2019-2020学年人教版生物必修二培优学案课时作业：第3章基因的本质3-3 8页

[课时作业] (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题 1．下列有关 DNA 复制过程的叙述中，正确的顺序是( ) ①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间氢键形成 ③DNA 分子在解旋酶的作 用下解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构 A．①③④②⑤ B．③①⑤④② C．①④②⑤③ D．③①④②⑤ 解析： DNA 复制过程包括解旋、复制、解旋，在解旋酶作用下，DNA 分子解旋，解 旋酶作用于 DNA 两条链间的氢键，然后分别以解旋后的两条母链为模板，遵循碱基互补配 对原则合成新的 DNA 子链。子链与母链盘旋成双螺旋结构。 答案： D 2．(2017·宿迁高一检测)某 DNA 分子片段为 —ATGTG— —TACAC— ，可进行人工复制使其数量 增加，复制时应给予的条件是( ) ①ATGTG 和 TACAC 作模板链 ②4 种核糖核苷酸 ③4 种脱氧核苷酸 ④DNA 聚合 酶 ⑤DNA 水解酶 A．①③④ B．①②④ C．①②⑤ D．①③⑤ 解析： DNA 分子的复制需要的条件是以 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。 答案： A 3．在 DNA 复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量 3H 标记的脱氧胸苷(3H－dT)的培养 基中，3H－dT 可掺入正在复制的 DNA 分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠 杆菌转移到含高剂量 3H－dT 的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的 DNA 进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以做出的推测是( ) A．复制起始区在高放射性区域 B．DNA 复制为半保留复制 C．DNA 复制从起始点向两个方向延伸 D．DNA 复制的方向为 a→c 解析： 根据放射性自显影结果可知，中间低放射性区域是复制开始时在含低剂量 3H 标记的脱氧胸苷(3H－dT)的培养基中进行复制的结果，A 项错误；两侧高放射性区域是将大 肠杆菌转移到含高剂量 3H－dT 的培养基中进行复制的结果，因此可判断 DNA 复制从起始 点(中间)向两个方向延伸，C 项正确、D 项错误；该实验不能证明 DNA 复制为半保留复制， B 项错误。 答案： C 4．某亲本 DNA 分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的 DNA 子链，以黑 色表示第二次复制出的 DNA 子链，该亲本双链 DNA 分子连续复制两次后的产物是( ) 解析： DNA 的复制方式为半保留复制，复制第一次时，由 1 个 DNA 复制成的 2 个 DNA 都是一条链为白色，一条链为灰色；第二次复制时，2 个 DNA 复制成 4 个 DNA，有 8 条链，新产生 4 条链为黑色，分别与原来的链结合。 答案： D 5．下图为真核生物染色体上 DNA 分子复制过程示意图，有关叙述错误的是( ) A．DNA 分子复制过程需要酶的催化，也需要消耗 ATP B．这一过程是在细胞分裂间期随着染色体的复制而完成的 C．由图可知该过程是边解旋边双向复制，是多个起点同时开始的 D．真核生物的这种复制方式提高了复制效率 解析： DNA 分子复制需要模板、原料、酶和能量等基本条件；DNA 分子复制是在细 胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的；由图可知 DNA 分子的复制是一个边解旋边复制的过程，且是多个起点开始，但并不是同时开始的；真核生 物的这种复制方式使复制效率大大提高。 答案： C 6．用 15N 同位素标记细菌的 DNA 分子，再将其放入含 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，如图(纵坐标为 DNA 分子个数)，这三种 DNA 分子的比例正确的是( ) 解析： 一个双链 DNA 分子，复制 n 次，形成的子代 DNA 分子数为 2n 个。根据 DNA 分子半保留复制特点，不管亲代 DNA 分子复制几次，子代 DNA 分子中含有亲代 DNA 单链 的 DNA 分子数都只有两个，占子代 DNA 总数的 2/2n。用 15N 同位素标记细菌的 DNA 分子， 再将其放入含 14N 的培养基中连续繁殖四代，共形成 24＝16(个)DNA 分子。DNA 复制方式 为半保留复制，所以在子代的 16 个 DNA 分子中，只含 15N 的 DNA 分子为 0，同时含 15N 和 14N 的 DNA 分子为 2 个，只含 14N 的 DNA 分子为 16－2＝14(个)。 答案： A 7．一个用 15N 标记的 DNA 分子含 100 个碱基对，其中腺嘌呤 40 个，在不含 15N 的培 养基中经过 n 次复制后，不含 15N 的 DNA 分子总数与含 15N 的 DNA 分子总数之比为 7∶1， 复制过程共需游离的胞嘧啶为 m 个，则 n、m 分别是( ) A．