（新教材適用）高中生物第2章遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)第1節(jié)遺傳信息的復(fù)制課后習(xí)題北師大版必修2

第2章遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)第一節(jié)遺傳信息的復(fù)制基礎(chǔ)鞏固1.某親本DNA分子雙鏈均以白色表示,以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈,以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈,則該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是圖211中的()。圖211答案:D解析:DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制,第一次復(fù)制后,2個(gè)子代DNA都是一條鏈為白色,另一條鏈為灰色;第二次復(fù)制后,產(chǎn)生的4個(gè)DNA有8條鏈,新產(chǎn)生的4條鏈為黑色,分別與原來的鏈結(jié)合。2.真核細(xì)胞的某生理過程如圖212所示,下列敘述錯(cuò)誤的是()。圖212A.酶1可使磷酸二酯鍵斷裂,酶2可催化磷酸二酯鍵的形成B.a鏈和b鏈的方向相反,a鏈與c鏈的堿基序列相同C.該圖表示DNA的半保留復(fù)制過程,遺傳信息的傳遞方向是DNA→DNAD.c鏈和d鏈中G+C所占比例相等,該比值越大,DNA熱穩(wěn)定性越高答案:A解析:酶1是解旋酶,斷裂的是氫鍵,酶2是DNA聚合酶,可催化磷酸二酯鍵的形成。3.一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA分子,放在沒有標(biāo)記的環(huán)境中培養(yǎng),復(fù)制5次后標(biāo)記的DNA分子占DNA分子總數(shù)的()。A.1/4 B.1/8C.1/16 D.1/32答案:C解析:DNA復(fù)制是半保留復(fù)制,復(fù)制5次,形成32個(gè)DNA分子,其中被標(biāo)記的有2個(gè)。4.假設(shè)一個(gè)DNA分子中含有1000個(gè)堿基對(duì),將這個(gè)DNA分子放在含32P標(biāo)記的脫氧核糖核苷酸的培養(yǎng)基中讓其復(fù)制一次,則新形成的一個(gè)DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量比原來增加了()。A.1000 B.2000C.500 D.無法確定答案:A解析:一個(gè)DNA分子中含有1000個(gè)堿基對(duì),每條鏈含1000個(gè)堿基,復(fù)制一次后新形成的DNA保留母鏈的一條。利用32P標(biāo)記的原料合成新鏈,每條新鏈的相對(duì)分子質(zhì)量增加了1000。5.某雙鏈DNA分子中含有200個(gè)堿基,一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,則該DNA分子()。A.含有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán)B.連續(xù)復(fù)制2次,需要游離的腺嘌呤脫氧核糖核苷酸210個(gè)C.A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7D.堿基排列方式共有4100種答案:C解析:一個(gè)雙鏈DNA分子中含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán),A項(xiàng)錯(cuò)誤。由一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,計(jì)算得出一條鏈上的100個(gè)堿基中,A、T、G、C的數(shù)量依次是10個(gè)、20個(gè)、30個(gè)、40個(gè),另一條鏈上A、T、G、C的數(shù)量則依次是20個(gè)、10個(gè)、40個(gè)、30個(gè)。故該DNA中腺嘌呤脫氧核糖核苷酸數(shù)為10+20=30(個(gè)),連續(xù)復(fù)制2次,需要游離的腺嘌呤脫氧核糖核苷酸數(shù)為(221)×30=90(個(gè)),B項(xiàng)錯(cuò)誤。4種堿基的比例是A∶T∶G∶C=(10+20)∶(20+10)∶(30+40)∶(40+30)=30∶30∶70∶70=3∶3∶7∶7,C項(xiàng)正確。含200個(gè)堿基的DNA在不考慮每種堿基比例關(guān)系的情況下,可能的堿基排列方式共有4100種,但因堿基數(shù)量比例已確定,故堿基排列方式肯定少于4100種,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.具有A個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)DNA分子中含有m個(gè)腺嘌呤,則該DNA分子第n次復(fù)制時(shí)需要多少個(gè)游離的鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸?()A.(2n1)·(Am)個(gè)B.2n-1·C.(2n1)·(A/2m)個(gè)D.2n·(A/2m)個(gè)答案:B解析:DNA復(fù)制n次形成2n個(gè)DNA,親代DNA中的G=(2A2m)/2(個(gè)),則第n次復(fù)制時(shí)需要游離的鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸為2n1×(2A2m)/2=2n1·(Am)(個(gè))。7.1個(gè)無標(biāo)記的DNA(親代DNA)在含15N的環(huán)境中復(fù)制,若第一代DNA的1條單鏈出現(xiàn)差錯(cuò),則第二代DNA中,差錯(cuò)DNA鏈占所有單鏈的比例和含15N的DNA占全部DNA的比例分別是()。A.1/3,1 B.1/4,1C.1/3,1/2 D.1/4,1/2答案:B8.圖213為細(xì)胞核內(nèi)控制呼吸酶合成的某DNA片段(15N標(biāo)記)局部結(jié)構(gòu)示意圖,該DNA片段中A占全部堿基的20%。下列說法正確的是()。圖213A.該DNA片段一定存在于細(xì)胞核內(nèi)的染色體上B.該DNA的一條脫氧核糖核苷酸鏈中(C+G)∶(A+T)=3∶2C.解旋酶作用于①部位,DNA聚合酶作用于②部位D.將該細(xì)胞置于含14N的培養(yǎng)液中完成三個(gè)細(xì)胞周期,含14N的子細(xì)胞占75%答案:B解析:真核細(xì)胞的線粒體、葉綠體中也有DNA,A項(xiàng)錯(cuò)誤。雙鏈DNA分子中可配對(duì)的堿基和之比即(G+C)/(A+T)在兩條單鏈及雙鏈中相等,故DNA的一條脫氧核糖核苷酸鏈中(G+C)∶(A+T)=(30%+30%)∶(20%+20%)=3∶2,B項(xiàng)正確。解旋酶使氫鍵斷裂,雙螺旋解開,作用于②部位,DNA聚合酶形成磷酸二酯鍵,作用于①部位,C項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制,故DNA分子在含14N的培養(yǎng)液中復(fù)制,子代中都含有14N,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為14NDNA(對(duì)照);在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為15NDNA(親代)。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上,再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖214所示。請(qǐng)分析回答下列問題。圖214圖215(1)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)第一代(Ⅰ)細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?另一條鏈?zhǔn)恰?/p>

