人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3节 DNA的复制练习

【优质】第3节 DNA的复制-1随堂练习

一．单项选择

1．下列有关生物科学研究与其对应的科学方法或原理的叙述，正确的是（    ）

A．A B．B C．C D．D

2．下列关于生物学实验中常用技术或方法的描述，正确的是（    ）

A．桑格．尼克森对生物膜结构的研究和拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞显微照片都用到了模型建构法

B．3H标记的亮氨酸追踪分泌蛋白的转移途径和人鼠细胞融合实验都是通过追踪放射性同位素来得出结论

C．观察花生子叶中被染色的脂肪颗粒和洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离都需使用光学显微镜

D．从细胞中分离各种细胞器和DNA分子的复制方式的研究都用到了差速离心法

3．下列有关基因的表达的说法错误的是（    ）

A．原核生物基因的复制转录都发生在核区，边转录边翻译；

B．通常真核生物核基因复制．转录的场所是细胞核，翻译在细胞质中的核糖体上进行

C．每种 tRNA 只含3 个碱基，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有 3 个碱基，称为反密码子

D．mRNA 上 3 个相邻的碱基决定一个氨基酸，每 3 个这样的碱基称为 1 个密码子

4．为了探究DNA的复制方式，科学家将DNA带15N标记的大肠杆菌（0代）转入以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养。提取不同培养时期细菌的DNA进行密度梯度超速离心，并绘制了DNA分布情况的示意图，其中A组表示0代与1.9代的DNA混合的结果。下列叙述错误的是（    ）

A．图中越靠下的条带密度越大，条带宽度与DNA含量有关

B．图中B组可能表示0代与4.1代的DNA混合之后的分布情况

C．4.1代的条带中宽带理论上约为窄带DNA含量的7倍左右

D．综合0代，1.0代．1.9代．3.0代，4.1代的结果才能证明DNA的半保留复制机制

5．生物兴趣小组以大肠杆菌为材料进行“DNA复制方式探究”实验，得到如图所示结果，a．b．c分别是大肠杆菌亲代和增殖1．2代分离DNA．离心得到的相应条带位置。相关叙述不正确的是（    ）

A．本研究运用了同位素标记和密度梯度离心法

B．a管是大肠杆菌在14NH4Cl培养液中增殖多代的结果

C．b管条带对应DNA分子的两条链中N元素不同

D．增加增殖代数，离心所得的条带位置和数量与c相同

6．下列实验的相关说法错误的是（　　）

A．可以用构建物理模型的方法研究DNA的分子结构

B．萨顿用类比推理法提出基因在染色体上的假说

C．赫尔希和蔡斯分别用32P与 35S标记的两组实验中，离心后细菌的位置不同

D．在研究DNA的半保留复制方式时可用密度梯度离心法分离子代DNA

7．下列有关 DNA 分子复制过程的说法错误的是（    ）

A．DNA 的复制时间一般为细胞分裂间期（有丝分裂或减数第一次分裂间期）

B．DNA 复制的模板是亲代 DNA 分子的两条链

C．DNA 复制的方式是半保留复制

D．DNA 复制的场所只在细胞核

8．假说―演绎法是现代科学研究中常用的方法，下列研究中没有运用此方法的是（　　）

A．孟德尔的豌豆杂交实验

B．摩尔根的果蝇杂交实验

C．萨顿提出“基因在染色体上”

