专题05-DNA的复制及相关计算-高一生物下学期期末复习高分突破(人教版2019)(解析版)

专题05DNA的复制及相关计算知识划重点1．沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式称作半保留复制。2．真核生物DNA的复制（1）概念：以__亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程____。（2）复制方式：半保留复制。（3）复制条件：①模板②原料③能量④酶（解旋酶、DNA聚合酶）（4）复制特点：①_____边解旋边复制_______；②_______半保留复制______。（5）复制意义：保持了遗传信息的连续性。（6）精确复制的原因：DNA双螺旋结构提供了复制的模板，碱基互补配对原则保证了复制的精确进行。3．与DNA复制有关的碱基计算（1）一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n（2）第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占2/2n（3）若某DNA分子中含碱基T为m个，①则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：m×（2n－1）②第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：m×2n－14．全方位理解基因(1)本质上，基因通常是有遗传效应的DNA片段。(2)结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。(3)功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。(4)位置上，基因在染色体上呈线性排列。5．DNA分子的多样性和特异性(1)多样性：DNA分子中共有4种类型的碱基，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化，若某个DNA分子具有n个碱基对，则DNA分子可有4n种组合方式，从而构成了DNA分子的多样性。(2)特异性：每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，构成了DNA分子的特异性。高分突破练1．如图所示是研究DNA复制方式的实验，根据这些实验结果进行的推论，正确的是()菌种：大肠杆菌培养条件与方法：(1)在含15NH4Cl的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记(甲图)；(2)转至含14NH4Cl的培养基中培养，每30分钟繁殖一代；(3)取出每代DNA样本，并离心。①丙是转入含14NH4Cl培养基中复制一代的结果②乙是转入含14NH4Cl培养基中复制二代的结果③出现丁的结果至少需要60分钟④戊图表示复制三代后不再具有15N标记的DNAA．①④B．①③C．②③D．①②③答案B解析由于DNA分子是半保留复制，而丙中全为中带，所以丙是转入14NH4Cl培养基中复制一代的结果，①正确；乙中是eq\f(1,2)重带、eq\f(1,2)中带，而DNA分子是半保留复制，所以复制后不可能有全重带的DNA存在，②错误；丁中是eq\f(1,2)中带、eq\f(1,2)轻带，说明DNA已复制两次，而复制一次需要30分钟，所以出现丁的结果至少需要60分钟，③正确；戊中全为轻带，表示不具有15N标记的DNA，而DNA分子是半保留复制，15N标记的DNA一直存在，④错误。综上所述，B正确。2．下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是()A．DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸，酶②催化碱基对之间的连接B．在复制过程中解旋和复制是同时进行的C．解旋酶能使双链DNA解开，并且不需要消耗ATPD．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子答案B解析酶①是解旋酶作用于氢键，酶②是DNA聚合酶催化脱氧核苷酸的连接，A项错误；解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP提供能量，C项错误；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D项错误。3．某未被32P标记的DNA分子含有1000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，将该DNA分子置于含32P的培养基中连续复制3次。下列有关叙述错误的是()A．所有子代DNA分子都含32PB．含32P的子代DNA分子中，可能只有一条链含32PC．第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸4900个D．子代DNA分子中不含32P的脱氧核苷酸链占总链数的1/8答案C解析一个DNA分子中含有腺嘌呤数＝1000－300＝700(个)，则第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数＝700×(23－22)＝2800(个)，C错误。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()答案D解析因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将分别进入不同的子代DNA分子中，故A、B项错误；第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C项中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，故C项错误、D项正确。5．体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP,37℃下保温。下列叙述中，正确的是()A．能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致B．不能生成DNA，因为缺少DNA模板C．能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联D．不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件答案B解析DNA复制的四个基本条件是模板、酶、能量、原料。没有加入模板DNA，所以无DNA生成。6．下列关于DNA复制的叙述，正确的是()A．DNA在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸B．有丝分裂前期细胞核中能进行DNA的复制C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D．