資源簡介

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2025人教版生物必修2
第3節　DNA的復制
A組 必備知識基礎練
1.(2024北京順義一模)大腸桿菌是現代生物學研究中的模式生物。環境適宜時約20 min繁殖一代。研究人員將15N標記的大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl的培養基中,40 min后收集大腸桿菌,提取其DNA。下列有關敘述正確的是(　　)
A.所有DNA都含有15N
B.所有DNA單鏈都含有14N
C.含15N的DNA占50%
D.含15N的DNA占25%
2.[教材第54頁圖示]為驗證DNA分子的半保留復制方式,科學家以大腸桿菌為材料進行圖1實驗,并分別在6、13、20 min時提取大腸桿菌(約20 min繁殖一代)的DNA,經密度梯度離心后,測定紫外光吸收光譜,紫外光吸收光譜的峰值位置即為離心管中DNA的主要分布位置,峰值越大,表明該位置的DNA數量越多,結果如圖2所示。下列敘述錯誤的是(　　)
圖1
圖2
A.20 min后繼續培養并取樣測定,峰值將會繼續上移高于Q
B.此實驗無法證明DNA的半保留復制方式是邊解旋邊復制
C.繼續培養至60 min時取樣測定,發現Q處仍有峰值且大小與20 min時相同
D.若用18O代替15N進行此實驗,也不能通過檢測放射性追蹤其去向
3.(2024重慶高一期末)將1個DNA雙鏈都被15N標記的大腸桿菌放到只含14N的培養基中培養,然后在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA,通過密度梯度離心技術將15N/15N-DNA、14N/14N-DNA、15N/14N-DNA分開。因DNA能夠強烈地吸收紫外線,用紫外光源照射離心管,透過離心管在感光膠片上記錄DNA帶的位置就可以顯示出離心管內不同密度的DNA帶。下列敘述正確的是(　　)
A.感光膠片上能夠記錄到DNA帶的位置是因為15N具有放射性
B.若大腸桿菌分裂3次,含有14N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為3/4
C.若大腸桿菌分裂1次,只出現一條位置居中的DNA帶,可排除DNA是全保留復制
D.酶具有高效性,DNA復制的解旋過程只需解旋酶催化氫鍵斷開,不需能量的驅動
4.(2024福建南平高一期中)下列關于DNA復制的敘述,錯誤的是(　　)
A.DNA中遺傳信息的準確傳遞依賴于堿基互補配對原則
B.DNA的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板
C.能自我復制是DNA作為遺傳物質的必備條件
D.科學家通過32P標記法證明了DNA的半保留復制
5.(2024山西長治高一期中)[教材第55頁圖示]細胞核中DNA復制的部分過程如圖所示,其中SSB是一種DNA單鏈結合蛋白,能阻止DNA重新螺旋。下列敘述正確的是(　　)
A.酶①為DNA聚合酶,酶②為解旋酶
B.酶②催化兩條子鏈由5'端向3'端延伸
C.SSB與單鏈DNA通過堿基互補配對結合
D.SSB與單鏈DNA的結合不利于DNA復制
6.(2024江蘇泰州高一期中)[教材第56頁拓展應用]下圖為果蠅核DNA復制的電鏡照片,箭頭所指的部位形成一個“氣泡”結構叫作DNA復制泡。下列敘述正確的是(　　)
A.DNA復制錯誤導致復制泡出現
B.復制起始時間越晚,復制泡越大
C.復制泡出現的時期為分裂后期
D.多個復制起點可加快DNA復制的速率
7.(2024江蘇蘇州高一期中)DNA復制的部分過程,箭頭表示子鏈合成方向如圖表示,下列敘述錯誤的是(　　)
A.復制叉向前移動需要解旋酶參與且需要細胞供能
B.前導鏈與滯后鏈的復制方向均為5'端→3'端
