【優(yōu)質】第3節(jié) DNA的復制-1隨堂練習一．單項選擇1．下列有關生物科學研究與其對應的科學方法或原理的敘述，正確的是（    ）選項科學研究科學方法或原理A艾弗里等人的肺炎鏈球菌轉化實驗自變量控制的“加法原理”B沃森和克里克揭示DNA雙螺旋結構的過程模型建構法C摩爾根證明“基因位于染色體上”的果蠅雜交實驗類比推理法D梅塞爾森和斯塔爾證明“DNA半保留復制特點”的實驗放射性同位素標記法 A．A B．B C．C D．D2．下列關于生物學實驗中常用技術或方法的描述，正確的是（    ）A．桑格．尼克森對生物膜結構的研究和拍攝洋蔥鱗片葉表皮細胞顯微照片都用到了模型建構法B．3H標記的亮氨酸追蹤分泌蛋白的轉移途徑和人鼠細胞融合實驗都是通過追蹤放射性同位素來得出結論C．觀察花生子葉中被染色的脂肪顆粒和洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質壁分離都需使用光學顯微鏡D．從細胞中分離各種細胞器和DNA分子的復制方式的研究都用到了差速離心法3．下列有關基因的表達的說法錯誤的是（    ）A．原核生物基因的復制轉錄都發(fā)生在核區(qū)，邊轉錄邊翻譯；B．通常真核生物核基因復制．轉錄的場所是細胞核，翻譯在細胞質中的核糖體上進行C．每種 tRNA 只含3 個堿基，其一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有 3 個堿基，稱為反密碼子D．mRNA 上 3 個相鄰的堿基決定一個氨基酸，每 3 個這樣的堿基稱為 1 個密碼子4．為了探究DNA的復制方式，科學家將DNA帶15N標記的大腸桿菌（0代）轉入以14NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。提取不同培養(yǎng)時期細菌的DNA進行密度梯度超速離心，并繪制了DNA分布情況的示意圖，其中A組表示0代與1.9代的DNA混合的結果。下列敘述錯誤的是（    ）A．圖中越靠下的條帶密度越大，條帶寬度與DNA含量有關B．圖中B組可能表示0代與4.1代的DNA混合之后的分布情況C．4.1代的條帶中寬帶理論上約為窄帶DNA含量的7倍左右D．綜合0代，1.0代．1.9代．3.0代，4.1代的結果才能證明DNA的半保留復制機制5．生物興趣小組以大腸桿菌為材料進行“DNA復制方式探究”實驗，得到如圖所示結果，a．b．c分別是大腸桿菌親代和增殖1．2代分離DNA．離心得到的相應條帶位置。相關敘述不正確的是（    ）A．本研究運用了同位素標記和密度梯度離心法B．a管是大腸桿菌在14NH4Cl培養(yǎng)液中增殖多代的結果C．b管條帶對應DNA分子的兩條鏈中N元素不同D．增加增殖代數(shù)，離心所得的條帶位置和數(shù)量與c相同6．下列實驗的相關說法錯誤的是（　?。?/span>A．可以用構建物理模型的方法研究DNA的分子結構B．薩頓用類比推理法提出基因在染色體上的假說C．赫爾希和蔡斯分別用32P與 35S標記的兩組實驗中，離心后細菌的位置不同D．在研究DNA的半保留復制方式時可用密度梯度離心法分離子代DNA7．下列有關 DNA 分子復制過程的說法錯誤的是（    ）A．DNA 的復制時間一般為細胞分裂間期（有絲分裂或減數(shù)第一次分裂間期）B．DNA 復制的模板是親代 DNA 分子的兩條鏈C．DNA 復制的方式是半保留復制D．DNA 復制的場所只在細胞核8．假說―演繹法是現(xiàn)代科學研究中常用的方法，下列研究中沒有運用此方法的是（　?。?/span>A．孟德爾的豌豆雜交實驗B．摩爾根的果蠅雜交實驗C．薩頓提出“基因在染色體上”D．DNA復制方式的提出和證實9．同位素標記法常用于科學實驗，同位素有放射性和穩(wěn)定性兩類，下列實驗結果的測定方法有別于其他組的是（　?。?/span>A．卡爾文用14C標記CO2，研究出碳原子在光合作用中的轉移途徑，即CO2→C3→有機物B．