2024年新教材高中生物課時素養(yǎng)評價九3.3DNA的復制含解析新人教版必修2

PAGE7-DNA的復制(20分鐘·70分)一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分)1.(2024·北京學考真題)一個DNA分子復制完成后,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,因此與另一條母鏈相同。2.DNA分子是雙螺旋結構,如圖是DNA分子的一個片段,下列有關說法錯誤的是 ()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分子復制時須要的一種酶,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項正確;②處是氫鍵,DNA分子復制時解旋酶作用于氫鍵,B項正確;把此DNA放在含15N的培育液中復制3代,子代中含15N的DNA占100%,C項錯誤;DNA的特異性表現(xiàn)在堿基的排列依次中,D項正確。3.細胞每次分裂時DNA都復制一次,每次復制都是 ()A.母鏈和母鏈,子鏈和子鏈,各組成一個子代DNAB.每條子鏈和與它堿基互補配對的母鏈組成子代DNAC.每條子鏈隨機地和兩條母鏈之一組成子代DNAD.母鏈降解,重新形成兩個子代DNA【解析】選B。每次復制形成的兩個子代DNA都是由每條子鏈和與它堿基互補配對的母鏈組成的。4.某探討小組進行“探究DNA的復制過程”的活動,結果如圖所示。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,條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是 ()A.本活動運用了同位素標記技術和離心技術B.a管的結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管的結果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是

14D.試驗結果說明DNA分子的復制是半保留復制【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,本活動運用了同位素標記技術和離心技術,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;試驗結果說明DNA分子的復制是半保留復制,D正確。5.若如圖為某個DNA片段的結構示意圖,下列說法錯誤的是 ()A.圖中數字⑤⑥⑦⑧分別是A、G、C、TB.DNA復制過程中解旋酶作用對象是⑨C.①②③構成一個胞嘧啶脫氧核苷酸D.該DNA片段復制3次須要游離的腺嘌呤核苷酸14個【解析】選C。分析題圖可知,⑤與T配對,⑤是A,⑥與C配對,⑥是G,⑦與G配對,⑦是C,⑧與A配對,⑧是T,A正確;DNA復制過程中,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象事實上是氫鍵,即使氫鍵斷裂,B正確;①②③不能構成胞嘧啶脫氧核苷酸,②③應當與下面一個與②相連的磷酸構成胞嘧啶脫氧核苷酸,C錯誤;該DNA片段復制3次形成8個子代DNA,每個須要游離的腺嘌呤核苷酸2個,但原始親代DNA不需原料合成,所以實際相當于只有7個子代DNA須要原料合成,即共需14個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,結合蛋白可以和解旋的DNA單鏈結合,并隨著子鏈的延長而與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復制具有邊解旋邊復制和半保留復制的特點D.結合蛋白與DNA單鏈結合不利于DNA新鏈的形成【解析】選C。rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋,則rep蛋白應為解旋酶,能破壞氫鍵,DNA雙鏈堿基之間的互補配對原則是A與T配對,C與G配對,即rep蛋白可破壞A與T、C與G之間的氫鍵,A錯誤;高溫處理DNA分子能使DNA雙鏈解旋,B錯誤;DNA復制的特點是邊解旋邊復制、半保留復制,C正確;DNA結合蛋白纏繞在DNA單鏈上,可防止單鏈之間重新螺旋化,對DNA新鏈的形成有利,D錯誤。7.某個DNA片段有500個堿基對,其中A和T共占堿基總數的40%。若該DNA片段復制兩次,則共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數為 ()A.300B.600C.900D.1200【解題指南】依據堿基互補配對原則,計算出各種堿基的個數,再計算出復制須要的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數?！窘馕觥窟xC。由題意可知,該DNA片段由500對堿基,即1000個堿基組成,G+C=1000-1000×40%=600個,G=C=300個,該DNA片段復制2次形成的DNA片段是22=4個,增加了3個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是:300×3=900個。8.用15N標記細菌的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。假設親代DNA分子為n個,則繁殖四代后,DNA分子總數為16n,其中,只含15N的DNA分子為0個,同時含14N和15N的DNA分子為2n個,只含14N的DNA分子有14n個,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)如圖為真核細胞中發(fā)生的一項生理過程示意圖,請據圖回答:(1)圖中表示的生理過程是________,此過程發(fā)生的主要場所是____________。

