课时测评11 DNA的复制-【金版新学案】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019 多选）

（时间：40分钟　满分：60分） （本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！） (选择题1～11题每小题2分，12～13题每小题4分，共30分) 知识点一　DNA半保留复制的实验证据 1．某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是(　　) 答案：D 解析：因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将分别进入不同的子代DNA分子中，A、B错误；第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链（黑色表示），C错误，D正确。 2．细菌在含15N的培养液中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含14N的培养液中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，图中①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　) A．第一次分裂的子代DNA应为⑤ B．第二次分裂的子代DNA应为① C．第三次分裂的子代DNA应为③ D．亲代的DNA应为⑤ 答案：A 解析：亲代DNA为15N/15N－DNA，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N/14N－DNA，应如图②所示，A错误。 3．（2023·河南信阳高一期末）某兴趣小组的同学对美国科学家梅塞尔森和斯塔尔的实验进行了改编，让大肠杆菌在以14NH4Cl为唯一氮源的培养基上培养一段时间，当大肠杆菌全部标记上14N后，再将其转移到含15N的培养基中培养。连续培养两代后，提取大肠杆菌的DNA分子用氯化铯进行密度梯度离心。下列相关叙述正确的是(　　) A．大肠杆菌每分裂一次，DNA就复制一次，而纺锤体在前期形成，末期消失 B．本实验所用研究方法为放射性同位素标记法，通过离心将不同密度的DNA分离 C．若复制方式为全保留复制，则子一代DNA经氯化铯密度梯度离心后会出现轻带和重带 D．子二代大肠杆菌中，一半大肠杆菌的DNA含有15N，另一半大肠杆菌的DNA含有14N 答案：C 解析：大肠杆菌每分裂一次，DNA就复制一次，大肠杆菌为原核生物，分裂方式为二分裂，该过程中无纺锤体出现，A错误；本实验所用研究方法为同位素标记法，通过离心将不同密度的DNA分离，所用的15N没有放射性，B错误；若子一代DNA经氯化铯密度梯度离心后会出现轻带和重带，则复制方式为全保留复制，C正确；子二代大肠杆菌中，所有大肠杆菌的DNA都含有15N，有一半大肠杆菌的DNA含有14N，D错误。 4.如图所示是研究DNA复制方式的实验，根据这些实验结果进行的推论，正确的是(　　) 菌种：大肠杆菌 培养条件与方法： (1)在含15NH4Cl的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记（图甲）。 (2)转至含14NH4Cl的培养基中培养，每30分钟繁殖一代。 (3)取出每代DNA样本，并离心。 ①丙是转入含14NH4Cl培养基中复制一代的结果 ②乙是转入含14NH4Cl培养基中复制二代的结果 ③出现丁的结果至少需要60分钟　④戊表示复制三代后不再具有15N标记的DNA A．①④ B．①③ C．②③ D．②④ 答案：B 解析：由于DNA分子是半保留复制，而丙中全为中带，所以丙是转入14NH4Cl培养基中复制一代的结果，①正确；乙中是1/2重带、1/2中带，而DNA分子是半保留复制，所以复制后不可能有全重带的DNA存在，②错误；丁中是1/2中带、1/2轻带，说明DNA已复制两次，而复制一次需要30分钟，所以出现丁的结果至少需要60分钟，③正确；戊中全为轻带，表示不具有15N标记的DNA，而DNA分子是半保留复制，15N标记的DNA一直存在，④错误。故B正确。 知识点二　DNA复制的过程和相关计算 5．（2023·安徽芜湖高一期末）下列关于细胞中DNA复制的叙述，正确的是(　　) A．DNA复制方式为全保留复制 B．DNA复制过程不需要能量 C．DNA复制过程不需要酶 D．DNA复制是边解旋边复制的过程 答案：D 解析：DNA复制方式为半保留复制，A错误；DNA复制过程中，需要消耗能量并且需要酶的催化，B、C错误；DNA的复制过程是边解旋边复制，D正确。 6．（2023·湖北襄阳高一期末）下列关于真核细胞DNA复制的说法，正确的是(　　) A．DNA复制过程中由3′-端向5′-端延伸子链 B．DNA复制时，解旋酶和DNA聚合酶不能同时发挥作用 C．若DNA中部分A—T被G—C替换，解旋时会消耗更多ATP D．