(2)將第一代(Ⅰ)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代,將所得到的細(xì)菌的DNA用同樣的方法分離,將DNA分子可能出現(xiàn)在試管中的位置在圖215中標(biāo)出。答案:(1)15N母鏈14N新鏈(2)如圖D13所示:圖D13能力提升1.研究發(fā)現(xiàn)rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋,結(jié)合蛋白可以和解旋的DNA單鏈結(jié)合,并隨著子鏈的延伸而與DNA單鏈分離。下列敘述正確的是()。A.rep蛋白能使A與C、T與G之間的氫鍵斷裂B.低溫處理DNA分子也可以使DNA雙鏈解旋C.DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn)D.結(jié)合蛋白與DNA單鏈結(jié)合不利于DNA新鏈的形成答案:C解析:rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋,則rep蛋白應(yīng)為解旋酶,能破壞氫鍵。在DNA雙鏈中,A與T配對(duì),C與G配對(duì),即rep蛋白可破壞A與T、C與G之間的氫鍵,A項(xiàng)錯(cuò)誤。高溫處理DNA分子能使DNA雙鏈解旋,而低溫不可以,B項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制,C項(xiàng)正確。DNA結(jié)合蛋白纏繞在DNA單鏈上,可防止單鏈之間重新螺旋化,對(duì)DNA新鏈的形成有利,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.BrdU能替代T與A配對(duì)而滲入新合成的DNA鏈。將植物根尖分生組織放在含有BrdU的培養(yǎng)基中分別培養(yǎng)到第一、第二個(gè)細(xì)胞周期的中期。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()。A.1條染色體形成2條染色單體的同時(shí),DNA也完成了復(fù)制B.1個(gè)DNA復(fù)制2次所產(chǎn)生的DNA分別位于4條染色單體上C.第一個(gè)細(xì)胞周期的中期,每條染色體均有1個(gè)DNA的2條脫氧核糖核苷酸鏈含BrdUD.第二個(gè)細(xì)胞周期的中期,每條染色體均有1個(gè)DNA的1條脫氧核糖核苷酸鏈含BrdU答案:C解析:第一個(gè)細(xì)胞周期的中期,DNA分子只復(fù)制了1次,根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn),每條染色體均有1個(gè)DNA的1條脫氧核糖核苷酸鏈含BrdU,C項(xiàng)錯(cuò)誤。3.圖216表示DNA復(fù)制的過程,結(jié)合圖示分析,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()。圖216A.DNA復(fù)制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵,使兩條鏈解開B.DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)C.DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn),縮短了復(fù)制所需的時(shí)間D.DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶催化合成子鏈答案:C解析:從題圖中可以看出,在起點(diǎn)處,雙鏈解開,形成單鏈,然后以解開的每一條單鏈為模板合成相應(yīng)的子鏈,A項(xiàng)正確。題圖中從起點(diǎn)開始,復(fù)制叉向兩個(gè)方向延伸,B項(xiàng)正確。題圖中只表示出一個(gè)起點(diǎn),從圖中無法獲得有關(guān)DNA分子多起點(diǎn)復(fù)制的信息,C項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA復(fù)制需要解旋酶和DNA聚合酶等的作用,D項(xiàng)正確。4.女性子宮肌瘤細(xì)胞中最長的DNA分子可達(dá)36mm,DNA復(fù)制速率約為4μm/min,但復(fù)制過程僅需40min左右即完成。這是因?yàn)镈NA分子()。A.邊解旋邊復(fù)制B.以半保留方式復(fù)制C.