人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3章 基因的本质第3节 DNA的复制测试题

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第3节　DNA的复制
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1.沃森和克里克在发表了DNA双螺旋结构的论文后,又提出了DNA自我复制的假说。下列有关该假说内容的叙述,错误的是(　　)
A.DNA复制时,双螺旋解开,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.在一密闭的容器里,用含有同位素13C的脱氧核苷酸合成一个DNA分子,然后加入含12C的脱氧核苷酸,经n次复制后,所得DNA分子中含12C的脱氧核苷酸链数与含13C的脱氧核苷酸链数之比是(　　)
A.2n∶1　　　 B.(2n-2)∶n
C.(2n-2)∶2 D.(2n-1)∶1
答案D
解析经n次复制后,产生的DNA分子数为2n个,脱氧核苷酸链数为2n+1条,其中只有2条链为13C-DNA链,其余的(2n+1-2)条都是12C-DNA链,因此,题中所求比值为(2n+1-2)∶2=(2n-1)∶1。
3.若以白色表示某亲本DNA分子的双链,以灰色表示第一次复制出的DNA子链,以黑色表示第二次复制出的DNA子链,亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是(　　)

答案D
解析DNA的复制方式为半保留复制,第一次复制后,亲本DNA的两条链分别进入两个子代DNA分子中,第二次复制得到的四个DNA分子中,都有一条单链是在第二次复制时形成的。
4.下列关于DNA分子复制的叙述,错误的是(　　)
A.只发生在有丝分裂前的间期
B.两条链均为模板
C.需要解旋酶和DNA聚合酶
D.方式是半保留复制
答案A
解析复制发生在细胞分裂前的间期,包括有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期。
5.下图甲是真核细胞DNA复制过程的模式图,图乙是大肠杆菌DNA复制过程的模式图,箭头表示复制方向。下列叙述错误的是(　　)

A.真核细胞DNA有多个复制起点,而大肠杆菌只有一个
B.两者均具有双向复制的特点
C.真核细胞DNA复制时,在不同起点处开始复制的时间不同
D.两者的遗传物质均是环状的
答案D
解析由题图甲可知,真核生物DNA有两个复制起点,由此可推测真核生物有多个复制起点,由题图乙可知大肠杆菌只有一个复制起点,A项正确。真核生物和大肠杆菌均可以同时进行双向复制,B项正确。真核生物DNA复制时,形成的解旋链长度不同,表示不同起点处开始复制的时间不同,C项正确。真核生物的遗传物质是双螺旋结构的DNA分子,大肠杆菌的遗传物质是环状DNA分子,D项错误。
6.下列关于DNA复制的叙述,错误的是(　　)
A.DNA复制时只以DNA的1条链作为模板
B.DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料
C.DNA复制过程需要消耗能量
D.DNA分子的复制方式是半保留复制
答案A
解析DNA复制时以解开的2条单链分别作为模板,A项错误。DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料,B项正确。DNA复制过程需要细胞呼吸产生的ATP作为直接能源物质,C项正确。DNA分子的复制方式是半保留复制,通过半保留复制,每条子链与对应的模板链构成一个新的DNA分子,D项正确。
7.女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36 mm,DNA复制速率约为4 μm/min,但复制过程仅需40 min左右即可完成,这可能是因为(　　)
A.边解旋边复制
B.只有一个复制起点,但解旋之后可以向着两个方向复制
C.以半保留方式复制
D.复制起点多,分段同时复制
答案D
8.在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双链分开
B.游离脱氧核苷酸的碱基与母链的碱基互补配对
C.配对的游离核苷酸连接成子链
D.子链与模板链盘绕成双螺旋结构
答案B
解析A一定与T配对,G一定与C配对,碱基间这种一一对应的关系叫作碱基互补配对原则。DNA分子复制时遵循该原则,保证了复制准确进行。
9.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、分散(弥散)复制3种。究竟哪种复制方式是正确的呢?可用下面设计的实验加以证明。

【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/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/15N-DNA(亲代);
c.将含15N/15N-DNA的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,具有不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管的不同位置。
【实验结果预测】
(1)如果与对照(14N/14N-DNA)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　　　　　　　　　和分散复制。 
(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　　　　　　　　　,则可以排除分散复制,同时肯定是半保留复制;如果子代Ⅱ不能分出　　　　　　　两条密度带,则排除　　　　　　　　,同时确定为　　　　　　。 
答案(1)低密度(14N/14N-DNA)　高密度(15N/15N-DNA)　半保留复制
(2)全保留复制　半保留复制或分散复制
(3)一条中密度带　一条低密度带　中、低　半保留复制　分散复制
解析如果是全保留复制,则复制后得到的两个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。如果是半保留复制,则复制后得到的每个子代DNA分子都是一条单链为母链,一条单链为子链。如果是分散复制,则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链片段间隔连接而成的。
等级考素养提升
1.1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验,证实了DNA是以半保留方式复制的。右图所示各试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的是(　　)

