《第三节 DNA分子的复制》（同步训练）高中生物必修2 遗传与进化-沪教版-2024-2025学年

《第三节DNA分子的复制》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有12小题，每小题2分，共24分）1、DNA分子复制时，下列哪个说法是正确的？A.复制过程中，DNA双螺旋结构解开，每条单链作为模板，形成新的双链B.复制过程中，DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成新的DNA分子C.复制过程中，DNA聚合酶负责将DNA分子解旋D.复制过程中，每条单链的碱基序列与模板链完全相同2、下列关于DNA复制过程中碱基配对原则的说法，正确的是：A.A与U配对，G与C配对B.A与C配对，G与T配对C.A与T配对，G与C配对D.C与G配对，T与A配对3、在DNA分子的复制过程中，下列哪种酶的作用是连接DNA片段？A.DNA聚合酶B.DNA连接酶C.RNA聚合酶D.核酸酶4、DNA复制过程中，下列哪个条件是必需的？A.温度低于0℃B.温度高于95℃C.pH值接近中性D.无需任何特殊条件5、以下关于DNA复制过程的描述，正确的是：A.DNA复制发生在有丝分裂的分裂前期B.DNA复制是半保留复制，每个新的DNA分子包含一个亲本链和一个新合成的链C.DNA复制过程中，DNA聚合酶负责解开DNA双螺旋结构D.DNA复制过程中，RNA作为模板指导DNA的合成6、在DNA复制过程中，以下哪种物质是DNA聚合酶的底物？A.ATPB.dNTPs（脱氧核糖核苷三磷酸）C.RNAD.蛋白质7、DNA复制过程中，以下哪个说法是正确的？A.复制过程中DNA聚合酶只能从5’端到3’端合成新链B.复制过程中DNA聚合酶只能从3’端到5’端合成新链C.复制过程中DNA聚合酶可以同时从两个方向合成新链D.复制过程中DNA聚合酶在合成新链时不需要模板8、在DNA复制过程中，哪种酶负责解开DNA双螺旋结构？A.DNA聚合酶B.DNA连接酶C.DNA旋转酶D.解旋酶9、在DNA复制过程中，以下哪个酶负责解开DNA双链？A.DNA聚合酶B.解旋酶C.DNA连接酶D.核酸酶10、DNA复制过程中，新合成的DNA链的合成方向是怎样的？A.5’到3’B.3’到5’C.5’到5’D.3’到3’11、在DNA复制过程中，下列哪一项是正确的关于引物的描述？A.引物是由RNA聚合酶合成的小段RNAB.引物是由DNA聚合酶直接合成的小段DNAC.引物可以无限延长，成为新DNA链的一部分D.引物在DNA复制完成后不需要被移除12、关于DNA半保留复制的特点，以下说法正确的是：A.每个新合成的DNA分子中，一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的B.新合成的两个DNA分子都只包含新合成的DNA链C.新合成的两个DNA分子都只包含来自亲代的DNA链D.DNA复制时，两条母链都会完全解旋并各自独立进行复制二、多项选择题（本大题有4小题，每小题4分，共16分）1、DNA分子复制过程中，以下哪些说法是正确的？A.DNA复制是半保留复制B.DNA复制需要模板C.DNA复制需要酶的参与D.DNA复制过程中会产生新的DNA分子2、以下哪些条件对于DNA复制过程是必需的？A.适当的温度B.合适的pH值C.适合的酶活性D.适量的DNA模板3、关于DNA分子复制，以下描述正确的是（多选）：A.DNA复制是一个半保留过程，每个新合成的DNA分子包含一条旧链和一条新链。B.DNA聚合酶只能在一个已存在的RNA引物末端添加核苷酸。C.在原核生物中，DNA复制可以从多个起点开始，而在真核生物中仅有一个起点。D.解旋酶负责解开双螺旋结构，为复制提供单链模板。4、有关DNA复制过程中遇到的问题及其解决方式，下列叙述正确的是（多选）：A.当复制叉遇到DNA损伤时，细胞会启动修复机制来纠正错误或绕过损伤位点继续复制。B.端粒酶在每次细胞分裂时都会缩短端粒长度，从而限制了细胞的分裂次数。C.拓扑异构酶通过改变DNA的超螺旋状态，防止因过度缠绕而阻碍复制进程。D.RNA引物被移除后，留下的空隙由DNA连接酶直接填补。