第三章 第3节 DNA的复制-【创新教程】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化五维课堂课时作业word（人教版）

第三章 第3节 [知识点一]　探究DNA的复制方式 1．下列关于科学探究思维和方法的选择，对应错误的是(　　) A．孟德尔提出了遗传学的两个定律　假说—演绎法 B．沃森和克里克发现DNA规则的双螺旋结构　数学模型建构法 C．观察某一基因在染色体上的位置　荧光标记法 D．科学家证实DNA的复制方式　同位素标记法 解析：B　[孟德尔根据多年对豌豆等植物性状遗传的研究，通过假说—演绎的方法提出了遗传学的两个基本规律，A正确；沃森和克里克利用构建物理模型的方法发现DNA规则的双螺旋结构，B错误；现代分子生物学采用的测定基因在染色体上位置的方法是荧光分子标记法，通过荧光分子显示，就可以知道基因在染色体上的位置，C正确；科学家利用同位素标记法证明了DNA通过半保留复制的方式复制，D正确。] 2．若组成DNA分子的N元素全部为14N，则在试管中离心后的结果如图乙；若组成DNA分子的N元素全部为15N，则在试管中离心后的结果如图甲。现在将14N的DNA分子在15N标记核苷酸的培养基中连续复制两次，复制产物经离心后的结果图应该是(　　) 解析：C　[根据题意和图示分析可知：若组成DNA分子的N元素全部为14N，则密度较小，在试管中离心后的结果如图乙；若组成DNA分子的N元素全部为15N，则密度较大，在试管中离心后的结果如图甲。现在将14N的DNA分子在15N标记核苷酸的培养基中连续复制2次，产生4个DNA分子，其中2个DNA分子的一条链含14N，另一条链含15N，密度居中，所以在试管中离心后位置也居中；另外2个DNA分子的两条链都只含15N，密度较大，所以在试管中离心后其位置与图甲相同。] [知识点二]　DNA的复制过程及特点 3．DNA分子复制的方式是(　　) A．DNA不保留复制　　 B．DNA全保留复制 C．先全解旋后复制 D．DNA半保留复制 解析：D　[DNA分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开；②合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链；③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构，从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。DNA分子复制的特点：半保留复制；边解旋边复制。根据以上分析可知，从结果看，DNA复制是半保留复制的，而不是全保留复制；从过程看，DNA复制是边解旋边复制的，故D正确，A、B、C错误。] 4．DNA分子能够自我复制的结构基础是(　　) A．DNA具有独特的双螺旋结构 B．组成DNA的化学元素中含有P元素 C．磷酸和脱氧核苷酸交互排列的顺序稳定不变 D．配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链 解析：A　[DNA能够准确进行自我复制的结构基础在于其具有独特的双螺旋结构，而碱基互补配对原则保证了复制能够准确无误的进行。故本题答案为A。] 5．下列关于DNA分子复制的正确顺序是(　　) ①互补碱基对间氢键断裂，解旋　②以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对　③子链与母链盘旋成双螺旋结构 A．①②③ B．①③② C．②①③ D．②③① 解析：A　[复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，①在解旋酶的作用下，互补碱基对间的氢键断裂，两条螺旋的双链解开；然后②以解开的每一条母链为模板，在DNA聚合酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，互补碱基对之间形成氢键，各自合成与母链互补的一段子链；③每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。故选A。] 6．下列关于DNA复制的叙述错误的是(　　) A．DNA复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 B．DNA复制是一个边解旋边复制的过程 C．DNA复制只发生在细胞有丝分裂和减数分裂Ⅰ前的间期 D．DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件 解析：C　[A.DNA复制是指以亲代DNA分子的两条链分别为模板合成子代DNA的过程，A正确；B.DNA复制是一个边解旋边复制的过程，B正确；C.DNA复制主要发生在细胞有丝分裂和减数分裂Ⅰ前的间期，原核细胞内、无丝分裂过程中也能发生DNA复制，C错误；D.DNA复制需要模板DNA双链、酶、能量、原料脱氧核苷酸等基本条件，D正确。故选C。] [知识点三]　DNA复制的相关计算 7．将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是(　　) A．1/2 B．1/4 C．1/6 D．1/8 解析：B　[DNA分子的复制为半保留复制，将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，共得到23＝8个DNA分子，含有15N的DNA分子有2个，占全部DNA分子的比例是2/8＝1/4。选B。] 8．