生物必修2《遗传与进化》第三节 DNA通过复制传递遗传信息精练

第3章　遗传的分子基础

第3节　DNA通过复制传递遗传信息

1.下列关于DNA复制的叙述中，正确的是

A．需要解开DNA的双螺旋结构

B．以DNA分子的一条链作为模板

C．4种游离的核糖核苷酸作为原料

D．A与U互相配对、G与C互相配对

【答案】A

【解析】DNA复制需要解开DNA的双螺旋结构，A正确；DNA复制的模板是两条链，B错误；DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料，C错误；DNA复制是A与T互相配对、G与C互相配对，D错误。

2.如图表示某DNA分子片段，下列相关叙述正确的是

A．把该DNA分子放在含15N的培养液中复制3代，子代中含15N的DNA分子占总DNA分子的7/8

B．两条链的“骨架”均由磷酸基团和脱氧核糖交替连接而成

C．不配对的碱基之和的比值在两条单链中相同

D．不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值一般相同

【答案】B

【解析】把该DNA分子放在含15N的培养液中复制3代，子代中含15N的DNA分子占总DNA分子的100%，A错误；两条链的“骨架”均由磷酸基团和脱氧核糖交替连接而成，B正确；不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数，C错误；DNA分子的特异性主要表现在(A+T)/(G+C)的比例上，在不同生物中其比值不同，D错误。

3.将以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养若干代后的大肠杆菌（记为第一代）转移到15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养（分裂一次的子细胞为第二代，以此类推）。下列叙述错误的是

A．大肠杆菌DNA复制过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数

B．第一代大肠杆菌的核糖体上能检测到14N

C．第二代时，大肠杆菌含14N的DNA和含15N的DNA之比为1：1

D．若对第三代大肠杆菌进行密度梯度离心，将出现一条中带和一条重带

【答案】D

【解析】大肠杆菌DNA属于双链DNA分子，因此复制过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数，A正确；核糖体由蛋白质和RNA组成，将大肠杆菌放在以14NH4C1为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的核糖体中含有14N，B正确；根据题意可知第一代大肠杆菌的DNA双链被14N标记，由于DNA复制的特点为半保留复制，在15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养分裂一次，则第二代时大肠杆菌的DNA为15N-14N-DNA，故大肠杆菌含14N的DNA和含15N的DNA之比为1：1，C正确；将第二代15N-14N-DNA的大肠杆菌在15NH4C1培养液中接着繁殖一代后，子代大肠杆菌DNA有2个为15N-14N-DNA分子，有2个为15N-15N-DNA分子，如果提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心，离心管中出现2个条带，即中带和重带，但是不能对大肠杆菌进行密度梯度离心处理，D错误。

4.下列关于“碱基互补配对原则”和“DNA 复制特点”具体应用的叙述，不正确的是(    )

A．某双链 DNA 分子中，G 占碱基总数的 38%，其中一条链中的 T 占该 DNA 分子全部碱基总数的 5%，那 么另一条链中 T 占该 DNA 分子全部碱基总数的比例为 7%

B．一个有 2000 个碱基的 DNA 分子，碱基对可能的排列方式有 41000 种

C．已知一段信使 RNA 有 30 个碱基，其中 A+U 有 12 个，那么转录成信使 RNA 的一段 DNA 分子中 C+G就有 30 个

D．将精原细胞的 l 对同源染色体的 2 个 DNA 都用 15N 标记，只提供含 14N 的原料，该细胞进行 1 次有丝分 裂后再减数分裂，产生的 8 个精子中（无交叉互换现象）含15N，14N 标记的 DNA 的精子所占比例依次是50%、100%

