人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3节 DNA的复制课后复习题

  课时分层作业(十二)

1．沃森和克里克在发表了DNA分子双螺旋结构的论文后，又提出了DNA自我复制的假说。下列有关假说内容的叙述不正确的是(　　)

A．DNA复制时，双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂

B．以解开的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上

C．形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链

D．形成的两个DNA分子是由两条母链、两条子链分别结合而成

答案　D

解析　沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制，即形成的DNA分子包括一条母链和一条子链。

2．下列关于真核细胞DNA复制的叙述中，正确的是(　　)

A．不仅需要解旋酶，还需要DNA聚合酶

B．不仅需要DNA作模板，还需要肽链作引物

C．不仅需要氨基酸作原料，还需要ATP供能

D．不仅发生在细胞核中，也可能发生于线粒体、高尔基体中

答案　A

解析　真核细胞DNA复制时，不仅需要解旋酶，还需要DNA聚合酶，A项正确；需要DNA作模板，不需要肽链作引物，B项错误；需要脱氧核苷酸作原料，还需要ATP供能，C项错误；不仅发生在细胞核中，也可能发生于线粒体、叶绿体中，但不会发生于高尔基体中，D项错误。

3．已知一条完全标记上15N的DNA分子在含14N的培养基中经n次复制后，仅含14N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，则n是(　　)

A．2　　　　　　　　　　 B．3

C．4   D．5

答案　C

解析　DNA分子复制是半保留复制，所以无论这个DNA分子复制多少次，总有两个DNA分子各有一条链带有15N标记，因此仅含14N的DNA分子总数应为14个，复制n次后，共得到16个DNA分子，由公式2n＝16可知DNA分子复制了4次。

4．一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被32P标记及氨基酸被15N标记的细菌体内，连续繁殖三代，含有32P和15N标记的噬菌体分别占子代噬菌体总数的比例为(　　)

A．100%、100%   B．25%、50%

C．50%、50%   D．25%、0

答案　A

解析　噬菌体侵染细菌后，在亲代噬菌体的DNA的作用下，以细菌细胞内的脱氧核苷酸和氨基酸为原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳。细菌细胞内脱氧核苷酸被32P标记，氨基酸被15N标记，则后代每个噬菌体都含有32P和15N。

5．1个DNA复制成2个DNA，这两个携带完全相同遗传信息的DNA分子彼此分离发生在(　　)

A．细胞分裂间期

B．减数第一次分裂后期

C．减数第一次分裂后期和有丝分裂后期

D．减数第二次分裂后期和有丝分裂后期

答案　D

解析　考查有丝分裂和减数分裂。在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期着丝点分裂，染色单体分开，复制形成的两个DNA分子分开。

6．某双链DNA分子共有含氮碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)/(G＋C)＝2∶5，问该DNA分子连续复制两次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是(　　)

A．300个   B．400个

C．600个   D．1 200个

答案　C

解析　双链DNA分子中互补配对的碱基之和在两条单链中所占比例等于在整个DNA分子中所占比例，即整个DNA分子中(A＋T)/(G＋C)＝2∶5，故A＝T＝1/2×1 400×2/7＝200(个)，该DNA分子连续复制2次需(22－1)×200＝600个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

7．含31P的DNA分子利用含32P的原料复制一次后形成的两个子代DNA分子(　　)

A．比重相同，所携带的遗传信息相同

B．比重不同，所携带的遗传信息相同

C．比重相同，所携带的遗传信息不同

D．比重不同，所携带的遗传信息不同

答案　A

解析　根据DNA半保留复制的过程可知，新形成的子代DNA都是一条链含31P(母链)，另一条链含32P(子链)，并且由于复制过程遵循碱基互补配对原则，新形成的子代DNA所携带的遗传信息与原DNA完全一致。

8．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)

A．DNA复制时，严格遵循A－U、C－G的碱基互补配对原则

B．DNA复制时，两条脱氧核糖核苷酸链均可作为模板

C．DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制

D．脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链

答案　B

解析　DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则；DNA是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的；DNA分子边解旋边复制；脱氧核苷酸必须在DNA聚合酶的作用下才能连接形成子链。

9．甲、乙图是真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是(　　)

A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子

B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行

C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶

D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次

答案　D

解析　由图可以看出，甲图所示为DNA分子的复制过程，其方式为半保留复制，产生两个相同的子代DNA分子；乙图所示为以DNA分子的一条链为模板，产生单链RNA的转录过程，故A项错误；DNA分子复制过程可发生在细胞核、叶绿体、线粒体中，转录过程主要发生在细胞核中，B项错误；在上述两个过程中，甲所示过程需要解旋酶参与，故C项错误；在一个细胞周期中，DNA分子只复制一次，在整个细胞周期中一个基因可以转录出多条mRNA，因此乙图所示过程可起始多次，D项正确。

10．康贝格(Komberg)曾以噬菌体为引子，用四种脱氧核苷酸为原料，加入适量ATP和DNA聚合酶，在试管中把游离的脱氧核苷酸合成了噬菌体DNA，这种半人工合成的DNA也能够在寄主(细菌)体内繁殖。请据此回答下列问题：

