2024-2025學(xué)年新教材高中生物第3章基因的本質(zhì)3DNA的復(fù)制課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)含解析新人教版必修2

PAGE8-DNA的復(fù)制(20分鐘·70分)一、選擇題(共9小題，每小題5分，共45分)1.DNA分子的半保留復(fù)制是指 ()A.DNA分子中的一條鏈進(jìn)行復(fù)制，另一條鏈不復(fù)制B.DNA分子中的一半復(fù)制，另一半不復(fù)制C.每一個(gè)子代DNA均保留了其親代DNA分子中的一條單鏈D.一個(gè)DNA分子復(fù)制后產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，一個(gè)為親代DNA分子，另一個(gè)為子代DNA分子【解析】選C。DNA分子復(fù)制時(shí)，分別以兩條解開(kāi)的鏈為模板，合成兩條新鏈，每條子鏈和相應(yīng)的母鏈構(gòu)成一個(gè)新的DNA分子，因此每一個(gè)子代DNA分子均保留了其親代DNA分子中的一條單鏈，C正確。2.DNA分子是雙螺旋結(jié)構(gòu)，如圖是DNA分子的一個(gè)片段，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.DNA聚合酶作用于①部位B.解旋酶作用于②部位C.把此DNA放在含15N的培育液中復(fù)制3代，子代中含15N的DNA占75%D.該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基的排列依次中【解析】選C。DNA聚合酶是DNA分子復(fù)制時(shí)須要的一種酶，用來(lái)連接脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，因此作用的部位是①部位，A項(xiàng)正確；②處是氫鍵，DNA分子復(fù)制時(shí)解旋酶作用于氫鍵，B項(xiàng)正確；把此DNA放在含15N的培育液中復(fù)制3代，子代中含15N的DNA占100%，C項(xiàng)錯(cuò)誤；DNA的特異性表現(xiàn)在堿基的排列依次中，D項(xiàng)正確。3.已知某DNA分子含有500個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上A︰C︰T︰G=1︰2︰3︰4。該DNA分子連續(xù)復(fù)制數(shù)次后，消耗四周環(huán)境中含G的脫氧核苷酸4500個(gè)，則該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了 ()A.3次 B.4次 C.5次 D.6次【解析】選B。DNA分子一條鏈上G的數(shù)目=500×4/(1+2+3+4)=200，則另一條鏈上G的數(shù)目=500×2/(1+2+3+4)=100，所以DNA雙鏈上共有G300個(gè)，n次復(fù)制結(jié)束后共消耗G的數(shù)目為4500個(gè)，4500/300=15，即DNA分子增加15個(gè)，復(fù)制后DNA的數(shù)目是16=24，則n=4次。4.真核細(xì)胞中DNA復(fù)制如圖所示，下列表述錯(cuò)誤的是 ()A.多起點(diǎn)雙向復(fù)制能保證DNA復(fù)制在短時(shí)間內(nèi)完成B.每個(gè)子代DNA都有一條核苷酸鏈來(lái)自親代C.復(fù)制過(guò)程中氫鍵的破壞和形成都須要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的精確復(fù)制依靠于堿基互補(bǔ)配對(duì)原則【解題指南】(1)分析圖示信息：多個(gè)起點(diǎn)，雙向復(fù)制。(2)識(shí)記DNA聚合酶、解旋酶等的作用。【解析】選C。DNA復(fù)制過(guò)程中氫鍵的破壞須要解旋酶的催化，但氫鍵的形成不須要酶的催化?！菊`區(qū)警示】DNA復(fù)制的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)DNA復(fù)制的場(chǎng)所并非只在細(xì)胞核中，線粒體、葉綠體中也能進(jìn)行DNA復(fù)制。(2)并非全部細(xì)胞都進(jìn)行DNA復(fù)制，只有分裂的細(xì)胞才能進(jìn)行DNA復(fù)制。(3)DNA復(fù)制并非單向進(jìn)行，而是雙向多起點(diǎn)復(fù)制，且各個(gè)復(fù)制起點(diǎn)并不是同時(shí)起先的。5.假設(shè)將有一對(duì)同源染色體的精原細(xì)胞的DNA分子用15N標(biāo)記，并供應(yīng)14N的原料，該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精子中，含15N標(biāo)記的DNA的精子所占比例為 ()A.0 B.25% C.50% D.100%【解析】選D。精原細(xì)胞中一條染色體上含1個(gè)15N標(biāo)記的DNA分子，一對(duì)同源染色體含兩個(gè)DNA分子，經(jīng)過(guò)間期的復(fù)制，2個(gè)15N標(biāo)記的DNA分子變成4個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子中一條鏈?zhǔn)呛?5N，另一條鏈含14N。減數(shù)第一次分裂結(jié)束，形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，每個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞含2個(gè)DNA分子，減數(shù)其次次分裂結(jié)束后，形成4個(gè)精細(xì)胞，每個(gè)精細(xì)胞中含1個(gè)DNA分子，這個(gè)分子中一條鏈含15N，另一條鏈含14N。