2018-2019高中生物 課時(shí)分層作業(yè)11 DNA分子的復(fù)制 蘇教版必修2.doc

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課時(shí)分層作業(yè)(十一) DNA分子的復(fù)制 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)練] 1．沃森和克里克在發(fā)表了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的論文后，又提出了DNA自我復(fù)制的假說(shuō)。下列有關(guān)假說(shuō)內(nèi)容的敘述不正確的是(　　) A．DNA復(fù)制時(shí)，雙螺旋將解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂 B．以解開的兩條單鏈為模板，以游離的脫氧核苷酸為原料，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過(guò)氫鍵結(jié)合到作為模板的單鏈上 C．形成的DNA分子包括一條模板單鏈和一條新鏈 D．形成的兩個(gè)DNA分子是由兩條母鏈、兩條子鏈分別結(jié)合而成 D　[沃森和克里克提出的DNA自我復(fù)制的假說(shuō)為半保留復(fù)制，即形成的DNA分子包括一條母鏈和一條子鏈。] 2．如果把某細(xì)胞中的一個(gè)DNA分子用重氫標(biāo)記，這個(gè)細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行3次有絲分裂，則含有標(biāo)記鏈的DNA分子數(shù)和細(xì)胞總數(shù)分別是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632140】 A．2,2　　　　 B．4,2 C．2,8 D．4,8 C　[有絲分裂中，一個(gè)細(xì)胞分裂形成兩個(gè)細(xì)胞，因此1個(gè)細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行3次有絲分裂，結(jié)果形成8個(gè)細(xì)胞。由于DNA分子是半保留復(fù)制，用重氫標(biāo)記某細(xì)胞中的一個(gè)DNA分子，該DNA分子的兩條標(biāo)記鏈?zhǔn)冀K存在于2個(gè)子代DNA分子中。] 3．用15N同位素標(biāo)記細(xì)菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時(shí)含14N和15N，c只含14N，下圖中這三種DNA分子的比例正確的是(　　) D　[1個(gè)含15N的DNA分子在含14N培養(yǎng)基上復(fù)制四次，共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子，其中有2個(gè)是15N—14N DNA分子，14個(gè)為14N—14N DNA分子，沒有15N—15N DNA分子。] 4.如圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說(shuō)，下列各項(xiàng)中正確的是(　　) A．a(chǎn)和c的堿基序列互補(bǔ)，b和c的堿基序列相同 B．a(chǎn)鏈中的比值與d鏈中同項(xiàng)比值相同 C．a(chǎn)鏈中的比值與b鏈中同項(xiàng)比值相同 D．a(chǎn)鏈中的比值與c鏈中同項(xiàng)比值不同 C　[DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制，b鏈?zhǔn)且詀鏈為模板合成的，a鏈和b鏈合成一個(gè)子代DNA分子，a鏈中的值等于b鏈中的值。] 5．蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632141】 A．每條染色體的兩條染色單體都被標(biāo)記 B．每條染色體中都只有一條染色單體被標(biāo)記 C．只有半數(shù)的染色體中一條染色單體被標(biāo)記 D．每條染色體的兩條染色單體都不被標(biāo)記 B　[DNA分子復(fù)制遵循半保留復(fù)制原則。蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸(3HT)培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，每一個(gè)DNA分子都有一條脫氧核苷酸鏈含3HT，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中培養(yǎng)至中期，每個(gè)DNA分子復(fù)制形成的兩個(gè)DNA分子存在于同一條染色體的兩條姐妹染色單體上，其中一個(gè)DNA分子的一條鏈含3HT，如圖所示。] 6．把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)的環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于繁殖一代的時(shí)間，然后放回原來(lái)的環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于連續(xù)繁殖兩代的時(shí)間后，分析細(xì)菌DNA分子組成，則下列分析正確的是(　　) 選項(xiàng) DNA分子 輕氮型 中間型 重氮型 A － B － C － D － A　[細(xì)菌繁殖一代后，DNA分子為中間型，連續(xù)繁殖兩代后，形成的8個(gè)DNA分子中，中間型有2個(gè)，占；輕氮型有6個(gè)，占。] 7．用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制5次。下列有關(guān)判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．含有15N的DNA分子有兩個(gè) B．只含有14N的DNA分子占15/16 C．復(fù)制過(guò)程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸1 280個(gè) D．復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生32個(gè)DNA分子 C　[該DNA分子共復(fù)制5次，DNA的總數(shù)應(yīng)為25＝32個(gè)。因?yàn)橛H代DNA分子中兩條脫氧核苷酸鏈都含有15N，復(fù)制后兩條含有15N的脫氧核苷酸鏈不會(huì)消失，所以仍有2個(gè)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(32－2)/32＝15/16。因?yàn)镃＝60，所以G＝60，那么A＋T＝1002－602＝80，則A＝80/2＝40。復(fù)制5次需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為40(25－1)＝1 240個(gè)。] 