2018-2019學(xué)年高中生物 課時提升作業(yè)九 3.3 DNA的復(fù)制 3.4 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段（含解析）新人教版必修2

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1、DNA的復(fù)制　基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 (35分鐘　100分) 一、選擇題(共10小題，每小題5分，共50分) 1.下列關(guān)于DNA分子復(fù)制過程的敘述中，正確的是(　　) A.DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核苷酸 B.DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)保證了DNA的準(zhǔn)確復(fù)制 C.解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈 D.每條子鏈與其模板鏈形成一個新的DNA分子 【解析】選D。在DNA復(fù)制過程中，解旋酶打開兩條脫氧核苷酸鏈之間的氫鍵，然后以每條母鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對原則，以脫氧核苷酸為原料分別合成兩條子鏈，每條子鏈與其模板鏈螺旋盤繞成新的子代DNA分子。在復(fù)制過程中，DNA獨(dú)

2、特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為DNA復(fù)制提供精確模板，嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確進(jìn)行。 【誤區(qū)警示】(1)解旋酶作用于氫鍵，使氫鍵斷裂，而不是斷開磷酸二酯鍵。 (2)DNA復(fù)制時不是兩條鏈完全解開后才合成子鏈，而是邊解旋邊復(fù)制。 2.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)制時應(yīng)給予的條件是(　　) ①—ATGTG—和—TACAC—作模板鏈 ②4種核糖核苷酸 ③4種脫氧核苷酸 ④DNA聚合酶 ⑤DNA水解酶 A.①③④　　　　　　　 B.①②④ C.①②⑤ D.①③⑤ 【解題指南】解答本題需明確兩點(diǎn)： (1)DNA分子復(fù)制的原料為脫氧核苷酸。 (2)D

3、NA聚合酶催化DNA合成，DNA水解酶催化DNA水解。 【解析】選A。DNA分子的復(fù)制需要以DNA分子的兩條鏈為模板，4種脫氧核苷酸為原料，還需要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。 3.(2017·鹽城高一檢測)細(xì)菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取其子代的DNA經(jīng)高速離心分離，如圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯誤的是(　　) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號94294149 A.第一次分裂的子代DNA應(yīng)為⑤ B.第二次分裂的子代DNA應(yīng)為① C.第三次分裂的子代DNA應(yīng)為③

4、 D.親代的DNA應(yīng)為⑤ 【解析】選A。DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制，親代DNA為15N-15N，離心后位置為⑤，在14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)；經(jīng)第一次復(fù)制所形成的子代DNA應(yīng)全為15N-14N，如圖②所示；經(jīng)第二次復(fù)制所形成的4個子代DNA中一半為15N-14N，一半為14N-14N，如圖①所示；經(jīng)第三次復(fù)制所形成的8個子代DNA中2個為15N-14N，6個為14N-14N，如圖③所示。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 用一個32P標(biāo)記的噬菌體侵染31P標(biāo)記的細(xì)菌。若該細(xì)菌解體后釋放出16個大小、形狀一樣的噬菌體，則其中含有32P的噬菌體有(　　) A.1個　 B.2個　 C.15個　 D.16個 【

5、解析】選B。用一個32P標(biāo)記的噬菌體侵染含有31P的細(xì)菌。若該細(xì)菌解體后釋放出16個大小、形狀一樣的噬菌體，其中有2個含有雜合的DNA，其中一條單鏈含32P，另一條單鏈含31P；其余的14個噬菌體的DNA分子的兩條單鏈僅含31P。 4.(2017·肇慶聯(lián)考)將細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖很多代后，換到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過兩次的分裂后進(jìn)行分析。下列有關(guān)子代DNA的敘述，錯誤的是(　　) A.全部子代DNA分子內(nèi)均含有14N B.半數(shù)的子代DNA分子兩條鏈都含14N C.全部子代DNA分子的兩條鏈中，一條鏈含14N，另一條鏈含15N D.并非所有子代的DNA分子內(nèi)都含有15N

6、【解析】選C。由于細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，故親代DNA分子兩條鏈都含15N，由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，依據(jù)這一特點(diǎn)來分析，DNA復(fù)制時以含14N的脫氧核苷酸為原料，子一代DNA分子全部一條鏈含15N，一條鏈含14N；子一代繼續(xù)培養(yǎng)，子二代DNA分子中一半DNA分子兩條鏈都含14N，一半DNA分子一條鏈含15N，一條鏈含14N。根據(jù)前面的分析，A、B、D正確，C錯誤。 5.(2017·?？诟咭粰z測)生長在太平洋西北部的一種海蜇能發(fā)出綠色熒光，這是因?yàn)楹ｒ谼NA分子上有一段長度為5 170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明，轉(zhuǎn)入了海蜇的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在

