高中生物苏教版 (2019)必修2《遗传与进化》DNA分子通过半保留方式进行复制第二课时精练

这是一份高中生物苏教版 (2019)必修2《遗传与进化》DNA分子通过半保留方式进行复制第二课时精练，共8页。

1.[2023·江苏连云港高一期中]以DNA分子的一条链5'-…-A-T-C-…-3'为模板,经复制后的子链是( )
A.5'-…-G-A-T-…-3'
B.5'-…-T-A-G-…-3'
C.5'-…-A-T-C-…-3'
D.5'-…-T-A-C-…-3'
2.[2023·黑龙江大庆实验中学高一期中]下列关于真核细胞中DNA复制的叙述,错误的是( )
A.DNA复制发生在细胞分裂前的间期
B.DNA复制需要核糖核苷酸和酶
C.DNA复制随着染色体的复制而完成
D.DNA复制遵循碱基互补配对原则
3.[2023·北京大兴区高一期中]一个DNA分子复制完毕后,新形成的DNA子链( )
A.是DNA母链的片段
B.与DNA母链之一相同
C.与DNA母链相同,但U取代T
D.与DNA母链完全不同
4.[2023·江苏常州高一期中]下列关于真核细胞DNA复制的叙述,正确的是( )
A.碱基互补配对原则保证了复制的准确性
B.1个DNA分子通过一次复制后产生4个DNA分子
C.DNA双螺旋结构全部解链后,才开始DNA的复制
D.DNA复制完成,染色体数目也会随之加倍
5.某双链DNA分子中碱基A和碱基G共有700个,氢键共有X个,其中一条链中碱基A和碱基T共占该条链碱基总数的2/7,该DNA分子连续复制2次,共消耗Y个碱基T。则X、Y分别为( )
A.700、200B.1 400、400
C.1 900、600D.2 100、800
6.[2023·江苏苏州高一期中]关于DNA分子复制机制,科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构,驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹,结果如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.Rep可以破坏相邻核苷酸之间的磷酸二酯键和氢键
B.DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用
C.根据材料推断Rep推动复制叉移动可能是通过水解ATP提供能量
D.由图说明DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
7.科学家将DNA双链均被15N标记的大肠杆菌(第一代)置于含14NH4Cl的培养液中培养若干代,收集每一代大肠杆菌的DNA并进行密度梯度离心处理,记录离心后DNA在试管中的位置以验证DNA的复制方式,结果如图甲所示。回答下列问题:
甲
(1)该研究采用了 和密度梯度离心法来了解离心后DNA在试管中的分布位置。
(2)根据A、B试管的结果 (填“可以”或“不可以”)排除全保留复制方式,判断依据是 。根据A、B、C试管的结果,可以验证DNA的复制方式是 。
(3)请在图乙中画出第四代大肠杆菌的DNA在试管中的分布位置。
乙
(4)假设第一代大肠杆菌只有一个,则D试管中含有 个拟核DNA分子,其中含15N的DNA有 个,含14N的DNA有 个。
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8.[2023·江苏苏州常熟高三质量检测]将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状,共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到下图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析,不正确的是( )
A.DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1∶1
B.DNA复制后分配到两个子细胞时,其上的基因的遗传不遵循基因分离定律
C.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)[(m-2a)/2]
D.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n-1条
9.[2023·江苏扬州高一期中](多选)大肠杆菌质粒是一种环状DNA,下图表示质粒DNA复制过程,其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。相关叙述正确的是( )
A.一个质粒分子有两个游离的磷酸基团
B.复制叉的形成离不开解旋酶的参与,需要消耗ATP
C.子链的延伸需要核糖核苷酸为原料、DNA聚合酶催化
D.根据图示,质粒DNA复制具有单起点、双向复制的特点
10.[2023·江苏无锡锡山高级中学高三期末](多选)下图1为果蝇DNA的电镜照片,图中箭头所指处的泡状结构叫做DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。图2是其中一个复制泡的放大示意图。下列叙述正确的有( )
A.果蝇DNA分子复制具有单向边解旋边复制的特点
B.DNA分子复制需要解旋酶、DNA聚合酶等多种酶
C.图2中复制泡a端为子链的3'端,b端为5'端
D.果蝇DNA分子有多个复制起点,有利于提高复制速率
11.[2023·山东济宁一中期中]某基因(14N)含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。该DNA分子用15N同位素标记过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;然后加入解旋酶再离心,得到结果如图2,则下列有关分析完全正确的是( )