C.復制完成后,前導鏈與滯后鏈中的堿基序列相同
D.前導鏈的合成是連續的,滯后鏈的合成是不連續的
8.(2024寧夏石嘴山高一期中)一個雙鏈均被32P標記的DNA置于只含31P的環境中復制3次。下列敘述不正確的是(　　)
A.DNA復制是一個邊解旋邊復制的過程
B.復制時在DNA聚合酶的催化下利用四種脫氧核苷酸合成子鏈
C.子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶4
D.子代DNA分子中含32P與含31P的分子數之比為1∶4
9.(2024山東菏澤高一期中)某個被32P、35S標記的T2噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌后,該大腸桿菌共釋放出n個子代噬菌體,每個T2噬菌體的DNA中含胞嘧啶m個。下列敘述正確的是(　　)
A.可在子代噬菌體的外殼中找到35S
B.T2噬菌體的DNA復制過程需要的模板、原料等都來自大腸桿菌
C.整個過程共消耗鳥嘌呤m(n-1)個
D.可直接利用含32P、35S的培養液培養出含32P、35S的T2噬菌體
10.(2024陜西西安高一期中)圖甲是DNA片段的結構圖,圖乙表示DNA分子復制的過程。請回答有關DNA分子的相關問題。
甲
乙
(1)填出圖甲中各部分的名稱:①　　　　、③　　　　、⑤　　　　。
(2)從圖甲中可以看出DNA分子的基本骨架是外側的　　　　　　　　　　　　,內側堿基對通過　　　　連接。
(3)若已知DNA一條單鏈的堿基組成是ATGCCAT,則與它互補的另一條鏈的堿基組成為　　　　　　;若DNA分子的2條鏈分別為m鏈和n鏈,若m鏈中的(A+G)/(T+C)=0.5時,在n鏈中,這種比例是　　　　　　。
(4)圖乙的DNA復制過程中除了需要模板、原料和能量外,還需要兩種酶　　　　、　　　　　　　等條件;由圖乙可知延伸的子鏈緊跟著解旋酶,這說明DNA分子復制是　　　　　　　。
(5)DNA分子的　　　　　　　為復制提供了精確的模板,通過　　　　　　　保證了復制能夠準確地進行。
B組 能力素養提升練
11.(多選)(2024江蘇連云港高一期中)生物學家梅塞爾森和斯塔爾將DNA雙鏈都被15N標記的親代大腸桿菌轉移到含14N的培養液中培養兩代,分別收集親代、子一代和子二代大腸桿菌并提取DNA,對提取的DNA進行離心,其結果如下圖所示。相關敘述正確的是(　　)
A.該實驗運用了放射性同位素標記技術和密度梯度離心技術
B.由親代和子一代的離心結果可排除全保留復制
C.由實驗結果可以證明DNA為半保留復制
D.子二代中含14N的DNA分子占比為50%
12.(多選)(2024山東淄博高一期中)真核細胞中DNA的復制過程如圖所示,下列表述正確的是(　　)
A.多起點雙向復制能保證DNA復制在短時間內完成
B.每個子代DNA都有一條脫氧核苷酸鏈來自親代
C.復制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化
D.DNA分子的準確復制依賴于堿基互補配對原則和精確的模板
13.(多選)研究人員將含14N-DNA的大腸桿菌轉移到15NH4Cl培養液中,培養24 h后提取子代大腸桿菌的DNA,將DNA熱變性處理,形成單鏈。然后進行密度梯度離心,管中出現的兩種條帶對應圖中的兩個波峰,下列敘述正確的是(　　)
A.大腸桿菌增殖一代所需時間為6 h
B.熱變性處理,破壞了DNA分子的氫鍵
C.延長培養時間,兩種條帶對應的峰值均會增大
D.若DNA不經熱變性處理,直接密度梯度離心,試管中也會出現兩種條帶
14.(2024江蘇泰州高一期中)科學家利用大腸桿菌進行了DNA復制方式的實驗探究,下圖1為DNA復制示意圖。回答下列問題。
圖1
