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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】A2,2B4,2C2,8 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分子的比例正确的是()D1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15N14NDNA分子，14个为14N14NDNA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()Aa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Ca链中的比值与b链中同项比值相同Da链中的比值与c链中同项比值不同CDNA复制的特点是半保留复制，b链是以a链为模板合成的，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。5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BDNA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()选项DNA分子轻氮型中间型重氮型ABCDA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；轻氮型有6个，占。7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。9如图表示DNA复制的过程。由图不能得到的信息是() 【导学号：01632142】ADNA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)DNADNA聚合酶(4)半保留遗传信息传递11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14NDNA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1/8。(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DNA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_。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(241)801 200(个)。复制4次消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(241)80，复制3次消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(231)80，所以第4次复制需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(241)80(231)802380640。(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)312半保留复制(2)B半保留不能无变化轻15N(3)1 200640(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聚合酶移动的方向是相反的C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，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3H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)2124(3)半保留复制
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