高中生物第3章遗传信息的复制与表达第1节遗传信息的复制练习北师大版必修2

高中生物第3章遗传信息的复制与表达第1节遗传信息的复制练
习北师大版必修2
第1节 遗传信息的复制
[随堂检测]
1．有关DNA 复制的叙述，正确的是( )
A ．有丝分裂分裂期和减数分裂过程中进行复制
B ．全部解旋之后才开始碱基配对
C ．复制后每个新DNA 分子含一条母链和一条子链
D ．复制的场所是细胞核和核糖体
解析：选C 。

DNA 复制主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期；DNA 复制的特点之一是边解旋边复制；DNA 复制方式是半保留复制，即复制后每个新DNA 分子含一条母链和一条子链；复制的场所主要在细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也能进行DNA 的复制。

2．DNA 分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构( )
解析：选D 。

解旋酶的作用是打断碱基对之间的氢键，使DNA 双螺旋解开，只有D 项属于DNA 上的碱基对。

3．某DNA 分子片段为—ATGTG ——TACAC —
，可进行人工复制使其数量增加，复制时应给予的条件是( )
①—ATGTG —和—TACAC —作模板链 ②4种核糖核苷酸 ③4种脱氧核苷酸 ④DNA 聚合酶 ⑤DNA 水解酶
A ．①③④
B ．①②④
C ．①②⑤
D ．①③⑤
解析：选A 。

DNA 分子的复制需要的条件是以DNA 分子的两条链为模板，4种脱氧核苷酸为原料，还需要DNA 聚合酶和解旋酶的催化，不需要DNA 水解酶，DNA 水解酶的作用是催化DNA 的水解。

4．将用15N 标记的一个DNA 分子放在含有14N 的培养基中，让其复制三次，则含有15N 的DNA 分子占全部DNA 分子的比例、含有14N 的DNA 分子占全部DNA 分子的比例以及含有15N 的脱氧核苷酸链占全部DNA 单链的比例依次是( )
A ．1/2，7/8，1/4
B ．1/4，1，1/8
C ．1/4，7/8，1/8
D ．1/8，1，1/8
解析：选B。

用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，则产生的DNA分子共有23＝8个，共有16条脱氧核苷酸链，其中含有15N的DNA分子有2个，含有15N的脱氧核苷酸链2条，含14N的DNA分子为8个，根据数值计算即可。

5．
DNA分子片段复制的情况如图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。

如果没有发生变异，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．若a中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．a中(A＋G)/(T＋C)的比值与d中(A＋G)/(T＋C)的比值一般不相同
答案：B
6．回答与图1、图2相关的问题：
(1)图1表示________________过程，此过程严格遵循的碱基互补配对方式是________________。

(2)图1中的酶1可使________断裂，酶2可催化________________的形成。

脱氧核苷酸必须在____________酶的作用下才能形成与模板链________的子链。

(3)图2中，DNA解旋酶作用于________(填数字)部位。

若该DNA分子中，含有a个胸腺嘧啶，则第n次复制需要游离的胸腺嘧啶________个。

解析：(1)图1是DNA的半保留复制过程。

DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对方式。

(2)图1中酶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。

脱氧核苷酸需在DNA聚合酶的作用下才能连接形成子链。

(3)图2中DNA解旋酶作用于②部位的氢键。

若该DNA分子中，含有a个胸腺嘧啶，则第n次复制的模板是第n －1次复制的产物，即需要游离的胸腺嘧啶为a·2n－1个。

答案：(1)DNA的半保留复制A—T、C—G (2)氢键磷酸二酯键DNA聚合互补(3)②a·2n－1
[课时作业]
一、选择题
1．下列有关真核细胞DNA分子复制的叙述，正确的是( )
A．复制形成的两个子代DNA分子共有2个游离的磷酸基团
B．DNA复制完成后原先的DNA分子不复存在
C．DNA聚合酶催化碱基对之间的连接
D．复制过程中先全部解链，再进行半保留复制
解析：选B。

