2019-2020学年人教版高中生物必修二学练测练习：第3章基因的本质　第3节　第4节 7页

第 3 章 第 3 节 DNA 的复制 第 4 节 基因是有遗传效应的 DNA 片段 一、选择题 1．下列关于 DNA 分子和基因相互关系的叙述，不正确的是( ) A．基因是具有遗传效应的 DNA 片段 B．生物体的 DNA 分子数目小于基因数目 C．基因在 DNA 上，DNA 上所有序列都属于基因 D．基因并不是碱基对随机排列成的 DNA 片段 解析：选 C DNA 分子上分布着多个基因，基因是具有遗传效应的 DNA 片 段，基因位于 DNA 分子上，DNA 上还包含不具有遗传效应的片段，这些片段不 能称为基因。 2．DNA 分子复制时需要解旋，下列哪一组碱基对被解开( ) A．鸟嘌呤和腺嘌呤 B．胸腺嘧啶和胞嘧啶 C．腺嘌呤和胸腺嘧啶 D．腺嘌呤和胞嘧啶 解析：选 C 根据碱基互补配对原则，A 与 T 配对，G 与 C 配对，在 DNA 分子复制时，解旋酶解开配对碱基间的氢键。 3．如图是用集合的方法表示各种概念之间的关系，其中与 图示相符的是( ) 选项 1 2 3 4 A 染色体 DNA RNA 基因 B DNA 基因 脱氧核苷酸 碱基 C 核酸 DNA 脱氧核苷酸 基因 D 核酸 染色体 DNA 基因 解析：选 B 基因是 DNA 的一个片段，基因的基本组成单位是脱氧核苷酸， 碱基是组成脱氧核苷酸的成分之一。 4．如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：选 D 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。 5．真核细胞内某基因由 1 000 对脱氧核苷酸组成，其中碱基 A 占 20%。下 列说法正确的是( ) A．该基因一定存在于染色体上 B．该基因的一条脱氧核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)的值为 3/2 C．DNA 解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸 D．该基因复制 3 次，需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为 2 800 个 解析：选 B 真核细胞内的基因包括核基因和质基因，质基因不会存在于染 色体上；根据已知条件可知：在该基因中，A＝T＝400(个)，G＝C＝600(个)， DNA 分子中，一条单链的(C＋G)/(A＋T)的值与整个 DNA 分子中(C＋G)/(A＋T) 的值相等，本题中(C＋G)/(A＋T)的值为 3/2；解旋酶只能将 DNA 分子解旋，不 能将基因水解成脱氧核苷酸；该基因复制 3 次，需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为 600×(23－1)＝4 200(个)。 6．通过分析，发现甲、乙两个生物的细胞中 DNA 总量完全相同，4 种碱基 的量也分别相同，下列对此现象的解释，其中正确的是( ) A．这两个生物的遗传信息相同 B．这两个生物的 DNA 分子数相同 C．这两个生物的性状相同 D．还不足以作出以上三项判断 解析：选 D 虽然甲、乙两个生物的细胞中 DNA 总量完全相同，4 种碱基 的量也分别相同，但是它们的碱基的排列顺序不一定相同，DNA 分子数也不一 定相同，当然性状也不一定相同。 7．一个未标记的 DNA 分子在 15N 的环境中复制，若子一代 DNA 的一条单 链出现差错，则子二代 DNA 中，差错 DNA 单链和含 15N 的 DNA 分子分别占 ( ) A．1/3，1 B．1/4，1 C．1/3，1/2 D．1/4，1/2 解析：选 B 一个未标记的 DNA 分子在 15N 的环境中复制两次后，形成的 4 个 DNA 分子全部被标记。若子一代 1 条单链出现差错，则子二代中有 2 条单 链出现差错，所占比例为 1/4。 8 ． 某 双 链 DNA 分 子 中 含 有 200 个 碱 基 ， 一 条 链 上 A∶T∶G∶C ＝ 1∶2∶3∶4，则该 DNA 分子中( ) A．四种含氮碱基 A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7 B．连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为 120 个 C．碱基排列方式共有 4100 种 D．