高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3节 DNA的复制同步达标检测题

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3节 DNA的复制同步达标检测题，共19页。试卷主要包含了DNA分子的半保留复制是指等内容，欢迎下载使用。

第3节　DNA的复制
基础过关练
题组一　DNA半保留复制的实验证据
　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　
1.(2021湖南大联考高一期中改编)为研究DNA的复制方式,先将大肠杆菌在含15N的培养基中培养若干代,使DNA的氮元素均被15N标记(离心结果见甲试管),后转至含14N的培养基培养。提取每代大肠杆菌的DNA进行离心,离心结果见试管乙、丙、丁。相关叙述错误的是 (　　)

A.乙试管是大肠杆菌在14N培养基繁殖一代的结果
B.大肠杆菌在14N培养基繁殖三代后DNA全部含有14N
C.该实验运用了同位素标记技术和密度梯度离心技术
D.含15N与含14N培养基互换,繁殖一代的结果与丙相同
2.(2021安徽淮北一中高二期中)如图为DNA复制可能的两种方式,甲组实验用15N(无放射性)标记细菌的DNA后,将细菌放在只含14N的培养基中繁殖一代,提取子代细菌的DNA进行离心分析;乙组实验用甲组培养的子代细菌放在只含14N的培养基中繁殖一代,提取子代细菌的DNA进行离心分析。下列有关甲、乙两组实验结果与结论的分析,正确的是 (　　)

A.只分析甲组离心管中条带的数量与位置可确定复制方式
B.只分析甲组离心管中放射性分布的位置可确定复制方式
C.将甲乙两组中的DNA分子解旋成单链后通过分析离心管中条带数可确定复制方式
D.只分析乙组离心管中放射性分布的位置可确定复制方式
3.(2021山东平阴一中月考改编)为探究DNA复制方式,美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔将15N标记的大肠杆菌,放到只含14N的培养基中培养,通过CsCl密度梯度离心技术分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的15N/15N-DNA、14N/14N-DNA及15N/14N-DNA分离开来。因为DNA能够强烈地吸收紫外线,所以用紫外光源照射离心管,透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带。下列相关说法正确的是 (　　)
A.因为15N具有放射性,所以感光胶片上可以记录DNA带的位置
B.根据第一代只出现一条居中的DNA条带,可以排除DNA是全保留复制
C.大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶、RNA聚合酶
D.解旋酶是一种能调节DNA分子复制的信息分子
题组二　分析DNA复制的过程
4.(2020广东高一期末联考)DNA分子通过复制将遗传信息从亲代传递给子代。该过程所需条件包括 (　　)
①ATP提供能量　②核糖核苷酸作为原料　③脱氧核糖核苷酸作为原料　④DNA聚合酶断开氢键　⑤解旋酶解旋　⑥DNA分子两条链分别作为模板
A.①②⑤⑥ B.①②③⑥
C.①③④⑥ D.①③⑤⑥
5.(2021湖南长沙长郡中学高一期中)DNA分子的半保留复制是指 (　　)
A.DNA分子中的一条链进行复制,另一条链不进行复制
B.DNA分子中的一半进行复制,另一半不进行复制
C.每一个子代DNA分子保留了其亲代DNA分子中的一条单链
D.DNA分子复制后,一个仍为亲代DNA分子,另一个为子代DNA分子
6.(2021湖北黄梅国际育才高级中学高一月考)下列关于真核细胞DNA分子复制的说法,正确的是 (　　)
A.DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸与模板链上的脱氧核苷酸之间形成氢键
B.DNA分子先解开双螺旋结构再进行复制
C.DNA复制可发生在细胞核中,也可发生在线粒体和内质网中
D.复制形成的两个子代DNA分子的碱基序列有可能不同
7.(2020北京房山高一期末)如图为DNA分子的复制示意图,请据图回答问题:

