《优化设计》2022届高考生物一轮复习 必修二 第二单元 遗传的分子基础 课后训练2-2-19

基础课时案19 DNA分子的复制
小题对点练
考点一DNA分子复制的过程及特点
1．关于DNA分子结构与复制的叙述，正确的是
()
A．DNA分子中含有四种核糖核苷酸
B．DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
C．DNA复制不仅需要氨基酸做原料，还需要ATP供能
D．DNA复制不仅发生在细胞核中，也发生于线粒体、叶绿体
解析DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸而不是核糖核苷酸；DNA复制不需要氨基酸做原料，而是需要脱氧核糖核苷酸做原料。

答案 D
2．(2022·山东滨州一模)真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述错误的是
()
A．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半保留复制的过程，遗传信息传递方向是DNA→DNA
D．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
解析酶1为解旋酶，可使碱基对之间“氢键断裂”。

答案 A
3．如图所示为DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。

一般地说，下列各项中正确的是()
A．a和c的碱基序列互补，b和c的碱基序列相同
B．a链中
A＋C
G＋T
的值与d链中同项比值相同
C．a链中
A＋T
G＋C
的值与b链中同项比值相同
D．a链中
G＋T
A＋C
的值与c链中同项比值不同
解析DNA复制的特点是半保留复制，b链是以a链为模板合成的，a链和b链合成一个子代DNA分子。

a链中
A＋T
G＋C
的值等于b链中
A＋T
G＋C
的值。

答案 C
4．亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱去氨基后的变化如下：C转变为U(U与A 配对)，A转变为I(I为次黄嘌呤，与C配对)。

现有一个DNA片段为：
—AGTCG—①
—TCAGC—②
经亚硝酸盐作用后，若链①中的A、C发生脱氨基作用，则下列哪个片段可能是其经过两轮复制后产生的
()
A.
—CGTTG—
—GCAAC—
B.
—GGTCG—
—CCAGC—
C.
—GGTTG—
—CCAAC—
D.
—CGTAG—
—CGATC—
解析若链①中的A、C发生脱氨基作用，则该DNA片段为
—IGTUG—①
—TCAGC—②
，复制1次后2个DNA片段为
—IGTUG—
—CCAAC—
和
—TCAGC—
—AGTCG—
，其次次复制时，由于DNA复制为半保留复制，
而A、B、D选项中的DNA片段都没有一条链和第一次复制后的2个DNA片段的链相同或互补，故都错。

C选项中的DNA片段刚好是以—CCAAC—为模板复制而来，故C正确。

答案 C
5．如图表示DNA复制的过程，结合图示推断，下列有关叙述不正确的是
()
A．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，生成的两条子链的方向相反
C．从图示可知，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聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
解析DNA复制是一个半保留复制的过程，在复制发生的时候，双链会在解旋酶的作用下分开，同时在DNA聚合酶的作用下，母链指导子链的合成；从图中可以看出DNA的复制具有双向复制的特点，两条子链的3′端方向不同，证明生成的两条子链的方向相反；图中并没有体现出DNA分子具有多起点复制的特点。

答案 C
6．(2022·安庆二模)某长度为1 000个碱基对的双链环状DNA分子，其中含腺嘌呤300个。

该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端，接着5′端与2链发生分别，随后DNA 分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开头延长子链，同时还以分别出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。

下列关于该过程的叙述中正确的是
()
A．1链中的碱基数目多于2链
B．该过程是从两个起点同时进行的
C．复制过程中2条链分别作模板，边解旋边复制
D．若该DNA连续复制3次，则第三次共需鸟嘌呤4 900个
解析环状双链DNA分子的两条链的碱基是互补配对的，所以1链和2链均含1 000个碱基；
该DNA分子的复制起始于断口处，由于只有一处断开，故只有一个复制起点；断开后两条链分别作模板，边解旋边复制；该DNA分子含腺嘌呤300个，所以胸腺嘧啶也为300个，第三次复制新合成4个DNA，则第三次复制时共需鸟嘌呤700×4＝2 800(个)。

答案 C
考点二DNA分子复制相关计算及试验探究
7．关于图示DNA分子片段的说法不正确的是
()
A．复制过程中，DNA聚合酶催化①②所示化学键的形成
B．复制过程中解旋酶作用于③所示位置
C．若该DNA分子中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则复制2代需要G的个数为3×[(pm/2n)－p]
D．把此DNA分子放在含15N的培育液中复制2代，子代中含15N的DNA分子占
3
4解析DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成，即图中①②所示化学键的形成；解旋酶催化氢键
的断裂，即图中③所示位置，所以A、B正确。