D．DNA复制方式的提出和证实

9．同位素标记法常用于科学实验，同位素有放射性和稳定性两类，下列实验结果的测定方法有别于其他组的是（　　）

A．卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物

B．鲁宾和卡门用18O标记水，证明光合作用所释放的氧气来自于水

C．用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质

D．用15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制

10．生命科学史中蕴含着丰富的科学思维．科学方法和科学精神，下列有关说法错误的是（    ）

A．沃森和克里克建立了DNA的双螺旋模型后，立即提出了DNA半保留复制的设想

B．对DNA分子结构没有清晰了解前，认为蛋白质是遗传物质的观点仍主导地位

C．胰腺分泌的促胰液素是人们发现的第一种激素．此后，科学家又陆续发现了许多种激素

D．林德曼研究发现能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%～20%

11．如图为科学家利用大肠杆菌探究DNA的复制过程，下列叙述正确的是（    ）

A．实验中采用了放射性同位素标记和密度梯度离心的研究方法

B．通过比较试管②和①的结果，能排除DNA复制为全保留复制

C．可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便

D．大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞只有DNA含15N

12．DNA复制在细胞内外均可发生，细胞内如细胞分裂的间期时进行的DNA复制，细胞外如PCR过程。下列对二者的叙述错误的是（　　）

A．都以半保留复制的方式进行

B．都以脱氧核糖核苷酸为原料

C．PCR所用的DNA聚合酶比细胞内DNA复制所用的更耐高温

D．胞内DNA复制通过ATP提供能量，而PCR则通过高温供能

13．下列科学家的研究方法未涉及假说演－绎法的是（    ）

A．孟德尔揭示遗传规律

B．萨顿提出基因在染色体上

C．摩尔根证明基因在染色体上

D．梅塞尔森等验证DNA复制是半保留复制

14．同位素标记法常用于科学实验，同位素有放射性和稳定性两类，下列实验结果的测定有别于其他组的是（    ）

A．用H的同位素研究分泌蛋白质的形成过程

B．用C的同位素研究光合作用中卡尔文循环

C．用P．S的同位素研究DNA是遗传物质

D．用N的同位素研究DNA的半保留复制

15．某DNA（14N）含有1000个碱基对，腺嘌呤占20%。若该基因在15N的环境中复制3次，将全部复制产物进行离心，得到如图1结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，得到如图2结果。下列有关分析不正确的是（    ）

A．X层的DNA含有14N

B．Y层中含胞嘧啶3600个

C．X层中含有的氢键数是Y层的1/4

D．Z层与W层的核苷酸数之比为1∶7

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】

在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。

模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式很多，包括物理模型．概念模型．数学模型等。

假说－演绎法是指在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，推出预测的结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。

用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。

解答：

A．艾弗里等人利用自变量控制的“减法原理”的肺炎链球菌转化实验，A错误；

B．沃森和克里克通过建立DNA的结构模型揭示DNA的双螺旋结构，B正确；

C．摩尔根通过假说－演绎法证明了“基因位于染色体上”，C错误；

D．梅塞尔森和斯塔尔利用15N．14N两种同位素不具有放射性，二者的相对原子质量不同，因为含15N的DNA比含14N的DNA密度大，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA，证明了“DNA半保留复制特点”，D错误。

故选B。

2．【答案】C

【解析】

模型建构法：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具体的实物或其它形象化的手段，有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多，包括物理模型．概念模型．数学模型等。以实物或图画形式直观的表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。

解答：

A．桑格．尼克森对生物膜结构的研究用到了模型建构法，即构建了物理模型，而拍摄的洋葱鳞片叶表皮细胞显微照片属于实物，不是模型，A错误；

B．人鼠细胞融合实验利用的是荧光标记法，B错误；

C．观察花生子叶中被染色的脂肪颗粒和洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离都需使用光学显微镜，前者需要使用高倍显微镜，但后者使用低倍显微镜即可，C正确；

D．DNA分子复制方式的探究实验采用密度梯度离心法，D错误。

故选C。

3．【答案】C

【解析】

DNA复制发生在细胞分裂之前，特点是半保留复制．边解旋边复制。基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，在真核生物中该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶．能量和tRNA。若转录和翻译同时发生在同一空间内，表示原核细胞中基因的表达；若转录和翻译不同时也不同地点进行，表示真核细胞中基因的表达。

解答：

A．原核生物没有核膜包被的细胞核，DNA分布在核区，因此原核生物基因的复制转录都发生在核区，并且可以边转录边翻译，A正确；

B．真核生物有核膜包被的细胞核，DNA主要分布在细胞核，少数分布在细胞质的线粒体和叶绿体中，通常真核生物核基因复制．转录的场所是细胞核，翻译在细胞质中的核糖体上进行，B正确；

