專題05-DNA的復(fù)制及相關(guān)計(jì)算-高一生物下學(xué)期期末復(fù)習(xí)高分突破(人教版2019)(解析版)

專題05DNA的復(fù)制及相關(guān)計(jì)算知識(shí)劃重點(diǎn)1．沃森和克里克提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說(shuō)：DNA復(fù)制時(shí)，DNA雙螺旋解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈分別作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過(guò)形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式稱作半保留復(fù)制。2．真核生物DNA的復(fù)制（1）概念：以__親代DNA分子為模板合成子代DNA的過(guò)程____。（2）復(fù)制方式：半保留復(fù)制。（3）復(fù)制條件：①模板②原料③能量④酶（解旋酶、DNA聚合酶）（4）復(fù)制特點(diǎn)：①_____邊解旋邊復(fù)制_______；②_______半保留復(fù)制______。（5）復(fù)制意義：保持了遺傳信息的連續(xù)性。（6）精確復(fù)制的原因：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提供了復(fù)制的模板，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制的精確進(jìn)行。3．與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算（1）一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后，DNA分子總數(shù)為：2n（2）第n代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個(gè)，占2/2n（3）若某DNA分子中含堿基T為m個(gè)，①則連續(xù)復(fù)制n次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為：m×（2n－1）②第n次復(fù)制時(shí)所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為：m×2n－14．全方位理解基因(1)本質(zhì)上，基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)結(jié)構(gòu)上，基因是含有特定遺傳信息的脫氧核苷酸序列。(3)功能上，基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。(4)位置上，基因在染色體上呈線性排列。5．DNA分子的多樣性和特異性(1)多樣性：DNA分子中共有4種類型的堿基，但是堿基對(duì)的數(shù)目卻可以成千上萬(wàn)，形成的堿基對(duì)的排列順序也可以千變?nèi)f化，若某個(gè)DNA分子具有n個(gè)堿基對(duì)，則DNA分子可有4n種組合方式，從而構(gòu)成了DNA分子的多樣性。(2)特異性：每個(gè)特定的DNA分子都有特定的堿基排列順序，構(gòu)成了DNA分子的特異性。高分突破練1．如圖所示是研究DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行的推論，正確的是()菌種：大腸桿菌培養(yǎng)條件與方法：(1)在含15NH4Cl的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代，使DNA均被15N標(biāo)記(甲圖)；(2)轉(zhuǎn)至含14NH4Cl的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，每30分鐘繁殖一代；(3)取出每代DNA樣本，并離心。①丙是轉(zhuǎn)入含14NH4Cl培養(yǎng)基中復(fù)制一代的結(jié)果②乙是轉(zhuǎn)入含14NH4Cl培養(yǎng)基中復(fù)制二代的結(jié)果③出現(xiàn)丁的結(jié)果至少需要60分鐘④戊圖表示復(fù)制三代后不再具有15N標(biāo)記的DNAA．①④B．①③C．②③D．①②③答案B解析由于DNA分子是半保留復(fù)制，而丙中全為中帶，所以丙是轉(zhuǎn)入14NH4Cl培養(yǎng)基中復(fù)制一代的結(jié)果，①正確；乙中是eq\f(1,2)重帶、eq\f(1,2)中帶，而DNA分子是半保留復(fù)制，所以復(fù)制后不可能有全重帶的DNA存在，②錯(cuò)誤；丁中是eq\f(1,2)中帶、eq\f(1,2)輕帶，說(shuō)明DNA已復(fù)制兩次，而復(fù)制一次需要30分鐘，所以出現(xiàn)丁的結(jié)果至少需要60分鐘，③正確；戊中全為輕帶，表示不具有15N標(biāo)記的DNA，而DNA分子是半保留復(fù)制，15N標(biāo)記的DNA一直存在，④錯(cuò)誤。綜上所述，B正確。2．下圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過(guò)程的模式圖，下列敘述正確的是()A．DNA分子在酶①的作用下水解成脫氧核苷酸，酶②催化堿基對(duì)之間的連接B．在復(fù)制過(guò)程中解旋和復(fù)制是同時(shí)進(jìn)行的C．解旋酶能使雙鏈DNA解開，并且不需要消耗ATPD．兩條新的子鏈通過(guò)氫鍵形成一個(gè)新的DNA分子答案B解析酶①是解旋酶作用于氫鍵，酶②是DNA聚合酶催化脫氧核苷酸的連接，A項(xiàng)錯(cuò)誤；解旋酶能使雙鏈DNA解開，并且需要消耗ATP提供能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；新的子鏈與母鏈通過(guò)氫鍵形成一個(gè)新的DNA分子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．