三、非选择题（本大题有5小题，每小题12分，共60分）第一题DNA分子的复制是一个半保留的过程，即新合成的每个DNA分子都包含一条旧链和一条新链。假设一个细菌细胞含有14N标记的DNA，并将其置于含有15N标记的脱氧核苷酸培养基中生长。经过两轮复制后，请回答以下问题：细胞中的DNA分子会呈现怎样的氮同位素分布？请具体描述。如果将这些子代DNA分子进行离心分离，预期会观察到什么现象？这种实验结果支持了哪种DNA复制机制？第二题：假设DNA分子的一条链序列为5’-AGCTTAACT-3’，请回答以下问题：（1）根据上述序列，写出与之互补的另一条DNA链的序列。（2）若该DNA分子发生了一个碱基对的替换突变，原本的序列变为5’-AGCTCAACT-3’，请指出突变发生的位置，并说明突变前的碱基和突变后的碱基。（3）假设该DNA分子含有1000个碱基对，若复制过程中发生了一个复制错误，导致其中一个碱基对被错误地复制，请分析这个错误可能导致的遗传后果。第三题：请根据以下DNA分子复制的过程，回答以下问题：写出DNA复制的基本过程。解释DNA复制过程中，DNA双螺旋结构的解旋是如何进行的。说明DNA复制过程中，如何实现半保留复制的。第四题：假设一个DNA分子包含1000个碱基对，其中有100个碱基对在复制过程中发生突变，突变后成为终止密码子。请问：（1）若该DNA分子正常复制，复制得到的子代DNA分子中，有多少个碱基对发生突变？（2）若突变发生在DNA分子的编码区，根据突变后的终止密码子，推测突变导致蛋白质合成提前终止，请写出突变基因的编码序列。第五题：某DNA分子片段的碱基序列为：5’-ATCGGATCCG-3’，请回答以下问题：（1）该DNA分子片段的互补链序列是什么？（2）根据该DNA分子片段的碱基序列，推测其转录后形成的RNA序列是什么？（3）若该DNA分子片段中的ATCG序列在复制过程中发生变异，变为AUCG，请分析这种变异对该基因表达的影响。《第三节DNA分子的复制》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有12小题，每小题2分，共24分）1、DNA分子复制时，下列哪个说法是正确的？A.复制过程中，DNA双螺旋结构解开，每条单链作为模板，形成新的双链B.复制过程中，DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成新的DNA分子C.复制过程中，DNA聚合酶负责将DNA分子解旋D.复制过程中，每条单链的碱基序列与模板链完全相同答案：B解析：在DNA分子复制过程中，DNA聚合酶的作用是将单个脱氧核苷酸按照模板链的碱基配对规则连接成新的DNA分子。选项A描述了复制过程的基本原理，但不是DNA聚合酶的作用。选项C描述了解旋酶的作用，不是DNA聚合酶的作用。选项D描述了复制的准确性，但不是DNA聚合酶的作用。因此，正确答案是B。2、下列关于DNA复制过程中碱基配对原则的说法，正确的是：A.A与U配对，G与C配对B.A与C配对，G与T配对C.A与T配对，G与C配对D.C与G配对，T与A配对答案：C解析：在DNA复制过程中，碱基配对遵循A（腺嘌呤）与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）与C（胞嘧啶）配对的规则。这是由DNA的双螺旋结构和碱基的化学性质决定的。因此，正确答案是C。选项A和B中的碱基配对关系与DNA的实际情况不符。选项D虽然包含了正确的配对关系，但顺序错误。3、在DNA分子的复制过程中，下列哪种酶的作用是连接DNA片段？A.DNA聚合酶B.DNA连接酶C.RNA聚合酶D.核酸酶答案：B解析：DNA连接酶（DNAligase）在DNA复制过程中负责连接DNA片段，尤其是在DNA复制过程中产生的缺口。DNA聚合酶负责在复制过程中合成新的DNA链，RNA聚合酶负责合成RNA，而核酸酶负责切割DNA或RNA。因此，正确答案是B，DNA连接酶。4、DNA复制过程中，下列哪个条件是必需的？A.温度低于0℃B.温度高于95℃C.pH值接近中性D.