解析] 15N 标记的 DNA 有两条含 15N 的链，当在含 14N 的培养 基中培养时，根据半保留复制的特点，新形成的 2 个 DNA 分子上应 各有一条含 15N 的链和一条含 14N 的链。不论以后复制多少次，含 15N 的链永远只有 2 条，增加的新链都是含 14N 的链。题中形成了 4 个新 个体，含有 4 个 DNA 分子，共 8 条单链，其中只有 2 条含 15N，其 余 6 条均含 14N,14N 链∶15N 链＝6∶2＝3∶1。 [答案] A 6．一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被 32P 标记及 氨基酸被 15N 标记的细菌体内，连续繁殖三代，含有 32P 和 15N 标记 的噬菌体分别占子代噬菌体总数的比例为( ) A．100%、100% B．25%、50% C．50%、50% D．25%、0 [解析] 噬菌体侵染细菌后在亲代噬菌体的 DNA 的作用下，以 细菌细胞内的脱氧核苷酸和氨基酸为原料合成子代噬菌体的 DNA 和 蛋白质外壳。细菌细胞内脱氧核苷酸被 32P 标记，氨基酸被 15N 标记， 则后代每个噬菌体都含有 32P 和 15N。 [答案] A 7．一双链 DNA 分子中 G＋A＝140，G＋C＝240，在以该 DNA 分子为模板的复制过程中共用去 140 个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，则该 DNA 分子连续复制的次数是( ) A．1 次 B．2 次 C．3 次 D．4 次 [解析] 由 G＋C＝240 可知，G＝C＝120，所以 A＝140－120 ＝20，T＝A＝20，设该 DNA 分子复制了 n 次，则需要胸腺嘧啶脱 氧核苷酸的数目为(2n－1)×20＝140，解得 n＝3。 [答案] C 8．科学家用 15N 标记的 NH4Cl 培养液来培养大肠杆菌，让大肠 杆菌繁殖两代，然后收集并提取 DNA，再将提取的 DNA 进行密度 梯度离心。离心后试管中 DNA 的位置是( ) A．全部位于下层 B．一半居中，一半位于上层 C．全部居中 D．一半居中，一半位于下层 [解析] 大肠杆菌繁殖两代，含有母链的大肠杆菌的 DNA 一条 链含普通的 N，另一条链含 15N，位于试管的中层；而其他大肠杆菌 中的 DNA 都含有 15N，位于试管的下层。 [答案] D 9．用一个 32P 标记的噬菌体侵染 31P 标记的细菌。若该细菌解体 后释放出 16 个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有 32P 的噬菌体 有( ) A．1 个 B．2 个 C．15 个 D．16 个 [解析] 用一个 32P 标记的噬菌体侵染含有 31P 的细菌。若该细 菌解体后释放出 16 个大小、形状一样的噬菌体，其中有 2 个含有杂 合的 DNA，其中一条单链含 32P，另一条单链含 31P；其余的 14 个噬 菌体的 DNA 分子的两条单链仅含 31P。 [答案] B [学业水平等级练] 10．将精原细胞的一个 DNA 分子用 15N 标记，放在含 14N 的培 养基中，完成减数第一次分裂后再换用含 15N 的培养基，则产生的四 个精子中含 15N 的有(不考虑变异)( ) A．0 个 B．1 个 C．2 个 D．4 个 [解析] 只有减数第一次分裂前的间期进行 DNA 复制，由于 DNA 是半保留复制，DNA 复制后，有两个 DNA 分子含 15N，存在 于一条染色体的两条姐妹染色单体上，在减数第二次分裂的后期，着 丝点分裂，进入两个子细胞，C 正确。 [答案] C 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 4 代，a、b、c 为 3 种 DNA 分子：a 只含 15N，b 同时 含 14N 和 15N，c 只含 14N，如下图，这 3 种 DNA 分子的比例正确的 是( ) [解析] 假设亲代 DNA 分子为 n 个，则繁殖 4 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 分子有 2n 个，只含 14N 的 DNA 分子有 14n 个，它们呈现的 比例为 D 图所示。 [答案] D 12．假定某高等生物体细胞内染色体数是 10 条，用 3H 标记染 色体中的 DNA，将该体细胞放入不含标记的培养液中连续培养 2 代， 在第二次有丝分裂后期，每个细胞中没有被标记的染色体数为( ) A．5 条 B．10 条 C．20 条 D．40 条 [解析] 根据 DNA 半保留复制的特点，DNA 双链被 3H 标记， 在不含 3H 标记的培养液中完成第一次分裂后，每条染色体的 DNA 分子中均是一条链有 3H 标记，另一条链没有 3H 标记。在不含 3H 标 记的培养液中进行第二次分裂的后期时一半染色体被标记，一半染色 体没有被标记。在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，细 胞中共含有 20 条染色体，其中未被标记的染色体数为 10 条。 [答案] B 13．如图为 DNA 分子的复制图解，请据图回答： (1)该过程主要发生在细胞的________________(部位)。正常进行 所需的条件是________________等。 (2)图中 A′链与________链相同，B′链与________链相同，因 此该过程形成的两个 DNA 分子完全相同，每个子代 DNA 分子中均 保 留 了 其 亲 代 DNA 分 子 的 一 条 单 链 ， 这 种 复 制 方 式 称 为 ____________________________________。 (3)假如经过科学家的测定，A 链上的一段(M)中的 A∶T∶C∶G ＝2∶1∶1∶3，能不能说明该科学家的测定是错误的？________，原 因是____________________________________。 (4)如果以 A 链的 M 为模板，复制出的 A′链碱基比例应该是 __________________。 (5)将 15N 标记的 DNA 分子放在没有标记的培养基上培养，复制 三次后，标记的链占全部 DNA 单链的__________________________。 [解析] (1)DNA 分子复制的主要场所是细胞核，在线粒体、叶 绿体中也存在着 DNA 分子的复制，正常进行 DNA 分子复制所需要 的条件是模板、酶、原料、能量等。(2)DNA 分子复制为半保留复制， 在合成子链时遵循碱基互补配对原则，新合成的子链与另一条母链相 同。