8．某DNA分子中含有1 000個(gè)堿基對(duì)(P元素只是32P)。若將該DNA分子放在只含31P的脫氧核糖核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次，則子代DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量平均比原來(lái) (　　) A．減少1 500 B．增加1 500 C．增加1 000 D．減少1 000 A　[復(fù)制兩次后形成4個(gè)DNA分子，8條單鏈中有6條含31P,2條含32P，相對(duì)分子質(zhì)量平均減少＝1 500。] 9．如圖表示DNA復(fù)制的過(guò)程。由圖不能得到的信息是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632142】 A．DNA復(fù)制是半保留復(fù)制 B．DNA復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn) C．DNA復(fù)制生成的兩條子代鏈的方向相反 D．DNA的復(fù)制時(shí)需要解旋酶將氫鍵斷裂 D　[圖示表示DNA分子復(fù)制過(guò)程，由圖可知，DNA分子的復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，每條母鏈都可以作為模板鏈，合成與之互補(bǔ)的一條子鏈，A正確；由圖可知，DNA分子由復(fù)制起點(diǎn)向兩邊復(fù)制，即DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，根據(jù)生成子鏈的箭頭方向可知，生成的兩條子鏈的方向相反，B正確、C正確；據(jù)圖看不出DNA復(fù)制是否需要解旋酶，D錯(cuò)誤。故選D。] 10．如圖是DNA分子復(fù)制的圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)圖中的[1]表示________過(guò)程，需要________酶的作用。 (2)圖中的[2]過(guò)程表示以母鏈為模板進(jìn)行的堿基的互補(bǔ)配對(duì)，參與配對(duì)的物質(zhì)是游離在周圍的________。 (3)圖中的[3]過(guò)程表示形成兩個(gè)新的________分子，參與此過(guò)程的酶有________等。 (4)DNA復(fù)制一般是嚴(yán)格的________復(fù)制，DNA復(fù)制的遺傳學(xué)意義是為________在親子代之間的________準(zhǔn)備了物質(zhì)基礎(chǔ)。 [解析]　本題考查DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程及意義。(1) DNA分子的復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程，復(fù)制時(shí)首先在解旋酶的作用下，雙鏈解開。(2) DNA復(fù)制的模板是原DNA分子的兩條鏈，原料是4種脫氧核苷酸。(3)新鏈合成時(shí)需要DNA聚合酶等的催化，并且消耗能量。(4)DNA復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA與親代DNA完全相同，保證了遺傳信息準(zhǔn)確地傳給后代，保持了親子代間遺傳信息的連續(xù)性。 [答案]　(1)解旋　解旋　(2)脫氧核苷酸 (3)DNA　DNA聚合酶 (4)半保留　遺傳信息　傳遞 11．如圖是DNA分子復(fù)制圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)DNA分子的復(fù)制發(fā)生在____________________________期。 (2)過(guò)程②稱為________。在③中，子鏈?zhǔn)莀_______。 (3)③過(guò)程必須遵循____________原則。在DNA復(fù)制過(guò)程中，參與的酶有________________。 (4)在子代DNA分子中，只有一條鏈來(lái)自親代DNA分子。由此說(shuō)明DNA的復(fù)制具有____________的特點(diǎn)。 (5)將細(xì)胞的一個(gè)DNA用15N標(biāo)記，放入含14N的4種脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，連續(xù)分裂4次，則含有14N－DNA的細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的________，含有15N－DNA的細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的________。 (6)已知原來(lái)DNA分子中有100個(gè)堿基對(duì)，其中A有40個(gè)。若復(fù)制4次，則此過(guò)程需要________個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸。 (7)DNA分子具有____________________________________________ ___________________________________________________等特性。 [解析]　(1)DNA分子的復(fù)制發(fā)生在間期，包括有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期。(2)過(guò)程②稱為解旋，解旋后以Ⅰ鏈為模板合成子鏈Ⅱ，以Ⅳ鏈為模板合成子鏈Ⅲ。(3)合成子鏈時(shí)必須遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA分子的復(fù)制需要解旋酶、DNA聚合酶等。(4)DNA分子復(fù)制時(shí)以親本的一條鏈為模板合成一條子鏈，具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)。(5)由于DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，分裂4次產(chǎn)生的16個(gè)子細(xì)胞中，所有細(xì)胞均有含14N的DNA，即含14N—DNA的細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的100%；2個(gè)細(xì)胞含15N—DNA，即含15N－DNA的細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的1/8。(6)每個(gè)DNA中有胞嘧啶脫氧核苷酸60個(gè)，復(fù)制4次需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸60(24－1)＝900個(gè)。(7)DNA分子具有穩(wěn)定性、特異性、多樣性等特性。 [答案]　(1)有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間 (2)解旋?、蚝廷? (3)堿基互補(bǔ)配對(duì)　解旋酶、DNA聚合酶等 (4)半保留復(fù)制 (5)100%　12.5% (6)900 (7)穩(wěn)定性、特異性、多樣性 12．科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。 組別 1組 2組 3組 4組 培養(yǎng)液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代數(shù) 多代 多代 一代 兩代 培養(yǎng)產(chǎn)物 A B B的子一代 B的子二代 操作 提取DNA并離心 離心結(jié)果 僅為輕帶(14N/14N) 僅為重帶(15N/15N) 僅為中帶(15N/14N) 1/2輕帶(14N/14N) 1/2中帶(15N/14N) 請(qǐng)分析并回答： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632143】 (1)綜合分析本實(shí)驗(yàn)的DNA離心結(jié)果，第________組結(jié)果對(duì)得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第________組和第________組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說(shuō)明DNA分子的復(fù)制方式是_______________________________。 (2)分析討論： ①若子一代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來(lái)自________，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是________復(fù)制。 ②若將子一代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果________________(填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。 ③若在同等條件下將子二代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置________，放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是________帶。 ④若某次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中，子一代DNA的“中帶”比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成的DNA單鏈中的N尚有少部分為________。 (3)經(jīng)上述實(shí)驗(yàn)可知DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。如果1個(gè)DNA分子中共有100個(gè)堿基對(duì)，其中含有腺嘌呤20個(gè)，復(fù)制4次需要消耗游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸________個(gè)。第4次復(fù)制需要消耗游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸為________個(gè)。 (4)若第3組中的離心結(jié)果是重帶(15N/15N)、輕帶(14N/14N)，推測(cè)DNA的復(fù)制方式是________。 [解析]　(1)若證明DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，則需證明后代DNA的兩條鏈，一條鏈?zhǔn)窃瓉?lái)的，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻?，?組結(jié)果與第1組、第2組的結(jié)果對(duì)比可以證實(shí)。(2)①“輕帶”DNA為14N/14N—DNA，“重帶”DNA為15N/15N—DNA，據(jù)表，“重帶”DNA來(lái)自于B。①的結(jié)果使后代DNA的兩條鏈或全是原來(lái)的，或全是新合成的，說(shuō)明DNA分子的復(fù)制方式不是半保留復(fù)制。②將子一代DNA雙鏈分開后再離心，無(wú)法判斷后代DNA的兩條鏈的來(lái)源，不能判斷DNA的復(fù)制方式。③將子二代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA的情況是有2個(gè)為15N/14N—DNA，其余全部為14N/14N—DNA，所以子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置沒有變化，放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是輕帶。④中帶為15N/14N—DNA，中帶略寬，說(shuō)明新合成的DNA單鏈中的N元素還有少部分為15N。(3)該DNA中有腺嘌呤(A)20個(gè)，由于A＋G＝50%總堿基數(shù)＝100，所以鳥嘌呤(G)＝80，所以復(fù)制4次需要消耗游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸為(24－1)80＝1 200(個(gè))。復(fù)制4次消耗游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸為(24－1)80，復(fù)制3次消耗游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸為(23－1)80，所以第4次復(fù)制需要的鳥嘌呤脫氧核苷酸為(24－1)80－(23－1)80＝2380＝640。(4)離心結(jié)果表明，子一代中的兩個(gè)子代DNA分子中，一個(gè)DNA分子兩條鏈來(lái)自原來(lái)的母鏈，另一個(gè)DNA分子的兩條鏈來(lái)自以母鏈為模板合成的子鏈。 [答案]　(1)3　1　2　半保留復(fù)制 (2)①B　半保留　②不能?、蹮o(wú)變化　輕?、?5N (3)1 200　640　(4)全保留復(fù)制 [沖A挑戰(zhàn)練] 13．如圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過(guò)程模式圖。據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是(　　) A．由圖示得知，DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制 B．從圖中可以看出合成兩條子鏈時(shí)，DNA聚合酶移動(dòng)的方向是相反的 C．