无需任何特殊条件答案：C解析：DNA复制过程中，pH值接近中性（大约在6.8到7.5之间）是必需的条件，因为这个pH范围是DNA酶最活跃的。温度低于0℃会导致酶失活，而温度高于95℃会导致DNA双链解旋困难。虽然DNA复制在细胞内进行，但特定的pH值是维持酶活性所必需的。因此，正确答案是C，pH值接近中性。5、以下关于DNA复制过程的描述，正确的是：A.DNA复制发生在有丝分裂的分裂前期B.DNA复制是半保留复制，每个新的DNA分子包含一个亲本链和一个新合成的链C.DNA复制过程中，DNA聚合酶负责解开DNA双螺旋结构D.DNA复制过程中，RNA作为模板指导DNA的合成答案：B解析：选项A错误，DNA复制主要发生在有丝分裂的间期和减数分裂的间期；选项B正确，DNA复制确实是半保留复制，每个新的DNA分子包含一个亲本链和一个新合成的链；选项C错误，解开DNA双螺旋结构的是解旋酶；选项D错误，DNA复制过程中，DNA模板指导DNA的合成，而不是RNA。因此，正确答案是B。6、在DNA复制过程中，以下哪种物质是DNA聚合酶的底物？A.ATPB.dNTPs（脱氧核糖核苷三磷酸）C.RNAD.蛋白质答案：B解析：选项A错误，ATP是DNA复制过程中提供能量的物质，不是DNA聚合酶的底物；选项B正确，dNTPs（脱氧核糖核苷三磷酸）是DNA聚合酶的底物，它们在DNA复制过程中被添加到新合成的DNA链上；选项C错误，RNA不是DNA聚合酶的底物；选项D错误，蛋白质不是DNA聚合酶的底物。因此，正确答案是B。7、DNA复制过程中，以下哪个说法是正确的？A.复制过程中DNA聚合酶只能从5’端到3’端合成新链B.复制过程中DNA聚合酶只能从3’端到5’端合成新链C.复制过程中DNA聚合酶可以同时从两个方向合成新链D.复制过程中DNA聚合酶在合成新链时不需要模板答案：A解析：DNA复制过程中，DNA聚合酶确实只能从5’端到3’端合成新链。这是因为DNA聚合酶需要使用模板链上的磷酸二酯键作为起点，而新合成的DNA链是从5’端到3’端逐渐延伸的。因此，选项A是正确的。选项B、C和D都是错误的。8、在DNA复制过程中，哪种酶负责解开DNA双螺旋结构？A.DNA聚合酶B.DNA连接酶C.DNA旋转酶D.解旋酶答案：D解析：在DNA复制过程中，解旋酶负责解开DNA双螺旋结构，以便DNA聚合酶可以读取模板链并合成新的DNA链。DNA聚合酶负责合成新的DNA链，DNA连接酶负责连接DNA片段，DNA旋转酶则与DNA的旋转有关。因此，正确答案是D。选项A、B和C都不正确。9、在DNA复制过程中，以下哪个酶负责解开DNA双链？A.DNA聚合酶B.解旋酶C.DNA连接酶D.核酸酶答案：B解析：解旋酶是负责解开DNA双链的酶，它通过破坏氢键来使双链DNA分开，为DNA聚合酶提供单链模板进行复制。DNA聚合酶负责合成新的DNA链，DNA连接酶负责连接DNA片段，而核酸酶负责降解核酸。10、DNA复制过程中，新合成的DNA链的合成方向是怎样的？A.5’到3’B.3’到5’C.5’到5’D.3’到3’答案：A解析：DNA复制时，新合成的DNA链的合成方向是5’到3’。这是因为DNA聚合酶只能在新链的3’端添加新的核苷酸，而DNA双螺旋结构中，5’端的磷酸基团连接3’端的羟基，因此新链的合成总是从5’端向3’端进行。11、在DNA复制过程中，下列哪一项是正确的关于引物的描述？A.引物是由RNA聚合酶合成的小段RNAB.引物是由DNA聚合酶直接合成的小段DNAC.引物可以无限延长，成为新DNA链的一部分D.引物在DNA复制完成后不需要被移除答案：A解析：在DNA复制的过程中，首先需要一段短的RNA序列作为引物，这个引物是由RNA聚合酶合成的。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA链，它只能在已有的核酸链（通常是RNA引物）的3’端添加脱氧核苷酸。因此，选项A正确。而选项B错误，因为DNA聚合酶不能独立启动DNA链的合成；选项C错误，因为引物通常不是无限延长的，而是有一定的长度限制，并且最终会被替换为DNA；选项D错误，因为在DNA复制完成后，RNA引物需要被特定的酶识别并移除，然后由DNA聚合酶填补这些位置，以确保新合成的DNA链完全由DNA组成。