2024年新教材高中生物課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)九3.3DNA的復(fù)制含解析新人教版必修2

PAGE7-DNA的復(fù)制(20分鐘·70分)一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分)1.(2024·北京學(xué)考真題)一個(gè)DNA分子復(fù)制完成后,新形成的DNA子鏈()A.是DNA母鏈的片段B.與DNA母鏈之一相同C.與DNA母鏈相同,但U取代TD.與DNA母鏈完全不同【解析】選B。新形成的DNA子鏈與模板鏈互補(bǔ),因此與另一條母鏈相同。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.細(xì)胞每次分裂時(shí)DNA都復(fù)制一次,每次復(fù)制都是 ()A.母鏈和母鏈,子鏈和子鏈,各組成一個(gè)子代DNAB.每條子鏈和與它堿基互補(bǔ)配對(duì)的母鏈組成子代DNAC.每條子鏈隨機(jī)地和兩條母鏈之一組成子代DNAD.母鏈降解,重新形成兩個(gè)子代DNA【解析】選B。每次復(fù)制形成的兩個(gè)子代DNA都是由每條子鏈和與它堿基互補(bǔ)配對(duì)的母鏈組成的。4.某探討小組進(jìn)行“探究DNA的復(fù)制過程”的活動(dòng),結(jié)果如圖所示。其中培育大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示離心管編號(hào),條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.本活動(dòng)運(yùn)用了同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)B.a管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl的培育液中培育的C.b管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是

14D.試驗(yàn)結(jié)果說明DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制【解析】選B。由題意“培育大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置”可知,本活動(dòng)運(yùn)用了同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù),A正確;分析圖示可知,a管中的DNA密度最大,表明該管中的大腸桿菌是在含15NH4Cl的培育液中培育的,B錯(cuò)誤;b管中的DNA密度介于a、c管之間,表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N-15N-DNA,C正確;試驗(yàn)結(jié)果說明DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制,D正確。5.若如圖為某個(gè)DNA片段的結(jié)構(gòu)示意圖,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.圖中數(shù)字⑤⑥⑦⑧分別是A、G、C、TB.DNA復(fù)制過程中解旋酶作用對(duì)象是⑨C.①②③構(gòu)成一個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸D.該DNA片段復(fù)制3次須要游離的腺嘌呤核苷酸14個(gè)【解析】選C。分析題圖可知,⑤與T配對(duì),⑤是A,⑥與C配對(duì),⑥是G,⑦與G配對(duì),⑦是C,⑧與A配對(duì),⑧是T,A正確;DNA復(fù)制過程中,首先要用解旋酶將DNA分子的雙鏈解開,而DNA分子的兩條鏈之間是通過堿基與堿基之間的氫鍵連接的,因此解旋酶的作用對(duì)象事實(shí)上是氫鍵,即使氫鍵斷裂,B正確;①②③不能構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸,②③應(yīng)當(dāng)與下面一個(gè)與②相連的磷酸構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸,C錯(cuò)誤;該DNA片段復(fù)制3次形成8個(gè)子代DNA,每個(gè)須要游離的腺嘌呤核苷酸2個(gè),但原始親代DNA不需原料合成,所以實(shí)際相當(dāng)于只有7個(gè)子代DNA須要原料合成,即共需14個(gè)游離的腺嘌呤核苷酸,D正確。6.探討發(fā)覺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。7.某個(gè)DNA片段有500個(gè)堿基對(duì),其中A和T共占?jí)A基總數(shù)的40%。若該DNA片段復(fù)制兩次,則共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個(gè)數(shù)為 ()A.300B.600C.900D.1200【解題指南】依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,計(jì)算出各種堿基的個(gè)數(shù),再計(jì)算出復(fù)制須要的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個(gè)數(shù)。【解析】選C。由題意可知,該DNA片段由500對(duì)堿基,即1000個(gè)堿基組成,G+C=1000-1000×40%=600個(gè),G=C=300個(gè),該DNA片段復(fù)制2次形成的DNA片段是22=4個(gè),增加了3個(gè)DNA分子,因此該過程中須要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子數(shù)是:300×3=900個(gè)。8.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2小題,共30分)9.(15分)如圖為真核細(xì)胞中發(fā)生的一項(xiàng)生理過程示意圖,請(qǐng)據(jù)圖回答:(1)圖中表示的生理過程是________,此過程發(fā)生的主要場(chǎng)所是____________。

(2)該過程首先須要在________酶作用下把兩條鏈解開;須要__________干脆供能。

(3)已知一個(gè)親代DNA分子有P個(gè)堿基,其中腺嘌呤Q個(gè),連續(xù)進(jìn)行此項(xiàng)生理過程n次,共消耗游離的胞嘧啶脫氧核苷酸______________個(gè)。

