苏教版必修2同步讲义及练习第四章 2Word格式文档下载.docx
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将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。
下列对此实验的叙述不正确的是( )
A.Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
D.上述实验结果证明DNA分子的复制方式为半保留复制
答案 B
解析 15N-DNA在14N的培养基上进行第一次复制后,产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链。
这样的DNA用离心法分离后,应该全部处在试管的中部。
Ⅰ代的两个DNA分子再分别进行复制,它们所产生的两个子代DNA分别为全14N-DNA分子和14N、15N—DNA分子。
此时,将该DNA作离心处理,产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部。
含15N的DNA分子占全部DNA分子的。
Ⅲ代细菌DNA分子共有8个,各条单链的相对分子质量之和为7a+b,平均相对分子质量为。
例2
科学家用15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖两代,然后收集并提取DNA,再将提取的DNA进行密度梯度离心。
离心后试管中DNA的位置是( )
A.全部位于下层
B.一半居中,一半位于上层
C.全部居中
D.一半居中,一半位于下层
答案 D
解析 DNA复制为半保留复制,用15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌,大肠杆菌繁殖两代后,含有母链的大肠杆菌的DNA一条链含普通的N,另一条链含15N,经过密度梯度离心,位于试管的中层,而其他大肠杆菌中的DNA都含有15N,离心后位于试管的下层。
二、DNA分子复制的过程
1.DNA复制的概念:
以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
2.时间:
细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂间期。
3.过程
4.结果:
形成两个完全相同的DNA分子。
5.特点
(1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
6.意义:
将遗传信息从亲代传给子代,确保了遗传信息传递的连续性。
例3
下图表示DNA复制的过程,结合图示,下列有关叙述不正确的是( )
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链的方向相反
C.从图示可知,DNA分子具有多起点复制的特点,缩短了复制所需的时间
D.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
答案 C
解析 DNA分子复制过程中的解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开;
DNA分子的两条链是反向平行的,两条链复制时箭头方向是相反的;
图示中复制的起点只有1个,不能体现DNA分子具有多起点复制的特点;
DNA聚合酶的作用底物是单个游离的脱氧核苷酸。
例4
下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.在细胞有丝分裂间期,发生DNA复制
B.DNA通过一次复制后产生四个子代DNA分子
C.真核生物DNA复制的场所只有细胞核
D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
答案 A
解析 DNA复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂间期,是以亲代DNA分子的两条链为模板,合成两个子代DNA分子的过程;
真核生物DNA复制的主要场所是细胞核,线粒体、叶绿体内也可进行;
DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶等,不需要DNA(水解)酶。
1.判断正误
(1)所有的细胞都能进行DNA复制( )
(2)DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板( )
(3)DNA双螺旋全部解开后,再开始进行DNA复制( )
(4)DNA解旋酶破坏的是氢键,不能将DNA分解成脱氧核苷酸( )
答案
(1)×
(2)√ (3)×
(4)√
2.下列关于DNA复制过程的顺序,正确的是( )
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间氢键合成 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘绕成双螺旋结构
A.①③④②⑤
B.③①⑤④②
C.①④②⑤③
D.③①④②⑤
解析 DNA复制的基本过程是:
解旋→合成子链→双链螺旋化,在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂,在合成子链时重新形成新的氢键。
3.DNA的复制保持了亲子代间遗传信息的连续性,DNA的复制不可能发生在( )
A.细胞核B.叶绿体
C.线粒体D.核糖体
4.下列有关探究DNA复制过程的说法,不正确的是( )
A.本实验利用了同位素示踪法
B.细胞有丝分裂一次意味着DNA复制一次
C.密度梯度超速离心后,DNA在试管中的位置与相对分子质量无关
D.本实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点
解析 探究DNA复制的实验是利用15N标记亲代细胞的DNA,在含14N的培养液中连续分裂两次(在分裂的间期DNA都复制一次),分别取分裂一次和分裂两次的细胞DNA,进行密度梯度超速离心,DNA在试管中的位置取决于DNA分子所含同位素的情况,即相对分子质量的大小;
实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点。
