2018年秋高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 第3節(jié) 人工合成有機(jī)化合物 第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段練習(xí) 新人教版必修2.doc

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第3節(jié) DNA的復(fù)制 第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 1．下列關(guān)于DNA復(fù)制條件的敘述，不正確的是(　　) A．DNA復(fù)制時(shí)只有DNA的一條鏈作模板 B．以4種游離的脫氧核苷酸為原料 C．DNA復(fù)制過程需要消耗能量 D．沒有酶的催化，細(xì)胞DNA復(fù)制無法進(jìn)行 解析：DNA分子利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下將雙鏈解開，以解開的兩條鏈為模板，在DNA聚合酶作用下，利用細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈，每條新鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。 答案：A 2．有關(guān)DNA復(fù)制的敘述，正確的是(　　) A．有絲分裂分裂期和減數(shù)分裂過程中進(jìn)行復(fù)制 B．全部解旋之后才開始堿基配對 C．復(fù)制后每個(gè)新DNA分子含一條母鏈和一條子鏈 D．復(fù)制的場所是細(xì)胞核和核糖體 答案：C 3．將用15N標(biāo)記的一個(gè)DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中，讓其復(fù)制三次，則含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脫氧核苷酸鏈占全部DNA單鏈的比例依次是(　　) A．1/2，7/8，1/4 　　　 B．1/4，1，1/8 C．1/4，7/8，1/8 D．1/8，1，1/8 答案：B 4．用15N標(biāo)記細(xì)菌中的DNA，然后又用普通的14N來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用14N來合成DNA，假設(shè)細(xì)菌在含14N的營養(yǎng)基上連續(xù)分裂2次，產(chǎn)生了4個(gè)新個(gè)體，它們DNA中的14N鏈與15N鏈的比例是(　　) A．3︰1 B．2︰1 C．1︰1 D．7︰1 解析：用15N標(biāo)記的DNA分子在含14N的環(huán)境中復(fù)制2次合成的4個(gè)DNA分子中，有2個(gè)DNA分子各有一條脫氧核苷酸單鏈含15N，另一條單鏈為14N，另2個(gè)DNA分子兩條鏈均為14N，故14N鏈∶15N鏈＝(22＋2)︰2＝3︰1。 答案：A 5．下圖表示果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因，相關(guān)敘述中不正確的是(　　) A．觀察圖示可知，基因在染色體上呈線性排列 B．圖示DNA中只有部分脫氧核苷酸序列能編碼蛋白質(zhì) C．每個(gè)基因均由多個(gè)脫氧核糖核苷酸組成 D．由圖可知染色體是生物體內(nèi)基因的唯一載體 解析：圖示中一條染色體含多個(gè)基因，呈線性排列?；蚴蔷哂羞z傳效應(yīng)的DNA片段，即基因是DNA上一段段的脫氧核苷酸序列。染色體不是基因的唯一載體，線粒體和葉綠體中也有基因的存在。 答案：D 6．請根據(jù)所學(xué)DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的相關(guān)知識，回答有關(guān)問題： (1)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按________方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA分子中的________________交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。兩條鏈上的堿基通過________連接成堿基對。DNA的遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的________________之中。 (2)圖示說明DNA的復(fù)制具有_____________________________ 的特點(diǎn)。 (3)基因與DNA的關(guān)系是________________________________。 解析：(1)DNA分子是由2條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。DNA的4種堿基的排列順序代表遺傳信息。(2)圖示說明DNA的復(fù)制具有半保留復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制的特點(diǎn)。(3)基因是DNA上具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 答案：(1)反向平行　脫氧核糖和磷酸　氫鍵　排列順序 (2)半保留復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制 (3)基因是DNA上有遺傳效應(yīng)的DNA片段 A級　基礎(chǔ)鞏固 1．