江蘇專版2024-2025學(xué)年新教材高中生物第二章遺傳的分子基礎(chǔ)第二節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制第2課時(shí)DNA分子的復(fù)制分層作業(yè)蘇教版必修2

其次節(jié)第2課時(shí)DNA分子的復(fù)制必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練1.[2024·江蘇連云港高一期中]以DNA分子的一條鏈5'-…-A-T-C-…-3'為模板,經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)?)A.5'-…-G-A-T-…-3' B.5'-…-T-A-G-…-3'C.5'-…-A-T-C-…-3' D.5'-…-T-A-C-…-3'2.[2024·黑龍江大慶試驗(yàn)中學(xué)高一期中]下列關(guān)于真核細(xì)胞中DNA復(fù)制的敘述,錯(cuò)誤的是()A.DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期B.DNA復(fù)制須要核糖核苷酸和酶C.DNA復(fù)制隨著染色體的復(fù)制而完成D.DNA復(fù)制遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則3.[2024·北京大興區(qū)高一期中]一個(gè)DNA分子復(fù)制完畢后,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4.[2024·江蘇常州高一期中]下列關(guān)于真核細(xì)胞DNA復(fù)制的敘述,正確的是()A.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制的精確性B.1個(gè)DNA分子通過(guò)一次復(fù)制后產(chǎn)生4個(gè)DNA分子C.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解鏈后,才起先DNA的復(fù)制D.DNA復(fù)制完成,染色體數(shù)目也會(huì)隨之加倍5.某雙鏈DNA分子中堿基A和堿基G共有700個(gè),氫鍵共有X個(gè),其中一條鏈中堿基A和堿基T共占該條鏈堿基總數(shù)的2/7,該DNA分子連續(xù)復(fù)制2次,共消耗Y個(gè)堿基T。則X、Y分別為()A.700、200 B.1400、400C.1900、600 D.2100、8006.[2024·江蘇蘇州高一期中]關(guān)于DNA分子復(fù)制機(jī)制,科學(xué)家用熒光染料給Rep(DNA解旋酶中作為引擎的那部分結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)復(fù)制叉的移動(dòng))加上了綠色熒光蛋白從而獲知被標(biāo)記的分子相對(duì)于DNA分子的運(yùn)動(dòng)軌跡,結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.Rep可以破壞相鄰核苷酸之間的磷酸二酯鍵和氫鍵B.DNA結(jié)合蛋白可能具有防止DNA單鏈重新形成雙鏈的作用C.依據(jù)材料推斷Rep推動(dòng)復(fù)制叉移動(dòng)可能是通過(guò)水解ATP供應(yīng)能量D.由圖說(shuō)明DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn)7.科學(xué)家將DNA雙鏈均被15N標(biāo)記的大腸桿菌(第一代)置于含14NH4Cl的培育液中培育若干代,收集每一代大腸桿菌的DNA并進(jìn)行密度梯度離心處理,記錄離心后DNA在試管中的位置以驗(yàn)證DNA的復(fù)制方式,結(jié)果如圖甲所示。回答下列問(wèn)題:甲(1)該探討采納了和密度梯度離心法來(lái)了解離心后DNA在試管中的分布位置。

(2)依據(jù)A、B試管的結(jié)果(填“可以”或“不行以”)解除全保留復(fù)制方式,推斷依據(jù)是。依據(jù)A、B、C試管的結(jié)果,可以驗(yàn)證DNA的復(fù)制方式是。

(3)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出第四代大腸桿菌的DNA在試管中的分布位置。乙(4)假設(shè)第一代大腸桿菌只有一個(gè),則D試管中含有個(gè)擬核DNA分子,其中含15N的DNA有個(gè),含14N的DNA有個(gè)。