因此，4個(gè)精子中都含15N標(biāo)記的DNA，因此15N標(biāo)記的DNA的精子所占比例為100%。6.下列關(guān)于DNA的相關(guān)計(jì)算中，正確的是 ()A.具有1000個(gè)堿基對(duì)的DNA，腺嘌呤有600個(gè)，則每一條鏈上都具有胞嘧啶200個(gè)B.具有m個(gè)胸腺嘧啶的DNA片段，復(fù)制n次后共須要2n·m個(gè)胸腺嘧啶C.具有m個(gè)胸腺嘧啶的DNA片段，第n次復(fù)制須要2n-1·m個(gè)胸腺嘧啶D.無(wú)論是雙鏈DNA還是單鏈DNA，A+G所占的比例均是1/2【解析】選C。依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，具有1000個(gè)堿基對(duì)的DNA，A+T+C+G=2000個(gè)，A=T=600個(gè)，C=G=400個(gè)，但在該DNA分子的每一條鏈上，所具有的胞嘧啶不肯定是200個(gè)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；具有m個(gè)胸腺嘧啶的DNA片段，復(fù)制n次后共須要(2n-1)·m個(gè)胸腺嘧啶，B項(xiàng)錯(cuò)誤；具有m個(gè)胸腺嘧啶的DNA片段，第n次復(fù)制共須要(2n-1)·m-(2n-1-1)·m=2n-1·m個(gè)胸腺嘧啶，C項(xiàng)正確；在雙鏈DNA分子中，A+G所占的比例是1/2，在單鏈DNA分子中，A+G所占的比例不肯定是1/2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【誤區(qū)警示】“DNA復(fù)制”相關(guān)題目的四點(diǎn)留意(1)留意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)分，前者包括全部的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)制。(2)留意堿基的單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。(3)切記在DNA復(fù)制過(guò)程中，無(wú)論復(fù)制了幾次，含有母鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。(4)看清試題中問(wèn)的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等，以免掉進(jìn)陷阱。7.一個(gè)DNA分子在含15N的環(huán)境中復(fù)制，若子一代DNA的一條單鏈出現(xiàn)差錯(cuò)，則子三代DNA中，差錯(cuò)DNA單鏈和含15N的DNA分子分別占 ()A.1/3，1 B.1/4，1C.1/3，1/2 D.1/4，1/2【解析】選B。子一代DNA的一條單鏈出現(xiàn)差錯(cuò)，以該差錯(cuò)DNA鏈為模板，再?gòu)?fù)制兩次，則子三代DNA中，差錯(cuò)DNA單鏈數(shù)為4條，因此差錯(cuò)DNA單鏈占4/(23×2)=1/4；一個(gè)DNA分子在含15N的環(huán)境中復(fù)制三次，依據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，子代DNA均含有15N。8.探討發(fā)覺(jué)rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋，結(jié)合蛋白可以和解旋的DNA單鏈結(jié)合，并隨著子鏈的延長(zhǎng)而與DNA單鏈分別。下列敘述正確的是 ()A.rep蛋白能使A與C、T與G之間的氫鍵斷裂B.低溫處理DNA分子可以使DNA雙鏈解旋C.DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn)D.結(jié)合蛋白與DNA單鏈結(jié)合不利于DNA新鏈的形成【解析】選C。rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋，則rep蛋白應(yīng)為解旋酶，能破壞氫鍵，DNA雙鏈堿基之間的互補(bǔ)配對(duì)原則是A與T配對(duì)，C與G配對(duì)，即rep蛋白可破壞A與T、C與G之間的氫鍵，A錯(cuò)誤；高溫處理DNA分子能使DNA雙鏈解旋，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制，C正確；DNA結(jié)合蛋白纏繞在DNA單鏈上，可防止單鏈之間重新螺旋化，對(duì)DNA新鏈的形成有利，D錯(cuò)誤。9.用15N標(biāo)記細(xì)菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培育基中連續(xù)繁殖四代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時(shí)含14N和15N，c只含14N，則如圖所示這三種DNA分子的比例正確的是 ()【解析】選D。假設(shè)親代DNA分子為n個(gè)，則繁殖四代后，DNA分子總數(shù)為16n，其中，只含15N的DNA分子為0個(gè)，同時(shí)含14N和15N的DNA分子為2n個(gè)，只含14N的DNA分子有14n個(gè)，則它們呈現(xiàn)的比例為D圖所示。二、非選擇題(共25分)10.甲圖中DNA分子有a和d兩條鏈，將甲圖中某一片段放大后如乙圖所示，結(jié)合所學(xué)學(xué)問(wèn)回答下列問(wèn)題：(1)從甲圖可看出DNA復(fù)制的方式是_________________________________。

