高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3节 DNA的复制同步测试题

DNA的复制同步练习

（答题时间：30分钟）

1. 细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌的DNA皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，提取其子代的DNA进行梯度离心，下图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

2. 将含15N—DNA的大肠杆菌转移到含14N的培养液中，连续繁殖三代后，将其DNA进行密度梯度离心，得到的结果如图甲所示。然后加入解旋酶再离心，得到的结果如图乙所示。下列叙述错误的是（    ）

A. N层中的DNA只含15N标记      

B. M层与N层的DNA数之比是3 ： 1

C. N'层中的DNA单链只含15N标记 

D. M'层与N'层中的DNA单链数之比是7 ： 1

3. 下列有关DNA复制过程的叙述中，正确的顺序是（    ）

①互补碱基对之间氢键断裂    ②互补碱基对之间氢键形成   ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋    ④以两条母链为模板，游离的脱氧核苷酸为原料，进行碱基互补配对    ⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构

A. ①③④⑤②    B. ③①⑤④② 

C. ①④②⑤③    D. ③①④②⑤

4. 下面关于DNA分子结构与复制的叙述中，错误的是（    ）

A. 双链DNA分子含有四种脱氧核苷酸

B. 每个脱氧核糖分子上均连接着一个磷酸和一个碱基

C. DNA复制不仅发生于细胞核中，也发生在线粒体和叶绿体中

D. DNA分子复制过程中，DNA聚合酶可以催化形成磷酸二酯键

5. 保证准确无误地进行DNA复制的关键步骤是（    ）

A. 解旋酶促使DNA的两条互补链分离

B. 游离的脱氧核苷酸上的碱基与母链碱基进行互补配对

C. 配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链

D. 模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构

6. 某个被15N标记的DNA分子中，含有碱基5000对，A+T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是（    ）

A. 15N存在于DNA的脱氧核糖和含氮碱基中

B. 子代中含15N的DNA分子占3/4

C. 复制2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个

D. 复制过程中首先需要解旋酶断开磷酸二酯键

7. 研究人员将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到15N-DNA培养液中，培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA加热处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现的两种条带含量如下图所示。下列说法正确的是 （    ）

A. 子代DNA分子共有8个，其中1个DNA分子含有14N

B. 该试验可用来探究DNA的半保留复制方式和细胞周期持续时间

C. 解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键

D. 若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心，则相应的条带含量比为1：3

8. 一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是（    ）

A. 该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104

B. 复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸

C. 子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1：7

D. 子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1：3

9. DNA复制可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。

（1）根据图中的示例对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则一个DNA分子形成两个DNA分子，其中一个是亲代的，而另一个是新形成的。

②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有_____________________。

③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中_______________________________。

（2）究竟是哪种复制方式呢？请大家设计实验来证明DNA的复制方式。

实验步骤：

①在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA（对照）。

②在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA（亲代）。

③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基中，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用密度梯度离心法分离。

实验预测：

①如果与对照（14N/14N）相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带，即一条轻带（14N/14N）和_____________，则可以排除______________；

②如果子代Ⅰ只有一条______，则可以排除________但不能肯定是___________；

③如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出__________和__________，则可以排除__________，同时肯定______________；

④如果子代Ⅱ不能分出__________密度两条带，则排除___________，同时确定为_______________。

10. 如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答有关DNA分子的相关问题：

（1）沃森和克里克构建了如图甲的DNA双螺旋结构模型，该模型用________________解释DNA分子的多样性。从主链上看，两条单链的方向________，从碱基关系看，两条单链________。

（2）若已知DNA一条单链的碱基组成是ATGCCAT，则与它互补的另一条链的碱基组成为________；若DNA分子的2条链分别为m链和n链，若m链中的（A＋G）/（T＋C）＝0.8时，在n链中，这种比例是________。

（3）图乙的DNA复制过程中除了需要模板和酶外，还需要____________________等条件；由图乙可知延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是________。

（4）DNA分子的_______________为复制提供了精确的模板，通过______________保证了复制能够准确地进行。

DNA的复制同步练习参考答案

1. A  解析：本题考查与DNA半保留复制相关的实验，难度中等。细菌的DNA被15N标记后，放在14N培养基中培养，复制1次形成2个DNA分子，每个DNA分子都是一条链含有15N，另一条链一条含有14N，离心形成中带，即图中的②，A错误；复制两次后形成了4个DNA分子，2个DNA分子都是一条链含有15N，另一条链含有14N，离心形成中带；另外两个DNA分子都只含有14N，离心形成轻带，即图中①，B正确；随着复制次数增加（三次及三次以上），离心后都含有中带和轻带两个条带，轻带相对含量增加，即图中③，C正确；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，DNA分子的两条链都含有15N，离心形成重带，即图中的⑤，D正确。

2. A  解析：本题考查与DNA复制相关的计算，难度较大。DNA分子的复制方式为半保留复制，将含15N—DNA的大肠杆菌转移到含14N的培养液中，连续繁殖三代后，得到8个DNA分子，其中2个DNA分子一条链含15N，另一条链含14N，另外6个DNA分子只含14N，将子代DNA进行密度梯度离心后，中带（N）占1/4，轻带（M）占3/4，即M层与N层的DNA数之比是3 ： 1；若在子代DNA中加入解旋酶后，将形成2条含15N的链和14条含14N的链，离心后，含14N的链分布在M'层，含15N的链分布在N'层，即M'层与N'层中的DNA单链数之比是7 ： 1；综上分析，A正确，BCD错误。

