2018-2019學年高中生物 課時提升作業(yè)九 3.3 DNA的復制 3.4 基因是有遺傳效應的DNA片段(含解析)新人教版必修2
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1、DNA的復制 基因是有遺傳效應的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.下列關于DNA分子復制過程的敘述中,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獨特的雙螺旋結構保證了DNA的準確復制 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。在復制過程中,DNA獨
2、特的雙螺旋結構為DNA復制提供精確模板,嚴格的堿基互補配對保證了復制能夠準確進行。 【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復制時不是兩條鏈完全解開后才合成子鏈,而是邊解旋邊復制。 2.某DNA分子片段為,可進行人工復制使其數(shù)量增加,復制時應給予的條件是( ) 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: (1)DNA分子復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)細菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后,使細菌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經高速離心分離,如圖①~⑤為可能的結果,下列敘述錯誤的是( ) 世紀金榜導學號94294149 A.第一次分裂的子代DNA應為⑤ B.第二次分裂的子代DNA應為① C.第三次分裂的子代DNA應為③
4、 D.親代的DNA應為⑤ 【解析】選A。DNA復制的方式為半保留復制,親代DNA為15N-15N,離心后位置為⑤,在14N培養(yǎng)基中培養(yǎng);經第一次復制所形成的子代DNA應全為15N-14N,如圖②所示;經第二次復制所形成的4個子代DNA中一半為15N-14N,一半為14N-14N,如圖①所示;經第三次復制所形成的8個子代DNA中2個為15N-14N,6個為14N-14N,如圖③所示。 【補償訓練】 用一個32P標記的噬菌體侵染31P標記的細菌。若該細菌解體后釋放出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標記的噬菌體侵染含有31P的細菌。若該細菌解體后釋放出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),經過兩次的分裂后進行分析。下列有關子代DNA的敘述,錯誤的是( ) A.全部子代DNA分子內均含有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分子內都含有15N
6、【解析】選C。由于細菌在含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分子的復制是半保留復制,依據(jù)這一特點來分析,DNA復制時以含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,這是因為海蜇DNA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。轉基因實驗表明,轉入了海蜇的綠色熒光蛋白基因的轉基因鼠,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的結構單位和功能單位 D.DNA的任意片段都能在另一種生物體內表達 【解析】選D?;蚴怯羞z傳效應的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傳物質的結構單位和功能單位。DNA上的基因在一定條件下能在另一種生物體內表達。 【補償訓練】 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)。下列有關該實驗的結果預測與分析,正確的是( ) 世紀金榜導學號94294150 A.DNA
9、第二次復制產生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ兩種類型,比例為1∶3 B.DNA復制后分配到兩個子細胞時,其上的基因遵循基因分離定律 C.復制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是(2n-1)(m-a)/2 D.復制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈為2n+1-2 【解析】選D。DNA第二次復制產生的子代DNA共4個,有Ⅰ、Ⅱ兩種類型,比例為1∶1,A錯誤;基因分離定律的實質是減數(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分子是雙鏈結構,一個不含放射性同位素32P標記的大
10、腸桿菌擬核DNA共2條鏈,所以復制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈為2n+1-2,D正確。 7.3H標記的脫氧胸苷(3H-dT)可摻入正在復制的DNA分子中,使其帶有放射性標記。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進行放射性自顯影檢測,結果如圖所示。據(jù)圖推測( ) 世紀金榜導學號94294151 A.復制起始區(qū)在高放射性區(qū)域 B.DNA復制為半保留復制 C.DNA復制從起始點向兩個方向延伸 D.DNA復制方向為a→c 【解析】選C。由題意可知:復制起始區(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復制為半保留復制,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復制從起始點向兩個方向延伸,且DNA復制方向為a←b→c,C正確,D錯誤。 8.若用32P標記“人類胚胎干細胞”的DNA分子雙鏈,再將這些細胞轉入不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),在第二次細胞分裂的中期、后期,一個細胞中的染色體總條數(shù)和被32P標記的染色體條數(shù)分別是 世紀金榜導學號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:“人類胚胎干細胞”來自人體,人體的一個正常細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)與體細胞相同(46),故無論經過幾次分裂,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標記的染色體條數(shù)的分析:以1個DNA分子為例,雙鏈被32P標記,轉入不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),由于DNA具有半保留復制的特點,第一次有絲分裂完成時,每個DNA分子中都有1條鏈被32P標記;第二次有絲分裂完成時,只有的DNA分子被32P標記;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標記,導致整條染色體也
