【生物】DNA的復制同步練習-2023-2024學年高一下學期生物人教版必修二

3.3DNA的復制一、DNA半保留復制的實驗證據(jù)1．(2023·鄭州外國語學校調(diào)研)對于DNA分子的復制方式，有人猜測除半保留復制外，還可能存在以下兩種情況：第一種，親代DNA分子結構不變，子代DNA分子完全利用培養(yǎng)液中的原料合成；第二種，親代DNA分子分成多個片段，以各個片段為模板合成子片段，最后形成的DNA分子由親代DNA片段和子代DNA片段間隔排列形成。下列能體現(xiàn)DNA半保留復制的組合是()①大腸桿菌的DNA都被15N標記，提取DNA離心，位于離心管的重帶位置②15N標記的大腸桿菌轉移到14N的培養(yǎng)液中③分裂一次，提取大腸桿菌DNA離心，DNA在離心管的中帶位置④分裂一次，提取大腸桿菌DNA離心，DNA在離心管的重帶和輕帶位置⑤分裂兩次，提取大腸桿菌DNA離心，DNA位于離心管的中帶位置⑥分裂兩次，提取大腸桿菌DNA離心，DNA位于離心管的中帶和輕帶位置①②③B．①②④ C．①②③⑤ D．①②③⑥2．(2023·成都模擬)研究人員將1個含14N－DNA的大腸桿菌轉移到15NH4Cl培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24h后提取子代大腸桿菌的DNA，將DNA加熱處理，即解開雙螺旋，變成單鏈；然后進行密度梯度離心，試管中出現(xiàn)的兩種條帶含量如圖所示。下列說法正確的是()A．子代DNA分子共有8個，其中有1個DNA分子含有14NB．該實驗可用來探究DNA的半保留復制方式和細胞周期持續(xù)時間C．解開DNA雙螺旋的實質(zhì)是破壞核苷酸之間的磷酸二酯鍵D．若直接將子代DNA分子進行密度梯度離心，則相應的條帶含量比為1∶33.科學家曾推測DNA復制方式有如圖甲所示的三種方式。1958年,梅塞爾森和斯塔爾用密度梯度離心的方法,追蹤由15N標記的DNA親本鏈的去向,實驗過程是將親代大腸桿菌轉移到含14N的培養(yǎng)基上,再連續(xù)繁殖兩代(子Ⅰ代和子Ⅱ代)后離心得到如圖乙所示的結果。下列有關敘述正確的是 ()甲乙A.若子Ⅰ代離心后只有中密度帶,則一定是半保留復制B.區(qū)分分散復制和半保留復制,要從子Ⅱ代離心結果開始C.如果將子Ⅰ代DNA分子解旋后再離心,則三種復制方式的結果是一樣的D.若DNA確實是半保留復制,則復制5代后,含14N的DNA分子占15/16二、與DNA復制有關的計算4．一個3H充分標記的DNA分子含有200個堿基，其中鳥嘌呤的數(shù)量為60個，該DNA分子在不含有放射性標記的培養(yǎng)物中經(jīng)過m次復制后，含有3H標記的DNA與不含3H標記的DNA之比為1∶7，在復制過程中需要的胸腺嘧啶的數(shù)量為n個，則m、n分別為()A．3、420B．3、280C．4、600D．4、9005．某雙鏈DNA分子共含有1000個堿基對，其所含氮元素用15N標記，再將其置于含14N脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中。該DNA復制n次后，下列相關敘述錯誤的是()A．第n代DNA分子中，含有15N的只有2個B．該過程消耗的脫氧核苷酸中含嘌呤堿基的占50%C．第n代DNA分子中都含有14N標記的堿基D．該過程消耗的脫氧核苷酸總數(shù)為2000×2n＋16．(2023·唐山模擬)噬藻體是侵染藍細菌細胞的DNA病毒，假設噬藻體的DNA含腺嘌呤400個，共有1000個堿基對，一個32P標記的噬藻體侵染被31P標記的藍細菌細胞，最終釋放出100個子代噬藻體。下列有關分析錯誤的是()A．釋放出的子代噬藻體中的DNA均含有31PB．噬藻體DNA在藍細菌細胞內(nèi)至少需要復制7次C．噬藻體DNA第3次復制需要消耗胞嘧啶2.4×103個D．噬藻體DNA復制所需的模板、原料和酶均來自藍細菌細胞7．如圖為某DNA分子片段，假設該DNA分子中有5000對堿基，A＋T占堿基總數(shù)的34%。若該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制2次，下列敘述正確的是()A．復制時作用于③處的酶為DNA聚合酶B．DNA分子復制2次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸9900個C．