(1)DNA復制開始時,雙鏈DNA分子通過　　　　　　　　　　　(寫出兩種酶)的作用,在復制起點位置形成復制叉。該過程以　　　　　為原料。
(2)研究表明,DNA分子中G+C的比例越高,加熱解旋所需溫度就越高,原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如圖2表示“證明DNA半保留復制”實驗中幾種可能的離心結果。
圖2
①將15N標記的大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養液中增殖一代,如果DNA為全保留復制,則離心后試管中DNA的位置應如圖2中試管　　　　所示;如果DNA為半保留復制,則離心后試管中DNA的位置應如圖2中試管　　　　所示。
②將15N標記的大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養液中增殖三代,若DNA為半保留復制,則15N標記的DNA分子占　　　　%。若大腸桿菌的1個雙鏈DNA片段中有1 000個堿基對,其中胸腺嘧啶350個,則該大腸桿菌增殖第三代時,需要消耗　　　　個胞嘧啶脫氧核苷酸。
(4)若讓T4噬菌體侵染15N標記的大腸桿菌,并最終在噬菌體DNA中檢測到15N,推測其原因可能是 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：
1.C　解析 大腸桿菌在環境適宜時約20 min繁殖一代,40 min后收集大腸桿菌,提取其DNA,意味著大腸桿菌繁殖兩代,DNA的復制方式為半保留復制,研究人員將15N標記的大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl的培養基中,繁殖一代得到的每個DNA分子中1條鏈為15N,1條鏈為14N,再繁殖一代,一共得到4個DNA分子,只有2個DNA分子1條鏈為15N,1條鏈為14N,另外2個DNA分子兩條鏈均為14N,C項符合題意。
2.A　解析 20 min后繼續培養并取樣測定,將會在Q及Q的上方出現兩個峰值,A項錯誤;此實驗無法證明DNA的半保留復制方式是邊解旋邊復制,B項正確;培養60 min,DNA復制3次,會出現14N/15N和14N/14N兩種DNA,此時14N/15N與20 min時相同,14N/14N的DNA數目多于14N/15N的DNA,取樣測定,發現Q處仍有峰值且大小與20 min時相同,C項正確;15N與18O均為穩定同位素,不能通過檢測放射性追蹤其去向,D項正確。
3.C　解析 感光膠片上能夠記錄到DNA帶的位置是因為DNA能夠強烈地吸收紫外線,15N不具有放射性,A項錯誤;DNA復制為半保留復制,若大腸桿菌分裂3次,則產生的子代DNA數目為23=8個,由于親代DNA雙鏈都被15N標記,而提供的原料是含14N的培養基,因此,產生的子代DNA中只有兩個DNA分子含有15N,所有的子代DNA分子均含有14N,B項錯誤;若大腸桿菌分裂1次,即DNA復制一次,則產生的子代DNA分子均為一條鏈含有15N、一條鏈含有14N,因此只出現一條位置居中的DNA帶,據此可排除DNA是全保留復制,C項正確;DNA復制的解旋過程需解旋酶催化氫鍵斷開,該過程需能量的驅動,D項錯誤。
4.D　解析 堿基之間通過堿基互補配對原則保證了DNA復制能夠準確地進行,A項正確;DNA復制過程中,其獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板,B項正確;作為遺傳物質的條件有能夠自我復制、結構穩定、攜帶遺傳信息等,可見能自我復制是DNA作為遺傳物質的必備條件,C項正確;科學家通過15N標記法證明了DNA的半保留復制,D項錯誤。