13、被32P標記;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記。 【誤區(qū)警示】DNA復制與染色體復制之間的關系 (1)染色體和DNA的數(shù)量關系:在DNA復制之前二者的比值為1∶1,在DNA復制之后二者的比值為1∶2。 (2)DNA的半保留復制方式:只要親代DNA分子被標記且只復制一次,產生的子代DNA均被標記,DNA所在的染色體均被標記,不管是有絲分裂產生的兩個子細胞,還是減數(shù)分裂產生的四個子細胞的染色體均被標記。 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( ) 世紀金榜導學號94294153 A.a和c的堿基序列互補,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復制的特點是半保留復制,b鏈是以a鏈為模板合成的,a鏈和b鏈合成一個子代DNA分子;c鏈是以d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;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)下圖所示為細胞中與基因有關的物質或結構,請分析并回答下列問題。
16、 (1)細胞內的遺傳物質是[ ]________,基因和b的關系是___________________ _______________________。 (2)遺傳物質的主要載體是[ ]________,基因和a的位置關系是_________ __________________________。 (3)c和b的關系是____________________,b被徹底水解后的產物是_____ _____(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的空間結構是____________________________。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)細胞內的遺傳物質是DNA,基因是具有遺傳效應的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DNA分子徹底水解時,產物為磷酸、脫氧核糖和含氮堿基,當DNA分子初步水解時產物為脫氧核苷酸。 (4)存在于性染色體上的基因控制的性狀與性別有關,伴性遺傳符合基因的分離定律。 (
18、5)DNA分子具有雙螺旋結構。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)則的雙螺旋結構 40% 0.25 12.(12分)分析下圖,回答有關問題: (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________。除細胞核外,________和______中的D也可由親代傳遞給子代。 (4)在E構成的鏈中,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和蛋白質組成的,因此由題圖分析可
20、知B是蛋白質,F(xiàn)是含氮堿基,G是脫氧核糖。 (2)染色體未復制時,1條染色體上有1個DNA分子,染色體復制后,著絲點分裂前,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 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復制過程中具有解旋的功能。下列相關敘述中,錯誤的是( ) 世紀金榜導學號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結合蛋白可防止DNA單鏈重新形成雙鏈 C.圖示體現(xiàn)了DNA復制中邊解旋邊復制和半保留復制的特點 D.正常情況下,復制形成的兩個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復制具有邊解旋邊復制和半保留復制的特點,C正確;正常情況下,一個DNA分子復制結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)某實驗室意外獲得一種不能自主合成核苷酸的真核突變細胞,必須從培養(yǎng)基中獲取。為了驗證DNA復制的原料到底是脫氧核苷酸還是核糖核苷酸,現(xiàn)提供如下實驗方案,請補充完整。 (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、取其子代細胞檢測放射性。 第四步:A組放射性主要出現(xiàn)在細胞核,B組放射性主要出現(xiàn)在細胞質。 (4)實驗分析并回答,A組和B組子代細胞實驗結果出現(xiàn)差異的原因____________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 【解析】(1)DNA主要分布在細胞核,DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸。RNA主要分布在細胞質,RNA的基本組成單位是核糖核苷酸。
25、(3)要驗證DNA復制的原料是脫氧核苷酸還是核糖核苷酸,應分別向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)被標記的核苷酸在細胞中的分布情況判斷。 (4)因為合成DNA的原料是4種脫氧核苷酸,A組細胞利用14C-脫氧核苷酸合成DNA,DNA主要分布在細胞核,所以細胞的放射性主要出現(xiàn)在子代細胞的細胞核。因為合成RNA的原料是4種核糖核苷酸,B組細胞利用14C-核糖核苷酸合成RNA,RNA主要分布在細胞質,所以放射性主要出現(xiàn)在子代細胞的細胞質。 答案:(1)細胞核 脫氧核苷酸 細胞質 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組細胞利用14C-脫氧核苷酸合成DNA,而DNA主要分布在細胞核,所以細胞的放射性主要出現(xiàn)在子代細胞的細胞核;B組細胞利用14C-核糖核苷酸合成RNA,而RNA主要分布在細胞質,所以放射性主要出現(xiàn)在子代細胞的細胞質 10
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