若DNA与某物质结合后导致双链不能解开，则不会影响复制过程 答案：C 解析：DNA复制过程中由5′-端向3′-端延伸子链，A错误；DNA复制时，边解旋边复制，解旋酶和DNA聚合酶可同时发挥作用，B错误；若DNA中部分A—T被G—C替换，解旋时会消耗更多ATP，因为G—C碱基对之间有3个氢键，而A—T碱基对之间有2个氢键，C正确；若DNA与某物质结合后导致双链不能解开，则会影响DNA的复制，因为DNA复制的模板链为DNA单链，D错误。 7．（2023·河南南阳高一期末）关于DNA分子复制的叙述中，不正确的是(　　) A．DNA双链被32P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占1/2n B．1个含有m个鸟嘌呤的DNA分子复制n次需要鸟嘌呤脱氧核苷酸(2n－1)×m个 C．在酶的作用下，子链的合成方向是5′-端→3′-端 D．在一个双链DNA分子中，A＋T占N%，那么该DNA分子的每条链中A＋T都占该链碱基总数的N% 答案：A 解析：DNA双链被32P标记后，复制n次，共得到2n个DNA分子，其中有两个DNA分子含有32P，因此子代DNA中有标记的占2/2n，A错误；1个含有m个鸟嘌呤的DNA分子复制n次，总共合成了2n个DNA分子，此过程中新合成了(2n－1)个DNA分子，因此需要鸟嘌呤脱氧核苷酸(2n－1)×m个，B正确；在引物作用下，DNA聚合酶从引物3′-端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5′-端向3′-端延伸的，C正确；在一个双链DNA分子中，A＋T占N%，根据碱基互补配对原则可知，该DNA分子的每条链中A＋T都占该链碱基总数的N%，D正确。 8．（2023·河南周口高一期中）复制叉是指DNA复制时在DNA链上通过解旋等过程形成的Y型结构，两个靠得很近的复制叉之间形成的空间称为复制泡，如图所示。其中a表示相应物质，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ表示DNA复制的不同区段。下列叙述错误的是(　　) A．图示说明DNA的复制是双向的 B．物质a的移动方向均为5′-端→3′-端 C．Ⅱ和Ⅳ区段合成的子链碱基序列相同 D．Ⅰ区段中解旋酶和物质a会同向移动 答案：C 解析：图中复制叉往两个方向移动，说明DNA的复制是双向的，A正确；物质a为DNA聚合酶，只能识别模板链的3′-端，因此a的移动方向均为5′-端→3′-端，B正确；Ⅱ和Ⅳ区段合成的子链碱基序列分别与DNA的两条模板链互补，因此Ⅱ和Ⅳ区段合成的子链碱基序列互补，C错误；Ⅰ区段是连续合成的，其中解旋酶和物质a会同向移动，均向左移动，D正确。 9．（2022·海南卷）科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制（图1）。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如图实验（图2）。 下列有关叙述正确的是(　　) A．第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制 B．第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制 C．结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制 D．若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带 答案：D 解析：第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式可能是半保留复制，也可能是分散复制，A错误；第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是半保留复制，B错误；结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是半保留复制，C错误；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。 10．（2023·吉林通化高一期中）DNA复制过程中，非复制区保持着亲代双链结构，复制区的双螺旋分开，形成两个子代双链，子代双链与亲代双链的相接区域称为复制叉。如图表示DNA复制的部分过程，下列相关叙述错误的是(　　) A．复制叉向前移动需要解旋酶参与 B．前导链与滞后链的复制方向均为5′-端→3′-端 C．复制完成后，前导链与滞后链中的碱基序列相同 D．前导链的合成是连续的，滞后链的合成是不连续的 答案：C 解析：复制完成后，前导链和滞后链的碱基序列互补，C错误。 11．(2024·河南鹤壁模拟)一个DNA分子中共有300个碱基对，其中一条链中腺嘌呤所占的比例是20%，另一条链上G与C之和所占的比例是60%。下列相关叙述错误的是(　　) A．