嘌呤总数大于嘧啶总数 解析：选 A 该 DNA 分子的一条链上 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一条 链 上 A∶T∶G∶C ＝ 2∶1∶4∶3 ， 故 整 个 DNA 分 子 中 A∶T∶G∶C ＝ 3∶3∶7∶7；该 DNA 分子中 A、T 各 30 个，G、C 各 70 个，连续复制两次， 需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为 30×(22－1)＝90(个)；该 DNA 分子含有 100 个碱基 对，30 个 A—T 碱基对，70 个 G—C 碱基对，碱基排列方式小于 4100 种；一个 DNA 分子中嘌呤总数和嘧啶总数相等。 9．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 4 代，a、b、c 为 3 种 DNA 分子：a 只含 15N，b 同时含 14N 和 15N，c 只含 14N， 如下图所示，这 3 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 4 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 分子有 2n 个，只含 14N 的 DNA 分子有 14n 个，它们呈现的比例为 D 图所示。 10．将 DNA 双链均含 15N 的大肠杆菌放在含有 14N 的普通培养液中培养，8 h 后提取 DNA 进行分析，得出含 15N 的 DNA 占总 DNA 的比例为 1/16，则大肠 杆菌的分裂周期是( ) A．1.3 h B．1.6 h C．2.0 h D．4.0 h 解析：选 B DNA 的复制方式为半保留复制，1 个 DNA 分子复制 n 次后形 成 2n 个 DNA 分子，其中 2 个 DNA 分子含母链 DNA。一个含 15N 的双链 DNA 分子，在含有 14N 的普通培养液中培养 n 代，子代中含 15N 的 DNA 占总 DNA 的 比例为 2/2n，根据 2/2n＝1/16，解得 n＝5，即 8 h DNA 复制了 5 次，则分裂周期 为 8/5＝1.6 h。 11．下图表示 DNA 复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述不正确的是 ( ) A．DNA 复制过程中首先需要解旋酶破坏 DNA 双链间的氢键，使两条链解 开 B．DNA 分子的复制具有边解旋边复制的特点，生成的两条子链方向相反 C．DNA 分子的复制需要 DNA 聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成 DNA 片段 D．DNA 的两条子链都是连续合成的 解析：选 D 由图可知，两条子链中，一条是连续合成的，另一条是不连续 合成的。 12．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：选 C 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。 二、非选择题 13．分析下图，回答有关问题： (1)图中 B 是________，C 是________，D 是________，F 是________，G 是 ________。 (2)F 的基本组成单位是图中的________，共有________种。F 与 H 的关系是 __________________________________________________。 (3)图中 E 和 F 的关系是_____________________________________。 决定 F 结构多样性的是________的排列顺序。 (4)通常情况下，1 个 H 中含________个 F，1 个 F 中含有________个 E，1 个 E 中含有________个 D。 解析：DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸，它由 1 分子磷酸、1 分子脱氧 核糖和 1 分子含氮碱基组成；基因是有遗传效应的 DNA 片段；染色体是遗传物 质 DNA 的主要载体；1 条染色体上通常情况下含有一个 DNA 分子，一个 DNA 分子上有很多个基因，1 个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。 答案：(1)脱氧核糖 含氮碱基 脱氧核苷酸 DNA 蛋白质 (2)D 4 H 是 F 的主要载体 (3)E 是有遗传效应的 F 的片段 D (4)1 许多 成百上千 14．将亲代 DNA 用 15N 标记，放在含有 14N 的培养基 上培养，如图是 DNA 复制图解，请据图回答问题： (1)图中长方形 A 表示__________，图中的箭头 B 表示 ______________ ， 图 中 体 现 了 DNA 复 制 的 特 点 是 ________________。 (2)DNA 复制完一次后，2 个子代 DNA 分子共有______个游离的磷酸基团。 分析得知，新合成的 DNA 分子中，A＝T，G＝C。这个事实说明 DNA 的合成遵 循________________。新合成的 DNA分子中，带有 15N标记的链占总链数的 50%， 这个事实说明______________。 (3)15N 标记的 DNA 分子复制 4 次后，含 14N 的 DNA 分子占 DNA 分子总数 的________，若该 DNA 分子共有 300 个碱基对，其中胞嘧啶为 260 个，则第 4 次复制时，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为________个。 解析：(1)A 催化游离的脱氧核苷酸形成互补链，是 DNA 聚合酶，箭头 B 代 表的是复制的方向，从图中能够看出 DNA 边解旋边复制的特点。(2)每个 DNA 分子的两条链中，每一条链都有一个游离的磷酸基团，所以复制后形成的 2 个 DNA 分子共有 4 个游离的磷酸基团；在 DNA 分子复制的过程中遵循碱基互补配 对的原则；新 DNA 分子中新链和旧链各占一半，表现了 DNA 分子的半保留复 制的特点。(3)由于 DNA 分子的半保留复制的特点，所以含有 15N 的 DNA 分子 只有 2 个，经 4 次复制后共产生了 16 个 DNA 分子，而每个 DNA 分子中都含 14N； 300 个碱基对的 DNA 分子，含有胞嘧啶 260 个，则含有腺嘌呤为 40 个，则第 4 次复制过程中，会增加 8 个新 DNA 分子，所以需要游离的腺嘌呤 320 个。 答案：(1)DNA 聚合酶 DNA 复制方向 边解旋边复制 (2)4 碱基互补配 对原则 DNA 复制方式为半保留复制 (3)100% 320 15．(2019·海口摸底)在研究 DNA 复制机制的过程中，为验证 DNA 分子的 半保留复制方式，研究者以蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下： 步骤①：将蚕豆根尖置于含放射性 3H 标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约 一个细胞周期的时间。 步骤②：取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大 约两个细胞周期的时间。分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，通过放 射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布。 (1)本实验最主要的研究方法称为________________。实验所用的细胞材料 最可能取自蚕豆根尖的________区，步骤①的目的是标记细胞中的________分 子。 (2)若第一个细胞周期的检测结果是每条染色体的姐妹染色单体都具有放射 性，如图 A 所示。第二个细胞周期的放射性检测结果符合图中的________(填字 母)，且第三个细胞周期的放射性检测结果符合图中的________(填字母)，说明 DNA 分子的复制方式为半保留复制。 中期的染色体示意图(深色代表染色单体具有放射性) 解析：(1)根据步骤①中“将蚕豆根尖置于含放射性 3H 标记胸腺嘧啶的培养 液中，培养大约一个细胞周期的时间”，可以确定本实验最主要的研究方法是同 位素示踪法。用蚕豆根尖进行实验时，DNA 复制发生在具有细胞周期的细胞的 分裂间期，因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区，胸腺嘧啶 是合成 DNA 的原料之一，因此步骤①的目的是标记细胞中的 DNA 分子。(2)图 A 中每条染色体的姐妹染色单体均含有放射性，图 B 中每条染色体的姐妹染色 单体中只有一条含有放射性，图 C 中每条染色体的姐妹染色单体均不含放射性。 DNA 分子的复制为半保留复制，第一个细胞周期，DNA 复制后每个 DNA 分子 中只有一条链含有放射性，第二个细胞周期，每个 DNA 分子复制后形成两个 DNA 分子，一个 DNA 分子含有放射性，另一个 DNA 分子不含放射性，则放射 性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条 单体不含放射性，符合题图中 B；同理可知，第三个细胞周期的放射性检测结果 是有的染色体的两条染色单体却不含放射性，有的染色体的姐妹染色单体中，有 一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，符合题图中 B 和 C。 答案：(1)同位素示踪法 分生 DNA (2)B B 和 C