高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進化》第3節(jié) DNA的復制同步測試題

這是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進化》第3節(jié) DNA的復制同步測試題，共6頁。
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯的打“×”。
(1)DNA復制是以DNA的一條鏈為模板進行的。(×)
(2)DNA分子復制時總是先解旋后復制，而且每個子代DNA分子中都保留了一條母鏈。(×)
(3)DNA復制時，嚴格遵循A—U、C—G的堿基互補配對原則。(×)
(4)DNA的遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序中。(√)
(5)堿基排列順序的千變?nèi)f化，構成了DNA的多樣性。(√)
(6)任何生物的基因都是有遺傳效應的DNA片段。(×)
2．下列關于DNA分子復制的敘述，錯誤的是( )
A．以脫氧核苷酸為原料
B．需要解旋酶和能量
C．邊解旋邊復制，復制出的子代DNA一般與親代完全一樣
D．在DNA聚合酶的作用下，模板鏈和子鏈之間形成氫鍵
解析：選D DNA分子復制以4種游離的脫氧核苷酸為原料，A正確。DNA復制過程需要解旋酶、DNA聚合酶的催化并且消耗ATP，B正確。從結果看，DNA的復制方式為半保留復制；從過程看，DNA的復制方式為邊解旋邊復制，由于以DNA雙鏈為模板，遵循堿基互補配對原則，所以一般情況下復制出的子代DNA與親代完全一樣，C正確。在DNA聚合酶的作用下，形成磷酸二酯鍵而不是氫鍵，D錯誤。
3．下列關于基因、DNA和染色體關系的說法，錯誤的是( )
A．染色體是基因的主要載體
B．一條染色體上只有一個DNA分子
C．一個DNA分子上有許多個基因
D．基因上脫氧核苷酸的排列順序蘊藏著遺傳信息
解析：選B 染色體是基因的主要載體，A正確；DNA復制前一條染色體含一個DNA分子，DNA復制后一條染色體含兩個DNA分子，B錯誤；基因通常是有遺傳效應的DNA片段，一個DNA分子上有許多個基因，C正確；基因上脫氧核苷酸的排列順序蘊藏著遺傳信息，D正確。
4．某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復制兩次后的產(chǎn)物是( )
解析：選D 親代DNA雙鏈用白色表示，DNA復制方式是半保留復制，因此復制一次后得到的兩個DNA分子只含有白色和灰色，而第二次復制得到的四個DNA分子以這兩個DNA分子的四條鏈為模板合成的四個DNA分子中，都含有黑色的DNA子鏈，D正確。
5．DNA的多樣性和特異性分別決定于( )
A．堿基對不同的排列順序和堿基特定的排列順序
B．細胞分裂的多樣性和DNA復制的穩(wěn)定性
C．堿基對不同的排列順序和堿基互補配對原則
D．DNA分子的雙螺旋結構和解旋酶的特異性
解析：選A 堿基對的不同排列順序決定了DNA的多樣性，而堿基特定的排列順序又構成了每個DNA的特異性。故選A。
6．科學研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)HMIGIC基因與肥胖直接相關。具有HMIGIC基因缺陷的實驗小鼠與作為對照的正常小鼠吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組小鼠變得十分肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的實驗小鼠體重仍然保持正常，這說明( )
A．基因在DNA上 B．基因在染色體上
C．基因具有遺傳效應 D．DNA具有遺傳效應
解析：選C 該題干中沒有涉及基因和DNA、染色體的關系；由題干信息分析可知，肥胖這一性狀是由HMIGIC基因決定的，說明基因控制生物體的性狀，具有遺傳效應；該實驗中沒有涉及性狀表現(xiàn)與DNA的關系，因此不能說明DNA具有遺傳效應。故選C。
7．用32P標記玉米體細胞(含有20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的中期、后期及所產(chǎn)生的子細胞中，被32P標記的染色體數(shù)分別為( )
A．20、40、20 B．20、20、20
C．20、20、0～20 D．20、40、0～20
解析：選C 根據(jù)題意可知，用32P標記玉米體細胞的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，由于DNA復制方式為半保留復制，經(jīng)過第一次分裂產(chǎn)生的子細胞中的20條染色體中的DNA分子均有放射性標記，但只有其中的一條單鏈被標記；經(jīng)過再一次的DNA復制后，第二次有絲分裂中期時，染色單體沒有分開，而這2條沒有分開的染色單體上，其中有1條被32P標記，導致整條染色體也被32P標記，即第二次有絲分裂中期20條染色體都被標記，第二次有絲分裂后期有40條染色體，其中被標記的有20條，隨后發(fā)生彼此分離的子染色體隨機組合進入不同的子細胞中，因此在第二次分裂產(chǎn)生的子細胞中含有被32P標記的染色體數(shù)可能為0～20個不等。故選C。
