（新教材适用）高中生物第2章遗传信息的复制与表达第1节遗传信息的复制课后习题北师大版必修2

第2章遗传信息的复制与表达第一节遗传信息的复制基础巩固1.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,则该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是图211中的()。图211答案:D解析:DNA的复制方式为半保留复制,第一次复制后,2个子代DNA都是一条链为白色,另一条链为灰色;第二次复制后,产生的4个DNA有8条链,新产生的4条链为黑色,分别与原来的链结合。2.真核细胞的某生理过程如图212所示,下列叙述错误的是()。图212A.酶1可使磷酸二酯键断裂,酶2可催化磷酸二酯键的形成B.a链和b链的方向相反,a链与c链的碱基序列相同C.该图表示DNA的半保留复制过程,遗传信息的传递方向是DNA→DNAD.c链和d链中G+C所占比例相等,该比值越大,DNA热稳定性越高答案:A解析:酶1是解旋酶,断裂的是氢键,酶2是DNA聚合酶,可催化磷酸二酯键的形成。3.一个用15N标记的DNA分子,放在没有标记的环境中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的()。A.1/4 B.1/8C.1/16 D.1/32答案:C解析:DNA复制是半保留复制,复制5次,形成32个DNA分子,其中被标记的有2个。4.假设一个DNA分子中含有1000个碱基对,将这个DNA分子放在含32P标记的脱氧核糖核苷酸的培养基中让其复制一次,则新形成的一个DNA分子的相对分子质量比原来增加了()。A.1000 B.2000C.500 D.无法确定答案:A解析:一个DNA分子中含有1000个碱基对,每条链含1000个碱基,复制一次后新形成的DNA保留母链的一条。利用32P标记的原料合成新链,每条新链的相对分子质量增加了1000。5.某双链DNA分子中含有200个碱基,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子()。A.含有4个游离的磷酸基团B.连续复制2次,需要游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸210个C.A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7D.碱基排列方式共有4100种答案:C解析:一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团,A项错误。由一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,计算得出一条链上的100个碱基中,A、T、G、C的数量依次是10个、20个、30个、40个,另一条链上A、T、G、C的数量则依次是20个、10个、40个、30个。故该DNA中腺嘌呤脱氧核糖核苷酸数为10+20=30(个),连续复制2次,需要游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸数为(221)×30=90(个),B项错误。4种碱基的比例是A∶T∶G∶C=(10+20)∶(20+10)∶(30+40)∶(40+30)=30∶30∶70∶70=3∶3∶7∶7,C项正确。含200个碱基的DNA在不考虑每种碱基比例关系的情况下,可能的碱基排列方式共有4100种,但因碱基数量比例已确定,故碱基排列方式肯定少于4100种,D项错误。6.具有A个碱基对的一个DNA分子中含有m个腺嘌呤,则该DNA分子第n次复制时需要多少个游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸?()A.(2n1)·(Am)个B.2n-1·C.(2n1)·(A/2m)个D.2n·(A/2m)个答案:B解析:DNA复制n次形成2n个DNA,亲代DNA中的G=(2A2m)/2(个),则第n次复制时需要游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸为2n1×(2A2m)/2=2n1·(Am)(个)。7.1个无标记的DNA(亲代DNA)在含15N的环境中复制,若第一代DNA的1条单链出现差错,则第二代DNA中,差错DNA链占所有单链的比例和含15N的DNA占全部DNA的比例分别是()。A.1/3,1 B.1/4,1C.1/3,1/2 D.1/4,1/2答案:B8.图213为细胞核内控制呼吸酶合成的某DNA片段(15N标记)局部结构示意图,该DNA片段中A占全部碱基的20%。下列说法正确的是()。图213A.该DNA片段一定存在于细胞核内的染色体上B.该DNA的一条脱氧核糖核苷酸链中(C+G)∶(A+T)=3∶2C.解旋酶作用于①部位,DNA聚合酶作用于②部位D.将该细胞置于含14N的培养液中完成三个细胞周期,含14N的子细胞占75%答案:B解析:真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA,A项错误。双链DNA分子中可配对的碱基和之比即(G+C)/(A+T)在两条单链及双链中相等,故DNA的一条脱氧核糖核苷酸链中(G+C)∶(A+T)=(30%+30%)∶(20%+20%)=3∶2,B项正确。解旋酶使氢键断裂,双螺旋解开,作用于②部位,DNA聚合酶形成磷酸二酯键,作用于①部位,C项错误。DNA分子复制为半保留复制,故DNA分子在含14N的培养液中复制,子代中都含有14N,D项错误。9.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14NDNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15NDNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如图214所示。请分析回答下列问题。图214图215(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是,另一条链是。

