生物必修2《遺傳與進(jìn)化》第3節(jié) DNA的復(fù)制課時(shí)練習(xí)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?第3章　基因的本質(zhì)
第3節(jié)　DNA的復(fù)制
[基礎(chǔ)檢查]
1.某研究小組進(jìn)行“探究DNA復(fù)制方式”的實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或 15NH4Cl,①②③表示離心管,條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯(cuò)誤的是( )

①②③
A.本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了同位素標(biāo)記技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)
B.①是大腸桿菌在14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的結(jié)果
C.②中大腸桿菌的DNA都含14N/15N
D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制
解析:本實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,氮元素被標(biāo)記,通過(guò)離心使在不同培養(yǎng)基上生長(zhǎng)繁殖的大腸桿菌的DNA分層,A項(xiàng)正確;①中只有重密度帶,說(shuō)明①中DNA兩條單鏈都含有15N,B項(xiàng)錯(cuò)誤;②中只有中密度帶,說(shuō)明②中DNA兩條單鏈一條含有15N,一條含有14N,C項(xiàng)正確;①中DNA兩條單鏈都含有15N,經(jīng)過(guò)復(fù)制離心后為②,再?gòu)?fù)制離心后為③,說(shuō)明開(kāi)始時(shí)大腸桿菌一個(gè)DNA雙鏈被15N標(biāo)記,放到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),復(fù)制一次后為②,②中DNA兩條單鏈一條含有15N,一條含有14N,②中DNA再?gòu)?fù)制一次,形成的4個(gè)DNA中,其中兩個(gè)DNA中各有一條單鏈含有15N,一條單鏈含有14N,另外兩個(gè)DNA的兩條單鏈都含有14N,離心出現(xiàn)中密度帶和輕密度帶,實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制,D項(xiàng)正確。
答案:B
2.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述,錯(cuò)誤的是 (　　)
A.DNA復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程
B.DNA復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程
C.DNA復(fù)制只發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期
D.DNA復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件
解析:DNA復(fù)制是指以親代DNA的兩條鏈為模板合成子代DNA的過(guò)程,A項(xiàng)正確;DNA復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程,B項(xiàng)正確;DNA復(fù)制主要發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期,原核細(xì)胞內(nèi)、無(wú)絲分裂過(guò)程中也能發(fā)生DNA復(fù)制,C項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA復(fù)制需要模板(DNA雙鏈)、酶(解旋酶、DNA聚合酶)、能量(ATP)、原料(脫氧核苷酸)等基本條件,D項(xiàng)正確。
答案:C
3.用15N標(biāo)記一個(gè)含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子,其中有胞嘧啶60個(gè),該DNA在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次,其結(jié)果不可能是 (　　)
A.含有15N的DNA占B.含有14N的DNA占
C.復(fù)制過(guò)程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸600個(gè) D.共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子
解析:一個(gè)被15N標(biāo)記的DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次,共得到24=
16(個(gè))DNA分子。根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)可知:這16個(gè)DNA分子中有
2個(gè)DNA的一條鏈含有15N,另一條鏈含有14N,其余14個(gè)DNA的兩條鏈都含有14N。由此可知,含有14N的DNA占100%,含有15N的DNA占。由題可得該DNA分子中含40個(gè)腺嘌呤,復(fù)制4次需腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量=(24-1)×40=
600(個(gè))。
答案:B
4.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述,正確的是 (　　)
A.脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下連接合成新的子鏈
B.在復(fù)制過(guò)程中,DNA先解旋后復(fù)制
C.兩條新的子鏈通過(guò)氫鍵形成一個(gè)新的DNA分子
D.DNA在解旋酶的作用下水解成脫氧核苷酸
解析:脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下連接合成新的子鏈,A項(xiàng)正確;DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制,所以在復(fù)制過(guò)程中,解旋和復(fù)制是同時(shí)進(jìn)行的,
B項(xiàng)錯(cuò)誤;兩條新的子鏈通過(guò)氫鍵分別與兩條模板鏈形成2個(gè)新的DNA分子,
C項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA在DNA酶的作用下水解成脫氧核苷酸,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:A
5.下圖所示為DNA復(fù)制的片段,圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈,下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)