復(fù)制起點(diǎn)多,分段同時(shí)復(fù)制D.DNA雙鏈同時(shí)復(fù)制答案:C解析:由題意知,DNA分子長達(dá)36mm,復(fù)制速率為4μm/min,理論上復(fù)制時(shí)間大約是9×103min,而實(shí)際上只需40min左右,故其原因應(yīng)該是DNA分子復(fù)制起點(diǎn)多,分段同時(shí)復(fù)制。5.科學(xué)家在研究DNA的復(fù)制方式時(shí),提出了三種模型:全保留復(fù)制、半保留復(fù)制和彌散復(fù)制(如圖217所示)。將15N標(biāo)記的大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)兩代(Ⅰ和Ⅱ),先后提取每代的DNA并離心。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()。圖217A.DNA的復(fù)制需要模板、原料、能量、酶等基本條件B.若為全保留復(fù)制,m個(gè)15N標(biāo)記的DNA在不含15N的環(huán)境中復(fù)制n代,子代中應(yīng)有m個(gè)15N標(biāo)記的DNAC.子一代(Ⅰ)DNA離心后出現(xiàn)1條密度帶,說明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制D.若為彌散復(fù)制,產(chǎn)生的子一代(Ⅰ)DNA與親代DNA的遺傳信息相同答案:C解析:模板、原料、能量、酶、引物等都是DNA復(fù)制的基本條件,A項(xiàng)正確。若為全保留復(fù)制,DNA復(fù)制后又恢復(fù)為原來的雙鏈,則m個(gè)含15N標(biāo)記的DNA在不含15N的環(huán)境中復(fù)制n代,子代中有m個(gè)應(yīng)含15N標(biāo)記的DNA,B項(xiàng)正確。子一代(Ⅰ)DNA離心后出現(xiàn)1條密度帶,說明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制或彌散復(fù)制,不可能是全保留復(fù)制,C項(xiàng)錯(cuò)誤。若為彌散復(fù)制,子代的遺傳信息來自親代,則產(chǎn)生的子一代(Ⅰ)DNA與親代DNA的遺傳信息相同,D項(xiàng)正確。6.研究人員將1個(gè)含14NDNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中,培養(yǎng)24h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA解開雙螺旋,變成單鏈,然后進(jìn)行密度梯度離心,試管中出現(xiàn)2種條帶(如圖218所示)。下列說法正確的是()。圖218A.由結(jié)果可推知該大腸桿菌的細(xì)胞周期大約為6hB.根據(jù)條帶的數(shù)目和位置可以確定DNA的復(fù)制方式C.解開DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞核苷酸之間的磷酸二酯鍵D.若直接將子代DNA進(jìn)行密度梯度離心也能得到2條條帶答案:D解析:14N單鏈∶15N單鏈=1∶7,說明DNA復(fù)制了3次,因此可推知該細(xì)菌的細(xì)胞周期大約為24÷3=8(h),A項(xiàng)錯(cuò)誤。由于DNA經(jīng)過熱變性后解開了雙螺旋,變成單鏈,所以根據(jù)條帶的數(shù)目和位置只能判斷DNA單鏈的標(biāo)記情況,無法判斷DNA的復(fù)制方式,B項(xiàng)錯(cuò)誤。解開DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞核苷酸之間的氫鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤。子代DNA有8個(gè),其中有2個(gè)一條鏈含15N,另一條鏈含14N,有6個(gè)只含15N,若直接將子代DNA進(jìn)行密度梯度離心會(huì)得到中帶和重帶2條條帶,D項(xiàng)正確。7.圖219中DNA分子有a和d兩條鏈,將圖219中某一片段放大后如圖2110所示,結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問題。圖219圖2110(1)圖219中,A和B均是DNA分子復(fù)制過程中所需要的酶,其中B能將單個(gè)的脫氧核糖核苷酸連接成脫氧核糖核苷酸鏈,從而形成子鏈,則A是酶,B是酶。(2)圖219中,從DNA復(fù)制結(jié)果看,DNA復(fù)制的特點(diǎn)是;從DNA復(fù)制過程看,DNA復(fù)制的特點(diǎn)是。