7、紫外線的照射下，也能像海蜇一樣發(fā)光。下列敘述錯誤的是(　　) A.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 B.基因是DNA分子上的有一定功能的特異性的堿基排列順序 C.基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位 D.DNA的任意片段都能在另一種生物體內(nèi)表達(dá) 【解析】選D?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段，是DNA分子上的具有一定功能的特異性的堿基排列順序?；蚴强刂粕镄誀畹倪z傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位。DNA上的基因在一定條件下能在另一種生物體內(nèi)表達(dá)。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 下圖是果蠅染色體上的白眼基因示意圖，根據(jù)所給信息判斷下列敘述正確的是 (　　) A.白眼基因片段中，含有成百上千

8、個核糖核苷酸 B.S基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 C.白眼基因在常染色體上 D.基因片段中有5種堿基，8種核苷酸 【解析】選B。圖示未體現(xiàn)白眼基因在染色體上的位置，基因片段的基本組成單位是脫氧核苷酸，有4種堿基，4種脫氧核苷酸。 6.(2017·杭州高一檢測)將一個不含放射性同位素32P標(biāo)記的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀，共含有m個堿基，其中有a個胸腺嘧啶)放在含有32P標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間，檢測到如圖Ⅰ、Ⅱ兩種類型的DNA(虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果預(yù)測與分析，正確的是(　　) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號94294150 A.DNA

9、第二次復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ兩種類型，比例為1∶3 B.DNA復(fù)制后分配到兩個子細(xì)胞時，其上的基因遵循基因分離定律 C.復(fù)制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是(2n-1)(m-a)/2 D.復(fù)制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈為2n+1-2 【解析】選D。DNA第二次復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA共4個，有Ⅰ、Ⅱ兩種類型，比例為1∶1，A錯誤；基因分離定律的實(shí)質(zhì)是減數(shù)分裂過程中，等位基因隨同源染色體的分離而分開，而大腸桿菌不能進(jìn)行減數(shù)分裂，其DNA上的基因不遵循基因的分離定律，B錯誤；復(fù)制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是(2n-1)(m-2a)/2，C錯誤；DNA分子是雙鏈結(jié)構(gòu)，一個不含放射性同位素32P標(biāo)記的大

10、腸桿菌擬核DNA共2條鏈，所以復(fù)制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈為2n+1-2，D正確。 7.3H標(biāo)記的脫氧胸苷(3H-dT)可摻入正在復(fù)制的DNA分子中，使其帶有放射性標(biāo)記。將大腸桿菌先放在含低劑量3H-dT的培養(yǎng)基中，幾分鐘后轉(zhuǎn)移到高劑量3H-dT的培養(yǎng)基中。培養(yǎng)一段時間后對其DNA進(jìn)行放射性自顯影檢測，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖推測(　　) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號94294151 A.復(fù)制起始區(qū)在高放射性區(qū)域 B.DNA復(fù)制為半保留復(fù)制 C.DNA復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個方向延伸 D.DNA復(fù)制方向?yàn)閍→c 【解析】選C。由題意可知：復(fù)制起始區(qū)在低放射性區(qū)域，A錯誤；放射性自顯影檢測無法得出

11、DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，B錯誤；題圖顯示：中間為低放射性區(qū)域，兩邊為高放射性區(qū)域，據(jù)此說明DNA復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個方向延伸，且DNA復(fù)制方向?yàn)閍←b→c，C正確，D錯誤。 8.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　世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號94294152(　　) 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】選A。有絲分裂中期、后期

12、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，每個DNA分子中都有1條鏈被32P標(biāo)記；第二次有絲分裂完成時，只有的DNA分子被32P標(biāo)記；中期時，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

13、被32P標(biāo)記；后期時，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。 【誤區(qū)警示】DNA復(fù)制與染色體復(fù)制之間的關(guān)系 (1)染色體和DNA的數(shù)量關(guān)系：在DNA復(fù)制之前二者的比值為1∶1，在DNA復(fù)制之后二者的比值為1∶2。 (2)DNA的半保留復(fù)制方式：只要親代DNA分子被標(biāo)記且只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子代DNA均被標(biāo)記，DNA所在的染色體均被標(biāo)記，不管是有絲分裂產(chǎn)生的兩個子細(xì)胞，還是減數(shù)分裂產(chǎn)生的四個子細(xì)胞的染色體均被標(biāo)記。 9.如圖為果蠅某一條染色體上的幾個基因示意圖，從中得到的正確結(jié)論是 (　　) A.R基因中與脫氧核糖直接相連的一般是一個磷酸和一個堿基 B.R、S、N

