2019秋 金版学案 生物·必修2（人教版）练习：第3章 第4节 基因是有遗传效应的DNA片段

2019秋 金版学案 生物·必修2（人教版）练习：第3章 第4节 基因是有遗传效应的DNA片段

1．下列关于 DNA 复制条件的叙述，不正确的是( ) A．DNA 复制时只有 DNA 的一条链作模板 B．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．没有酶的催化，细胞 DNA 复制无法进行 解析：DNA 分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下将双链 解开，以解开的两条链为模板，在 DNA 聚合酶作用下，利用细胞中游 离的 4 种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的子链，每条新链与其 对应的模板链盘绕成双螺旋结构。 答案：A 2．“DNA 指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这 主要是根据 DNA 具有( ) A．稳定性 B．特异性 C．多样性 D．可变性 解析：每个特定的 DNA 分子都具有特定的碱基排列顺序，即 DNA 分子具有特异性，根据这一特性可辅助进行刑事侦破、亲子鉴定等。 答案：B 3．确认两个基因是相同基因的依据是两者( ) A．位于同一条染色体上 B．位于同源染色体的同一位置 C．控制相对性状 D．具有相同的碱基排列顺序 解析：基因中碱基的排列顺序就代表遗传信息，如果两个基因相 同，其基因中的碱基排列顺序一定相同，否则两个基因就不同。位于 同源染色体同一位置的基因若是等位基因，则碱基排列顺序不同。 答案：D 4．通过生物化学分析可以知道，间期细胞中脱氧核苷酸含量开始 很低，不久便急剧增加，之后又逐渐降低到初始水平。随着脱氧核苷 酸含量的动态变化，DNA 聚合酶的活性显著增高。这个事实表明( ) A．间期是新的细胞周期的开始 B．间期细胞内 DNA 正在进行自我复制 C．间期细胞内 RNA 正在进行自我复制 D．间期细胞内正在进行 RNA 分解 答案：B 5．下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相关叙述中不正确 的是( ) A．观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列 B．图示 DNA 中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白质 C．每个基因均由多个脱氧核糖核苷酸组成 D．由图可知染色体是生物体内基因的唯一载体 解析：图示中一条染色体含多个基因，呈线性排列。基因是具有 遗传效应的 DNA 片段，即基因是 DNA 上一段段的脱氧核苷酸序列。 染色体不是基因的唯一载体，线粒体和叶绿体中也有基因的存在。 答案：D 6．下图是 DNA 分子复制的图解，请据图回答下列问题。 (1)图中的 1 表示________过程，需要________酶的作用。 (2)图中的 2 表示以母链为模板进行的碱基的________________， 参与配对的物质是游离在周围的__________________________。 (3)图中的 3 过程表示形成两个新的________分子，这一过程包括 子链中脱氧核苷酸的________与________交互连接以及子链与母链在 空间结构上的________化。参与此过程的酶有________等。 (4)分析 DNA 复制过程，其场所一般在________内；模板是 ________，原料是________；酶需要________、________等酶；能量 由________提供。 (5)DNA 一般是严格的________复制，DNA 复制的遗传学意义是 为________在上下代之间的________准备了物质基础。遗传信息的传 递使亲代生物的性状可在子代得到表现，如__________(试举一例)。 解析：(1)图中 1 表示解旋过程，需要解旋酶的作用。解旋酶的作 用是打开两条链之间的氢键。(2)图中 2 表示以母链为模板进行碱基互 补配对的过程，参与配对的物质是周围环境中游离的四种脱氧核苷酸。 (3)图中 3 表示形成两个新的 DNA 分子，这一过程包括子链中脱氧核 苷酸的脱氧核糖与磷酸交互连接以及子链与母链在空间结构上的螺旋 化，参与此过程的酶有 DNA 聚合酶等。(4)DNA 主要分布在细胞核中， 复制的场所主要是细胞核。基本条件有模板(DNA 母链)、原料(游离的 四种脱氧核苷酸)、酶(解旋酶、DNA 聚合酶等)、能量(ATP)。(5)DNA 具有半保留复制的特点，以确保亲子代遗传信息的连续性。 答案：(1)解旋 解旋 (2)互补配对 四种脱氧核苷酸 (3)DNA 脱氧核糖 磷酸 螺旋 DNA 聚合酶 (4)细胞核 DNA 母链 游离 的脱氧核苷酸 解旋酶 DNA 聚合酶 ATP (5)半保留 遗传信息 传递 子女长得像父母 A 级 基础巩固 1．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 规则的双螺旋结构在解旋后为 DNA 复制提供两条模 板，严格的碱基互补配对原则保证了 DNA 复制的准确性，它保证子代 DNA 是以亲代 DNA 提供的两条链为模板合成的。 答案：D 2．一个 DNA 分子经过连续两次复制，共需要 90 个游离的腺嘌呤 脱氧核苷酸、240 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。该 DNA 分子具有的碱 基对是( ) A．110 个 B．220 个 C．