(1)DNA分子的空间结构为　　　结构;如果①有100个碱基对,A有30个,鸟嘌呤有　　　　个。 
(2)图中①→②的过程需要　　　　酶;②→③的过程遵循　　　　　　　　原则。③的四条链中属于新合成的子链是　　　。 
(3)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,说明DNA的复制方式是　　　　　　,其意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
题组三　与DNA复制有关的计算
8.(2021安徽淮北树人高级中学高二月考)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌,若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代,再转到含有14N的培养基中繁殖一代,则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是 (　　)
A.有15N14N和14N14N两种,其比例为1∶3
B.有15N15N和14N14N两种,其比例为1∶1
C.有15N15N和14N14N两种,其比例为3∶1
D.有15N14N和14N14N两种,其比例为3∶1
9.(2021河北石家庄二中实验学校高二开学考试)含15N标记的双链DNA分子含有200个碱基对,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的30%;其中的一条链上腺嘌呤有20个,下列表述正确的是 (　　)
A.该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种
B.该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=2∶2∶3∶3
C.该DNA分子连续复制2次,需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸560个
D.该DNA分子在14N的培养基连续复制3次,含15N标记的DNA分子占25%
10.假设某大肠杆菌中只含31P的DNA的相对分子质量为a,只含32P的DNA相对分子质量为b。现将只含32P的DNA大肠杆菌培养在只含31P的培养基中,连续分裂n次,则子代中DNA分子的平均相对分子质量为　 (　　)
A.(a+b)/2
B.[(2n-1)×a+b]/2n
C.[(2n-1)×b+a]/2n
D.(2n×a+b)/2n+1
11.(2021辽宁模考)某双链DNA分子片段中共含有3 000个碱基,其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段以15N标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到图甲结果;如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到图乙结果。下列有关分析正确的是 (　　)

A.X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3
B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个
C.第二次复制结束时,含14N的DNA分子占1/2
D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
12.将亲代DNA用15N标记,放在含有14N的培养基上培养,下图是DNA复制图解,请据图回答问题:

(1)图中长方形A表示　　　　　　,图中的箭头B表示　　　　　　　　。 
(2)DNA复制完一次后,2个子代DNA分子共有　　个游离的磷酸基团,分析得知,新合成的一个DNA分子中,A=T,G=C。这个事实说明DNA的合成遵循　　　　　　　　　。新合成的一个DNA分子中,带有15N标记的链占总链数的50%,这个事实说明　　　　　　　　　　　　。 
(3)15N标记的DNA分子,复制四次后含14N的DNA分子占DNA分子总数的　　　　,若该DNA分子共有300个碱基对,其中胞嘧啶为260个,则第四次复制时,消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为　　　　个。 

能力提升练

题组一　分析DNA复制的过程及特点
1.(2021湖南长沙长郡中学月考,)如图表示洋葱根尖分生区某细胞内正在发生的某种生理过程,图中甲、乙、丙均表示DNA分子,a、b、c、d均表示DNA链,A、B表示相关酶。下列相关叙述正确的是 (　　)

A.图中酶A能使甲解旋,酶B在c链的形成及c链和d链的连接过程中发挥作用
B.运用放射性同位素示踪技术无法研究图示过程中的半保留复制
C.图示过程发生在细胞核内,乙、丙分开的时期为减数第二次分裂后期
D.该细胞中伴随图示过程发生的反应还有蛋白质的合成等
2.(2021山东日照高一期中)已知果蝇的基因组大小为1.8×108个bp(bp表示碱基对),真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100 bp/s。如图是果蝇核DNA正在进行复制的模式图,其中箭头指的泡状结构称为DNA复制泡,是DNA分子中正在复制的部分。下列有关分析错误的是 (　　)

A.复制泡的形成可能与解旋酶作用有关
B.复制泡处以被解开的两条母链为模板
C.碱基互补配对原则保证复制的准确性
D.DNA多起点同时复制提高了合成效率
3.(2021河北邢台高一月考,)如图表示环状DNA复制的一种方式,因只有一个复制起始点,该DNA分子复制形成复制泡而呈现希腊字母θ形,随着复制的进行,复制泡逐渐扩大,直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述错误的是 (　　)