④處指的是腺嘌呤核糖核苷酸D．子代中含15N的DNA分子占1/2三、分析DNA復制的過程8．如圖所示為DNA復制過程中的一個復制泡，①～⑨代表相應位置。下列敘述不正確的是()A．DNA的兩條鏈均為復制模板B．該復制泡的DNA解旋是雙向的C．DNA分子的雙鏈是反向平行的，①④⑨為3′－端D．若該片段堿基T占20%，則復制后堿基C占30%9．(2023·湖北重點中學聯(lián)考)玉米條紋病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈環(huán)狀DNA分子。如圖為該病毒DNA在玉米細胞內(nèi)的復制過程。相關敘述正確的是()A．DNA復制時A與U、G與C進行配對B．DNA復制時以四種脫氧核糖核苷酸為原料C．形成子代DNA時，親代DNA邊解旋邊復制D．新合成的互補鏈是子代病毒的遺傳物質(zhì)10．(2022·廣東)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環(huán)化(如圖)，該線性分子兩端能夠相連的主要原因是()A．單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等B．分子骨架同為脫氧核糖與磷酸C．單鏈序列的堿基能夠互補配對D．自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同11.(2023山西呂梁二模,4)如圖表示大腸桿菌質(zhì)粒DNA的復制過程,其中復制叉是DNA復制時在DNA鏈上形成的Y型結構。若該細菌的質(zhì)粒DNA含有的堿基數(shù)目為m,胸腺嘧啶數(shù)目為a,下列敘述錯誤的是 ()A.該DNA復制的特點為邊解旋邊復制、雙向復制B.該過程需要解旋酶和DNA酶的參與,且兩種酶發(fā)揮作用時均消耗ATPC.該DNA復制n次,消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為(2n-1)×(m/2-a)D.該DNA復制一次,共形成m個磷酸二酯鍵12．DNA聚合酶不能從頭合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈，因此在復制過程中需要RNA引物，如圖表示DNA復制過程。下列相關分析不正確的是()A．DNA復制時存在A、U堿基配對現(xiàn)象B．DNA復制是多種酶參與的物質(zhì)合成過程C．兩條子鏈延伸的方向都是由5′－端到3′－端D．DNA聚合酶與DNA連接酶的底物相同四、有絲分裂染色體的標記情況13．將洋蔥根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)液中繼續(xù)完成一個細胞周期。下列敘述正確的是()A．第一個細胞周期中，細胞內(nèi)放射性迅速升高的時期是分裂前期B．第一個細胞周期結束后，每個子細胞中都有一半的染色體被標記C．第二個細胞周期的分裂中期，每條染色體中僅有一條染色單體被標記D．完成兩個細胞周期后，每個子細胞中含3H標記的染色體數(shù)目相同14．果蠅的體細胞含有8條染色體?，F(xiàn)有一個果蠅體細胞，它的每條染色體的DNA雙鏈都被32P標記。如果把該細胞放在不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其連續(xù)分裂，那么將會在第幾次細胞分裂中出現(xiàn)每個細胞的中期和后期都有8條染色體被32P標記()A．第1次B．第2次C．第3次D．第4次五、減速分裂染色體的標記情況15．(2023·武漢模擬)某精原細胞(2N＝6)中DNA被32P充分標記后，在不含32P的培養(yǎng)液中進行一次有絲分裂再進行減數(shù)分裂共產(chǎn)生8個精細胞(不考慮染色體數(shù)目變異)。下列有關敘述錯誤的是()A．減數(shù)分裂Ⅰ中期，每個細胞中一定有6條染色體含有32PB．減數(shù)分裂Ⅰ后期，每個細胞中一定有6條染色體含有32PC．減數(shù)分裂Ⅱ中期，每個細胞中一定有3條染色體含有32PD．減數(shù)分裂完成后，每個細胞中一定有3條染色體含有32P16.(2023·濟寧模擬)將兩條單鏈均被32P標記的基因A導入不含32P標記的某動物精原細胞中，且基因A的插入位置如圖所示。