關(guān)鍵實(shí)力提升練8.[2024·江蘇蘇州常熟高三質(zhì)量檢測(cè)]將一個(gè)不含放射性同位素32P標(biāo)記的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀,共含有m個(gè)堿基,其中有a個(gè)胸腺嘧啶)放在含有32P胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培育基中培育一段時(shí)間,檢測(cè)到下圖Ⅰ、Ⅱ兩種類型的DNA(虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈)。下列有關(guān)該試驗(yàn)的結(jié)果預(yù)料與分析,不正確的是()A.DNA其次次復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ兩種類型,比例為1∶1B.DNA復(fù)制后安排到兩個(gè)子細(xì)胞時(shí),其上的基因的遺傳不遵循基因分別定律C.復(fù)制n次須要胞嘧啶的數(shù)目是(2n-1)[(m-2a)/2]D.復(fù)制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈為2n-1條9.[2024·江蘇揚(yáng)州高一期中](多選)大腸桿菌質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA,下圖表示質(zhì)粒DNA復(fù)制過(guò)程,其中復(fù)制叉是DNA復(fù)制時(shí)在DNA鏈上形成的Y型結(jié)構(gòu)。相關(guān)敘述正確的是()A.一個(gè)質(zhì)粒分子有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)B.復(fù)制叉的形成離不開解旋酶的參加,須要消耗ATPC.子鏈的延長(zhǎng)須要核糖核苷酸為原料、DNA聚合酶催化D.依據(jù)圖示,質(zhì)粒DNA復(fù)制具有單起點(diǎn)、雙向復(fù)制的特點(diǎn)10.[2024·江蘇無(wú)錫錫山高級(jí)中學(xué)高三期末](多選)下圖1為果蠅DNA的電鏡照片,圖中箭頭所指處的泡狀結(jié)構(gòu)叫做DNA復(fù)制泡,是DNA上正在復(fù)制的部分。圖2是其中一個(gè)復(fù)制泡的放大示意圖。下列敘述正確的有()A.果蠅DNA分子復(fù)制具有單向邊解旋邊復(fù)制的特點(diǎn)B.DNA分子復(fù)制須要解旋酶、DNA聚合酶等多種酶C.圖2中復(fù)制泡a端為子鏈的3'端,b端為5'端D.果蠅DNA分子有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn),有利于提高復(fù)制速率11.[2024·山東濟(jì)寧一中期中]某基因(14N)含有3000個(gè)堿基,腺嘌呤占35%。該DNA分子用15N同位素標(biāo)記過(guò)的游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次,再將全部復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)離心,進(jìn)行密度分層,得到結(jié)果如圖1;然后加入解旋酶再離心,得到結(jié)果如圖2,則下列有關(guān)分析完全正確的是()A.W層中含15N標(biāo)記胞嘧啶6300個(gè)B.X層全部是14N的基因C.W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為7∶1D.X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/4倍12.[2024·山東濟(jì)南歷城其次中學(xué)高一期中]科學(xué)家曾對(duì)DNA的復(fù)制提出兩種假說(shuō):全保留復(fù)制和半保留復(fù)制。以下是運(yùn)用密度梯度離心等方法探究DNA復(fù)制機(jī)制的兩個(gè)試驗(yàn),請(qǐng)分析并回答下列問(wèn)題。試驗(yàn)一:從含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌中分別提取親代DNA,混合后放在100℃條件下進(jìn)行熱變性處理,即解開雙螺旋,變成單鏈,然后進(jìn)行密度梯度離心,再測(cè)定離心管中混合的DNA單鏈含量,結(jié)果如圖a所示。試驗(yàn)二:將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14NH4Cl培育液中,繁殖一代后提取子代大腸桿菌的DNA(F1DNA)。將F1DNA熱變性處理后進(jìn)行密度梯度離心,離心管中出現(xiàn)的兩個(gè)條帶對(duì)應(yīng)圖b中的兩個(gè)峰。(1)熱變性處理破壞了DNA分子中的(填化學(xué)鍵的名稱)。