5.B　解析 酶①能解開DNA雙鏈,為解旋酶,酶②將游離的四種脫氧核苷酸連接成為脫氧核苷酸鏈,為DNA聚合酶,A項錯誤;DNA聚合酶只能在3'端結合脫氧核苷酸,因此DNA復制時子鏈的延伸方向是5'端→3'端,B項正確;SSB是一種DNA單鏈結合蛋白(不含有堿基),故與單鏈(DNA)的結合不遵循堿基互補配對原則,C項錯誤;SSB與單鏈結合,防止解旋的單鏈重新配對,而使DNA呈伸展狀態,有利于DNA復制,D項錯誤。
6.D　解析 DNA復制是邊解旋邊復制,因此正常復制就會出現復制泡,A項錯誤;復制起始時間越早,復制越久,復制泡越大,B項錯誤;DNA復制的時期為間期,因此復制泡出現的時期為間期,C項錯誤;多個復制起點可以同時進行多段DNA的復制,加快DNA復制的速率,D項正確。
7.C　解析 復制叉向前移動需要打破堿基對之間的氫鍵,因此需要DNA解旋酶參與,斷裂氫鍵的過程需要細胞供能,A項正確;由于DNA聚合酶只能從3'端添加脫氧核苷酸,故前導鏈與滯后鏈的復制方向均為5'端→3'端,B項正確;前導鏈與3'→5'方向的親代DNA鏈互補,滯后鏈與5'→3'方向的親代DNA鏈互補,所以前導鏈和滯后鏈的堿基序列不同,C項錯誤;前導鏈的合成是連續的,滯后鏈的合成是不連續的,D項正確。
8.C　解析 DNA分子的復制是邊解旋邊復制,且是半保留復制,A項正確;復制時在DNA聚合酶的催化下利用四種游離的脫氧核糖核苷酸為原料合成子鏈,B項正確;由題意知被32P標記的DNA單鏈是2條,含有31P的單鏈是2×8-2=14(條),因此子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7,C項錯誤;子代DNA分子中含32P的DNA分子數是2個,含31P的DNA分子數是8個,二者之比是1∶4,D項正確。
9.C　解析 35S存在于親代噬菌體的蛋白質外殼中,其蛋白質外殼不能進入宿主細胞,在子代噬菌體的外殼中找不到35S,A項錯誤;T2噬菌體的DNA復制過程需要的模板來自T2噬菌體本身,B項錯誤;每個T2噬菌體的DNA中含胞嘧啶m個,根據堿基互補配對原則,每個T2噬菌體的DNA中含鳥嘌呤m個,該大腸桿菌共釋放出n個子代噬菌體,共消耗鳥嘌呤m(n-1)個,C項正確;T2噬菌體是病毒,營寄生生活,不能直接用培養液培養,D項錯誤。
10.答案 (1)堿基對　脫氧核糖　腺嘌呤脫氧核苷酸
(2)磷酸和脫氧核糖交替排列　氫鍵
(3)TACGGTA　2
(4)解旋酶　DNA聚合酶　邊解旋邊復制
(5)雙螺旋結構　堿基互補配對
解析 (1)①表示堿基對,③是脫氧核糖,⑤是腺嘌呤脫氧核苷酸。(2)從圖甲中可以看出DNA分子中兩條長鏈的外側是由脫氧核糖磷酸和磷酸交替連接構成基本骨架,內側堿基對通過氫鍵連接,兩條單鏈方向反向平行。(3)若已知DNA一條單鏈的堿基組成是ATGCCAT,則與它互補的另一條鏈的堿基組成為TACGGTA;若DNA分子的2條鏈分別為m鏈和n鏈,若m鏈中的(A+G)/(T+C)=0.5時,雙鏈DNA分子中,A與T配對,G與C配對,m鏈中,(Am+Gm)/(Tm+Cm)=0.5,因為Am=Tn,Gm=Cn,Tm=An,Cm=Gn,所以n鏈中(An+Gn)/(Tn+Cn)=(Tm+Cm)/(Am+Gm)=1/0.5=2。(4)圖乙的DNA復制過程中除了需要模板、原料和能量外,還需要解旋酶、DNA聚合酶等條件;由圖乙可知延伸的子鏈緊跟著解旋酶,這說明DNA分子復制是邊解旋邊復制。(5)DNA分子的獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板,通過堿基互補配對原則保證了復制能夠準確地進行。
11.BC　15N沒有放射性,因此該實驗運用了同位素標記技術和密度梯度離心技術,A項錯誤;由親代和子一代的離心結果可排除全保留復制,若是全保留復制,則應得到兩條帶,分別為重帶和輕帶,B項正確;子一代只有一條帶,可排除全保留復制,子二代出現兩條帶,可排除彌散復制,由實驗結果可以證明DNA為半保留復制,C項正確;由于半保留復制,被15N標記的親代大腸桿菌轉移到含14N的培養液中培養兩代,子二代含14N的DNA分子占比為100%,D項錯誤。
