高中物理 4.2 DNA的结构和DNA的复制同步练习 苏教版必修2(1).doc

4.2 dna的结构和dna的复制【例1】下图是某dna分子的局部结构示意图，请据图回答。(1)写出下列图中序号代表的结构的中文名称：_，_，_，_。(2)图中dna片段中碱基对有_对，该dna分子应有_个游离的磷酸基。(3)从主链上看，两条单链_；从碱基关系看，两条单链_。(4)如果将14n标记的细胞培养在含15n标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的_(填图中序号)中可测到15n。若细胞在该培养液中分裂四次，该dna分子也复制四次，则得到的子代dna分子中含14n的dna分子和含15n的dna分子的比例为_。(5)若该dna分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该dna分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为_个。【解析】根据碱基互补配对原则可知：是胞嘧啶，是腺嘌呤，是鸟嘌呤，是胸腺嘧啶，是磷酸基团，是胸腺嘧啶，是脱氧核糖，是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，是一条脱氧核苷酸链的片段。复制4次，产生16个dna分子，由于dna复制为半保留复制，含14n的dna分子共2个，所有的dna都含有15n，所以子代dna分子中含14n和15n的比例为18。atm，则gcm，复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(241)(m)15(m)。【答案】(1)胞嘧啶脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段(2)42(3)反向平行互补(4)18(5)15(m)技巧点拨： 核酸种类的判断方法(1)dna和rna的判断：含有碱基t或脱氧核糖dna含有碱基u或核糖rna(2)单链dna和双链dna的判断：若：双链dna若：嘌呤嘧啶单链dna(3)dna和rna合成的判断：用放射性同位素标记t或u可判断dna和rna的合成。若大量消耗t，可推断正发生dna的合成；若大量利用u，可推断正进行rna的合成。【例2】如图为dna复制的图解，请据图回答下列问题：(1)dna复制发生在_。(2)过程称为_。(3)中的子链是_。(4)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复制具有_的特点。(6)用15n标记含有100个碱基对的dna分子，其中有胞嘧啶60个，若该dna分子在14n的培养基中连续复制四次，则结果不可能是()a含有15n的dna分子占1/8b含有14n的dna分子占7/8c复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个d共产生16个dna分子(7)具有n个碱基对的一个dna分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸。该片段完成n次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。该片段完成第n次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。a(2n1)(nm) b2n1(nm)c2n1(n/2m) d2n(n/2m)(8)若用32p标记了玉米体细胞(含20条染色体)的dna分子双链。再将这些细胞转入不含32p的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32p标记的染色体条数分别是()a中期20和20、后期40和20b中期20和10、后期40和20c中期20和20、后期40和10d中期20和10、后期40和10【解析】dna的复制方式为半保留复制，子代dna分子中有一条母链和一条与母链互补的子链。(6)由于dna的复制是半保留复制，经过四次复制形成的16个dna分子中，有2个dna分子的一条链上含有15n，另一条链上含有14n，其余14个dna分子的两条链上全部含有14n。该dna分子中含有胞嘧啶60个，由此计算出含有鸟嘌呤60个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40个，复制四次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为40(161)600(个)，选项a、c、d正确，b错误。(7)根据题意，该dna分子片段含有胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为(2n2m)/2nm。该片段完成n次复制，共产生dna分子片段数为2n个，新增dna分子片段(2n1)个。故其完成n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(2n1)(nm)个，选a。该片段完成第n1次复制时共产生dna分子片段2n1个，若再完成一次复制(也就是第n次复制)，新增dna分子片段数为2n1个，故其完成第n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为2n1(nm)个，选b。(8)玉米体细胞有丝分裂中期和后期细胞中染色体的数量分别为20和40，dna分子的数量分别为40和40。dna分子的复制具有半保留复制的特点，即新产生的dna中有一条链是来自于母链，另一条链是新合成的子链。所以，第一次复制后的所有dna都是一条链含有32p，另一条链不含；第二次复制得到的dna分子则有一半含有32p，另一半不含。所以，第二次细胞分裂中期和后期的细胞中都有20个dna分子含有32p，选a。【答案】(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期(2)解旋(3)、(4)碱基互补配对(5)半保留复制(6)b(7)ab(8)a技巧点拨： dna分子复制中的相关计算(1)某dna分子中含某种碱基a个，则复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n1)；第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n1。(2)若以被同位素标记的dna分子的两条链为模板，复制n次后，标记的dna分子占2/2n，标记的dna单链占所有单链的1/2n；若用同位素标记原料，则复制n次后，标记的dna分子占100%，标记的单链占11/2n。易错警示：关于dna复制的2个易错点(1)在做dna分子复制的计算题时，应看准是“含”还是“只含”，是“dna分子数”还是“链数”。(2)在分析细胞分裂问题时，常以染色体或dna分子为研究对象，而在分析dna分子复制问题时，一定要从dna分子两条单链的角度考虑，所以复制后的一条染色体上的两个dna分子中都含有原来的单链。小试高考1.(2012山东卷，5)假设一个双链均被32p标记的噬菌体dna由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31p的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是()a该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸b噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等c含32p与只含31p的子代噬菌体的比例为149d该dna发生突变，其控制的性状即发生改变【解析】根据题干信息可知，噬菌体的dna含有5 000个碱基对，即为10 000个碱基，腺嘌呤(a)占全部碱基的20%，即at2 000个，则gc3 000个。