2019-2020学年高中生物苏教版必修2练习：4-2 DNA分子的结构和复制

2019-2020学年高中生物苏教版必修2练习：4-2 DNA分子的结构和复制

第二节 DNA 分子的结构和复制 课后篇巩固探究 一、选择题 1.下图为 DNA 分子结构示意图,下列对该图的叙述,正确的是( ) a.②和③相间排列,构成了 DNA 分子的基本骨架 b.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 c.⑨是氢键,其形成遵循碱基互补配对原则 d.DNA 分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息 A.b、c、d B.c、d C.a、b、c D.b、c 解析:DNA 分子是双螺旋结构,①磷酸与②脱氧核糖交替排列在外侧,构成了 DNA 分子的基本骨架,a 错误;④中的②③与②下方的磷酸基团组成胞嘧啶脱氧核苷酸,b 错误;DNA 两条链的碱基互补配对, 配对碱基之间通过氢键相连,c 正确;DNA 分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息,d 正确。 答案:B 2.在一个双链 DNA 分子中,碱基总数为 m,腺嘌呤碱基数为 n,则下列有关叙述正确的是( ) ①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m ②碱基之间的氢键数为 ③一条链中 A+T 的数量为 n ④G 的数量为 m-n A.①②③ B.②③④ C.③④ D.①②③④ 解析:①的等量关系容易判断;对于②,需知 G 与 C 之间形成 3 个氢键,A 与 T 之间形成 2 个氢键,故氢 键数为 2n+3× ;③因 A+T 的总量为 2n,故一条链中的 A+T 的数量应为 n;④中 G 的数 量应为 -n。 答案:A 3.制作 DNA 分子的双螺旋结构模型时,会发现制成的 DNA 分子的平面结构很像一架“梯子”,那么组 成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”与“扶手”之间的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键、遵循的原则依次是 ( ) ①磷酸和脱氧核酸 ②氢键 ③碱基对 ④碱基互补配对 A.①②③④ B.①③②④ C.③①②④ D.①②④③ 解析:从制作 DNA 双螺旋结构模型的实验中可以看出,位于最外面的“梯子”的“扶手”是磷酸和脱氧 核糖;而“扶手”与“扶手”之间的“阶梯”是碱基对;连接“阶梯”的化学键是氢键,也就是说碱基和碱基之 间是通过氢键相连接的;遵循的原则是碱基互补配对原则。 答案:B 4.假设含有一对同源染色体的一个精原细胞的 DNA 分子用 15N 标记,并供给 14N 的原料,该细胞进行 减数分裂产生的 4 个精子中,含有 15N 标记的 DNA 的精子所占比例为( ) A.0 B.25% C.50% D.100% 解析:精原细胞减数分裂形成精子的过程中 DNA 只复制一次,而 DNA 复制是半保留复制,精原细胞 的 DNA 分子用 15N 标记,并供给 14N 的原料,复制结果是每个 DNA 分子都有一条链是被 15N 标记,一 条链被 14N 标记,所以形成的精子中含有 15N 标记的 DNA 的精子所占比例为 100%。 答案:D 5.已知某 DNA 分子含有 500 个碱基对,其中一条链上 A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4。该 DNA 分子连续 复制数次后,消耗周围环境中含 G 的脱氧核苷酸 4 500 个,则该 DNA 分子已经复制了( ) A.3 次 B.4 次 C.5 次 D.6 次 解析:其中一条链上 A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,根据碱基互补配对的原则,另外一条链上 A∶C∶T∶ G=3∶4∶1∶2,而 DNA 共含有 500 个碱基对(1000 个碱基),所以整个 DNA 分子中 G 的个数是 300 个, 消耗周围环境中 4500 个 G,总共形成的 DNA 分子数=(4500+300)/300=16 个,是由 1 个 DNA 复制 4 次 形成的。 答案:B 6.把培养在含轻氮(14N)环境中的一细菌,转移到含重氮(15N)环境中,培养相当于复制一次的时间,然后 放回原环境中培养相当于连续复制两次的时间后,细菌 DNA 组成分析表明( ) A.3/4 轻氮型、1/4 中间型 B.1/4 轻氮型、3/4 中间型 C.1/2 轻氮型、1/2 中间型 D.3/4 重氮型、1/4 中间型 答案:A 7.用一个 32P 标记的噬菌体侵染细菌,若该细菌解体后释放出 32 个大小、形状一样的噬菌体,则其中 含有 32P 的噬菌体( ) A.0 个 B.2 个 C.30 个 D.32 个 解析:标记了一个噬菌体,等于标记了 2 条 DNA 链,由于 DNA 为半保留复制,原噬菌体的 2 条链分别 进入 2 个噬菌体内,以后不管复制多少次,最终都只有 2 个噬菌体被标记。 答案:B 8.有关真核细胞 DNA 分子的复制,下列叙述正确的是 ( ) A.复制过程中先是全部解旋,再半保留复制 B.复制过程中不需要消耗 ATP C.DNA 聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接 D.