新教材同步系列2024春高中生物第3章基因的本質(zhì)3DNA的復(fù)制課后提能集訓(xùn)新人教版必修2VIP

第3章3[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)]題組一DNA復(fù)制的過程、特點(diǎn)1．下列關(guān)于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制過程的敘述，正確的是()A．磷酸和堿基組成DNA分子的基本骨架B．DNA分子的特異性取決于五碳糖的種類C．參加DNA復(fù)制的酶僅有DNA聚合酶D．DNA具有邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制的特點(diǎn)【答案】D【解析】磷酸和脫氧核糖交替排列組成DNA分子的基本骨架，A錯誤；DNA分子的特異性取決于脫氧核苷酸的排列依次，B錯誤；參加DNA復(fù)制的酶有DNA聚合酶和解旋酶，C錯誤；DNA復(fù)制后，新形成的兩個DNA分子中均含有一條親代DNA母鏈，符合半保留復(fù)制以及邊解旋邊復(fù)制的特點(diǎn)，D正確。2．下圖為真核細(xì)胞DNA的復(fù)制過程模式圖。據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．由圖示可知，DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制B．DNA聚合酶催化氫鍵的形成，且須要消耗ATPC．子鏈合成的方向是確定的，即只能從5′－端→3′－端D．從圖中可以看出合成兩條子鏈時，DNA聚合酶移動的方向是相反的【答案】B【解析】由題圖可知，新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制，A正確；DNA聚合酶催化形成磷酸二酯鍵，用于合成子鏈，氫鍵的形成不須要任何酶，B錯誤；子鏈合成的方向是確定的，即只能從5′－端向3′－端延長，C正確；由題圖中的箭頭可知，兩條鏈上DNA聚合酶移動的方向是相反的，D正確。3．(2024·廣東深圳期中)DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成。DNA復(fù)制時，一條子鏈?zhǔn)沁B續(xù)合成的，另一條子鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)合成的(即先形成短鏈片段再相互連接)，這種復(fù)制方式稱為半不連續(xù)復(fù)制。依據(jù)下圖，推斷下列說法錯誤的是()A．DNA復(fù)制時須要解旋酶和DNA聚合酶的催化B．DNA復(fù)制時，子鏈延長的方向?yàn)?′→5′C．DNA分子的復(fù)制遵循了邊解旋邊復(fù)制的特點(diǎn)D．據(jù)圖分析，DNA分子復(fù)制能在較短時間內(nèi)快速完成的緣由可能是雙向復(fù)制【答案】B【解析】DNA分子復(fù)制時須要解旋酶(打開雙螺旋結(jié)構(gòu))和DNA聚合酶(催化單個的脫氧核苷酸連接到DNA子鏈上)的催化，A正確；DNA分子復(fù)制時，兩條子鏈的合成方向是相反的，但都為5′→3′，B錯誤；DNA分子復(fù)制的過程中遵循邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制，C正確；據(jù)圖可知，DNA分子復(fù)制能在較短時間內(nèi)快速完成的緣由可能是雙向復(fù)制，D正確。4．在DNA復(fù)制過程中，保證復(fù)制精確無誤進(jìn)行的關(guān)鍵步驟是()A．破壞氫鍵并使DNA雙鏈分開 B．游離核苷酸與母鏈堿基互補(bǔ)配對C．配對的游離核苷酸連接成子鏈 D．子鏈與模板母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)【答案】B【解析】在DNA分子結(jié)構(gòu)中，堿基配對必需遵循確定的規(guī)律，即A確定與T配對，G確定與C配對，堿基間這種一一對應(yīng)的關(guān)系叫作堿基互補(bǔ)配對原則，DNA分子遵循該原則使其復(fù)制精確無誤進(jìn)行，B正確。題組二DNA分子復(fù)制的相關(guān)計(jì)算5．