高中生物暑假作业08DNA的复制能力提升含解析

DNA的复制

一、单选题

1.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培养基中连续复制4次，其结果可能是(   )

A.含有14N的DNA占100% B.复制过程中需游离腺嘌呤脱氧核苷酸640个

C.含15N的单链占1/8  D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2︰3

2.用15N标记一个含有200个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶80个，该DNA分子在DNA的培养基中连续复制3次，其结果可能是(   )

A.含有15N的DNA分子占1/8

B.含有14N的DNA分子占3/4

C.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸840个

D.复制结果共产生16个DNA分子

3.若以含500个碱基对的DNA(不含放射性)为模板,在含15N的环境中复制n次。下列相关叙述正确的是(    )

A.DNA复制过程可以在体外完成,但在体外复制时模板DNA不能太大
B.复制过程中需要消耗(2n-1)×1000个核糖核苷酸
C.子代DNA中,两条链均含有15N的DNA分子有(2n-1)个
D.细胞内DNA复制主要发生在细胞核、线粒体和核糖体中

4.双链DNA分子，只有一条链被15N标记。该DNA分子有1400个碱基对，其中腺嘌呤500个，该DNA分子在不含15N标记的溶液中复制2次，则(   )

A.复制完成后，不含15N的腺嘌呤共有1500个

B.复制完成后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为3:1

C.复制过程中，共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸600个

D.DNA分子复制是放能反应，伴随着ATP的合成

5.关于DNA 分子的结构与复制的叙述中,正确的是(   )

①含有m个腺嘌呤的DNA 分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为2n-1×m个

②在一个双链DNA 分子中, G+C占碱基总数的M% ,那么该DNA 分子的每条链中的G+C都占该链碱基总数的M%

③细胞内全部DNA 被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂,第2次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记

④DNA 双链被32P 标记后, 复制n次, 子代DNA 中有标记的占1/2n

A.①② B.②③ C.③④ D.②④

6.用3H标记的胸苷和3H标记的尿苷（它们分别是合成DNA和RNA的原料），分别处理活的洋葱根尖，一段时间后检测大分子放射性，最可能的结果是(   )

A.前者部分细胞能检测到放射性，后者所有细胞都能检测到放射性

B.前者所有细胞都能检测到放射性，后者只有局部区域细胞能检测到放射性

C.两者所有细胞都能检测到放射性

D.两者所有细胞都不能检测到放射性

7.假设某大肠杆菌中只含31P的DNA相对分子质量为a，只含32P的DNA相对分子质量为b。现将只含32P标记的大肠杆菌转移到只含31P的培养基中，连续分裂4次，则子代中DNA分子的平均相对分子质量为(   )

A.（a+b）/2 B.（15a+b）/16 C.（a+15b）/16 D.（16a+b）/15

8.把培养在含轻氮（14N）环境中的细菌，转移到含重氮（15N）环境中培养相当于复制一轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，分析表明细菌DNA组成为(   )

A.3/4轻氮型、1/4中间型 B.1/4轻氮型、3/4中间型

C.1/2中间型、1/2重氮型 D.1/2轻氮型、1/2中间型

9.一个用15N标记的细菌DNA分子，含100个碱基对，腺嘌呤有40个，其中一条链上含胞嘧啶30个，将它们放入含14N的培养基中连续繁殖3代。下列叙述错误的是(   )

A.只含15N、只含14N的两种DNA分子数之比是0︰6

B.第3次复制需游离的胞嘧啶160个

C.子代DNA分子两条链中的鸟嘌呤含量相等

D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是1︰1

10.下列关于DNA复制过程的正确顺序是(   )

①互补碱基对之间氢键断裂

②互补碱基对之间形成氢键

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子链与母链盘旋成双螺旋结构

A.①③④②⑤ B.①④②⑤③ C.①③⑤④② D.③①④②⑤

二、多选题

11.某病毒的DNA分子共有碱基600个，其中一条链的碱基比例A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，在侵染宿主细胞时共消耗了嘌呤类碱基2100个，相关叙述正确的是（    ）

A.该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制

B.子代病毒的DNA中(A+T)/(C+G)=3/7

C.该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA

D.该病毒DNA复制3次共需要360个腺嘌呤脱氧核苷酸

12.假设用32P、35S分别标记了一个噬菌体中的DNA和蛋白质，其中DNA由5000个碱基对组成，腺嘌呤占全部碱基的30%。用这个噬菌体侵染不含标记元素的大肠杆菌，共释放出50个子代噬菌体。下列叙述不正确的是(   )

A.子代噬菌体中可能含有32P、35S

B.该过程至少需要0.98×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸

C.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等

D.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1︰24

三、填空题

13.科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。

请分析并回答:

(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过__________代培养,且培养液中的__________是唯一氮源。

(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第__________组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第__________组和第__________组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是__________。

(3)分析讨论:

①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自于__________,据此可判断DNA分子的复制方式不是__________复制。

②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,其结果__________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。

③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置__________,放射性强度发生变化的是__________带。

