【生物】DNA的复制同步练习-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

3.3DNA的复制一、DNA半保留复制的实验证据1．(2023·郑州外国语学校调研)对于DNA分子的复制方式，有人猜测除半保留复制外，还可能存在以下两种情况：第一种，亲代DNA分子结构不变，子代DNA分子完全利用培养液中的原料合成；第二种，亲代DNA分子分成多个片段，以各个片段为模板合成子片段，最后形成的DNA分子由亲代DNA片段和子代DNA片段间隔排列形成。下列能体现DNA半保留复制的组合是()①大肠杆菌的DNA都被15N标记，提取DNA离心，位于离心管的重带位置②15N标记的大肠杆菌转移到14N的培养液中③分裂一次，提取大肠杆菌DNA离心，DNA在离心管的中带位置④分裂一次，提取大肠杆菌DNA离心，DNA在离心管的重带和轻带位置⑤分裂两次，提取大肠杆菌DNA离心，DNA位于离心管的中带位置⑥分裂两次，提取大肠杆菌DNA离心，DNA位于离心管的中带和轻带位置①②③B．①②④ C．①②③⑤ D．①②③⑥2．(2023·成都模拟)研究人员将1个含14N－DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中，培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA加热处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现的两种条带含量如图所示。下列说法正确的是()A．子代DNA分子共有8个，其中有1个DNA分子含有14NB．该实验可用来探究DNA的半保留复制方式和细胞周期持续时间C．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键D．若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心，则相应的条带含量比为1∶33.科学家曾推测DNA复制方式有如图甲所示的三种方式。1958年,梅塞尔森和斯塔尔用密度梯度离心的方法,追踪由15N标记的DNA亲本链的去向,实验过程是将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(子Ⅰ代和子Ⅱ代)后离心得到如图乙所示的结果。下列有关叙述正确的是 ()甲乙A.若子Ⅰ代离心后只有中密度带,则一定是半保留复制B.区分分散复制和半保留复制,要从子Ⅱ代离心结果开始C.如果将子Ⅰ代DNA分子解旋后再离心,则三种复制方式的结果是一样的D.若DNA确实是半保留复制,则复制5代后,含14N的DNA分子占15/16二、与DNA复制有关的计算4．一个3H充分标记的DNA分子含有200个碱基，其中鸟嘌呤的数量为60个，该DNA分子在不含有放射性标记的培养物中经过m次复制后，含有3H标记的DNA与不含3H标记的DNA之比为1∶7，在复制过程中需要的胸腺嘧啶的数量为n个，则m、n分别为()A．3、420B．3、280C．4、600D．4、9005．某双链DNA分子共含有1000个碱基对，其所含氮元素用15N标记，再将其置于含14N脱氧核苷酸的培养液中。该DNA复制n次后，下列相关叙述错误的是()A．第n代DNA分子中，含有15N的只有2个B．该过程消耗的脱氧核苷酸中含嘌呤碱基的占50%C．第n代DNA分子中都含有14N标记的碱基D．该过程消耗的脱氧核苷酸总数为2000×2n＋16．(2023·唐山模拟)噬藻体是侵染蓝细菌细胞的DNA病毒，假设噬藻体的DNA含腺嘌呤400个，共有1000个碱基对，一个32P标记的噬藻体侵染被31P标记的蓝细菌细胞，最终释放出100个子代噬藻体。下列有关分析错误的是()A．释放出的子代噬藻体中的DNA均含有31PB．噬藻体DNA在蓝细菌细胞内至少需要复制7次C．噬藻体DNA第3次复制需要消耗胞嘧啶2.4×103个D．噬藻体DNA复制所需的模板、原料和酶均来自蓝细菌细胞7．如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5000对碱基，A＋T占碱基总数的34%。若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是()A．复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶B．DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个C．④处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复制的过程8．如图所示为DNA复制过程中的一个复制泡，①～⑨代表相应位置。下列叙述不正确的是()A．DNA的两条链均为复制模板B．该复制泡的DNA解旋是双向的C．DNA分子的双链是反向平行的，①④⑨为3′－端D．若该片段碱基T占20%，则复制后碱基C占30%9．(2023·湖北重点中学联考)玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA分子。如图为该病毒DNA在玉米细胞内的复制过程。