將該精原細胞置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，得到4個子細胞，檢測子細胞中的標記情況。若不考慮互換和變異，下列敘述錯誤的是()A．可能出現(xiàn)2個子細胞含32P、2個子細胞不含32P的情況B．可能出現(xiàn)3個子細胞含32P、1個子細胞不含32P的情況C．若4個子細胞中均含32P，則該精原細胞一定進行了減數(shù)分裂D．若該精原細胞進行兩次有絲分裂后，可能兩個子細胞中含有32P17.閱讀下列材料，回答下列問題：復制后擬核DNA分離的原理細菌分裂時，其擬核DNA以特定的一個部位特異性地結合在細胞膜的附著點上。擬核DNA復制形成的兩個子DNA隨著細胞膜的生長而分離，分別進入兩個子細胞中①(如圖)。(1)結合圖示，從遺傳穩(wěn)定性的角度分析，細菌細胞膜的附著點在細菌細胞分裂中的意義是_____________________________________________________。有絲分裂時，動物細胞中與圖示過程中細菌細胞膜的作用相似的結構是______________。(2)擬核DNA上的復制原點發(fā)生突變后，會影響擬核DNA與細胞膜的結合。推測擬核DNA通過復制原點與細胞膜附著點的蛋白質(zhì)特異性結合。為驗證該推測，實驗思路如下：①設法從擬核DNA與細胞膜結合的復合物上分離出與細胞膜結合的DNA片段，以________________為探針，與該片段進行DNA分子雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則表明細菌擬核DNA與細胞膜結合的部位是其復制原點。②設法分離出擬核DNA與細胞膜結合的復合物中的膜蛋白a和脂質(zhì)a、非結合部位的膜蛋白b和脂質(zhì)c，用復制原點分別對它們進行專一性結合檢測，若_______________________________________________________________________________________________________________，則表明細胞膜上與復制原點結合的是該結合部位的特定蛋白質(zhì)。18．為探索DNA復制的具體過程，科學家做了如下實驗：20℃條件下，在培養(yǎng)基中添加用3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)大腸桿菌增殖多代，再用未標記的T4噬菌體侵染這些大腸桿菌，培養(yǎng)不同時間后阻斷DNA復制，將DNA變性處理為單鏈，離心分離并檢測離心管不同位置的放射性強度，結果如圖所示(DNA片段越短，與離心管頂部距離越近)。請回答下列問題：(1)DNA復制時，催化單個脫氧核苷酸連接到已有DNA鏈上的酶是____________，DNA分子的________結構能夠為復制提供精確的模板，DNA復制的方式為____________。(2)新形成的T4噬菌體帶有放射性標記的原因是___________________________________________________________。(3)根據(jù)上述實驗結果推測，DNA復制時子鏈合成的過程可能是先合成較短的DNA片段，之后在DNA連接酶的作用下，________________________________。若抑制DNA連接酶的功能，重復上述實驗，可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象是__________________________________________________________。答案1-5DDBCD6-10DBCDC11-15BDCBD16C17.答案：（1）將復制形成的兩個DNA分子平均分到兩個子細胞(或使遺傳物質(zhì)平均分配到子細胞中)紡錘體(或中心體)（2)(標記的)復制原點片段只有膜蛋白a能與復制原點進行專一性結合(或膜蛋白a與復制原點進行專一性結合，脂質(zhì)a、非結合部位的膜蛋白b和脂質(zhì)c不與復制原點進行專一性結合)18.