3,900 B．3,420 C．4,420 D．4,900 解析： 已知：一个用 15N 标记的 DNA 分子中 A＋T＋C＋G＝200 人，A＝T＝40 个， 解得 C＝G＝60 个；依据 DNA 分子的半保留复制方式，在不含 15N 的培养基中经过 n 次复 制后，子代 DNA 分子的总数为 2n，其中不含 15N 的 DNA 分子总数为 2n－2，含 15N 的 DNA 分子总数为 2，则(2n－2)∶2＝7∶1，解得 n＝4，复制过程共需游离的胞嘧啶为 m＝(24－ 1)×60＝900(个)。 综上所述，A、B、C 三项均错误，D 项正确。 答案： D 8．右图表示发生在细胞核内的某生理过程，其中 a、b、c、d 表示脱氧核苷酸链。以下 说法正确的是( ) A．此过程需要能量和尿嘧啶脱氧核苷酸 B．真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核 C．b 链中(A＋G)/(T＋C)的值一定与 c 链中的相同 D．正常情况下，a、d 链都应该到不同的细胞中去 解析： 据图可知，此生理过程是 DNA 的复制。该过程需要的脱氧核苷酸有腺嘌呤脱 氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸；真核生物发生此 过程的场所有细胞核、线粒体和叶绿体；b 链中(A＋G)/(T＋C)的值与 c 链中的此比值呈倒数 关系。 答案： D 9．一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被 32P 标记及氨基酸被 15N 标记的细 菌体内，连续繁殖三代，含有 32P 和 15N 标记的噬菌体分别占子代噬菌体总数的比例为( ) A．100%、100% B．25%、50% C．50%、50% D．25%、0 解析： 噬菌体侵染细菌后在亲代噬菌体的 DNA 的作用下，以细菌细胞内的脱氧核苷 酸和氨基酸为原料合成子代噬菌体的 DNA 和蛋白质外壳。细菌细胞内脱氧核苷酸被 32P 标 记，氨基酸被 15N 标记，则后代每个噬菌体都含有 32P 和 15N。 答案： A 10．假定某高等生物体细胞内染色体是 10 条，其中染色体中的 DNA 用 3H 标记，将该 体细胞放入不含有标记的培养液中连续培养 2 代，则在第二次有丝分裂后期，每个细胞中没 有被标记的染色体为( ) A．5 条 B．40 条 C．20 条 D．10 条 解析： DNA 是半保留复制，体细胞中的 10 条染色体都被 3H 标记，经过第一次有丝 分裂后，每个 DNA 分子的一条链被 3H 标记，另一条链不被标记。第二次有丝分裂间期 DNA 进行复制，而原料不被标记，所以含有 3H 标记与不含 3H 标记的染色体数量之比为 1∶1， 即有丝分裂后期，细胞中含有 3H 标记与不含 3H 标记的染色体各有 10 条，D 正确。 答案： D 11．细菌在含 15N 标记的 NH4Cl 培养基中繁殖数代后，细菌 DNA 双链被 15N 充分标记， 然后再移入含 14N 的普通培养基中培养，不同时刻收集细菌并提取 DNA，再将提取的 DNA 进行密度梯度离心分离，图中①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是 ( ) A．第一次分裂的子代 DNA 应为⑤ B．第二次分裂的子代 DNA 应为① C．第三次分裂的子代 DNA 应为③ D．亲代的 DNA 应为⑤ 解析： 亲代 DNA 的两条链都含有 15N，离心后应为⑤，D 项正确。放在含 14N 的培 养基中培养，子一代中 DNA 均含 15N 和 14N，离心后应为②，A 项错误。子二代 DNA 中 1/2 为 15N、14N,1/2 为 14N、14N，离心后应为①，B 项正确。子三代 DNA 中 1/4 为 15N、14N,3/4 为 14N、14N，离心后应为③，C 项正确。 答案： A 12．假定某大肠杆菌含 14N 的 DNA 的相对分子质量为 a，若将其长期培养在含 15N 的 培养基中，便得到含 15N 的 DNA，相对分子质量为 b。现将含 15N 的 DNA 的大肠杆菌再培 养在含 14N 的培养基中，那么，子二代 DNA 的平均相对分子质量为( ) A．(a＋b)/2 B．(3a＋b)/4 C．(2a＋3b)/2 D．(a＋3b)/4 解析： 亲代 DNA 是两条链都含 15N 的 DNA 分子，在 14N 的培养基上繁殖两代产生 4 个子代 DNA 分子，其中完全含 14N 的有两个，相对分子质量为 2a。另两个 DNA 分子两条 链都是一条链含 15N，另一条链含 14N，即相对分子质量为(a＋b)。则 4 个子代 DNA 相对分 子质量为：(a＋b)＋2a＝3a＋b，平均相对分子质量为：(3a＋b)/4。 答案： B 二、非选择题 13．如图为 DNA 分子的复制图解，请据图回答： (1)该过程主要发生在细胞的________(部分)。正常进行所需的条件是______________ 等。 (2)图中 A′链与________链相同，B′链与________链相同，因此该过程形成的两个 DNA 分子完全相同，每个子代 DNA 分子中均保留了其亲代 DNA 分子的一条单链，这种复 制方式称为________。 (3)假如经过科学家的测定，A 链上的一段(M)中的 A∶T∶C∶G 为 2∶1∶1∶3，能不 能说明该科学家的测定是错误的？________，原因是 ________________________________________________________________________。 (4)如果以 A 链的 M 为模板，复制出的 A′链碱基比例应该是______________。 (5)15N 标记的 DNA 分子，放在没有标记的培养基上培养，复制三次后，标记的链占全 部 DNA 单链的________。 解析： (1)DNA 分子复制的主要场所是细胞核，在线粒体、叶绿体中也存在着 DNA 分子的复制，正常进行 DNA 分子复制所需要的条件是模板、酶、原料、能量等。(2)DNA 分子的复制为半保留复制，在合成子链时遵循碱基互补配对原则，新合成的子链与另一条母 链相同。(3)在双链 DNA 分子中，A＝T，G＝C，但在单链 DNA 分子中 A 与 T，G 与 C 不 一定相等。(4)在以 A 链的 M 为模板合成的 A′链中碱基比例为 A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶1。 (5)不论复制几次后，含 15N 的 DNA 分子和 DNA 单链都是 2，经复制三次后 DNA 分子数为 8，DNA 单链总数为 16，因此标记的链占全部 DNA 单链的 1/8。 答案： (1)细胞核 酶、能量、模板、原料 (2)B A 半保留复制 (3)不能 在单链 中不一定是 A＝T，G＝C (4)A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶1 (5)1/8 14．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： 请回答下列问题。 (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＋G T＋C ＝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________。 答案： (1)14N 15N (2)如右图 (3)0∶2∶6 2∶16(或 1∶8) (4)2/3 1 50% 15．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 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B 的子Ⅰ代 B 的子Ⅱ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： (1)要得到 DNA 中的 N 全部被放射性标记的大肠杆菌 B，必须经过________代培养，且 培养液中以________为唯一氮源。 (2)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________。 (3)分析讨论： ①若子Ⅰ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。 ②若将子 I 代 DNA 双链分开后再离心，其结果________(选填“能”或“不能”)判断 DNA 的复制方式。 ③若在同等条件下将子Ⅱ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。 ④若某次实验的结果中，子Ⅰ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 DNA 单链中的 N 尚有少部分为________。 解析： (1)要得到 DNA 中的 N 全部被放射性标记的大肠杆菌 B，必须经过多代培养， 并且培养液中 15NH4Cl 是唯一氮源。(2)从图表看，证明 DNA 分子的复制方式是半保留复制， 第 3 组实验结果起到了关键作用，因为其离心后仅为中带(15N/14N)；作为对照，还需与第 1 组和第 2 组的结果进行比较。(3)①亲代 DNA 为 15N/15N，原料为 14N，离心的结果为 “轻”(14N/14N)和“重”(15N/15N)，则“重带”DNA 来自于亲代 DNA，即 B，这种复制方式没 有发生母链与子链的重新组合，因而不是半保留复制。②判断 DNA 的复制方式主要是看子 代 DNA 与亲代 DNA 的关系，实质是母链子链是否发生重新组合，若将 DNA 双链分开离心， 则不能判断 DNA 的复制方式。③在同等条件下，将子Ⅱ代继续培养(原料为 14N)，密度带仍 为两种，即轻带(14N/14N)和中带(15N/14N)，位置未发生变化，其中随着 n 的增加轻带的数量 会逐渐增加，而中带不变，因而放射性强度发生变化的是轻带。④子Ⅰ代 DNA 的“中 带”(15N/14N)比以往实验结果略宽，说明该实验结果中的“中带”不完全是 15N/14N，有可能新 形成的子链(14N)中混有少量的 15N。 答案： (1)多 15NH4Cl (2)3 1 2 半保留复制 (3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻 ④15N