训练12 DNA的复制-【勤径学升】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步练测素能提升训练（人教版2019）

训练十二 DNA的复制 基础练学考测评 1.沃森和克里克在发表 DNA双螺旋结构的 论文后，又提出了 DNA自我复制的假说。 下列有关该假说内容的叙述，不正确的是 ( ) A.DNA 复制时，双螺旋解开，互补碱基之 间的氢键断裂 B.以解开的两条单链为模板，以游离的脱 氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对 原则 C.形成的每个 DNA分子包括一条模板链 和一条新链 D.一个 DNA 分子复制一次形成的两个 DNA分子中，一个 DNA分子由两条模 板链组成，一个 DNA分子由两条新链 组成 2.DNA的复制方式有三种假说：全保留复 制、半保留复制、分散复制(子代 DNA的每 条链都由亲本链的片段与新合成的片段随 机拼接而成)。科研小组同学以细菌为材 料，进行了将?N细菌置于?N培养基中连 续培养两代并离心的实验，探究 DNA的复 ( )制方式。下列叙述错误的是 A.若培养一代离心结果为重带和轻带，则 DNA的复制方式为全保留复制 B.若培养一代结果为中带，可确定 DNA 的复制方式是半保留复制 C.若培养二代结果为中带和轻带，则 DNA 的复制方式不是全保留复制 D.若连续培养三代并离心，结果只出现一 个条带，则可能为分散复制 3.如图表示 DNA 复制的过程。结合图示判 断，下列有关叙述错误的是 ( ) 作5 35 5' 前导链 后随链 冈崎片段 解旋酶 3' 3 XN, 母链 复制叉 移动的方向 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具有半保留复制、边解旋边复制的 特点 C.DNA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复制形成的两条子链都是连续合成的 4.真核细胞中 DNA复制过程如图所示，下列 相关叙述错误的是 ( ) 母链 复制起点 子链 入 A.多起点双向复制能保证 DNA 在短时间 内完成复制 B.DNA复制时两条子链的延伸方向相反 C.复制过程中氢键的断裂和形成都需要 DNA聚合酶的催化 D. DNA分子的准确复制依赖于碱基互补 配对原则 5.(江西南昌高一质检)假说—演绎法进行 DNA复制的研究时，将用?N标记的大肠杆 菌放在含有5N的培养基中培养，使其分裂 2次，下列叙述错误的是 ( ) A.如果是全保留复制，子一代1/2 分布在 轻带，1/2 分布在重带 B.如果是全保留复制，子二代1/4 分布在 轻带，3/4分布在重带 C.如果是半保留复制，子一代1/2 分布在 中带，1/2分布在重带 D.如果是半保留复制，子二代1/2 分布在 中带，1/2分布在重带 6.(浙江舟山高一质检)某 DNA分 子含2 000个碱基对，其中胞嘧啶 占30若双链均被?N标记其相 甲 乙 对分子质量为a,双链均被4N标记其相对 分子质量为 b。一个双链均被?N标记的 DNA分子置于只含14N的环境中复制 3 次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得 33 ?高中生物学·必修2(人教版) 到图甲结果；如果将全部复制产物用解旋 酶处理后再离心，得到图乙结果。下列叙 述错误的是 ( ) (1)图中长方形 A表示 ,图中 的箭头B表示 。 (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， 新合成的一个DNA分子中，A=T,G=C。这 个事实说明 DNA的合成遵循 A.甲中 DNA分子的平均相对分子质量为 (a+7b)/8 B.复制3次需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 5 600个 _。