山東省濟寧市高一生物上學(xué)期 第二課時 DNA的復(fù)制練習(xí)無答案

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1、 第16課時　DNA的復(fù)制 探究點一　對DNA分子復(fù)制的推測和實驗證據(jù) 沃森和克里克構(gòu)建了DNA分子結(jié)構(gòu)模型(如圖1)，DNA分子作為遺傳物質(zhì)必須能夠自我復(fù)制傳遞給下一代，沃森和克里克又根據(jù)其特點，提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說。 1．對DNA分子復(fù)制的推測 假說：DNA分子復(fù)制時，DNA分子的雙螺旋將解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。 由于新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式被稱做半保留復(fù)制(如圖2)。 科學(xué)家的假說是否正確呢？ 1

2、958年，科學(xué)家以大腸桿菌為實驗材料，運用同位素示蹤技術(shù)，設(shè)計了一個巧妙的實驗，證實了DNA的確是以半保留的方式進(jìn)行復(fù)制的。 2．DNA分子復(fù)制的實驗證據(jù) (1)實驗方法：放射性同位素標(biāo)記法和離心技術(shù)。 (2)實驗原理：如果DNA的兩條鏈都用15N標(biāo)記，那么這樣的DNA分子質(zhì)量大，離心時應(yīng)該在試管的底部；兩條鏈中都含有14N，那么這樣的DNA分子質(zhì)量小，離心時應(yīng)該在試管的上部；兩條鏈中一條含有15N，一條含有14N，那么這樣的DNA分子質(zhì)量居中，離心時應(yīng)該在試管的中部。 (3)實驗過程 (4)在下圖中畫出預(yù)期的實驗結(jié)果 答案 (5)實驗結(jié)果和預(yù)期的一致，說明DNA的復(fù)制是

3、以半保留的方式進(jìn)行的。 歸納提煉 DNA分子在復(fù)制時，以解旋形成的兩條鏈(舊鏈)為模板，按照堿基互補配對原則吸收脫氧核苷酸與之配對，形成兩條子鏈(新鏈)，新鏈與舊鏈螺旋成一個新的DNA分子，所以稱之為半保留復(fù)制。 活學(xué)活用 1．以DNA的一條鏈“—A—T—C—”為模板，推測經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)?　　) A．“—T—A—G—” B．“—U—A—G—” C．“—T—A—C—” D．“—T—U—C—” 探究點二　DNA分子復(fù)制的過程 通過以上實驗我們了解了DNA分子復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點，如圖為DNA分子復(fù)制的過程，結(jié)合該圖，思考下列內(nèi)容。 1．概念：是指以親代DNA為模板合

4、成子代DNA的過程。 2．時間：細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。 3．場所：細(xì)胞核、線粒體和葉綠體。主要場所是細(xì)胞核。 4．條件：(1)模板：親代DNA的兩條鏈；(2)原料：四種脫氧核苷酸；(3)酶：解旋酶和DNA聚合酶；(4)能量。 5．過程 (1)解旋：DNA分子首先利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。 (2)合成子鏈：以解開的每一段母鏈為模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用細(xì)胞中游離的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的子鏈。 (3)形成子代DNA：每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而形成兩個與親代D

5、NA完全相同的DNA分子。 6．功能：傳遞遺傳信息。 7．DNA分子復(fù)制的意義：DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。 8．DNA分子能夠準(zhǔn)確復(fù)制的原因有：(1)DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板；(2)通過堿基互補配對原則保證了復(fù)制準(zhǔn)確地進(jìn)行。 9．兩條子鏈延伸的方向不同，其原因可能是DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，因此子鏈的延伸方向也是相反的? 10．從DNA分子復(fù)制的過程和結(jié)果兩個方面總結(jié)其特點分別為邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制。 歸納提煉 活學(xué)活用 2．判斷下列說法的正誤。 (1)DNA復(fù)制只發(fā)生在有絲分裂間期(　　) (

