1、1课时分层作业(十一) DNA 分子的复制(建议用时：45 分钟)学业达标练1沃森和克里克在发表了 DNA分子双螺旋结构的论文后，又提出了 DNA自我复制的假说。下列有关假说内容的叙述不正确的是( )ADNA 复制时，双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂B以解开的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上C形成的 DNA分子包括一条模板单链和一条新链D形成的两个 DNA分子是由两条母链、两条子链分别结合而成D 沃森和克里克提出的 DNA自我复制的假说为半保留复制，即形成的 DNA分子包括一条母链和一条子链。2如果把某细胞中的一个 DNA分子
2、用重氢标记，这个细胞连续进行 3次有丝分裂，则含有标记链的 DNA分子数和细胞总数分别是( ) 【导学号：01632140】A2,2 B4,2C2,8 D4,8C 有丝分裂中，一个细胞分裂形成两个细胞，因此 1个细胞连续进行 3次有丝分裂，结果形成 8个细胞。由于 DNA分子是半保留复制，用重氢标记某细胞中的一个 DNA分子，该 DNA分子的两条标记链始终存在于 2个子代 DNA分子中。3用 15N同位素标记细菌的 DNA分子，再将它们放入含 14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c 为三种 DNA分子：a 只含 15N，b 同时含 14N和 15N，c 只含 14N，下图中这三种 DNA分子
3、的比例正确的是( )D 1 个含 15N的 DNA分子在含 14N培养基上复制四次，共产生 16个 DNA分子，其中有 2个是 15N14N DNA分子，14 个为 14N14N DNA分子，没有 15N15N DNA分子。4.如图表示 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( )2Aa 和 c的碱基序列互补，b 和 c的碱基序列相同Ba 链中 的比值与 d链中同项比值相同A CG TCa 链中 的比值与 b链中同项比值相同A TG CDa 链中 的比值与 c链中同项比值不同G TA CC DNA 复制的特点是半保留复制，b 链是以 a链
4、为模板合成的，a 链和 b链合成一个子代 DNA分子，a 链中 的值等于 b链中 的值。A TC G A TC G5蚕豆根尖细胞在含 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是( )【导学号：01632141】A每条染色体的两条染色单体都被标记B每条染色体中都只有一条染色单体被标记C只有半数的染色体中一条染色单体被标记D每条染色体的两条染色单体都不被标记B DNA 分子复制遵循半保留复制原则。蚕豆根尖细胞在含 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸( 3HT)培养基中完成一个细胞周期，每一个 DNA分子都有一条脱氧核
5、苷酸链含 3HT，然后在不含放射性标记的培养基中培养至中期，每个 DNA分子复制形成的两个 DNA分子存在于同一条染色体的两条姐妹染色单体上，其中一个 DNA分子的一条链含 3HT，如图所示。6把培养在含轻氮( 14N)环境中的细菌转移到含重氮( 15N)的环境中培养相当于繁殖一代的时间，然后放回原来的环境中培养相当于连续繁殖两代的时间后，分析细菌 DNA分子组成，则下列分析正确的是( )DNA分子选项轻氮型 中间型 重氮型3A 34 14 B 14 34 C 12 12D 12 12 A 细菌繁殖一代后，DNA 分子为中间型，连续繁殖两代后，形成的 8个 DNA分子中，中间型有 2个，占 ；
6、轻氮型有 6个，占 。14 347用 15N标记含有 100个碱基对的 DNA分子，其中有胞嘧啶 60个，该 DNA分子在 14N的培养基中连续复制 5次。下列有关判断错误的是( )A含有 15N的 DNA分子有两个B只含有 14N的 DNA分子占 15/16C复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸 1 280个D复制结果共产生 32个 DNA分子C 该 DNA分子共复制 5次，DNA 的总数应为 2532 个。因为亲代 DNA分子中两条脱氧核苷酸链都含有 15N，复制后两条含有 15N的脱氧核苷酸链不会消失，所以仍有 2个 DNA分子有 15N，所占比率是 1/16，其余都不含有 15N，即只含有
7、14N的 DNA分子占(322)/3215/16。因为 C60，所以 G60，那么 AT100260280，则A80/240。复制 5次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为 40(251)1 240 个。8某 DNA分子中含有 1 000个碱基对(P 元素只是 32P)。若将该 DNA分子放在只含 31P的脱氧核糖核苷酸的培养液中让其复制两次，则子代 DNA分子的相对分子质量平均比原来 ( )A减少 1 500 B增加 1 500C增加 1 000 D减少 1 000A 复制两次后形成 4个 DNA分子，8 条单链中有 6条含 31P,2条含 32P，相对分子质量平均减少 1 500。6 00049如
8、图表示 DNA复制的过程。由图不能得到的信息是( ) 【导学号：01632142】4ADNA 复制是半保留复制BDNA 复制具有双向复制的特点CDNA 复制生成的两条子代链的方向相反DDNA 的复制时需要解旋酶将氢键断裂D 图示表示 DNA分子复制过程，由图可知，DNA 分子的复制具有半保留复制的特点，每条母链都可以作为模板链，合成与之互补的一条子链，A 正确；由图可知，DNA 分子由复制起点向两边复制，即 DNA分子的复制具有双向复制的特点，根据生成子链的箭头方向可知，生成的两条子链的方向相反，B 正确、C 正确；据图看不出 DNA复制是否需要解旋酶，D错误。故选 D。10如图是 DNA分子