某个DNA片段由1 000对碱基组成，A＋T占碱基总数的54%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为(　　) A．460个 B．920个 C．1 380个 D．1 620个 解析：C　[该DNA片段有1 000对碱基，即2 000个碱基组成，G＋C＝2 000－2 000×54%＝920个，G＝C＝460个；该DNA片段复制2次形成的DNA分子数是22＝4个，增加了3个DNA分子，因此该过程中需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子是460×3＝1 380个，A、B、D错误，C正确，所以选C。] 9．已知一个完全标记15N的DNA分子含100个碱基对，其中有腺嘌呤40个。经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1。若需游离的胞嘧啶为m个，则n，m分别是(　　) A．3；900 B．3；420 C．4；420 D．4；900 解析：D　[一个完全标记上15N的DNA分子，经过n次复制后，含15N的DNA分子总数为2个，根据“不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1”，则不含15N的DNA分子总数为14个，故n次复制后产生的DNA总共为16个，因此说明该DNA复制了4次。DNA分子含100个碱基对，其中有腺嘌呤(A)40个，根据A＋C＝100，可知C＝60个。一个DNA复制了4次，需游离的胞嘧啶(C)为60×(16－1)＝900个。故选D。] 10．如图为细胞内DNA分子复制简图，请据图回答下列问题： (1)图示过程表示　__________　，该过程能够准确进行的原因是　__________________________________________　。该过程需要　______________　酶的作用，以母链为模板，以　____________　为原料。 (2)若将含15N的细胞放在只含14N的环境中培养，使细胞连续分裂4次，则最终获得的子代DNA分子中，15N标记的链占全部DNA单链的　________　。 解析：本题主要考查DNA复制过程的有关知识。DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制准确进行；DNA复制的时间是有丝分裂和减数分裂间期；条件为模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)；过程特点是边解旋边复制；结果为一条DNA复制出两条DNA，特点为半保留复制。(1)图示过程表示以DNA双链为模板，各自复制一条新链，为DNA复制，该过程能够准确进行的原因是DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制准确进行。该过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的作用，以母链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料；(2)若将含15N的细胞放在只含14N的环境中培养，使细胞连续分裂4次，即DNA复制四次，则最终获得的子代DNA分子24＝16个，其中只有2条链含15N，所以15N标记的链占全部DNA单链的比例为2/32＝1/16。 答案：(1)DNA复制　DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制准确进行　解旋酶、DNA聚合　脱氧核苷酸　(2)1/16 1．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(　　) 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分子的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链的方向相反 C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 D．DNA分子复制形成的两条子链都是连续合成的 解析：D　[A.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；B.由题图可知，DNA分子的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链的方向相反，B正确；C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段，C正确；D.由题图可知，DNA分子的两条子链中，一条单链的合成是连续的，另一条单链的合成是不连续的，D错误。故选D。] 2．下列有关双链DNA复制的叙述中，正确的是(　　) A．复制过程遵循碱基互补配对原则，即A与U配对，G与C配对 B．DNA分子复制发生于有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期 C．DNA分子复制过程是先完全解旋然后开始复制 D．解旋在细胞核中进行，复制在细胞质中进行 解析：B　[A.DNA复制过程遵循碱基互补配对原则，A与T配对，A错误；B.DNA分子复制发生于有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期，为细胞分裂做好物质准备，B正确；C.DNA分子复制过程是边解旋边复制，C错误；D.DNA分子复制过程是边解旋边复制，主要在细胞核中进行，D错误。