2020版新素养同步人教版高中生物必修二练习：课后分层检测案11DNA的复制　基因是有遗传效应的DNA片段 10页

课后分层检测案 11 DNA 的复制 基因是有遗传效应的 DNA 片段 【合格基础练】 1．下列关于基因的说法，错误的是( ) A．每个基因都是 DNA 分子上的一个片段 B．基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位 C．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位 D．一个 DNA 分子上的碱基总数等于该 DNA 分子上所有基 因上的碱基数之和 解析：一个 DNA 分子中含有多个基因。基因是有遗传效应的 DNA 片段。基因之间的 DNA 片段属间隔区段，没有遗传效应的 DNA 片段就不是基因。 答案：D 2．一个被 15N 标记的 DNA 分子，以含 14N 的 4 种脱氧核苷 酸为原料，连续复制 3 次，则含 15N 的脱氧核苷酸链占全部脱氧 核苷酸链的比例是 ( ) A．1/2 B．1/4 C．1/6 D．1/8 解析：DNA 的复制方式为半保留复制，连续复制 3 次形成 8 个 DNA 分子，则含 15N 的脱氧核苷酸链只有 2 条，则其占全部脱 氧核苷酸链的比例是 2/16＝1/8，选项 D 正确。 答案：D 3．如图为真核生物染色体上 DNA 分子复制过程的示意图。 下列有关叙述，错误的是( ) A．图中 DNA 分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中 DNA 分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物 DNA 分子的复制过程需要解旋酶 D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率 解析：从图中可以看出 DNA 分子复制有多个起点，但不是同 时开始的，因为复制环有大有小，所以 A 不对。图中 DNA 分子 复制是边解旋边双向复制的。真核生物 DNA 分子的复制过程需要 解旋酶、DNA 聚合酶等参与。真核生物的 DNA 分子具有多个复 制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率。 答案：A 4．DNA 分子能够自我复制的结构基础是( ) A．DNA 具有独特的双螺旋结构 B．配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链 C．磷酸和脱氧核苷酸交替排列的顺序稳定不变 D．DNA 分子具有多样性和特异性 解析：DNA 独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，而 碱基互补配对原则保证了复制能准确无误地进行。 答案：A 5．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 4 500 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：DNA 分子一条链上 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 300 个，n 次复制结束后共消耗 G 的数目为 4 500 个，4 500/300＝15，即 DNA 分子增加 15 个，复制后 DNA 的数目是 16＝24，则 n＝4。 答案：B 6．DNA 分子片段复制的情况如图所示，图中 a、b、c、d 表 示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，则下列说法不正确 的是( ) A．b 和 c 的碱基序列可以互补 B．a 和 c 的碱基序列可以互补 C．a 中(A＋T)/(G＋C)的值与 b 中(A＋T)/(G＋C)的值相同 D．a 中(A＋G)/(T＋C)的值与 d 中(A＋G)/(T＋C)的值一般不 相同 解析：a 和 d 互补，b 和 c 互补，如果不发生变异，a 和 c 及 b 和 d 的碱基组成相同。某条脱氧核苷酸链上(A＋T)/(G＋C)的值与 其互补链上的值相同，而(A＋G)/(T＋C)的值与其互补链上的值一 般不相同，所以 C 项和 D 项中的说法均正确。 答案：B 7．用 15N 标记含有 100 个碱基对的双链 DNA 分子，其中有 胞嘧啶 60 个，该 DNA 分子在含有 14N 的培养基中连续复制 4 次。 其结果不可能是( ) A．含有 15N 的 DNA 分子占 1/8 B．复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸 600 个 C．含有 14N 的 DNA 分子占 7/8 D．复制结果共产生 16 个 DNA 分子 解析：15N 标记的 DNA 分子在含 14N 的培养基中复制 4 次后， 产生 16 个 DNA 分子，其中含 15N 的 DNA 分子有 2 个，占 1/8， A、D 项正确；经计算，该 DNA 分子中 A＝40 个，则复制过程中 需要腺嘌呤脱氧核苷酸 15×40＝600(个)，B 项正确；含 14N 的 DNA 分子有 16 个，占总数的 100%，C 项错误。 答案：C 8．如下图为果蝇某一条染色体的几个基因示意图，下列有关 叙述，正确的是( ) A．基因 R、S、N、O 在果蝇所有体细胞中都表达 B．R、S、N、O 互为非等位基因 C．果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的 D．基因 R、S、N、O 中的脱氧核苷酸数目比值一般相同 解析：R、S、N、O 控制果蝇不同的性状，互为非等位基因。 答案：B 9．下列关于 DNA、染色体、基因的关系的叙述，不正确的 是( ) A．每条染色体上有一个 DNA 分子，经复制后每条染色单体 上有一个 DNA 分子 B．每个 DNA 分子上有许多基因，基因是有遗传效应的 DNA 片段 C．基因在染色体上呈线性排列 D．