330 个 D．440 个 解析：经过两次复制共形成了 4 个 DNA 分子，相当于增加了 3 个新的 DNA 分子，而共需要 90 个游离的腺嘌呤脱氧核苷酸、240 个 游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，说明每个 DNA 分子中在 30 个腺嘌呤、80 个胞嘧啶，因此该 DNA 分子有 110 个碱基对。 答案：A 3．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，然后加入普通的含 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．2n∶1 B．(2n－2)∶n C．(2n－2)∶2 D．(2n－1)∶1 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×2 条，其中只有 2 条链为 13CDNA 链，其余的(2n×2－2) 条都是 12CDNA 链，因此，题中所求比值为(2n×2－2)∶2＝(2n－1)∶ 1。 答案：D 4．从下列物质的结构层次看，由简单到复杂的是( ) A．脱氧核苷酸→基因→染色体→DNA B．脱氧核苷酸→基因→DNA→染色体 C．基因→脱氧核苷酸→染色体→DNA D．基因→DNA→脱氧核苷酸→染色体 答案：B 5．下图是人类染色体的连续放大示意图。请据图回答下列问题。 (1)请写出图中序号所代表的物质或结构：③________________； ④________________。 (2)由③形成染色质的过程中需要核糖体合成的____________参 与，此过程发生在有丝分裂的________期。脱氧核苷酸的特定排列顺 序构成了 DNA 分子的________________________。 答案：(1)DNA 氢键 (2)蛋白质 间 特异性 B 级 能力训练 6．下列关于 DNA 分子结构与复制的叙述，正确的是( ) A．每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基 B．双链 DNA 分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的 C．DNA 双螺旋结构解旋需要解旋酶，不需要能量 D．单个脱氧核苷酸在 DNA 酶作用下连接合成新的子链 解析：DNA 分子中每条链一端的脱氧核糖上只连着一个磷酸；根 据脱氧核苷酸的结构可知，一个碱基连接一个脱氧核糖，故双链 DNA 分子中，碱基数目与脱氧核糖数目相等。DNA 复制过程中解旋时，既 需要解旋酶的催化也需要消耗 ATP；单个脱氧核苷酸在 DNA 聚合酶 作用下连接合成新的子链。 答案：B 7．下图是某生物细胞 DNA 复制过程的示意图，a、b、c、d 是四 条脱氧核苷酸链。下列有关叙述正确的是( ) A．此图可体现 DNA 半保留复制 B．a、b、c、d 任一条链中 A 与 T、G 与 C 的数量相等 C．若将 a、b、c、d 彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基 D．若 a 中(A＋T)/(G＋C)＝p，则 d 中该比值为 1/p 解析：在一条链中 A 与 T，G 与 C 不一定相等，a、b、c、d 彻底 水解是指将脱氧核苷酸也水解，产物是脱氧核糖、磷酸和四种碱基， DNA 分子的一条链中两互补碱基之和的比值与另一条链中比值相等。 答案：A 8．下列关于下图所示 DNA 分子片段的说法，正确的是( ) A．解旋酶可作用于①②处 B．“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 C．不同的 DNA 碱基种类相同，(A＋G)/(C＋T)的比例也相同 D．把此 DNA 放在含 15N 的培养液中复制 2 次，子代中含 15N 的 DNA 占 3/4 解析：解旋酶破坏的是氢键；所有 DNA 分子都具有相同的碱基种 类，但单链 DNA 分子中(A＋G)/(C＋T)的比例不确定；DNA 复制 2 次 后，得到 4 个子代 DNA 分子均含有 15N。 答案：B 9．若用 32P 标记“人类胚胎干细胞”的 DNA 分子双链，再将这 些细胞转入不含 32P 的培养液中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期， 一个细胞中的染色体总条数和被 32P 标记的染色体条数分别是( ) A．中期是 46 和 46、后期是 92 和 46 B．中期是 46 和 46、后期是 92 和 92 C．中期是 46 和 23、后期是 92 和 23 D．中期是 46 和 23、后期是 46 和 23 解析：有丝分裂中期、后期染色体条数的分析：“人类胚胎干细胞” 来自人体，人体的一个正常细胞中含有染色体条数为 46，有丝分裂后 期染色体条数加倍(92)，中期染色体条数与体细胞相同(46)，故无论经 过几次分裂，在有丝分裂中期染色体条数都是 46，后期染色体条数都 是 92。有丝分裂中期、后期被 32P 标记的染色体条数的分析：以 1 个 DNA 分子为例，双链被 32P 标记，转入不含 32P 的培养液中培养，由 于 DNA 具有半保留复制的特点，第一次有丝分裂完成时，每个 DNA 分子中都有 1 条链被 32P 标记；第二次有丝分裂完成时，只有1 2 的 DNA 分子被 32P 标记；中期时，染色单体没有分开，而这两条没有分开的染 色单体上，其中有 1 条被 32P 标记，导致整条染色体也被 32P 标记；后 期时，由于染色单体分开变成染色体，故只有一半的染色体被标记。 答案：A 10．