6、2)DNA雙螺旋全部解鏈后，開始DNA復(fù)制(　　) (3)單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接成子鏈，并且2條子鏈形成子代DNA分子(　　) (4)DNA的復(fù)制需要消耗能量(　　) 探究點三　有關(guān)DNA分子復(fù)制的計算 如果用15N標(biāo)記DNA分子的兩條鏈，讓其在含有14N的環(huán)境中復(fù)制。結(jié)合DNA分子半保留復(fù)制的特點，完成下面表格： 世代 DNA分子結(jié)構(gòu)特點 DNA中脫氧核苷酸鏈的特點 分子總數(shù) 細(xì)胞中的DNA分子在離心管中的位置 不同DNA分子占全部DNA分子之比 鏈的總數(shù) 含14N、15N的鏈所占的比例 含15N 含14N和15N 只含14N 含15N 含14

7、N 0 1 全部在下部 1 0 0 2 1 0 1 2 全部在中部 0 1 0 4 1/2 1/2 2 4 1/2中部，1/2上部 0 1/2 1/2 8 1/4 3/4 3 8 1/4中部，3/4上部 0 1/4 3/4 16 1/8 7/8 根據(jù)上表歸納：若培養(yǎng)n代，結(jié)果是： 1．DNA分子數(shù) (1)子代DNA分子總數(shù)＝2n個。 (2)含15N的DNA分子數(shù)＝2個。 (3)含14N的DNA分子數(shù)＝2n個。 (4)只含15N的DNA分子數(shù)＝0個。 (5)只含14N的DNA分子數(shù)＝2n－2個。 2．脫氧核苷

8、酸鏈數(shù) (1)子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條。 (2)含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條。 (3)含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條。 3．消耗的脫氧核苷酸數(shù) 設(shè)親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個，則： (1)經(jīng)過n次復(fù)制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸m·(2n－1)個。 (2)在第n次復(fù)制時，共需消耗游離的該脫氧核苷酸m·2n－1個。 歸納提煉 1．子代DNA分子中，含14N的有2n個，只含14N的有(2n－2)個，做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。 2．無論復(fù)制多少次，含15N的DNA分子始終是2個，占總數(shù)比例為。 3．子代DN

9、A分子的鏈中，總鏈數(shù)2n×2＝2n＋1條。含15N的鏈?zhǔn)冀K是2條，占總數(shù)比例為＝。做題時，應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。 活學(xué)活用 3．某一個DNA分子中，A為200個，復(fù)制數(shù)次后，消耗周圍環(huán)境中含A的脫氧核苷酸3 000個，該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了幾次(　　) A．4次 B．3次 C．5次 D．6次 1．體外進(jìn)行DNA復(fù)制的實驗，向試管中加入有關(guān)的酶、4種脫氧核苷酸和ATP,37 ℃下保溫。下列敘述中正確的是(　　) A．能生成DNA，DNA的堿基比例與4種脫氧核苷酸的比例一致 B．不能生成DNA，因為缺少DNA模板 C．能生成DNA，DNA的堿基比例

10、不確定，且與酶的來源有一定的關(guān)聯(lián) D．不能生成DNA，因為實驗中缺少酶催化的適宜的體內(nèi)條件 2．大腸桿菌在含有15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)后，再轉(zhuǎn)移到含有14N的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)，8小時后提取DNA進(jìn)行分析，得出含15N的DNA占總DNA的比例為1/16，則大腸桿菌的分裂周期是(　　) A．2小時 B．4小時 C．1.6小時 D．1小時 3．用15N標(biāo)記細(xì)菌的DNA分子，再將其放入含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖4代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時含14N和15N，c只含14N。圖中表示這三種DNA分子的比例正確的是(　　) 4．含

11、有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動物的細(xì)胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細(xì)胞。然后將G0細(xì)胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到G1、G2代細(xì)胞。再從G0、G1、G2代細(xì)胞中提取DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果(如圖)。由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③分別表示輕、中、重3種DNA分子的位置，請回答下列問題： (1)G0、G1、G23代DNA離心后的試管分別是圖中的： G0________、G1________、G2________

12、。 (2)G2代在①、②、③3條帶中的DNA數(shù)的比例是_____________________________。 (3)圖中①、②兩條帶中DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶①________，條帶②________。 (4)上述實驗結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是____________________。DNA的自我復(fù)制能使生物的__________保持相對穩(wěn)定。 1．沃森和克里克在發(fā)表了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的論文后，又提出了DNA自我復(fù)制的假說。下列有關(guān)假說內(nèi)容的敘述，不正確的是(　　) A．DNA復(fù)制時，雙螺旋將解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂 B．以解開的兩條單鏈為模板，以游

