生物人教版（2019）必修2课时作业：3-3 DNA的复制 Word版含解析

生物人教版（2019）必修2课时作业：3-3 DNA的复制 Word版含解析

课时作业8　DNA的复制 ‎1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　A　)‎ 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DNA分子 C．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制 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分子的复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数分裂Ⅰ前的间期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA分子的过程。DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。DNA是边解旋边复制，而不是双螺旋全部解开后才开始DNA的复制。‎ ‎2．半保留复制方式使DNA分子(　B　)‎ A．分子结构具有相对稳定性 B．能精确进行自我复制，保证代与代之间的连续性 C．能够精确地指导蛋白质合成 D．能产生可遗传的变异 解析：DNA分子的半保留复制方式使自我复制能够精确进行，保证代与代之间的连续性。‎ ‎3．DNA复制能够准确无误地进行，保证了子代DNA分子的结构与亲代DNA分子的结构相同，其根本原因是(　B　)‎ A．DNA有独特的双螺旋结构 B．碱基有严格的互补配对关系 C．参与复制过程的酶有专一性 D．复制过程有充足的能量供给 解析：解此题应抓住关键词语“准确无误”‎ ‎，显然，碱基严格互补配对关系保证了DNA复制能够准确无误地进行。A、C、D三项也与DNA复制的完成有关，但不是根本原因。‎ ‎4．1个DNA2个DNA，这两个携带完全相同遗传信息的DNA分子彼此分离发生在(　D　)‎ A．细胞分裂间期 B．减数分裂Ⅰ后期 C．减数分裂Ⅰ后期和有丝分裂后期 D．减数分裂Ⅱ后期和有丝分裂后期 解析：考查有丝分裂和减数分裂。在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，染色单体分开，复制形成的两个DNA分子分开。‎ ‎5．DNA聚合酶是DNA复制过程中必需的酶。下图中的曲线a表示脱氧核苷酸含量，曲线b表示DNA聚合酶的活性。由图可以推知(　D　)‎ A．间期是新的细胞周期的开始 B．间期细胞内发生转录 C．间期细胞内发生RNA复制 D．间期细胞内发生DNA复制 解析：在细胞分裂间期完成DNA分子的复制，此时DNA聚合酶的活性增强，细胞内的脱氧核苷酸因不断消耗，含量下降。‎ ‎6．把培养在含14N的环境中的一个细菌，转移到含15N的环境中，培养相当于复制一代的时间，然后再从中取一个细菌放回原14N环境中，培养相当于复制两代的时间后，则该细菌DNA组成为(　A　)‎ A．3/4轻氮型(14N/14N)、1/4中间型(14N/15N)‎ B．1/4轻氮型、3/4中间型 C．1/2轻氮型、1/2中间型 D．3/4重氮型(15N/15N)、1/4中间型 解析：把14N环境中一个细菌转移到15N环境中培养相当于复制一代的时间后，DNA分子全为15N/14N，再取一个细菌放回14N环境中培养复制两次，其可产生4个DNA分子，3/4轻氮型、1/4中间型。‎ ‎7．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述不正确的是(多选)(　ABD　)‎ A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等 C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为149‎ D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变 解析：DNA分子中含有的鸟嘌呤脱氧核苷酸(G)的数量是(5 000×2－5 000×2×20%×2)÷2＝3 000，复制过程至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量为：3 000×(100－1)＝2.97×105，A项错误；噬菌体增殖过程中的模板来自噬菌体本身，B项错误；经过多次复制后，含32P的子代噬菌体为2个，所以含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为2(100－2)＝149，C项正确；DNA突变后由于密码子的简并性等原因，其控制合成的蛋白质分子结构不一定发生变化，性状也不一定发生变化，D项错误。‎ ‎8．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。