12.ABD　多起點雙向同時復制,能提高復制的效率,保證DNA復制在短時間內完成,A項正確;DNA復制以親代DNA分子的兩條鏈分別為模板,通過堿基互補配對原則合成子鏈DNA,所以每個子代DNA都有一條核苷酸鏈來自親代,具有半保留復制的特點,B項正確;復制過程中氫鍵的破壞需要解旋酶的催化,氫鍵的形成也不需要DNA聚合酶的催化,C項錯誤;DNA分子的準確復制依賴于堿基互補配對原則即A與T配對、G與C配對,同時也需要DNA的兩條鏈提供精確的模板,D項正確。
13.BD　分析題圖可知,兩種鏈的比例為1∶7,而母鏈(14N的鏈)始終有2條鏈,故新合成的鏈為14條,故子代DNA共有16條鏈,即有8個子代DNA,所以DNA復制了3次,大腸桿菌增殖了3次用時24 h,故增殖一代所需時間為8 h,A項錯誤;熱變性處理,使DNA形成單鏈,說明破壞了DNA分子的氫鍵,B項正確;延長培養時間,14N的鏈對應的峰值均會減小,15N的鏈對應的峰值將會增大,C項錯誤;若DNA不經熱變性處理,直接密度梯度離心,試管中也會出現中帶(14N/15N)和重帶(15N/15N)兩種條帶,D項正確。
14.答案 (1)解旋酶、DNA聚合酶　脫氧核苷酸
(2)C和G間氫鍵較多,氫鍵數越多,DNA結構越穩定
(3)①C　B　②25　2 600
(4)大腸桿菌為噬菌體DNA復制提供原料
解析 (1)DNA復制開始時,雙鏈DNA分子通過解旋酶、DNA聚合酶等酶的作用,在復制起點位置形成復制叉,使子鏈沿著5'→3'的方向延伸,該過程中一個個的脫氧核苷酸只能在子鏈的3'端依次連接上去。(2)研究表明,DNA分子中G+C的比例越高,加熱解旋所需要溫度就越高,主要是由于G和C之間形成的堿基對中有3個氫鍵,因而該堿基對越多,則DNA的熱穩定性越高。(3)①將15N標記的大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養液中增殖一代,即親代DNA的兩條鏈均含15N,若DNA復制為全保留復制,且原料是14N,則經過復制后產生的DNA分子為只含14N的DNA和只含有15N的DNA,離心的結果如試管C所示;若DNA復制為半保留復制,原料是14N,因此經過復制后產生的DNA分子均為一條鏈含有14N、一條鏈含有15N,離心的結果是分布于中帶部位,也就是說,如果離心后試管中DNA的位置如圖2中試管B所示,則可說明DNA復制方式是半保留復制。②將15N標記的大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養液中增殖三代,則會形成23=8個DNA分子,由于DNA為半保留復制,含15N的親代DNA只有兩條鏈分別參與形成子代DNA分子,則只能有2個DNA分子含有15N,因此,15N標記的DNA分子占2/8=25%。若大腸桿菌的1個雙鏈DNA片段中有1 000個堿基對,共2 000個脫氧核苷酸,又知胸腺嘧啶350個,則根據堿基互補配對原則可推知該DNA分子中含有的腺嘌呤也為350個,胞嘧啶和鳥嘌呤均為1 000-350=650(個),該大腸桿菌增殖第三代時,即相當于新產生4個DNA分子,則需要消耗650×4=2 600(個)胞嘧啶脫氧核苷酸。(4)若讓T4噬菌體侵染15N標記的大腸桿菌,并最終在噬菌體DNA中檢測到15N,說明子代噬菌體DNA合成的原料是由大腸桿菌提供的,即噬菌體侵染過程中合成子代噬菌體DNA的原料是由大腸桿菌提供的。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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