该DNA分子中G的个数为(pm/2n)－p，复制2代形成4个DNA分子，去除原来的模板DNA分子，需要合成3个DNA分子的原料，所以复制2代需要G的个数为3×[(pm/2n)－p]，C正确。

原DNA分子中一条链为14N，另一条为15N，现在供应的原料全部含有15N，所以复制2代所得的4个DNA分子中3个全部含有15N，另外1个DNA分子中一条链含有14N，另一条链含有15N，即子代DNA分子全部都含有15N。

答案 D
8．某DNA分子片段有100个碱基对，其中60个为胞嘧啶脱氧核苷酸，连续复制n次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸、第n次复制需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸分别为
()
A．40n－1、60n－1B．40n、60n
C．40×2n－1、60×(2n－1) D．40×(2n－1)、60×2n－1
解析该DNA分子片段中，共有100个碱基对，胞嘧啶脱氧核苷酸为60个，则鸟嘌呤脱氧核苷酸为60个，腺嘌呤脱氧核苷酸为40个。

连续复制n次，产生2n个子代DNA，故需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为40×(2n－1)，第n次复制时需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为60×2n－1。

答案 D
9．用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培育基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含15N和14N，c只含14N。

下图中有关这三种DNA 分子的比例正确的是
()
解析1分子DNA连续繁殖4代，形成16个子代DNA分子，其中有两个DNA分子各含有
一条母链和一条新合成的子链，其他14个DNA分子中两条链都是新合成的，故选D。

答案 D
10．(2022·湖北孝感统考)某基因(14N)含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。

若该DNA分子以15N 同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图①；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图②。

则下列有关分析正确的是
()
A．X层中的基因只用14N标记，Y层中的基因只用15N标记
B．W层中含15N标记的胞嘧啶3 150个
C．W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4
D．X层中含有的氢键数是Y层的3倍
解析①中为双链DNA分子，X为中带，DNA分子一条链含15N，一条含14N，Y为重带，DNA分子两条链都含15N；②中为DNA的单链，W为重带，DNA复制三次，利用15N标记的脱氧核苷酸合成的单链为(23－1)×2＝14条，一个DNA分子中含有胞嘧啶3 000×15%＝450(个)，则W层含有15N标记的胞嘧啶450×7＝3 150(个)；W层含有的核苷酸链为14条，Z层为2条，每条的核苷酸数目相等，则W层与Z层的核苷酸数之比为7∶1；X层含有的DNA数为2个，Y层含有的DNA数为6个，每个DNA分子中含有的氢键数相等，则X层
的氢键数是Y层的1
3。

答案 B
11．假设某高等生物体细胞的染色体数是10，其中染色体中的DNA用3H-胸腺嘧啶标记，将该体细胞放入不含3H的培育液中连续培育2代，则在形成第2代细胞的有丝分裂后期，一个细胞中没有被标记的染色体数为
()
A．5 B．40 C．20 D．10
解析依据DNA半保留复制的特点，DNA双链被3H标记，在不含3H的培育液中完成一次分裂后，每条染色体的DNA中一条链被3H标记，另一条链没有被标记。

在不含3H的培育液中进行其次次分裂，有丝分裂后期一半染色体被标记，一半染色体没有被标记。

答案 D
12．科学家在争辩DNA分子的复制方式时，进行了如图所示的试验争辩(已知培育用的细菌大约要20 min分裂一次)，下列叙述不正确的是
()
A．若DNA复制为全保留复制，则结果C、D中应均为重链DNA和轻链DNA
B．DNA复制过程中需要的原料、酶分别为脱氧核苷酸、解旋酶和DNA聚合酶
C．用15N标记的DNA分子作为模板，用含有14N的培育基培育，第三次复制后50%的DNA 分子一条链含15N一条链含14N,50%的DNA分子只含14N
D．DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则，但可能发生基因突变
解析15N—15N DNA分子在14N培育基中复制3次可产生23＝8个子DNA，其中有2个DNA 为15N—14N，其余DNA均为14N—14N。

故C选项不正确。

答案 C
大题冲关练
13．如图1为真核生物染色体上部分DNA分子复制过程示意图，图2为拟核或质粒复制过程示意图，据图回答下列问题。

(1)从图1可以看出，DNA分子复制是________。

(2)真核生物DNA分子复制过程需要的条件是______________等，DNA解旋酶的作用是
_______________________。

(3)图1生物的DNA复制方式的意义是______。

(4)将不含放射性的拟核放在含有3H-胸腺嘧啶的培育基中培育，假如第一次复制时，图2中1、
2处的放射性强度相同，证明DNA复制方式很可能是______________。