12、关于DNA半保留复制的特点，以下说法正确的是：A.每个新合成的DNA分子中，一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的B.新合成的两个DNA分子都只包含新合成的DNA链C.新合成的两个DNA分子都只包含来自亲代的DNA链D.DNA复制时，两条母链都会完全解旋并各自独立进行复制答案：A解析：DNA的半保留复制是指在细胞分裂前，每个DNA分子会复制自己，产生两个新的DNA分子，其中每一个新分子的一条链是从亲代继承下来的原链，另一条链则是新合成的。因此，选项A正确。选项B和C均不符合半保留复制的定义；选项D虽然描述了DNA复制的一个方面，即两条母链会分开作为模板，但这并不意味着它们“完全解旋并各自独立进行复制”，实际上，复制是通过复制叉的形式进行的，在这个过程中，两条链同时作为模板指导新链的合成。二、多项选择题（本大题有4小题，每小题4分，共16分）1、DNA分子复制过程中，以下哪些说法是正确的？A.DNA复制是半保留复制B.DNA复制需要模板C.DNA复制需要酶的参与D.DNA复制过程中会产生新的DNA分子答案：ABCD解析：DNA复制是一种半保留复制过程，意味着每个新的DNA分子由一个旧分子和一个新合成的分子组成。在复制过程中，DNA的双螺旋结构解旋，并以两条链为模板合成新的互补链。此外，DNA聚合酶等酶的参与对于DNA的合成至关重要。因此，所有选项都是正确的。2、以下哪些条件对于DNA复制过程是必需的？A.适当的温度B.合适的pH值C.适合的酶活性D.适量的DNA模板答案：ABCD解析：DNA复制是一个复杂的生物化学过程，需要一系列的条件以确保其顺利进行。适当的温度有助于维持酶的活性，而合适的pH值则有助于保持DNA结构的稳定性。此外，DNA复制需要DNA聚合酶等酶的参与，这些酶的活性对复制过程至关重要。最后，DNA模板是复制的起点，没有合适的模板，DNA复制将无法进行。因此，所有选项都是必需的。3、关于DNA分子复制，以下描述正确的是（多选）：A.DNA复制是一个半保留过程，每个新合成的DNA分子包含一条旧链和一条新链。B.DNA聚合酶只能在一个已存在的RNA引物末端添加核苷酸。C.在原核生物中，DNA复制可以从多个起点开始，而在真核生物中仅有一个起点。D.解旋酶负责解开双螺旋结构，为复制提供单链模板。答案：A,B,D解析：选项A正确，根据Meselson和Stahl的实验结果，证明了DNA复制是半保留复制，即新形成的DNA分子各含有一条亲代DNA链和一条新合成的子链。选项B正确，DNA聚合酶不能从头开始合成DNA链，它需要一个已经存在的3’-OH末端作为起点，通常由RNA引物提供。选项C错误，在原核生物中，DNA复制一般是从单一的起始点开始；而在真核生物中，由于染色体较大，为了提高效率，DNA复制可以有多个起始点。选项D正确，解旋酶的作用是在复制叉处将DNA双螺旋解开成两条单独的链，以便于后续的复制过程。4、有关DNA复制过程中遇到的问题及其解决方式，下列叙述正确的是（多选）：A.当复制叉遇到DNA损伤时，细胞会启动修复机制来纠正错误或绕过损伤位点继续复制。B.端粒酶在每次细胞分裂时都会缩短端粒长度，从而限制了细胞的分裂次数。C.拓扑异构酶通过改变DNA的超螺旋状态，防止因过度缠绕而阻碍复制进程。D.RNA引物被移除后，留下的空隙由DNA连接酶直接填补。答案：A,C解析：选项A正确，当复制叉遇到障碍如DNA损伤时，细胞确实拥有多种途径来处理这种情况，包括直接修复损伤或者使用跨越损伤的合成机制继续复制。选项B错误，实际上，端粒酶的作用是在某些细胞类型中延长端粒，以对抗随细胞分裂而发生的自然缩短现象，而非每次都缩短端粒。选项C正确，拓扑异构酶能够通过切割并重新连接DNA链来调整其拓扑结构，这对于缓解复制过程中的扭曲压力至关重要。选项D错误，RNA引物被移除后，空缺通常先由DNA聚合酶填补，然后才是DNA连接酶将相邻的核苷酸片段连接起来形成连续的磷酸二酯键。三、非选择题（本大题有5小题，每小题12分，共60分）第一题DNA分子的复制是一个半保留的过程，即新合成的每个DNA分子都包含一条旧链和一条新链。