子鏈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ATP D　[由圖示可知，新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈，因此復(fù)制的方式是半保留復(fù)制；由圖中的箭頭可知，DNA聚合酶移動(dòng)的方向是相反的；子鏈合成的方向是一定的，即只能從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對(duì)堿基，關(guān)于其復(fù)制的說(shuō)法，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632144】 A．該基因片段復(fù)制時(shí)共需要游離的堿基48個(gè) B．該基因片段中若堿基G占1/4，則該片段中含有24個(gè)“A－T”堿基對(duì) C．若該基因片段含有12個(gè)堿基A，則該片段第2次復(fù)制時(shí)，需要游離的C為108個(gè) D．若用32P標(biāo)記該基因片段，在含31P的環(huán)境中連續(xù)復(fù)制3次，不含32P的片段所占比例為1/4 B　[該基因片段共48個(gè)堿基對(duì)，96個(gè)堿基，復(fù)制時(shí)兩條鏈都為模板，共需要游離的堿基96個(gè)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；該基因片段中若堿基G占1/4，則G＝C＝24個(gè)，那么A＝T＝24個(gè)，所以含24個(gè)“A—T”堿基對(duì)，故B項(xiàng)正確；若該片段含有12個(gè)A，則A＝T＝12個(gè)，C＝G＝36個(gè)，第1次復(fù)制需要游離的C＝G＝36個(gè)，第2次復(fù)制需要C＝G＝362＝72個(gè)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；含32P的基因片段連續(xù)復(fù)制3次，得到8個(gè)DNA分子，其中含32P的有2個(gè)，占1/4，不含32P的占3/4，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。] 15．如圖是大腸桿菌的DNA復(fù)制示意圖。如果是單起點(diǎn)單向復(fù)制，按正常的子鏈延伸速度，此DNA分子復(fù)制約需30 s，而實(shí)際上復(fù)制從開始到結(jié)束只需約16 s。據(jù)圖分析，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．“甲→乙”的場(chǎng)所與真核生物的DNA分子復(fù)制場(chǎng)所不同 B．實(shí)際復(fù)制的時(shí)間之所以減半，是因?yàn)樵揇NA分子是從一個(gè)起點(diǎn)開始向兩個(gè)方向復(fù)制的 C．把甲放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制三代，子代中含15N的DNA占75% D．如果甲中堿基A占20%，那么其子代DNA中堿基G的比例為30% C　[大腸桿菌屬于原核生物，其DNA的復(fù)制發(fā)生于擬核區(qū)，而真核生物DNA的復(fù)制場(chǎng)所主要在細(xì)胞核，在線粒體和葉綠體中也可發(fā)生。由圖可知，該環(huán)狀DNA分子從一個(gè)起點(diǎn)開始向兩個(gè)方向復(fù)制，導(dǎo)致復(fù)制速度加倍。后代DNA分子中，至少含有1條新合成的單鏈，因此子代DNA分子均含有15N，即子代中含15N的DNA占100%。雙鏈DNA分子中，A＋G＝50%，A為20%，則G為30%。] 16．蠶豆體細(xì)胞染色體數(shù)目2N＝12，科學(xué)家用3H標(biāo)記蠶豆根尖細(xì)胞的DNA，可以在染色體水平上研究真核生物的DNA復(fù)制方式。實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程如下： Ⅰ.將蠶豆幼苗培養(yǎng)在含有3H的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察細(xì)胞分裂中期染色體的放射性情況。 Ⅱ.當(dāng)DNA分子雙鏈都被3H標(biāo)記后，再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察細(xì)胞分裂中期染色體的放射性情況。 請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題： (1)蠶豆根尖細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式是________；秋水仙素能使部分細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍，其作用的機(jī)理是__________________________________ __________________________________________________。 (2)Ⅰ過(guò)程中，在根尖細(xì)胞進(jìn)行第一次分裂時(shí)，每一條染色體上帶有放射性的染色單體有________條，每個(gè)DNA分子中，有________條鏈帶有放射性。Ⅱ中，若觀察到一個(gè)細(xì)胞具有24條染色體，且二分之一的染色單體具有放射性，則表示該細(xì)胞的染色體在無(wú)放射性的培養(yǎng)基上復(fù)制________次，該細(xì)胞含有________個(gè)染色體組。 (3)上述實(shí)驗(yàn)表明，DNA分子的復(fù)制方式是_________________________。 [解析]　(1)蠶豆根尖細(xì)胞為體細(xì)胞，其分裂方式為有絲分裂。秋水仙素使細(xì)胞內(nèi)染色體加倍的原理是體細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中，染色體完成了復(fù)制，紡錘體的形成受到破壞，以致染色體不能被拉向兩極，于是形成了染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。(2)由于DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，第一次分裂完成時(shí)，每個(gè)DNA分子中都有一條鏈被3H標(biāo)記，每一條染色體上有2條染色單體被3H標(biāo)記。當(dāng)DNA分子雙鏈都被3H標(biāo)記后，再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中，觀察到一個(gè)細(xì)胞具有24條染色體，且二分之一的染色單體具有放射性，則表明該細(xì)胞的染色體在無(wú)放射性的培養(yǎng)基上復(fù)制2次，該細(xì)胞含有4個(gè)染色體組。(3)上述實(shí)驗(yàn)證明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。 [答案]　(1)有絲分裂　抑制紡錘體的形成 (2)2　1　2　4 (3)半保留復(fù)制