④若某次实验的结果中,子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为__________。

四、实验题

14.科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术和密度梯度离心的方法，对DNA的复制方式进行研究。实验过程及结果如下表所示。请回答问题：

（1）请在表格第二步、第三步实验结果的空白试管上标出条带位置及名称（每图1分，共2分）。

（2）如果在第三步结果的基础上继续培养，使大肠杆菌再分裂一次，则实验结果试管上条带的数量变化是_________（填“增多”、“减少”或“不变”）。

（3）实验证明了DNA的复制方式为___________________。如果在实验室条件下模拟细胞内的DNA复制过程，除引物和能量外，还需提供的条件有__________（填序号）。
①四种脱氧核苷酸  ②DNA模板  ③适宜的温度和酸碱度  ④DNA聚合酶

（4）在细胞分裂间期，线粒体的数目增多，具增多的方式有3种假设：1.细胞利用磷脂、蛋日质等重新合成；1,细胞利用具他生物膜装配形成；皿。线粒体分裂增殖形成。有人通过放射性标记实验，对上述假设进行了探究，方法如下：首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株（自身不能合成胆碱）在加有3H标记的胆碱（磷脂的前体）培养基中培养，然后转入另一种培养基中继续培养，定期取样，检测细胞中线粒体的放射性。结果如下：

①实验中采用链孢霉营养缺陷型突变株的目的是____________________________________。

②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是____________________________________。

③通过上述实验，初步判断3种假设中成立的是__________________（在I、II、皿中选择）。

参考答案

1.答案：A

解析：由于DNA分子的复制是半保留复制，复制4次形成16个DNA，其中2个子代DNA各含1条15N链，1条14N链，其余DNA都只含14N，故全部子代DNA都含14N，含15N的单链占1/16，A正确，C错误；含有100个碱基对，即200个碱基的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，则A为40个，因此复制过程中需游离腺嘌呤脱氧核苷酸：（24-1）×40=600（个），B错误；双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数，D错误。

2.答案：C

解析：DNA复制为半保留复制，不管复制几次，最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链，故最终有2个子代DNA含15N，所以含有15N 的DNA分子占2/8=1/4，A错误；因为DNA分子的复制是半保留复制，最终只有2个子代DNA各含1条15N链，1条14N 链，其余DNA都含14N ，故全部子代DNA都含14N ，B错误；含有200个碱基对400个碱基的DNA分子，其中有胞嘧啶80个，计算得出A=120个，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸为120（23-1）=840，C正确；复制3次后产生23=8个DNA分子，D错误。

3.答案：A

解析：A.DNA复制过程可以在体外完成，但在体外复制时模板DNA不能太大，而且要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物，A正确。

B.复制过程中，需要消耗脱氧核糖核苷酸，B错误；

C.子代DNA中，其中一条链中不含放射性的DNA分子为2个，两条链均含有15N的DNA分子有(2n−2)个，C错误；

D.细胞内DNA复制主要发生在细胞核，其次是线粒体和叶绿体，D错误；

故选：A。

4.答案：B

解析：该双链DNA分子中含有腺嘌呤500个，复制完成后，需要腺嘌呤共有1500个，但因为只有一条链被15N 标记，所以无法确定不含15N的腺嘌呤数目，A错误；复制完成后产生4个DNA分子，含15N 的DNA分子数目只有1个，不含15N 的DNA分子总数有3个，所以不含15N 的DNA分子总数与含15N 的DNA分子总数之比为3:1，B正确；根据题意可计算亲代DNA中胞嘧啶数量=1400-500=900个，而2次复制过程中，产生的4个DNA分子，相当于3个DNA分子是新合成的，所以共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸=900×3=2700个，C错误；DNA分子复制的放能反应伴随着ATP的水解，D错误。

5.答案：A
解析：含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制,其实就是有2n-1个DNA分子在复制,每个需要m个腺嘌呤脱氧核苷酸,那么2n-1个DNA分子就需要2n-1×m个腺嘌呤脱氧核苷酸;在一个双链DNA分子中,G+C占碱基总数的M% ,由于两条链中G + C的数目是相等的,那么该DNA分子的每条链中G+C所占比例就相当于分子、分母各减半,其比例是不变的; 细胞内全部DNA被32P标记后,在不含的环境中进行连续有丝分裂,第2次分裂时,细胞复制后的每条染色体中都有一条姐妹染色单体被32P标记,在有丝分裂后期,着丝点分开后, 有一半染色体带有标记,两条姐妹染色单体分开后向两极移动是随机的,所以进人某一个子细胞的染色体不一定有一半带有标记;DNA双链被32P标记后,不管复制多少次,都只有2个DNA带有标记,所以复制n次,子代DNA中有标记的占2/2n。

6.答案：A

解析：用3H标记的胸苷和3H标记的尿苷分别是合成DNA和RNA的原料，分别处理活的洋葱根尖，DNA经过复制可以带上标记，RNA经过转录也可以带上标记。根尖的所有细胞均可以发生转录，故后者处理的结果为所有细胞都可以检测到放射性。只有根尖分生区可以进行DNA的复制，故前者只有部分细胞可以检测到放射性。综上所述，A符合题意。

