学年人教版必修二3334 DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段 作业.docx
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学年人教版必修二3334DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段作业
课时提升作业
DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段
(35分钟 100分)
一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分)
1.下列关于DNA分子复制过程的叙述中,正确的是( )
A.DNA分子在解旋酶的作用下,水解成脱氧核苷酸
B.DNA独特的双螺旋结构保证了DNA的准确复制
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.每条子链与其模板链形成一个新的DNA分子
【解析】选D。
在DNA复制过程中,解旋酶打开两条脱氧核苷酸链之间的氢键,然后以每条母链为模板,按碱基互补配对原则,以脱氧核苷酸为原料分别合成两条子链,每条子链与其模板链螺旋盘绕成新的子代DNA分子。
在复制过程中,DNA独特的双螺旋结构为DNA复制提供精确模板,严格的碱基互补配对保证了复制能够准确进行。
【误区警示】
(1)解旋酶作用于氢键,使氢键断裂,而不是断开磷酸二酯键。
(2)DNA复制时不是两条链完全解开后才合成子链,而是边解旋边复制。
2.某DNA分子片段为
,可进行人工复制使其数量增加,复制时应给予的条件是( )
①—ATGTG—和—TACAC—作模板链
②4种核糖核苷酸
③4种脱氧核苷酸
④DNA聚合酶
⑤DNA水解酶
A.①③④ B.①②④
C.①②⑤D.①③⑤
【解题指南】解答本题需明确两点:
(1)DNA分子复制的原料为脱氧核苷酸。
(2)DNA聚合酶催化DNA合成,DNA水解酶催化DNA水解。
【解析】选A。
DNA分子的复制需要以DNA分子的两条链为模板,4种脱氧核苷酸为原料,还需要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.(2018·盐城高一检测)细菌在15N培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入14N培养基中培养,抽取其子代的DNA经高速离心分离,如图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
【解析】选A。
DNA复制的方式为半保留复制,亲代DNA为15N-15N,离心后位置为⑤,在14N培养基中培养;经第一次复制所形成的子代DNA应全为15N-14N,如图②所示;经第二次复制所形成的4个子代DNA中一半为15N-14N,一半为14N-14N,如图①所示;经第三次复制所形成的8个子代DNA中2个为15N-14N,6个为14N-14N,如图③所示。
【补偿训练】
用一个32P标记的噬菌体侵染31P标记的细菌。
若该细菌解体后释放出16个大小、形状一样的噬菌体,则其中含有32P的噬菌体有( )
A.1个 B.2个 C.15个 D.16个
【解析】选B。
用一个32P标记的噬菌体侵染含有31P的细菌。
若该细菌解体后释放出16个大小、形状一样的噬菌体,其中有2个含有杂合的DNA,其中一条单链含32P,另一条单链含31P;其余的14个噬菌体的DNA分子的两条单链仅含31P。
4.(2018·肇庆联考)将细菌在含15N的培养基中繁殖很多代后,换到含14N的培养基中培养,经过两次的分裂后进行分析。
下列有关子代DNA的叙述,错误的是( )
A.全部子代DNA分子内均含有14N
B.半数的子代DNA分子两条链都含14N
C.全部子代DNA分子的两条链中,一条链含14N,另一条链含15N
D.并非所有子代的DNA分子内都含有15N
【解析】选C。
由于细菌在含15N的培养基中培养,故亲代DNA分子两条链都含15N,由于DNA分子的复制是半保留复制,依据这一特点来分析,DNA复制时以含14N的脱氧核苷酸为原料,子一代DNA分子全部一条链含15N,一条链含14N;子一代继续培养,子二代DNA分子中一半DNA分子两条链都含14N,一半DNA分子一条链含15N,一条链含14N。
根据前面的分析,A、B、D正确,C错误。
5.(2018·海口高一检测)生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光,这是因为海蜇DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。
转基因实验表明,转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠,在紫外线的照射下,也能像海蜇一样发光。