A.复制泡的逐渐扩大与解旋酶和DNA聚合酶相关
B.在复制泡的扩大过程中有氢键的断开和氢键的形成
C.复制泡中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸
D.子代DNA中包含一条母链和一条子链,且没有游离的磷酸基团
4.(不定项)(2021山东滨州高一期末联考,)1968年,日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说:DNA复制时,一条子链是连续形成的,另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1所示)后再连接成长链片段。为验证假说,冈崎进行了如下实验:让T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后,将3H标记的脱氧核苷酸加入大肠杆菌的培养基中,在15 s、30 s、60 s、120 s时,分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA全部解旋,再进行密度梯度离心,以DNA单链片段分布位置确定片段大小,发现DNA单链片段越小,离试管口距离越近。检测相应位置DNA单链片段的放射性,结果如图2所示。下列说法正确的是 (　　)

图1

图2
A.子代噬菌体DNA中检测到放射性的原因是标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收,成为噬菌体DNA复制的原料
B.通过加热破坏了DNA分子中的氢键,起到的作用跟DNA酶类似
C.120 s时结果中短链片段减少的原因是短链片段逐步连接成长链片段
D.实验中能检测到较多的短链片段为冈崎假说提供了有力证据
5.(不定项)(2021湖北武汉月考,)噬菌体ΦX174的遗传物质是单链环状DNA分子(正链)。感染宿主细胞时,首先合成其互补的负链,形成闭合的双链DNA分子,之后正链发生断裂,产生3'-OH,再以此为引物,以未断裂的负链为模板,在DNA聚合酶的作用下使3'-OH端不断延伸。延伸出的长链可切割、环化产生很多拷贝的正链,进而与噬菌体的蛋白质颗粒组装产生子代噬菌体。其部分过程如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A.噬菌体ΦX174中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量相等
B.以正链为模板合成双链DNA分子时不需要解旋酶参与
C.噬菌体ΦX174的DNA复制方式可称为半保留复制
D.该过程表明可以只以一条链为模板进行DNA的合成
题组二　探究DNA复制的方式
6.(2021湖北随州广水高一月考,)如图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的实验,下列叙述正确的是 (　　)

A.可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验
B.可用(NH4)235SO4、(NH4)232SO4分别代替15NH4Cl、14NH4Cl进行上述实验
C.试管③中b带的DNA的两条链均含有14N
D.仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复制为半保留复制
7.(2021山东临沂兰山高一期末联考,)某研究性学习小组以细菌为实验对象,运用同位素标记技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究(已知培养用的细菌大约每20min分裂一次,产生子代,实验结果见相关图示)。请回答下列问题。

(1)综合分析本实验的DNA离心结果,前三组实验中,第　　　　组结果对得到的结论起到了关键作用,但需把它与第　　　　组和第　　　　组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式。 
(2)分析讨论:①实验三的离心结果如果为DNA位于1/2重带和1/2轻带位置,则是　　　　复制;如果为DNA位于全中带位置,则是　　　　复制。为了进一步得出结论,该小组设计了实验四,请分析:如果DNA位于　　　　(位置及比例,下同)带位置,则是全保留复制;如果DNA位于　　　　带位置,则是半保留复制。 
②若将实验三得到的DNA双链分开再离心,其结果　　　　(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。 
(3)得出实验结论:DNA复制方式为半保留复制。若将实验四的实验时间改为60min,离心后密度带的数量和位置是否发生变化?　　　　　　　　。若实验三的结果中,子一代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的DNA单链中的N尚有少部分为　　　　。 
题组三　综合分析细胞分裂中DNA、染色体的标记问题
8.(2021山东日照高一期末联考改编,)某基因型为AaBb的果蝇精原细胞中所有核DNA分子均有一条链被32P标记,该精原细胞在含31P的培养基中进行减数分裂,最终产生的4个精子中,基因型仅有三种:AB、aB、ab。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.该精原细胞在减数第一次分裂前期发生了染色体互换
B.一个四分体中被32P标记的脱氧核苷酸链占1/4
C.减数第二次分裂后期每对同源染色体中都有一条被标记
D.产生的每个精细胞中被32P标记的染色体有4条
9.(2021山东菏泽高一期中联考,)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第二个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测正确的是 (　　)
A.1/2的染色体荧光被抑制
B.1/4的染色单体发出明亮荧光
C.1/2的DNA分子被BrdU标记
D.3/4的DNA单链被BrdU标记
10.(2021湖南娄底高一期中,)将蚕豆幼苗放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(即3H-T,胸腺嘧啶脱氧核苷酸的组成成分)的培养基中培养一段时间,让3H掺入DNA中,从而使染色体带有放射性,培养过程如图甲。随后,将幼苗转到普通培养基(1H-T)中培养一段时间,图乙是跟踪检测根尖细胞部分染色体某时期变化图。请据图回答有关问题:

