2019-2020年高中生物 第四章 第16課時 DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制課時作業(yè)（含解析）蘇教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 第四章 第16課時 DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制課時作業(yè)（含解析）蘇教版必修2 目標(biāo)導(dǎo)航　1.理解DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點，掌握DNA的化學(xué)組成。2.熟悉DNA分子的復(fù)制過程及意義。3.通過制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)從平面到空間的思維轉(zhuǎn)換能力。4.從DNA半保留復(fù)制實驗中，學(xué)習(xí)同位素標(biāo)記的方法。 一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程 1．在對DNA分子結(jié)構(gòu)的研究中，美國生物學(xué)家______和英國物理學(xué)家________做了突出的貢獻。 2．DNA分子是以4種________________為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有________________四種堿基。 3．沃森和克里克嘗試了很多種不同的雙螺旋結(jié)構(gòu)和三螺旋結(jié)構(gòu)，但都被否定了。后來他們重新構(gòu)建了一個將______________________骨架安排在螺旋外部，______安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。 4．后來，沃森和克里克又根據(jù)其他科學(xué)家得出的腺嘌呤(A)的量總是______胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是______胞嘧啶(C)的量的信息，改變了堿基配對的方式，讓________配對，________配對，構(gòu)建出DNA的________結(jié)構(gòu)模型。 二、DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu) 1．DNA分子由兩條鏈組成，這兩條鏈按__________的方式盤旋成________結(jié)構(gòu)。 2．DNA分子中的__________和______交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；______排列在內(nèi)側(cè)。 3．兩條鏈上的堿基通過______連接成堿基對，并且堿基配對有一定的規(guī)律：A(腺嘌呤)一定與____(胸腺嘧啶)配對；G(鳥嘌呤)一定與____(胞嘧啶)配對。堿基之間這種一一對應(yīng)的關(guān)系，叫做____________________。 三、DNA復(fù)制的過程及意義 1．DNA的復(fù)制是指以親代______________________________的過程。發(fā)生在____________________和______________。DNA復(fù)制的場所主要是________。 2．過程：(1)復(fù)制方式：__________________。(2)DNA復(fù)制的模板：____________________。DNA復(fù)制的原料：游離的4種脫氧核苷酸。DNA復(fù)制的能量：__________________。DNA復(fù)制的酶：________、DNA聚合酶等。 3．DNA復(fù)制的意義：_______________________________________________________。 知識點一　DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 1．下列關(guān)于威爾金斯、沃森和克里克、富蘭克琳、查戈夫等人在DNA分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建方面的突出貢獻的說法中，正確的是 (　　) A．威爾金斯和富蘭克琳提供了DNA分子的電子顯微鏡圖像 B．沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 C．查戈夫提出了A與T配對、C與G配對的正確關(guān)系 D．富蘭克琳和查戈夫發(fā)現(xiàn)堿基A量等于T量、C量等于G量 2．DNA兩條鏈上排列順序穩(wěn)定不變的是 (　　) A．脫氧核苷酸 B．脫氧核糖和磷酸 C．堿基對 D．堿基 知識點二　DNA分子的結(jié)構(gòu) 3．下面關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的敘述中，不正確的一項是 (　　) A．DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè) B．DNA分子中的嘌呤堿基與嘧啶堿基總數(shù)相同 C．DNA分子中只有四種堿基，故實際上只能構(gòu)成44種DNA D．DNA分子中堿基之間一一對應(yīng)的配對關(guān)系是堿基互補配對原則 4．下列不是DNA結(jié)構(gòu)特征的是 (　　) A．DNA雙鏈反向平行 B．