答案(1)DNA聚合酶雙螺旋半保留復制(2)大腸桿菌以培養(yǎng)基中3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸為原料合成DNA，T4噬菌體寄生在大腸桿菌體內(nèi)，合成DNA的原料全部來自大腸桿菌(3)較短的DNA片段連接成DNA長鏈隨著時間推移，與離心管頂部距離較近的區(qū)域放射性一直較強1.D解析①大腸桿菌的DNA都被15N標記，兩條鏈均含15N的親代DNA經(jīng)離心處理后，DNA位于離心管的重帶位置；②將被15N標記的大腸桿菌轉移至14N的培養(yǎng)液中；③DNA復制一次產(chǎn)生的子代DNA一條單鏈含15N標記，一條單鏈含14N標記，離心后位于離心管的中帶位置，如果是第一種情況，那么離心后DNA應位于離心管的重帶和輕帶位置，故可排除第一種情況；⑥再復制一次，離心處理后，DNA位于離心管的中帶和輕帶位置，如果是第二種情況，那么離心后DNA應位于離心管的中帶和輕帶之間，故可排除第二種情況。綜上所述，能體現(xiàn)DNA半保留復制的組合是①②③⑥，故選D項。2.D解析由于14N單鏈∶15N單鏈＝1∶7＝2∶14，故子代DNA分子共有(2＋14)/2＝8個，其中有2個DNA分子含有14N，A項錯誤；因本實驗是對DNA單鏈進行的離心分析，若DNA進行的是全保留復制，也會得到題述結果，B項錯誤；解開DNA雙螺旋的實質(zhì)是破壞氫鍵，C項錯誤；經(jīng)過3次復制，共有8個DNA分子，有2個為14N/15N－DNA，6個為15N/15N－DNA，若直接將子代DNA分子進行密度梯度離心，則相應的條帶DNA含量比為1∶3，D項正確。3.B若子Ⅰ代離心后只有中密度帶,則可能是半保留復制,也可能是分散復制,A錯誤;區(qū)分分散復制和半保留復制,要從子Ⅱ代離心結果開始,若離心后一半為中密度帶,一半為輕密度帶,則為半保留復制,B正確;如果將子Ⅰ代DNA分子解旋后再離心,則全保留復制和半保留復制的結果是一樣的,都是輕、重各一半,而分散復制得不到輕帶和重帶,C錯誤;若DNA確實是半保留復制,則復制5代后,含14N的DNA分子占100%,D錯誤。4.C解析該DNA分子含有200個堿基，鳥嘌呤數(shù)量為60個，所以胸腺嘧啶有40個，根據(jù)DNA半保留復制的特點，該完全標記的DNA分子在不含有放射性標記的培養(yǎng)物中培養(yǎng)，最后形成的子代DNA中帶有標記的只有兩個，根據(jù)復制后含有3H標記的DNA(2個)與不含3H標記的DNA之比為1∶7，可知一共形成了2m＝16個DNA分子，所以DNA分子一共復制了4次，消耗胸腺嘧啶數(shù)量為40×(24－1)＝600，所以m、n分別為4、600，C項正確。5.D解析DNA的復制方式為半保留復制，親代DNA的兩條鏈含有15N，放在含有14N的培養(yǎng)基中復制后，第n代DNA分子中，含有15N的只有2個，A項正確；DNA分子中嘌呤堿基數(shù)與嘧啶堿基數(shù)相等，因此該過程消耗的含嘌呤堿基的脫氧核苷酸占50%，B項正確；第n代DNA分子中都含有14N標記的堿基，其中有兩個DNA只有一條鏈含有14N，C項正確；該DNA分子中脫氧核苷酸總數(shù)為2000個，n次復制后，需要消耗的脫氧核苷酸總數(shù)為2000×(2n－1)，D項錯誤。6.D解析噬藻體是一種DNA病毒，其DNA復制所需的模板是噬藻體的雙鏈DNA，D項錯誤；若噬藻體的DNA在藍細菌細胞內(nèi)復制6次，最多能得到64個DNA分子，而題中所述釋放出100個子代噬藻體，因此至少需要復制7次，B項正確；噬藻體DNA中胞嘧啶數(shù)量＝(2000－400×2)÷2＝600個，第3次復制新合成4個DNA分子，需要消耗胞嘧啶600×4＝2400個，C項正確；藍細菌細胞釋放的所有子代噬藻體的DNA都含有31P，A項正確。7．B[復制時作用于③處的酶為解旋酶而不是DNA聚合酶，A錯誤；由題干信息可知，G＋C＝1－34%＝66%，則G＝C＝3300個，則復制2次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為3300×(22－1)＝9900(個)，B正確；DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸，所以④處指的是腺嘌呤脫氧核苷酸，C錯誤；DNA分子只有一條鏈含15N，其復制是半保留復制，連續(xù)復制2次后，形成的4個DNA分子，只有一個DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D錯誤。]