故选B。] 3．DNA分子的半保留复制方式(　　) A．能够精确地指导蛋白质的合成 B．使DNA分子中的遗传信息具有多样性 C．使DNA分子的结构具有相对稳定性 D．能保持亲代与子代之间遗传信息的连续性 解析：D　[DNA分子的半保留复制方式使DNA自我复制能够精确进行，同时能将遗传信息从亲代传递给子代，保持了亲代与子代之间遗传信息的连续性。综上分析，A、B、C错误，D正确。故选D。] 4．下列有关遗传的分子基础的叙述，正确的是(　　) A．DNA分子结构中不含氢键 B．DNA复制的基本条件是模板、原料和酶 C．DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础 D．肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质 解析：C　[绝大多数DNA分子是双链结构，含有氢键，A错误；DNA复制的基本条件除了模板、原料和酶以外还有能量，B错误；DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的根本原因，C正确；肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质，D错误；故选C。] 5．如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链，下列各项正确的是(　　) A．a和c的碱基序列互补 B．该过程需要的原料是核糖核苷酸 C．DNA复制时遵循碱基互补配对原则 D．a链上碱基A＝T，C＝G 解析：C　[从图可知ad是互补的两条模板链，b是以a根据碱基互补配对形成的子链，c是以d根据碱基互补配对形成的子链，因为ad链互补，所以ac链相同，A错误；该过程属于DNA的复制，需要的原料是脱氧核苷酸，B错误；DNA复制时遵循碱基互补配对原则，C正确；同一条DNA链上A与T、C与G不一定相等，互补链之间A＝T，C＝G，D错误。] 6．某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是(　　) A．DNA双链之间由氢键连接 B．随后细胞中的DNA复制发生障碍 C．该物质可将细胞周期阻断在分裂前期 D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用 解析：C　[DNA存在碱基对，碱基对靠氢键连接，A正确；某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开，DNA复制不能正常进行，B正确。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误；该药物抑制DNA复制，可以抑制癌细胞的增殖，D正确；故选C。] 7．假设32P、35S分别标记了一个噬菌体中的DNA和蛋白质，其中DNA由5 000个碱基对组成，腺嘌呤占全部碱基的30%。用这个噬菌体侵染不含标记元素的大肠杆菌，共释放出50个子代噬菌体。下列叙述错误的是(　　) A．子代噬菌体中可能含有32P、35S B．该过程至少需要1×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 C．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等 D．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶24 解析：ABC　[亲代噬菌体含35S的蛋白质外壳不进入细菌参加增殖，含32P的DNA进入细菌参加增殖，故子代噬菌体中含有32P，不含35S，A错误；(A＋G)的数目＝50%×5 000×2＝5 000，而A＝30%×5 000×2＝3 000，故G＝2 000,50个子代噬菌体含50个子代DNA，而原来亲代DNA两条链始终保留，故实际新生成相关于49个DNA分子，需要鸟嘌呤脱氧核苷酸数目＝49×2 000＝0.98×105，B错误；噬菌体增殖需要细菌提供原料和酶等，模板是噬菌体的DNA，C错误；由于释放出的50个子代噬菌体中，含32P的有2个，所以含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为2∶(50－2)＝1∶24，D正确。] 8．如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题： (1)甲图中有　________　种碱基，有　________　个游离的磷酸基团。两条脱氧核苷酸链的碱基之间通过　____________　相连。 (2)图乙过程在真核细胞与原核细胞中进行的主要场所分别是　__________　和　____________　。 (3)图乙的DNA分子复制过程中所需的原料是　______________________　。 (4)由图可知，延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制具有　________________________　的特点。 (5)已知某DNA分子共含1 000个碱基对、2 400个氢键，则该DNA分子中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸　________　个；若将其复制4次，共需腺嘌呤脱氧核苷酸　________　个。 