下列叙述错误的是( )
A.基因是有遗传效应的DNA片段
B.基因是DNA分子上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
C.基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D.DNA的任意片段都能在另一种生物体内表达
【解析】选D。
基因是有遗传效应的DNA片段,是DNA分子上的具有一定功能的特异性的碱基排列顺序。
基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位。
DNA上的基因在一定条件下能在另一种生物体内表达。
【补偿训练】
下图是果蝇染色体上的白眼基因示意图,根据所给信息判断下列叙述正确的是
( )
A.白眼基因片段中,含有成百上千个核糖核苷酸
B.S基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因在常染色体上
D.基因片段中有5种碱基,8种核苷酸
【解析】选B。
图示未体现白眼基因在染色体上的位置,基因片段的基本组成单位是脱氧核苷酸,有4种碱基,4种脱氧核苷酸。
6.(2018·杭州高一检测)将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状,共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。
下列有关该实验的结果预测与分析,正确的是( )
A.DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1∶3
B.DNA复制后分配到两个子细胞时,其上的基因遵循基因分离定律
C.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)/2
D.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n+1-2
【解析】选D。
DNA第二次复制产生的子代DNA共4个,有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1∶1,A错误;基因分离定律的实质是减数分裂过程中,等位基因随同源染色体的分离而分开,而大肠杆菌不能进行减数分裂,其DNA上的基因不遵循基因的分离定律,B错误;复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-2a)/2,C错误;DNA分子是双链结构,一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌拟核DNA共2条链,所以复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n+1-2,D正确。
7.3H标记的脱氧胸苷(3H-dT)可掺入正在复制的DNA分子中,使其带有放射性标记。
将大肠杆菌先放在含低剂量3H-dT的培养基中,几分钟后转移到高剂量3H-dT的培养基中。
培养一段时间后对其DNA进行放射性自显影检测,结果如图所示。
据图推测( )
A.复制起始区在高放射性区域
B.DNA复制为半保留复制
C.DNA复制从起始点向两个方向延伸
D.DNA复制方向为a→c
【解析】选C。
由题意可知:
复制起始区在低放射性区域,A错误;放射性自显影检测无法得出DNA复制为半保留复制,B错误;题图显示:
中间为低放射性区域,两边为高放射性区域,据此说明DNA复制从起始点向两个方向延伸,且DNA复制方向为a←b→c,C正确,D错误。
8.若用32P标记“人类胚胎干细胞”的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养液中培养,在第二次细胞分裂的中期、后期,一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是 ( )
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】选A。
有丝分裂中期、后期染色体条数的分析:
“人类胚胎干细胞”来自人体,人体的一个正常细胞中含有染色体条数为46,有丝分裂后期染色体条数加倍(92),中期染色体条数与体细胞相同(46),故无论经过几次分裂,在有丝分裂中期染色体条数都是46,后期染色体条数都是92。
有丝分裂中期、后期被32P标记的染色体条数的分析:
以1个DNA分子为例,双链被32P标记,转入不含32P的培养液中培养,由于DNA具有半保留复制的特点,第一次有丝分裂完成时,每个DNA分子中都有1条链被32P标记;第二次有丝分裂完成时,只有
的DNA分子被32P标记;中期时,染色单体没有分开,而这两条没有分开的染色单体上,其中有1条被32P标记,导致整条染色体也被32P标记;后期时,由于染色单体分开变成染色体,故只有一半的染色体被标记。