如图所示为 DNA 的复制图解，请据图回答下列问题： (1)②过程称为________。 (2)③过程中的子链是________。 (3)③过程必须遵循________________原则。 (4)子代 DNA 分子中只有一条链来自亲代 DNA 分子，由此说明 DNA 的复制具有________________的特点。 (5)将一个细胞的 DNA 用 15N 标记，放入含 14N 的 4 种脱氧核苷酸 培养液中，连续分裂4次，则含 14N的DNA细胞占细胞总数的________， 含 15N 的 DNA 细胞占总细胞数的________。 解析：DNA 复制时，先将两条链之间的氢键打开，形成两条单链， 即解旋；然后以两条单链为模板，按照碱基互补配对原则，再各形成 一条新链，最后母链和新合成的子链进行螺旋化，形成新的 DNA 分子。 DNA 分子复制的方式为半保留复制，子代 DNA 分子中有一条母链和 一条与母链互补的子链，DNA 分子中的两条母链一直往后代传递。复 制 4 次后产生的子代 DNA 分子为 24 个，本题中含有 15N 标记的子代 DNA 分子为 2 个，所占比例为 2 24 ＝12.5%。 答案：(1)解旋 (2)Ⅱ、Ⅲ (3)碱基互补配对 (4)半保留复制 (5)100% 12.5% 11．科学家在研究 DNA 分子复制方式时进行了如下图所示的实验 研究，已知培养用的细菌大约每 20 min 分裂一次，实验结果如下图所 示。 (1)复制过程除需要模板 DNA、脱氧核苷酸外，还需要 _______________________________________ (至少答两点)等。 (2)为了证明 DNA 复制的方式为半保留复制，请设计实验三(用图 示和相关文字补充在上图中)，并画出结果 C(同时含有 14N 和 15N 的 DNA 分子称为中链 DNA)。 (3)该过程中，实验一、实验二起________作用。若用 15N 标记的 DNA 作为模板，用含 14N 标记的培养基培养，在下列坐标图中画出连 续培养细菌 60 min 过程中，含 15N 的 DNA 分子含量____________ _____________________________________________________。 解析：(1)DNA 分子复制除需要模板、原料外，还需要能量、酶和 适宜的环境条件，如温度、pH 等。(2)实验一、二不能证明半保留复制 的特点，用 15N标记 DNA的细菌在 14N培养基中培养或用 14N标记 DNA 的细菌在 15N 培养基中培养，然后提取细菌 DNA 离心，观察结果，如 果第一次分裂结果只有中链 DNA，则可以证明 DNA 复制方式为半保 留复制。(3)细菌大约每 20 min 分裂一次，在连续培养 60 min 的过程 中，可以认为细菌连续分裂 3 次，DNA 复制 3 次，不管复制几次产生 多少个 DNA 分子，含最初两条母链的 DNA 只有 2 个，且含两条母链 的 DNA 所占比例为 2/2n(n 为复制次数)。 答案：(1)能量、酶、适宜的温度和 pH(任答两点即可) (2) (3)对照 所画曲线如图所示 C 级 拓展提升 12．正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱 氧核糖。若基因变化引起细胞不能自主合成核糖和脱氧核糖，则必须 从培养基中摄取。为验证 DNA 分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是 核糖核苷酸，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。 (1)实验目的：验证 DNA 分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是 核糖核苷酸。 (2)实验材料：基因变化的细胞、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、放射性探测显微仪等。 (3)实验原理。 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__________。 (4)实验步骤。 分组编号 培养基甲 培养基 乙 设置对照实验 加入适量的核糖核苷酸和 14C 脱氧核苷酸 _______ _ 培养 分别接种等量的________，在相同且适宜条件下培养 观察 分别选取培养基甲和培养基乙中的细胞，用放射性探 测显微仪观察________。 (5)预期结果。 ①培养基甲中细胞的放射性部位主要在____________________ ________； ②培养基乙中_________________________________________。 (6)实验结论：_________________________________________ _____________________________________________________。 解析：DNA 主要分布于细胞核中，RNA 主要分布于细胞质中， DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA 的基本组成单位是核糖核 苷酸。要验证 DNA 复制的原料是脱氧核苷酸，可根据被标记的脱氧核 苷酸在细胞中的分布情况来判断。 答案：(3)细胞核 脱氧核苷酸 细胞质 核糖核苷酸 (4)加入等量的 14C 核糖核苷酸和脱氧核苷酸 突变细胞系 细胞 核和细胞质的放射性强弱 (5)①细胞核 ②细胞的放射性部位主要在 细胞质 (6)DNA 分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