高中生物世纪金榜课时提升作业 九 3334.docx

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高中生物世纪金榜课时提升作业九3334

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课时提升作业九

DNA的复制

基因是有遗传效应的DNA片段

一、选择题（共6小题，每小题5分，共30分）

1.下列关于DNA分子复制过程的叙述中，正确的是（　　）

A.DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸

B.DNA独特的双螺旋结构保证了DNA的准确复制

C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链

D.每条子链与其模板链形成一个新的DNA分子

【解析】选D。

在DNA复制过程中，解旋酶打开两条脱氧核苷酸链之间的氢键，然后以每条母链为模板，按碱基互补配对原则，以脱氧核苷酸为原料分别合成两条子链，每条子链与其模板链螺旋盘绕成新的子代DNA分子。

在复制过程中，DNA独特的双螺旋结构为DNA复制提供精确模板，严格的碱基互补配对保证了复制能够准确进行。

【误区警示】

（1）解旋酶作用于氢键，使氢键断裂，而不是断开磷酸二酯键。

（2）DNA复制时不是两条链完全解开后才合成子链，而是边解旋边复制。

2.某DNA分子片段为

，可进行人工复制使其数量增加，复制时应给予的条件是（　　）

①—ATGTG—和—TACAC—作模板链

②四种核糖核苷酸

③四种脱氧核苷酸

④DNA聚合酶

⑤DNA水解酶

A.①③④　　B.①②④　　C.①②⑤　　D.①③⑤

【解题指南】解答本题需明确两点：

（1）DNA分子复制时产生新的子链DNA，原料为脱氧核苷酸。

（2）DNA聚合酶催化DNA合成，DNA水解酶催化DNA水解。

【解析】选A。

DNA分子的复制需要以DNA分子的两条链为模板，4种脱氧核苷酸为原料，还需要DNA聚合酶和解旋酶的催化，不需要DNA水解酶，DNA水解酶的作用是催化DNA的水解。

3.（2016·洛阳高一检测）将大肠杆菌置于含15N的培养基中培养一段时间，然后把DNA被15N完全标记的大肠杆菌作为亲代，转移到只含14N的普通培养基培养，使其繁殖两代形成4个新个体，则它们的DNA中含14N的链与含15N的链的比是

（　　）

A.3∶1　　　B.2∶1　　　C.1∶1　　　D.7∶1

【解析】选A。

15N标记的DNA有两条含15N的链，当在含14N的培养基中培养时，根据半保留复制的特点，新形成的2个DNA分子上应各有一条含15N的链和一条含14N的链。

不论以后复制多少次，含15N的链永远只有2条，增加的新链都是含14N的链。

题中形成了4个新个体，含有4个DNA分子，共8条单链，其中只有2条含15N，其余6条均含14N，14N链∶15N链=6∶2=3∶1。

4.用一个32P标记的噬菌体侵染31P标记的细菌。

若该细菌解体后释放出16个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有32P的噬菌体有（　　）

A.1个B.2个C.15个D.16个

【解析】选B。

用一个32P标记的噬菌体侵染含有31P的细菌。

若该细菌解体后释放出16个大小、形状一样的噬菌体，其中有2个含有杂合的DNA，其中一条单链含32P，另一条单链含31P；其余的14个噬菌体的DNA分子的两条单链仅含31P。

5.下列有关真核生物基因的说法，正确的有（　　）

A.基因的基本单位是脱氧核糖核苷酸

B.基因存在于细胞核、核糖体等结构中

C.DNA分子上每一个片段都是一个基因

D.基因的分子结构首先由摩尔根发现

【解析】选A。

基因的基本单位是脱氧核糖核苷酸，即脱氧核苷酸，故A正确；核糖体上不存在基因，故B错误；DNA分子上无遗传效应的片段不是基因，故C错误；摩尔根只是确定了基因在染色体上，基因的分子结构是在DNA双螺旋结构确立后才确定的，故D错误。