(4)該過程得到的子代DNA與親代相同,緣由是______________。

【解析】(1)分析題圖可知圖示表示DNA的復(fù)制過程,主要發(fā)生在細(xì)胞核中。(2)DNA復(fù)制首先須要在解旋酶作用下把兩條鏈解開,該過程須要消耗能量,ATP是干脆能源物質(zhì)。(3)已知一個(gè)親代DNA分子有P個(gè)堿基,其中腺嘌呤Q個(gè),則胞嘧啶有(P/2-Q)個(gè),所以連續(xù)進(jìn)行此項(xiàng)生理過程n次,共消耗游離的胞嘧啶脫氧核苷酸(P/2-Q)(2n-1)個(gè)。(4)該過程得到的子代DNA與親代相同,緣由是DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制供應(yīng)精確的模板、在復(fù)制過程中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。答案:(1)DNA的復(fù)制細(xì)胞核(2)解旋ATP(3)(P/2-Q)(2n-1)(4)DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制供應(yīng)精確的模板、在復(fù)制過程中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則10.(15分)如圖是科學(xué)家對(duì)大腸桿菌自然DNA片段進(jìn)行改造及對(duì)改造后的DNA表達(dá)過程進(jìn)行探討的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題: (1)改造后的大腸桿菌DNA片段可能含有自然界基本堿基對(duì)和“X-Y”的人工堿基對(duì),由1000個(gè)基本單位組成的雙鏈人工DNA分子最多可能有________種;若這個(gè)由1000個(gè)基本單位組成的雙鏈人工DNA分子上有A150個(gè)、C300個(gè),則該DNA片段中應(yīng)有X__________個(gè)。

(2)在試管中對(duì)(1)中1個(gè)DNA片段進(jìn)行復(fù)制時(shí),需向試管中加入____________、______________、ATP、____________等物質(zhì);在通過5次復(fù)制得到的子代DNA片段中,不含親代DNA鏈的有____________個(gè),進(jìn)行5次復(fù)制須要消耗含X堿基的基本單位__________個(gè)。

【解析】(1)依據(jù)圖解信息可知,人工DNA分子中有6種堿基,1000個(gè)基本單位組成的雙鏈DNA包含500個(gè)堿基對(duì),因此,由1000個(gè)基本單位組成的雙鏈人工DNA分子最多可能有6500種。依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知,自然DNA分子中隨意兩個(gè)不能配對(duì)的堿基之和占該DNA分子堿基總數(shù)的一半,由此推知該人工DNA分子中隨意三個(gè)不能配對(duì)的堿基之和占該DNA分子堿基總數(shù)的一半,則A+C+X=500,X=50。(2)DNA復(fù)制須要模板DNA、6種脫氧核苷酸、ATP、DNA聚合酶、解旋酶等物質(zhì);DNA復(fù)制時(shí),不管復(fù)制多少次,含親代鏈的DNA都只有2個(gè),不含親代鏈的DNA分子數(shù)=總DNA分子數(shù)-2,經(jīng)5次復(fù)制共合成DNA分子25=32個(gè),其中不含親代DNA鏈的有30個(gè)。由(1)可知,該DNA分子含有X堿基50個(gè),32個(gè)DNA分子共含有X堿基32×50=1600個(gè),去掉原DNA分子含有的50個(gè),共須要消耗含X堿基的基本單位1550個(gè)。答案:(1)650050(2)模板DNA片段6種脫氧核苷酸DNA聚合酶(或解旋酶)301550(10分鐘·30分)1.(6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)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)2.(6分)探討人員將含14N-DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到15NH4Cl培育液中,培育24h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA熱變性處理,即解開雙螺旋,變成單鏈;然后進(jìn)行離心,離心管中出現(xiàn)的兩種條帶分別對(duì)應(yīng)圖中的兩個(gè)峰,則大腸桿菌的細(xì)胞周期為 ()A.4hB.6hC.8hD.12h【解析】選C。將含14N-DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到15NH4Cl培育液中,培育24h后提取子代大腸桿菌的DNA,DNA變性離心后,得到的14N-DNA單鏈占1/8,15N-DNA單鏈占7/8,則子代DNA共8個(gè),繁殖了3代,細(xì)胞周期為24/3=8(h),C正確。3.(18分)DNA的復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)料,可能的狀況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制三種。原委是哪種復(fù)制方式呢?下面設(shè)計(jì)試驗(yàn)來證明DNA的復(fù)制方式。 試驗(yàn)步驟:a.在氮源為14N的培育基中生長(zhǎng)的大腸桿菌,其DNA分子均為14N—DNA(比照)。b.在氮源為15N的培育基中生長(zhǎng)的大腸桿菌,其DNA分子均為15N—DNA(親代)。c.將親代含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為14N的培育基中,再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),經(jīng)離心處理,不同相對(duì)分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。(1)試驗(yàn)原理:15N可參加DNA分子中下列哪些成分的組成 ()A.脫氧核糖 B.腺嘌呤C.胞嘧啶 D.核糖(2)試驗(yàn)預(yù)料:①假如與比照(14N/14N)相比,子代Ⅰ能辨別出兩條DNA帶:一條輕(14N/14N)帶和一條重(15N/15N)帶,據(jù)此可得出什么結(jié)論?__。

②假如子代Ⅰ只有一條中密度帶,則可以解除______________,但不能確定是______________________。

③假如子代Ⅰ只有一條中密度帶,再接著做子代ⅡDNA密度鑒定:若子代Ⅱ可以分出______________和__________,則可以解除分散復(fù)制,同時(shí)確定半保留復(fù)制;假如子代Ⅱ不能分出______________密度兩條帶,則解除__________,同時(shí)確定為____________。

【解析】(1)試驗(yàn)原理:DNA分子中的含氮堿基含有N,脫氧核糖中沒有N。DNA分子中不含有核糖。(2)由圖示可知,深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈),淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此一個(gè)DNA分子第一