5.如图为DNA复制的图解,请据图回答下列问题:
(1)DNA复制发生在___________________________期。
(2)②过程称为____________。
(3)③中的子链是____________。
(4)③过程必须遵循____________________原则。
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,由此说明DNA复制具有____的特点。
答案
(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂的间
(2)解旋 (3)Ⅱ、Ⅲ (4)碱基互补配对 (5)半保留复制
[对点训练]
题组一 DNA分子复制的实验证据
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( )
解析 因为DNA复制为半保留复制,因此亲本DNA的两条链将进入不同的子代DNA分子中,故A、B项错误;
因为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项中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示),故C项错误,D项正确。
2.将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养,让细胞连续进行有丝分裂,并进行密度梯度离心,则下列说法中不正确的是( )
A.细胞经过一次分裂和离心后,DNA位于试管的中层
B.细胞经过两次分裂和离心后,一半DNA位于试管的中层,另一半DNA位于上层
C.细胞经过三次分裂和离心后,的DNA位于试管的中层,的DNA位于试管的上层
D.该实验可以证明DNA的复制是半保留复制
解析 细胞经过一次分裂和离心后,所形成的每个子代DNA分子中的两条链中一条链含15N,另一条链含14N,位于试管的中层,A项正确;
细胞经过两次分裂和离心后,一半DNA位于试管的中层,另一半DNA位于上层,B项正确;
细胞经过三次分裂和离心后,有的DNA位于试管的上层,的DNA位于试管的中层,C项错误;
该实验可以证明DNA的复制是半保留复制,D项正确。
3.把培养在含轻氮(14N)环境中的1个细菌,转移到含重氮(15N)环境中,培养相当于复制一轮的时间,然后取1个细菌放回原环境中培养相当于复制两轮的时间后,细菌DNA组成为( )
A.轻氮型、中间型B.轻氮型、中间型
C.轻氮型、中间型D.重氮型、中间型
解析 轻氮(14N)环境中1个细菌转移到重氮(15N)环境中培养相当于复制一轮的时间后,DNA分子全为15N/14N,再放回轻氮(14N)环境中培养复制两次,产生4个DNA分子,其中有1个DNA分子为15N/14N,3个DNA分子为14N/14N,所以结果为轻氮型、中间型。
4.(2018·
湖北省重点中学高一期末)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15N的培养基培养若干代,使DNA均被15N标记(甲图)。
(2)转至14N的培养基培养,每30分钟繁殖一代。
(3)取出每个DNA样本,并离心分层。
①丙是转入14N培养基中复制一代的结果
②乙是转入14N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戊图表示复制三代后不再具有15N标记的DNA
A.①④B.①③ C.②③D.①②③
解析 由于DNA分子复制是半保留复制,而丙中DNA全是中带,所以丙是转入14N培养基中复制一代的结果,①正确;
乙中是重带、中带,而DNA分子转入14N培养基中复制二代的结果应为轻带、中带,②错误;
丁中是中带、轻带,说明DNA已复制2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分子复制是半保留复制,15N标记的DNA两条链一直存在,④错误。
题组二 DNA分子复制的过程
5.下列有关真核细胞DNA分子复制的叙述,正确的是( )
A.复制形成的两个子代DNA分子共4个游离的磷酸基团
B.DNA复制时只以一条脱氧核苷酸链作为模板
C.DNA聚合酶催化碱基对之间的连接
D.复制过程中先全部解旋,再进行半保留复制
解析 每个DNA分子含有2个游离的磷酸基团,因此复制形成的两个子代DNA分子共有4个游离的磷酸基团,A正确;
DNA复制时两条脱氧核苷酸链都作为模板,B错误;
DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸间形成磷酸二酯键从而连接成DNA片段,C错误;
DNA复制过程中边解旋,边进行半保留复制,D错误。
6.(2018·
太原高一检测)DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构( )
解析 解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键,使DNA双螺旋解开,只有D项属于DNA上的碱基对。
7.DNA复制过程中,保证复制准确无误进行的关键步骤是( )
A.解旋酶破坏氢键并使DNA双链分开
B.游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对
C.与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链
D.子链与母链盘绕成双螺旋结构
解析 碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性。
8.(2018·
济南高一检测)在复制形成子代DNA分子过程中,与模板链上腺嘌呤配对的碱基是( )
A.胸腺嘧啶B.胞嘧啶 C.尿嘧啶D.鸟嘌呤
9.生物体DNA的复制必需的一组条件是( )
①解旋酶、DNA聚合酶 ②游离的脱氧核苷酸 ③ATP ④DNA分子 ⑤尿嘧啶核糖核苷酸 ⑥适宜的酸碱度 ⑦适宜的温度 ⑧DNA水解酶、DNA连接酶
A.①②③④⑤⑧B.②③④⑤⑦⑧
C.②③④⑤⑥⑦D.①②③④⑥⑦
解析 DNA分子中不含尿嘧啶核糖核苷酸;
DNA水解酶是水解DNA分子的酶。
10.(2018·
湖南常德一中高一期中)DNA分子片段复制的情况如图所示,图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。