某DNA分子片段為可進(jìn)行人工復(fù)制使其數(shù)量增加，復(fù)制時(shí)應(yīng)給予的條件是(　　) ①ATGTG和TACAC作模板鏈?、谒姆N核糖核苷酸　③四種脫氧核苷酸?、蹹NA聚合酶?、軩NA水解酶 A．①③④　　　 B．①②④ C．①②⑤ D．①③⑤ 答案：A 2．下列在分裂過程中不存在DNA復(fù)制的細(xì)胞有(　　) A．小麥根尖分生區(qū)細(xì)胞 B．人的成熟紅細(xì)胞 C．硝化細(xì)菌 D．人的精原細(xì)胞 答案：B 3．下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是(　　) A．復(fù)制后的DNA分子組成同源染色體 B．新形成的DNA分子中含有原DNA分子中的一條鏈 C．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后，開始DNA的復(fù)制 D．復(fù)制過程需要酶的參與，但不消耗能量 解析：復(fù)制后的DNA分子組成姐妹染色單體，而不是同源染色體，A錯誤；DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，因此新形成的DNA分子中含有原DNA分子中的一條鏈，B正確；DNA復(fù)制過程為邊解旋邊復(fù)制，而不是雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后才開始復(fù)制，C錯誤；復(fù)制過程需要酶的參與，也需要消耗能量，D錯誤。 答案：B 4．一正在復(fù)制的DNA分子，解旋的時(shí)候一條鏈上的G變成了C，則此DNA分子經(jīng)n次復(fù)制后，發(fā)生差錯的DNA占子代DNA總數(shù)的(　　) A．1/2 B．1/2n－1 C．1/2n D．1/4 解析：以發(fā)生差錯的一條鏈為模板復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA與親代DNA都不同，另一條沒出現(xiàn)差錯的一條鏈為模板復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA與親代DNA都相同，所以結(jié)果是一半的子代DNA發(fā)生了差錯。 答案：A 5．從下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次看，由簡單到復(fù)雜的是(　　) A．脫氧核苷酸→基因→染色體→DNA B．脫氧核苷酸→基因→DNA→染色體 C．基因→脫氧核苷酸→染色體→DNA D．基因→DNA→脫氧核苷酸→染色體 答案：B 6．圖1為大腸桿菌的DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖(片段)，圖2為DNA分子復(fù)制圖解。請據(jù)圖回答問題： 圖1　　　　　　圖2 (1)圖1中1、2、3結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)叫________________。 (2)圖1中若3是鳥嘌呤，4的中文名字應(yīng)該是________________。 (3)含有200個(gè)堿基的某DNA片段中堿基間的氫鍵共有260個(gè)，則該DNA片段中共有腺嘌呤________個(gè)，C和G共有________對。 (4)圖2中的DNA復(fù)制完成后，A′鏈與________鏈相同、B′鏈與________________鏈相同，因此該過程形成的兩個(gè)DNA分子完全相同，每個(gè)子代DNA分子中均保留了其親代DNA分子的一條單鏈，這與復(fù)制過程中的________________有關(guān)，這種復(fù)制方式稱為________________________________________________________。 解析：(1)圖1中1、2、3結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)叫脫氧核糖核苷酸。 (2)如果3是鳥嘌呤，則4是胞嘧啶。 (3)已知某DNA片段含有200個(gè)堿基，堿基間的氫鍵共有260個(gè)，且A、T之間有2個(gè)氫鍵，C、G之間有3個(gè)氫鍵，假設(shè)該DNA分子含有腺嘌呤N個(gè)，則胞嘧啶的數(shù)量為100－N，所以2N＋3(100－N)＝260，N＝40個(gè)，所以該DNA片段中共有40個(gè)腺嘌呤，共有60對C和G。 (4)圖2中的DNA復(fù)制完成后，A′鏈與B鏈相同、B′鏈與A鏈相同。每個(gè)子代DNA分子中均保留了其親代DNA分子的一條單鏈，這與復(fù)制過程中的堿基互補(bǔ)配對原則有關(guān)，這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。 答案：(1)脫氧核糖核苷酸　(2)胞嘧啶　(3)40　60　(4)B　A　堿基互補(bǔ)配對原則　半保留復(fù)制 B級　能力訓(xùn)練 7．下列關(guān)于如圖DNA分子片段的說法，正確的是(　　) A．解旋酶可作用于①、②處 B．“G”是鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸 C．該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和(A＋G)/(C＋T)的比例上 D．