(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到的细菌的DNA用同样的方法分离,将DNA分子可能出现在试管中的位置在图215中标出。答案:(1)15N母链14N新链(2)如图D13所示:图D13能力提升1.研究发现rep蛋白可以将DNA双链解旋,结合蛋白可以和解旋的DNA单链结合,并随着子链的延伸而与DNA单链分离。下列叙述正确的是()。A.rep蛋白能使A与C、T与G之间的氢键断裂B.低温处理DNA分子也可以使DNA双链解旋C.DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点D.结合蛋白与DNA单链结合不利于DNA新链的形成答案:C解析:rep蛋白可以将DNA双链解旋,则rep蛋白应为解旋酶,能破坏氢键。在DNA双链中,A与T配对,C与G配对,即rep蛋白可破坏A与T、C与G之间的氢键,A项错误。高温处理DNA分子能使DNA双链解旋,而低温不可以,B项错误。DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制,C项正确。DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上,可防止单链之间重新螺旋化,对DNA新链的形成有利,D项错误。2.BrdU能替代T与A配对而渗入新合成的DNA链。将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中分别培养到第一、第二个细胞周期的中期。下列有关说法错误的是()。A.1条染色体形成2条染色单体的同时,DNA也完成了复制B.1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上C.第一个细胞周期的中期,每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核糖核苷酸链含BrdUD.第二个细胞周期的中期,每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核糖核苷酸链含BrdU答案:C解析:第一个细胞周期的中期,DNA分子只复制了1次,根据DNA分子半保留复制的特点,每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核糖核苷酸链含BrdU,C项错误。3.图216表示DNA复制的过程,结合图示分析,下列有关叙述错误的是()。图216A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开B.DNA分子的复制具有双向复制的特点C.DNA分子具有多起点复制的特点,缩短了复制所需的时间D.DNA分子的复制需要DNA聚合酶催化合成子链答案:C解析:从题图中可以看出,在起点处,双链解开,形成单链,然后以解开的每一条单链为模板合成相应的子链,A项正确。题图中从起点开始,复制叉向两个方向延伸,B项正确。题图中只表示出一个起点,从图中无法获得有关DNA分子多起点复制的信息,C项错误。DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶等的作用,D项正确。4.女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36mm,DNA复制速率约为4μm/min,但复制过程仅需40min左右即完成。这是因为DNA分子()。A.边解旋边复制B.以半保留方式复制C.复制起点多,分段同时复制D.DNA双链同时复制答案:C解析:由题意知,DNA分子长达36mm,复制速率为4μm/min,理论上复制时间大约是9×103min,而实际上只需40min左右,故其原因应该是DNA分子复制起点多,分段同时复制。5.科学家在研究DNA的复制方式时,提出了三种模型:全保留复制、半保留复制和弥散复制(如图217所示)。将15N标记的大肠杆菌在含14N的培养液中连续培养两代(Ⅰ和Ⅱ),先后提取每代的DNA并离心。下列有关叙述错误的是()。图217A.DNA的复制需要模板、原料、能量、酶等基本条件B.若为全保留复制,m个15N标记的DNA在不含15N的环境中复制n代,子代中应有m个15N标记的DNAC.子一代(Ⅰ)DNA离心后出现1条密度带,说明DNA的复制方式是半保留复制D.若为弥散复制,产生的子一代(Ⅰ)DNA与亲代DNA的遗传信息相同答案:C解析:模板、原料、能量、酶、引物等都是DNA复制的基本条件,A项正确。若为全保留复制,DNA复制后又恢复为原来的双链,则m个含15N标记的DNA在不含15N的环境中复制n代,子代中有m个应含15N标记的DNA,B项正确。子一代(Ⅰ)DNA离心后出现1条密度带,说明DNA的复制方式是半保留复制或弥散复制,不可能是全保留复制,C项错误。若为弥散复制,子代的遗传信息来自亲代,则产生的子一代(Ⅰ)DNA与亲代DNA的遗传信息相同,D项正确。6.研究人员将1个含14NDNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中,培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋,变成单链,然后进行密度梯度离心,试管中出现2种条带(如图218所示)。下列说法正确的是()。图218A.由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为6hB.根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式C.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键D.若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到2条条带答案:D解析:14N单链∶15N单链=1∶7,说明DNA复制了3次,因此可推知该细菌的细胞周期大约为24÷3=8(h),A项错误。由于DNA经过热变性后解开了双螺旋,变成单链,所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况,无法判断DNA的复制方式,B项错误。解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键,C项错误。子代DNA有8个,其中有2个一条链含15N,另一条链含14N,有6个只含15N,若直接将子代DNA进行密度梯度离心会得到中带和重带2条条带,D项正确。7.图219中DNA分子有a和d两条链,将图219中某一片段放大后如图2110所示,结合所学知识回答下列问题。图219图2110(1)图219中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核糖核苷酸连接成脱氧核糖核苷酸链,从而形成子链,则A是酶,B是酶。(2)图219中,从DNA复制结果看,DNA复制的特点是;从DNA复制过程看,DNA复制的特点是。

(3)写出图2110中数字代表的结构的中文名称:[7],[10]。

(4)从图2110看,DNA双螺旋结构的主要特点是①DNA分子由两条脱氧核苷酸链按方式盘旋成双螺旋结构;②DNA分子中的构成基本骨架,排列在外侧;③两条链上的碱基通过连接成碱基对,排列在内侧,并且遵循原则。(5)DNA分子的复制需要等基本条件,能够为复制提供精确的模板,通过,保证了复制准确无误地进行。

答案:(1)解旋DNA聚合(2)半保留复制边解旋边复制(3)胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸链(4)反向平行脱氧核糖和磷酸氢键碱基互补配对(5)模板、原料、能量和酶DNA分子独特的双螺旋结构碱基互补配对8.1958年,Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制,此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究(见图2111)。请回答下列问题。图2111(1)DNA分子呈结构,DNA复制开始时首先必须解旋,从而在复制起点位置形成复制叉(如图2111中①所示)。因此,研究中可以根据复制叉的数量推测。

(2)1963年,Cairns将不含放射性的大肠杆菌(其拟核DNA呈环状)放在含有3H胸腺嘧啶的培养基中培养,进一步证明了DNA的半保留复制。根据大肠杆菌亲代环状DNA示意图,用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注:以“”表示含放射性的脱氧核糖核苷酸链)。

(3)有人为探究DNA的复制从起点开始以后是单向进行的还是双向进行的,将不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H胸腺嘧啶的培养基中培养,给予适当的条件,让其进行复制,得到③所示结果,这一结果说明。

(4)为了研究大肠杆菌的DNA复制是单起点复制还是多起点复制,用第(2)小题的方法,观察到大肠杆菌DNA复制的过程如图2111中④所示,这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是起点复制的。

答案:(1)(规则的)双