新合成的一个 DNA分子中， 带有?N标记的链占总链数的50这个事实 说明_ 。C.乙中上层与下层的碱基数之比为8:1D.题述实验结果证明 DNA 复制方式为半 保留复制 (3)15N标记的 DNA分子，复制四次后含 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，则第四次复制时，消 耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为 个。 7.某 DNA分子含 m对碱基，其中腺嘌呤有 A个。下列有关此 DNA在连续复制时所 需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错 误的是 ( ) 10.有人认为 DNA是全保留复制，也有人认 为 DNA是半保留复制。为了探究这两种 假设的正确性，某生物活动小组设计了如 下实验程序，请完成实验并对结果进行预 测(不考虑分散复制)。 A.在第一次复制时，需要(m—A)个 B.在第二次复制时，需要2(m—A)个 C.在第 n次复制时，需要2”-1(m—A)个 D.在n次复制过程中，总共需要2”(m—A)个 8.某 DNA分子双链均含1?N,含有 3 000个 碱基，腺嘌呤占 35??若该 DNA分子以 15N标记的四种游离脱氧核苷酸为原料复 制3次，将全部复制产物进行密度梯度离 心，得到如图甲所示结果；若将全部复制产 物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图 乙所示结果。下列分析正确的是( ) 轻 中 重 全轻 全重 14N/?N-DNA 1?N/ISN-DNA (1)实验步骤 Z- 第一步：在氮源为1?N的培养基上生长的 大肠杆菌，其 DNA均为4N/1?N一DNA; 在氮源为5N的培养基上生长的大肠杆 菌，其 DNA均为?N/15N一 DNA。用某 种离心方法分离得到的结果如图所示，其 DNA分别分布在轻带和重带上。 X- Y- w- 乙甲 A.X层全部是仅含1?N的DNA分子 B.Y层中含有的氢键数是X层的3倍 C.W层中含15N标记的胞嘧啶有6 300个 D.Z层与W层的核苷酸数之比是1:4 第二步：将亲代大肠杆菌(含1?N)转移到 含1?N的培养基上繁殖一代(I),离心。 如果 , 则是全保留复制；如果 , 则是半保留复制。 9.将亲代 DNA用?N标记，放在含有?N的 培养基上培养，下图是 DNA复制图解，请 据图回答问题： 3 第三步：为了进一步验证第二步的推测结 果，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含?N 的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ)。如果 则是全保留复制；如果 ,则是半保留复制。 B 5- 3 53 ⋯3 (2)有同学提出：第一代(I)DNA用解旋 酶处理后再离心，就能直接判断 DNA的 复制方式，如果离心后得两条带且两条带 各占1/2,则一定为半保留复制。 你认为该同学的说法正确吗? 。 原因是 能力练 素能培优 11.(不定项)如图表示洋葱根尖分生区某细 胞内正在发生的某种生理过程，图中甲、 乙、丙均表示 DNA分子，a、b、c、d均表示 DNA单链，A、B表示相关酶。下列叙述 错误的是 ( ) A.噬菌体φX174 中嘌呤碱基与嘧啶碱基 数量相等 B.以正链为模板合成双链 DNA分子时 不需要解旋酶参与 C.噬菌体 φX174 的 DNA 复制方式可称 为半保留复制 D.该过程表明可以只以一条链为模板进 行 DNA的合成 13.(安徽黄山高一质检)下图为某 DNA分子 片段结构模式图和 DNA 复制图解，请回 答下列问题： αFC—G-β ① )甲 A a 乙 b B d 丙 A.A、B两种酶分别表示解旋酶和 DNA 聚合酶 B.图中b、c两条链的碱基序列互补 C.乙、丙分开的时期为减数分裂Ⅱ后期 D.