DNA分子的每条单链的一端有一个游离的磷酸基团，2个DNA分子共有4条链，4个游离的磷酸基团，A项错误；亲代DNA分子的两条链分别参与形成子代DNA，已经不复存在，B项正确；DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸之间的连接，C项错误；DNA复制过程中边解链边进行半保留复制，D项错误。

2．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在( )
A．两条DNA母链之间
B．DNA子链与其互补的母链之间
C．两条DNA子链之间
D．DNA子链与其非互补的母链之间
解析：选A。

DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间。

3．DNA的复制保持了亲子代间遗传信息传递的连续性，DNA的复制不可能发生在( ) A．细胞核B．叶绿体
C．线粒体D．核糖体
解析：选D。

细胞核、叶绿体、线粒体中都有DNA，均可发生DNA复制，而核糖体中无DNA。

4．一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。

下列叙述不正确的是( )
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1．3×104
B．复制过程需要2．1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含31P与含32P的分子数之比为3∶1
D．子代DNA分子中含31P的单链与含32P的单链之比为7∶1
解析：选C。

由题意知，该DNA分子含有5 000个碱基对，A占20%，因此A＝T＝10 000×20%＝2 000，C＝G＝3 000，则该DNA分子中含有氢键的数目为2 000×2＋3 000×3＝13 000个，A正确；DNA分子复制3次形成了8个DNA分子，其中有7个DNA分子需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，所以复制过程需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目＝7×3 000＝21 000个，B正确；子代DNA分子中含32P的DNA分子只有两个，含31P的分子数是8个，二者之比是1∶4，C错误；由题意知，含有32P标记的DNA单链是2条，含有31P的单链是2×8－2＝14条，因此子代DNA分子中含31P的单链与含32P的单链之比为7∶1，D正确。

5．PCR技术中所使用的DNA聚合酶与生物体内的DNA聚合酶相比，其突出特性是( ) A．耐高温B．呈强酸性
C．催化效率特别高D．呈强碱性
解析：选A。

因生物体合成DNA的温度较低，而利用PCR技术合成DNA的温度较高，约为72 ℃，故A正确。

6．科学家在研究DNA分子的复制方式时，进行了如图所示的实验研究(已知培养用的细菌大约要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为脱氧核苷酸、酶为解旋酶和DNA聚合酶
C．用15N标记的DNA分子作为模板，用含有14N的培养基培养，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，但也可能发生基因突变
解析：选C。

以15N标记的DNA分子为模板，用含14N的培养基培养，第一次复制后，全部DNA分子中一条链含15N一条链含14N；第二次复制后50%的DNA分子只含14N，50%的DNA 分子一条链含15N一条链含14N，第三次复制后25%的DNA分子一条链含15N一条链含14N，75%的DNA分子只含14N。

7．如果把人的精原细胞核中的46个DNA分子用15N标记，此细胞在不含标记的环境中依次经过1次有丝分裂和1次减数分裂，则下列相关描述正确的是( ) A．在有丝分裂的后期，含有放射性的染色体有92条
B．在减数第一次分裂后期，一个初级精母细胞中含有放射性的DNA有92个
C．在减数第二次分裂中期，一个次级精母细胞中含放射性的DNA是46个
D．形成的8个精细胞中，含有放射性的细胞最少占25%
解析：选A。

精原细胞中每个DNA都有15N，根据半保留复制可知，有丝分裂后期产生的92个DNA分子都有15N，A正确；经过有丝分裂产生的子细胞中，每个DNA都有放射性，但每个DNA只有一条链有放射性，因此减数第一次分裂后期，形成的46条染色体都有放射性，其中46个DNA有放射性，另外46个DNA没有，B错误；减数第二次分裂一个次级精母细胞中含放射性的DNA只有23个，C错误；减数分裂产生的8个细胞中，至少有4个有放射性，占1/2，D错误。