基因在 DNA 分子双链上成对存在 解析：基因是 DNA 分子双链上的片段，在一个 DNA 分子上 不会成对存在。 答案：D 10．如图为真核细胞 DNA 复制过程模式图，请根据图示过程 回答问题。 (1)由图示得知，1 个 DNA 分子复制出乙、丙 2 个 DNA 分子， 其方式是________________。 (2)DNA 解 旋 酶 能 使 双 链 DNA 解 开 ， 但 需 要 细 胞 提 供 ________。 (3)从图中可以看出合成的两条子链的方向是________(填 “相同”或“相反”)的。 (4)真核细胞中 DNA 复制的场所是__________________等；细 胞 分 裂 过 程 中 ， 在 复 制 完 成 后 ， 乙 、 丙 分 开 的 时 期 为 ________________________。 (5)DNA 分子通过复制，将________从亲代传给了子代，从而 保持了____________________的连续性。 解析：(1)DNA 复制的方式是半保留复制，其特点是边解旋边 复制。(2)解旋过程需要细胞提供能量。(3)DNA 的 2 条脱氧核苷酸 链是反向平行的关系，那么以这两条链为模板合成的子链的方向 也应该是相反的。(4)真核细胞内 DNA 分子复制的场所有细胞核、 线粒体和叶绿体等；复制后的 DNA 分子分别存在于两条染色单体 中，染色单体分开发生的时期是有丝分裂后期和减Ⅱ后期。(5)DNA 分子复制的意义是将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传 信息的连续性。 答案：(1)半保留复制 (2)能量(ATP) (3)相反 (4)细胞核、 线粒体和叶绿体 有丝分裂后期、减数第二次分裂后期 (5)遗传信息 遗传信息 11．如图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读 并回答问题： 元素(a)―→ b c d ―→e―→基因(f)―→g――→＋h i (1)细胞内的遗传物质是[ ]________，基因和 g 的关系是 ________________。 (2)e 和 g 的关系是________________，g 被彻底水解后的产物 可用字母________________表示。 (3)遗传物质的主要载体是[ ]________，基因和 i 的关系是 ________________。 (4)g 的 成 分 与 RNA 的 成 分 相 比 ， 主 要 差 异 在 于 ________________________________________________________ ________________ ____________________________________________________ ____________________。 (5)g 的空间结构一般表现为________，若其中(C＋G)/(T＋A) ＝1/2，则 A 占总碱基数的比例为________，其单链中(C＋G)/(T ＋A)为________。 (6)g 的 功 能 可 表 达 为 ________________________________________________________ ________________。 解析：根据图示信息可以推知：g 是 DNA，h 是蛋白质，i 是 染色体，e 是脱氧核苷酸，b、c、d 是构成脱氧核苷酸的磷酸、脱 氧核糖和含氮碱基，a 是组成元素 C、H、O、N、P。(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)脱氧核 苷酸是构成 DNA 的基本单位，DNA 彻底水解后可用字母 b、c、d 表示。(3)遗传物质的主要载体是染色体(i)，基因在染色体上呈线 性排列。(4)DNA 与 RNA 在组成成分上的主要区别是碱基和五碳 糖的种类不同。(5)DNA 具有双螺旋的空间结构。因为 DNA 双链 中，A＝T，G＝C，则 A 占总碱基数的比例为 A/(A＋T＋C＋G) ＝A/(2A＋2G)，由(C＋G)/(T＋A)＝1/2 得出 A＝2G，所以，A 占 总碱基数的比例为 A/3A＝1/3；根据(C＋G)/(T＋A)的特点知，DNA 单链中(C＋G)/(T＋A)的值与双链中(C＋G)/(T＋A)的值相同。(6) 基因的功能是贮存、复制、传递和表达遗传信息。 答案：(1)g DNA 基因是 g(DNA)上有遗传效应的片断 (2)e 是 g 的基本单位 b、c、d (3)i 染色体 基因在染色体上呈 线性排列 (4)碱基和五碳糖的种类不同 (5)双螺旋 1/3 1/2 (6)贮存、复制、传递和表达遗传信息 【等级提升练】 12．在氮源为 14N 和 15N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子分别为 14N－DNA(相对分子质量为 a)和 15N－DNA(相对分子 质量为 b)。将含 15N－DNA 的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 如图所示。下列对此实验的叙述不正确的是( ) A．Ⅰ代细菌 DNA 分子中一条链是 14N，另一条链是 15N B．Ⅱ代细菌含 15N 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 1/4 C．预计Ⅲ代细菌 DNA 分子的平均相对分子质量为(7a＋b)/8 D．上述实验结果证明 DNA 复制方式为半保留复制 解析：15N－DNA 转移到 14N 的培养基上后，该 DNA 再进行 复制时就会以 14N 为原料。由于大肠杆菌的 DNA 是双链 DNA， 这种 DNA 在复制时采取半保留复制，也就是说，15N－DNA 在 14N 的培养基上进行第一次复制后，产生的两个子代 DNA 分子均含有 一条 15N 的 DNA 链和一条 14N 的 DNA 链(混合型 DNA 分子)，这 样的 DNA 用离心法分离后，应该全部处在试管的中部；子Ⅰ代的 两个 DNA 分子再分别进行复制，它们所产生的两个子代 DNA 分 别为全 14N－DNA 分子和 14N、15N－DNA 分子(混合型 DNA 分子)， 此时，将该 DNA 作离心处理，产生的 DNA 沉淀应该分别位于试 管的上部和中部，含 15N 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 1/2；Ⅲ 代细菌 DNA 分子共有 8 个，其相对分子质量之和为(7a＋b)，平均 相对分子质量为(7a＋b)/8。 