C． tRNA分子比mRNA小得多，它是由许多个核糖核苷酸连接形成的RNA，经过折叠后，看上去像三叶草的叶形。每种 tRNA 含有许多个碱基，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有 3 个碱基，这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称为反密码子，C错误；

D．mRNA 上 3 个相邻的碱基决定一个氨基酸，每 3 个这样的碱基称为 1 个密码子，决定氨基酸的密码子有61种，D正确。

故选C。

4．【答案】D

【解析】

DNA复制方式是半保留复制，由题中信息可知，原来DNA分子是被15N标记，放入14N的培养基中培养，进行DNA复制，条带的密度会越来越小。

解答：

A．离心法可将密度不同的物质分离开，越靠下的条带密度越大，条带宽度与DNA含量有关，A正确；

B．图中B组中轻带的宽度和4.1带的接近，重带的宽度和0代的接近，所以B组可能表示0代与4．1代的DNA混合之后的分布情况，B正确；

C．4.0代时，两个DNA条带的含量比值=（24-2）∶2=7∶1，因此4.1代的条带中宽带理论上约为窄带DNA含量的7倍左右，C正确；

D．综合0代．1.0代．1.9代．3.0代就可以证明DNA的半保留复制，D错误；

故选D。

5．【答案】B

【解析】

据图分析，图中a．b．c分别是大肠杆菌亲代和增殖1．2代分离．离心得到的相应条带位置，其DNA密度由大到小依次为a>b>c，由此推知：a管中的DNA为双链均被15N标记（重带），b管中的DNA为一条链为15N与另一条链为14N标记（中带），c管中的DNA为一条链为15N．另一条链为14N标记（中带）和双链都为14N标记（轻带），据此对各选项进行分析判断。

解答：

A．根据以上分析可知，该实验利用同位素标记法标记了亲本的DNA，并利用密度梯度离心法对子代DNA进行了分离，A正确；

B．a管DNA分子的密度最大，说明其大肠杆菌是在15NH4Cl的培养液中增殖多代的结果，B错误；

C．b管中DNA分子均分布在中带，说明其DNA分子的两条链中N元素不同，一条链是14N，一条链是15N，C正确；

D．增加增殖代数，离心所得的条带位置（中带和轻带）和数量（2个条带）与c相同，但双链都为14N标记的分子数会增加，即轻带会变宽，D正确。

故选B。

6．【答案】C

【解析】

7．【答案】D

【解析】

DNA的复制

8．【答案】C

【解析】

假说一演绎法：在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。例如孟德尔的豌豆杂交实验．摩尔根研究的伴性遗传等。

解答：

A．孟德尔的豌豆杂交实验的过程是：观察杂交实验的现象，提出问题：提出假说；进行演绎推理，设计测交实验；进行测交实验，统计实验结果。该过程所采用的科学研究方法也是“假说一演绎法”，A正确；

B．摩尔根证明基因在染色体上过程是：根据果蝇杂交实验的异常结果提出假说“控制白眼的基因位于X染色体上”，然后设计测交实验进行了验证。该过程所采用的科学研究方法也是“假说一演绎法”，B正确；

C．萨顿提出“基因在染色体上”用的是类比推理法，C错误；

D．DNA复制方式的提出与证实过程是：沃森和克里克提出DNA半保留复制的假说，后来科学家利用同位素示踪技术和密度梯度离心技术，以大肠杆菌为材料，证明了DNA是以半保留的方式复制的。该过程所采用的科学研究方法也是“假说一演绎法”，D正确。