复制后产生的 2 个子代 DNA 分子共含有 4 个游离的磷酸基团 解析:双链 DNA 的复制特点是“边解旋边复制、半保留复制”等,故 A 项错误;复制过程需要“原料、 酶、能量、模板、适宜的温度和 pH 等”,故 B 项错误;DNA 聚合酶是催化游离的脱氧核苷酸与一段 脱氧核苷酸链间形成磷酸二酯键,故 C 项错误;DNA 的双链是反向平行排列的,每条链上都有一个游 离的磷酸基团未与另一个脱氧核苷酸形成磷酸二酯键,从而使得每个双链 DNA 分子上都有 2 个游离 的磷酸基团,故 DNA 复制产生的 2 个子代 DNA 分子共含有 4 个游离的磷酸基团,因而 D 项正确。 答案:D 9. 导学号 75604054 下列有关 DNA 多样性的叙述,正确的是( ) A.DNA 多样性的原因是 DNA 分子空间结构千变万化 B.含有 200 个碱基的 DNA 分子,碱基对的排列方式有 4200 种 C.DNA 分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的基础 D.DNA 分子多样性是指一个 DNA 分子上有许多个基因 解析:DNA 分子的多样性指 DNA 分子中碱基排列顺序千变万化,A、D 错误;含 200 个碱基的 DNA 分子,碱基对的排列方式有 4100 种。 答案:C 10.某 DNA 分子含有 2m 个碱基,其中腺嘌呤有 a 个。下列关于 DNA 复制所需游离胞嘧啶脱氧核苷 酸数目的叙述,正确的是( ) ①复制一次需要(m-a)个 ②在第二次复制时需要 3(m-a)个 ③在第 n 次复制时需要 2n-1(m-a)个 ④ 复制 n 次需要 2n(m-a)个 A.①② B.①③ C.②④ D.①②③ 解析:由题意可知,C=(2m-2a)/2=m-a。所以复制一次需要 C 的量为(m-a),复制 n 次需要 C 的总量为 (2n-1)(m-a),因为 DNA 复制是半保留复制,所以每次复制新形成的子链与上代的亲本链数量是相等的, 即第 n 次复制需要 C 的量为 2n-1(m-a)。也可以用 n 次复制需要的总量减去(n-1)次复制需要的总量, 即(2n-1)(m-a)-(2n-1-1)(m-a)=2n-1(m-a)。 答案:B 二、非选择题 11.根据下图所示 DNA 分子结构模式图完成问题。 (1)写出图中①⑤⑥⑦的名称。 ① ,⑤ ,⑥ , ⑦ 。 (2)从主链上看,两条单链 平行;从碱基关系看,两条单链遵循 原 则。 (3) 和 相间排列,构成了 DNA 分子的基本骨架。 (4)图中共有 种碱基, 种脱氧核苷酸。 (5)DNA 分子的空间结构是 结构。 (6)遗传信息储存在 DNA 的 中。 答案:(1)胞嘧啶 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 (2)反向 碱基互补配对 (3)脱氧核糖 磷酸 (4)4 4 (5)规则双螺旋 (6)碱基排列顺序 12. 导学号 75604055 下图是 DNA 复制图解,请据图回答问题。 (1)DNA 复制的时期是 。 (2)DNA 准确复制的结构基础是 和 。 (3)一个有 15N 标记的 DNA 分子,放在没有标记的环境中培养,复制三次后标记的 DNA 分子占 DNA 分子总数的 ,标记的链占全部 DNA 单链的 。 (4)由(3)题可见,DNA 分子复制又称为 复制。 (5)图中 A 和 B 均是 DNA 分子复制过程中所需要的酶,其中 B 能将单个的脱氧核苷酸连接到脱氧核 苷酸链上,从而形成子链,则 B 是 酶。A 是 酶,其作用 是 。 (6)图中过程在植物根尖分生组织细胞中进行的场所有 ,进行的时期 为 。 答案:(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 (2)独特的双螺旋结构 碱基互补配对 (3)1/4 1/8 (4)半保留 (5)DNA 聚合 解旋 断裂氢键使 DNA 解旋 (6)细胞核、线粒体 有丝分裂间期 13.含有 32P 或 31P 的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与 DNA 分子的组成,但含 32P 的磷酸的相对 分子质量比含 31P 的磷酸的相对分子质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有 31P 标记的磷酸的培 养基中,连续培养数代后得到 G0 代细胞。然后将 G0 代细胞移至含 32P 的培养基中培养,经过第 1、2 次细胞分裂后,分别得到 G1、G2 代细胞。再从 G0、G1、G2 代细胞中提取 DNA,经密度梯度离心后得 到的结果如下图所示。由于 DNA 的相对分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①②③分别 表示轻、中、重三种 DNA 的位置。请回答下列问题。 (1)G0、G1、G2 三代 DNA 离心后的试管分别是图中的 、 、 。 (2)G2 代①②③三条带中的 DNA 分子数的比例是 。 (3)图中①②两条带中的 DNA 分子所含的同位素分别是:① ;② 。 (4)上述实验结果证明 DNA 的复制方式为 。 解析:首先应理解轻、中、重三种 DNA 的含义:由两条都含 31P 的脱氧核苷酸链组成的是轻 DNA;由 一条含 31P 的脱氧核苷酸链与一条含 32P 的脱氧核苷酸链组成的是中 DNA;由两条含 32P 的脱氧核苷 酸链组成的是重 DNA。根据 DNA 半保留复制的特点,G0 代细胞中的 DNA 全部是轻 DNA;G1 代是以 G0 代细胞的 DNA 为模板,以含 32P 的脱氧核苷酸为原料形成的两个 DNA 分子,全部为中 DNA;G2 代 是以 G1 代细胞的 DNA 为模板,以含 32P 的脱氧核苷酸为原料形成的四个 DNA 分子,其中有两个 DNA 分子的母链都含 31P,子链都含 32P,为中 DNA,另两个 DNA 分子的母链、子链都含 32P,是重 DNA。 答案:(1)A B D (2)0∶1∶1 (3)31P 31P 和 32P (4)半保留复制