学年 新人教版 必修II DNA的复制 作业.docx
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学年新人教版必修IIDNA的复制作业
2019-2020学年新人教版必修IIDNA的复制作业
一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分)
1.(2019·北京学考真题)一个DNA分子复制完成后,新形成的DNA子链( )
A.是DNA母链的片段
B.与DNA母链之一相同
C.与DNA母链相同,但U取代T
D.与DNA母链完全不同
【解析】选B。
新形成的DNA子链与模板链互补,因此与另一条母链相同。
2.DNA分子是双螺旋结构,如图是DNA分子的一个片段,下列有关说法错误的是( )
A.DNA聚合酶作用于①部位
B.解旋酶作用于②部位
C.把此DNA放在含15N的培养液中复制3代,子代中含15N的DNA占75%
D.该DNA的特异性表现在碱基的排列顺序中
【解析】选C。
DNA聚合酶是DNA分子复制时需要的一种酶,用来连接脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,因此作用的部位是①部位,A项正确;②处是氢键,DNA分子复制时解旋酶作用于氢键,B项正确;把此DNA放在含15N的培养液中复制3代,子代中含15N的DNA占100%,C项错误;DNA的特异性表现在碱基的排列顺序中,D项正确。
3.细胞每次分裂时DNA都复制一次,每次复制都是( )
A.母链和母链,子链和子链,各组成一个子代DNA
B.每条子链和与它碱基互补配对的母链组成子代DNA
C.每条子链随机地和两条母链之一组成子代DNA
D.母链降解,重新形成两个子代DNA
【解析】选B。
每次复制形成的两个子代DNA都是由每条子链和与它碱基互补配对的母链组成的。
4.某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如图所示。
其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。
a、b、c表示离心管编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。
下列叙述错误的是( )
A.本活动运用了同位素标记技术和离心技术
B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是
N-DNA
D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制
【解析】选B。
由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置”可知,本活动运用了同位素标记技术和离心技术,A正确;分析图示可知,a管中的DNA密度最大,表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的,B错误;b管中的DNA密度介于a、c管之间,表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N-15N-DNA,C正确;实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制,D正确。
5.若如图为某个DNA片段的结构示意图,下列说法错误的是( )
A.图中数字⑤⑥⑦⑧分别是A、G、C、T
B.DNA复制过程中解旋酶作用对象是⑨
C.①②③构成一个胞嘧啶脱氧核苷酸
D.该DNA片段复制3次需要游离的腺嘌呤核苷酸14个
【解析】选C。
分析题图可知,⑤与T配对,⑤是A,⑥与C配对,⑥是G,⑦与G配对,⑦是C,⑧与A配对,⑧是T,A正确;DNA复制过程中,首先要用解旋酶将DNA分子的双链解开,而DNA分子的两条链之间是通过碱基与碱基之间的氢键连接的,因此解旋酶的作用对象实际上是氢键,即使氢键断裂,B正确;①②③不能构成胞嘧啶脱氧核苷酸,②③应该与下面一个与②相连的磷酸构成胞嘧啶脱氧核苷酸,C错误;该DNA片段复制3次形成8个子代DNA,每个需要游离的腺嘌呤核苷酸2个,但原始亲代DNA不需原料合成,所以实际相当于只有7个子代DNA需要原料合成,即共需14个游离的腺嘌呤核苷酸,D正确。
6.研究发现rep蛋白可以将DNA双链解旋,结合蛋白可以和解旋的DNA单链结合,并随着子链的延伸而与DNA单链分离。
下列叙述正确的是( )
A.rep蛋白能使A与C、T与G之间的氢键断裂
B.低温处理DNA分子可以使DNA双链解旋
C.DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
D.结合蛋白与DNA单链结合不利于DNA新链的形成
【解析】选C。
rep蛋白可以将DNA双链解旋,则rep蛋白应为解旋酶,能破坏氢键,DNA双链碱基之间的互补配对原则是A与T配对,C与G配对,即rep蛋白可破坏A与T、C与G之间的氢键,A错误;高温处理DNA分子能使DNA双链解旋,B错误;DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制,C正确;DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上,可防止单链之间重新螺旋化,对DNA新链的形成有利,D错误。