故选D。

9．【答案】D

【解析】

放射性同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：

（1）用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质；

（2）用3H标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；

（3）15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制；

（4）卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物；

（5）鲁宾和卡门用18O标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。

解答：

A ．卡尔文用 14C 标记 CO2，探明了卡尔文循环中碳元素的转移途径，该过程利用了追踪元素的放射性，A正确；

B ．鲁宾和卡门用 18O标记水，光合作用释放的氧气全部是 18O2，证明光合作用释放的氧气来自于水，利用了追踪元素之间的相对分子质量不同，B正确；

C ．分别用 32P 和 35S 标记的 T2噬菌体去侵染普通大肠杆菌，进行了遗传物质的探究过程，利用了追踪元素的放射性，C正确；

D ．用 15N 标记亲代大肠杆菌的 DNA，然后用 14N 为原料研究 DNA 的半保留复制，并用密度梯度离心法对质量不同的 DNA 分子进行分离，该过程利用了同位素之间的相对分子质量不同来实现，与放射性无关，D错误。

故选D。

10．【答案】C

【解析】

11．【答案】B

【解析】

对三种复制作出可能的假设：

①如果是全保留复制，则一个DNA分子复制形成两个DNA分子，其中一个是亲代的，而另一个是新形成的。
 

②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的。

③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片段。

解答：

A．本实验应用了14N和15N，14N和15N都没有放射性，所以本实验采用了同位素标记和密度梯度离心的研究方法，A错误；

B．试管①全为重带，如果是全保留复制，则试管②中会出现轻带和重带，而实际上试管②中全为中带，说明其复制方式不是全保留复制，B正确；

C．噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养液中独立生活和繁殖，因而不能代替大肠杆菌进行实验，C错误；

D．蛋白质和核酸等物质都含有N元素，所以大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中含15N的物质有DNA．RNA．蛋白质等，D错误。

故选B。

12．【答案】D

【解析】

PCR技术：

13．【答案】B

【解析】

假说—演绎法的基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。孟德尔的假说内容“生物性状是由遗传因子决定的，体细胞中遗传因子成对存在．配子中遗传因子成单个存在．受精时雌雄配子随机结合”。

解答：

孟德尔揭示遗传规律．摩尔根证明基因在染色体上．梅塞尔森等验证DNA复制是半保留复制都运用假说—演绎法，萨顿提出基因在染色体上运用类比推理法，没有运用此方法，B符合题意。
故选B。

14．【答案】D

【解析】

放射性同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：

（1）用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质；

（2）用3H标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；

（3）15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制；

（4）卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物；

（5）鲁宾和卡门用18O标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。

解答：

A．用3H标记的亮氨酸，来研究分泌蛋白的合成与分泌过程，利用追踪元素的放射性，与题意不符，A错误；

B．用14C标记CO2，卡尔文探明了卡尔文循环中碳元素的转移途径，该过程利用了追踪元素的放射性，与题意不符，B错误；

C．分别用32P和35S标记的T2噬菌体去侵染普通大肠杆菌，进行了遗传物质的探究过程，利用追踪元素的放射性，与题意不符，C错误；

D．用N的同位素15N标记亲代大肠杆菌的DNA，然后用正常的14N为原料研究DNA的半保留复制，并用密度梯度离心法对质量不同的DNA分子进行分离，该过程中利用了同位素之间的相对分子质量不同来实现的，与放射性无关，显然该实验过程与ABC三组中的原理不同，与题意相符，D正确。

故选D。

15．【答案】C

【解析】

DNA（14N）在15N的环境中复制3次，则得到8个DNA分子，其中2个DNA为14N/15N的DNA，6个为15N/15N。复制的模板DNA有1000个碱基对（2000个碱基），腺嘌呤占20%，即400个A，可以推测出T也400个，G．C各有600个。

解答：

A．X层为中带，根据分析X层的DNA为14N/15N的DNA，A正确；

B．Y层为重带，根据分析，Y层（15N/15N）为6个DNA分子，应含胞嘧啶600×6=3600个，B正确；

C．X层和Y层是同一模板复制而来的DNA，X层2个，Y层有6个，故X层含有的氢键数是Y层的1/3，C错误；

D．将复制产物加入解旋酶处理，则形成14N或15N的单链，Z层为14N链，有2条，W层为15N的单链，有14条，核苷酸数之比为1∶7，D正确。

故选C。