?課后素養(yǎng)落實(十一)　DNA的復(fù)制、基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段
(建議用時：40分鐘)

題組一　DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)
1．細菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，細菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取親代及子代的DNA離心分離，如圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯誤的是(　　)

A．子一代DNA應(yīng)為②
B．子二代DNA應(yīng)為①
C．子三代DNA應(yīng)為④
D．親代的DNA應(yīng)為⑤
C　[親代DNA全為15 N，應(yīng)為⑤，復(fù)制一次后，DNA一條鏈為15N，一條鏈為14N，應(yīng)為②；復(fù)制兩次后形成4個DNA，其中2個全為14N，2個是一條鏈為15N，一條鏈為 14N，應(yīng)為①；復(fù)制三次后形成8個DNA，其中6個DNA全為 14N，2個DNA的一條鏈為 14N，一條鏈為 15N，故C錯。]
2．下列有關(guān)“探究DNA的復(fù)制過程”活動的敘述，正確的是(　　)
A．培養(yǎng)過程中，大腸桿菌將利用NH4Cl中的N合成DNA的基本骨架
B．通過對第二代大腸桿菌DNA的密度梯度離心，得出DNA復(fù)制的特點為半保留復(fù)制
C．將含14N/14N－DNA的大腸桿菌放在以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代，所獲得的大腸桿菌的DNA中都含有15N
D．將含15N/15N－DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到以14NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中繁殖一代后，若將提取的子代大腸桿菌DNA解旋處理后進行密度梯度離心，離心管中將只出現(xiàn)1個條帶
C　[培養(yǎng)過程中，大腸桿菌將利用NH4Cl中的N合成含氮堿基進而形成DNA兩條鏈之間的堿基對，A錯誤；通過對親代、第一代、第二代大腸桿菌DNA的密度梯度離心，對比分析才可得出DNA復(fù)制的特點為半保留復(fù)制，B錯誤；根據(jù)DNA的半保留復(fù)制，將含14N/14N－DNA的大腸桿菌放在以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代，所獲得的大腸桿菌的DNA中都含有15N，C正確；將含15N/15N－DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到以14NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中繁殖一代后，若將提取的子代大腸桿菌DNA解旋處理后進行密度梯度離心，離心管中將出現(xiàn)輕、重2個條帶，D錯誤。]
題組二　DNA復(fù)制的過程
3．下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的順序，正確的是(　　)
①互補堿基對之間氫鍵斷裂
②互補堿基對之間氫鍵合成
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對
⑤子鏈與母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)
A．①③④②⑤ B．③①⑤④②
C．①④②⑤③ D．③①④②⑤
D　[DNA復(fù)制的基本過程是：解旋→合成子鏈→雙鏈螺旋化，在解旋時互補堿基對之間的氫鍵斷裂，在合成子鏈時重新形成新的氫鍵。]
4．下圖表示DNA分子復(fù)制的過程，結(jié)合圖示，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)

A．DNA復(fù)制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開
B．DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點，生成的兩條子鏈方向相反
C．從圖示可知，DNA分子具有多起點復(fù)制的特點，縮短了復(fù)制所需的時間
D．DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段
C　[DNA復(fù)制需要以DNA的兩條鏈為模板，因此DNA分子復(fù)制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開，A正確；由圖可知，DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點，生成的兩條子鏈方向相反，B正確；題圖中復(fù)制的起點只有1個，不能體現(xiàn)DNA分子具有多起點復(fù)制的特點，C錯誤；DNA聚合酶的作用是將單個游離的脫氧核苷酸連接成DNA片段，D正確。]
5．下圖是含有某生物大部分基因的DNA分子復(fù)制的示意圖(“”表示復(fù)制起始位點，“→”表示復(fù)制方向)。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)

A．此DNA分子來自葉肉細胞
B．DNA聚合酶參與此過程
C．此DNA分子以半保留方式復(fù)制
D．此DNA分子有一個復(fù)制起點，雙向復(fù)制
A　[圖示DNA為環(huán)狀DNA，且生物大部分基因位于該DNA上，所以此DNA分子來自原核生物，A錯誤；解旋酶和DNA聚合酶參與DNA復(fù)制過程中，B正確；DNA分子復(fù)制過程中分別以兩條鏈為模板，新形成的子代DNA分子含有母本的一條鏈，所以其復(fù)制方式為半保留復(fù)制，C正確；根據(jù)題意和圖示分析可知：此DNA分子有一個復(fù)制起點，雙向復(fù)制，D正確。]
6．假如某一含31P的DNA中含有1 000個堿基對，將該DNA放在用32P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng)讓其復(fù)制n次，則子代DNA的平均相對分子質(zhì)量比原來增加了(　　)
A．1 000 B．1 000·
C．2 000 D．1 000·
B　[親代DNA中的磷元素全為31P，將該DNA放在用32P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制n次，共形成2n個DNA，其中有2個DNA的一條鏈只含32P、另一條鏈只含31P，其相對分子質(zhì)量比原來增加了1 000，另2n－2個DNA的兩條鏈都只含32P，其相對分子質(zhì)量比原來增加了2 000；則子代DNA的相對分子質(zhì)量平均比親代DNA增加了＝1 000·，故選B。]
7．已知某DNA分子含有500個堿基對，其中一條鏈上A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4。該DNA分子連續(xù)復(fù)制數(shù)次后，消耗周圍環(huán)境中含G的脫氧核苷酸4 500個，則該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了(　　)
A．3次 B．4次
C．5次 D．6次
B　[先要計算一個DNA分子中含有G的數(shù)目，其中一條鏈上G的數(shù)目＝500×4/(1＋2＋3＋4)＝200，則另一條鏈上G的數(shù)目＝500×2/(1＋2＋3＋4)＝100，所以DNA雙鏈上共有G 300個，n次復(fù)制結(jié)束后共消耗G的數(shù)目為4 500個，4 500/300＝15，即DNA分子增加15個，復(fù)制后DNA的數(shù)目是16＝24，則n＝4。]
8．圖甲中DNA分子有a和d兩條鏈，將圖甲中某一片段放大后如圖乙所示，結(jié)合所學知識回答下列問題：

(1)從圖甲可看出DNA復(fù)制方式是____________。
(2)圖甲中，A和B均是DNA分子復(fù)制過程中所需要的酶，其中B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，則A是________酶，B是__________酶。
(3)圖甲過程在綠色植物葉肉細胞中進行的場所有____________________。
(4)圖乙中，7是____________________。DNA分子的基本骨架由______________交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過____________連接成堿基對，并且遵循____________原則。
(5)具有N個堿基對的一個DNA分子片段中，含有m個腺嘌呤脫氧核苷酸，該片段完成n次復(fù)制需要______個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸；該片段完成第n次復(fù)制需要________個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸。(填字母)
A．(2n－1)(N－m) B．2n－1(N－m)
C．2n－1() D．(2n－1)()
[解析]　(1)(2)圖甲表示DNA分子復(fù)制過程，A的作用是使DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，形成單鏈DNA，因此A是解旋酶；B能將單個脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，因此B是DNA聚合酶，由圖可以看出形成的子代DNA分子都含有一條模板鏈和一條新合成的子鏈，因此DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。(3)綠色植物的葉肉細胞中DNA存在于細胞核、線粒體、葉綠體中，因此進行DNA分子復(fù)制的場所是細胞核、線粒體、葉綠體。(4)圖乙中，7是胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸，DNA分子中的磷酸和脫氧核糖交替排列形成DNA分子的骨架，兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接形成堿基對，堿基之間遵循A與T配對，G與C配對的堿基互補配對原則。(5)已知DNA分子片段中有N個堿基對，m個腺嘌呤脫氧核苷酸，則胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為N－m，完成n次復(fù)制需要(2n－1)(N－m)個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸；完成第n次復(fù)制需要2n－1(N－m)個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸。
[答案]　(1)半保留復(fù)制　(2)解旋　DNA聚合
(3)細胞核、線粒體、葉綠體　(4)胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸　磷酸與脫氧核糖　氫鍵 　堿基互補配對　(5)A　B
題組三　基因通常是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段
9．下列選項中，最能體現(xiàn)等位基因A和a本質(zhì)區(qū)別的是(　　)
A．基因A控制顯性性狀，基因a控制隱性性狀
B．在進行減數(shù)分裂時，基因A和基因a分離
C．兩者的堿基序列不同
D．A對a起顯性作用
C　[等位基因是位于同一對同源染色體上控制著一對相對性狀的基因，A是顯性基因，a是隱性基因，分別控制顯性性狀和隱性性狀，但這不是本質(zhì)區(qū)別，最本質(zhì)區(qū)別是堿基序列不同，表達不同的蛋白質(zhì)來控制性狀，C正確。]
10．通過分析，發(fā)現(xiàn)甲、乙兩個生物的細胞中DNA總量完全相同，4種堿基的量也分別相同，下列對此現(xiàn)象的解釋正確的是 (　　)
A．這兩個生物的遺傳信息相同
B．這兩個生物的DNA分子數(shù)相同
C．這兩個生物的性狀相同
D．還不足以作出以上三項判斷
D　[雖然甲、乙兩個生物的細胞中DNA總量完全相同，4種堿基的量也分別相同，但是它們的堿基的排列順序不一定相同，故遺傳信息不一定相同，DNA分子數(shù)也不一定相同，性狀也不一定相同。]
11．如圖表示細胞內(nèi)與基因有關(guān)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，請仔細閱讀并回答問題：
元素(a)―→―→e―→基因(f)―→gi
(1)細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是[　]________，基因和g的關(guān)系是_______________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)e和g的關(guān)系是________________________________________________，
g被徹底水解后的產(chǎn)物可用字母____________________________________
表示。
(3)遺傳物質(zhì)的主要載體是[　]________，基因和i的關(guān)系是_____________
_____________________________________________________________。
(4)g的成分與RNA的成分相比，主要差異在于________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(5)g的空間結(jié)構(gòu)一般表現(xiàn)為________，若其中(C＋G)/(T＋A)＝1/2，則A占總堿基數(shù)的比例為________，其單鏈中(C＋G)/(T＋A)為________。
(6)g的功能可表達為______________________________________________
______________________________________________________________。
[解析]　根據(jù)圖示信息可以推知：g是DNA，h是蛋白質(zhì)，i是染色體，e是脫氧核苷酸，b、c、d是構(gòu)成脫氧核苷酸的磷酸、脫氧核糖和含氮堿基，a是組成元素C、H、O、N、P。(1)細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNA，基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)脫氧核苷酸是構(gòu)成DNA的基本單位，DNA徹底水解后可用字母b、c、d表示。(3)遺傳物質(zhì)的主要載體是染色體(i)，基因在染色體上呈線性排列。(4)DNA與RNA在組成成分上的主要區(qū)別是堿基和五碳糖的種類不同。(5)DNA具有雙螺旋的空間結(jié)構(gòu)。因為DNA雙鏈中，A＝T，G＝C，則A占總堿基數(shù)的比例為A/(A＋T＋C＋G)＝A/(2A＋2G)，由(C＋G)/(T＋A)＝1/2 得出A＝2G，所以，A占總堿基數(shù)的比例為A/3A＝1/3；根據(jù)(C＋G)/(T＋A)的特點知，DNA單鏈中(C＋G)/(T＋A)的值與雙鏈中(C＋G)/(T＋A)的值相同。(6)基因的功能是貯存、復(fù)制、傳遞和表達遺傳信息。
[答案]　(1)g　DNA　基因是g(DNA)上有遺傳效應(yīng)的片段　(2)e是g的基本單位　b、c、d　(3)i　染色體　基因在染色體上呈線性排列　(4)堿基和五碳糖的種類不同　(5)雙螺旋　1/3　1/2　(6)貯存、復(fù)制、傳遞和表達遺傳信息

12．在一個密閉的容器里，用含有同位素14C的脫氧核苷酸合成一個DNA分子，然后加入普通的含12C的脫氧核苷酸，經(jīng)n次復(fù)制后，所得DNA分子中含12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含14C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是(　　)
A．2n∶1 B．(2n－2)∶n
C．(2n－2)∶2 D．(2n－1)∶1
D　[根據(jù)題意分析可知：n次復(fù)制后共得到DNA分子2n個，共有脫氧核苷酸鏈數(shù)2n×2；由于DNA分子復(fù)制的特點是半保留復(fù)制，形成的子代DNA中有兩條鏈是模板鏈14C；新合成的子鏈含12C，一共有2n×2－2，所以DNA分子中含12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含14C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是(2n×2－2)∶2＝(2n－1)∶1，D正確。]
13．用15N標記一個含有100個堿基對的雙鏈DNA片段，堿基間的氫鍵共有260個。該DNA在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制多次后共消耗游離的嘌呤類堿基1 500個。下列敘述正確的是 (　　)
A．該DNA片段中共有腺嘌呤60個，復(fù)制多次后含14N的DNA分子占7/8
B．若一條鏈中(A＋G)/(T＋C)

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第3節(jié) DNA的復(fù)制

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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