14、、O互為等位基因 C.果蠅的每個基因都是由成百上千個核糖核苷酸組成的 D.基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一條染色體上可以有多個基因 【解析】選D。R基因中與脫氧核糖直接相連的一般是兩個磷酸和一個堿基，A錯誤；R、S、N、O互為同一條染色體上的非等位基因，B錯誤；果蠅的每個基因都是由脫氧核糖核苷酸組成的，C錯誤；基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一條染色體上可以有多個基因，D正確。 10.(2017·合肥高一檢測)如圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項中正確的是(　　) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號94294153 A.a和c的堿基序列互補(bǔ)，b

15、和c的堿基序列相同 B.a鏈中的比值與d鏈中同項比值相同 C.b鏈中的比值與d鏈中同項比值相同 D.a鏈中的比值與c鏈中同項比值不同 【解析】選C。DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制，b鏈?zhǔn)且詀鏈為模板合成的，a鏈和b鏈合成一個子代DNA分子；c鏈?zhǔn)且詃鏈為模板合成的，c鏈和d鏈合成一個子代DNA分子。a和c的堿基序列相同，b和c的堿基序列互補(bǔ)；a鏈中的比值與d鏈中同項比值互為倒數(shù)；b鏈與d鏈堿基序列相同，b鏈中的比值等于d鏈中的比值；a鏈中的比值與c鏈中同項比值相同。 二、非選擇題(共2小題，共24分) 11.(12分)下圖所示為細(xì)胞中與基因有關(guān)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，請分析并回答下列問題。

16、 (1)細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是[　]________，基因和b的關(guān)系是___________________ _______________________。 (2)遺傳物質(zhì)的主要載體是[　]________，基因和a的位置關(guān)系是_________ __________________________。 (3)c和b的關(guān)系是____________________，b被徹底水解后的產(chǎn)物是_____ _____(填字母)。 (4)如果基因存在于________上，則其遺傳方式與性別相關(guān)聯(lián)，這就是_________ __________________。這種遺傳方式既遵循________定律

17、，又有特殊性。 (5)b的空間結(jié)構(gòu)是____________________________。若其中的(A+T)/(G+C)= 0.25，則G占總堿基數(shù)的比例為________，其中一條單鏈中(A+T)/(G+C)= ________。 【解析】(1)細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNA，基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 (2)DNA的主要載體是染色體，基因在染色體上呈線性排列。 (3)DNA的基本單位是脫氧核苷酸，當(dāng)DNA分子徹底水解時，產(chǎn)物為磷酸、脫氧核糖和含氮堿基，當(dāng)DNA分子初步水解時產(chǎn)物為脫氧核苷酸。 (4)存在于性染色體上的基因控制的性狀與性別有關(guān)，伴性遺傳符合基因的分離定律。 (

18、5)DNA分子具有雙螺旋結(jié)構(gòu)。如果DNA分子中(A+T)/(G+C)=0.25，則G占總堿基數(shù)的比例是40%。每條單鏈中(A+T)/(G+C)等于整個DNA分子中的該比例。 答案：(1)[b]DNA　基因是有遺傳效應(yīng)的b片段 (2)[a]染色體　基因在a上呈線性排列 (3)c是組成b的基本單位　d、e、f (4)性染色體　伴性遺傳　基因分離 (5)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)　40%　0.25 12.(12分)分析下圖，回答有關(guān)問題： (1)圖中B是________，F(xiàn)是________，G是________。 (2)A與C有兩種數(shù)量比例關(guān)系：__________和________，每

19、個C上含有________個D，每個D可以由________個E組成。 (3)C的基本組成單位是圖中的________。D的主要載體是圖中的________。除細(xì)胞核外，________和______中的D也可由親代傳遞給子代。 (4)在E構(gòu)成的鏈中，與1分子G相連接的有________分子的F和________分子的H。 (5)遺傳信息是D中____________________的排列順序。 (6)生物的性狀遺傳主要通過A上的________傳遞給后代，實(shí)際上是通過___ _____的排列順序來傳遞遺傳信息。 【解析】(1)由于染色體主要是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，因此由題圖分析可