7.某个DNA片段有500个碱基对,其中A和T共占碱基总数的40%。
若该DNA片段复制两次,则共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为
( )
A.300 B.600 C.900 D.1200
【解题指南】根据碱基互补配对原则,计算出各种碱基的个数,再计算出复制需要的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数。
【解析】选C。
由题意可知,该DNA片段由500对碱基,即1000个碱基组成,G+C=
1000-1000×40%=600个,G=C=300个,该DNA片段复制2次形成的DNA片段是22=4个,增加了3个DNA分子,因此该过程中需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子数是:
300×3=900个。
8.用15N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,则如图所示这三种DNA分子的比例正确的是( )
【解析】选D。
假设亲代DNA分子为n个,则繁殖四代后,DNA分子总数为16n,其中,只含15N的DNA分子为0个,同时含14N和15N的DNA分子为2n个,只含14N的DNA分子有14n个,则它们呈现的比例为D图所示。
二、非选择题(共2小题,共30分)
9.(15分)如图为真核细胞中发生的一项生理过程示意图,请据图回答:
(1)图中表示的生理过程是________,此过程发生的主要场所是____________。
(2)该过程首先需要在________酶作用下把两条链解开;需要__________直接供能。
(3)已知一个亲代DNA分子有P个碱基,其中腺嘌呤Q个,连续进行此项生理过程n次,共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸______________个。
(4)该过程得到的子代DNA与亲代相同,原因是______________。
【解析】
(1)分析题图可知图示表示DNA的复制过程,主要发生在细胞核中。
(2)DNA复制首先需要在解旋酶作用下把两条链解开,该过程需要消耗能量,ATP是直接能源物质。
(3)已知一个亲代DNA分子有P个碱基,其中腺嘌呤Q个,则胞嘧啶有(P/2-Q)个,所以连续进行此项生理过程n次,共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸(P/2-Q)(2n-1)个。
(4)该过程得到的子代DNA与亲代相同,原因是DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板、在复制过程中遵循碱基互补配对原则。
答案:
(1)DNA的复制 细胞核
(2)解旋 ATP (3)(P/2-Q)(2n-1) (4)DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板、在复制过程中遵循碱基互补配对原则
10.(15分)如图是科学家对大肠杆菌天然DNA片段进行改造及对改造后的DNA表达过程进行研究的示意图。
请据图回答下列问题:
(1)改造后的大肠杆菌DNA片段可能含有自然界基本碱基对和“X-Y”的人工碱基对,由1000个基本单位组成的双链人工DNA分子最多可能有________种;若这个由1000个基本单位组成的双链人工DNA分子上有A150个、C300个,则该DNA片段中应有X__________个。
(2)在试管中对
(1)中1个DNA片段进行复制时,需向试管中加入____________、______________、ATP、____________等物质;在通过5次复制得到的子代DNA片段中,不含亲代DNA链的有____________个,进行5次复制需要消耗含X碱基的基本单位__________个。
【解析】
(1)根据图解信息可知,人工DNA分子中有6种碱基,1000个基本单位组成的双链DNA包含500个碱基对,因此,由1000个基本单位组成的双链人工DNA分子最多可能有6500种。
根据碱基互补配对原则可知,自然DNA分子中任意两个不能配对的碱基之和占该DNA分子碱基总数的一半,由此推知该人工DNA分子中任意三个不能配对的碱基之和占该DNA分子碱基总数的一半,则A+C+X=500,X=50。
(2)DNA复制需要模板DNA、6种脱氧核苷酸、ATP、DNA聚合酶、解旋酶等物质;DNA复制时,不管复制多少次,含亲代链的DNA都只有2个,不含亲代链的DNA分子数=总DNA分子数-2,经5次复制共合成DNA分子25=32个,其中不含亲代DNA链的有30个。
由
(1)可知,该DNA分子含有X碱基50个,32个DNA分子共含有X碱基32×50=1600个,去掉原DNA分子含有的50个,共需要消耗含X碱基的基本单位1550个。
答案:
(1)6500 50
(2)模板DNA片段 6种脱氧核苷酸 DNA聚合酶(或解旋酶) 30 1550
(10分钟·30分)