魯賓和卡門用18O標記水，證明光合作用所釋放的氧氣來自于水C．用35S標記噬菌體的蛋白質外殼，用32P標記噬菌體的DNA，分別侵染細菌，最終證明DNA是遺傳物質D．用15N標記DNA分子，證明了DNA分子的復制方式是半保留復制10．生命科學史中蘊含著豐富的科學思維．科學方法和科學精神，下列有關說法錯誤的是（    ）A．沃森和克里克建立了DNA的雙螺旋模型后，立即提出了DNA半保留復制的設想B．對DNA分子結構沒有清晰了解前，認為蛋白質是遺傳物質的觀點仍主導地位C．胰腺分泌的促胰液素是人們發(fā)現(xiàn)的第一種激素．此后，科學家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多種激素D．林德曼研究發(fā)現(xiàn)能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率大約是10%～20%11．如圖為科學家利用大腸桿菌探究DNA的復制過程，下列敘述正確的是（    ）A．實驗中采用了放射性同位素標記和密度梯度離心的研究方法B．通過比較試管②和①的結果，能排除DNA復制為全保留復制C．可用噬菌體代替大腸桿菌進行上述實驗，且提取DNA更方便D．大腸桿菌在含有15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代，細胞只有DNA含15N12．DNA復制在細胞內外均可發(fā)生，細胞內如細胞分裂的間期時進行的DNA復制，細胞外如PCR過程。下列對二者的敘述錯誤的是（　?。?/span>A．都以半保留復制的方式進行B．都以脫氧核糖核苷酸為原料C．PCR所用的DNA聚合酶比細胞內DNA復制所用的更耐高溫D．胞內DNA復制通過ATP提供能量，而PCR則通過高溫供能13．下列科學家的研究方法未涉及假說演－繹法的是（    ）A．孟德爾揭示遺傳規(guī)律B．薩頓提出基因在染色體上C．摩爾根證明基因在染色體上D．梅塞爾森等驗證DNA復制是半保留復制14．同位素標記法常用于科學實驗，同位素有放射性和穩(wěn)定性兩類，下列實驗結果的測定有別于其他組的是（    ）A．用H的同位素研究分泌蛋白質的形成過程B．用C的同位素研究光合作用中卡爾文循環(huán)C．用P．S的同位素研究DNA是遺傳物質D．用N的同位素研究DNA的半保留復制15．某DNA（14N）含有1000個堿基對，腺嘌呤占20%。若該基因在15N的環(huán)境中復制3次，將全部復制產物進行離心，得到如圖1結果；如果將全部復制產物加入解旋酶處理后再離心，得到如圖2結果。下列有關分析不正確的是（    ）
 A．X層的DNA含有14NB．Y層中含胞嘧啶3600個C．X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/4D．Z層與W層的核苷酸數(shù)之比為1∶7
參考答案與試題解析1．【答案】B【解析】在對照實驗中，控制自變量可以采用“加法原理”或“減法原理”。與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。模型的形式很多，包括物理模型．概念模型．數(shù)學模型等。假說－演繹法是指在觀察和分析基礎上提出問題以后，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進行演繹推理，推出預測的結果，再通過實驗來檢驗。如果實驗結果與預測相符，就可以認為假說是正確的，反之，則可以認為假說是錯誤的。用物理性質特殊的同位素來標記化學反應中原子的去向，就是同位素標記法。同位素標記可用于示蹤物質的運行和變化規(guī)律。通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清楚化學反應的詳細過程。解答：A．艾弗里等人利用自變量控制的“減法原理”的肺炎鏈球菌轉化實驗，A錯誤；B．