甲

乙
(1)完成图甲的培养过程,核DNA至少经过　　次复制。若某核DNA含有900个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,则复制3次需要　　　　个腺嘌呤脱氧核苷酸。 
(2)在细胞分裂过程中,图乙的B过程发生的时期是　　　　　　　;此过程产生的两条染色体中,含3H的DNA单链占全部单链的比值为　　　　。 
(3)图乙中　　　　(填“A”或“B”)阶段发生DNA的半保留复制,出现相应实验结果的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 



答案全解全析
第3节　DNA的复制
基础过关练
1.A
2.A
3.B
4.D
5.C
6.D
8.D
9.D
10.B
11.C






1.A　15N标记的DNA转至含14N的培养基培养,繁殖一代的结果是子代DNA分子都是一条链含14N,另一条链含15N,离心后全为中带,与丙符合,A错误;由于DNA为半保留复制,转入14N培养基中繁殖三代后,DNA都含有14N,B正确;该实验运用的技术手段有同位素标记技术和密度梯度离心技术,C正确;根据DNA半保留复制特点,含15N与含14N培养基互换,繁殖一代的结果是子代DNA分子都是一条链含14N,另一条链含15N,离心后全为中带,与丙相同,D正确。
2.A　甲中DNA用15N标记,在离心管中处于重带,在含14N的培养液中繁殖一代,若DNA复制方式为半保留复制,合成的2个DNA均为15N/14N,在离心管中的位置为中带,若为全保留复制,合成的2个DNA分子分别为15N/15N和14N/14N,在离心管中的位置是重带和轻带,A正确;15N无放射性,无法通过观察放射性分布的位置来判断复制方式,B、D错误;将甲乙两组中DNA分子解旋成单链后均含15N链和14N链,离心管中的条带都是两条,C错误。
3.B　15N无放射性,但DNA能够强烈地吸收紫外线,用紫外光源照射离心管,可以透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置,A错误;若DNA是全保留复制,第一代会含有两条链都含15N标记的DNA和两条链都含14N标记的DNA,则会出现居下和居上的2条DNA条带,因此根据第一代只出现一条居中的DNA条带,可以排除DNA是全保留复制,B正确;大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶和DNA聚合酶,不需要RNA聚合酶,C错误;解旋酶在DNA分子复制过程中将DNA双螺旋的两条链解开,不能调节DNA分子复制,D错误。
4.D　DNA复制过程需要ATP提供能量,①符合题意;DNA复制需要四种游离的脱氧核糖核苷酸作为原料,③符合题意;DNA复制以DNA分子的两条链为模板,⑥符合题意;DNA分子在解旋酶的作用下解旋,并断开氢键,⑤符合题意,D正确。
5.C　新合成的每个DNA分子都保留了原来DNA分子中的一条链,这种复制方式称作半保留复制(教材第53页),C正确。
6.D　DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键,A错误;DNA复制是一个边解旋边复制的过程,B错误;DNA复制可发生在细胞核中,也可发生在线粒体和叶绿体中,内质网中不含DNA,不能进行DNA复制,C错误;在复制过程中,由于双链解开,DNA稳定性降低,可能会发生碱基序列的改变,导致复制形成的两个子代DNA分子的碱基序列不同,D正确。
7.答案　(1)双螺旋　70　(2)解旋　碱基互补配对　Ⅱ和Ⅲ　(3)半保留复制　将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持遗传信息的连续性
解析　(1)DNA分子的空间结构为双螺旋结构;如果①有100个碱基对,说明该DNA分子共200个碱基,A有30个,根据碱基互补配对原则可知,A=T=30,C=G=70。(2)图中①→②的过程属于解旋过程,需要解旋酶。②→③的过程是以解开的每一条母链为模板,在DNA聚合酶的作用下,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子链。由于DNA是半保留复制,③的四条链中属于新合成的子链是Ⅱ和Ⅲ。(3)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,说明DNA的复制方式是半保留复制。DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递到子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性(教材第56页)。