(2)依據(jù)圖a、圖b中條帶的數(shù)目和位置,能否推斷DNA的復(fù)制方式是“全保留復(fù)制”還是“半保留復(fù)制”?,緣由是。

(3)探討人員發(fā)覺(jué),若試驗(yàn)二中提取的F1DNA,將其干脆進(jìn)行密度梯度離心,則離心管中只出現(xiàn)一個(gè)條帶,據(jù)此分析DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。

(4)探討人員接著探討發(fā)覺(jué),將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到4NH4Cl培育液中,培育24h后提取子代大腸桿菌的DNA,經(jīng)試驗(yàn)二的相關(guān)處理后,離心管中出現(xiàn)的14N條帶與15N條帶峰值的相對(duì)比值為7∶1,則大腸桿菌的分裂周期為h。

(5)下圖表示某生物細(xì)胞中DNA分子復(fù)制的過(guò)程,已知該DNA分子含有48500個(gè)堿基對(duì),T占20%,而子鏈延長(zhǎng)的速度為105個(gè)堿基對(duì)/min,則此DNA復(fù)制約須要30s,而實(shí)際時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于30s,據(jù)圖分析其緣由是。在第3次復(fù)制的過(guò)程中,須要胞嘧啶個(gè)。

學(xué)科素養(yǎng)創(chuàng)新練13.[2024·江蘇常州高一期中]科學(xué)家運(yùn)用同位素標(biāo)記、密度梯度離心等方法探討DNA復(fù)制的機(jī)制。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)探討者用蠶豆根尖進(jìn)行試驗(yàn),主要步驟如下:步驟A將蠶豆根尖置于含放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培育液中,培育大約一個(gè)細(xì)胞周期的時(shí)間步驟B取出根尖,洗凈后轉(zhuǎn)移至不含放射性物質(zhì)的培育液中,接著培育大約兩個(gè)細(xì)胞周期的時(shí)間步驟C在第一個(gè)、其次個(gè)和第三個(gè)細(xì)胞周期取樣,檢測(cè)中期細(xì)胞染色體上的放射性分布①步驟A的目的是標(biāo)記細(xì)胞中的分子。若依據(jù)“DNA半保留復(fù)制”假說(shuō)推想,DNA分子復(fù)制的產(chǎn)物應(yīng)符合下圖甲中的(填字母)。

甲乙②若其次個(gè)細(xì)胞周期的放射性檢測(cè)結(jié)果符合上圖乙中(填字母),且第三個(gè)細(xì)胞周期的放射性檢測(cè)結(jié)果符合圖乙中的(填字母),則假說(shuō)成立。

(2)探討者為進(jìn)一步驗(yàn)證“DNA半保留復(fù)制”的假說(shuō),又進(jìn)行了如下試驗(yàn)(已知培育用的細(xì)菌大約每20min分裂一次,產(chǎn)生子代的試驗(yàn)結(jié)果如下圖所示)。試驗(yàn)一:細(xì)菌破裂細(xì)菌細(xì)胞提取DNA結(jié)果A試驗(yàn)二:細(xì)菌破裂細(xì)菌細(xì)胞提取DNA結(jié)果B試驗(yàn)三:試驗(yàn)結(jié)果:①試驗(yàn)一、試驗(yàn)二的作用是。