【误区警示】DNA复制与染色体复制之间的关系
(1)染色体和DNA的数量关系:
在DNA复制之前二者的比值为1∶1,在DNA复制之后二者的比值为1∶2。
(2)DNA的半保留复制方式:
只要亲代DNA分子被标记且只复制一次,产生的子代DNA均被标记,DNA所在的染色体均被标记,不管是有丝分裂产生的两个子细胞,还是减数分裂产生的四个子细胞的染色体均被标记。
9.如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图,从中得到的正确结论是
( )
A.R基因中与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基
B.R、S、N、O互为等位基因
C.果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D.基因是具有遗传效应的DNA片段,一条染色体上可以有多个基因
【解析】选D。
R基因中与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基,A错误;R、S、N、O互为同一条染色体上的非等位基因,B错误;果蝇的每个基因都是由脱氧核糖核苷酸组成的,C错误;基因是具有遗传效应的DNA片段,一条染色体上可以有多个基因,D正确。
10.(2018·合肥高一检测)如图表示DNA分子复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。
一般地说,下列各项中正确的是( )
A.a和c的碱基序列互补,b和c的碱基序列相同
B.a链中
的比值与d链中同项比值相同
C.b链中
的比值与d链中同项比值相同
D.a链中
的比值与c链中同项比值不同
【解析】选C。
DNA复制的特点是半保留复制,b链是以a链为模板合成的,a链和b链合成一个子代DNA分子;c链是以d链为模板合成的,c链和d链合成一个子代DNA分子。
a和c的碱基序列相同,b和c的碱基序列互补;a链中
的比值与d链中同项比值互为倒数;b链与d链碱基序列相同,b链中
的比值等于d链中
的比值;a链中
的比值与c链中同项比值相同。
二、非选择题(共2小题,共24分)
11.(12分)下图所示为细胞中与基因有关的物质或结构,请分析并回答下列问题。
(1)细胞内的遗传物质是[ ]________,基因和b的关系是___________________
_______________________。
(2)遗传物质的主要载体是[ ]________,基因和a的位置关系是___________________________________。
(3)c和b的关系是____________________,b被彻底水解后的产物是__________(填字母)。
(4)如果基因存在于________上,则其遗传方式与性别相关联,这就是___________________________。
这种遗传方式既遵循________定律,又有特殊性。
(5)b的空间结构是____________________________。
若其中的(A+T)/(G+C)=0.25,则G占总碱基数的比例为________,其中一条单链中(A+T)/(G+C)=________。
【解析】
(1)细胞内的遗传物质是DNA,基因是具有遗传效应的DNA片段。
(2)DNA的主要载体是染色体,基因在染色体上呈线性排列。
(3)DNA的基本单位是脱氧核苷酸,当DNA分子彻底水解时,产物为磷酸、脱氧核糖和含氮碱基,当DNA分子初步水解时产物为脱氧核苷酸。
(4)存在于性染色体上的基因控制的性状与性别有关,伴性遗传符合基因的分离定律。
(5)DNA分子具有双螺旋结构。
如果DNA分子中(A+T)/(G+C)=0.25,则G占总碱基数的比例是40%。
每条单链中(A+T)/(G+C)等于整个DNA分子中的该比例。
答案:
(1)[b]DNA 基因是有遗传效应的b片段
(2)[a]染色体 基因在a上呈线性排列
(3)c是组成b的基本单位 d、e、f
(4)性染色体 伴性遗传 基因分离
(5)规则的双螺旋结构 40% 0.25
12.(12分)分析下图,回答有关问题:
(1)图中B是________,F是________,G是________。
(2)A与C有两种数量比例关系:
__________和________,每个C上含有________个D,每个D可以由________个E组成。
(3)C的基本组成单位是图中的________。
D的主要载体是图中的________。
除细胞核外,________和______中的D也可由亲代传递给子代。
(4)在E构成的链中,与1分子G相连接的有________分子的F和________分子的H。
(5)遗传信息是D中____________________的排列顺序。
(6)生物的性状遗传主要通过A上的________传递给后代,实际上是通过________的排列顺序来传递遗传信息。