6.下图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，根据所给信息判断下列叙述正确的是（　　）

A.白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸

B.S基因是有遗传效应的DNA片段

C.白眼基因在常染色体上

D.基因片段中有5种碱基，8种核苷酸

【解析】选B。

图示未体现白眼基因在染色体上的位置，基因片段的基本组成单位是脱氧核苷酸，有4种碱基，4种脱氧核苷酸。

二、非选择题（共2小题，共20分）

7.（8分）下图为DNA的复制，请回答有关问题：

（1）DNA的复制发生在__期。

（2）②过程称________，该过程需要________酶。

（3）③过程必须遵循__________________原则。

（4）将一个DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续复制3次，问：

含14N的DNA占DNA总数的______，含15N的DNA占DNA总数的______。

【解析】

（1）DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。

（2）②是解旋过程，需要解旋酶。

（3）③表示复制过程，该过程必须遵循碱基互补配对原则。

（4）将一个DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂3次形成8个DNA分子，根据DNA半保留复制，其中有2个DNA分子一条链含有14N，另一条链含有15N，其余6个DNA分子只含14N，所以8个DNA分子均含14N，含15N的DNA占DNA总数的1/4。

答案：

（1）有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间

（2）解旋　解旋　（3）碱基互补配对　（4）100%　1/4

8.（12分）（2016·唐山高一检测）下图所示为细胞中与基因有关的物质或结构，请分析并回答下列问题。

（1）细胞内的遗传物质是[　　]________，基因和b的关系是_____________。

（2）遗传物质的主要载体是[　　]________，基因和a的关系是___________

_______。

（3）c和b的关系是________________________，b被彻底水解后的产物是________（填字母）。

（4）如果基因存在于________上，则其遗传方式与性别相关联，这就是_________

_______________。

这种遗传方式既遵循________定律，又有特殊性。

（5）b的空间结构是____________________________。

若其中的（A+T）/（G+C）=0.25，则G占总碱基数的比例为________，其中一条单链中（A+T）/（G+C）=________。

【解析】

（1）细胞内的遗传物质是DNA，基因是具有遗传效应的DNA片段。

（2）DNA的主要载体是染色体，基因在染色体上呈线性排列。

（3）DNA的基本单位是脱氧核苷酸，当DNA分子彻底水解时，产物为磷酸、脱氧核糖和含氮碱基，当DNA分子初步水解时产物为脱氧核苷酸。

（4）存在于性染色体上的基因控制的性状与性别有关，伴性遗传符合基因的分离定律。

（5）DNA分子具有双螺旋结构。

如果DNA分子中（A+T）/（G+C）=0.25，则G占总碱基数的比例是40%。

每条单链中（A+T）/（G+C）等于整个DNA分子中的该比例。

答案：

（1）[b]DNA　基因是有遗传效应的b片段

（2）[a]染色体　基因在a上呈线性排列

（3）c是组成b的基本单位　d、e、f

（4）性染色体　伴性遗传　基因分离

（5）规则的双螺旋结构　40%　0.25

一、选择题（共6小题，每小题6分，共36分）

1.（2016·西安高一检测）下列关于DNA分子结构与复制的叙述，正确的是（　　）

A.每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基

B.双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的

C.DNA双螺旋结构解链需要解旋酶，不需要能量

D.单个脱氧核苷酸在DNA酶作用下连接合成新的子链

【解析】选B。

DNA分子中每条链一端的脱氧核糖上只连着一个磷酸；根据脱氧核苷酸的结构可知，一个碱基连接一个脱氧核糖，故双链DNA分子中，碱基数目与脱氧核糖数目相等。

DNA复制过程中解旋时，既需要解旋酶的催化也需要消耗ATP；单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶作用下连接合成新的子链。

【补偿训练】

有关DNA复制的叙述，正确的是（　　）

A.有丝分裂分裂期和减数分裂过程中进行复制

B.全部解旋之后才开始碱基配对

C.复制后每个新DNA分子含一条母链和一条子链

D.复制的场所是细胞核和核糖体

【解析】选C。

DNA复制主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期；DNA复制的特点之一是边解旋边复制；DNA复制方式是半保留复制，即复制后每个新DNA分子含一条母链和一条子链；复制的场所主要在细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也能进行DNA的复制。

2.（2016·临川高一检测）将一个用15N标记的DNA放到含14N的培养基上培养，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，下图中分别代表复制1次、2次、3次后分层结果的是（　　）