8.用15N標記親代大腸桿菌，然后轉至以14NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，已知細菌繁殖一代需20 min，實驗過程中，每隔20 min收集并提取DNA進行離心，如圖是兩次收集的子代DNA離心結果模擬示意圖。 下列有關敘述正確的是( )
A．乙結果的出現(xiàn)需要40 min
B．丁中兩層DNA所含的氫鍵數(shù)相等
C．丙中每個DNA中堿基排列順序不同
D．隨著繁殖次數(shù)的增加，丙圖所示位置的條帶將會消失
解析：選B 由于DNA復制方式是半保留復制，所以乙結果中不會出現(xiàn)只有15N標記的DNA，A錯誤；由于DNA復制產(chǎn)生的子代DNA相同，所以丁中兩層DNA所含的氫鍵數(shù)相等，B正確；丙中每個DNA中堿基排列順序都相同，C錯誤；隨著繁殖次數(shù)的增加，丙圖所示位置的條帶所占比例越來越小，但不會消失，D錯誤。
9．圖1中DNA分子有a和d兩條鏈，Ⅰ和Ⅱ均是DNA分子復制過程中所需要的酶，將圖1中某一片段放大后如圖2所示。請分析回答下列問題：
(1)從圖1可看出DNA復制的方式是____________，Ⅰ是________酶，Ⅱ是________酶。
(2)圖2中，DNA分子的基本骨架由________(填序號)交替連接而成，該DNA片段中含有________個游離的磷酸基團。
(3)圖2中④名稱是__________________________。一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的堿基A和T之間通過“____________________________”連接。
(4)該過程發(fā)生的時間為____________________________________________________。
(5)DNA分子復制時，在有關酶的作用下，以母鏈為模板，以游離的____________為原料，按照堿基互補配對原則，合成與母鏈互補的子鏈。
(6)若親代DNA分子中A＋T占60%，則子代DNA分子某一條單鏈中A＋T占________%。
(7)若將含14N的細胞放在只含15N的環(huán)境中培養(yǎng)，使細胞連續(xù)分裂4次，則最終獲得的子代DNA分子中，含14N 的占________。
解析：(1)從圖1可看出DNA復制的方式是半保留復制，Ⅰ是解旋酶，Ⅱ是DNA聚合酶。(2)圖2中，DNA分子的基本骨架由②脫氧核糖與③磷酸交替連接而成，該DNA片段中含有2個游離的磷酸基團。(3)圖2中④名稱是胸腺嘧啶脫氧核苷酸，一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的堿基A和T之間通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”連接。(4)DNA復制發(fā)生的時間為有絲分裂間期或減數(shù)分裂Ⅰ前的間期。(5)DNA分子復制時，在有關酶的作用下，以母鏈為模板，以游離的脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，合成與母鏈互補的子鏈。(6)若親代DNA分子中A＋T占60%，子代DNA分子某一條單鏈中A＋T也占60%。(7)若將含14N的細胞放在只含15N的環(huán)境中培養(yǎng)，使細胞連續(xù)分裂4次，則最終獲得的子代DNA分子中，含14N的占1/8。
答案：(1)半保留復制 解旋 DNA聚合 (2)②③ 2
(3)胸腺嘧啶脫氧核苷酸 脫氧核糖磷酸脫氧核糖
(4)有絲分裂間期或減數(shù)分裂Ⅰ前的間期 (5)脫氧核苷酸 (6)60 (7)1/8
[遷移·應用·發(fā)展]
10．(2023·山東高考)將一個雙鏈DNA分子的一端固定于載玻片上，置于含有熒光標記的脫氧核苷酸的體系中進行復制。甲、乙和丙分別為復制過程中3個時間點的圖像，①和②表示新合成的單鏈，①的5′端指向解旋方向，丙為復制結束時的圖像。該DNA復制過程中可觀察到單鏈延伸暫停現(xiàn)象，但延伸進行時2條鏈延伸速率相等。已知復制過程中嚴格遵守堿基互補配對原則，下列說法錯誤的是( )
A．據(jù)圖分析，①和②延伸時均存在暫?，F(xiàn)象
B．甲時①中A、T之和與②中A、T之和可能相等
C．丙時①中A、T之和與②中A、T之和一定相等
D．②延伸方向為5′端至3′端，其模板鏈3′端指向解旋方向
解析：選D 據(jù)圖分析，甲時新合成的單鏈①比②短，乙時①比②長，因此可以說明①和②延伸時均存在暫?，F(xiàn)象，A正確；①和②兩條鏈中堿基是互補的，甲時新合成的單鏈①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和與②中A、T之和可能相等，B正確；丙為復制結束時的圖像，新合成的單鏈①與②等長，且①和②是互補的，則丙時①中A、T之和與②中A、T之和一定相等，C正確；由題意可知，①的5′端指向解旋方向，則②的3′端指向解旋方向，其模板鏈5′端指向解旋方向，其延伸方向為5′端至3′端，D錯誤。
11．科學家運用同位素標記、密度梯度離心等方法研究DNA復制的機制。請回答問題：
(1)研究者用蠶豆根尖進行實驗，主要步驟如下：
①步驟A的目的是標記細胞中的________分子。若依據(jù)“DNA半保留復制”假說推測，DNA分子復制的產(chǎn)物應符合甲圖中的__________(填字母)。