堿基按嘌呤與嘧啶(A－T；G－C)，嘧啶與嘌呤(T－A；C－G)互補配對 C．DNA分子排列中，兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸排列千變?nèi)f化 D．DNA螺旋沿中心軸旋轉(zhuǎn) 知識點三　DNA分子復(fù)制的過程 5．在DNA復(fù)制過程中，保證復(fù)制準(zhǔn)確無誤進行的關(guān)鍵步驟是 (　　) A．解旋酶破壞氫鍵并使DNA雙鏈解開 B．游離的脫氧核苷酸與母鏈堿基互補配對 C．與模板鏈配對的脫氧核苷酸連接成子鏈 D．子鏈與模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu) 6．科研人員欲利用從生物體細胞內(nèi)提取的一個DNA分子和標(biāo)記了放射性同位素3H的4種脫氧核苷酸，在實驗室里合成新的DNA分子。 (1)除了上述幾種物質(zhì)外，還需______和__________。 (2)在第二代所有DNA分子中含3H的單鏈和第三代中不含3H的單鏈各有______條和______條。 (3)如果在DNA分子的100個脫氧核苷酸堿基對中有30個T，那么以其為模板所復(fù)制的一個新的DNA分子中應(yīng)有______個G。 (4)由上述實驗結(jié)果可知DNA的復(fù)制方式是__________。 知識點四　DNA分子復(fù)制的有關(guān)計算 7．某DNA分子復(fù)制三次后，所得到的第四代DNA分子中，含有第一代DNA中脫氧核苷酸鏈的條數(shù)是 (　　) A．1條 B．2條 C．4條 D．8條 8．DNA分子某片段包含m個堿基，其中胞嘧啶n個。該片段復(fù)制2次，需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為 (　　) A．(m－2n)/2 B．(3m－6n)/2 C．m－2n D．2m－4n 基礎(chǔ)落實 1．下面關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中，錯誤的是 (　　) A．每個雙鏈DNA分子含有四種脫氧核苷酸 B．每個核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基 C．每個DNA分子的堿基數(shù)＝磷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù) D．雙鏈DNA分子中的一段若含有40個胞嘧啶，就一定會同時含有40個鳥嘌呤 2．在DNA分子的一條脫氧核苷酸鏈中，相鄰的堿基A與T之間的連接結(jié)構(gòu)是(　　) A．氫鍵 B．－磷酸－脫氧核糖－磷酸－ C．肽鍵 D．－脫氧核糖－磷酸－脫氧核糖－ 3．下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是 (　　) A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核苷酸 B．在全部解旋之后才開始堿基配對 C．解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈 D．復(fù)制后，每個新DNA分子中都含有一條母鏈和一條子鏈 4．DNA分子復(fù)制時解旋酶作用的結(jié)構(gòu)可以是 (　　) A. B. C．A—U D．G—C 5．DNA分子具有多樣性和特異性是由于 (　　) A．DNA分子是高分子化合物，相對分子質(zhì)量大 B．DNA分子中堿基數(shù)目很多，能形成很多氫鍵 C．DNA分子中兩條鏈上的脫氧核糖和磷酸之間的排列順序變化多端 D．DNA分子中堿基對的排列順序千變?nèi)f化，但在特定的DNA分子中堿基對排列順序不變 6．如圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項正確的是 (　　) A．a(chǎn)和c的堿基序列互補 B．b和c的堿基序列相同 C．a(chǎn)鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與b鏈中同項比值相同 D．a(chǎn)鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與d鏈中同項比值不同 能力提升 7．某DNA分子的一條鏈(A＋G)/(T＋C)＝2，這種比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是 (　　) A．都是2 B．1/2和2 C．1/2和1 D．2和1 8．已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條(α鏈)子鏈中T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則在α鏈的互補鏈(β鏈)中，T和C分別占(β鏈)堿基總數(shù)的 (　　) A．32.9%和17.1% B．31.3%和18.7% C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9% 9．如果把只含15N的DNA分子叫做重DNA，把只含14N的DNA分子叫做輕DNA，把一條鏈含15N、另一條鏈含14N的DNA分子叫做中DNA。那么，將一個完全被15N標(biāo)記的DNA分子放入到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，讓其連續(xù)復(fù)制三代，則培養(yǎng)基內(nèi)重DNA、中DNA和輕DNA的分子數(shù)分別是 (　　) A．0、2、6 B．2、0、6 C．