13、離的脫氧核苷酸為原料，依據(jù)堿基互補配對原則，通過氫鍵結(jié)合到作為模板的單鏈上 C．形成的DNA分子包括一條模板單鏈和一條新鏈 D．形成的兩個DNA分子是由兩條母鏈、兩條子鏈分別結(jié)合而成 2．在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子分別為14N－DNA(相對分子質(zhì)量為a)和15N－DNA(相對分子質(zhì)量為b)。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖所示。下列對此實驗的敘述不正確的是(　　) A．Ⅰ代細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?4N，另一條鏈?zhǔn)?5N B．Ⅱ代細(xì)菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4

14、C．預(yù)計Ⅲ代細(xì)菌DNA分子的平均相對分子質(zhì)量為(7a＋b)/8 D．上述實驗結(jié)果證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制 3．細(xì)胞每次分裂時DNA都復(fù)制一次，每次復(fù)制都是(　　) A．母鏈和母鏈，子鏈和子鏈，各組成一個子代DNA B．每條子鏈和與它堿基互補配對的母鏈組成子代DNA C．每條子鏈隨機地和兩條母鏈之一組成子代DNA D．母鏈降解，重新形成兩個子代DNA 4．如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點同時開始的 B．圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的 C．真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶 D

15、．真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率 5．假設(shè)一個DNA分子中含有1 000個堿基對，將這個DNA分子放在含32P標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中讓其復(fù)制一次，則新形成的一個DNA分子的相對分子質(zhì)量比原來增加了(　　) A．1 000 B．2 000 C．500 D．無法確定 6．女性子宮瘤最長的DNA分子可達(dá)36 mm，DNA復(fù)制速度約為4 μm/min，但復(fù)制過程僅需40 min左右即可完成，這可能是因為(　　) A．邊解旋邊復(fù)制 B．只有一個復(fù)制起點，但解旋之后可以向著兩個方向復(fù)制 C．以半保留方式復(fù)制 D．復(fù)制起點多，分段同時復(fù)制 知識點三　有關(guān)DNA分子復(fù)制的計算

16、 7．下列關(guān)于遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)的敘述，正確的是(　　) A．同一生物個體的不同細(xì)胞中DNA分子數(shù)均相同 B．具有A個堿基對、m個腺嘌呤的DNA分子片段，完成n次復(fù)制共需(A－m)(2n－1)個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C．在一個細(xì)胞的分化過程中，核DNA的數(shù)量會發(fā)生變化 D．含2對同源染色體的精原細(xì)胞(DNA均被15N標(biāo)記)，在供給14N的環(huán)境中進(jìn)行一次減數(shù)分裂，產(chǎn)生的4個精子中含14N的精子所占的比例為50% 8．下面是在電子顯微鏡下拍攝的某生物細(xì)胞DNA復(fù)制過程中的圖像。有關(guān)敘述正確的是(　　) A．此圖反映出的DNA復(fù)制模式，可作為DNA雙向復(fù)制的證據(jù) B．此過程必須遵循堿

17、基互補配對原則，任一條鏈中A＝T，G＝C C．若將該DNA進(jìn)行徹底水解，產(chǎn)物是脫氧核苷酸和四種堿基 D．若該DNA分子的一條鏈中(A＋T)/(G＋C)＝a，則互補鏈中該比值為1/a 9．假如某大腸桿菌的DNA分子用15N標(biāo)記后其相對分子質(zhì)量為a，用14N標(biāo)記后其相對分子質(zhì)量為b。現(xiàn)將用15N標(biāo)記后的大腸桿菌，培養(yǎng)在含有14N的培養(yǎng)基中，則子一代、子二代的DNA分子平均相對分子質(zhì)量分別為(　　) A．(a＋b)/2；(a＋3b)/4 B．a(chǎn)＋b；a＋3b C．(a＋b)/2；(a＋b)/2 D．a(chǎn)＋b；(a＋b)/3 10．具有A個堿基對的一個DNA分子片段，含有m個腺嘌呤，該片