某DNA分子的兩條鏈均被3H標(biāo)記，將該DNA在不含標(biāo)記元素的環(huán)境中連續(xù)復(fù)制兩次，則所形成的4個子代DNA分子為()【答案】C【解析】DNA分子是半保留復(fù)制，一個雙鏈均被3H標(biāo)記的DNA分子復(fù)制兩次后形成的4個DNA分子中，只有兩分子DNA含有3H標(biāo)記。6．(2024·廣東深圳期末)將一個被15N標(biāo)記的DNA分子放入只含14N的環(huán)境中連續(xù)復(fù)制3次，則子代DNA中含14N的DNA分子與含有15N的DNA分子之比為()A．1∶1 B．3∶1C．4∶1 D．7∶1【答案】C【解析】用15N標(biāo)記的一個DNA分子放在只含14N的環(huán)境中培育，讓其復(fù)制3次，則產(chǎn)生的DNA分子共有23＝8個，依據(jù)半保留復(fù)制可知，經(jīng)復(fù)制后(不管多少次)，有2個DNA分子含15N(每個DNA分子只有一條鏈含有15N)，8個DNA分子都含有14N，因此子代DNA中含14N的DNA分子與含有15N的DNA分子之比為8∶2＝4∶1，C正確。7．(2024·廣東肇慶期末)如圖，某個DNA分子含有1000個堿基對，鳥嘌呤占20%，其中α鏈中腺嘌呤占該DNA分子堿基總數(shù)的10%。下列敘述中不正確的是()A．該DNA分子的β鏈中含有400個腺嘌呤B．在α鏈和β鏈之間可形成2400個氫鍵C．α鏈和β鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值相等D．若該DNA分子復(fù)制3次，須要消耗4.8×103個胸腺嘧啶【答案】D【解析】某個DNA分子含有1000個堿基對，鳥嘌呤占20%，因此腺嘌呤占30%，其中α鏈中腺嘌呤占該DNA分子堿基總數(shù)的10%，即α鏈中腺嘌呤占α鏈堿基的比例為20%，β鏈中腺嘌呤占β鏈堿基的比例為40%，因此該DNA分子的β鏈中含有400個腺嘌呤，A正確；依據(jù)題干信息可知，該DNA分子中共含有600個AT堿基對(形成兩個氫鍵)，400個GC堿基對(形成三個氫鍵)，因此在α鏈和β鏈之間可形成的氫鍵數(shù)為：600×2＋400×3＝2400(個)，B正確；DNA的兩條鏈遵循堿基互補(bǔ)配對原則，因此α鏈和β鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值相等，C正確；若該DNA分子復(fù)制3次，須要消耗胸腺嘧啶的個數(shù)為1000×2×30%×(23－1)＝4.2×103(個)，D錯誤。8．先用同位素14C標(biāo)記一個DNA分子，然后加入含有12C的游離的脫氧核苷酸，在相宜的條件下經(jīng)過n次復(fù)制后，所得DNA分子中含有12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含14C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是()A．2n∶1 B．(2n－2)∶nC．(2n－2)∶2 D．(2n－1)∶1【答案】D【解析】依據(jù)題意分析可知，n次復(fù)制后共得到DNA分子2n個，共有脫氧核苷酸鏈條數(shù)為2n×2；因?yàn)镈NA分子復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制，形成的子代DNA中有兩條鏈?zhǔn)悄０彐?，?4C；新合成的子鏈都含12C，一共有2n×2－2(條)，所以DNA分子中含12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含14C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是：(2n×2－2)∶2＝(2n－1)∶1，D正確。[實(shí)力提升]9．如圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過程模式圖，下列分析錯誤的是()A．酶①和酶②的作用部位相同B．該過程可發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂前的間期或減數(shù)第一次分裂前的間期C．該過程的模板鏈?zhǔn)莂、b鏈D．DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制【答案】A【解析】酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氫鍵，后者作用于磷酸二酯鍵，A錯誤；細(xì)胞有絲分裂前的間期或減數(shù)第一次分裂前的間期會發(fā)生DNA復(fù)制，B正確；該過程須要a、b鏈分別作模板，c、d鏈分別是以a、b鏈為模板合成的子鏈，C正確；DNA分子復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，D正確。10．如圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制的電鏡照片，其中泡狀結(jié)構(gòu)為復(fù)制泡，是DNA上正在復(fù)制的部分。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．每個復(fù)制泡中含有2條DNA母鏈和2條子鏈B．每個復(fù)制泡中一條子鏈?zhǔn)峭耆B續(xù)的，另一條子鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)的C．解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等多種酶參加了該過程D．該圖說明白真核細(xì)胞通過多起點(diǎn)復(fù)制的方式提高復(fù)制速率【答案】B【解析】DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，每個復(fù)制泡中含有2條DNA母鏈和2條子鏈，A正確；DNA聚合酶只能催化子鏈沿5′到3′－端延長，每個復(fù)制泡向兩側(cè)雙向復(fù)制，同一方向中一條子鏈?zhǔn)沁B續(xù)的，另一條子鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)的，B錯誤；DNA復(fù)制時，解旋酶解開雙螺旋，DNA聚合酶催化子鏈的延長，DNA連接酶連接不連續(xù)合成的子鏈，C正確；多起點(diǎn)雙向復(fù)制大大提高了DNA復(fù)制的效率，D正確。11．(2024·廣東深圳期末)多聚核苷酸鏈一端的核苷酸具有自由的5′－磷酸基團(tuán)，而另一端的核苷酸具有自由的3′－羥基基團(tuán)。其中，連接著磷酸基團(tuán)的一端稱為5′－端，連接著羥基的一端稱為3′－端，一條鏈上的兩個相鄰核苷酸通過磷酸二酯鍵進(jìn)行連接，模式圖見下圖1。DNA復(fù)制時，子鏈的延長方向?yàn)?′→3′，也依據(jù)5′－端到3′－端的方向書寫核苷酸序列。下圖2表示脫氧核苷三磷酸(dNTP)的結(jié)構(gòu)模式圖。下列分析正確的是()A．圖1的互補(bǔ)鏈堿基序列為GACTB．DNA分子進(jìn)行復(fù)制時，兩條子鏈延長的方向正好相同C．DNA復(fù)制時，若加入dNTP，還須要的條件為模板、能量和酶D．DNA復(fù)制過程中，DNA聚合酶可為磷酸二酯鍵的形成供應(yīng)能量【答案】A【解析】由于DNA分子的兩條鏈反向平行，依據(jù)5′到3′的方向書寫核苷酸序列，則互補(bǔ)鏈堿基序列為GACT，A正確；DNA的兩條鏈反向平行，DNA復(fù)制只能從母鏈的3′－端起先，因此DNA分子進(jìn)行復(fù)制時，兩條子鏈延長的方向正好相反，B錯誤；DNA復(fù)制時，若加入dNTP，還須要的條件為模板、能量、酶和引物、緩沖液等，C錯誤；酶是催化劑，不能為反應(yīng)供應(yīng)能量，只能降低反應(yīng)的活化能，D錯誤。12．DNA復(fù)制始于基因組中的特定位置(復(fù)制起點(diǎn))，即啟動蛋白的靶標(biāo)位點(diǎn)。啟動蛋白識別富含A—T堿基對的序列，一旦復(fù)制起點(diǎn)被識別，啟動蛋白就會募集其他蛋白質(zhì)一起形成前復(fù)制復(fù)合物，從而解開雙鏈DNA，形成復(fù)制叉。在原核生物中，復(fù)制起點(diǎn)通常為一個，在真核生物中則為多個。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．啟動蛋白識別富含A—T堿基對的序列有利于將DNA雙螺旋解開B．在復(fù)制叉的部位結(jié)合有解旋酶、RNA聚合酶C．DNA復(fù)制過程中，細(xì)胞內(nèi)會發(fā)生ATP→ADP的轉(zhuǎn)化D．