【解析】
(1)由于染色体主要是由DNA和蛋白质组成的,因此由题图分析可知B是蛋白质,F是含氮碱基,G是脱氧核糖。
(2)染色体未复制时,1条染色体上有1个DNA分子,染色体复制后,着丝点分裂前,1条染色体上有2个DNA分子,所以A与C有1∶1和1∶2两种比例关系;每个C上含有很多基因,每个D中可以有成百上千个E。
(3)C的基本组成单位是图中的E(或脱氧核苷酸)。
D的主要载体是图中的A(或染色体)。
除细胞核外,线粒体和叶绿体中的D也可由亲代传递给子代。
(4)在E构成的链中,与1分子G(脱氧核糖)相连接的有1分子的F(含氮碱基)和2分子的H(磷酸)。
(5)遗传信息是D中脱氧核苷酸或碱基(对)的排列顺序。
(6)生物的性状遗传主要是通过A上的D(或基因)传递给后代,实际上是通过特定碱基的排列顺序来传递遗传信息的。
答案:
(1)蛋白质 含氮碱基 脱氧核糖
(2)1∶1 1∶2 许多 成百上千
(3)E(或脱氧核苷酸) A(或染色体) 线粒体
叶绿体 (4)1 2 (5)特定碱基
(6)基因 特定碱基
1.(8分)rep蛋白在某DNA复制过程中具有解旋的功能。
下列相关叙述中,错误的是( )
A.rep蛋白解旋断开了A与C、T与G之间形成的氢键
B.DNA结合蛋白可防止DNA单链重新形成双链
C.图示体现了DNA复制中边解旋边复制和半保留复制的特点
D.正常情况下,复制形成的两个DNA分子完全相同
【解析】选A。
根据rep蛋白的功能可推断出,rep蛋白能破坏A与T,C与G之间形成的氢键,A错误;DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上,可防止单链重新形成双链,B正确;DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点,C正确;正常情况下,一个DNA分子复制结束后可形成两个完全相同的DNA分子,D正确。
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2.(18分)某实验室意外获得一种不能自主合成核苷酸的真核突变细胞,必须从培养基中获取。
为了验证DNA复制的原料到底是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸,现提供如下实验方案,请补充完整。
(1)原理:
DNA主要分布在________,其基本组成单位是________;RNA主要分布在________,其基本组成单位是________。
(2)材料:
突变细胞,基本培养基,核糖核苷酸,14C-核糖核苷酸,脱氧核苷酸,14C-脱氧核苷酸,放射性探测仪。
(3)步骤:
第一步:
配制等量基本培养基,分为A组、B组。
第二步:
_____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
第三步:
分别接种等量的突变细胞,相同且适宜条件下培养,一段时间后,分别选取其子代细胞检测放射性。
第四步:
A组放射性主要出现在细胞核,B组放射性主要出现在细胞质。
(4)实验分析并回答,A组和B组子代细胞实验结果出现差异的原因____________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
【解析】
(1)DNA主要分布在细胞核,DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。
RNA主要分布在细胞质,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。
(3)要验证DNA复制的原料是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸,应分别向A组添加适量的14C-脱氧核苷酸和核糖核苷酸,向B组添加适量的14C-核糖核苷酸和脱氧核苷酸,可根据被标记的核苷酸在细胞中的分布情况判断。
(4)因为合成DNA的原料是4种脱氧核苷酸,A组细胞利用14C-脱氧核苷酸合成DNA,DNA主要分布在细胞核,所以细胞的放射性主要出现在子代细胞的细胞核。
因为合成RNA的原料是4种核糖核苷酸,B组细胞利用14C-核糖核苷酸合成RNA,RNA主要分布在细胞质,所以放射性主要出现在子代细胞的细胞质。
答案:
(1)细胞核 脱氧核苷酸 细胞质 核糖核苷酸 (3)第二步:
向A组添加适量的14C-脱氧核苷酸和核糖核苷酸;向B组添加适量的14C-核糖核苷酸和脱氧核苷酸 (4)A组细胞利用14C-脱氧核苷酸合成DNA,而DNA主要分布在细胞核,所以细胞的放射性主要出现在子代细胞的细胞核;B组细胞利用14C-核糖核苷酸合成RNA,而RNA主要分布在细胞质,所以放射性主要出现在子代细胞的细胞质
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