(5)若图2中DNA在复制开头前的碱基总数是100个，其中T为20个，则复制一次需要游离
的C为______个。

解析(1)(3)图1中的复制起点有三个，每个起点处复制都是双向进行的，且边解旋边复制，这种复制方式有利于提高复制速率。

(2)DNA复制需要模板、原料、酶、ATP等条件。

(4)假如第一次复制时图2中1、2处的放射性强度相同，则表明新合成的DNA的两条链中含放射性的链都是一条，也说明白DNA复制属于半保留复制。

答案(1)多起点、双向复制，边解旋边复制(2)模板、能量、脱氧核苷酸、酶打开DNA 分子碱基对之间的氢键，形成两条单链(3)提高了复制速率(4)半保留复制(5)30 14．(2022·江苏南师大附中学情检测，32)甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学学问回答下列问题。

(1)从甲图可看出DNA复制的方式是_________________。

(2)甲图中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连
接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则A是________酶，B是________酶。

(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场全部___________。

(4)乙图中，7是________________。

DNA分子的基本骨架由________交替连接而成；DNA
分子两条链上的碱基通过________________连接成碱基对，并且遵循________________原则。

答案(1)半保留复制(2)解旋DNA聚合(3)细胞核、线粒体、叶绿体(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核糖和磷酸氢键碱基互补配对
15．某争辩性学习小组以细菌为试验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA 复制的方式进行了探究(已知培育用的细菌大约每20 min分裂一次，产生子代，试验结果见相关图示)。

请回答下列问题。

(1)综合分析本试验的DNA离心结果，前三组试验中，第________组结果对得到的结论起到
了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式。

(2)分析争辩：
①若试验三的离心结果为：假如DNA位于
1
2重和
1
2轻带位置，则是__________复制；假如DNA 位于全中带位置，则是__________复制。

为了进一步得出结论，该小组设计了试验四，请分析：假如DNA位于__________(位置及比例，下同)带位置，则是全保留复制；假如DNA位于________带位置，则是半保留复制。

②若将试验三得到的DNA双链分开再离心，其结果________(填“能”或“不能”)推断DNA 的复制方式。

为什么？
_________________。

(3)试验得出结论：DNA复制方式为半保留复制。

若将试验四的试验时间改为60 min，离心后密度带的数量和位置是否发生变化？________。

若试验三的结果中，子一代DNA的“中带”比以往试验结果的“中带”略宽，可能的缘由是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为______。

(4)假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA的相对分子质量为b，现将含15N的DNA的大肠杆菌培育在含14N的培育基中，子二代DNA的相对分子质量平均为________。

解析(1)前三组试验中，第三组结果对得到的结论起到关键作用，但需把它与第一组轻带和其次组重带的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制。

(2)①若试验三
的离心结果为：假如DNA位于1
2
重带和1
2
轻带位置，则是全保留复制，由于全保留复制产生的子代是两条链含14N的DNA，分布在轻带位置，而亲代DNA的两条链含15N，位于重带位置；假如DNA位于全中带位置，则是半保留复制，子代DNA都是一条链含14N，一条链含15N，所以处于中带位置。

同理，试验四中假如DNA位于
1
4
轻带和3
4
重带位置，则是全保留复
制；假如DNA位于1
2
中带和1
2
重带位置，则是半保留复制。

②若将试验三得到的DNA双链分开后再离心，其结果不能推断DNA的复制方式；由于不论是全保留复制还是半保留复制，
试验结果都是一样的，都会消灭位于1
2
中带和1
2
重带位置。

(3)若将试验四的试验时间改为60 min，细菌分裂三次，由于DNA复制方式为半保留复制，离心后密度带的数量和位置没有发
生变化，还是在重带和中带位置。

若试验三的结果中，子一代DNA的“中带”比以往试验结果中的“中带”略宽，可能的缘由是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为15N。

(4)假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA的相对分子质量为b，将含15N的DNA的大肠杆菌培育在含14N的培育基中，在子二代中有两个中带DNA和两个轻带DNA，相当于一个含15N的DNA和三个含14N的DNA，总质量为3a＋b，则四个DNA的平
均相对分子质量为(3a＋b)
4。

答案(1)三一二
(2)①全保留半保留1
4轻和
3
4重
1
2中和
1
2重
②不能不论DNA是全保留复制方式还是半保留复制方式，试验结果都是一样的
(3)没有变化15N
(4)(3a＋b)
4。