A.W层中含15N标记胞嘧啶6 300个
B.X层全部是14N的基因
C.W层与Z层的核苷酸数之比为7∶1
D.X层中含有的氢键数是Y层的1/4倍
12.[2023·山东济南历城第二中学高一期中]科学家曾对DNA的复制提出两种假说:全保留复制和半保留复制。以下是运用密度梯度离心等方法探究DNA复制机制的两个实验,请分析并回答下列问题。
实验一:从含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA,混合后放在100 ℃条件下进行热变性处理,即解开双螺旋,变成单链,然后进行密度梯度离心,再测定离心管中混合的DNA单链含量,结果如图a所示。
实验二:将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中,繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1 DNA)。将F1 DNA热变性处理后进行密度梯度离心,离心管中出现的两个条带对应图b中的两个峰。
(1)热变性处理破坏了DNA分子中的 (填化学键的名称)。
(2)根据图a、图b中条带的数目和位置,能否判断DNA的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”? ,原因是 。
(3)研究人员发现,若实验二中提取的F1 DNA ,将其直接进行密度梯度离心,则离心管中只出现一个条带,据此分析DNA的复制方式是半保留复制。
(4)研究人员继续研究发现,将含15N的大肠杆菌转移到4NH4Cl培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA,经实验二的相关处理后,离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比值为7∶1,则大肠杆菌的分裂周期为 h。
(5)下图表示某生物细胞中DNA分子复制的过程,已知该DNA分子含有48 500个碱基对,T占20%,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,据图分析其原因是 。在第3次复制的过程中,需要胞嘧啶 个。
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13.[2023·江苏常州高一期中]科学家运用同位素标记、密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。请回答下列问题。
(1)研究者用蚕豆根尖进行实验,主要步骤如下:
①步骤A的目的是标记细胞中的 分子。若依据“DNA半保留复制”假说推测,DNA分子复制的产物应符合下图甲中的 (填字母)。
甲
乙
②若第二个细胞周期的放射性检测结果符合上图乙中 (填字母),且第三个细胞周期的放射性检测结果符合图乙中的 (填字母),则假说成立。
(2)研究者为进一步验证“DNA半保留复制”的假说,又进行了如下实验(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次,产生子代的实验结果如下图所示)。
实验一:
细菌破碎细菌细胞提取DNA结果A
实验二:
细菌破碎细菌细胞提取DNA结果B
实验三:
实验结果:
①实验一、实验二的作用是 。
②从结果C、D看,DNA复制具有 的特点。根据这一特点,结果E中含14N的DNA分子所占百分比为 。
③该复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外,还需要 等条件。
④若结果C、D、E都与结果F相同,可判断DNA分子的复制方式是 。
第2课时 DNA分子的复制
1.A DNA分子复制时,按照碱基互补配对原则(A与T,G与C),合成与母链互补的子链,且合成的子链与母链的方向是相反的,因此经复制后的子链是5'-…-G-A-T-…-3',A项正确。
2.B DNA复制需要脱氧核糖核苷酸、酶和ATP等,而核糖核苷酸是合成RNA的原料,B项错误。
3.B
4.A DNA复制时遵循碱基互补配对原则,即A与T配对,G与C配对,保证了复制的准确性,A项正确;DNA通过一次复制后产生2个DNA分子,B项错误;DNA复制是边解旋边复制,以解旋的部分分别为模板复制新的DNA,C项错误;DNA复制完成,每条染色体含有2个DNA分子,染色体数目不变,D项错误。
5.C 由题分析可知,该双链DNA分子中碱基A和碱基G共有700个,即A+G=700个,根据碱基互补配对原则,双链DNA分子中A=T、C=G,故该双链DNA分子中含有碱基1400个。由“一条链中碱基A和碱基T共占该条链碱基总数的2/7”,可知该双链DNA分子中A+T占碱基总数的2/7,即双链DNA分子中A+T=1400×2/7=400个,故A=T=200个,C=G=500个。A—T碱基对中含有2个氢键、G—C碱基对中含有3个氢键,由此可得出,X=200×2+500×3=1900个。一个DNA分子复制2次后,可得到4个DNA分子,故需要消耗碱基T的数目为(4-1)×200=600个,C项符合题意。
6.A 由于Rep蛋白是DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构,驱动复制叉的移动,可知 Rep蛋白应为解旋酶,该酶能破坏氢键,不破坏磷酸二酯键,A 错误。
7.答案 (1)同位素标记法 (2)可以 若进行全保留复制,则B试管会出现两种DNA条带 半保留复制 (3)如图所示
(4)8 2 8