20、知B是蛋白質(zhì)，F(xiàn)是含氮堿基，G是脫氧核糖。 (2)染色體未復(fù)制時，1條染色體上有1個DNA分子，染色體復(fù)制后，著絲點(diǎn)分裂前，1條染色體上有2個DNA分子，所以A與C有1∶1和1∶2兩種比例關(guān)系；每個C上含有很多基因，每個D中可以有成百上千個E。 (3)C的基本組成單位是圖中的E(或脫氧核苷酸)。D的主要載體是圖中的A(或染色體)。除細(xì)胞核外，線粒體和葉綠體中的D也可由親代傳遞給子代。 (4)在E構(gòu)成的鏈中，與1分子G(脫氧核糖)相連接的有1分子的F(含氮堿基)和2分子的H(磷酸)。 (5)遺傳信息是D中脫氧核苷酸或堿基(對)的排列順序。 (6)生物的性狀遺傳主要是通過A上的D(或基因

21、)傳遞給后代，實(shí)際上是通過特定堿基的排列順序來傳遞遺傳信息的。 答案：(1)蛋白質(zhì)　含氮堿基　脫氧核糖 (2)1∶1　1∶2　許多　成百上千 (3)E(或脫氧核苷酸)　A(或染色體)　線粒體 葉綠體　(4)1　2　(5)特定堿基 (6)基因　特定堿基 1.(8分)rep蛋白在某DNA復(fù)制過程中具有解旋的功能。下列相關(guān)敘述中，錯誤的是(　　) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號94294154 A.rep蛋白解旋斷開了A與C、T與G之間形成的氫鍵 B.DNA結(jié)合蛋白可防止DNA單鏈重新形成雙鏈 C.圖示體現(xiàn)了DNA復(fù)制中邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn) D.正常情況下，復(fù)制形成的兩個DN

22、A分子完全相同 【解析】選A。根據(jù)rep蛋白的功能可推斷出，rep蛋白能破壞A與T，C與G之間形成的氫鍵，A錯誤；DNA結(jié)合蛋白纏繞在DNA單鏈上，可防止單鏈重新形成雙鏈，B正確；DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn)，C正確；正常情況下，一個DNA分子復(fù)制結(jié)束后可形成兩個完全相同的DNA分子，D正確。 [接軌高考·特色題型專練] 2.(18分)某實(shí)驗(yàn)室意外獲得一種不能自主合成核苷酸的真核突變細(xì)胞，必須從培養(yǎng)基中獲取。為了驗(yàn)證DNA復(fù)制的原料到底是脫氧核苷酸還是核糖核苷酸，現(xiàn)提供如下實(shí)驗(yàn)方案，請補(bǔ)充完整。 (1)原理：DNA主要分布在________，其基本組成單位是______

23、__；RNA主要分布在________，其基本組成單位是________。 (2)材料：突變細(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，放射性探測儀。 (3)步驟：第一步：配制等量基本培養(yǎng)基，分為A組、B組。 第二步：_____________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 第三步：分別接種等量的突變細(xì)胞，相同且適宜條件下培養(yǎng)，一段時間后，分別選

24、取其子代細(xì)胞檢測放射性。 第四步：A組放射性主要出現(xiàn)在細(xì)胞核，B組放射性主要出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)。 (4)實(shí)驗(yàn)分析并回答，A組和B組子代細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)差異的原因____________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 【解析】(1)DNA主要分布在細(xì)胞核，DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸。RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)，RNA的基本組成單位是核糖核苷酸。

25、(3)要驗(yàn)證DNA復(fù)制的原料是脫氧核苷酸還是核糖核苷酸，應(yīng)分別向A組添加適量的14C-脫氧核苷酸和核糖核苷酸，向B組添加適量的14C-核糖核苷酸和脫氧核苷酸，可根據(jù)被標(biāo)記的核苷酸在細(xì)胞中的分布情況判斷。 (4)因?yàn)楹铣蒁NA的原料是4種脫氧核苷酸，A組細(xì)胞利用14C-脫氧核苷酸合成DNA，DNA主要分布在細(xì)胞核，所以細(xì)胞的放射性主要出現(xiàn)在子代細(xì)胞的細(xì)胞核。因?yàn)楹铣蒖NA的原料是4種核糖核苷酸，B組細(xì)胞利用14C-核糖核苷酸合成RNA，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)，所以放射性主要出現(xiàn)在子代細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。 答案：(1)細(xì)胞核　脫氧核苷酸　細(xì)胞質(zhì)　核糖核苷酸　(3)第二步：向A組添加適量的14C-脫氧核苷酸和核糖核苷酸；向B組添加適量的14C-核糖核苷酸和脫氧核苷酸　(4)A組細(xì)胞利用14C-脫氧核苷酸合成DNA，而DNA主要分布在細(xì)胞核，所以細(xì)胞的放射性主要出現(xiàn)在子代細(xì)胞的細(xì)胞核；B組細(xì)胞利用14C-核糖核苷酸合成RNA，而RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)，所以放射性主要出現(xiàn)在子代細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì) 10