真核細(xì)胞的DNA分子上可能有多個富含A—T堿基對的區(qū)域【答案】B【解析】已知啟動蛋白識別富含A—T堿基對的序列后，其會募集其他蛋白質(zhì)一起形成前復(fù)制復(fù)合物，從而解開雙鏈DNA，故啟動蛋白識別富含A—T堿基對的序列有利于將DNA雙螺旋解開，A正確；DNA聚合酶參加DNA復(fù)制過程，故在復(fù)制叉的部位結(jié)合有解旋酶、DNA聚合酶，B錯誤；DNA復(fù)制過程消耗能量，ATP水解轉(zhuǎn)化成ADP會釋放能量，C正確；真核細(xì)胞的DNA分子上可形成多個復(fù)制叉，故可能有多個富含A—T堿基對的區(qū)域，D正確。13．圖1中DNA分子有a和d兩條鏈，Ⅰ和Ⅱ均是DNA分子復(fù)制過程中所須要的酶，將圖1中某一片段放大后如圖2所示。請分析回答下列問題：(1)從圖1可看出DNA復(fù)制的方式是________，Ⅰ是________酶，Ⅱ是________酶。(2)圖2中，DNA分子的基本骨架由______(填序號)交替連接而成，該DNA片段中含有________個游離的磷酸基團(tuán)。(3)圖2中④名稱是__________________________。一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的堿基A和T之間通過“____________________________”連接。(4)該過程發(fā)生的時間為_______________________________________。(5)DNA分子復(fù)制時，在有關(guān)酶的作用下，以母鏈為模板，以游離的____________為原料，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈。(6)若親代DNA分子中A＋T占60%，則子代DNA分子某一條單鏈中A＋T占________%。(7)若將含14N的細(xì)胞放在只含15N的環(huán)境中培育，使細(xì)胞連續(xù)分裂4次，則最終獲得的子代DNA分子中，含14N的占________。【答案】(1)半保留復(fù)制解旋DNA聚合(2)②③2(3)胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖(4)有絲分裂前的間期或減數(shù)分裂Ⅰ前的間期(5)脫氧核苷酸(6)60(7)1/8【解析】(1)從圖1可看出DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，Ⅰ是解旋酶，Ⅱ是DNA聚合酶。(2)圖2中，DNA分子的基本骨架由②脫氧核糖與③磷酸交替連接而成，該DNA片段中含有2個游離的磷酸基團(tuán)。(3)圖2中④名稱是胸腺嘧啶脫氧核苷酸，一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的堿基A和T之間通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接。(4)DNA復(fù)制發(fā)生的時間為有絲分裂前的間期或減數(shù)分裂Ⅰ前的間期。(5)DNA分子復(fù)制時，在有關(guān)酶的作用下，以母鏈為模板，以游離的脫氧核苷酸為原料，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈。(6)若親代DNA分子中A＋T占60%，子代DNA分子某一條單鏈中A＋T也占60%。(7)若將含14N的細(xì)胞放在只含15N的環(huán)境中培育，使細(xì)胞連續(xù)分裂4次，則最終獲得的子代DNA分子中，含14N的占1/8。14．下圖為真核細(xì)胞中發(fā)生的一項(xiàng)生理過程示意圖，請據(jù)圖回答：(1)圖中表示的生理過程是____________，此過程發(fā)生的主要場所是________。(2)該過程首先須要在________酶作用下把兩條鏈解開；須要________干脆供能。(3)已知一個親代DNA分子有p個堿基，其中腺嘌呤q個，連續(xù)進(jìn)行此項(xiàng)生理過程n次，共消耗游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為________________________________。(4)該過程得到的子代DNA與親代相同，緣由是_____________________________?！敬鸢浮?1)DNA復(fù)制細(xì)胞核(2)解旋ATP(3)(p/2－q)(2n－1)