某未被32P標(biāo)記的DNA分子含有1000個(gè)堿基對(duì)，其中鳥嘌呤300個(gè)，將該DNA分子置于含32P的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制3次。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．所有子代DNA分子都含32PB．含32P的子代DNA分子中，可能只有一條鏈含32PC．第三次復(fù)制過(guò)程中需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸4900個(gè)D．子代DNA分子中不含32P的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的1/8答案C解析一個(gè)DNA分子中含有腺嘌呤數(shù)＝1000－300＝700(個(gè))，則第三次復(fù)制過(guò)程中需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)＝700×(23－22)＝2800(個(gè))，C錯(cuò)誤。4．某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是()答案D解析因?yàn)镈NA的復(fù)制為半保留復(fù)制，因此親本DNA的兩條鏈將分別進(jìn)入不同的子代DNA分子中，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；第二次復(fù)制時(shí)得到的4個(gè)DNA分子中，都有一條DNA子鏈?zhǔn)窃诘诙螐?fù)制時(shí)形成的，而C項(xiàng)中只有兩個(gè)DNA分子中含第二次復(fù)制出的子鏈(黑色表示)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。5．體外進(jìn)行DNA復(fù)制的實(shí)驗(yàn)，向試管中加入有關(guān)的酶、四種脫氧核苷酸和ATP,37℃下保溫。下列敘述中，正確的是()A．能生成DNA，DNA的堿基比例與四種脫氧核苷酸的比例一致B．不能生成DNA，因?yàn)槿鄙貲NA模板C．能生成DNA，DNA的堿基比例不確定，且與酶的來(lái)源有一定的關(guān)聯(lián)D．不能生成DNA，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中缺少酶催化的適宜的體內(nèi)條件答案B解析DNA復(fù)制的四個(gè)基本條件是模板、酶、能量、原料。沒(méi)有加入模板DNA，所以無(wú)DNA生成。6．下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是()A．DNA在解旋酶的作用下，水解成脫氧核苷酸B．有絲分裂前期細(xì)胞核中能進(jìn)行DNA的復(fù)制C．解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈D．復(fù)制結(jié)束后，每個(gè)新DNA中含有一條母鏈和一條子鏈答案D解析解旋酶作用于氫鍵，只是解開DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，不能將DNA水解成脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；在真核細(xì)胞中，DNA復(fù)制發(fā)生在有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，解旋后，解開的每一條母鏈均可作為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈，復(fù)制結(jié)束后，每個(gè)新DNA中含有一條母鏈和一條子鏈，C錯(cuò)誤、D正確。7．DNA分子片段復(fù)制情況如圖所示，圖中a、b、c、d均表示脫氧核苷酸鏈的片段。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．b和c的堿基序列可以互補(bǔ)B．a(chǎn)和c的堿基序列可以互補(bǔ)C．a(chǎn)中(A＋G)/(T＋C)的值與d中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相同D．a(chǎn)中(A＋T)/(G＋C)的值與b中(A＋T)/(G＋C)的值相同答案B解析由題意可知，a和d的堿基序列互補(bǔ)，a和b的堿基序列也互補(bǔ)，b和d的堿基序列相同，c和a的堿基序列相同，b和c的堿基序列互補(bǔ)；由于a和d的堿基序列互補(bǔ)，因此二者中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相同；由于a和b的堿基序列互補(bǔ)，因此二者中(A＋T)/(G＋C)的值相同，故選B。8．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需要DNA聚合酶的催化D．DNA分子的準(zhǔn)確復(fù)制依賴于堿基互補(bǔ)配對(duì)原則和精確的模板答案C解析DNA復(fù)制過(guò)程中氫鍵的破壞需要解旋酶的催化，氫鍵的形成不需要酶的催化。9．一個(gè)雙鏈被32P標(biāo)記的DNA片段有100個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤占?jí)A基總數(shù)的20%，將其置于含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．該DNA片段中含有胞嘧啶的數(shù)目是60個(gè)B．第三次復(fù)制過(guò)程需要240個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C．復(fù)制3次后，子代DNA中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7D．