(2)甲圖中，A和B均是DNA分子復(fù)制過(guò)程中所須要的酶，其中B能將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，則A是________酶，B是________酶。

(3)甲圖過(guò)程在綠色植物葉肉細(xì)胞中進(jìn)行的場(chǎng)全部________________________________________________________________。

(4)乙圖中，7是____________。

DNA分子的基本骨架由________交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過(guò)________連接成堿基對(duì)，并且遵循_____________________原則。

【解析】(1)從甲圖可看出DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制。(2)A是解旋酶，B是DNA聚合酶。(3)綠色植物葉肉細(xì)胞中DNA分子復(fù)制的場(chǎng)全部細(xì)胞核、線粒體、葉綠體。(4)乙圖中，7是胸腺嘧啶脫氧核苷酸。DNA分子的基本骨架由脫氧核糖和磷酸交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，并且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。答案：(1)半保留復(fù)制(2)解旋DNA聚合(3)細(xì)胞核、線粒體、葉綠體(4)胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核糖和磷酸氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)(10分鐘·30分)1.(5分)一個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染在31P環(huán)境中培育的大腸桿菌，已知噬菌體DNA上有m個(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶有n個(gè)，以下敘述不正確的是 ()A.大腸桿菌為噬菌體增殖供應(yīng)原料和酶等B.噬菌體DNA含有(2m+n)個(gè)氫鍵C.該噬菌體繁殖四次，子代中只有14個(gè)噬菌體含有31PD.噬菌體DNA第四次復(fù)制共須要8(m-n)個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸【解析】選C。噬菌體營(yíng)寄生生活，大腸桿菌為噬菌體增殖供應(yīng)原料、能量、酶和場(chǎng)所等，A正確；噬菌體中含有雙鏈DNA，胞嘧啶有n個(gè)，鳥(niǎo)嘌呤有n個(gè)，腺嘌呤數(shù)目=胸腺嘧啶數(shù)目=(2m—2n)/2=m-n(個(gè))，A與T之間有兩個(gè)氫鍵，G與C之間有三個(gè)氫鍵，所以噬菌體DNA含有的氫鍵數(shù)目=(m-n)×2+n×3=2m+n(個(gè))，B正確；DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，該噬菌體繁殖四次，一共可形成16個(gè)噬菌體，其中子代中含有32P的噬菌體有2個(gè)，含有31P的噬菌體有16個(gè)，只含有31P的噬菌體有14個(gè)，C錯(cuò)誤；噬菌體DNA第四次復(fù)制共須要的腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目=24×(m-n)-23×(m-n)=8(m-n)(個(gè))，D正確。2.(5分)(多選)將全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記的雄性動(dòng)物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于不含32P的培育基中培育。經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次細(xì)胞分裂后產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞，檢測(cè)子細(xì)胞中的標(biāo)記狀況。下列推斷不正確的是 ()A.若進(jìn)行有絲分裂，則含32P染色體的子細(xì)胞比例肯定為1B.若進(jìn)行減數(shù)分裂，則含32P染色體的子細(xì)胞比例肯定為1C.若子細(xì)胞中的染色體都含32P，則進(jìn)行的肯定是有絲分裂D.若子細(xì)胞中的染色體不都含32P，則進(jìn)行的肯定是減數(shù)分裂【解析】選A、C、D。