如果没有发生变异,下列说法错误的是( )
A.b和c的碱基序列可以互补
B.a和c的碱基序列可以互补
C.若a中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
D.a中的比值与d中的比值一般不相同
11.真核细胞中DNA复制如下图所示,下列表述错误的是( )
A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要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
解析 多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成,提高复制效率,A正确;
DNA为半保留复制,每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代,B正确;
解旋酶破坏碱基对之间的氢键,使DNA双链解旋,DNA聚合酶形成磷酸二酯键,C错误;
碱基对之间严格的碱基互补配对原则,保证了DNA分子复制能够准确地进行,D正确。
12.女性子宫瘤最长的DNA分子可达36mm,DNA复制速度约为4μm/min,但复制过程仅需40min左右即可完成,这可能是因为( )
A.边解旋边复制
B.只有一个复制起点,但解旋之后可以向着两个方向复制
C.以半保留方式复制
D.复制起点多,分段同时复制
解析 真核细胞中的DNA分子复制起点多,并且同时复制,所以比较迅速。
[综合强化]
13.如图为高等植物细胞中DNA复制过程模式图,请根据图示过程,回答下列问题:
(1)由图示可知,1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子的方式是_____________。
(2)细胞中DNA复制的场所为_______;
在复制完成后,乙、丙分开的时期为_______。
(3)把乙(只含14N)放在含15N的培养液中培养,复制2次后子代DNA单链中含15N的DNA单链所占的比例是________________。
答案
(1)半保留复制
(2)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期和减数第二次分裂后期 (3)
14.(2018·
曲阜师大高一期中)下图为真核细胞中发生的一项生理过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)图中表示的生理过程是__________,此过程发生的主要场所是____________。
(2)该过程首先需要在__________酶作用下把两条链解开;
需要____________直接供能。
(3)已知一个亲代DNA分子有P个碱基,其中腺嘌呤Q个,连续进行此项生理过程n次,共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸__________________个。
(4)该过程得到的子代DNA与亲代相同,原因是________________________________。
答案
(1)DNA复制 细胞核
(2)解旋 ATP (3)(2n-1) (4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了准确的模板,在复制过程中遵循碱基互补配对原则
15.DNA分子双螺旋结构模型提出之后,人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的。
当时推测可能有如图A所示的三种方式。
1957年,Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法,追踪由15N标记的DNA亲代链的去向,实验过程是:
在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA(对照),在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA均为15N-DNA(亲代),将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后离心得到如图B所示的结果。
请依据上述材料回答下列问题:
(1)如果与对照相比,子代Ⅰ离心后能分出轻和重两条密度带,则说明DNA传递遗传信息的方式是__________。
如果子代Ⅰ离心后只有1条中密度带,则可以排除DNA传递遗传信息的方式是__________。
如果子代Ⅰ离心后只有1条中密度带,再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定:
①若子代Ⅱ离心后能分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA传递遗传信息的方式是____________。
②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA传递遗传信息的方式是____________。
(2)他们观测的实验数据如下:
梯度离心DNA浮力密度(g/mL)表
世代
实验
对照
亲代
1.724
1.710
子代Ⅰ
1.717
子代Ⅱ
1.717,1.710
分析实验数据可知:
实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的____________方式相吻合。
答案
(1)全保留复制 全保留复制 ①半保留复制 ②分散复制
(2)半保留复制
解析
(1)由题意可知,如果子代Ⅰ离心后能分出轻和重两条密度带,可得出是全保留复制。
如果子代Ⅰ离心后只有1条中密度带,肯定不可能是全保留复制,可能是半保留复制或分散复制。
子代Ⅱ为第二次复制的产物,若是半保留复制会有中和轻密度带;
若是全保留复制会有重和轻密度带。
若子代Ⅱ能分出轻、中密度带,可推知为半保留复制方式;
若没有中、轻密度带之分,则可能为分散复制。
(2)分析表中的数据,子代Ⅰ为全中;
子代Ⅱ为中、轻,可推测该复制方式为半保留复制。
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