把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，子代中含15N的DNA占3/4 解析：解旋酶的作用是催化氫鍵斷開，使DNA兩條鏈分開，形成兩條單鏈DNA，即作用于圖中③處，A錯誤；“G”是鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸，B正確；DNA分子的特異性是由于每個(gè)特定的DNA分子都具有其特定的堿基對排列順序，對于任何雙鏈DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)的比值都是等于1，C錯誤；把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，子代DNA都含有15N，D錯誤。 答案：B 8．下圖是某生物細(xì)胞DNA復(fù)制過程的示意圖，a、b、c、d是四條脫氧核苷酸鏈。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．此圖可體現(xiàn)DNA半保留復(fù)制 B．a(chǎn)、b、c、d任一條鏈中A與T、G與C的數(shù)量相等 C．若將a、b、c、d徹底水解，產(chǎn)物是脫氧核苷酸和四種堿基 D．若a中(A＋T)/(G＋C)＝p，則d中該比值為1/p 解析：在一條鏈中A與T，G與C不一定相等，a、b、c、d徹底水解是指將脫氧核苷酸也水解，產(chǎn)物是脫氧核糖、磷酸和四種堿基，DNA分子的一條鏈中兩互補(bǔ)堿基之和的比值與另一條鏈中比值相等。 答案：A 9．通過分析，發(fā)現(xiàn)甲、乙兩個(gè)生物的細(xì)胞中DNA總量完全相同，4種堿基的量也分別相同，下列對此現(xiàn)象的解釋，其中正確的是 (　　) A．這兩個(gè)生物的遺傳信息相同 B．這兩個(gè)生物的DNA分子數(shù)相同 C．這兩個(gè)生物的性狀相同 D．還不足以作出以上三項(xiàng)判斷 解析：雖然甲、乙兩個(gè)生物的細(xì)胞中DNA總量完全相同，4種堿基的量也分別相同，但是它們的堿基的排列順序不一定相同，DNA分子數(shù)也不一定相同，當(dāng)然性狀也不一定相同。 答案：D 10．若用32P標(biāo)記“人類胚胎干細(xì)胞”的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期，一個(gè)細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是(　　) A．中期是46和46、后期是92和46 B．中期是46和46、后期是92和92 C．中期是46和23、后期是92和23 D．中期是46和23、后期是46和23 解析：有絲分裂中期、后期染色體條數(shù)的分析：“人類胚胎干細(xì)胞”來自人體，人體的一個(gè)正常細(xì)胞中含有染色體條數(shù)為46，有絲分裂后期染色體條數(shù)加倍(92)，中期染色體條數(shù)與體細(xì)胞相同(46)，故無論經(jīng)過幾次分裂，在有絲分裂中期染色體條數(shù)都是46，后期染色體條數(shù)都是92。有絲分裂中期、后期被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)的分析：以1個(gè)DNA分子為例，雙鏈被32P標(biāo)記，轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，由于DNA具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，第一次有絲分裂完成時(shí)，每個(gè)DNA分子中都有1條鏈被32P標(biāo)記；第二次有絲分裂完成時(shí)，只有的DNA分子被32P標(biāo)記；中期時(shí)，染色單體沒有分開，而這兩條沒有分開的染色單體上，其中有1條被32P標(biāo)記，導(dǎo)致整條染色體也被32P標(biāo)記；后期時(shí)，由于染色單體分開變成染色體，故只有一半的染色體被標(biāo)記。 答案：A 11．如圖所示為DNA的復(fù)制圖解，請據(jù)圖回答下列問題： (1)②過程稱為________。 (2)③過程中的子鏈?zhǔn)莀_______。 (3)③過程必須遵循________________原則。 (4)子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，由此說明DNA的復(fù)制具有________________的特點(diǎn)。 (5)將一個(gè)細(xì)胞的DNA用15N標(biāo)記，放入含14N的4種脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，連續(xù)分裂4次，則含14N的DNA細(xì)胞占細(xì)胞總數(shù)的________，含15N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的________。 解析：DNA復(fù)制時(shí)，先將兩條鏈之間的氫鍵打開，形成兩條單鏈，即解旋；然后以兩條單鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則，再各形成一條新鏈，最后母鏈和新合成的子鏈進(jìn)行螺旋化，形成新的DNA分子。DNA分子復(fù)制的方式為半保留復(fù)制，子代DNA分子中有一條母鏈和一條與母鏈互補(bǔ)的子鏈，DNA分子中的兩條母鏈一直往后代傳遞。復(fù)制4次后產(chǎn)生的子代DNA分子為24個(gè)，本題中含有15N標(biāo)記的子代DNA分子為2個(gè)，所占比例為2/24＝12.5%。 答案：(1)解旋　(2)Ⅱ、Ⅲ　(3)堿基互補(bǔ)配對　(4)半保留復(fù)制　(5)100%　12.5% 12．下面是DNA復(fù)制的有關(guān)圖示。A→B→C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制。