相关叙述正确的是()A．DNA复制时A与U、G与C进行配对B．DNA复制时以四种脱氧核糖核苷酸为原料C．形成子代DNA时，亲代DNA边解旋边复制D．新合成的互补链是子代病毒的遗传物质10．(2022·广东)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是()A．单链序列脱氧核苷酸数量相等B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸C．单链序列的碱基能够互补配对D．自连环化后两条单链方向相同11.(2023山西吕梁二模,4)如图表示大肠杆菌质粒DNA的复制过程,其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。若该细菌的质粒DNA含有的碱基数目为m,胸腺嘧啶数目为a,下列叙述错误的是 ()A.该DNA复制的特点为边解旋边复制、双向复制B.该过程需要解旋酶和DNA酶的参与,且两种酶发挥作用时均消耗ATPC.该DNA复制n次,消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为(2n-1)×(m/2-a)D.该DNA复制一次,共形成m个磷酸二酯键12．DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物，如图表示DNA复制过程。下列相关分析不正确的是()A．DNA复制时存在A、U碱基配对现象B．DNA复制是多种酶参与的物质合成过程C．两条子链延伸的方向都是由5′－端到3′－端D．DNA聚合酶与DNA连接酶的底物相同四、有丝分裂染色体的标记情况13．将洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养液中继续完成一个细胞周期。下列叙述正确的是()A．第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期B．第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记C．第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条染色单体被标记D．完成两个细胞周期后，每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同14．果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期都有8条染色体被32P标记()A．第1次B．第2次C．第3次D．第4次五、减速分裂染色体的标记情况15．(2023·武汉模拟)某精原细胞(2N＝6)中DNA被32P充分标记后，在不含32P的培养液中进行一次有丝分裂再进行减数分裂共产生8个精细胞(不考虑染色体数目变异)。下列有关叙述错误的是()A．减数分裂Ⅰ中期，每个细胞中一定有6条染色体含有32PB．减数分裂Ⅰ后期，每个细胞中一定有6条染色体含有32PC．减数分裂Ⅱ中期，每个细胞中一定有3条染色体含有32PD．减数分裂完成后，每个细胞中一定有3条染色体含有32P16.(2023·济宁模拟)将两条单链均被32P标记的基因A导入不含32P标记的某动物精原细胞中，且基因A的插入位置如图所示。将该精原细胞置于不含32P的培养液中培养，得到4个子细胞，检测子细胞中的标记情况。若不考虑互换和变异，下列叙述错误的是()A．可能出现2个子细胞含32P、2个子细胞不含32P的情况B．可能出现3个子细胞含32P、1个子细胞不含32P的情况C．若4个子细胞中均含32P，则该精原细胞一定进行了减数分裂D．若该精原细胞进行两次有丝分裂后，可能两个子细胞中含有32P17.阅读下列材料，回答下列问题：复制后拟核DNA分离的原理细菌分裂时，其拟核DNA以特定的一个部位特异性地结合在细胞膜的附着点上。拟核DNA复制形成的两个子DNA随着细胞膜的生长而分离，分别进入两个子细胞中①(如图)。(1)结合图示，从遗传稳定性的角度分析，细菌细胞膜的附着点在细菌细胞分裂中的意义是_____________________________________________________。有丝分裂时，动物细胞中与图示过程中细菌细胞膜的作用相似的结构是______________。(2)拟核DNA上的复制原点发生突变后，会影响拟核DNA与细胞膜的结合。推测拟核DNA通过复制原点与细胞膜附着点的蛋白质特异性结合。为验证该推测，实验思路如下：①设法从拟核DNA与细胞膜结合的复合物上分离出与细胞膜结合的DNA片段，以________________为探针，与该片段进行DNA分子杂交，若出现杂交带，则表明细菌拟核DNA与细胞膜结合的部位是其复制原点。②设法分离出拟核DNA与细胞膜结合的复合物中的膜蛋白a和脂质a、非结合部位的膜蛋白b和脂质c，用复制原点分别对它们进行专一性结合检测，若_______________________________________________________________________________________________________________，则表明细胞膜上与复制原点结合的是该结合部位的特定蛋白质。