(1)该实验说明的问题是__________________________________。

(2)加入ATP的目的是____________________，说明该过程是________。

(3)加入DNA聚合酶的目的是_______________________________

_________________________________________。

(4)若DNA是在细菌细胞内合成，则其场所是________________；若在真菌细胞内合成，其场所可能是________________；若在高等植物叶肉细胞内合成，其场所又可能是________________________。

答案　(1)在一定条件下，DNA具有自我复制功能

(2)为DNA复制提供能量　一个耗能过程

(3)促进DNA新链的合成

(4)原核细胞的拟核　细胞核、线粒体　细胞核、线粒体、叶绿体

解析　DNA的复制需要四个条件，其中需要ATP说明DNA复制是个耗能过程。原核细胞无细胞核，只有拟核。真菌细胞的细胞核和线粒体中含有DNA。高等植物叶肉细胞不仅细胞核和线粒体中含有DNA，还有叶绿体也含有DNA。

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11．某基因(14N)含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子用15N同位素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，得到如图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙结果。下列有关分析正确的是(　　)

A．X层全部是仅含14N的基因

B．W层中含15N标记的胞嘧啶6 300个

C．X层中含有的氢键数是Y层的1/3

D．W层与Z层的核苷酸数之比是1∶4

答案　C

解析　DNA是半保留复制，故复制3次，DNA总数是8个，其中含有14N的DNA为2个(每个DNA均为一条14N链，一条15N链)，其余6个均为15N的DNA(两条链均为15N)。因为14N/15N的DNA密度比15N/15N的DNA密度小，故X层应该为14N/15N的DNA，Y层为15N/15N的DNA，A项错误；一个DNA中含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%，那么胞嘧啶占15%，故胞嘧啶的碱基数为450个。复制3次一共得到8个DNA，这样需要的胞嘧啶数为450×7＝3 150个，B项错误；复制得到的DNA所含有的碱基数都是相同的，那么氢键数也应该是相同的，X层有2个DNA，Y层有6个DNA，这样它们的氢键数之比即为DNA数之比，即X层中含有的氢键数∶Y层中含有的氢键数＝1∶3。X层中含有的氢键数是Y层的1/3，C项正确；复制后的8个DNA一共含有16条链，其中14N的链2条(分布在Z层)，15N的链14条(分布在W层)，因为该基因含有3 000个碱基，故每条链的核苷酸数为1 500，这样Z层的核苷酸数为1 500×2＝3 000，W层的核苷酸数为1 500×14＝21 000个，故W层与Z层的核苷酸数之比为7∶1，D项错误。

12．下列关于如图DNA分子片段的说法，正确的是(　　)

A．解旋酶可作用于①、②处

B．“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸

C．该DNA的特异性表现在碱基种类和(A＋G)/(C＋T)的比例上

D．把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4

答案　B

解析　解旋酶的作用是催化氢键断开，使DNA两条链分开，形成两条单链DNA，即作用于图中③处，A项错误；“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸，B项正确；DNA分子的特异性是由于每个特定的DNA分子都具有其特定的碱基对排列顺序，在任何双链DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)的比值都是等于1，C项错误；把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代DNA都含有15N，D项错误。

13．蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期后，转移至不含放射性标记的培养基中继续分裂，至第二次有丝分裂中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　)

A．每条染色体的两条单体都被标记

B．每条染色体中都只有一条单体被标记

C．只有半数的染色体中一条单体被标记

D．每条染色体的两条单体都不被标记

答案　B

解析　由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中完成一个细胞周期后，每个DNA分子中都有一条链含放射性；继续在无放射性的培养基中培养到一个细胞周期的中期时，由于DNA的半保留复制，DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，分别存在于一条染色体的两条姐妹染色单体上，故B项正确。

14．科学家推测DNA可能有如图A所示的三种复制方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程是：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)，在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N—DNA(亲代)，将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后离心得到如图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：

(1)DNA精确复制的原因是________，DNA复制过程中用到了________种RNA，DNA复制有________意义。

(2)如果与对照相比，子代Ⅰ离心后能分离出轻和重两条密度带，则说明DNA传递遗传信息的方式是________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则可以排除DNA传递遗传信息的方式是________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：①若子代Ⅱ离心后________，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是半保留复制。②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是________的可能。他们观测的实验数据如下。

梯度离心DNA浮力密度(g/ml)表

(3)分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的________方式相吻合。

答案　(1)独特的双螺旋结构提供模板，碱基互补配对原则　0　将遗传信息从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性

(2)全保留复制　全保留复制　①可以分出中、轻两条密度带　②分散复制

(3)半保留复制

解析　(1)DNA精确复制的原因是模板和碱基互补配对原则。DNA复制过程中没有RNA参与。DNA复制发生在细胞分裂的间期，通过细胞分裂可以将遗传信息从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。

(2)子代Ⅰ离心后能分离出轻(就是两条链都是14N)和重(就是两条链都是15N)两条密度带得出是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带肯定不可能是全保留复制，可能是半保留或分散复制没有全轻和全重。第二次复制，若是半保留复制，子代Ⅱ会有1/2中、1/2轻；若是全保留会有1/4重；若是分散复制只能是一样重。

(3)依题意得子代Ⅰ都是中，子代Ⅱ1/2中、1/2轻，子代Ⅲ是1/4中、3/4轻，这是半保留复制的特点。