A.c、e、f　　B.a、e、b　　C.a、b、d　　D.c、d、f

【解析】选A。

DNA分子的复制特点是半保留复制，一个用15N标记的DNA在含14N的培养基上培养，复制1次后，每个DNA分子的一条链含15N，一条链含14N，离心后全部位于中密度带，对应题图中的c；复制2次后，产生4个DNA分子，其中含15N、14N的DNA分子为2个，只含14N的DNA分子为2个，离心后一半位于中密度带，一半位于低密度带，对应题图中的e；复制3次后，产生8个DNA分子，其中含15N、14N的DNA分子为2个，只含14N的DNA分子为6个，离心后少部分位于中密度带，大部分位于低密度带，对应题图中的f。

3.（2016·广州高一检测）若用32P标记“人类胚胎干细胞”的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养液中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（　　）

A.中期是46和46、后期是92和46

B.中期是46和46、后期是92和92

C.中期是46和23、后期是92和23

D.中期是46和23、后期是46和23

【解题指南】解答本题的关键是：

（1）明确DNA进行半保留复制，细胞在不含32P的培养液中分裂两次，则DNA复制两次。

（2）理解细胞进行有丝分裂时，在中期每条染色体含有两条姐妹染色单体，后期染色单体分开移向两极，32P标记随之而发生变化。

【解析】选A。

有丝分裂中期、后期染色体条数的分析：

“人类胚胎干细胞”来自人体，人体的一个正常细胞中含有染色体条数为46，有丝分裂后期染色体条数加倍（92），中期染色体条数与体细胞相同（46），故无论经过几次分裂，在有丝分裂中期染色体条数都是46，后期染色体条数都是92。

有丝分裂中期、后期被32P标记的染色体条数的分析：

以1个DNA分子为例，双链被32P标记，转入不含32P的培养液中培养，由于DNA具有半保留复制的特点，第一次有丝分裂完成时，每个DNA分子中都有1条链被32P标记；第二次有丝分裂完成时，只有

的DNA分子被32P标记；中期时，染色单体没有分开，而这两条没有分开的染色单体上，其中有1条被32P标记，导致整条染色体也被32P标记；后期时，由于染色单体分开变成染色体，故只有一半的染色体被标记。

【规律方法】DNA复制与染色体复制之间的关系

（1）染色体和DNA的数量关系：

在DNA复制之前二者的比值为1∶1，在DNA复制之后二者的比值为1∶2。

（2）DNA的半保留复制方式：

只要亲代DNA分子被标记且只复制一次，产生的子代DNA均被标记，DNA所在的染色体均被标记，不管是有丝分裂产生的两个子细胞，还是减数分裂产生的四个子细胞的染色体均被标记。

4.已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4。

该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸4500个，则该DNA分子已经复制了（　　）

A.3次B.4次C.5次D.6次

【解析】选B。

先要计算一个DNA分子中含有G的数目，其中一条链上G的数目=500×4/（1+2+3+4）=200，则另一条链上G的数目=500×2/（1+2+3+4）=100，所以DNA双链上共有G为300，n次复制结束后共消耗G的数目4500个，

4500/300=15，即DNA分子增加15个，复制后DNA的数目是16=24，则n=4。

5.（2016·合肥高一检测）科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。

具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，这说明（　　）

A.基因在DNA上B.基因在染色体上

C.基因具有遗传效应D.DNA具有遗传效应

【解析】选C。

根据对照实验，正常小鼠吃高脂肪食物则肥胖，具有HMGIC基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常，说明肥胖由基因控制，从而得出基因能够控制性状，具有遗传效应。

6.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是（多选）（　　）

A.在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基

B.基因一般是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子就是一个基因

C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的

D.染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子

【解析】选A、B。

在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸基团和一个碱基，A项错误；基因一般是指具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因，B项错误；基因的组成单位是脱氧核苷酸，且脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，也决定了基因的特异性，C项正确；DNA主要分布在细胞核的染色体上，因此染色体是DNA的主要载体，且一条染色体上含有1个或2个DNA分子，D项正确。