图示过程在绿色植物叶肉细胞中进行 的场所有细胞核、线粒体、叶绿体 12.(不定项)噬菌体 φX174 的遗传物质是单 链环状 DNA分子(正链)。感染宿主细胞 时，首先合成其互补的负链，形成闭合的 双链 DNA分子，之后正链发生断裂，产生 3'—OH,再以此为引物，以未断裂的负链为 模板，在 DNA聚合酶的作用下使 3′—OH 端不断延伸。延伸出的长链可切割、环化产 生很多拷贝的正链，进而与噬菌体的蛋白 质颗粒组装产生子代噬菌体。其部分过 程如图所示。下列说法正确的是( ) 正链 正链 3-0H(负链 双链DNA分子 新合成的链 被置换的链 暗。-C-—G--T—A211木③ I Cirylc②④AZ G ⑤ T《 QCC ⑥ 图1 (1)图1中，DNA分子两条链按 方式盘旋成双螺旋结构；④的中文全称是 。若 DNA分子 (总共 200个碱基对)的一条链中 A占 15互补链中 A占25则整个 DNA分 子中 A占 。经过3次复制后需 要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸_ 个。 (2)图2中，因为在新合成的每个 DNA分 子中都保留了原来 DNA分子中的一条 链，所以，将 DNA复制的方式称为 复制，参与 DNA复制过程的 酶主要有 和_ _; 若将一个大肠杆菌细胞中的 DNA全都 用?N标记，然后放入含1?N的培养液中， 该细胞连续分裂4 次，则含?N的 DNA 细胞占总细胞数的_ 。 (3)DNA的双螺旋结构为复制提供了精 确的模板，通过 保证 了复制的准确性。 35 12.BCD 图中a能构成一个完整的核苷酸，b不能，A错 误；该链上各核苷酸之间是通过③连接起来的，B正 确；DNA分子两条链上的碱基通过氢键相连，腺嘌呤 与胸腺嘧啶形成2个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶形成3个 氢键，因此，胞嘧啶的含量越多，碱基对的氢键含量越 高，DNA的稳定性越高，C正确；图中有尿嘧啶，说明 该链是由核糖核苷酸构成的，而T2 噬菌体的遗传物 质是DNA,由脱氧核苷酸构成，D正确。 13.解析 (1)图1显示的 DNA片段1条链上鸟嘌呤脱氧 核苷酸的数目是4,胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是1,根 据碱基互补配对原则，对应的互补链上还有1个鸟嘌 呤脱氧核苷酸，即共有5个鸟嘌呤脱氧核苷酸。(2)图1 对应的 DNA单链碱基排列顺序已经解读出来，其顺 序是 TGCGTATTGG,所以图中碱基序列应从上向下 读，且由左至右依次是 A、C、G、T,所以图 2 对应的脱 氧核苷酸链的碱基序列为CCAGTGCGCC。(3)在双 链 DNA中，根据碱基互补配对原则，嘌呤碱基数等于 A+G=1。嘧啶碱基数，故 。根据图1对应的 DNA片段 的1条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序，可计算出图 1 G=4+4=1;同理可计算出图2对应的 DNA片段中 G=3+5=8=4。对应的 DNA片段中 答案(1)5(2)CCAGTGCGCC (3)1 嘌呤碱基 4数等于嘧啶碱基数 1 训练十二 DNA的复制 基础练学考测评 1.D DNA经过复制后形成的每个 DNA分子包括一条 模板链和一条新链。 2.B 如果培养一代离心结果为重带和轻带，说明含?N的 DNA链和含?N的 DNA 链各自形成了 DNA分子，这 是全保留复制，A正确；分散复制是子代 DNA的每条 链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成，如 果培养一代，其离心结果也可能全为中带，B错误；如果 DNA的复制方式为全保留，则不管培养多少代，离心结 果都是一条重带，一条轻带，故培养二代结果为中带和轻 带，则 DNA的复制方式不是全保留复制，C正确；如果是 半保留复制，连续培养三代并离心，会出现轻带和中带， 而结果只出现一个条带，则可能为分散复制，D正确。 