3. D  解析：本题考查DNA分子的复制过程，难度中等。DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程。复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过程叫解旋，此时互补碱基对之间氢键断裂。然后，以解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的四种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链，在此过程中，涉及到互补碱基对之间氢键的形成。随着解旋过程的进行，新合成的子链也不断地延伸，同时，每条子链与其模板母链盘绕成双螺旋结构，从而各形成一个新的DNA分子。综上分析，A、B、C均错误，D正确。

4. B  解析：本题考查DNA的结构和复制，难度中等。DNA的基本单位为脱氧核苷酸，所以每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸，A正确；DNA分子中两个脱氧核苷酸之间通过磷酸与脱氧核糖之间形成的磷酸二酯键，但是DNA分子左链的末端和右链的首端只连着一个磷酸，其余脱氧核糖链接两个磷酸，B错误；DNA存在于细胞核、线粒体和叶绿体，故DNA复制不仅发生于细胞核中，也发生在线粒体和叶绿体中，C正确；DNA分子复制过程中，DNA聚合酶可以催化形成磷酸二酯键，D正确。

5. B  解析：本题考查DNA复制的特点，难度中等。解旋酶促使DNA的两条互补链分离，为复制提供模板，A错误；游离的脱氧核苷酸与母链进行碱基互补配对确保准确无误地进行复制，B正确；在DNA聚合酶的作用下，配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补

6. C  解析：本题考查与DNA复制相关的计算，难度较大。DNA复制方式是半保留复制，根据题意，被15N标记的DNA分子中，含有碱基5000对，A+T占碱基总数的34%，则A=T=1700个，G=C=3300个；若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，则产生的4个DNA分子中，只有2个DNA分子含有15N标记。15N存在于DNA的含氮碱基中，脱氧核糖不含N，A错误；由题意可知，该15N标记的DNA分子在14N的培养基中连续复制2次，形成的4个DNA分子中，有2个DNA含有15N，即占1/2，B错误；根据题意知，G=C=3300个，该DNA分子复制2次，增加3个DNA分子，需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸是3300×3=9900，C正确；复制过程中首先需要解旋酶断开碱基之间的氢键，D错误。

7. D  解析：本题考查与DNA复制相关的计算，难度较大。子代DNA分子共有8个，其中2个DNA分子含有14N，A错误；因本实验是对DNA单链进行的离心分析，若DNA进行的是全保留复制，也会得到上述结果，故用该试验探究DNA的半保留复制方式不够严谨，B错误；解开DNA双螺旋的实质是破坏两条单链之间的氢键，C错误；得到的8个DNA分子中，有2个为14N-15N，6个为15N-15N，故若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心，则相应的条带含量比为1：3，D正确。

8. B  解析：本题考查与DNA复制相关的计算，难度较大。根据以上分析可知，DNA中A=T═2000，C=G=3000，A、T碱基对之间的氢键有2个，C、G碱基对之间的氢键有3个，因此该DNA分子中含有氢键的数目为2000×2+3000×3=1. 3×104（个），A正确；复制过程需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3000×（23－1）=2. 1×104（个），B错误；由题意知被32P标记的DNA单链有2条，含有31P的单链是2×8－2=14（条），因此子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7，C正确；子代DNA分子中含32P的DNA分子有2个，只含31P的分子数是6个，二者之比是1∶3，D正确。

9.（1）②一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的    ③每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片段 

（2）①一条重带（15N/15N）   半保留复制和分散复制  ②中等密度带  全保留复制   半保留复制或分散复制  ③中等密度带   轻密度带  分散复制   半保留复制 

④中等和轻     半保留复制    分散复制

解析：本题考查与DNA复制方式相关的实验探究，难度较大。

（1）②如果是半保留复制，则以亲代DNA的两条链分别为模板，新形成的两个DNA分子，各有一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的。③如果是分散复制，根据题意和图示分析，新形成的DNA分子中每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片段。

（2）实验预测：①如果与对照（14N/14N）相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带，即一条轻带（14N/14N）和一条重带（15N/15N），说明是全保留复制，而不可能是半保留复制和分散复制。②如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，则不可能是全保留复制，可能是半保留复制或者分散复制。③如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出中等密度带和轻密度带，说明是半保留复制，而不是分散复制。④如果子代Ⅱ不能分出中等和轻密度两条带，说明是分散复制，而不是半保留复制。

10. （1）碱基对排列顺序的多样性　反向平行　互补   （2）TACGGTA　1.25

（3）原料、能量　边解旋边复制   （4）独特的双螺旋结构　碱基互补配对原则

解析：本题考查DNA的结构与DNA的复制，难度中等。

（1）在DNA的双螺旋结构中，沃森和克里克用碱基对排列顺序的多样性解释DNA分子的多样性，因为在不同的DNA中由磷酸和脱氧核糖形成的基本骨架是一样的。从主链上看，两条单链的方向是反向平行的，从碱基上看，两条单链互补。

（2）根据碱基互补配对原则，一条单链的碱基组成是ATGCCAT，则与它互补的另一条链的碱基组成是TACGGTA，DNA的一条链中（A＋G）/（T＋C）＝0.8，另条链中该比值为另一条链的倒数，比例为1.25。

（3）DNA的复制需要模板、酶、原料、能量等，从图中可以看出DNA的复制具有边解旋边复制的特点。

（4）DNA分子的独特双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对原则保证了复制能够准确进行。