18．为探索DNA复制的具体过程，科学家做了如下实验：20℃条件下，在培养基中添加用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养大肠杆菌增殖多代，再用未标记的T4噬菌体侵染这些大肠杆菌，培养不同时间后阻断DNA复制，将DNA变性处理为单链，离心分离并检测离心管不同位置的放射性强度，结果如图所示(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。请回答下列问题：(1)DNA复制时，催化单个脱氧核苷酸连接到已有DNA链上的酶是____________，DNA分子的________结构能够为复制提供精确的模板，DNA复制的方式为____________。(2)新形成的T4噬菌体带有放射性标记的原因是___________________________________________________________。(3)根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程可能是先合成较短的DNA片段，之后在DNA连接酶的作用下，________________________________。若抑制DNA连接酶的功能，重复上述实验，可能出现的实验现象是__________________________________________________________。答案1-5DDBCD6-10DBCDC11-15BDCBD16C17.答案：（1）将复制形成的两个DNA分子平均分到两个子细胞(或使遗传物质平均分配到子细胞中)纺锤体(或中心体)（2)(标记的)复制原点片段只有膜蛋白a能与复制原点进行专一性结合(或膜蛋白a与复制原点进行专一性结合，脂质a、非结合部位的膜蛋白b和脂质c不与复制原点进行专一性结合)18.答案(1)DNA聚合酶双螺旋半保留复制(2)大肠杆菌以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA，T4噬菌体寄生在大肠杆菌体内，合成DNA的原料全部来自大肠杆菌(3)较短的DNA片段连接成DNA长链随着时间推移，与离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强1.D解析①大肠杆菌的DNA都被15N标记，两条链均含15N的亲代DNA经离心处理后，DNA位于离心管的重带位置；②将被15N标记的大肠杆菌转移至14N的培养液中；③DNA复制一次产生的子代DNA一条单链含15N标记，一条单链含14N标记，离心后位于离心管的中带位置，如果是第一种情况，那么离心后DNA应位于离心管的重带和轻带位置，故可排除第一种情况；⑥再复制一次，离心处理后，DNA位于离心管的中带和轻带位置，如果是第二种情况，那么离心后DNA应位于离心管的中带和轻带之间，故可排除第二种情况。综上所述，能体现DNA半保留复制的组合是①②③⑥，故选D项。2.D解析由于14N单链∶15N单链＝1∶7＝2∶14，故子代DNA分子共有(2＋14)/2＝8个，其中有2个DNA分子含有14N，A项错误；因本实验是对DNA单链进行的离心分析，若DNA进行的是全保留复制，也会得到题述结果，B项错误；解开DNA双螺旋的实质是破坏氢键，C项错误；经过3次复制，共有8个DNA分子，有2个为14N/15N－DNA，6个为15N/15N－DNA，若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心，则相应的条带DNA含量比为1∶3，D项正确。3.B若子Ⅰ代离心后只有中密度带,则可能是半保留复制,也可能是分散复制,A错误;区分分散复制和半保留复制,要从子Ⅱ代离心结果开始,若离心后一半为中密度带,一半为轻密度带,则为半保留复制,B正确;如果将子Ⅰ代DNA分子解旋后再离心,则全保留复制和半保留复制的结果是一样的,都是轻、重各一半,而分散复制得不到轻带和重带,C错误;若DNA确实是半保留复制,则复制5代后,含14N的DNA分子占100%,D错误。4.C解析该DNA分子含有200个碱基，鸟嘌呤数量为60个，所以胸腺嘧啶有40个，根据DNA半保留复制的特点，该完全标记的DNA分子在不含有放射性标记的培养物中培养，最后形成的子代DNA中带有标记的只有两个，根据复制后含有3H标记的DNA(2个)与不含3H标记的DNA之比为1∶7，可知一共形成了2m＝16个DNA分子，所以DNA分子一共复制了4次，消耗胸腺嘧啶数量为40×(24－1)＝600，所以m、n分别为4、600，C项正确。5.D解析DNA的复制方式为半保留复制，亲代DNA的两条链含有15N，放在含有14N的培养基中复制后，第n代DNA分子中，含有15N的只有2个，A项正确；DNA分子中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等，因此该过程消耗的含嘌呤碱基的脱氧核苷酸占50%，B项正确；第n代DNA分子中都含有14N标记的碱基，其中有两个DNA只有一条链含有14N，C项正确；该DNA分子中脱氧核苷酸总数为2000个，n次复制后，需要消耗的脱氧核苷酸总数为2000×(2n－1)，D项错误。