3.3 DNA通过复制传递遗传信息一、单选题1．下列关于DNA分子复制的叙述中,正确的是（）A．DNA分子复制可发生在细胞有丝分裂间期B．DNA分子双螺旋结构全部解旋后,开始DNA分子的复制C．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链D．一个DNA分子通过一次复制后产生四个DNA分子【答案】A【解析】A、细胞分裂间期的生理过程是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,A正确；B、DNA分子的复制是边解旋边复制,不是双螺旋结构全部解链后,开始DNA的复制,B错误；C、DNA酶的作用是促进DNA水解成脱氧核苷酸,促进单个脱氧核苷酸连接合成新的子链的酶是DNA聚合酶,C 错误；D、一个DNA分子复制一次产生2个DNA分子,不是4个DNA分子,D错误.故选A.2．如图所示为DNA复制的较为详细的图解,据图分析,下列相关叙述,错误的是A．仅在解旋酶和DNA聚合酶的催化下,DNA复制不能顺利进行B．在DNA复制的过程中,可能会出现尿嘧啶与腺嘌呤互补配对现象C．图示DNA复制的特点有边解旋边复制以及半保留复制等D．复制完成后,前导链和随后链所在单链碱基排列顺序相同【答案】D【解析】A、从图示信息可知,DNA复制需要拓扑异构酶II、解旋酶、引物合成酶、聚合酶I和III 等多种酶的催化,A正确；B、在DNA复制过程中,RNA引物能与模板链互补形成杂交链,该杂交链中可能含有碱基对A-U,B正确；C、从图中信息可知,DNA复制的特点有边解旋边复制和半保留复制等 ,C正确；D、从图中信息可知,前导链和随后链都是新合成的子链,而两条子链上碱基是互补的,D错误.3．某基因的一个片段中的一条DNA链在复制时一个碱基由G→C,该基因复制三次后发生突变的基因占该基因总数的（）A．100% B．50% C．25% D．12．5%【答案】B【解析】某基因的一个片段中的一条链在复制时一个碱基由G→C,由于DNA分子复制方式为半保留复制,则以该链为模板复制形成的基因均为突变基因,而以另一条链为模板复制形成的基因均为正常基因.所以该基因复制3次后,发生突变的基因占基因总数的50%.故选B.4．下图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的实验,下列叙述正确的是（）A．可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验B．试管③中b带的DNA的两条链均含有14NC．仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复制为半保留复制D．可用（NH4）235SO4、（NH4）232SO4分别代替15NH4C1、14NH4Cl进行上述实验【答案】C【解析】A、噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养液中独立生活和繁殖,因而不能代替大肠杆菌进行实验,A错误；B、试管自中b带的DNA的一条链含有14N,另一条链含有15N,B错误；C、仅比较试管②和③的结果有可能是全保留复制或半保留复制,C正确.D、DNA分子中不含S元素,因此不能用（NH4）235SO4、（NH4）232SO4分别代替15NH4C1、14NH4Cl进行上述实验,D 错误；故选C.5．用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,请问最快在第几次细胞分裂的后期,细胞中只能找到1条被32P标记的染色体（）A．3 B．2 C．9 D．19【答案】A【解析】由题意可知,20条被标记的DNA第一次复制,结果所有的染色体均有标记,既第一次有丝分裂后期,被32P标记的染色体条数为40条,形成的子细胞中20条染色体均被标记.经第二次复制后,形成40条单体,而其中的一半,即20条具有32P标记,而当第二次分裂后期时,染色单体随机分开,具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞,而某个细胞得到具有32P标记的染色体的数目为0~20.而第三次分裂后期是以第二次分裂的子细胞为前提,在后期被标记的染色体为0~20,即最快在第三次分裂后期,细胞中只能找到1条被32P标记的染色体,A正确.故选A.6．洋葱根尖分生区细胞的某双链DNA分子含有胞嘧啶m个,复制n次.下列有关叙述正确是（）A．处于分裂间期的细胞中DNA不能与RNA聚合酶结合B．DNA复制过程中催化磷酸二酯键形成的酶是解旋酶和DNA聚合酶C．该DNA复制过程中共消耗（2n-1）m个胞嘧啶脱氧核苷酸D．该DNA复制形成的每个子代DNA分子中均含有m个腺嘌呤【答案】C【解析】A、间期DNA能进行转录,因此DNA能与RNA聚合酶结合,A错误；B、解旋酶具有解旋功能,其作用的是氢键,DNA聚合酶能催化磷酸二酯键形成,B错误；C、由于DNA复制为半保留复制,该DNA分子复制n次,共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸（2n-1）m个,C正确；D、由于题干只给出胞嘧啶的数目,而碱基总数未知,因此无法推导出腺嘌呤的数目,D错误.故选C.7．下列有关DNA分子复制的叙述,错误的是A．解旋酶可破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开B．