【答案】C

【解析】某双链DNA分子中，G占碱基总数的38%，则该DNA分子T占碱基总数的12%，根据碱基互补配对原则，T=（T1+T2）÷2，其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%，则占该链的比例为10%，那么另一条链中T占该链的比例为14%，占DNA分子全部碱基总数的比例为7%，A正确；一个有2000个碱基的DNA分子，碱基对可能的排列方式有41000种，B正确；已知一段信使RNA有30个碱基，其中A+U有12个，那么转录成信使RNA的一段DNA分子中有60个碱基，其中A+T有24个，则该DNA分子中C+G就有36个，C错误；该细胞经一次有丝分裂后，形成的两个精原细胞中每条染色体均含15N和14N．精原细胞进行减数分裂，复制得到的染色体中一条染色单体含15N，一条染色单体不含15N．减Ⅰ后期同源染色体分离，形成的两个次级精母细胞．减Ⅱ后期姐妹染色单体分离，形成的两个染色体一个含15N，一个不含15N，分别进入不同的子细胞，因此含15N、14N标记的DNA的精子所占比例依次是50%、100%，D正确。

5.1958年，科学家设计了DNA复制的同位素示踪实验，实验的培养条件与方法是：（1）在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如下图的甲：（2）转至14N的培养基培养，每20分钟繁殖一代；（3）取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。下图的乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论，正确的是

A．出现丁的结果需要60分钟

B．乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果

C．转入培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3／4

D．丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论

【答案】D

【解析】出现丁的结果需要繁殖两代，所以时间为40分钟，故A错误；乙中的结果不会出现，繁殖一代应为丙的结果，故B错误；1个DNA分子转入培养基中繁殖三代后含有15N的DNA分子占2个，所有DNA分子中都含有14N，故C错误；丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心，发现有一半的DNA链含 15N，一半含14N，分析可得出半保留复制的结论，故D正确。

6.1958 年 Meselson 和 Stahl 用 15N 和 14N 标记大肠杆菌，并提取其 DNA。利用 DNA 分子 对紫外光有光吸收的特点确定 DNA 在密度梯 度离心后在离心管中所处的位置。实验结果如下图，图中深色的区域是紫外光被一定程度吸收而形成的。下列分析错误的是(不考虑实 验误差)

A．实验中定时取一些大肠杆菌提取其 DNA，但是不需检测其放射性

B．1.9～3.0 代的条带深度变化说明位置 b 处的 DNA 的含量比例下降了

C．该实验是先用 14N 标记大肠杆菌多代后，再转移到 15N 环境中培养的

D．若分别用 14C、12C 取代 15N、14N，每代色带的相对位置仍基本相同

【答案】C

【解析】由于利用DNA分子对紫外光有光吸收的特点而不是检测放射性，所以实验中定时取一些大肠杆菌提取其DNA，但是不需检测其放射性，A正确；根据图示，1.9～3.0代的条带深度变化说明位置b处的DNA的含量比例下降了，c处的DNA的含量比例上升了，B正确；由于0代时，DNA的条带在a处，所以该实验是先用15N标记大肠杆菌多代后，再转移到14N环境中培养的，C错误；若分别用14C、12C取代15N、14N，每代色带的相对位置仍基本相同，D正确。

7.噬菌体 X 中的 DNA 为环状单链，有 n 个碱基，其中腺嘌呤约占 20％。该病毒感染宿主细 胞时，形成复制型的双链 DNA 分子。用 32P 标记的噬菌体 X 侵染未被标记的大肠杆菌，侵染 一段时间后检测到悬浮液中 32P 约占初始标记噬菌体的 30％，被侵染细菌的存活率约 100％。后测得生成 996 个噬菌体 X。下列叙述正确的是

A．噬菌体 X 中(T+G)/(A+C)的比值为 1

B．生成 996 个噬菌体 X 需要消耗腺嘌呤约 199n 个

C．悬浮液中 32P 含量约为 30％，并不是因为保温时间过长

D．噬菌体 X 的增殖过程中氢键的形成需要 DNA 聚合酶参与

【答案】C

【解析】由于单链中不存在A=T，G=C的关系，所以无法计算出(T+G)/(A+C)的比值，A错误。 由于每个噬菌体X的单链DNA中含腺嘌呤20%n个，生成 996 个噬菌体 X 需要消耗腺嘌呤约 996×20%n=199.2n 个，B错误。 如果保温时间过长，在大肠杆菌内的子代噬菌体全部裂解释放出来，带有32P放射性的子代噬菌体约为1/100，因为1个亲代噬菌体为单链DNA，每增殖形成100个子代噬菌体，只有1个带有亲代噬菌体带有母链的放射性，所以悬浮液中 32P 含量约为 30％，并不是因为保温时间过长，C正确。