解析 (1)科学家用了15N标记大肠杆菌,所以采用了同位素标记法。(2)若DNA的复制方式是全保留复制,则B试管(第二代)会出现两种DNA条带(一条重带和一条轻带),而从第二代的离心结果可以看出,只有一条中带,所以DNA的复制方式不是全保留复制。根据A、B、C试管的结果,可以验证DNA的复制方式是半保留复制。(3)DNA的复制方式是半保留复制,将含15N的DNA放在14N的条件下培养,第四代中有两种DNA分子,一种是全部都是14N,另一种是一条链14N、一条链15N,二者比例为3∶1,分布位置图示见答案。(4)一个大肠杆菌只有一个拟核,假设第一代大肠杆菌只有一个,D试管复制了3次,所以D试管中含有23=8个拟核DNA分子,含有15N的DNA分子只有2个,所有的DNA分子都含有14N。
8.D 复制n次可以合成DNA分子2n,共有2n+1条链,只有两条母链不含放射性,所以形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n+1-2条,D项错误。
9.BD 质粒DNA分子是环状的,其中不含游离的磷酸基团,A项错误;根据质粒DNA的复制图,复制叉是DNA复制延伸处的“Y型结构”,表示DNA正在复制,所以离不开解旋酶,还要ATP供能,B项正确;图示为DNA复制,因而原料是四种脱氧核糖核苷酸,C项错误;从图示质粒DNA的复制过程中可以看出,质粒DNA是单起点的双向复制,D项正确。
10.BD 据图可知,果蝇的DNA分子复制时双向进行,A项错误;DNA分子复制需要解旋酶(催化DNA双链的解旋)、DNA聚合酶(催化单个的脱氧核苷酸连接到DNA子链)等多种酶,B项正确;DNA分子复制时子链是从5'端向3'端延伸的,故图2中复制泡a端为子链的5'端,b端为3'端,C项错误;多个复制泡可同时复制,果蝇DNA复制有多个起点,有利于提高复制速率,D项正确。
11.C 图2是DNA解旋后,单链的离心结果,复制了3次共有23×2=16条链,W层中含15N的链有16-2=14条,等同于7条DNA分子,其中胞嘧啶占15%,因此总数为3000×15%×7=3150个,A项错误;图1是DNA分子的离心结果,由于DNA复制为半保留复制,X层中为14N-15N的DNA分子,但基因包含DNA的两条链,因此X层为既有14N又有15N的基因,B项错误;W层为含15N的链有16-2=14条,Z层为含14N的链有2条,每条链所含的核苷酸数相同,因此核苷酸数之比为7∶1,C项正确;X层为14N-15N的DNA分子有2个,Y层为15N-15N的DNA分子有23-2=6个,每个DNA分子中的氢键数相同,因此X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍,D项错误。
12.答案 (1)氢键 (2)不能 无论是DNA全保留复制还是半保留复制,经热变性后都能得到相同的实验结果 (3)不做热变性处理 (4)8 (5)DNA有多个复制起点 116 400
解析 (1)热变性处理导致DNA分子中碱基对之间的氢键发生断裂,形成两条DNA单链。(2)无论是DNA全保留复制还是半保留复制,经热变性后都会在离心管中得到两条14N链和两条15N链,即都会得到两个条带,一条为14N条带,另一条为15N条带,无法区分复制方式。(3)若实验二中提取的F1DNA不做热变性处理,如果DNA复制是半保留复制,则第一代的2个DNA(F1DNA)分子都应一条链含15N,一条链含14N。将其直接进行密度梯度离心,则离心管中只出现一个条带。(4)由题可知,经实验二的相关处理后,离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比值为7∶1,说明离心管中含14N的链有14条,含15N的链有2条,则24h内得到了8个子代DNA分子,故大肠杆菌的分裂周期为8h。(5)DNA复制约需要30s,而实际时间远远小于30s,这说明DNA有多个复制起点,多起点同时复制,远远缩短了复制时间。该DNA分子含有48500个碱基对,T占20%, 在DNA双链中,A=T=20%,G=C=30%,胞嘧啶含有2×48500×30%=29100,在第3次复制的过程中,需要胞嘧啶2×14550×(23-22)=116400个。
13.答案 (1)①DNA a ② e e和f (2)①对照 ②半保留复制 100% ③酶、能量 ④全保留复制
解析 (1)①胸腺嘧啶是合成DNA的原料,因此第一步目的是标记细胞中DNA分子。依据“DNA半保留复制”假说推测,DNA分子复制形成的子代DNA分子中有一条链为亲代链,另一条链为新合成的子链,即图甲中的a。②若假说成立,即DNA分子的复制方式为半保留复制,则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中的e;第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性,另一半染色体的姐妹染色单体中,有一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图中的e和f。(2)①实验一得到的是两条链均被14N标记的DNA,实验二得到的是两条链均被15N标记的DNA,实验一、实验二起对照作用。②将15N标记的细菌放在14N标记的培养基中培养20分钟,细菌增殖一代,离心得到的子代DNA为杂合链DNA(结果C),继续增殖一代后,得到的DNA为杂合链DNA和轻链DNA,说明DNA复制为半保留复制。由于DNA为半保留复制,所以在14N的培养基中无论增殖多少代,子代DNA一定含有14N,故结果E中含14N的DNA分子所占百分比为100%。③DNA复制条件有模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)﹑酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)。④如果实验C、D、E的结果都为结果F,说明DNA复制方式为全保留复制,不是半保留复制。
步骤A
将蚕豆根尖置于含放射性标记胸腺嘧啶的培养液中,培养大约一个细胞周期的时间
步骤B
取出根尖,洗净后转移至不含放射性物质的培养液中,继续培养大约两个细胞周期的时间
步骤C
在第一个、第二个和第三个细胞周期取样,检测中期细胞染色体上的放射性分布