解析：分析甲图：甲图是DNA分子局部组成示意图；分析乙图：乙图表示DNA分子复制过程，该图表明DNA分子的复制是双向进行的，且其特点是边解旋边复制。 (1)甲图中有A、T、C、G共4种碱基，每一条DNA单链上有1个游离的磷酸基团，所以共有2个游离的磷酸基团；两条脱氧核苷酸链的碱基之间通过氢键相连，而同一条脱氧核苷酸链中的相邻碱基之间通过“－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－”相连。 (2)图乙表示DNA分子复制过程，在真核细胞中进行的主要场所是细胞核，在原核细胞进行的主要场所是拟核(或细胞质)。 (3)乙图的DNA分子复制过程中是合成DNA的过程，所以所需的原料是脱氧核苷酸。 (4)由题意可知，DNA分子复制过程中延伸的子链紧跟着解旋酶，说明DNA复制具有边解旋边复制的特点。 (5)设鸟嘌呤G的含量为x个，腺嘌呤A的含量为y个，则x＋y＝1 000,3x＋2y＝2 400，可求出x为400，y为600，即鸟嘌呤脱氧核苷酸为400；复制4次，形成16个子代DNA，但其中由亲代保留的两条链不需要原料，所以需要原料合成的实质就是15个DNA，共需腺嘌呤脱氧核苷酸为15×600＝9 000。 答案：(1)4　2　氢键　(2)细胞核　拟核或细胞质 (3)脱氧核苷酸　(4)边解旋边复制　(5)400　9 000 1．若以1分子含500个碱基对的DNA(不含放射性)为模板，在含15N的环境中进行复制n次，下列相关叙述正确的是(　　) A．DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶 B．子代DNA中，两条链均含有15N的DNA分子有(2n－1)个 C．细胞内DNA复制主要发生在细胞核、线粒体和核糖体中 D．复制过程中，需要消耗(2n－1)×1 000个核糖核苷酸 解析：A　[A.DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，A正确；B.子代DNA中，两条链均含有15N的DNA分子有(2n－2)个，B错误；C.细胞内DNA复制主要发生在细胞核，C错误；D.复制过程中，需要的原料是脱氧核糖核苷酸，D错误。故选A。] 2．请回答下列与DNA分子的结构和复制有关的问题： (1)DNA分子复制的时间是　__________________________　，一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠　__________________________________　连接。 (2)在DNA分子模型构建实验中，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，那么由此构建而成的DNA分子双螺旋的整条模型粗细　________　，原因是　________________________________　。 (3)科学家在研究DNA分子复制方式时运用的主要技术是　__________　。DNA分子复制时的解旋在细胞中需要解旋酶的催化，延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制的特点是　__________　，DNA分子解旋在体外通过加热也能实现，研究发现有些DNA分子加热变性时需要的温度较高，推测其原因是　__________________________________　。 (4)某双链DNA分子中含有100个碱基对，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子连续复制三次共需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是　________　个。 解析：(1)DNA复制的时间是有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期；一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－连接。(2)DNA分子的结构中碱基互补配对，A、T配对，G、C配对，所以形成的DNA分子直径相同。(3)科学家用15N标记核苷酸作为DNA复制的原材料追踪复制的过程，再利用密度梯度离心将不同质量的DNA分子分离，所以运用了同位素示踪技术和密度梯度离心法，解旋需要解旋酶的催化，延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制有边解旋边复制的特点，A－T碱基对有两个氢键，G－C碱基对有三个氢键，有的DNA分子解旋需要的温度高，是因为该DNA分子中G—C碱基的比例高，氢键较多，分子结构更加稳定。(4)根据碱基互补配对的原则，一个DNA分子胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为70个，所以复制3次共需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为(23－1)×70＝490个。 答案：(1)有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期(细胞分裂间期)　—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—　(2)相同　嘌呤必定与嘧啶互补配对　(3)同位素示踪技术(和密度梯度离心技术)　边解旋边复制　该DNA分子中G—C碱基的比例高，氢键较多，分子结构更加稳定，体外解旋时需要更高的温度　(4)490 学科网（北京）股份有限公司 $