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

(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的復制過程,主要發(fā)生在細胞核中。(2)DNA復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。(3)已知一個親代DNA分子有P個堿基,其中腺嘌呤Q個,則胞嘧啶有(P/2-Q)個,所以連續(xù)進行此項生理過程n次,共消耗游離的胞嘧啶脫氧核苷酸(P/2-Q)(2n-1)個。(4)該過程得到的子代DNA與親代相同,緣由是DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制供應精確的模板、在復制過程中遵循堿基互補配對原則。答案:(1)DNA的復制細胞核(2)解旋ATP(3)(P/2-Q)(2n-1)(4)DNA獨特的雙螺旋結構為復制供應精確的模板、在復制過程中遵循堿基互補配對原則10.(15分)如圖是科學家對大腸桿菌自然DNA片段進行改造及對改造后的DNA表達過程進行探討的示意圖。請據圖回答下列問題: (1)改造后的大腸桿菌DNA片段可能含有自然界基本堿基對和“X-Y”的人工堿基對,由1000個基本單位組成的雙鏈人工DNA分子最多可能有________種;若這個由1000個基本單位組成的雙鏈人工DNA分子上有A150個、C300個,則該DNA片段中應有X__________個。

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

【解析】(1)依據圖解信息可知,人工DNA分子中有6種堿基,1000個基本單位組成的雙鏈DNA包含500個堿基對,因此,由1000個基本單位組成的雙鏈人工DNA分子最多可能有6500種。依據堿基互補配對原則可知,自然DNA分子中隨意兩個不能配對的堿基之和占該DNA分子堿基總數的一半,由此推知該人工DNA分子中隨意三個不能配對的堿基之和占該DNA分子堿基總數的一半,則A+C+X=500,X=50。(2)DNA復制須要模板DNA、6種脫氧核苷酸、ATP、DNA聚合酶、解旋酶等物質;DNA復制時,不管復制多少次,含親代鏈的DNA都只有2個,不含親代鏈的DNA分子數=總DNA分子數-2,經5次復制共合成DNA分子25=32個,其中不含親代DNA鏈的有30個。由(1)可知,該DNA分子含有X堿基50個,32個DNA分子共含有X堿基32×50=1600個,去掉原DNA分子含有的50個,共須要消耗含X堿基的基本單位1550個。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32P標記的噬菌體侵染在31P環(huán)境中培育的大腸桿菌,已知噬菌體DNA上有m個堿基對,其中胞嘧啶有n個,以下敘述不正確的是 ()A.大腸桿菌為噬菌體增殖供應原料和酶等B.噬菌體DNA含有(2m+n)C.該噬菌體繁殖四次,子代中只有14個噬菌體含有31PD.噬菌體DNA第四次復制共須要8(m-n)個腺嘌呤脫氧核苷酸【解析】選C。噬菌體營寄生生活,大腸桿菌為噬菌體增殖供應原料、能量、酶和場所等,A正確;噬菌體中含有雙鏈DNA,胞嘧啶有n個,鳥嘌呤有n個,腺嘌呤數目=胸腺嘧啶數目=(2m—2n)/2=m-n(個),A與T之間有兩個氫鍵,G與C之間有三個氫鍵,所以噬菌體DNA含有的氫鍵數目=(m-n)×2+n×3=2m+n(個),B正確;DNA復制方式是半保留復制,該噬菌體繁殖四次,一共可形成16個噬菌體,其中子代中含有32P的噬菌體有2個,含有31P的噬菌體有16個,只含有31P的噬菌體有14個,C錯誤;噬菌體DNA第四次復制共須要的腺嘌呤脫氧核苷酸數目=24×(m-n)-23×(m-n)=8(m-n)(個2.(6分)探討人員將含14N-DNA的大腸桿菌轉移到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;然后進行離心,離心管中出現(xiàn)的兩種條帶分別對應圖中的兩個峰,則大腸桿菌的細胞周期為 ()A.4hB.6hC.8hD.12h【解析】選C。將含14N-DNA的大腸桿菌轉移到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,繁殖了3代,細胞周期為24/3=8(h),C正確。3.(18分)DNA的復制方式可以通過設想來進行預料,可能的狀況是全保留復制、半保留復制、分散復制三種。原委是哪種復制方式呢?下面設計試驗來證明DNA的復制方式。 試驗步驟:a.在氮源為14N的培育基中生長的大腸桿菌,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的大腸桿菌轉移到氮源為14N的培育基中,再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),經離心處理,不同相對分子質量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。(1)試驗原理: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)試驗預料: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,據此可得出什么結論?__。

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__________,則可以解除分散復制,同時確定半保留復制;假如子代Ⅱ不能分出______________密度兩條帶,則解除__________,同時確定為____________。

【解析】(1)試驗原理: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DNA分子第一