生物第3节 DNA的复制精练

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  课时作业8　DNA分子的复制一、选择题1．下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是(　　)①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间氢键合成③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘绕成双螺旋结构A．①③④②⑤    B．③①⑤④②C．①④②⑤③    D．③①④②⑤解析：DNA复制的基本过程是：解旋→合成子链→双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。答案：D2．DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是(　　)A．破坏氢键并使DNA双链解开 B．游离脱氧核苷酸与母链碱基互补配对C．配对的游离脱氧核苷酸连接成子链D．子链与模板母链盘绕成双螺旋结构解析：DNA能准确复制是因为DNA独特的双螺旋结构提供了精确的模板，还有就是复制时的碱基互补配对原则，B正确；DNA分子解旋不是准确复制的关键，A错误；配对的游离脱氧核苷酸连接成子链不是关键步骤，C错误；子链与模板母链盘绕成双螺旋结构不是关键步骤，D错误。答案：B3．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制B．DNA通过一次复制后产生四个子代DNA分子C．真核生物DNA复制的场所只有细胞核D．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链解析：DNA复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA的过程；真核生物DNA复制的主要场所是细胞核，线粒体、叶绿体内也可进行；DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。答案：A4．细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，下图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)A．第一次分裂的子代DNA应为⑤ B．第二次分裂的子代DNA应为①C．第三次分裂的子代DNA应为③D．亲代的DNA应为⑤解析：DNA分子的复制是半保留复制，根据题干信息可知，亲代DNA的两条链都含15N，应为图⑤；一个亲代DNA分子第一次复制后产生的两个子代DNA分子，均是一条链含15N，另一条链含14N，即全为15N/14N，经离心后，应为图②；经过第二次复制后，共得到4个DNA分子，其中2个DNA分子为15N/14N，另外2个DNA分子的两条链都含14N，经离心后应为图①；经过第三次复制后，共得8个DNA分子，其中2个DNA分子为15N/14N，其余6个DNA分子的两条链均为14N，离心后应为图③。答案：A5．将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心，则下列说法中不正确的是(　　)A．细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层B．细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层C．细胞经过三次分裂和离心后，的DNA位于试管的中层，的DNA位于试管的上层D．该实验可以证明DNA的复制是半保留复制解析：细胞经过一次分裂和离心后，所形成的每个子代DNA分子中的两条链中一条链含15N，另一条链含14N，位于试管的中层，A正确；细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层，B正确；细胞经过三次分裂和离心后，有的DNA位于试管的上层，的DNA位于试管的中层，C错误；该实验可以证明DNA的复制是半保留复制，D正确。答案：C6．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正确。答案：B7．某DNA含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图①所示；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图②所示。则下列有关分析中正确的是(　　)A．X层中的DNA只有14N标记，Y层中的DNA只有15N标记B．W层中含15N标记的胞嘧啶3 150个C．W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4D．X层中含有的氢键数是Y层的3倍解析：由于DNA复制为半保留复制，故X层为中带，应是含有15N和14N的DNA，A错误；由于DNA复制3次，产生了8个DNA，共有16条链，则Z含有2条14N链，W含有14条15N链，由题意可知，每个DNA含胞嘧啶3 000×15%＝450(个)，故W层中含15N链的胞嘧啶为450×14÷2＝3 150(个)，B正确；W层与Z层核苷酸数之比为14∶2＝7∶1，C错误；X层为2个DNA，Y层为6个DNA，故X层氢键数为Y层的，D错误。答案：B8．某个DNA片段由500对碱基组成，G＋C占碱基总数的34%。若该DNA片段连续复制3次，第3次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为(　　)A．1 155   B．1 320   C．2 310   D．2 640解析：由于G＋C＝34%，所以A＋T＝66%，A＝T＝33%，整个DNA片段中含有500对碱基，该DNA片段中腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为33%×1 000＝330个。在第三次复制时需新合成8条DNA单链，相当于4个DNA分子，因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为330×4＝1 320(个)。答案：B9．一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是(　　)A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3解析：DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，即A＝T＝2 000个，C＝G＝3 000个，A、T之间有2个氢键，C、G之间有3个氢键，因此该DNA分子中含有氢键的数目为2 000×2＋3 000×3＝1.3×104，A项正确；复制3次共8个DNA分子，复制过程需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸＝8×3 000－3 000＝2.1×104个，B错误；8个DNA分子共16条单链，其中含32P的单链为2条，含31P的单链14条，则子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7，C正确；因为DNA的半保留复制特点，子代DNA分子中含32P的分子有2个，只含31P的分子有6个，比例为1∶3，D正确。答案：B10．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断，不正确的是(　　)A．复制结果共产生16个DNA分子B．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个C．含有15N的DNA分子占1/8D．含有14N的DNA分子占7/8解析：根据题意，DNA分子中有胞嘧啶＝鸟嘌呤＝60个，则A＝T＝100－60＝40个。该DNA分子连续复制4次，形成的子代DNA分子有24＝16个，含有15N的DNA分子只有2个，占1/8；含有14N的DNA分子是16个，占100%；复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸＝(16－1)×40＝600个。所以A、B、C都对，只有D错。答案：D11．