假设一个细菌细胞含有14N标记的DNA，并将其置于含有15N标记的脱氧核苷酸培养基中生长。经过两轮复制后，请回答以下问题：细胞中的DNA分子会呈现怎样的氮同位素分布？请具体描述。如果将这些子代DNA分子进行离心分离，预期会观察到什么现象？这种实验结果支持了哪种DNA复制机制？答案：经过第一轮复制，所有新合成的DNA分子将各含有一条14N旧链和一条15N新链。在第二轮复制之后，原始的DNA分子将被稀释，一半的新生成的DNA分子仍为一条14N链与一条15N链（半保留），而另一半则完全由15N组成（两条新链都是15N）。当把上述DNA分子放在密度梯度离心管中进行离心时，由于15N比14N重，我们可以预期看到三种不同的带状分布：位于最下方的是完全由15N组成的DNA分子带，在中间位置的是同时含有14N和15N的杂合DNA分子带，如果有任何完全没有接触到15N的DNA，它们将会形成最上方的一条带，但是在这个特定情况下，这种带不应该出现，因为所有的DNA都已经至少经历过一轮有15N参与的复制。这个实验结果强有力地支持了“半保留复制”的机制。根据这个模型，每一个新的DNA分子都会保持一条原有的母链，这条母链指导新链的合成，确保遗传信息准确无误地传递给下一代。解析：此题旨在考察学生对DNA半保留复制的理解以及其在实际实验条件下的应用。通过设想一个具体的实验场景——使用不同氮同位素标记DNA并分析其后代的行为，可以很好地测试学生是否掌握了DNA复制的基本概念。此外，这也涉及到科学方法论的教学，即如何设计实验来验证理论预测。学生需要理解DNA复制过程中每一轮复制中新旧链的关系，并能预测出在特定实验条件下应该观察到的现象。最后，通过对实验结果的解释，进一步巩固了学生对于DNA半保留复制这一核心生物学概念的认识。第二题：假设DNA分子的一条链序列为5’-AGCTTAACT-3’，请回答以下问题：（1）根据上述序列，写出与之互补的另一条DNA链的序列。（2）若该DNA分子发生了一个碱基对的替换突变，原本的序列变为5’-AGCTCAACT-3’，请指出突变发生的位置，并说明突变前的碱基和突变后的碱基。（3）假设该DNA分子含有1000个碱基对，若复制过程中发生了一个复制错误，导致其中一个碱基对被错误地复制，请分析这个错误可能导致的遗传后果。答案：（1）互补链的序列为3’-TCGAATGAT-5’。（2）突变发生的位置在第三个碱基对，原本的碱基是C（胞嘧啶），突变后的碱基是A（腺嘌呤）。（3）由于DNA复制是半保留复制，每个子代DNA分子都会保留一个亲代DNA分子的原始链。如果发生复制错误，子代DNA分子中的一个链会保持原有的序列，而另一条新合成的链会包含突变。因此，这个错误可能导致以下遗传后果：一个子代DNA分子将保留原始的序列（5’-AGCTTAACT-3’）。另一个子代DNA分子将包含突变（5’-AGCTCAACT-3’），这将导致该个体在遗传信息上与原始序列的个体有所不同，可能会表现出不同的表型特征。第三题：请根据以下DNA分子复制的过程，回答以下问题：写出DNA复制的基本过程。解释DNA复制过程中，DNA双螺旋结构的解旋是如何进行的。说明DNA复制过程中，如何实现半保留复制的。答案：DNA复制的基本过程：（1）解旋：在解旋酶的作用下，DNA双螺旋结构解开，形成两个单链模板。（2）合成：以解开的单链为模板，在DNA聚合酶的作用下，合成新的互补单链。（3）连接：新合成的单链与模板链之间通过磷酸二酯键连接，形成两个新的DNA分子。DNA复制过程中，DNA双螺旋结构的解旋是通过以下步骤进行的：（1）解旋酶识别并结合到DNA双螺旋结构的解旋区域。（2）解旋酶在解旋区域沿DNA双螺旋结构移动，使两个单链模板分离。（3）解旋酶解开碱基对之间的氢键，使两个单链模板分开。DNA复制过程中，实现半保留复制的原理如下：（1）在DNA复制过程中，每个DNA分子都保留了一个原始的单链模板。（2）新合成的DNA分子由一个原始的单链模板和一个新合成的互补单链组成。（3）因此，在复制完成后，每个新DNA分子都包含一个原始单链和一个新合成的互补单链，实现了半保留复制。解析：本题主要考察对DNA复制过程的理解。第1题要求回答DNA复制的基本过程，需要掌握解旋