二、非选择题（共14分）

7.（2016·常州高一检测）在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。

将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如下图所示：

请分析：

（1）由实验结果可推测第一代（Ⅰ）细菌DNA分子中一条链含________，另一条链含________。

（2）将第一代（Ⅰ）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离，请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。

（3）若将15N-DNA（亲代）的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，则所产生的子代DNA中全含15N（重DNA），一条链含15N（中DNA）及两条链均不含15N（轻DNA）的比例为________，在这些子代DNA中，含15N的链与全部子代DNA链的比例为________。

（4）若一个DNA分子的一条单链中A占32%，且

=1.5，此比例在其互补链中的比值是________；在整个DNA分子中的比值是________。

以该单链为模板合成的子代DNA分子中，A+G的总含量占________。

【解题指南】解答本题需明确以下两点：

（1）明确DNA分子的半保留复制特点。

（2）准确区别Ⅰ和Ⅱ中DNA分布的不同，Ⅱ复制次数多于Ⅰ，复制次数多，不会出现重带，轻带所占比例增大。

【解析】

（1）

（2）本题中亲代大肠杆菌15N-DNA转移到14N培养基上，复制的第一代DNA（Ⅰ）均为14N15N（中），而将此DNA转移到15N培养基上再复制一代后所产生的子代DNA中，应有一半为中DNA，另一半为重DNA。

（3）当将15N-DNA（亲代）在14N培养基上连续复制3次后，应产生23=8个子代DNA，这8个子代DNA中应有2个含模板链，即这2个DNA应为14N15N（中DNA），其余均为14N-DNA（轻DNA），无两链均为15N链的DNA，因而重DNA∶中DNA∶轻DNA的比例应为0∶2∶6，若按链计算，则15N链应为2条，其余14条链均为14N链，即15N链与全部子代DNA总链的比例应为2∶16（1∶8）。

（4）如果已知的单链上是A，则未知的互补单链的相应位置上是T；已知的单链上是A+G，则未知的互补单链上是T+C，依此类推。

因此，已知单链中

=1.5，则未知的互补单链中

=1.5，但题目中要求的是

，故应为2/3。

在整个DNA分子中，由于A=T，G=C，所以A+G=T+C。

因此，不论该DNA分子有多长多大，

总是等于1。

同样道理，不论该DNA分子复制多少代，其子代DNA分子中的A+G总是占整个DNA分子核苷酸数的一半。

答案：

（1）14N　15N

（2）

（3）0∶2∶6　2∶16（或1∶8）　（4）2/3　1　50%

【规律方法】DNA复制后三条DNA带的分析

（1）重带（密度最大）：

两条链都为15N标记的亲代双链DNA。

（2）中带（密度居中）：

一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。

（3）轻带（密度最小）：

两条链都为14N标记的子代双链DNA。

【补偿训练】

正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。

若基因变化引起细胞不能自主合成核糖和脱氧核糖，则必须从培养基中摄取。

为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。

（1）实验目的：

验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。

（2）实验材料：

基因变化的细胞、基本培养基、核糖核苷酸、14C-核糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C-脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。

（3）实验原理：

DNA主要分布在____________中，其基本组成单位是____________；RNA主要分布在____________中，其基本组成单位是____________。

（4）实验步骤：

分组编号

培养基甲

培养基乙

设置对

照实验

加入适量的核糖核苷酸

和14C-脱氧核苷酸

培养

分别接种等量的____________________，在相同且适宜条件下培养

观察

分别选取培养基甲和培养基乙中的细胞，用放射性探测显微仪观察___________________________________

（5）预期结果：

①培养基甲中细胞的放射性部位主要在_____________________________；

②培养基乙中____________________________________________________。

（6）实验结论：

___________________________________________________。

【解析】DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。

要验证DNA复制的原料是脱氧核苷酸，可根据被标记的脱氧核苷酸在细胞中的分布情况来判断。

答案：

（3）细胞核　脱氧核苷酸　细胞质　核糖核苷酸

（4）加入等量的14C-核糖核苷酸和脱氧核苷酸　基因变化的细胞　细胞核和细胞质的放射性强弱

（5）①细胞核

②细胞的放射性部位主要在细胞质

（6）DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸

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