D→F表示哺乳動物的DNA復(fù)制。圖中黑點(diǎn)表示復(fù)制起點(diǎn)，“→”表示復(fù)制方向，“”表示時(shí)間順序。 (1)若A中含有48 502個(gè)堿基對，而子鏈延伸速率是105個(gè)堿基對/min，假設(shè)DNA分子從頭到尾復(fù)制，則理論上此DNA分子復(fù)制約需30 s，而實(shí)際上只需約16 s，根據(jù)A→C過程分析，這是因?yàn)開____ ______________________________________________________。 (2)哺乳動物的DNA分子展開可達(dá)2 m之長，若按A→C的方式復(fù)制，至少需要8 h，而實(shí)際上只需要約2 h左右，根據(jù)D→F過程分析，是因?yàn)開______________________________________________ ______________________________________________________。 (3)A→F均有以下特點(diǎn)：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA分子復(fù)制是________________________的。(4)C與A相同，F(xiàn)與D相同，C、F能被如此準(zhǔn)確地復(fù)制出來，是因?yàn)開_________________ _____________________________________________________。 解析：(1)由題知，實(shí)際復(fù)制時(shí)間約相當(dāng)于用DNA分子中總堿基對數(shù)與子鏈延伸速率比值算出的時(shí)間的一半，再根據(jù)圖示可知DNA復(fù)制為雙向復(fù)制。(2)哺乳動物的DNA分子的實(shí)際復(fù)制時(shí)間要短于按A→C的方式復(fù)制的時(shí)間，說明DNA復(fù)制不只是單起點(diǎn)雙向復(fù)制，結(jié)合D→F可推斷DNA復(fù)制為多起點(diǎn)同時(shí)雙向復(fù)制。 答案：(1)復(fù)制是雙向進(jìn)行的　(2)DNA分子中有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)　(3)邊解旋邊復(fù)制　(4)DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板，堿基互補(bǔ)配對原則保證DNA分子復(fù)制的準(zhǔn)確無誤 C級　拓展提升 13．正常情況下，細(xì)胞內(nèi)完全可以自主合成組成核酸的核糖和脫氧核糖。若基因變化引起細(xì)胞不能自主合成核糖和脫氧核糖，則必須從培養(yǎng)基中攝取。為驗(yàn)證DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，現(xiàn)提供如下實(shí)驗(yàn)材料，請你完成實(shí)驗(yàn)方案。 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。 (2)實(shí)驗(yàn)材料：基因變化的細(xì)胞、基本培養(yǎng)基、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、脫氧核苷酸、14C—脫氧核苷酸、放射性探測顯微儀等。 (3)實(shí)驗(yàn)原理。 DNA主要分布在__________中，其基本組成單位是__________； RNA主要分布在__________中，其基本組成單位是__________。 (4)實(shí)驗(yàn)步驟。 分組編號 培養(yǎng)基甲 培養(yǎng)基乙 設(shè)置對照實(shí)驗(yàn) 加入適量的核糖核苷酸和14C—脫氧核苷酸 培養(yǎng) 分別接種等量的________，在相同且適宜條件下培養(yǎng) 觀察 分別選取培養(yǎng)基甲和培養(yǎng)基乙中的細(xì)胞，用放射性探測顯微儀觀察________。 (5)預(yù)期結(jié)果。 ①培養(yǎng)基甲中細(xì)胞的放射性部位主要在____________________ ________； ②培養(yǎng)基乙中_________________________________________。 (6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________________ _____________________________________________________。 解析：DNA主要分布于細(xì)胞核中，RNA主要分布于細(xì)胞質(zhì)中，DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，RNA的基本組成單位是核糖核苷酸。要驗(yàn)證DNA復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，可根據(jù)被標(biāo)記的脫氧核苷酸在細(xì)胞中的分布情況來判斷。 答案：(3)細(xì)胞核　脫氧核苷酸　細(xì)胞質(zhì)　核糖核苷酸 (4)加入等量的14C—核糖核苷酸和脫氧核苷酸　基因變化的細(xì)胞　細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的放射性強(qiáng)弱 (5)①細(xì)胞核?、诩?xì)胞的放射性部位主要在細(xì)胞質(zhì) (6)DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