在生物实验室内模拟生物体DNA复制所必需的条件是(　　)①酶类　②游离的四种脱氧核苷酸　③ATP④DNA分子　⑤mRNA　⑥tRNA　⑦适宜的温度⑧适宜的pHA．①②③④⑤⑥       B．②③④⑤⑥⑦C．①②③⑤⑦⑧       D．①②③④⑦⑧解析：DNA复制需要模板、原料、能量和酶，模板是DNA分子，原料是游离的四种脱氧核苷酸，能量是ATP，酶需要适宜的温度和pH，故需要①②③④⑦⑧，D正确；复制不需要mRNA，也不需要tRNA，故A、B、C错误。答案：D12．一个用15N标记的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤40个，在不含15N的培养基中经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，复制过程共需游离的胞嘧啶为m个，则n、 m分别是(　　)A．3、900   B．3、420   C．4、420   D．4、900解析：已知：一个用15N标记的DNA分子中A＋T＋C＋G＝200个，A＝T＝40个，解得C＝G＝60个；依据DNA分子的半保留复制方式，在不含15N的培养基中经过n次复制后，子代DNA分子的总数为2n，其中不含15N的DNA分子总数为2n－2，含15N的DNA分子总数为2，则(2n－2)∶2＝7∶1，解得n＝4，复制过程共需游离的胞嘧啶为m＝(24－1)×60＝900个。综上所述，A、B、C均错误，D正确。答案：D二、综合题13．如图是DNA的复制图解，请据图回答下列问题。(1)DNA复制发生在________期。(2)②过程称为________。(3)③中的子链是________。(4)③过程必须遵循________原则。(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有________特点。(6)一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，则含14N的DNA分子占总数的________，含15N的DNA分子占总数的__________，只含14N的DNA分子占总数的________，只含15N的DNA分子占总数的________。解析：DNA的复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期，复制时首先进行解旋，然后按照碱基互补配对原则合成子链。DNA分子复制产生的子代DNA分子中各有一条母链和一条子链，且子链与母链互补，这种复制方式是半保留复制。一个DNA分子复制4次产生16个DNA分子，亲代DNA分子被15N标记，利用14N脱氧核苷酸连续复制4次，产生的子代DNA分子情况：2个DNA分子含15N—14N，14个DNA分子只含14N，没有只含15N的DNA分子。故含14N的＝100%，15N的＝2/16＝12.5%，只含14N的＝14/16＝87.5%，只含15N的＝0。答案：(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂间(2)解旋　(3)Ⅱ、Ⅲ(4)碱基互补配对(5)半保留复制(6)100%　12.5%　87.5%　014．DNA的复制方式可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、弥散复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：a．在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)。b．在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。c．将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离，不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。实验预测：(1)如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带：一条________带和一条________带，则可以排除___________________。(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除__________，但不能肯定是________。(3)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定：若子代Ⅱ可以分出________和______，则可以排除弥散复制，同时肯定半保留复制；如果子代Ⅱ不能分出________密度两条带，则排除________，同时确定为________。(4)有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA用解旋酶处理后再离心就能直接判断DNA的复制方式，如果轻带和重带各占，则一定为半保留复制。你认为这位同学的说法________(填“正确”或“不正确”)，原因是__________________________________________________________。解析：从题目中的图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸(子链)。因此全保留复制后得到的子代DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；弥散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔连接而成的。答案：(1)轻密度(14N/14N)　重密度(15N/15N)　半保留复制和弥散复制(2)全保留复制　半保留复制还是弥散复制(3)一条中密度带　一条轻密度带　中、轻　半保留复制　弥散复制(4)不正确　无论半保留复制还是全保留复制，如果研究DNA单链的情况，结果是一致的，无法区分15．1958年，Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题：(1)由于DNA分子呈__________结构，DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉(如图1)。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测______________的数量。(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有3H­胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，请在方框内用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注：以“——”表示含放射性的脱氧核苷酸链)(3)DNA的复制从一点开始以后是单向还是双向进行的？用不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H­胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明______________________________________________________。(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第(2)题的方法，观察到的大肠杆菌DNA复制过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是__________________起点复制的。解析：(1)DNA分子是双螺旋结构，所以DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉，所以可以根据复制叉的数量推测复制起点的数量。(2)大肠杆菌DNA为环状，因为DNA为半保留复制，故复制一次所得的DNA分子中，1条链带放射性标记，1条不带。第二次复制所得的DNA分子中，一半的DNA分子1条链带标记，另一半的DNA分子不带标记。(3)由图示可以看出：该DNA分子有一个复制起点，复制为双向进行。(4)由图4可知：该DNA分子有一个复制起点，即单个复制起点。如果是两个起点复制，则会出现两个环。答案：(1)(规则)双螺旋　复制起点(2)如图(3)DNA复制是双向的(4)单