8.C解析DNA復制是以親代DNA兩條鏈為模板合成子代DNA的過程，A項正確；結合題圖可知，DNA分子可以進行雙向復制，因此DNA解旋也是雙向的，B項正確；由于DNA聚合酶只能使子鏈由5′－端向3′－端延伸，因此圖中⑨為子鏈的3′－端，而模板鏈正好相反，故①④為5′－端，C項錯誤；若該片段堿基T占20%，由于雙鏈DNA分子中A＝T，C＝G，因此A＝T＝20%，則C＝G＝30%，復制后子代DNA中堿基與親代相同，堿基比例不變，D項正確。9.D解析根據(jù)堿基互補配對原則可知，DNA復制時，A和T進行配對，C和G進行配對，A項錯誤；玉米條紋病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈環(huán)狀DNA，單鏈環(huán)狀DNA復制過程中親代DNA不需要解旋，C項錯誤；新合成的互補鏈與親本堿基序列不同，不是子代病毒的遺傳物質(zhì)，D項錯誤。10.C解析單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等、分子骨架同為脫氧核糖與磷酸交替連接，不能決定線性DNA分子兩端能夠相連，A、B兩項錯誤；據(jù)圖可知，單鏈序列的堿基能夠互補配對，決定線性DNA分子兩端能夠相連，C項正確；DNA的兩條鏈是反向的，因此自連環(huán)化后兩條單鏈方向相反，D項錯誤。11.答案B該過程需要解旋酶和DNA聚合酶的參與。12．D[由于DNA復制過程中需要RNA引物，所以在復制時存在A、U堿基配對現(xiàn)象，A正確；DNA復制是解旋酶、DNA聚合酶等多種酶參與的物質(zhì)合成過程，B正確；DNA分子的2條鏈是反向平行的，子鏈是依據(jù)堿基互補配對原則，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是從子鏈5′－端向3′－端延伸，C正確；DNA聚合酶與DNA連接酶的底物不同，前者作用于單個脫氧核苷酸，而后者作用于DNA片段，D錯誤。]13.C解析含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸是DNA復制的原料，第一個細胞周期中，細胞內(nèi)放射性迅速升高是由于DNA分子復制，發(fā)生在分裂間期，A項錯誤；由于DNA分子復制是半保留復制，形成的子代DNA分子中一條是原來的母鏈，一條是新合成的子鏈(含有3H標記)，第一個細胞周期結束后，每個子細胞中所有的染色體都被標記，B項錯誤；第二個細胞周期在不含放射性標記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，間期染色體復制，一條染色體上的兩條染色單體只有一條有放射性，故第二個細胞周期的分裂中期，每條染色體中僅有一條染色單體被標記，C項正確；第二次分裂的后期，含3H標記的染色體與不含3H標記的染色體隨機向兩極移動，每個子細胞中含3H標記的染色體數(shù)目不一定相同，D項錯誤。14.B解析第一次有絲分裂結束后，果蠅的體細胞中均含有8條染色體、8個核DNA分子，每個核DNA分子的2條鏈中均含1條標記鏈和1條非標記鏈。在第二次有絲分裂中，間期復制完成時會有16個核DNA分子，這16個核DNA分子中，有8個核DNA分子均含1條標記鏈和1條非標記鏈，另外8個核DNA分子只含非標記鏈；在中期，由于著絲粒沒有分裂，所以每條染色體上有2個DNA分子，1個DNA分子含1條標記鏈和1條非標記鏈，另一個只含非標記鏈，所以在中期會有8條染色體有標記；后期著絲粒分裂，每條染色體上的DNA分子隨著姐妹染色單體的分開而分開，在后期形成的16條染色體中，只有8條含有標記。15.D解析分析題意，該精原細胞的DNA被32P充分標記后，由于DNA分子的半保留復制，經(jīng)過一次有絲分裂后，每條染色體的DNA都有一條鏈被標記，再讓其進行減數(shù)分裂，經(jīng)過半保留復制，減數(shù)分裂Ⅰ中期時每條染色體都含有32P標記(每條染色體的一條單體)，A項正確；減數(shù)分裂Ⅰ后期(同源染色體分離)，每條染色體都含有32P標記(每條染色體的一條單體)，B項正確；在減數(shù)分裂Ⅰ后期，由于同源染色體分離，分到兩個次級精母細胞