复制方式为半保留复制C．以DNA分子的任意一条链作为模板D．DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对可保证其准确进行【答案】C【解析】DNA复制时,解旋酶可破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开,A正确；DNA复制时分别以每条亲代链做模板,按照碱基互补配对的原则合成子链,这种复制方式为半保留复制,B正确；DNA分子复制时两条链均作模板,复制完成后一个DNA分子可形成两个子代DNA分子,C错误；根据分析内容可知,DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对可保证其准确进行,D正确.故选C.8．某双链DNA分子有100个碱基对,其中胸腺嘧啶40个.如果该DNA分子连续复制两次,则需游离胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是A．60个B．80个C．120个D．180个【答案】D【解析】根据分析可知,一个DNA分子中含有60个胞嘧啶脱氧核苷酸,根据DNA半保留复制的特点,如果该DNA连续复制两次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目=（22-1）×60=180个,综上所述,ABC错误,D正确.故选D.9．在研究DNA复制机制的过程中,为验证DNA分子的半保留复制方式,研究者用蚕豆根尖进行实验,主要步骤如下：步骤①：将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中,培养大约一个细胞周期的时间.步骤②：取出根尖,洗净后转移至不含放射性物质的培养液中,继续培养大约两个细胞周期的时间.分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样,通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布.（1）本实验最主要的研究方法称为____________.实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的______区,步骤①目的是标记细胞中的______分子.（2）若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体的姐妹染色单体都具有放射性,如下图A所示.第二个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的_________（选填字母）,且第三个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的_________（选填字母）,说明DNA分子的复制方式为半保留复制.A B C中期的染色体示意图（深色代表染色单体具有放射性）【答案】同位素示踪法分生 DNA B B和C【解析】（1）根据题意可知,本实验最主要的研究方法称为同位素示踪法.实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区,因为只有分生区的细胞具有分裂旺盛,DNA才发生复制.胸腺嘧啶是合成DNA的原料,因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子.（2）分析图示：A染色体的两条姐妹染色单体均含有放射性；B染色体的两条姐妹染色单体中只有一条含有放射性；C染色体的两条姐妹染色单体均不含放射性.若假说成立,即DNA分子的复制方式为半保留复制,则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中的B；第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性,另一半染色体的姐妹染色单体中,有一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图中的B和C.10．图为大肠杆菌的DNA分子片段结构示意图,回答下列问题：（1）图中②表示的化合物是______,①②③结合在一起的结构叫______.（2）图中③可能有______种,名称分别是______.（3）若甲链中含氮碱基（A＋G）/（T＋C）＝2/5,则同样的比值在乙链中为______.若该双链DNA分子含有400个碱基,其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4,则该DNA分子中4种含氮碱基的比例为A∶G∶T∶C=_______.（4）若DNA分子含有1000个碱基对,其中碱基A占20%,该DNA分子复制3次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸______个.【答案】脱氧核糖脱氧核苷酸 2 鸟嘌呤、胞嘧啶 5/2 2∶3∶2∶3 4200【解析】（1）由以上分析可知,①为磷酸基团；②为脱氧核糖；③和④为含氮碱基；其中①、②和③共同构成一分子脱氧核糖核苷酸.（2）DNA分子两条链之间的碱基通过氢键连接.由于图中③和④有三个氢键,所以可能性有2种,即胞嘧啶、鸟嘌呤.