3.D DNA复制过程的第一步是解旋，需要用解旋酶破 坏 DNA双链之间的氢键，使两条链解开，A正确；DNA 具有半保留复制、边解旋边复制的特点，B正确；DNA 的复制需要 DNA 聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成 DNA片段，C正确；由题图可知，DNA复制合成两条子 链时，前导链的合成是连续的，后随链的合成是不连续 的，D错误。 4.C 多起点双向复制能保证 DNA在短时间内完成复 制，A正确；双链 DNA的两条链反向平行，复制的方向 是5'→3',所以 DNA复制时两条子链的延伸方向相反， B正确；复制过程中氢键的断裂需要解旋酶的催化，而 氢键的形成不需要酶的催化，C错误；DNA分子的准确 复制依赖于碱基互补配对原则，即 A与T配对，G与C 配对，D正确。 5.C 如果是全保留复制，子一代 2个 DNA分子，1个只 含有?N,1个只含有?N,1/2分布在轻带，1/2 分布在重 带，A正确；如果是全保留复制，子二代4个 DNA分子， 1个只含有?N,3个只含有?N,1/4分布在轻带，3/4分 布在重带，B正确；如果是半保留复制，子一代2 个 DNA分子，都是一条链含1?N一条链含?N,都分布在中 带，C错误；如果是半保留复制，子二代4个 DNA分子， 2个一条链含1?N一条链含?N,2 个只含1?N,1/2分布 在中带，1/2分布在重带，D正确。 6.C 一个双链均被?N标记的DNA分子置于只含1?N的 环境中复制3次，得到子三代共8个 DNA分子，这8个 DNA分子共16条链，只有 2 条是含有?N的，14 条是 含有?N的，因此总相对分子质量为a/2×2+b/2×14 =a+7b,每个 DNA的平均相对分子质量为(a+7b)/8, A正确；DNA分子含2 000个碱基对，其中胞嘧啶占 30%, C=G,A=T,故腺嘌呤(A)占 20? 800个，复制3次 需要的腺嘌呤脱氧核苷酸为(23—1)×800=5 600(个), B正确；由于 DNA分子复制了 3次，产生了8个 DNA 分子，含16条脱氧核苷酸链，其中含1?N的有14条链， 含有?N的只有 2 条，所以乙中上层与下层的碱基数之 比为14:2=7:1,C错误；复制3次的离心的结果如甲 所示，只有轻带和中带，而没有重带，可以证明 DNA复 制方式为半保留复制，D正确。 7.D DNA分子复制一次，可产生 2个 DNA分子，因为 每个 DNA分子中含有胞嘧啶脱氧核苷酸(m—A)个， 所以复制一次时，需要胞嘧啶脱氧核苷酸为(m—A)个， A正确；在第二次复制时，2 个 DNA分子会形成4个 DNA分子，相当于形成 2个新 DNA分子，所以需要胞 嘧啶脱氧核苷酸为2(m—A)个，B正确；在第 n次复制 后，会形成 2”个 DNA分子，所以需要胞嘧啶脱氧核苷 酸为(2”—2”-1)(m-A)=2"-1(m-A)个，C正确；在n 次复制过程中，1个 DNA分子变为2”个 DNA分子，总 共需要胞嘧啶脱氧核苷酸为(2”—1)(m—A)个，D 错误。 8.B 由于 DNA分子的复制方式为半保留复制，所以X 层全部是含1?N和?N的 DNA分子，A 错误；在 DNA 分子中，互补碱基对之间通过氢键相连，DNA分子复制 3次得到的8个 DNA分子中，2个 DNA分子含?N和 1?N,6个 DNA分子只含1?N,所以Y层中含有的氢键数 是X层的3倍，B正确；由于DNA分子复制3次后得到 8个 DNA分子，含16条脱氧核苷酸链，其中含?N标记 的有 14 条，所以 Z 层与 W层的核苷酸数之比是 2:14=1:7,亲代双链 DNA分子中含有 3 000个碱 基，腺嘌呤占35因此胞嘧啶占15共450个，所以 W层中含?N标记的胞嘧啶为450×14÷2=3 150(个),C、 D错误。 9.