7.答案：B

解析：1个只含有31P的DNA分子，其相对分子质量为a，则每条链的相对分子质量为a/2；1个只含有32P的DNA分子，其相对分子质量为b，则每条链的相对分子质量为b/2。；只含32P标记的大肠杆菌复制4次得到24个DNA分子，其中有2个DNA分子的一条链只含32P，另一条链只含31P，其余DNA的两条链均只含31P。因此总相对分子质量为（24-2）×a+（a/2+b/2）×2=（24-1）×a+b=15a+b，所以每个DNA的平均相对分子质量为（15a+b）/24=（15a+b）/16。综上分析，B正确，A、C、D错误

8.答案：A

解析：将含轻氮（14N）的细菌转移到含重氮（15N）环境中培养相当于复制一轮的时间，则得到的每个DNA分子都是一条链含14N、一条链含15N的中间型；再转回至含14N的环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，由1个DNA分子得到4个DNA分子，其中3个DNA分子只含14N，另外1个DNA分子一条链含14N、一条链含15N，即3/4轻氮型、1/4中间型，A正确。

9.答案：B

解析：DNA复制方式为半保留复制，3次复制结束后无只含15N的DNA分子，只含14N的DNA分子数为23-2=6（个），A正确；根据题意，DNA分子中腺嘌呤有40个，因所有碱基之和为200个，则C=G=60（个），第3次复制结束得到23=8（个）与亲代DNA分子相同的DNA分子，此时所含胞嘧啶之和为8×60=480（个），同理可知第2次复制结束时所含胞嘧啶之和为4×60=240（个），故第3次复制需游离的胞嘧啶为480-240=240（个），B错误；因子代DNA分子与亲代DNA分子相同，即G=60（个），其中一条链G=30（个），则另一条链G=60-30=30（个），C正确；因碱基互补配对原则可知，所有双链DNA分子中的嘌呤数与嘧啶数相等，D正确。

10.答案：D

解析：DNA复制过程：③DNA首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，①互补碱基对之间氢键断裂，④以解旋后的每一条母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸，进行碱基互补配对，②互补碱基对之间形成氢键，⑤每条子链与其对应的模板母链盘旋成双螺旋结构，故选D。

11.答案：ABC

解析：A、病毒DNA在宿主细胞中复制时遵循DNA分子半保留复制的原则，A正确；

B、由上述分析可知，该DNA分子中（A+T）/（C+G）＝3/7，根据碱基互补配对关系，子代病毒的DNA中（A+T）/（C+G）＝3/7，B正确；

C、由题干信息可知，在侵染宿主细胞时共消耗嘌呤类碱基2100个，应是复制了3次，则该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA，C正确；

D、该病毒DNA复制3次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为（23-1）×90=630个，D错误。 

12.答案：AC

解析：亲代噬菌体含35S的蛋白质外壳不进入细菌，含32P的DNA进入细菌作为模板，故子代噬菌体中可能含有32P，但不含35S，A错误；（A+G）的数目=50%×5000×2=5000（个），而A=30%×5000×2=300（个），故G=2000（个），50个子代噬菌体含50个子代DNA，而原来亲代DNA两条链始终保留，故实际相当于新生成了49个DNA分子，需要鸟嘌呤脱氧核苷酸数目=49×2000=0.98×105（个），B正确；噬菌体增殖需要细菌提供原料和酶等，模板是噬菌体的DNA，C错误；由于释放出的50个子代際菌体中，含32P的有2个，所以含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为2︰（50-2）=1︰24，D正确。

13.答案：(1)多; 15‍NH4Cl;
(2)3; 1; 2; 半保留制; (3)B; 半保留; 不能; 没有变化; 轻; 15N
解析：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过多代培养.并且培养液中15‍NH4Cl是唯一氮源。
(2)从图表看,证明DNA分子的复制方式是半保留复制,第3组实验结果起到了关键作用,因为其离心后仅为中带(15N/14N);还需与第1组和第2组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制。
(3)①亲代DNA为15N/15N,原料为14N,离心的结果为“轻”(14N/14N)和“重”(15N/15N),则“重带”DNA来自于亲代DNA,即B,这种复制方式没有发生母链与子链的重新组合,因而不是半保留复制。②判断DNA的复制方式主要是看子代DNA与亲代DNA的关系,实质是母链与子链是否发生重新组合,若将DNA双链分开离心,则不能判断DNA的复制方式。③ 在同等条件下,将子n代继续培养(原料为14N),密度带仍为两种.即轻带(14N/14N)和中带(14N/15N),位置未发生变化,其中随着n的增加轻带的数量会逐渐增加,而中带不变,因而放射性强度发生变化的是轻带。④子Ⅰ代DNA的“中带”(15N/14N)比以往实验结果略宽,说明该实验结果中的“中带”不完全是(15N/14N),有可能新形成的子链(14N)中混有少量的15N。

14.答案：（1）如图​​​​​

（2）不变

（3）半保留复制 ；① ② ③ ④

（4）排除细胞内自身合成的胆碱对实验的干扰；成分与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记；Ⅲ

解析：