沃森和克里克通過建立DNA的結構模型揭示DNA的雙螺旋結構，B正確；C．摩爾根通過假說－演繹法證明了“基因位于染色體上”，C錯誤；D．梅塞爾森和斯塔爾利用15N．14N兩種同位素不具有放射性，二者的相對原子質量不同，因為含15N的DNA比含14N的DNA密度大，利用離心技術可以在試管中區(qū)分含有不同N元素的DNA，證明了“DNA半保留復制特點”，D錯誤。故選B。2．【答案】C【解析】模型建構法：模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對認識對象所做的一種簡化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具體的實物或其它形象化的手段，有的則抽象的形式來表達。模型的形式很多，包括物理模型．概念模型．數(shù)學模型等。以實物或圖畫形式直觀的表達認識對象的特征，這種模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA雙螺旋結構模型，就是物理模型。解答：A．桑格．尼克森對生物膜結構的研究用到了模型建構法，即構建了物理模型，而拍攝的洋蔥鱗片葉表皮細胞顯微照片屬于實物，不是模型，A錯誤；B．人鼠細胞融合實驗利用的是熒光標記法，B錯誤；C．觀察花生子葉中被染色的脂肪顆粒和洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質壁分離都需使用光學顯微鏡，前者需要使用高倍顯微鏡，但后者使用低倍顯微鏡即可，C正確；D．DNA分子復制方式的探究實驗采用密度梯度離心法，D錯誤。故選C。3．【答案】C【解析】DNA復制發(fā)生在細胞分裂之前，特點是半保留復制．邊解旋邊復制?；虮磉_包括轉錄和翻譯兩個過程，其中轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，在真核生物中該過程主要在細胞核中進行，需要RNA聚合酶參與；翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質的過程，該過程發(fā)生在核糖體上，需要以氨基酸為原料，還需要酶．能量和tRNA。若轉錄和翻譯同時發(fā)生在同一空間內，表示原核細胞中基因的表達；若轉錄和翻譯不同時也不同地點進行，表示真核細胞中基因的表達。解答：A．原核生物沒有核膜包被的細胞核，DNA分布在核區(qū)，因此原核生物基因的復制轉錄都發(fā)生在核區(qū)，并且可以邊轉錄邊翻譯，A正確；B．真核生物有核膜包被的細胞核，DNA主要分布在細胞核，少數(shù)分布在細胞質的線粒體和葉綠體中，通常真核生物核基因復制．轉錄的場所是細胞核，翻譯在細胞質中的核糖體上進行，B正確；C． tRNA分子比mRNA小得多，它是由許多個核糖核苷酸連接形成的RNA，經(jīng)過折疊后，看上去像三葉草的葉形。每種 tRNA 含有許多個堿基，其一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有 3 個堿基，這3個堿基可以與mRNA上的密碼子互補配對，稱為反密碼子，C錯誤；D．mRNA 上 3 個相鄰的堿基決定一個氨基酸，每 3 個這樣的堿基稱為 1 個密碼子，決定氨基酸的密碼子有61種，D正確。故選C。4．【答案】D【解析】DNA復制方式是半保留復制，由題中信息可知，原來DNA分子是被15N標記，放入14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，進行DNA復制，條帶的密度會越來越小。解答：A．離心法可將密度不同的物質分離開，越靠下的條帶密度越大，條帶寬度與DNA含量有關，A正確；B．圖中B組中輕帶的寬度和4.1帶的接近，重帶的寬度和0代的接近，所以B組可能表示0代與4．1代的DNA混合之后的分布情況，B正確；C．4.0代時，兩個DNA條帶的含量比值=（24-2）∶2=7∶1，因此4.1代的條帶中寬帶理論上約為窄帶DNA含量的7倍左右，C正確；D．