復(fù)制3次后，子代DNA中含32P與含31P的分子數(shù)之比為1∶3答案D解析該DNA片段有100個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤占?jí)A基總數(shù)的20%，則腺嘌呤數(shù)目為100×2×20%＝40(個(gè))，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A＝T、G＝C，故該DNA片段中含有胞嘧啶的數(shù)目是eq\f(100×2－40×2,2)＝60(個(gè))，A正確；第三次復(fù)制DNA分子數(shù)由4個(gè)變?yōu)?個(gè)，增加4個(gè)DNA分子，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸60×4＝240(個(gè))，B正確；復(fù)制3次后，共得到8個(gè)DNA分子，16條DNA單鏈，其中只有2條單鏈含32P，含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7，C正確；由于DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，子代DNA均含31P，其中有2個(gè)DNA分子含32P，所以子代DNA中含32P與含31P的分子數(shù)之比為1∶4，D錯(cuò)誤。10．DNA分子經(jīng)過(guò)誘變，某位點(diǎn)上的一個(gè)正常堿基(設(shè)為P)變成了尿嘧啶。該DNA連續(xù)復(fù)制兩次，得到的4個(gè)子代DNA分子相應(yīng)位點(diǎn)上的堿基對(duì)分別為U—A、A—T、G—C、C—G，推測(cè)“P”可能是()A．胸腺嘧啶 B．腺嘌呤C．胸腺嘧啶或腺嘌呤 D．胞嘧啶答案D解析根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)兩次復(fù)制得到的4個(gè)子代DNA分子中相應(yīng)位點(diǎn)的堿基對(duì)U—A、A—T來(lái)自發(fā)生突變的親代DNA的模板鏈，而G—C、C—G來(lái)自未發(fā)生突變的模板鏈。據(jù)此推斷，“P”可能是G或C。11．某DNA分子含有3000個(gè)堿基，其中腺嘌呤占35%。若該DNA分子用含15N標(biāo)記的四種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，得到結(jié)果如圖甲；如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到結(jié)果如圖乙。下列有關(guān)分析正確的是()A．X層全部是僅含14N的DNA分子B．W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶脫氧核苷酸有6300個(gè)C．X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3D．W層與Z層的脫氧核苷酸數(shù)之比為4∶1答案C解析DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，該DNA分子用含15N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，產(chǎn)生的8個(gè)DNA分子中均含15N標(biāo)記，A錯(cuò)誤；在含有3000個(gè)堿基的DNA分子中，腺嘌呤占35%，因此胞嘧啶占15%，共450個(gè)，所以W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶脫氧核苷酸為450×(23－1)＝3150(個(gè))，B錯(cuò)誤；在DNA分子中，堿基之間通過(guò)氫鍵相連，DNA分子復(fù)制了3次，產(chǎn)生的8個(gè)DNA分子中，2個(gè)DNA分子同時(shí)含14N和15N,6個(gè)DNA分子只含15N，所以X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3，C正確；由于DNA分子復(fù)制了3次，產(chǎn)生了8個(gè)DNA分子，含16條脫氧核苷酸鏈，其中含15N標(biāo)記的有14條鏈，所以W層與Z層的脫氧核苷酸數(shù)之比為14∶2＝7∶1，D錯(cuò)誤。12．下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是()A．染色體就是基因B．一條染色體上有多個(gè)基因C．基因在染色體上呈線性排列D．染色體是基因的主要載體答案A解析染色體的主要成分是蛋白質(zhì)和DNA，而基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，因此染色體和基因不是同一種物質(zhì)，A錯(cuò)誤。13．下圖是用集合的方法表示各種概念之間的關(guān)系，表中與圖示相符的是()選項(xiàng)1234A染色體DNARNA基因BDNA基因脫氧核苷酸堿基C核酸DNA脫氧核苷酸基因D核酸染色體DNA基因答案B解析染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成，但是RNA不屬于DNA，A項(xiàng)錯(cuò)誤；一個(gè)DNA分子含有很多個(gè)基因，基因的基本單位是脫氧核苷酸，脫氧核苷酸由含氮堿基、磷酸和脫氧核糖組成，B項(xiàng)正確；基因不屬于脫氧核苷酸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；核酸不包括染色體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。14．下列從分子水平上對(duì)生物體具有多樣性或特異性的分析，錯(cuò)誤的是()A．堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性B．堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性C．一個(gè)含2000個(gè)堿基的DNA分子，其堿