8.D　DNA分子的两条单链均只含有14N的大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代,形成4个DNA,其中2个DNA为15N14N,2个DNA为15N15N。再将其转到含有14N的培养基中繁殖一代,DNA为15N14N形成的子代DNA中,1个DNA为15N14N,1个DNA为14N14N;而DNA为15N15N形成的2个子代DNA都为15N14N;因此理论上DNA分子的组成类型有15N14N和14N14N两种,其比例为3∶1。
9.D　该DNA分子含有200个碱基对,由于碱基数目确定,其碱基排列方式少于4200种,A错误;由题干信息可知:A和T的个数为120,且A=T,C和G的个数为280,且C=G,所以该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,B错误;该DNA分子连续复制2次,需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸=(22-1)×140=420(个),C错误;该DNA分子在14N的培养基连续复制3次得到8个DNA分子,根据DNA半保留复制特点,其中有2个DNA分子有一条链含14N,另一条链含15N,其余6个DNA分子只含14N,所以含15N标记的DNA分子占25%,D正确。
10.B　只含31P的DNA的相对分子质量为a,所以含有31P的每条链的相对分子质量为a/2,只含32P的DNA的相对分子质量为b,所以含有32P的每条链的相对分子质量为b/2。将只含32P的DNA培养在只含31P的培养基中,根据半保留复制特点分析,连续分裂n次子代DNA分子为2n个,只有两条链含有32P,新增的(2n+1-2)条单链均含31P,因此子代中DNA分子的平均相对分子质量=[2×b/2+(2n+1-2)×a/2]÷2n=[(2n-1)×a+b]/2n,故选B。
11.C　某双链DNA分子中含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%,则A=T=1 050,G=C=450;DNA分子以15N标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次,得到8个DNA分子,其中2个DNA分子为14N/15N-DNA,6个DNA分子为15N/15N-DNA。由于DNA分子为双链结构,所以加入解旋酶再离心,共得到2条含有14N的DNA单链,14条含有15N的DNA单链。据分析可知,X层为2个14N/15N-DNA,Y层为6个15N/15N-DNA,因此X层与Y层中DNA分子质量比小于1∶3,A错误;Y层为6个15N/15N-DNA,一个DNA分子含有450个鸟嘌呤,则Y层中含15N标记的鸟嘌呤共有450×6=2 700(个),B错误;DNA的复制是以半保留的方式进行的,第二次复制结束得到的4个DNA分子中有2个含有14N,因此含14N的DNA分子占1/2,C正确;W层有14条核苷酸链,Z层有2条核苷酸链,且每条核苷酸链上核苷酸数相同,W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1,D错误。
12.答案　(1)DNA聚合酶　DNA复制的方向　(2)4　碱基互补配对原则　DNA复制方式为半保留复制　(3)100%　320
解析　DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程,复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。(1)A催化游离的脱氧核苷酸形成互补链,是DNA聚合酶,箭头B代表的是DNA复制的方向。(2)每个DNA分子的两条链中,每一条链都有一个游离的磷酸基团,所以复制后形成的2个DNA分子共有4个游离的磷酸基团;在DNA分子复制的过程中遵循碱基互补配对原则;一个新DNA分子中子链和母链各一半,表现了DNA分子的半保留复制的特点。(3)由于DNA分子的半保留复制的特点,经4次复制后共产生了16个DNA分子,含有15N的DNA分子只有2个,而每个DNA分子都含有14N;含有300个碱基对的DNA分子,含有胞嘧啶260个,则含有腺嘌呤40个,则第4次复制过程中,会增加8个新DNA分子,所以需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为320个。