綜合0代．1.0代．1.9代．3.0代就可以證明DNA的半保留復制，D錯誤；故選D。5．【答案】B【解析】據(jù)圖分析，圖中a．b．c分別是大腸桿菌親代和增殖1．2代分離．離心得到的相應條帶位置，其DNA密度由大到小依次為a>b>c，由此推知：a管中的DNA為雙鏈均被15N標記（重帶），b管中的DNA為一條鏈為15N與另一條鏈為14N標記（中帶），c管中的DNA為一條鏈為15N．另一條鏈為14N標記（中帶）和雙鏈都為14N標記（輕帶），據(jù)此對各選項進行分析判斷。解答：A．根據(jù)以上分析可知，該實驗利用同位素標記法標記了親本的DNA，并利用密度梯度離心法對子代DNA進行了分離，A正確；B．a管DNA分子的密度最大，說明其大腸桿菌是在15NH4Cl的培養(yǎng)液中增殖多代的結果，B錯誤；C．b管中DNA分子均分布在中帶，說明其DNA分子的兩條鏈中N元素不同，一條鏈是14N，一條鏈是15N，C正確；D．增加增殖代數(shù)，離心所得的條帶位置（中帶和輕帶）和數(shù)量（2個條帶）與c相同，但雙鏈都為14N標記的分子數(shù)會增加，即輕帶會變寬，D正確。故選B。6．【答案】C【解析】7．【答案】D【解析】DNA的復制8．【答案】C【解析】假說一演繹法：在觀察和分析基礎上提出問題以后，通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯誤的。例如孟德爾的豌豆雜交實驗．摩爾根研究的伴性遺傳等。解答：A．孟德爾的豌豆雜交實驗的過程是：觀察雜交實驗的現(xiàn)象，提出問題：提出假說；進行演繹推理，設計測交實驗；進行測交實驗，統(tǒng)計實驗結果。該過程所采用的科學研究方法也是“假說一演繹法”，A正確；B．摩爾根證明基因在染色體上過程是：根據(jù)果蠅雜交實驗的異常結果提出假說“控制白眼的基因位于X染色體上”，然后設計測交實驗進行了驗證。該過程所采用的科學研究方法也是“假說一演繹法”，B正確；C．薩頓提出“基因在染色體上”用的是類比推理法，C錯誤；D．DNA復制方式的提出與證實過程是：沃森和克里克提出DNA半保留復制的假說，后來科學家利用同位素示蹤技術和密度梯度離心技術，以大腸桿菌為材料，證明了DNA是以半保留的方式復制的。該過程所采用的科學研究方法也是“假說一演繹法”，D正確。故選D。9．【答案】D【解析】放射性同位素標記法在生物學中具有廣泛的應用：（1）用35S標記噬菌體的蛋白質外殼，用32P標記噬菌體的DNA，分別侵染細菌，最終證明DNA是遺傳物質；（2）用3H標記氨基酸，探明分泌蛋白的合成與分泌過程；（3）15N標記DNA分子，證明了DNA分子的復制方式是半保留復制；（4）卡爾文用14C標記CO2，研究出碳原子在光合作用中的轉移途徑，即CO2→C3→有機物；（5）魯賓和卡門用18O標記水，證明光合作用所釋放的氧氣全部來自于水。解答：A ．卡爾文用 14C 標記 CO2，探明了卡爾文循環(huán)中碳元素的轉移途徑，該過程利用了追蹤元素的放射性，A正確；B ．魯賓和卡門用 18O標記水，光合作用釋放的氧氣全部是 18O2，證明光合作用釋放的氧氣來自于水，利用了追蹤元素之間的相對分子質量不同，B正確；C ．分別用 32P 和 35S 標記的 T2噬菌體去侵染普通大腸桿菌，進行了遺傳物質的探究過程，利用了追蹤元素的放射性，C正確；D ．用 15N 標記親代大腸桿菌的 DNA，然后用 14N 為原料研究 DNA 的半保留復制，并用密度梯度離心法對質量不同的 DNA 分子進行分離，該過程利用了同位素之間的相對分子質量不同來實現(xiàn)，與放射性無關，D錯誤。故選D。10．【答案】C【解析】11．【答案】B【解析】對三種復制作出可能的假設：①如果是全保留復制，則一個DNA分子復制形成兩個DNA分子，其中一個是親代的，而另一個是新形成的。
