2024春新教材高中生物课时跟踪检测十二DNA的复制基因通常是有遗传效应的DNA片段新人教版必修2

PAGE课时跟踪检测（十二）DNA的复制、基因通常是有遗传效应的DNA片段[理解·巩固·落实]1．判断下列叙述的正误，对的打“√”，错的打“×”。(1)DNA复制是以DNA的一条链为模板进行的。(×)(2)DNA分子复制时总是先解旋后复制，而且每个子代DNA分子中都保留了一条母链。(×)(3)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。(×)(4)DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中。(√)(5)碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。(√)(6)任何生物的基因都是有遗传效应的DNA片段。(×)2．下列关于DNA分子复制的叙述，错误的是()A．以脱氧核苷酸为原料B．需要解旋酶和能量C．边解旋边复制，复制出的子代DNA一般与亲代完全一样D．在DNA聚合酶的作用下，模板链和子链之间形成氢键解析：选DDNA分子复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料，A正确。DNA复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶的催化并且消耗ATP，B正确。从结果看，DNA的复制方式为半保留复制；从过程看，DNA的复制方式为边解旋边复制，由于以DNA双链为模板，遵循碱基互补配对原则，所以一般情况下复制出的子代DNA与亲代完全一样，C正确。在DNA聚合酶的作用下，形成磷酸二酯键而不是氢键，D错误。3．下列关于基因、DNA和染色体关系的说法，错误的是()A．染色体是基因的主要载体B．一条染色体上只有一个DNA分子C．一个DNA分子上有许多个基因D．基因上脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏着遗传信息解析：选B染色体是基因的主要载体，A正确；DNA复制前一条染色体含一个DNA分子，DNA复制后一条染色体含两个DNA分子，B错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有许多个基因，C正确；基因上脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏着遗传信息，D正确。4．某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是()解析：选D亲代DNA双链用白色表示，DNA复制方式是半保留复制，因此复制一次后得到的两个DNA分子只含有白色和灰色，而第二次复制得到的四个DNA分子以这两个DNA分子的四条链为模板合成的四个DNA分子中，都含有黑色的DNA子链，D正确。5．DNA的多样性和特异性分别决定于()A．碱基对不同的排列顺序和碱基特定的排列顺序B．细胞分裂的多样性和DNA复制的稳定性C．碱基对不同的排列顺序和碱基互补配对原则D．DNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性解析：选A碱基对的不同排列顺序决定了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序又构成了每个DNA的特异性。故选A。6．科学研究发现，小鼠体内HMIGIC基因与肥胖直接相关。具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，这说明()A．基因在DNA上 B．基因在染色体上C．基因具有遗传效应 D．DNA具有遗传效应解析：选C该题干中没有涉及基因和DNA、染色体的关系；由题干信息分析可知，肥胖这一性状是由HMIGIC基因决定的，说明基因控制生物体的性状，具有遗传效应；该实验中没有涉及性状表现与DNA的关系，因此不能说明DNA具有遗传效应。故选C。7．用32P标记玉米体细胞(含有20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期及所产生的子细胞中，被32P标记的染色体数分别为()A．20、40、20 B．20、20、20C．20、20、0～20 D．20、40、0～20解析：选C根据题意可知，用32P标记玉米体细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，由于DNA复制方式为半保留复制，经过第一次分裂产生的子细胞中的20条染色体中的DNA分子均有放射性标记，但只有其中的一条单链被标记；经过再一次的DNA复制后，第二次有丝分裂中期时，染色单体没有分开，而这2条没有分开的染色单体上，其中有1条被32P标记，导致整条染色体也被32P标记，即第二次有丝分裂中期20条染色体都被标记，第二次有丝分裂后期有40条染色体，其中被标记的有20条，随后发生彼此分离的子染色体随机组合进入不同的子细胞中，因此在第二次分裂产生的子细胞中含有被32P标记的染色体数可能为0～20个不等。故选C。8.用15N标记亲代大肠杆菌，然后转至以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养，已知细菌繁殖一代需20min，实验过程中，每隔20min收集并提取DNA进行离心，如图是两次收集的子代DNA离心结果模拟示意图。下列有关叙述正确的是()A．乙结果的出现需要40minB．丁中两层DNA所含的氢键数相等C．丙中每个DNA中碱基排列顺序不同D．随着繁殖次数的增加，丙图所示位置的条带将会消失解析：选B由于DNA复制方式是半保留复制，所以乙结果中不会出现只有15N标记的DNA，A错误；由于DNA复制产生的子代DNA相同，所以丁中两层DNA所含的氢键数相等，B正确；丙中每个DNA中碱基排列顺序都相同，C错误；随着繁殖次数的增加，丙图所示位置的条带所占比例越来越小，但不会消失，D错误。9．图1中DNA分子有a和d两条链，Ⅰ和Ⅱ均是DNA分子复制过程中所需要的酶，将图1中某一片段放大后如图2所示。请分析回答下列问题：(1)从图1可看出DNA复制的方式是____________，Ⅰ是________酶，Ⅱ是________酶。(2)图2中，DNA分子的基本骨架由________(填序号)交替连接而成，该DNA片段中含有________个游离的磷酸基团。(3)图2中④名称是__________________________。一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T之间通过“____________________________”连接。(4)该过程发生的时间为____________________________________________________。(5)DNA分子复制时，在有关酶的作用下，以母链为模板，以游离的____________为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。(6)若亲代DNA分子中A＋T占60%，则子代DNA分子某一条单链中A＋T占________%。(7)若将含14N的细胞放在只含15N的环境中培养，使细胞连续分裂4次，则最终获得的子代DNA分子中，含14N的占________。解析：(1)从图1可看出DNA复制的方式是半保留复制，Ⅰ是解旋酶，Ⅱ是DNA聚合酶。