解析 DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程， 复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子 独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基 互补配对，保证了复制能够准确地进行。(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 DNA复制的方向。(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原则；一个 新 DNA分子中子链和母链各一半，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，经4次复制后共产生了16个 DNA分子，含 有?N的 DNA分子只有2个，而每个 DNA分子都含 有?N;含有 300个碱基对的 DNA分子，含有胞嘧啶 260个，则含有腺嘌呤40个，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脱氧核苷酸 为320个。 答案(1)DNA聚合酶 DNA 复制的方向 (2)4 碱基互补配对原则 DNA复制方式为半保留复制 (3)100�20 38 10.解析 如果 DNA的复制方式为全保留复制，则一个 亲代?N/1?N—DNA分子复制后得到的两个子代 DNA 分子一个是?N/l?N—DNA,一个是1?N/1?N一DNA,其 在离心管中有一半分布在轻带位置、一半分布在重带 位置；如果 DNA的复制方式为半保留复制，则一个亲 代?N/1?N—DNA分子复制后得到的两个子代 DNA 分子都是1?N/?N—DNA,其在离心管中全部分布在中 带位置。 答案(1)DNA有1/2分布于重带位置，1/2分布于轻 带位置 DNA全分布于中带位置 DNA有1/4分布 于重带位置，3/4分布于轻带位置 DNA有1/2分布 于中带位置，1/2分布于轻带位置(2)不正确 繁殖 一代时，无论是半保留复制还是全保留复制，如果研究 DNA单链的情况，结果是一致的，无法区分 能力练素能培优 11.CD 图示 DNA复制过程发生在洋葱根尖分生区细胞 的细胞核内，洋葱根尖分生区细胞只进行有丝分裂， 乙、丙分开的时期为有丝分裂后期，C错误；图示过程 为 DNA的复制，绿色植物叶肉细胞不再分裂，其细胞 核内不会发生 DNA分子的复制，D错误。 12.BD 噬菌体 ΦX174 的遗传物质是单链环状 DNA分 子，单链结构中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等， A错误；以正链为模板合成双链 DNA分子时，不需要 解旋酶参与，B正确；半保留复制是指新合成的每个 DNA分子中，都保留了原来 DNA分子中的一条链，结 合题意可知噬菌体 ΦX174的 DNA复制方式不是半保 留复制，C错误；题述过程表明可以只以一条链(正链) 为模板进行 DNA的合成，D正确。 13.答案(1)反向平行 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 20% 840(2)半保留 解旋酶 DNA聚合酶 100% (3)碱基互补配对 训练十三 基因通常是有遗传效应的 DNA片段 基础练学考测评 1.D 基因是生物体遗传的功能单位和结构单位，①正 确；烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA→烟草花叶病毒 的基因是有遗传效应的 RNA片段，②正确；真核生物 的基因主要位于染色体上，线粒体和叶绿体中也含有基 因，③正确；基因中碱基的排列顺序代表遗传信息，④ 正确。 2.A 基因通常是有遗传效应的 DNA片段，染色体是基 因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，A正确；位 于一对同源染色体上的非等位基因，不会随非同源染色 体自由组合而发生自由组合，B错误；染色单体分开时， 位于染色单体上的复制而来的两个相同基因也随之分 开，C错误；基因通常是有遗传效应的 DNA片段，一条 染色体上有许多基因，但是不能说染色体就是由基因组 成的，D错误。 