A.b和c的堿基序列互補(bǔ)
B.a和c的堿基序列互補(bǔ)
C.a鏈中的比值與b鏈中同項(xiàng)比值相同
D.a鏈中的比值與c鏈中同項(xiàng)比值相同
解析:a和d的堿基序列互補(bǔ),b和c的堿基序列也互補(bǔ),A項(xiàng)正確;a和c的堿基序列相同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)閍與b的堿基序列互補(bǔ),根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,a鏈中的比值與b鏈中同項(xiàng)比值相同,C項(xiàng)正確;因?yàn)閍與c的堿基序列相同,所以a鏈中的比值與c鏈中同項(xiàng)比值相同,D項(xiàng)正確。
答案:B
6.含15N標(biāo)記的雙鏈DNA含有200個(gè)堿基對(duì),腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的30%;其中的一條鏈上腺嘌呤有20個(gè),下列表述正確的是 (　　)
A.該DNA中的堿基排列方式共有4200種
B.該DNA中4種堿基的比例為A∶T∶G∶C=2∶2∶3∶3
C.該DNA連續(xù)復(fù)制2次,需要游離的鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸560個(gè)
D.該DNA在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制3次,含15N標(biāo)記的DNA占25%
解析:該DNA含有200個(gè)堿基對(duì),由于堿基數(shù)目確定,所以其堿基排列方式少于4200種,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題意可知,A和T各為60個(gè),C和G各為140個(gè),所以該DNA中4種堿基的比例為A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該DNA連續(xù)復(fù)制2次,需要游離的鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸為 (22-1)×140=420(個(gè)),C項(xiàng)錯(cuò)誤;該DNA在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制3次得到8個(gè)DNA,根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn),其中有2個(gè)DNA有一條鏈含14N,另一條鏈含15N,其余6個(gè)DNA只含14N,所以含15N標(biāo)記的DNA占25%,D項(xiàng)正確。
答案:D
7.(2021·廣東梅州)科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,運(yùn)用同位素標(biāo)記技術(shù)及離心技術(shù)進(jìn)行DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見(jiàn)下表。
組別
1
2
3
4
培養(yǎng)液中
唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代數(shù)
多代
多代
一代
兩代
培養(yǎng)產(chǎn)物
A
B
B的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并離心
離心結(jié)果
僅為輕帶
(14N/14N-DNA)
僅為重帶
(15N/15N-DNA)
僅為中帶
(15N/14N-DNA)
1/2輕帶
(14N/14N-DNA)
1/2中帶
(15N/14N-DNA)

回答下列問(wèn)題。
(1)要得到DNA中的氮全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B,必須經(jīng)過(guò)　　　代培養(yǎng),且培養(yǎng)液中的　　　　　　是唯一氮源。?
(2)綜合分析本實(shí)驗(yàn)的DNA離心結(jié)果,第　　　　組結(jié)果對(duì)得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用,但需把它與第　　　　組和第　　　　組的結(jié)果進(jìn)行比較,才能說(shuō)明DNA分子的復(fù)制方式是　　　　　　。?
(3)①若子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶,則“重帶”DNA來(lái)自　　　　　,據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是　　　　　　復(fù)制。?
②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開(kāi)后再離心,其結(jié)果　　　　　　(填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。?
③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng),子n代DNA離心的結(jié)果是密度帶的數(shù)量和位置　　　　　　　,放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是　　　　　　帶。?
(4)將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記,并使其感染大腸桿菌,在不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個(gè))并釋放,則其中含32P的噬菌體所占的比例為_(kāi)_____,原因是__________________________________________________________
_____________________________________________________________。?
解析:(1)要得到DNA中的氮全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B,必須經(jīng)過(guò)多代培養(yǎng),且培養(yǎng)液中的15N是唯一氮源。(2)第3組實(shí)驗(yàn)結(jié)果最為重要,因?yàn)锽的DNA為15N/15N-DNA,B的子Ⅰ代的DNA為15N/14N-DNA,這就說(shuō)明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制;但中帶只有與輕帶和重帶進(jìn)行比較才能得出,所以它要與第1組和第2組的結(jié)果進(jìn)行比較。(3)①“輕帶”DNA為14N/14N-DNA,“重帶”DNA為15N/15N-DNA,據(jù)表可知,“重帶”DNA來(lái)自B。①的結(jié)果是后代DNA的兩條鏈全是原來(lái)的或全是新合成的,說(shuō)明DNA分子的復(fù)制方式不是半保留復(fù)制。②將子Ⅰ代DNA雙鏈分開(kāi)后再離心,無(wú)法判斷后代DNA的兩條鏈的來(lái)源,不能判斷DNA的復(fù)制方式。③將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng),子n代DNA的情況是有兩個(gè)為14N/15N-DNA,其余全部為14N/14N-DNA,所以子n代DNA離心的結(jié)果是密度帶的數(shù)量和位置沒(méi)有變化,放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是輕帶。(4)噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,該DNA為雙鏈,兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記,并使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間,由于DNA是半保留復(fù)制,因此只有2個(gè)DNA分子含有放射性,因此比例是。
答案:(1)多　15N(或15NH4Cl)　(2)3　1　2　半保留復(fù)制　(3)①B　半保留?、诓荒堋、鄄蛔儭≥p　(4)　一個(gè)含有32P標(biāo)記的雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后,標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到兩個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子,因此在得到的n個(gè)噬菌體中只有兩個(gè)帶有標(biāo)記
[拓展應(yīng)用]
8.已知一個(gè)完全標(biāo)記上15N的DNA含100個(gè)堿基對(duì),其中有腺嘌呤40個(gè)。經(jīng)過(guò)n次復(fù)制后,不含15N的DNA總數(shù)與含15N的DNA總數(shù)之比為7∶1。若需游離的胞嘧啶為m個(gè),則n、m分別是 (　　)
A.3、900 B.3、420 C.4、420 D.4、900
解析:一個(gè)完全標(biāo)記上15N的DNA,經(jīng)過(guò)n次復(fù)制后,含15N 的DNA總數(shù)為2個(gè),根據(jù)“不含15N的DNA總數(shù)與含15N的DNA總數(shù)之比為7∶1”,可知不含15N的DNA總數(shù)為14個(gè),故n次復(fù)制后產(chǎn)生的DNA總數(shù)為16個(gè),說(shuō)明該DNA復(fù)制了4次。該DNA含100個(gè)堿基對(duì),其中有腺嘌呤(A)40個(gè),根據(jù)A+C=100,可知C=60(個(gè))。一個(gè)DNA復(fù)制了4次,需游離的胞嘧啶(C)為60×(16-1)=900(個(gè))。
答案:D
9.研究人員將一個(gè)含14N/14N-DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)液中,培養(yǎng)24h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA加熱處理,即解開(kāi)雙螺旋,變成單鏈;然后進(jìn)行密度梯度離心,試管中出現(xiàn)的兩種條帶含量如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 (　　)