 由于噬菌体X进入宿主后，合成互补链，形成环状双链的繁殖型DNA，然后以此DNA分子为模板合成环状单链DNA、mRNA和蛋白质，因此子代噬菌体X的形成需要解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等多种酶的参与，但次过程中发生的碱基配对形成氢键不需要酶的催化，D错误。

8.DNA的复制方式可能有图甲所示的三种方式。某小组为确定是半保留方式，将含14N-DNA的某细菌转移到含15NH4Cl的培养液中，培养24h后提取子代细菌的DNA，先将DNA热变性处理，即解开双螺旋，变成单链，然后再进行密度梯度离心，结果如图乙所示，离心管中出现的两种条带分别对应下图中的两个峰。下列叙述正确的是（　　）

A．所进行操作用到密度梯度超速离心技术和同位素示踪实验

B．由图乙实验结果可推知该细菌的细胞周期大约为6h

C．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式

D．若DNA复制方式是弥散复制，则图乙有一个峰

【答案】D

【解析】实验中将获得的DNA热变性解旋成单链后，操作时利用了密度梯度离心对实验结果进行检测，未用到同位素示踪技术，A错误；由于14N单链：15N单链=1：7，说明DNA复制了3次，因此可推知该细菌的细胞周期大约为24÷3=8h，B错误；由于DNA经过热变性后解开了双螺旋，变成单链，所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，但无法判断DNA的复制方式，C错误；实验双链的F1中DNA密度梯度离心结果只有一个条带，说明条带之间无差异，在图乙中只有一个峰，说明既不是全保留复制，也不是半保留复制，则DNA复制方式是弥散复制，D正确。

9.T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述错误的是

A．用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质

B．32P标记的噬菌体与细菌混合培养，子代噬菌体均含32P

C．35S标记的噬菌体与细菌混合培养，子代噬菌体均不含35S

D．噬菌体增殖所需的能量和原料由细菌提供

【答案】B

【解析】用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，以便将噬菌体的DNA和蛋白质区分开，单独观察二者的作用，A正确；用32P标记DNA的噬菌体与细菌混合培养，噬菌体侵染细菌时，噬菌体的DNA进入到细菌的细胞中，利用细菌细胞中的脱氧核苷酸来合成子代噬菌体的DNA，依据DNA的半保留复制，少部分子代噬菌体含32P，B错误；用35S标记蛋白质的噬菌体与细菌混合培养，噬菌体侵染细菌时，噬菌体的蛋白质没有进入到细菌的细胞中，利用细菌细胞中的氨基酸来合成子代噬菌体的蛋白质，所以子代噬菌体均不含35S，C正确；噬菌体增殖所需的能量和原料由细菌提供，D正确。

10.有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和表示ATP 或dATP(d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα-Pβ-P或dA-Pα-Pβ一P）。回答下列向题：

（1）DNA复制需要__________酶的参与，若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有31P的磷酸基团应在dATP的______（填“α”、“β”或“”）位上。

（2）用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，在培养基中培养一段时间，搅拌、离心并进行放射性检测，其中搅拌的目的是____，悬浮液中也能检测到放射性的原因有____。（写出两点即可）。

【答案】（1）DNA聚合酶（解旋酶    α    （2）使细菌外噬菌体与细菌分离    培养时间太短，标记的噬菌体未进入大肠杆菌；培养时间太长，细菌裂解子代含32P标记的噬菌体进入悬浮液   

【解析】

（1）DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶的参与，若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有31P的磷酸基团应在dATP的α上。

（2）用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，在培养基中培养一段时间，搅拌、离心并进行放射性检测，其中搅拌的目的是使细菌外噬菌体与细菌分离，如果培养时间太短，标记的噬菌体未进入大肠杆菌，或者培养时间太长，细菌裂解子代含32P标记的噬菌体进入悬浮液，都会使悬浮液中检测到放射性。