答案：B 13．假设将有一对同源染色体的精原细胞的 DNA 分子用 15N 标记，并供给 14N 的原料，该细胞进行减数分裂产生的 4 个精子 中，含 15N 标记的 DNA 的精子所占比例为( ) A．0 B．25% C．50% D．100% 解析：精原细胞中一条染色体上含 1 个 15N 标记的 DNA 分子， 一对同源染色体含两个 DNA 分子，经过间期的复制，2 个 15N 标 记的 DNA 分子变成 4 个 DNA 分子，每个 DNA 分子中一条链是 含 15N，另一条链含 14N。减数第一次分裂结束，形成两个次级精 母细胞，每个次级精母细胞含 2 个 DNA 分子，减数第二次分裂结 束后，形成 4 个精细胞，每个精细胞中含 1 个 DNA 分子，这个分 子中一条链含 15N，另一条链含 14N。因此，4 个精子中都含 15N 标记的 DNA，因此选 D。 答案：D 14．将全部 DNA 分子双链经 32P 标记的雄性动物细胞(染色体 数为 2N)置于不含 32P 的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后 产生 4 个子细胞，检测子细胞中的标记情况。下列推断正确的是 ( ) A．若进行有丝分裂，则含 32P 染色体的子细胞比例一定为 1/2 B．若进行减数分裂，则含 32P 染色体的子细胞比例一定为 1 C．若子细胞中的染色体都含 32P，则进行的一定是有丝分裂 D．若子细胞中的染色体不都含 32P，则进行的一定是减数分 裂 解析：解答本题的关键是结合有丝分裂、减数分裂的相关知 识分析 DNA 复制后各 DNA 链的走向。若进行有丝分裂，第一次 有丝分裂后，子细胞中都含有 32P 标记；当细胞处于第二次分裂后 期时，染色单体随机分开，带有 32P 标记的染色体也随机进入 2 个 细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的 4 个子细胞中，含 32P 染色体的子细胞可能为 2 个或 3 个或 4 个，A 错误；若进行减数 分裂，经过连续两次细胞分裂后产生 4 个子细胞，说明 DNA 只复 制一次，因此含 32P 染色体的子细胞比例一定为 1，B 正确；若子 细胞中的染色体都含 32P，则进行的是减数分裂，C 错误；若子细 胞中的染色体不都含 32P，则进行的一定不是减数分裂，D 错误。 答案：B 15．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________(部位)。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 链上一段(M)中的 A T C G 为 2 1 1 3，________(填“能”或“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 DNA 分子单链中 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 A T C G＝1 2 3 1。(5)不论复 制几次，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 【素养达成练】 16．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(弥散)复制三种。究竟是哪种 复制方式呢？下面通过设计实验来证明 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 15N 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)，用密度梯度离心法分离，不同分子量的 DNA 分子将分布在试管中的不同位置上。 实验预测： (1)如果与对照(14N/14N)相比，子Ⅰ代能分辨出两条 DNA 带： 一 条 ________ 带 和 一 条 ________ 带 ， 则 可 以 排 除 ________________________________________________________ ________________ ____________________________________________________ ____________________。 (2)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，则可以排除________，但 不能肯定是________________。 (3)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，再继续做子Ⅱ代 DNA 密度 鉴定：若子Ⅱ代可以分出________和________，则可以排除分散 复制，同时肯定为半保留复制；如果子Ⅱ代不能分出________密 度两条带，则排除________，同时确定为________。 解析：从题目中的图示可知，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 此全保留复制后得到的两个 DNA 分子，一个是原来的两条母链重 新形成的 DNA 分子，一个是两条子链形成的子代 DNA 分子；半 保留复制后得到的每个子代 DNA 分子的一条链为母链，一条链为 子链；分散复制后得到的每个子代 DNA 分子的单链都是由母链片 段和子代片段间隔连接而成的。 答案：(1)轻(14N/14N) 重(15 N/15 N) 半保留复制和分散复制 (2)全保留复制 半保留复制或分散复制 (3)一条中密度带 一条 轻密度带 中、轻 半保留复制 分散复制