9、复制的图解，请据图回答：(1)图中的1表示_过程，需要_酶的作用。(2)图中的2过程表示以母链为模板进行的碱基的互补配对，参与配对的物质是游离在周围的_。(3)图中的3过程表示形成两个新的_分子，参与此过程的酶有_等。(4)DNA复制一般是严格的_复制，DNA 复制的遗传学意义是为_在亲子代之间的_准备了物质基础。解析 本题考查 DNA分子复制的条件、过程及意义。(1) DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制时首先在解旋酶的作用下，双链解开。(2) DNA复制的模板是原 DNA分子的两条链，原料是 4种脱氧核苷酸。(3)新链合成时需要 DNA聚合酶等的催化，并且消耗能量。(4)DNA
10、复制产生的子代 DNA与亲代 DNA完全相同，保证了遗传信息准确地传给后代，保持了亲子代间遗传信息的连续性。答案 (1)解旋 解旋 (2)脱氧核苷酸(3)DNA DNA 聚合酶(4)半保留 遗传信息 传递511如图是 DNA分子复制图解，请据图回答下列问题：(1)DNA分子的复制发生在_期。(2)过程称为_。在中，子链是_。(3)过程必须遵循_原则。在 DNA复制过程中，参与的酶有_。(4)在子代 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。(5)将细胞的一个 DNA用 15N标记，放入含 14N的 4种脱氧核苷酸的培养液中，连续分裂 4次，则含有 14N
11、DNA 的细胞占总细胞数的_，含有 15NDNA 的细胞占总细胞数的_。(6)已知原来 DNA分子中有 100个碱基对，其中 A有 40个。若复制 4次，则此过程需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。(7)DNA分子具有_等特性。解析 (1)DNA 分子的复制发生在间期，包括有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。(2)过程称为解旋，解旋后以链为模板合成子链，以链为模板合成子链。(3)合成子链时必须遵循碱基互补配对原则。DNA 分子的复制需要解旋酶、DNA 聚合酶等。(4)DNA分子复制时以亲本的一条链为模板合成一条子链，具有半保留复制的特点。(5)由于 DNA进行半保留复制，分裂 4次产生的 16个子细
12、胞中，所有细胞均有含 14N的 DNA，即含 14NDNA的细胞占总细胞数的 100%；2 个细胞含 15NDNA，即含 15NDNA 的细胞占总细胞数的61/8。(6)每个 DNA中有胞嘧啶脱氧核苷酸 60个，复制 4次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸60(241)900 个。(7)DNA 分子具有稳定性、特异性、多样性等特性。答案 (1)有丝分裂间期和减数第一次分裂间(2)解旋 和(3)碱基互补配对 解旋酶、DNA 聚合酶等(4)半保留复制(5)100% 12.5%(6)900(7)稳定性、特异性、多样性12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
13、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14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl繁殖代数 多代 多代 一代 两代培养产物 A B B的子一代 B的子二代操作 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)1/2轻带(14N/14N) 1/2中带(15N/14N)请分析并回答：【导学号：01632143】(1)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_。(2)分析讨论：若子一代 DN
14、A的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA 来自_，据此可判断 DNA分子的复制方式不是_复制。若将子一代 DNA双链分开后再离心，其结果_(填“能”或“不能”)判断 DNA的复制方式。若在同等条件下将子二代继续培养，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，子一代 DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可7能的原因是新合成的 DNA单链中的 N尚有少部分为_。(3)经上述实验可知 DNA的复制方式是半保留复制。如果 1个 DNA分子中共有 100个碱基对，其中含有腺嘌呤 20个，复制 4次需要消耗游离的鸟嘌呤脱氧
15、核苷酸_个。第4次复制需要消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为_个。(4)若第 3组中的离心结果是 重带( 15N/15N)、 轻带( 14N/14N)，推测 DNA的复制方式是12 12_。解析 (1)若证明 DNA的复制为半保留复制，则需证明后代 DNA的两条链，一条链是原来的，另一条链是新合成的，第 3组结果与第 1组、第 2组的结果对比可以证实。(2)“轻带”DNA 为 14N/14NDNA， “重带”DNA 为 15N/15NDNA，据表， “重带”DNA 来自于B。的结果使后代 DNA的两条链或全是原来的，或全是新合成的，说明 DNA分子的复制方式不是半保留复制。将子一代 DNA双链分开后
16、再离心，无法判断后代 DNA的两条链的来源，不能判断 DNA的复制方式。将子二代继续培养，子 n代 DNA的情况是有 2个为15N/14NDNA，其余全部为 14N/14NDNA，所以子 n代 DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，放射性强度发生变化的是轻带。中带为 15N/14NDNA，中带略宽，说明新合成的 DNA单链中的 N元素还有少部分为 15N。(3)该 DNA中有腺嘌呤(A)20 个，由于AG50%总碱基数100，所以鸟嘌呤(G)80，所以复制 4次需要消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(2 41)801 200(个)。复制 4次消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(2 41)80，复
17、制 3次消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(2 31)80，所以第 4次复制需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(2 41)80(2 31)802 380640。(4)离心结果表明，子一代中的两个子代 DNA分子中，一个 DNA分子两条链来自原来的母链，另一个 DNA分子的两条链来自以母链为模板合成的子链。答案 (1)3 1 2 半保留复制(2)B 半保留 不能 无变化 轻 15N(3)1 200 640 (4)全保留复制冲 A挑战练13如图为真核细胞 DNA复制过程模式图。据图分析，下列相关叙述中错误的是( )A由图示得知，DNA 分子复制的方式是半保留复制B从图中可以看出合成两条子链时，DNA 聚合酶移动的
18、方向是相反的8C子链合成的方向是一定的D解旋需解旋酶及 DNA聚合酶的催化，且需要消耗 ATPD 由图示可知，新合成的每个 DNA分子中，都保留了原来 DNA分子中的一条链，因此复制的方式是半保留复制；由图中的箭头可知，DNA 聚合酶移动的方向是相反的；子链合成的方向是一定的，即只能从 5端到 3端；解旋不需要 DNA聚合酶的催化。14某基因片段含有 48对碱基，关于其复制的说法，正确的是( ) 【导学号：01632144】A该基因片段复制时共需要游离的碱基 48个B该基因片段中若碱基 G占 1/4，则该片段中含有 24个“AT”碱基对C若该基因片段含有 12个碱基 A，则该片段第 2次复制时
19、，需要游离的 C为 108个D若用 32P标记该基因片段，在含 31P的环境中连续复制 3次，不含 32P的片段所占比例为 1/4B 该基因片段共 48个碱基对，96 个碱基，复制时两条链都为模板，共需要游离的碱基 96个，故 A项错误；该基因片段中若碱基 G占 1/4，则 GC24 个，那么 AT24个，所以含 24个“AT”碱基对，故 B项正确；若该片段含有 12个 A，则 AT12 个，CG36 个，第 1次复制需要游离的 CG36 个，第 2次复制需要 CG36272 个，故 C项错误；含 32P的基因片段连续复制 3次，得到 8个 DNA分子，其中含 32P的有 2个，占 1/4，不
20、含 32P的占 3/4，故 D项错误。15如图是大肠杆菌的 DNA复制示意图。如果是单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此 DNA分子复制约需 30 s，而实际上复制从开始到结束只需约 16 s。据图分析，下列说法不正确的是( )A “甲乙”的场所与真核生物的 DNA分子复制场所不同B实际复制的时间之所以减半，是因为该 DNA分子是从一个起点开始向两个方向复制的C把甲放在含 15N的培养液中复制三代，子代中含 15N的 DNA占 75%D如果甲中碱基 A占 20%，那么其子代 DNA中碱基 G的比例为 30%C 大肠杆菌属于原核生物，其 DNA的复制发生于拟核区，而真核生物 DNA的复制场所
21、主要在细胞核，在线粒体和叶绿体中也可发生。由图可知，该环状 DNA分子从一个起点开始向两个方向复制，导致复制速度加倍。后代 DNA分子中，至少含有 1条新合成的单链，因此子代 DNA分子均含有 15N，即子代中含 15N的 DNA占 100%。双链 DNA分子中，AG50%，A 为 20%，则 G为 30%。16蚕豆体细胞染色体数目 2N12，科学家用 3H标记蚕豆根尖细胞的 DNA，可以在染9色体水平上研究真核生物的 DNA复制方式。实验的基本过程如下：.将蚕豆幼苗培养在含有 3H的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。.当 DNA分子双链都被 3
22、H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。请回答相关问题：(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是_；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍，其作用的机理是_。(2)过程中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有_条，每个 DNA分子中，有_条链带有放射性。中，若观察到一个细胞具有 24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表示该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制_次，该细胞含有_个染色体组。(3)上述实验表明，DNA 分子的复制方式是_。解析 (1)蚕豆根尖细胞为体细胞，其分裂方式为有丝分裂。秋水仙素使细
23、胞内染色体加倍的原理是体细胞在有丝分裂过程中，染色体完成了复制，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，于是形成了染色体数目加倍的细胞。(2)由于 DNA的复制为半保留复制，第一次分裂完成时，每个 DNA分子中都有一条链被 3H标记，每一条染色体上有2条染色单体被 3H标记。当 DNA分子双链都被 3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，观察到一个细胞具有 24条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制 2次，该细胞含有 4个染色体组。(3)上述实验证明 DNA分子的复制方式是半保留复制。答案 (1)有丝分裂 抑制纺锤体的形成(2)2 1 2 4(3)半保留复制