培养条件与方法
(1)在含15N的培养基中培养若干代,使DNA双链均被标记(试管①)。
(2)转至含14N的培养基中培养,每30 min繁殖一代。
(3)取出每代DNA样本,并离心分层。
A.该实验运用了同位素标记技术,出现试管④的结果至少需要90 min
B.试管③是转入14N培养基中复制一代的结果,试管②是复制两代的结果
C.对得到DNA以半保留方式复制的结论起关键作用的是试管③的结果
D.给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示
答案C
解析该实验运用了同位素标记技术,试管④是复制两代的结果,至少需要60min,A项错误。试管③是转入14N培养基中复制一代的结果,试管④是复制两代的结果,B项错误。DNA分子的一条链含14N,一条链含15N,对得到DNA以半保留方式复制的结论起关键作用,即试管③所示,C项正确。试管④中一半是15N/14N-DNA,一半是14N/14N-DNA,加入解旋酶一段时间后,所有DNA分子双链被打开形成单链,不是试管⑤所示,D项错误。
2.下图为某一DNA分子片段。下列说法正确的是(　　)

A.解旋酶可作用于①②处
B.G是鸟嘌呤核糖核苷酸
C.不同DNA分子的碱基种类相同,(A+T)/(C+G)的比例也相同
D.把此DNA分子放在含14N的培养液中复制2代,子代中含15N的DNA分子占1/4
答案D
解析题图表示DNA分子片段,部位①②为磷酸二酯键,是限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶的作用部位;部位③为氢键,是解旋酶的作用部位,A项错误。题图为DNA片段,因此G是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸,B项错误。DNA分子都含有A、C、G和T4种碱基,且在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,即A=T,C=G,但不同的DNA分子,(A+T)/(C+G)的比例不等,C项错误。把此DNA放在含14N的培养液中复制2代得到4个DNA分子,根据DNA半保留复制的特点,其中有1个DNA分子的一条链含有14N,另一条链含有15N,其他3个DNA分子只含14N,因此子代中含15N的DNA占1/4,D项正确。
3.研究人员将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到含15N-DNA的培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA加热处理,即解开双螺旋,变成单链;然后进行密度梯度离心,试管中出现的两种条带含量如下图所示。下列说法正确的是(　　)

A.子代DNA分子共有8个,其中只有1个DNA分子含有14N
B.该实验可用来探究DNA的半保留复制方式和细胞周期持续时间
C.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键
D.若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心,则相应的条带含量比为1∶3
答案D
解析将含14N-DNA的大肠杆菌移到含15N-DNA的培养基中培养,因合成DNA的原料中含15N,所以新合成的DNA链均含15N。经n次复制之后,含14N标记的链占所有DNA链的比例为1/2n,根据14N标记的链占1/8,可知该DNA复制了3次,故子代DNA分子共有8个,其中2个DNA分子含有14N,A项错误。因本实验是对DNA单链进行的离心分析,若DNA进行的是全保留复制,也会得到上述结果,故用该实验探究DNA的半保留复制方式不够严谨,B项错误。解开DNA双螺旋的实质是破坏两条单链之间的氢键,C项错误。得到的8个DNA分子中,有2个为14NN型DNA,6个为15NN型DNA,故若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心,则相应的条带含量比为1∶3,D项正确。
4.某基因片段含有400个碱基,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。下列有关该DNA分子的叙述,错误的是(　　)
A.该基因片段的碱基对之间是以氢键相连的
B.该基因片段连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸180个
C.该基因片段中4种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
D.该基因片段中的碱基A+T的量始终等于C+G的量
答案D
解析DNA分子中碱基对之间是以氢键相连的,A项正确。已知一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,即A1∶T1∶G1∶C1=1∶2∶3∶4,根据碱基互补配对原则可知另一条链上A2∶T2∶G2∶C2=2∶1∶4∶3,该基因中含有400个碱基,则A1=T2=20个,T1=A2=40个,G1=C2=60个,C1=G2=80个,即该DNA分子中A=T=60个,C=G=140个,该基因片段连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为60×(22-1)=180(个),B项正确。该基因片段中4种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,C项正确。该基因片段中的碱基A+T=120(个),C+G=280(个),二者不相等,D项错误。
5.下图表示DNA分子复制的过程。请回答下列问题。

(1)图示DNA分子复制过程中,除了需要模板和酶外,还需要　　　　　　　等条件,保证DNA分子的复制过程精确无误的关键是　　　　　　　　。  
(2)若图中该DNA分子含有48 502个碱基对,而子链延伸的速度为105个碱基对/min,则此DNA复制约需要30 s,而实际时间远远小于30 s,根据图示分析,是因为　　　　　　　　;由图可知延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制的特点是　　　　　　　　　　。
(3)DNA分子在复制过程中,某位点上的一个正常碱基(设为P)由于诱变变成了尿嘧啶。该DNA连续复制2次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G。推测“P”可能是　　　　。 
A.胸腺嘧啶 　　B.腺嘌呤
C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 　　D.胞嘧啶或鸟嘌呤
答案(1)原料、能量　碱基互补配对
(2)复制是双向多起点进行的　边解旋边复制
(3)D
解析正常碱基“P”变成了U后,能与A配对,因此含有U—A、A—T的2个DNA分子是发生变化的,而含有G—C、C—G的2个DNA分子是未发生变化的。这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的,即亲代DNA分子中的碱基对是G—C或C—G,因此P可能是胞嘧啶或鸟嘌呤。