在噬菌体增殖的过程中，dna进行半保留复制，100个子代噬菌体含有100个dna，相当于新合成了99个dna，至少需要的鸟嘌呤(g)脱氧核苷酸数是993 000297 000，a项错误。噬菌体增殖的过程中需要自身的dna作为模板，而原料和酶由细菌提供，b项错误。根据半保留复制方式的特点可知，在子代噬菌体的100个dna中，同时含32p和31p的只有2个，只含31p的为98个，c项正确。dna发生突变，其控制的性状不一定发生改变，如aa突变为aa以及密码子的简并性等，d项错误。【答案】c2.(2010北京卷，30)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了dna复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14nh4cl15nh4cl14nh4cl14nh4cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物abb的子代b的子代操作提取dna并离心离心结果仅为轻带(14n/14n)仅为重带(15n/15n)仅为中带(15n/14n)轻带(14n/14n) 中带(15n/14n)请分析并回答：(1)要得到dna中的n全部被放射性标记的大肠杆菌b，必须经过_代培养，且培养液中的_是唯一氮源。(2)综合分析本实验的dna离心结果，第_组结果对得到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分子的复制方式是_。(3)分析讨论：若子代dna的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”dna来自于_，据此可判断dna分子的复制方式不是_复制。若将子代dna双链分开后再离心，其结果_(选填“能”或“不能”)判断dna的复制方式。若在同等条件下将子代继续培养，子n代dna离心的结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生变化的是_带。若某次实验的结果中，子代dna的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成dna单链中的n尚有少部分为_。【答案】(1)多15nh4cl(2)312半保留复制(3)b半保留不能没有变化轻15n能力提升训练一、选择题1.下列有关dna分子结构的叙述，错误的是()a双链dna分子中含有两个游离的磷酸基团bdna的一条单链上相邻的碱基a与t之间通过氢键连接c嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了dna分子空间结构的相对稳定ddna分子两条链反向平行2.经检测得知，一双链dna分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总量的比例是y，以下推断正确的是()a与鸟嘌呤互补的碱基所占的比例是(1y)b该dna分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是x/yc该dna分子的碱基之间的氢键数是x(12/y)d与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x(12y)/y3.已知某dna分子中，g与c之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的t与c分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在它的互补链中，t和 c分别占该链碱基总数的()a32.9%和17.l% b31.3%和18.7%c18.7%和31.3% d17.1%和32.9%4.如图是在电子显微镜下拍摄的某生物细胞dna复制过程中的图像。下列有关叙述正确的是()a此图反映出的dna复制模式可作为dna双向复制的证据b此过程遵循碱基互补配对原则，任一条链中at，gcc若将该dna彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基d若该dna分子的一条链中(at)/(gc)a，则互补链中该比值为1/a5.下列关于dna复制的叙述，正确的是()adna复制时，严格遵循au、cg的碱基互补配对原则bdna复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板cdna分子全部解旋后才开始进行dna复制d脱氧核苷酸必须在dna酶的作用下才能连接形成子链6.某dna分子有2 000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上agtc1234，若该dna分子复制一次，则需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是()a200个 b300个 c400个 d800个二、非选择题7.在生命科学研究中，“放射性同位素示踪法”是常用的研究手段。请分析下列几个科学实验，回答有关问题：(1)将大肠杆菌的dna分子用3h标记后，放在普通培养基上繁殖两代，如下图所示。该实验有力地证明了dna分子的复制方式是_。若在此过程中，共消耗了游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个，则亲代dna分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸_个。(2)用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠的胰腺细胞，研究豚鼠分泌蛋白的合成和分泌过程，放射性在核糖体上出现后，依次经过_、_和_，最后出现在细胞外。参考答案与解析1.b 【解析】dna的一条单链上相邻的碱基a与t之间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接。2.d 【解析】由题意可知，g、c所占比例都为y，数量都为x；a、t所占比例都为(1/2y)，数量都为(x/y)2x/2(x/2y)x。与鸟嘌呤互补的碱基所占比例是y。该dna分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是1。g、c之间有三个氢键，a、t之间有两个氢键，该dna分子的碱基之间的氢键数目是3x2(x/2y)x(xx/y)。a、t与g不互补，其数目为x(12y)/y。3.b 【解析】由题中gc35.8%，可推出cg17.9%，at32.1%；设它的互补链中，t和c分别占该链碱基总数的比例为x、y，则有1/2(x32.9%)32.1%,1/2(y17.1%)17.9%，解得x31.3%，y18.7%。4.a 【解析】在一条链中a与t不一定相等；dna彻底水解是指将脱氧核苷酸也水解，产物是脱氧核糖、磷酸和四种碱基；dna分子的一条链中两互补碱基之和的比值，与另一条链中该比值相等。5.b 【解析】dna复制时，严格遵循at、cg的碱基互补配对原则；dna是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的；dna分子边解旋边复制；脱氧核苷酸必须在dna聚合酶的作用下才能连接形成子链。6.c 【解析】由一条单链上agtc1234，计算得该单链上1 000个碱基中含有a100个，t300个，整