②從結(jié)果C、D看,DNA復(fù)制具有的特點(diǎn)。依據(jù)這一特點(diǎn),結(jié)果E中含14N的DNA分子所占百分比為。

③該復(fù)制過(guò)程除須要模板DNA、脫氧核苷酸外,還須要等條件。

④若結(jié)果C、D、E都與結(jié)果F相同,可推斷DNA分子的復(fù)制方式是。

第2課時(shí)DNA分子的復(fù)制1.ADNA分子復(fù)制時(shí),依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(A與T,G與C),合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈,且合成的子鏈與母鏈的方向是相反的,因此經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)?'-…-G-A-T-…-3',A項(xiàng)正確。2.BDNA復(fù)制須要脫氧核糖核苷酸、酶和ATP等,而核糖核苷酸是合成RNA的原料,B項(xiàng)錯(cuò)誤。3.B4.ADNA復(fù)制時(shí)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,即A與T配對(duì),G與C配對(duì),保證了復(fù)制的精確性,A項(xiàng)正確;DNA通過(guò)一次復(fù)制后產(chǎn)生2個(gè)DNA分子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制,以解旋的部分分別為模板復(fù)制新的DNA,C項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA復(fù)制完成,每條染色體含有2個(gè)DNA分子,染色體數(shù)目不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.C由題分析可知,該雙鏈DNA分子中堿基A和堿基G共有700個(gè),即A+G=700個(gè),依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,雙鏈DNA分子中A=T、C=G,故該雙鏈DNA分子中含有堿基1400個(gè)。由“一條鏈中堿基A和堿基T共占該條鏈堿基總數(shù)的2/7”,可知該雙鏈DNA分子中A+T占?jí)A基總數(shù)的2/7,即雙鏈DNA分子中A+T=1400×2/7=400個(gè),故A=T=200個(gè),C=G=500個(gè)。A—T堿基對(duì)中含有2個(gè)氫鍵、G—C堿基對(duì)中含有3個(gè)氫鍵,由此可得出,X=200×2+500×3=1900個(gè)。一個(gè)DNA分子復(fù)制2次后,可得到4個(gè)DNA分子,故須要消耗堿基T的數(shù)目為(4-1)×200=600個(gè),C項(xiàng)符合題意。6.A由于Rep蛋白是DNA解旋酶中作為引擎的那部分結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)復(fù)制叉的移動(dòng),可知Rep蛋白應(yīng)為解旋酶,該酶能破壞氫鍵,不破壞磷酸二酯鍵,A錯(cuò)誤。7.答案(1)同位素標(biāo)記法(2)可以若進(jìn)行全保留復(fù)制,則B試管會(huì)出現(xiàn)兩種DNA條帶半保留復(fù)制(3)如圖所示(4)828解析(1)科學(xué)家用了15N標(biāo)記大腸桿菌,所以采納了同位素標(biāo)記法。(2)若DNA的復(fù)制方式是全保留復(fù)制,則B試管(其次代)會(huì)出現(xiàn)兩種DNA條帶(一條重帶和一條輕帶),而從其次代的離心結(jié)果可以看出,只有一條中帶,所以DNA的復(fù)制方式不是全保留復(fù)制。依據(jù)A、B、C試管的結(jié)果,可以驗(yàn)證DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。(3)DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制,將含15N的DNA放在14N的條件下培育,第四代中有兩種DNA分子,一種是全部都是14N,另一種是一條鏈14N、一條鏈15N,二者比例為3∶1,分布位置圖示見(jiàn)答案。(4)一個(gè)大腸桿菌只有一個(gè)擬核,假設(shè)第一代大腸桿菌只有一個(gè),D試管復(fù)制了3次,所以D試管中含有23=8個(gè)擬核DNA分子,含有15N的DNA分子只有2個(gè),全部的DNA分子都含有14N。