A.子代DNA分子共有8個(gè),其中1個(gè)DNA分子含有14N
B.該實(shí)驗(yàn)可用來(lái)探究DNA的半保留復(fù)制方式和細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間
C.解開(kāi)DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞核苷酸之間的磷酸二酯鍵
D.若直接將子代DNA分子進(jìn)行密度梯度離心,則相應(yīng)的條帶含量比為1∶3
解析:子代DNA分子共有8個(gè),其中2個(gè)DNA分子含有14N,A項(xiàng)錯(cuò)誤;因本實(shí)驗(yàn)是對(duì)DNA單鏈進(jìn)行的離心分析,若DNA進(jìn)行的是全保留復(fù)制,也會(huì)得到上述結(jié)果,故用該實(shí)驗(yàn)探究DNA的半保留復(fù)制方式不夠嚴(yán)謹(jǐn),B項(xiàng)錯(cuò)誤;解開(kāi)DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞兩條單鏈之間的氫鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;得到的8個(gè)DNA分子中,有2個(gè)為14N/15N-DNA,6個(gè)為15N/15N-DNA,故若直接將子代DNA分子進(jìn)行密度梯度離心,則相應(yīng)的條帶含量比為1∶3,D項(xiàng)正確。
答案:D
10.下圖為真核生物DNA的結(jié)構(gòu)(圖甲)及發(fā)生的生理過(guò)程(圖乙),請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。

甲乙
(1)圖甲為DNA的結(jié)構(gòu)示意圖,其基本骨架由　　　　和　　　　(填序號(hào))交替排列構(gòu)成,④為　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)從圖乙可看出,該過(guò)程是從　　　　個(gè)起點(diǎn)開(kāi)始復(fù)制的,從而　　　　復(fù)制速率;圖中所示的酶為　　　酶,作用于圖甲中的　　　(填序號(hào))。?
(3)若用一個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌,釋放出300個(gè)子代噬菌體,其中含有32P的噬菌體所占的比例是　　　　。?
(4)若圖甲中的親代DNA含有100個(gè)堿基對(duì),將該DNA放在含有用32P標(biāo)記的脫氧核糖核苷酸培養(yǎng)液中復(fù)制一次,則子代DNA的相對(duì)分子質(zhì)量比原來(lái)增加　　　　。?
(5)若圖乙中親代DNA在復(fù)制時(shí),一條鏈上的G變成了A,則該DNA經(jīng)過(guò)n次復(fù)制后,發(fā)生差錯(cuò)的DNA占DNA總數(shù)的　　　　。?
解析:(1)DNA的基本骨架由①磷酸和②脫氧核糖交替連接構(gòu)成。圖中的④是由一分子脫氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)組成的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸。(2)分析圖乙,該過(guò)程有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn),這樣可以大大提高復(fù)制的速率。圖中所示的酶使堿基對(duì)間的氫鍵(圖甲中的⑨)斷裂,使DNA雙鏈解旋,應(yīng)為解旋酶。(3)用32P標(biāo)記的一個(gè)噬菌體侵染大腸桿菌,根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn),則新形成的300個(gè)噬菌體中有2個(gè)含32P,占。(4)親代DNA含有100個(gè)堿基對(duì),在含有用32P標(biāo)記的脫氧核糖核苷酸的培養(yǎng)液中復(fù)制一次形成的子代DNA一條鏈含32P,一條鏈含31P,標(biāo)記部分的脫氧核糖核苷酸比未標(biāo)記的相對(duì)分子質(zhì)量增加1,因此相對(duì)分子質(zhì)量增加100。(5)DNA復(fù)制時(shí)一條鏈上的堿基發(fā)生突變,另一條鏈上的堿基不發(fā)生突變,以發(fā)生突變的單鏈為模板復(fù)制形成的DNA都是異常的,以堿基沒(méi)有發(fā)生突變的單鏈為模板合成的DNA都是正常的,因此無(wú)論復(fù)制多少次,發(fā)生差錯(cuò)的DNA都占。
答案:(1)①　②　胞嘧啶脫氧核糖核苷酸
(2)多　提高　解旋?、?br /> (3)　(4)100　(5)

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