18、段第n次復(fù)制需要多少個游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸(　　) A．(2n－1)·(A－m) B．2n－1·(A－m) C．(2n－1)·(A/2－m) D．2n·(A/2－m) 11．細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取親代及子代的DNA，離心分離，如圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯誤的是(　　) A．子一代DNA應(yīng)為② B．子二代DNA應(yīng)為① C．子三代DNA應(yīng)為④ D．親代的DNA應(yīng)為⑤ 12．DNA分子片段復(fù)制的情況如圖所示，圖中a、b、c、d表示脫氧核苷酸

19、鏈的片段。如果沒有發(fā)生變異，下列說法不正確的是(　　) A．b和c的堿基序列可以互補 B．a(chǎn)和c的堿基序列可以互補 C．a(chǎn)中(A＋T)/(G＋C)的比值與b中(A＋T)/(G＋C)的比值相同 D．a(chǎn)中(A＋G)/(T＋C)的比值與d中(A＋G)/(T＋C)的比值一般不相同 13．一個用15N標(biāo)記的DNA分子，放在沒有標(biāo)記的環(huán)境中培養(yǎng)，復(fù)制5次后標(biāo)記的DNA分子占DNA分子總數(shù)的(　　) A．1/4 B．1/8C．1/16 D． 1/32 14．如圖是DNA分子復(fù)制的圖解，請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中的[1]表示________過程，需要________酶等酶的作

20、用。 (2)圖中的[2]過程表示以母鏈為模板進(jìn)行的堿基的____________，參與配對的物質(zhì)是游離在周圍的____________________________________________________________________。 (3)圖中的[3]過程表示形成兩個新的________分子，這一過程包括子鏈中脫氧核苷酸的________與______交互連接以及子鏈與母鏈在空間結(jié)構(gòu)上的________化。參與此過程的酶有____________等。 (4)分析DNA復(fù)制過程所需條件應(yīng)是：場所一般在____________內(nèi)；模板是_______________，原料是_

21、_____________；酶需要__________、__________等；能量由________提供。 (5)DNA復(fù)制，一般是嚴(yán)格的________復(fù)制，DNA復(fù)制的遺傳學(xué)意義是為________在上下代之間的________準(zhǔn)備了物質(zhì)基礎(chǔ)。遺傳信息的傳遞使親代生物的性狀可在子代得到表現(xiàn)，例如(試舉一例) _____________________________________________________________。 15．如圖為細(xì)胞內(nèi)DNA分子復(fù)制簡圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖示過程表示________，需要________________酶等酶的作用。

22、 (2)該過程發(fā)生的時間為細(xì)胞周期的________。 (3)DNA分子復(fù)制時，在有關(guān)酶的作用下，以母鏈為模板，以游離的________為原料，按照________________原則，合成與母鏈互補的子鏈。 (4)若親代DNA分子中A＋T占60%，則子代DNA分子中A＋T占________%。 (5)若將含14N的細(xì)胞放在只含15N的環(huán)境中培養(yǎng)，使細(xì)胞連續(xù)分裂n次，則最終獲得的子代DNA分子中，含14N的占________，含15N的占________，這說明DNA的復(fù)制特點是________________，其意義是__________________________________

23、___________________ _______________________________________。 16．科學(xué)家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結(jié)果見下表。 組別 1組 2組 3組 4組 培養(yǎng)液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代數(shù) 多代 多代 一代 兩代 培養(yǎng)產(chǎn)物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并離心 離心結(jié)果 僅為輕帶(14N/14N) 僅為重帶(15N/15N) 僅為中帶(15N/

24、14N) 1/2輕帶(14N/14N) 1/2中帶(15N/14N) 請分析并回答下列問題： (1)要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。 (2)綜合分析本實驗的DNA離心結(jié)果，第________組結(jié)果對得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第________組和第________組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是__________________。 (3)分析討論： ①若子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自________，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制

25、方式不是________復(fù)制。 ②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果______(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。 ③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置________，放射性強度發(fā)生變化的是________帶。 ④若某次實驗的結(jié)果中，子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為________。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375