(3)寫出圖2110中數(shù)字代表的結(jié)構(gòu)的中文名稱:[7],[10]。

(4)從圖2110看,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是①DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈按方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu);②DNA分子中的構(gòu)成基本骨架,排列在外側(cè);③兩條鏈上的堿基通過連接成堿基對(duì),排列在內(nèi)側(cè),并且遵循原則。(5)DNA分子的復(fù)制需要等基本條件,能夠?yàn)閺?fù)制提供精確的模板,通過,保證了復(fù)制準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行。

答案:(1)解旋DNA聚合(2)半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制(3)胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸鏈(4)反向平行脫氧核糖和磷酸氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)(5)模板、原料、能量和酶DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補(bǔ)配對(duì)8.1958年,Meselson和Stahl通過一系列實(shí)驗(yàn)首次證明了DNA的半保留復(fù)制,此后科學(xué)家便開始了有關(guān)DNA復(fù)制起點(diǎn)數(shù)目、方向等方面的研究(見圖2111)。請(qǐng)回答下列問題。圖2111(1)DNA分子呈結(jié)構(gòu),DNA復(fù)制開始時(shí)首先必須解旋,從而在復(fù)制起點(diǎn)位置形成復(fù)制叉(如圖2111中①所示)。因此,研究中可以根據(jù)復(fù)制叉的數(shù)量推測(cè)。

(2)1963年,Cairns將不含放射性的大腸桿菌(其擬核DNA呈環(huán)狀)放在含有3H胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng),進(jìn)一步證明了DNA的半保留復(fù)制。根據(jù)大腸桿菌親代環(huán)狀DNA示意圖,用簡(jiǎn)圖表示復(fù)制一次和復(fù)制兩次后形成的DNA分子。(注:以“”表示含放射性的脫氧核糖核苷酸鏈)。

(3)有人為探究DNA的復(fù)制從起點(diǎn)開始以后是單向進(jìn)行的還是雙向進(jìn)行的,將不含放射性的大腸桿菌DNA放在含有3H胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng),給予適當(dāng)?shù)臈l件,讓其進(jìn)行復(fù)制,得到③所示結(jié)果,這一結(jié)果說明。

(4)為了研究大腸桿菌的DNA復(fù)制是單起點(diǎn)復(fù)制還是多起點(diǎn)復(fù)制,用第(2)小題的方法,觀察到大腸桿菌DNA復(fù)制的過程如圖2111中④所示,這一結(jié)果說明大腸桿菌細(xì)胞中DNA復(fù)制是起點(diǎn)復(fù)制的。

答案:(1)(規(guī)則的)雙