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代细胞移到含有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代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到的结果如下图所示。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①②③分别表示轻、中、重3种DNA分子的位置，请回答：‎ ‎(1)图中①②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带①31P，条带②31P和32P。‎ ‎(2)G0、G1、G2三代DNA分子离心后的试管分别是图中的：G0A，G1B，G2D。‎ ‎(3)G2代三处DNA的比例是011(由轻到重)。‎ ‎(4)上述实验结果证明DNA的复制方式为半保留复制。DNA的自我复制能使生物的遗传特性保持相对稳定。‎ ‎(5)若原第一世代DNA分子中共有14 000个脱氧核苷酸，且(A＋T)/(G＋C)＝2/5，则培养第三世代细胞时，培养基中至少添加游离胸腺嘧啶脱氧核苷酸6_000个。‎ 解析：(1)由两条均含31P的脱氧核苷酸链组成的是轻DNA，离心后在试管的上层；由一条链含31P与一条含32P的脱氧核苷酸链组成的中DNA，离心后在试管的中层；由两条均含32P的脱氧核苷酸链组成的是重DNA，离心后在下层。(2)根据DNA半保留复制的特点：G0代细胞中的DNA全部是轻DNA，离心后所有的DNA分子都在上层，即试管A所示；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，全部为中DNA，离心后在试管的中层，如试管B所示；G2代4个DNA分子，其中有两个DNA分子母链含31P、子链含32P为中DNA，另两个DNA分子母链、子链全为32P，是重DNA，离心后，有一半的DNA分子在中层，另一半在下层，如试管D所示。(3)如上分析，G2代有两个中DNA、两个重DNA，没有轻DNA。(4)由细胞的代数及DNA分子中同位素31P的含量可知，DNA的复制是半保留复制，这对维持物种遗传特性的稳定有重要的意义。(5)由题干“原第一世代DNA分子中共有14 000个脱氧核苷酸，且(A＋T)/(G＋C)＝2/5”可推知(A＋T)/(A＋T＋G＋C)＝2/(2＋5)，T占碱基总数的1/7，即1个DNA分子中，含T 2 000个。培养到第三世代，需要DNA复制2次，DNA的复制是半保留复制，产生4个子代DNA分子，相当于新合成4－1＝3个DNA分子，所以需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸2 000×3＝6 000(个)。‎ ‎1．用32P标记的一个含有200个碱基对的DNA分子中，有鸟嘌呤40个，将其放在含31P的环境中连续复制4次，下列相关分析中正确的是(　A　)‎ A．子代DNA中含有31P的DNA占100%‎ B．复制中共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸900个 C．子代DNA中含有32P的DNA单链占总单链的1/8‎ D．DNA单链中相邻的碱基A和T之间通过两个氢键相连 解析：该DNA分子在含有31P的环境中连续复制4次，由于DNA分子的复制是半保留复制，所以形成的16个DNA中都含有31P，A正确；一个DNA分子中有200对(即400个)碱基，其中鸟嘌呤40个，则腺嘌呤有160个，复制中共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸(24－1)×160＝2 400(个)，B错误；由于DNA复制是半保留复制，子代DNA中含有32P的DNA单链有2条，占总单链(32条)的1/16，C错误；DNA单链中相邻的碱基A和T之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，D错误。‎ ‎2．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个)，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是(　B　)‎ A．含有15N的DNA分子有两个 B．含有14N的DNA分子占总数的7/8‎ C．第四次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个 D．复制后共产生16个DNA分子 解析：依题意，在含14N的培养基中培养的DNA分子均用15N标记，复制4次后，共产生24＝16个DNA分子，凡是新合成的子链均含有14N，再根据DNA分子半保留复制的特点可知，在所形成的16个DNA分子中，有2个DNA分子既含有15N又含有14N,14个DNA分子只含有14N，所以含有15N的DNA分子有两个，A、D正确；含有14‎ N的DNA分子占总数的100%，B错误；依题意和碱基互补配对原则，在亲代DNA分子中，A＋T＋C＋G＝200个，且A＝T＝60个，则该DNA分子中C＝G＝40个，该DNA分子共含有40个胞嘧啶脱氧核苷酸，第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为(24－1)×40－(23－1)×40＝320(个)，C正确。