②若第二個細胞周期的放射性檢測結果符合乙圖中的__________，且第三個細胞周期的放射性檢測結果符合乙圖中的__________，則假說成立。(均填字母)
(2)研究者為進一步確定“DNA半保留復制”的假說，將兩組大腸桿菌分別在15NH4Cl培養(yǎng)液和14NH4Cl培養(yǎng)液中繁殖多代，培養(yǎng)液中的氮可被大腸桿菌用于合成四種__________分子，作為DNA復制的原料，最終得到含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌。
(3)實驗一：從含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌中分別提取親代DNA，混合后放在100℃條件下進行熱變性處理，然后進行密度梯度離心，再測定離心管中混合的DNA單鏈含量，結果如圖a所示。
熱變性處理導致DNA分子中堿基對之間的__________發(fā)生斷裂，形成兩條DNA單鏈，因此圖a中出現(xiàn)兩個峰。
(4)實驗二：研究人員將含15N的大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養(yǎng)液中，繁殖一代后提取子代大腸桿菌的DNA(F1DNA)，將F1DNA熱變性處理后進行密度梯度離心，離心管中出現(xiàn)的兩個條帶對應圖b中的兩個峰。若將未進行熱變性處理的F1DNA進行密度梯度離心，則離心管中只出現(xiàn)一個條帶。據(jù)此分析，F(xiàn)1DNA是由__________(填序號)組成，作出此判斷的依據(jù)是__________(填序號，多選)。
①兩條15N-DNA單鏈
②兩條14N-DNA單鏈
③兩條既含15N、又含有14N的DNA單鏈
④一條15N-DNA單鏈、一條14N-DNA單鏈
⑤雙鏈的F1DNA密度梯度離心結果只有一個條帶，排除“全保留復制”
⑥單鏈的F1DNA密度梯度離心結果有兩個條帶，排除“彌散復制”
⑦圖b與圖a中兩個峰的位置相同，支持“半保留復制”
解析：(1)胸腺嘧啶是合成DNA的原料，因此步驟A的目的是標記細胞中DNA分子。依據(jù)“DNA半保留復制”假說推測，DNA分子復制形成的子代DNA分子中有一條鏈為親代鏈，另一條鏈為新合成的子鏈，即圖甲中的a。若假說成立，即DNA分子的復制方式為半保留復制，則第二個細胞周期的放射性檢測結果是每條染色體含有兩條染色單體，其中一條單體含有放射性，另一條單體不含放射性，即符合圖乙中的e；第三個細胞周期的放射性檢測結果是有一半染色體不含放射性，另一半染色體的姐妹染色單體中，有一條單體含有放射性，另一條單體不含放射性，即符合圖中的e和f。(2)脫氧核糖核苷酸分子是DNA復制的原料，脫氧核糖核苷酸的組成元素是C、H、O、N、P，培養(yǎng)液中的氮可被大腸桿菌用于合成四種脫氧核糖核苷酸。(3) DNA分子中堿基對之間以氫鍵相連，熱變性處理導致DNA分子中堿基對之間的氫鍵發(fā)生斷裂，形成兩條DNA單鏈。(4)將DNA被15N標記的大腸桿菌移到14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA鏈均含14N。根據(jù)半保留復制的特點，第一代的2個DNA分子都應一條鏈含15N，一條鏈含14N，故選④。若將未進行熱變性處理的F1 DNA進行密度梯度離心，則離心管中只出現(xiàn)一個條帶，將F1 DNA熱變性處理后進行密度梯度離心，則離心管中出現(xiàn)的兩種條帶，即14N條帶和15N條帶，對應圖b中的兩個峰。若為全保留復制，則雙鏈的F1 DNA，1個DNA分子兩條鏈都是14N,1個DNA分子兩條鏈都是15N，密度梯度離心結果有2個條帶，1個14N條帶，1個15N條帶，而本實驗雙鏈的F1 DNA密度梯度離心結果只有一個條帶，排除“全保留復制”。若為彌散復制則單鏈的F1 DNA密度梯度離心結果只有1個條帶，而本實驗單鏈的F1 DNA密度梯度離心結果有兩個條帶，排除“彌散復制”。從含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌中分別提取親代DNA，即一個2條鏈l5N的DNA分子和一個2條鏈都是14N的DNA分子，混合后放在100 ℃條件下進行熱變性處理，成單鏈，然后進行密度梯度離心，應該含有2個條帶，1個14N條帶，1個15N條帶，如圖a，將DNA被15N標記的大腸桿菌移到14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA鏈均含14N。根據(jù)半保留復制的特點，第一代的2個DNA分子都應一條鏈含15N，一條鏈含14N，如圖b，圖b與圖a中兩個峰的位置相同，支持“半保留復制”。
答案：(1)①DNA a ②e e和f (2)脫氧核苷酸 (3)氫鍵 (4)④ ⑤⑥⑦步驟A
將蠶豆根尖置于含放射性3H標記胸腺嘧啶的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)大約一個細胞周期的時間
步驟C
在第一個、第二個和第三個細胞周期取樣，檢測中期細胞染色體上的放射性分布
步驟B
取出根尖，洗凈后轉移至不含放射性物質的培養(yǎng)液中，繼續(xù)培養(yǎng)大約兩個細胞周期的時間