6.D解析噬藻体是一种DNA病毒，其DNA复制所需的模板是噬藻体的双链DNA，D项错误；若噬藻体的DNA在蓝细菌细胞内复制6次，最多能得到64个DNA分子，而题中所述释放出100个子代噬藻体，因此至少需要复制7次，B项正确；噬藻体DNA中胞嘧啶数量＝(2000－400×2)÷2＝600个，第3次复制新合成4个DNA分子，需要消耗胞嘧啶600×4＝2400个，C项正确；蓝细菌细胞释放的所有子代噬藻体的DNA都含有31P，A项正确。7．B[复制时作用于③处的酶为解旋酶而不是DNA聚合酶，A错误；由题干信息可知，G＋C＝1－34%＝66%，则G＝C＝3300个，则复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为3300×(22－1)＝9900(个)，B正确；DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸，C错误；DNA分子只有一条链含15N，其复制是半保留复制，连续复制2次后，形成的4个DNA分子，只有一个DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D错误。]8.C解析DNA复制是以亲代DNA两条链为模板合成子代DNA的过程，A项正确；结合题图可知，DNA分子可以进行双向复制，因此DNA解旋也是双向的，B项正确；由于DNA聚合酶只能使子链由5′－端向3′－端延伸，因此图中⑨为子链的3′－端，而模板链正好相反，故①④为5′－端，C项错误；若该片段碱基T占20%，由于双链DNA分子中A＝T，C＝G，因此A＝T＝20%，则C＝G＝30%，复制后子代DNA中碱基与亲代相同，碱基比例不变，D项正确。9.D解析根据碱基互补配对原则可知，DNA复制时，A和T进行配对，C和G进行配对，A项错误；玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA，单链环状DNA复制过程中亲代DNA不需要解旋，C项错误；新合成的互补链与亲本碱基序列不同，不是子代病毒的遗传物质，D项错误。10.C解析单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线性DNA分子两端能够相连，A、B两项错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定线性DNA分子两端能够相连，C项正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D项错误。11.答案B该过程需要解旋酶和DNA聚合酶的参与。12．D[由于DNA复制过程中需要RNA引物，所以在复制时存在A、U碱基配对现象，A正确；DNA复制是解旋酶、DNA聚合酶等多种酶参与的物质合成过程，B正确；DNA分子的2条链是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链5′－端向3′－端延伸，C正确；DNA聚合酶与DNA连接酶的底物不同，前者作用于单个脱氧核苷酸，而后者作用于DNA片段，D错误。]13.C解析含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA复制的原料，第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制，发生在分裂间期，A项错误；由于DNA分子复制是半保留复制，形成的子代DNA分子中一条是原来的母链，一条是新合成的子链(含有3H标记)，第一个细胞周期结束后，每个子细胞中所有的染色体都被标记，B项错误；第二个细胞周期在不含放射性标记的培养液中培养，间期染色体复制，一条染色体上的两条染色单体只有一条有放射性，故第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条染色单体被标记，C项正确；第二次分裂的后期，含3H标记的染色体与不含3H标记的染色体随机向两极移动，每个子细胞中含3H标记的染色体数目不一定相同，D项错误。14.B解析第一次有丝分裂结束后，果蝇的体细胞中均含有8条染色体、8个核DNA分子，每个核DNA分子的2条链中均含1条标记链和1条非标记链。在第二次有丝分裂中，间期复制完成时会有16个核DNA分子，这16个核DNA分子中，有8个核DNA分子均含1条标记链和1条非标记链，另外8个核DNA分子只含非标记链；在中期，由于着丝粒没有分裂，所以每条染色体上有2个DNA分子，1个DNA分子含1条标记链和1条非标记链，另一个只含非标记链，所以在中期会有8条染色体有标记；后期着丝粒分裂，每条染色体上的DNA分子随着姐妹染色单体的分开而分开，在后期形成的16条染色体中，只有8条含有标记。15.D解析分析题意，该精原细胞的DNA被32P充分标记后，由于DNA分子的半保留复制，经过一次有丝分裂后，每条染色体的DNA都有一条链被标记，再让其进行减数分裂，经过半保留复制，减数分裂Ⅰ中期时每条染色体都含有32P标记(每条染色体的一条单体)，A项正确；减数分裂Ⅰ后期(同源染色体分离)，每条染色体都含有32P标记(每条染色体的一条单体)，B项正确；在减数分裂Ⅰ后期，由于同源染色体分离，分到两个次级精母细胞