‎ ‎3．如图表示大肠杆菌的DNA复制示意图。如果是单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子复制约需30 s，而实际上复制从开始到结束只需约16 s。据图分析，下列说法不正确的是(　B　)‎ A．“甲→乙”的场所与真核生物的DNA分子复制场所不同 B．实际复制的时间减半，是由于该DNA分子是双起点单向同时复制的 C．把甲放在含15N的培养液中复制三代，子代中含15N的DNA占100%‎ D．如果甲中碱基A占20%，那么其子代DNA中碱基G的比例为30%‎ 解析：原核生物DNA的复制是在拟核中进行的，真核生物DNA的复制则主要在细胞核内进行，在线粒体和叶绿体中也进行DNA的复制，A正确；从图示可知，该DNA的复制是单起点双向复制的，其比单起点单向复制的速度快约一倍，所需的时间也就比原来少一半，如果是双起点单向同时复制，则在大环内应有两个小环，B错误；不含15N的亲代DNA放在含15N的培养液中复制，无论复制多少代，形成的所有子代DNA中，至少有一条链含15N，C正确；如果双链DNA中碱基A占20%，那么碱基G则占30%，子代DNA中的碱基比例与亲代的相同，D正确。‎ ‎4．科恩伯格(Kornberg)曾以噬菌体为 引子，用4种脱氧核苷酸为原料，加入适量ATP和DNA聚合酶，在试管中把游离的脱氧核苷酸合成了噬菌体DNA，这种半人工合成的DNA也能够在寄主(细菌)体内繁殖。请据此完成下列问题：‎ ‎(1)此实验说明的问题是在一定条件下，DNA具有自我复制功能。‎ ‎(2)加入ATP的目的是为DNA复制提供能量，这说明该过程是一个耗能过程。‎ ‎(3)加入DNA聚合酶的目的是促进DNA新链的合成。‎ ‎(4)若DNA是在细菌细胞内合成，则其场所是原核细胞的拟核区；若在真菌细胞内合成，则其场所可能是细胞核、线粒体；若在高等植物叶肉细胞内合成，则其场所又可能是细胞核、线粒体、叶绿体。‎ 解析：从题干可以知道该实验研究的是DNA体外复制的问题，DNA复制需要模板、原料、能量、酶，其中酶有多种，作用各不相同。在生物细胞内，DNA复制的场所因细胞结构不同而有所差异，关键看DNA的分布。‎ ‎5．科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。‎ 组别 ‎1组 ‎2组 ‎3组 ‎4组 培养液中唯一氮源 ‎14NH4Cl ‎15NH4Cl ‎14NH4Cl ‎14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带 ‎(14N/14N)‎ 仅为重带 ‎(15N/15N)‎ 仅为中带 ‎(15N/14N)‎ ‎1/2轻带 ‎(14N/14N)‎ ‎1/2中带 ‎(15N/14N)‎ 请分析并回答：‎ ‎(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过多代培养，且培养液中的15NH4Cl是唯一氮源。‎ ‎(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第3组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第1组和第2组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制。‎ ‎(3)分析讨论：‎ ‎①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于B，据此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。‎ ‎②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果不能(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。‎ ‎③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，放射性强度发生变化的是轻带。‎ ‎④若某次实验的结果中，子Ⅰ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DNA单链中的N尚有少部分为15N。‎ 解析：(1)DNA是半保留复制，若要DNA中的N全部为15N，须在15N培养基中多代培养。‎ ‎(2)第3组中双链为15N的DNA(B)在14N原料中复制1次，子代DNA中一条链为14N，一条链为15N，说明DNA为半保留复制。‎ ‎(3)子Ⅰ代DNA离心后仅为中带，说明为半保留复制，否则不能说明。若将子Ⅰ代DNA双链分开后离心，会出现轻带和重带，不能判断DNA的复制方式。若将子Ⅱ代继续培养，得到的子代DNA仍是14N/15N、14N/14N，密度带的数量和位置不变，双链都是14N的DNA分子(14N/14N)增多，14N/15N DNA分子数不变。若子Ⅰ代DNA“中带”略宽，可能是新合成的链中有少部分15N所致。‎