（3）若甲链中含氮碱基（A＋G）/（T＋C）＝2/5,（A＋G）/（T＋C）为非互补碱基之和的比值,则同样的比值在甲链的互补链乙链中为甲链比值的倒数是5/2.若该双链DNA分子含有400个碱基,其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4,即A1：G1：T1：C1=1：2：3：4,根据碱基互补配对原则可知A2：G2：T2：C2=3：4：1：2,该基因中含有400个碱基,则A1=T2=20,T1=A2=60,G1=C2=40,C1=G2=80,则该DNA分子中4种含氮碱基的比例为A∶G∶T∶C=2∶3∶2∶3.（4））若甲DNA片段含有碱基对1000,则碱基数为2000个,其中碱基A占20%,则该DNA片段中胞嘧啶占30%,数目为2000×30%=600个.该DNA片段复制3次,根据DNA分子半保留复制特点,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（23-1）×600=4200个.11．请回答下列与DNA分子的结构和复制有关的问题：（1）DNA分子复制的时间是_______________,一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠____________连接.（2）在DNA分子模型搭建实验中,如果用一种长度的塑料片代表A和G,用另一种长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细____________,原因是____________.（3）DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基（P）变成了尿嘧啶,该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G,推测“P”可能是___________.（4）7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对.某DNA分子中腺嘌呤（A）占碱基总数的30%,其中的鸟嘌呤（G）全部被7-乙基化,该DNA分子正常复制产生两个DNA分子,其中一个DNA分子中胸腺嘧啶（T）占碱基总数的45%,另一个DNA分子中鸟嘌呤（G）所占比例为____________.（5）请你在下面框图中画出某亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物模式图____________.（6）假定某生物细胞内有一对同源染色体,将100个用15N同位素标记了DNA分子的体细胞加入含14N脱氧核苷酸培养液中,并在适宜条件下进行同步培养（细胞分裂同步进行）.某时刻测定细胞的总数目为3200个,在这3200个细胞中,含15N放射性的细胞个数大约有____________个.（7）在噬菌体侵染细菌的实验中,先将40个普通噬菌体（放在含32P的培养基中的大肠杆菌中）进行标记,只得到400个被标记的噬菌体,利用他们进行噬菌体侵染大肠杆菌实验,结果培养时间过长,细菌完全裂解,得到了4000个子代噬菌体,请问含有32P噬菌体所占比例最多为____________%.【答案】有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 -脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖- 相同嘌呤必定与嘧啶互补配对 G或者C 20% 388 20【解析】（1）DNA复制的时间是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期；一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-连接.（2）在DNA分子模型搭建实验中,搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细相同,原因是嘌呤必定与嘧啶互补配对.（3）根据半保留复制的特点,DNA分子经过两次复制后,突变链形成的两个DNA分子中含有U-A、A-T碱基对,而另一条正常链形成的两个DNA分子中含有G-C、C-G碱基对,因此替换的可能是G,也可能是C. （4）该DNA分子中A=T=30%,G=C=20%,该DNA分子正常复制后,子代DNA中的G由该DNA的C含量决定,因此另一个DNA分子中鸟嘌呤（G）占20%.（5）DNA的复制是半保留复制,所以其连续复制两次后的产物模式图是：.（6）100个细胞分裂形成3200个细胞,所以细胞共分裂了5次,DNA分子复制5次,DNA分子是半保留复制,根据其特点进行分析.将100个用15N同位素标记了DNA分子的体细胞加入含14N脱氧核苷酸培养液中进行分裂,所以最终有400个DNA分子被标记,而3200个细胞共有DNA分子6400个,所以含15N的DNA分子的比例为1/16,每个细胞含有2个DNA分子,因此不含15N的细胞的比例是,含15N的分子的比例为,所以含15N的细胞个数为个.（7）噬菌体只含有1个DNA分子,所以400个噬菌体有400个DNA分子,最多800条单链含有32P,因此子代噬菌体中含32P的噬菌体最多800个,而噬菌体的数目有4000个,所以比例为20%.。