 ②如果是半保留復制，則新形成的兩個DNA分子，各有一條鏈來自親代DNA分子，另一條鏈是新形成的。③如果是分散復制，則新形成的DNA分子中每條鏈中一些片段是母鏈而另一些則是子鏈片段。解答：A．本實驗應用了14N和15N，14N和15N都沒有放射性，所以本實驗采用了同位素標記和密度梯度離心的研究方法，A錯誤；B．試管①全為重帶，如果是全保留復制，則試管②中會出現(xiàn)輕帶和重帶，而實際上試管②中全為中帶，說明其復制方式不是全保留復制，B正確；C．噬菌體是病毒，沒有細胞結構，不能在培養(yǎng)液中獨立生活和繁殖，因而不能代替大腸桿菌進行實驗，C錯誤；D．蛋白質和核酸等物質都含有N元素，所以大腸桿菌在含有15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代，細胞中含15N的物質有DNA．RNA．蛋白質等，D錯誤。故選B。12．【答案】D【解析】PCR技術：13．【答案】B【解析】假說—演繹法的基本步驟：提出問題→作出假說→演繹推理→實驗驗證→得出結論。孟德爾的假說內容“生物性狀是由遺傳因子決定的，體細胞中遺傳因子成對存在．配子中遺傳因子成單個存在．受精時雌雄配子隨機結合”。解答：孟德爾揭示遺傳規(guī)律．摩爾根證明基因在染色體上．梅塞爾森等驗證DNA復制是半保留復制都運用假說—演繹法，薩頓提出基因在染色體上運用類比推理法，沒有運用此方法，B符合題意。
故選B。14．【答案】D【解析】放射性同位素標記法在生物學中具有廣泛的應用：（1）用35S標記噬菌體的蛋白質外殼，用32P標記噬菌體的DNA，分別侵染細菌，最終證明DNA是遺傳物質；（2）用3H標記氨基酸，探明分泌蛋白的合成與分泌過程；（3）15N標記DNA分子，證明了DNA分子的復制方式是半保留復制；（4）卡爾文用14C標記CO2，研究出碳原子在光合作用中的轉移途徑，即CO2→C3→有機物；（5）魯賓和卡門用18O標記水，證明光合作用所釋放的氧氣全部來自于水。解答：A．用3H標記的亮氨酸，來研究分泌蛋白的合成與分泌過程，利用追蹤元素的放射性，與題意不符，A錯誤；B．用14C標記CO2，卡爾文探明了卡爾文循環(huán)中碳元素的轉移途徑，該過程利用了追蹤元素的放射性，與題意不符，B錯誤；C．分別用32P和35S標記的T2噬菌體去侵染普通大腸桿菌，進行了遺傳物質的探究過程，利用追蹤元素的放射性，與題意不符，C錯誤；D．用N的同位素15N標記親代大腸桿菌的DNA，然后用正常的14N為原料研究DNA的半保留復制，并用密度梯度離心法對質量不同的DNA分子進行分離，該過程中利用了同位素之間的相對分子質量不同來實現(xiàn)的，與放射性無關，顯然該實驗過程與ABC三組中的原理不同，與題意相符，D正確。故選D。15．【答案】C【解析】DNA（14N）在15N的環(huán)境中復制3次，則得到8個DNA分子，其中2個DNA為14N/15N的DNA，6個為15N/15N。復制的模板DNA有1000個堿基對（2000個堿基），腺嘌呤占20%，即400個A，可以推測出T也400個，G．C各有600個。解答：A．X層為中帶，根據(jù)分析X層的DNA為14N/15N的DNA，A正確；B．Y層為重帶，根據(jù)分析，Y層（15N/15N）為6個DNA分子，應含胞嘧啶600×6=3600個，B正確；C．X層和Y層是同一模板復制而來的DNA，X層2個，Y層有6個，故X層含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3，C錯誤；D．將復制產物加入解旋酶處理，則形成14N或15N的單鏈，Z層為14N鏈，有2條，W層為15N的單鏈，有14條，核苷酸數(shù)之比為1∶7，D正確。故選C。 

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第3節(jié) DNA的復制

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