若進(jìn)行有絲分裂，第一次有絲分裂后，子細(xì)胞中都含有32P標(biāo)記；當(dāng)細(xì)胞處于其次次分裂后期時(shí)，染色體隨機(jī)分開(kāi)，帶有32P標(biāo)記的染色體也隨機(jī)進(jìn)入2個(gè)細(xì)胞，所以經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次細(xì)胞分裂后產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中，含32P染色體的子細(xì)胞可能為2個(gè)或3個(gè)或4個(gè)，A錯(cuò)誤；若進(jìn)行減數(shù)分裂，經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次細(xì)胞分裂后產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞，說(shuō)明DNA只復(fù)制一次，因此含32P染色體的子細(xì)胞比例肯定為1，B正確；若子細(xì)胞中的染色體都含32P，則進(jìn)行的是減數(shù)分裂，C錯(cuò)誤；若子細(xì)胞中的染色體不都含32P，則進(jìn)行的肯定不是減數(shù)分裂，D錯(cuò)誤。3.(5分)(多選)某DNA含有3000個(gè)堿基，腺嘌呤占35%。若該DNA分子以15N同位素標(biāo)記的游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，再將全部復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)離心，進(jìn)行密度分層，得到結(jié)果如圖①所示；然后加入解旋酶再離心，得到結(jié)果如圖②所示。則下列有關(guān)分析中錯(cuò)誤的是 ()A.X層中的DNA只有14N標(biāo)記，Y層中的DNA只有15N標(biāo)記B.W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶3150個(gè)C.W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為1∶4D.X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的3倍【解析】選A、C、D。由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，故X層為中帶，應(yīng)是含有15N和14N的DNA，A錯(cuò)誤；由于DNA復(fù)制3次，產(chǎn)生了8個(gè)DNA，共有16條鏈，則Z含有2條14N鏈，W含有14條15N鏈，由題意可知，每個(gè)DNA含胞嘧啶3000×15%=450(個(gè))，故W層中含15N鏈的胞嘧啶為450×14÷2=3150(個(gè))，B正確；W層與Z層核苷酸數(shù)之比為14∶2=7∶1，C錯(cuò)誤；X層為2個(gè)DNA，Y層為6個(gè)DNA，故X層氫鍵數(shù)為Y層的1/3，D錯(cuò)誤?！驹囼?yàn)·探究】4.(15分)1958年，Meselson和Stahl通過(guò)一系列試驗(yàn)首次證明白DNA的半保留復(fù)制，此后科學(xué)家便起先了有關(guān)DNA復(fù)制起點(diǎn)數(shù)目、方向等方面的探討。試回答下列問(wèn)題：(1)由于DNA分子呈________結(jié)構(gòu)，DNA復(fù)制起先時(shí)首先必需解旋從而在復(fù)制起點(diǎn)位置形成復(fù)制叉(如圖1)。因此，探討中可以依據(jù)復(fù)制叉的數(shù)量推想____________________的數(shù)量。

(2)1963年Cairns將不含放射性的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀)放在含有3H-胸腺嘧啶的培育基中培育，進(jìn)一步證明白DNA的半保留復(fù)制。依據(jù)圖2的大腸桿菌親代環(huán)狀DNA示意圖，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)用簡(jiǎn)圖表示復(fù)制一次和復(fù)制兩次后形成的DNA分子。(注：以“”表示含放射性的脫氧核苷酸鏈)(3)DNA的復(fù)制從一點(diǎn)起先以后是單向還是雙向進(jìn)行的？用不含放射性的大腸桿菌DNA放在含有3H-胸腺嘧啶的培育基中培育，給以適當(dāng)?shù)臈l件，讓其進(jìn)行復(fù)制，得到圖3所示結(jié)果，這一結(jié)果說(shuō)明____________________________________________________________________________________。

(4)為了探討大腸桿菌DNA復(fù)制是單起點(diǎn)復(fù)制還是多起點(diǎn)復(fù)制，用第(2)題的方法，視察到的大腸桿菌DNA復(fù)制過(guò)程如圖4所示，這一結(jié)果說(shuō)明大腸桿菌細(xì)胞中DNA復(fù)制是____________________起點(diǎn)復(fù)制