能力提升练
1.D
2.D
3.C
4.ACD
5.BD
6.D
8.B
9.D
1.D　图中酶A为解旋酶,能使DNA分子双链解开,酶B为DNA聚合酶,在合成c链的过程中发挥作用,但在c链和d链的连接过程中不发挥作用,A错误;运用放射性同位素示踪技术如32P等标记,可研究图示过程中的半保留复制,B错误;图示DNA复制过程发生在洋葱根尖细胞的细胞核和线粒体内,但洋葱根尖分生区细胞只进行有丝分裂,所以乙、丙分开的时期为有丝分裂后期,C错误;图示为洋葱根尖分生区细胞内的生理过程,该细胞正处于分裂间期,蛋白质的合成等也可发生在该时期,D正确。
2.D　复制泡处是DNA分子中正在复制的部分,DNA复制过程需要解旋酶的参与,解旋酶将DNA双链解开,因此复制泡的形成可能与解旋酶作用有关,A正确;DNA复制过程中以解开的两条链分别为模板合成新的子链,即复制泡处以被解开的两条母链为模板,B正确;DNA双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板,严格的碱基互补配对原则保证复制的准确性,C正确;一个DNA分子上存在多个复制泡可提高DNA复制的效率,说明DNA复制是多起点复制的,复制泡的大小不同,说明复制的起始时间不同,并不是同时复制,D错误。
3.C　环状DNA分子复制时,复制泡的逐渐扩大与解旋酶逐渐打开氢键和DNA聚合酶催化子链形成有关,A正确;在复制泡的扩大过程中,解旋酶催化氢键断裂,子链形成时游离的脱氧核苷酸上的碱基和母链上的碱基之间配对后形成氢键,B正确;由题图可知,DNA复制时,一条子链为连续复制,另一条子链为不连续复制,C错误;该DNA是环状的,子代DNA中没有游离的磷酸基团,由于DNA分子复制方式为半保留复制,子代DNA中含一条母链和一条子链,D正确。
4.ACD　图1为DNA的半保留复制过程,显示复制方向、起点、缺口等;图2自变量有时间、离试管口的距离,因变量是放射性的强度。将3H标记的脱氧核苷酸加入大肠杆菌的培养基中,标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收,为噬菌体DNA复制提供原料,所以最终子代噬菌体DNA中能检测到放射性,A正确;DNA酶破坏的是DNA分子中的磷酸二酯键,而加热破坏的是DNA分子中的氢键,故加热起到的作用跟DNA酶不同,B错误;结合题干信息分析图2,120 s时结果中短链片段减少的原因是短链片段连接形成长链片段,C正确;该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是在实验时间内,细胞中均能检测到较多的短链片段,D正确。
5.BD　噬菌体ΦX174的遗传物质是单链环状DNA分子,单链结构中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等,A错误;以正链为模板合成双链DNA分子时,不需要解旋酶参与,B正确;半保留复制是指新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,结合题意可知噬菌体ΦX174的DNA复制方式不是半保留复制,C错误;题述过程表明可以只以一条链(正链)为模板进行DNA的合成,D正确。
6.D　噬菌体是病毒,不能用普通培养基培养,因此不能用噬菌体代替大肠杆菌进行题述实验,A错误;S不是DNA的特征元素,因此不能用含有标记S的化合物代替15NH4Cl、14NH4Cl进行题述实验,B错误;试管③中a带的DNA的两条链均含有14N,而b带的DNA的一条链含有14N、一条链含有15N,C错误;需综合比较试管①②③的结果才能证明DNA复制为半保留复制,D正确。
7.答案　(1)三　一　二　(2)全保留　半保留　1/4轻和3/4重　1/2中和1/2重　不能　(3)没有变化　15N