8．如图表示DNA复制的过程，结合图示分析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：选C。

虽然DNA具有多起点复制的特点，但图中所示每条链只沿一个起点在复制，得不出多个起点同时进行复制的特点。

9．用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖4代，a、b、c 为3种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，如图，这3种DNA分子的比例正确的是( )
解析：选D。

假设亲代DNA分子为n个，则繁殖4代后，DNA分子总数为16n，其中，只含15N的DNA分子为0个，同时含14N和15N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有14n 个，它们呈现的比例为D选项所示。

10．下列关于如图DNA分子片段的说法，正确的是( )
A．解旋酶可作用于①②处
B．“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
C．该DNA的特异性表现在碱基种类和(A＋G)/(C＋T)的比例上
D．把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4
解析：选B。

解旋酶的作用是催化氢键断开，使DNA两条链分开，形成两条单链DNA，即作用于图中③处，A错误；“G”是鸟嘌呤脱氧核苷酸，B正确；DNA分子的特异性是由于每个特定的DNA分子都具有其特定的碱基对排列顺序，对于任何双链DNA分子中，(A＋G)/(C ＋T)的比值都是等于1，C错误；把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代DNA都含有15N，D错误。

11．用一个32P标记的噬菌体侵染31P标记的细菌。

若该细菌解体后释放出16个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有32P的噬菌体有( )
A．1个B．2个
C．15个D．16个
解析：选B。

用一个32P标记的噬菌体侵染含有31P标记的细菌。

若该细菌解体后释放出16个大小、形状一样的噬菌体，其中有2个含有杂合的DNA，其中一条单链含32P，另一条单链含31P；其余的14个噬菌体的DNA分子的两条单链仅含31P。

12．假定某高等生物体细胞内染色体是10条，其中染色体中的DNA用3H标记，将该体细胞放入不含有标记的培养液中连续培养2代，则在第二次有丝分裂后期，每个细胞中没有被标记的染色体为( )
A．5条B．40条
C．20条D．10条
解析：选D。

DNA是半保留复制，体细胞中10条染色体都被3H标记，经过第一次有丝分裂后，每个DNA分子一条链被3H标记，另一条链不被标记。

第二次有丝分裂间期DNA进行复制，而原料不被标记，所以含有3H标记与不含3H标记的染色体数量之比为1∶1，即有丝分裂后期，细胞中含有3H标记与不含3H标记的染色体各有10条，D选项正确。

二、非选择题
13．下图为真核细胞中发生的一项生理过程示意图，请据图回答下列问题：
(1)图中表示的生理过程是____________，此过程发生的主要场所是____________。

(2)该过程首先需要在____________酶作用下把两条链解开；需要____________直接供能。

(3)已知一个亲代DNA分子有P个碱基，其中腺嘌呤Q个，连续进行此项生理过程n次，共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸____________个。

(4)该过程得到的子代DNA与亲代相同，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案：(1)复制细胞核(2)解旋ATP
(3)(2n－1)(P/2－Q) (4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板、在复制过程中遵循碱基互补配对原则
14．如图为DNA的复制图解，请据图回答下列问题：
(1)DNA复制发生在__________________________期。

(2)②过程称为____________。

(3)指出③中的子链：____________。

(4)③过程必须遵循____________________原则。

(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有____________________的特点。

(6)将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂4次，则含14N的DNA细胞占总细胞数的________，含15N的DNA细胞占总细胞数的________。

(7)已知原来DNA中有100个碱基对，其中A 有40个，则复制4次，在复制过程中将需要________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加。

解析：DNA分子的复制方式为半保留复制，子代DNA分子中有一条母链和与母链互补的子链；复制n次产生的子代DNA分子数为2n个；若亲代DNA分子中含某种碱基数为a个，则复制n次需该种碱基数为a×(2n－1)个。

答案：(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间
(2)解旋(3)Ⅱ、Ⅲ(4)碱基互补配对
(5)半保留复制(6)100% 12．5% (7)900
15．在探索DNA复制方式的过程中，人们推测可能的复制方式是全保留复制和半保留复制两种，如图所示，请设计实验探究DNA的复制方式。