腺嘌呤在另一条链上的比例也是20% B．若G与C之和所占的比例改为50%，则该DNA分子的热稳定性会降低 C．该DNA复制3次共需要消耗1440个胞嘧啶 D．该DNA第2次复制共需要消耗360个鸟嘌呤 答案：C 解析：一条单链中G和C之和占该链全部碱基数的60%，则整个DNA分子中，G＋C＝60%，A＋T＝40%，则A＝T＝ 20%，其中一条链中腺嘌呤所占的比例是20%，则腺嘌呤在另一条链上的比例也是20%，A正确；双链DNA分子中氢键数目越多，热稳定性越高，碱基对G和C之间有三个氢键，A和T之间有两个氢键，若G与C之和所占的比例改为50%，则该DNA分子的热稳定性会降低，B正确；该DNA分子中共有300个碱基对，G＋C＝60%，则G＝C＝ 600×30%＝180，经过3次复制需消耗游离的胞嘧啶数为180×(23－1)＝1 260个，C错误；该DNA第2次复制时，需消耗游离的鸟嘌呤数为180×22－1＝360个，D 正确。 12．玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA分子。下图为该病毒DNA在玉米细胞内的复制过程。下列相关叙述正确的是(多选)(　　) A．复制时A与T、G与C进行配对 B．复制时以4种脱氧核糖核苷酸为原料 C．形成子代DNA时亲本DNA边解旋边复制 D．新合成的互补链是子代病毒的遗传物质 答案：AB 解析：DNA复制时，根据碱基互补配对原则，A和T配对，C和G配对，A正确；DNA复制时，以4种脱氧核糖核苷酸为原料，B正确；玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA，单链环状DNA复制过程中亲代DNA不需要解旋，C错误；新合成的互补链与亲本碱基序列不同，不是子代病毒的遗传物质，D错误。 13．研究发现，啤酒酵母中存在一种DNA复制检验点(又称S期检验点)中介蛋白M1，往往以蛋白复合物的形式聚集在复制叉处，当另一种三聚体蛋白复合物M3也被加载到此处时，M1就会被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程。以下说法正确的是(多选)(　　) A．S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度 B．M1蛋白被激活后的移动方向是5′-端→3′-端，该过程中有水生成 C．一个复制叉内两条DNA子链的延伸方向与M1激活后移动方向不一定相同 D．所有啤酒酵母细胞的DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)的数值均相等 答案：ABC 解析：题干分析，S期M1蛋白聚集在复制叉处，M1蛋白被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程，由此可见，S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度，A正确；新的DNA子链合成方向为5′-端→3′-端，故M1蛋白被激活后的移动方向是5′-端→3′-端，DNA复制过程中形成磷酸二酯键时有水的生成，B正确；DNA分子复制过程中两条子链的延伸方向相反，因此与M1激活后沿复制叉移动的方向不一定相同，C正确；DNA分子一般为双链，且遵循碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，但A与G，C与T数量不一定相等，因此(A＋T)/ (G＋C)的数值不一定相等，D错误。 14．（15分）（2023·河南开封高一期末）在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N－DNA（相对分子质量为a）和15N－DNA（相对分子质量为b）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用离心方法分离得到的结果如图所示。回答下列问题： (1)分布在“中带”的DNA分子含有的N元素类型是　　　　。第Ⅱ代大肠杆菌DNA的平均分子质量为　　　　，若将所得大肠杆菌继续在含14N的培养基上繁殖至第Ⅲ代，则得到的子代DNA分子中含15N的DNA分子和含14N的DNA分子的比例为　　　　。 (2)DNA分子的复制发生在　　　　　　　　　　　　　　（填时期），DNA的两条链按　　　　方式盘旋成双螺旋结构。 (3)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一种长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细　　　　，原因是________________________________________________________________________。 (4)在噬菌体侵染细菌的实验中，先将40个普通噬菌体（放在含32P的培养基中的大肠杆菌中）进行标记，只得到400个被标记的噬菌体，利用它们进行噬菌体侵染大肠杆菌（未被标记）实验，结果培养时间过长，细菌完全裂解，得到了4 000个子代噬菌体，请问含有32P噬菌体所占比例最多为__________________________________________________________%。 答案：(1)14N、15N　(3a＋b)/4　1∶4　(2)有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期（或细胞分裂前的间期）　反向平行　(3)相同　嘌呤与嘧啶互补配对　(4)20 解析：(1)图示离心的结果是根据DNA分子的相对分子质量大小进行检测的，则分布在重带的DNA分子只含有15N，分布在轻带的DNA分子只含有14N，则图中分布在“中带”的DNA分子含有的N元素类型是14N、15N。第Ⅱ代大肠杆菌DNA共有4个，2个DNA分子分布在轻带，2个DNA分子分布在中带，则这4个DNA分子的平均分子质量为(2a＋a＋b)÷4＝(3a＋b)/4；若将所得大肠杆菌继续在含14N的培养基上繁殖至第Ⅲ代，则得到的子代DNA分子（8个）中含15N的DNA分子只有2个，而所有的DNA分子均含14N，因此第Ⅲ代中含15N的DNA分子和含14N的DNA分子的比例为1∶4。(2)DNA分子的复制发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，此时细胞中进行的是DNA复制和有关蛋白质的合成；DNA的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(3)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一种长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细相同（或均匀），这是因为构成DNA分子的两条单链为互补关系，且碱基对由嘌呤与嘧啶互补配对产生。(4)根据DNA复制是半保留复制的特点可推测，若要求的子代噬菌体中被放射性标记的个体数目最多，则这里需要假设亲代噬菌体DNA的两条链均被32P标记，则子代噬菌体中带有标记的最多有800个，因此，在子代噬菌体中含有32P噬菌体所占比例最多为800/4 000×100%＝20%。 15．（15分）（2023·安徽六安高一期末）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，研究者用蚕豆根尖进行实验，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)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　　　　　　　　。 (3)某个DNA片段由400对碱基组成，一条链上A＋T占碱基总数和的40%，若该DNA片段复制3次，则第3次复制消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸分子个数为　　　　。 (4)经分离得到编号为a和b的两个DNA，分析其DNA的碱基组成，发现a的腺嘌呤含量为42%，而b的胞嘧啶含量为18%。可以推知两个DNA中稳定性较高的是　　　　。 答案：(1)（放射性）同位素标记法　分生　DNA或脱氧核酸　(2)B　B和C　半保留复制　(3)960　(4)b 解析：(1)3H是放射性同位素，根据题意可知，本实验最主要的研究方法称为（放射性）同位素标记法。只有能进行连续有丝分裂的细胞才具有细胞周期，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，因此步骤①目的是标记细胞中DNA（脱氧核酸）分子。(2)若DNA分子的复制方式为半保留复制，第二个细胞周期的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，即符合图中的B；第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半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，即符合图中的B和C。(3)某个DNA片段由400对碱基组成，一条链上A＋T占碱基总数和的40%，则整个DNA分子中A＋T占碱基总数的40%，因此一个DNA分子中C＝G＝[400×2×(1－40%)]÷2＝240，根据DNA半保留复制特点，该DNA片段复制3次，第3次复制时共需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸分子个数为(23－22)×240＝960个。(4)A与T之间含有2个氢键，C与G之间含有3个氢键，因此C与G的比例越多，稳定性越高；a的腺嘌呤含量为42%，则胞嘧啶含量为8%，而b的胞嘧啶含量为18%，因此可以推知稳定性较高的是b。 学科网（北京）股份有限公司 $$