复制结束后，每个新DNA中含有一条母链和一条子链答案D解析解旋酶作用于氢键，只是解开DNA的双螺旋结构，不能将DNA水解成脱氧核苷酸，A错误；在真核细胞中，DNA复制发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，B错误；DNA复制是半保留复制，解旋后，解开的每一条母链均可作为模板，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链，复制结束后，每个新DNA中含有一条母链和一条子链，C错误、D正确。7．DNA分子片段复制情况如图所示，图中a、b、c、d均表示脱氧核苷酸链的片段。下列说法错误的是()A．b和c的碱基序列可以互补B．a和c的碱基序列可以互补C．a中(A＋G)/(T＋C)的值与d中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相同D．a中(A＋T)/(G＋C)的值与b中(A＋T)/(G＋C)的值相同答案B解析由题意可知，a和d的碱基序列互补，a和b的碱基序列也互补，b和d的碱基序列相同，c和a的碱基序列相同，b和c的碱基序列互补；由于a和d的碱基序列互补，因此二者中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相同；由于a和b的碱基序列互补，因此二者中(A＋T)/(G＋C)的值相同，故选B。8．真核细胞中DNA复制如图所示，下列表述错误的是()A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则和精确的模板答案C解析DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，氢键的形成不需要酶的催化。9．一个双链被32P标记的DNA片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，将其置于含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是()A．该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是60个B．第三次复制过程需要240个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C．复制3次后，子代DNA中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7D．复制3次后，子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1∶3答案D解析该DNA片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，则腺嘌呤数目为100×2×20%＝40(个)，根据碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，故该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是eq\f(100×2－40×2,2)＝60(个)，A正确；第三次复制DNA分子数由4个变为8个，增加4个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸60×4＝240(个)，B正确；复制3次后，共得到8个DNA分子，16条DNA单链，其中只有2条单链含32P，含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7，C正确；由于DNA的复制为半保留复制，子代DNA均含31P，其中有2个DNA分子含32P，所以子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1∶4，D错误。10．DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“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解析根据DNA分子半保留复制的特点，经过两次复制得到的4个子代DNA分子中相应位点的碱基对U—A、A—T来自发生突变的亲代DNA的模板链，而G—C、C—G来自未发生突变的模板链。据此推断，“P”可能是G或C。11．某DNA分子含有3000个碱基，其中腺嘌呤占35%。若该DNA分子用含15N标记的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到结果如图甲；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到结果如图乙。下列有关分析正确的是()A．X层全部是仅含14N的DNA分子B．W层中含15N标记的胞嘧啶脱氧核苷酸有6300个C．X层中含有的氢键数是Y层的1/3D．W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为4∶1答案C解析DNA分子的复制为半保留复制，该DNA分子用含15N标记的脱氧核苷酸为原料复制3次，产生的8个DNA分子中均含15N标记，A错误；在含有3000个碱基的DNA分子中，腺嘌呤占35%，因此胞嘧啶占15%，共450个，所以W层中含15N标记的胞嘧啶脱氧核苷酸为450×(23－1)＝3150(个)，B错误；在DNA分子中，碱基之间通过氢键相连，DNA分子复制了3次，产生的8个DNA分子中，2个DNA分子同时含14N和15N,6个DNA分子只含15N，所以X层中含有的氢键数是Y层的1/3，C正确；由于DNA分子复制了3次，产生了8个DNA分子，含16条脱氧核苷酸链，其中含15N标记的有14条链，所以W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为14∶2＝7∶1，D错误。12．下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是()A．染色体就是基因B．一条染色体上有多个基因C．基因在染色体上呈线性排列D．染色体是基因的主要载体答案A解析染色体的主要成分是蛋白质和DNA，而基因通常是有遗传效应的DNA片段，因此染色体和基因不是同一种物质，A错误。13．下图是用集合的方法表示各种概念之间的关系，表中与图示相符的是()选项1234A染色体DNARNA基因BDNA基因脱氧核苷酸碱基C核酸DNA脱氧核苷酸基因D核酸染色体DNA基因答案B解析染色体由DNA和蛋白质组成，但是RNA不属于DNA，A项错误；一个DNA分子含有很多个基因，基因的基本单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由含氮碱基、磷酸和脱氧核糖组成，B项正确；基因不属于脱氧核苷酸，C项错误；核酸不包括染色体，D项错误。14．下列从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是()A．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性B．碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性C．一个含2000个碱基的DNA分子，其碱