解析　(1)综合分析本实验的DNA离心结果,实验一和实验二起对照作用。实验三结果对得到的结论起到了关键作用,但需把它与第一组和第二组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式。(2)①实验三中将含15N的细菌在含14N的培养基上培养20min,即细菌繁殖一代,该题用逆推法,若DNA进行全保留复制,则产生的两个子代DNA中一个DNA分子的两条链含14N,另一个DNA分子的两条链含15N,离心后DNA位于1/2重带和1/2轻带位置;若DNA进行半保留复制,则产生的两个子代DNA中一条链含14N,另一条链含15N,离心后DNA全部位于中带位置。为了进一步得出结论,该小组设计了实验四,该实验中将含14N的细菌在含15N的培养基上培养40min,即细菌繁殖两代,如果DNA进行全保留复制,则只含14N的DNA位于轻带位置,占1/4,只含15N的DNA位于重带位置,占3/4;如果DNA进行半保留复制,则含14N和15N的DNA位于中带且占1/2,只含15N的DNA位于重带且占1/2。②若将实验三得到的DNA双链分开后再离心,不论是全保留复制还是半保留复制,实验结果都是一样的,因此其结果不能判断DNA的复制方式。(3)若将实验四的实验时间改为60min,则DNA分子复制3次,其中2个DNA分子中一条链含14N,另一条链含15N,6个DNA分子只含15N,离心后密度带的数量不变,还是只有中带和重带两种,且位置也不变。若实验三的结果中,子一代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的DNA单链中的N尚有少部分为15N。
8.B　果蝇(体细胞中有8条染色体)的一个精原细胞内所有核DNA的一条链被32P标记,该精原细胞在含31P的培养基中进行染色体复制形成初级精母细胞。若发生染色体互换,一个基因型为AaBb的精原细胞将产生四种精子,题意中该精原细胞产生了三种基因型的精子,A错误;一个四分体包括1对同源染色体,4条染色单体,复制后的每条染色体上只有1条染色单体上的DNA一条链被32P标记,一个四分体上的4个DNA分子共8条脱氧核苷酸链只有2条链被标记,因此一个四分体中被32P标记的脱氧核苷酸链占2/8=1/4,B正确;减数第二次分裂的细胞中没有同源染色体,C错误;减数第一次分裂形成的次级精母细胞中4条染色体都有标记,每条染色体上只有1条染色单体被32P标记,在减数第二次分裂后期,由于染色单体分开形成的染色体随机移向细胞两极,因此产生的每个精细胞中被32P标记的染色体有0~4条,D错误。
9.D　根据题意分析,培养到第二个细胞周期的中期时,共发生两次DNA复制,以亲代细胞中的某一条染色体为参照,经过一次复制后形成的两个子细胞中染色体上的DNA均为半标记DNA(一条链被标记),经过第二次复制后,每条染色体上的两条染色单体中一条染色单体上的DNA为半标记,一条染色单体上的DNA为全标记。第二次有丝分裂中期,每条染色体上含有两条染色单体,一条染色单体上的DNA一条链含BrdU(被染色后有明亮荧光),所以全部染色体发出明亮荧光,1/2的染色单体能发出明亮荧光,A、B错误;全部DNA分子被BrdU标记,C错误;DNA复制2次,1个DNA分子可以形成4个DNA分子,共8条链,但只有2条链没有被标记,所以被BrdU标记的DNA单链共有6条,比例为3/4,D正确。
10.答案　(1)2　6 300　(2)有丝分裂后期　1/4　(3)A　开始时染色体中的DNA含有一条3H-T链和一条1H-T链,A过程进行半保留复制,使所形成的两条染色单体中,一条有放射性,一条无放射性
解析　(1)题图甲表示将不含放射性的DNA放在含有3H-T的培养基中培养一段时间,产生了两条链都具有放射性的DNA分子;由于DNA分子具有半保留复制的特点,第一次复制形成的DNA分子都只有一条链含有放射性,第二次复制形成的DNA分子中有一半的DNA分子的双链都具有放射性。故完成图甲的培养过程,核DNA至少经过2次复制。已知某核DNA含有900个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,由A=T可知,该核DNA含有900个腺嘌呤脱氧核苷酸,则复制3次需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的个数为(23-1)×900=6 300。(2)乙图中A过程表示染色体的复制,B过程表示姐妹染色单体分离。幼苗的根尖细胞不能进行减数分裂,故图乙的B过程发生在有丝分裂后期;B过程产生的两条染色体共有2个DNA分子,即4条DNA单链,2条染色体中有1条染色体有放射性,1条染色体无放射性,因为DNA的复制方式是半保留复制,故有放射性的染色体中,只有1条DNA单链有放射性,故含3H的DNA单链占全部单链的比值为1/4。(3)图乙中A过程表示染色体(或DNA)的复制;出现相应实验结果的原因是开始时染色体中的DNA含有一条3H-T链和一条1H-T链,A过程进行半保留复制,使所形成的两条染色单体中,一条有放射性,一条无放射性。