8.D復(fù)制n次可以合成DNA分子2n,共有2n+1條鏈,只有兩條母鏈不含放射性,所以形成的放射性脫氧核苷酸單鏈為2n+1-2條,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.BD質(zhì)粒DNA分子是環(huán)狀的,其中不含游離的磷酸基團(tuán),A項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)質(zhì)粒DNA的復(fù)制圖,復(fù)制叉是DNA復(fù)制延長(zhǎng)處的“Y型結(jié)構(gòu)”,表示DNA正在復(fù)制,所以離不開解旋酶,還要ATP供能,B項(xiàng)正確;圖示為DNA復(fù)制,因而原料是四種脫氧核糖核苷酸,C項(xiàng)錯(cuò)誤;從圖示質(zhì)粒DNA的復(fù)制過(guò)程中可以看出,質(zhì)粒DNA是單起點(diǎn)的雙向復(fù)制,D項(xiàng)正確。10.BD據(jù)圖可知,果蠅的DNA分子復(fù)制時(shí)雙向進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA分子復(fù)制須要解旋酶(催化DNA雙鏈的解旋)、DNA聚合酶(催化單個(gè)的脫氧核苷酸連接到DNA子鏈)等多種酶,B項(xiàng)正確;DNA分子復(fù)制時(shí)子鏈?zhǔn)菑?'端向3'端延長(zhǎng)的,故圖2中復(fù)制泡a端為子鏈的5'端,b端為3'端,C項(xiàng)錯(cuò)誤;多個(gè)復(fù)制泡可同時(shí)復(fù)制,果蠅DNA復(fù)制有多個(gè)起點(diǎn),有利于提高復(fù)制速率,D項(xiàng)正確。11.C圖2是DNA解旋后,單鏈的離心結(jié)果,復(fù)制了3次共有23×2=16條鏈,W層中含15N的鏈有16-2=14條,等同于7條DNA分子,其中胞嘧啶占15%,因此總數(shù)為3000×15%×7=3150個(gè),A項(xiàng)錯(cuò)誤;圖1是DNA分子的離心結(jié)果,由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,X層中為14N-15N的DNA分子,但基因包含DNA的兩條鏈,因此X層為既有14N又有15N的基因,B項(xiàng)錯(cuò)誤;W層為含15N的鏈有16-2=14條,Z層為含14N的鏈有2條,每條鏈所含的核苷酸數(shù)相同,因此核苷酸數(shù)之比為7∶1,C項(xiàng)正確;X層為14N-15N的DNA分子有2個(gè),Y層為15N-15N的DNA分子有23-2=6個(gè),每個(gè)DNA分子中的氫鍵數(shù)相同,因此X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3倍,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.答案(1)氫鍵(2)不能無(wú)論是DNA全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制,經(jīng)熱變性后都能得到相同的試驗(yàn)結(jié)果(3)不做熱變性處理(4)8(5)DNA有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)116400解析(1)熱變性處理導(dǎo)致DNA分子中堿基對(duì)之間的氫鍵發(fā)生斷裂,形成兩條DNA單鏈。(2)無(wú)論是DNA全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制,經(jīng)熱變性后都會(huì)在離心管中得到兩條14N鏈和兩條15N鏈,即都會(huì)得到兩個(gè)條帶,一條為14N條帶,另一條為15N條帶,無(wú)法區(qū)分復(fù)制方式。(3)若試驗(yàn)二中提取的F1DNA不做熱變性處理,假如DNA復(fù)制是半保留復(fù)制,則第一代的2個(gè)DNA(F1DNA)分子都應(yīng)一條鏈含15N,一條鏈含14N。將其干脆進(jìn)行密度梯度離心,則離心管中只出現(xiàn)一個(gè)條帶。(4)由題可知,經(jīng)試驗(yàn)二的相關(guān)處理后,離心管中出現(xiàn)的14N條帶與15N條帶峰值的相對(duì)比值為7∶1,說(shuō)明離心管中含14N的鏈有14條,含15N的鏈有2條,則24h內(nèi)得到了8個(gè)子代DNA分子,故大腸桿菌的分裂周期為8h。(5)DNA復(fù)制約須要30s,而實(shí)際時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于30s,這說(shuō)明DNA有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn),多起點(diǎn)同時(shí)復(fù)制,遠(yuǎn)遠(yuǎn)縮短了復(fù)制時(shí)間。該DNA分子含有48500個(gè)堿基對(duì),T占20%,在DNA雙鏈中,A=T=20%,G=C=30%,胞嘧啶含有2×48500×30%=29100,在第3次復(fù)制的過(guò)程中,須要胞嘧啶2×14550×(23-22)=1164