3.D 遗传信息是指 DNA上脱氧核苷酸的排列顺序，可 以通过DNA的复制传递给后代，A、C正确；遗传信息 控制蛋白质的合成，从而决定了蛋白质分子结构，B正 确；RNA病毒的遗传信息在RNA上，D错误。 4.C 依题意，绿色荧光蛋白基因能使小鼠发出绿色荧 光，体现了基因具有遗传效应。 5.C 一条染色体上含有1或2个 DNA分子，A错误；在 DNA分子结构中，脱氧核糖和磷酸的交替连接构成了 DNA分子的基本骨架，B错误；基因的特异性是由脱氧 核苷酸的特定排列顺序决定的，D错误。 6.D 碱基排列顺序的千变万化，构成了 DNA的多样性， A正确；碱基特定的排列顺序，构成了每个 DNA分子 的特异性，B正确；一个含2 000个碱基的 DNA分子， 其碱基对可能的排列方式有4100种，C正确；β-珠蛋白 基因碱基对的排列顺序是β-珠蛋白基因所特有的，任 意改变碱基的排列顺序后，合成的就不一定是β-珠蛋 白了，D错误。 7.A 人脸识别技术是通过直接识别人面部的多个性状 来实现的，其前提是每个人都有独特的面部特征，A错 误，B正确；DNA的多样性和特异性是生物体多样性和 特异性的物质基础，决定了人脸识别技术的可行性，D 正确。 8.C 白眼基因位于 DNA分子上，它是有遗传效应的 DNA片段，由多个脱氧核苷酸构成，A错误、C正确；染 色体是基因的主要载体，分布在细胞核中，白眼基因位 于果蝇染色体上，故白眼基因位于细胞核内，B错误；白 眼基因的基本组成单位是(4种)脱氧核苷酸，D错误。 9.解析(1)基因通常是有遗传效应的DNA片段。(2)两 个基因(基因 A与基因 C)的不同点是碱基(或脱氧核苷 酸)的数量和排列顺序不同。(3)片段 A为基因，片段 B 是基因间隔区，不属于基因，因此不具有遗传效应。 (4)不表达的 DNA片段不具有遗传效应，该片段应该 位于基因间隔区B。 答案(1)具有遗传效应的 DNA片段(2)脱氧核苷 酸的排列顺序及数目不同(3)片段B中的碱基序列不 携带遗传信息，不具有遗传效应(4)基因间隔区 B 10.答案(1)蛋白质 含氮碱基 脱氧核糖(2)1:1 1:2 许多 成百上千(3)D在 A上呈线性排列 (4)D通常是有遗传效应的C的片段 (5)E A 线 粒体 叶绿体(6)1 2 (7)碱基的特定(8)基因(D) 碱基 能力练素能培优 11.A 基因通常是有遗传效应的 DNA片段，但 DNA片 段不一定都是基因，A错误；RNA病毒体内，基因是具 有遗传效应的 RNA片段，RNA上核糖核苷酸序列代 表着遗传信息，B正确；DNA中脱氧核苷酸序列代表 着生物的遗传信息，不同 DNA分子的脱氧核苷酸序 列所携带的遗传信息不同，C正确；DNA中遗传信息 的多样性是生物体具有多样性的基础，D正确。 12.ABD 根据含氮碱基不同，D脱氧核苷酸分为四种，E 基因在H 染色体上呈线性排列，A正确；同源染色体 同一位置上存在相同基因或等位基因，B正确；除 E 外，F中还有无遗传效应的片段，遗传信息是基因中脱 氧核苷酸的排列顺序，DNA上的非基因片段不包含遗 传信息，C错误；染色体上的基因一定是具有遗传效应 的 DNA片段，D正确。 13.解析 (1)同一个体的所有体细胞都是由同一个受精 卵增殖分化而来的，所以 DNA相同，具有个体的特异 性和稳定性，故“基因身份证明”终身有效。(2)同卵双 胞胎 DNA相同，但异卵双胞胎 DNA不一定相同。 (3)对比 DNA 指纹图谱就会发现孩子的基因有一半 与母亲相同，还有一半与 B相同，而 A、C、D与孩子 DNA指纹图谱不相同，所以 B是孩子生物学上的 父亲。 答案(1)是 同一个体的不同生长发育阶段和不同 组织的 DNA是相同的，有高度的个体特异性和稳定 性(2)不一定 如果是异卵双生的双胞胎，其遗传物 质不一定相同 (3)B 该小孩的基因一半与母亲相 同，另一半与 B相同 39