(2)图2中，DNA分子的基本骨架由②脱氧核糖与③磷酸交替连接而成，该DNA片段中含有2个游离的磷酸基团。(3)图2中④名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T之间通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。(4)DNA复制发生的时间为有丝分裂间期或减数分裂Ⅰ前的间期。(5)DNA分子复制时，在有关酶的作用下，以母链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。(6)若亲代DNA分子中A＋T占60%，子代DNA分子某一条单链中A＋T也占60%。(7)若将含14N的细胞放在只含15N的环境中培养，使细胞连续分裂4次，则最终获得的子代DNA分子中，含14N的占1/8。答案：(1)半保留复制解旋DNA聚合(2)②③2(3)胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核糖磷酸脱氧核糖(4)有丝分裂间期或减数分裂Ⅰ前的间期(5)脱氧核苷酸(6)60(7)1/8[迁移·应用·发展]10．(2023·山东高考)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5′端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是()A．据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象B．甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等C．丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等D．②延伸方向为5′端至3′端，其模板链3′端指向解旋方向解析：选D据图分析，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，且①和②是互补的，则丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；由题意可知，①的5′端指向解旋方向，则②的3′端指向解旋方向，其模板链5′端指向解旋方向，其延伸方向为5′端至3′端，D错误。11．科学家运用同位素标记、密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。请回答问题：(1)研究者用蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：步骤A将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间步骤C在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布步骤B取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间①步骤A的目的是标记细胞中的________分子。若依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制的产物应符合甲图中的__________(填字母)。②若第二个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的__________，且第三个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的__________，则假说成立。(均填字母)(2)研究者为进一步确定“DNA半保留复制”的假说，将两组大肠杆菌分别在15NH4Cl培养液和14NH4Cl培养液中繁殖多代，培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成四种__________分子，作为DNA复制的原料，最终得到含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌。(3)实验一：从含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100℃条件下进行热变性处理，然后进行密度梯度离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。热变性处理导致DNA分子中碱基对之间的__________发生断裂，形成两条DNA单链，因此图a中出现两个峰。(4)实验二：研究人员将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA)，将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带对应图b中的两个峰。若将未进行热变性处理的F1DNA进行密度梯度离心，则离心管中只出现一个条带。据此分析，F1DNA是由__________(填序号)组成，作出此判断的依据是__________(填序号，多选)。①两条15N­DNA单链②两条14N­DNA单链③两条既含15N、又含有14N的DNA单链④一条15N­DNA单链、一条14N­DNA单链⑤双链的F1DNA密度梯度离心结果只有一个条带，排除“全保留复制”⑥单链的F1DNA密度梯度离心结果有两个条带，排除“弥散复制”⑦图b与图a中两个峰的位置相同，支持“半保留复制”解析：(1)胸腺嘧啶是合成DNA的原料，因此步骤A的目的是标记细胞中DNA分子。依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制形成的子代DNA分子中有一条链为亲代链，另一条链为新合成的子链，即图甲中的a。若假说成立，即DNA分子的复制方式为半保留复制，则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图乙中的e；第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图中的e和f。(2)脱氧核糖核苷酸分子是DNA复制的原料，脱氧核糖核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成四种脱氧核糖核苷酸。(3)DNA分子中碱基对之间以氢键相连，热变性处理导致DNA分子中碱基对之间的氢键发生断裂，形成两条DNA单链。(4)将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA链均含14N。根据半保留复制的特点，第一代的2个DNA分子都应一条链含15N，一条链含14N，故选④。若将未进行热变性处理的F1DNA进行密度梯度离心，则离心管中只出现一个条带，将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，则离心管中出现的两种条带，即14N条带和15N条带，对应图b中的两个峰。若为全保留复制，则双链的F1DNA，1个DNA分子两条链都是14N,1个DNA分子两条链都是15N，密度梯度离心结果有2个条带，1个14N条带，1个15N条带，而本实验双链的F1DNA密度梯度离心结果只有一个条带，排除“全保留复制”。若为弥散复制则单链的F1DNA密度梯度离心结果只有1个条带，而本实验单链的F1DNA密度梯度离心结果有两个条带，排除“弥散复制”。从含15N的大肠杆菌和