1.(6分)一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌,已知噬菌体DNA上有m个碱基对,其中胞嘧啶有n个,以下叙述不正确的是( )
A.大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等
B.噬菌体DNA含有(2m+n)个氢键
C.该噬菌体繁殖四次,子代中只有14个噬菌体含有31P
D.噬菌体DNA第四次复制共需要8(m-n)个腺嘌呤脱氧核苷酸
【解析】选C。
噬菌体营寄生生活,大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料、能量、酶和场所等,A正确;噬菌体中含有双链DNA,胞嘧啶有n个,鸟嘌呤有n个,腺嘌呤数目=胸腺嘧啶数目=(2m—2n)/2=m-n(个),A与T之间有两个氢键,G与C之间有三个氢键,所以噬菌体DNA含有的氢键数目=(m-n)×2+n×3=2m+n(个),B正确;DNA复制方式是半保留复制,该噬菌体繁殖四次,一共可形成16个噬菌体,其中子代中含有32P的噬菌体有2个,含有31P的噬菌体有16个,只含有31P的噬菌体有14个,C错误;噬菌体DNA第四次复制共需要的腺嘌呤脱氧核苷酸数目=24×(m-n)-23×(m-n)=8(m-n)(个),D正确。
2.(6分)研究人员将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中,培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA。
将DNA热变性处理,即解开双螺旋,变成单链;然后进行离心,离心管中出现的两种条带分别对应图中的两个峰,则大肠杆菌的细胞周期为( )
A.4h B.6h C.8h D.12h
【解析】选C。
将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中,培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA,DNA变性离心后,得到的14N-DNA单链占1/8,15N-DNA单链占7/8,则子代DNA共8个,繁殖了3代,细胞周期为24/3=8(h),C正确。
3.(18分)DNA的复制方式可以通过设想来进行预测,可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散复制三种。
究竟是哪种复制方式呢?
下面设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤:
a.在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
b.在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
c.将亲代含15N的大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),经离心处理,不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
(1)实验原理:
15N可参与DNA分子中下列哪些成分的组成( )
A.脱氧核糖 B.腺嘌呤
C.胞嘧啶D.核糖
(2)实验预测:
①如果与对照(14N/14N)相比,子代Ⅰ能分辨出两条DNA带:
一条轻(14N/14N)带和一条重(15N/15N)带,据此可得出什么结论?
__。
②如果子代Ⅰ只有一条中密度带,则可以排除______________,但不能肯定是______________________。
③如果子代Ⅰ只有一条中密度带,再继续做子代ⅡDNA密度鉴定:
若子代Ⅱ可以分出______________和__________,则可以排除分散复制,同时肯定半保留复制;如果子代Ⅱ不能分出______________密度两条带,则排除__________,同时确定为____________。
【解析】
(1)实验原理:
DNA分子中的含氮碱基含有N,脱氧核糖中没有N。
DNA分子中不含有核糖。
(2)由图示可知,深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链),浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。
因此一个DNA分子第一次全保留复制后得到的两个DNA分子,一个是原来的两条母链形成的DNA分子,只含有15N,一个是两条子链形成的子代DNA分子,只含有14N,二者密度不同;一个DNA分子第一次半保留复制后得到的两个子代DNA分子都是一条链为母链,另一条链为子链,二者密度相同;一个DNA分子第一次分散复制后得到的两个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的,二者密度相同。
答案:
(1)B、C
(2)①DNA复制方式可能为全保留复制,不会是半保留复制或分散复制
②全保留复制 半保留复制还是分散复制
③一条中密度带 一条轻密度带 中、轻 半保留复制 分散复制
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