(3)在双链 DNA 分子中，A＝T，G＝C，但在单链 DNA 分子中 A 与 T，G 与 C 不一定相等。(4)在以 A 链为模板合成的 A′链中碱 基比例为 A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶1。(5)不论复制几次，含 15N 的 DNA 分子和 DNA 单链都是 2，经复制三次后 DNA 分子数为 8，DNA 单链总数为 16，因此标记的链占全部 DNA 单链的 1/8。 [答案] (1)细胞核 酶、能量、模板、原料 (2)B A 半保留复制 (3)不能 在单链中不一定是 A＝T，G＝C (4)A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶1 (5)1/8 14.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 质量大。现将某哺乳动物的细胞放在 含有 31P 磷酸的培养基中，连续培养数代后得到 G0 代细胞。然后将 G0 细胞移至含有 32P 磷酸的培养基中培养，经过第 1、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图。由于 DNA 分子质量不同，因此 在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重 3 种 DNA 分子的位置，请回答下列问题： (1)G0 、 G1 、 G23 代 DNA 离 心 后 的 试 管 分 别 是 图 中 的 ： G0________、G1________、G2________。 (2)G2 代 在 ① 、 ② 、 ③3 条 带 中 的 DNA 数 的 比 例 是 ________________。 (3)图中①、②两条带中 DNA 分子所含的同位素磷分别是：条带 ①________，条带②______________。 (4)上述实验结果证明 DNA 的复制方式是________________。 DNA 的自我复制能使生物的____________保持相对稳定。 [解析] 首先应该看懂图解，知道轻、中、重 3 种 DNA 划分的 标准：由两条含 31P 的脱氧核苷酸链组成的是轻 DNA；由一条含 31P 的脱氧核苷酸链和另一条含 32P 的脱氧核苷酸链组成的是中 DNA； 由两条含 32P 的脱氧核苷酸链组成的是重 DNA。DNA 分子的复制是 半保留复制，即复制后形成的子代 DNA 中，每个 DNA 分子都只含 有一条子链，另一条则为母链。根据题意：G0 代细胞中的 DNA 全部 都是由含 31P 的脱氧核苷酸组成，是轻 DNA；G1 代是以 G0 代细胞中 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，每一个 DNA 分子中，母链含 31P，子链含 32P，是中 DNA；G2 代是以 G1 代为模板，以含 32P 的脱氧核苷酸为原料形成的 4 个 DNA 分子，有 2 个 DNA 分子母链含 31P，子链含 32P，是中 DNA，另 2 个 DNA 分子母链、子链都含有 32P，是重 DNA。 [答案] (1)A B D (2)0∶1∶1 (3)31P 31P、32P (4)半保留复制 遗传特性 [应用创新综合练] 15．某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术 及密度梯度离心法对有关 DNA 复制的方式进行了探究(已知培养用 的细菌大约每 20 min 分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)。 请回答下列问题： (1)综合分析本实验的DNA离心结果，前三组实验中，第________ 组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第 ________组的结果进行比较，才能说明 DNA 分子的复制方式。 (2)分析讨论 ①实验三的离心结果为：如果 DNA 位于 1/2 重带和 1/2 轻带位 置，则是________复制；如果 DNA 位于全中带位置，则是________ 复制。为了进一步得出结论，该小组设计了实验四，请分析：如果 DNA 位于________(位置及比例，下同)带位置，则是全保留复制； 如果 DNA 位于________带位置，则是半保留复制。 ②若将实验三得到的 DNA 双链分开后再离心，则根据其结果 ________(填“能”或“不能”)判断 DNA 的复制方式。为什么？ ___________________________________________________________ _________________________________________________________。 (3)得出实验结论：DNA 复制方式为半保留复制。若将实验四的 实验时间改为 60 min，离心后密度带的数量和位置是否发生变化？ ________。若实验三的结果中，子一代 DNA 的“中带”比以往实验 结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的 DNA 单链中的 N 尚有 少部分为________。 [解析] (1)由于第一组 A 是完全含 14N 的 DNA，第二组 B 是经 多代培养后完全被 15N 标记的 DNA，而第三组是第二组 B 经过一次 复制形成的子代 DNA，其离心结果显示，新合成的 DNA 全部为中 带，即一条链含被标记的 15N，一条链含未被标记的 14N。必须将第 一组的 A(全部轻带)与第二组的 B(全部重带)进行比较，才能说明 B 的子一代的全部中带的获得方式是半保留复制。(2)若子一代出现两 条带，分别是轻带和重带，则重带 DNA 只能来自 B 被 15N 标记的 DNA，轻带只能来自新合成的 DNA，因此，可推测 DNA 的复制方 式不是一条链来自亲代 DNA，一条链为新合成的链的半保留复制， 而是全保留复制；若将实验三得到的子一代 DNA 双链分开，则离心 结果都会出现轻带和重带两条带，故不能判断 DNA 的复制方式。(3) 若将子代继续培养，则子 n 代离心，密度带仍旧为中带和重带两条； 若实验结果中子一代中带略宽，其最可能的原因是新合成的 DNA 单 链中仍有部分被 15N 标记。 [答案] (1)三 一 二 (2)①全保留 半保留 1/4 轻和 3/4 重 1/2 中和 1/2 重 ②不能 不论是全保留复制还是半保留复制，实验结果都是一样 的 (3)没有变化 15N