2、4、2 D．6、0、2 10．某個DNA片段由500對堿基組成，A＋T占堿基總數(shù)的34%。若該DNA片段復(fù)制2次，共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數(shù)為 (　　) A．330 B．660 C．990 D．1 320 11．若將果蠅的一個精原細胞中的一個DNA分子用15N進行標(biāo)記，正常情況下在該細胞形成的精細胞中，含15N的精細胞數(shù)占 (　　) A．1/8 B．1/4 C．1/2 D．1/16 12．用32P標(biāo)記玉米體細胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的中期、后期一個細胞中的染色體數(shù)目和被32P標(biāo)記的染色體數(shù)目分別是 (　　) A．中期20和20、后期40和20 B．中期20和10、后期40和20 C．中期20和20、后期40和10 D．中期20和10、后期40和10 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13.已知雙鏈DNA分子的一條單鏈中(A＋G)/(T＋C)＝m，求： (1)在互補鏈中上述比例為______________，據(jù)此可得推論：____________________ ___________________________________________________________________________。 (2)在整個DNA分子中上述比例為________，據(jù)此可得推論：____________________ __________________________________。 若在一單鏈中，(A＋T)/(C＋G)＝n時，求： (3)在另一條互補鏈中上述比例為____________。 (4)在整個DNA分子中上述比例為_____________________________________。 (5)據(jù)(3)和(4)可得推論：__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 14．在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14NDNA(對照)；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15NDNA(親代)。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖甲所示。 (1)由實驗結(jié)果可以推測第一代(Ⅰ)細菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)莀_________，另一條鏈?zhǔn)莀________________________________________。 (2)將第一代(Ⅰ)細菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細菌的DNA分子用同樣的方法分離，請參照圖甲，將DNA分子可能出現(xiàn)在試管中的位置在圖乙中標(biāo)出。 答案 知識清單 一、1.沃森　克里克 2．脫氧核苷酸　A、T、C、G 3．磷酸－脫氧核糖　堿基 4．等于　等于　A與T　G與C　雙螺旋 二、1.反向平行　雙螺旋 2．脫氧核糖　磷酸　堿基 3．氫鍵　T　C　堿基互補配對原則 三、1.DNA分子為模板合成子代DNA分子　有絲分裂間期　減數(shù)分裂間期　細胞核 2．(1)DNA半保留復(fù)制　(2)DNA分子的兩條鏈 細胞提供的能量　解旋酶 3．DNA分子通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保證了遺傳信息的連續(xù)性 對點訓(xùn)練 1．B　[在DNA分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建方面，威爾金斯和富蘭克琳提供了DNA的衍射圖譜；查戈夫發(fā)現(xiàn)了堿基A量等于T量、C量等于G量。沃森和克里克在以上基礎(chǔ)上提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。] 2．B　[DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，且穩(wěn)定不變。] 3．C　[DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。DNA分子中含有四種堿基，由于許多的堿基排列起來使DNA分子種類多種多樣，其種類數(shù)量為4n，n為堿基對數(shù)。] 4．C　[DNA分子排列中，兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替連接，排列在外側(cè)。] 5．B　[在DNA復(fù)制過程中，有解旋、合成子鏈和螺旋化等過程，但是能保證復(fù)制得到的兩個DNA分子相同的機制是在復(fù)制過程中，嚴(yán)格按照堿基互補配對原則合成子鏈。] 6．(1)酶　能量(ATP)　(2)6　2　(3)70　(4)半保留復(fù)制 解析　DNA復(fù)制時以解開的每一段母鏈為模板，以游離的脫氧核苷酸為原料，同時還需要能量(ATP)和DNA聚合酶等酶的參與。由于新合成的每個DNA分子中都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式被稱為半保留復(fù)制。 7．B　[1個親代DNA分子復(fù)制n代后，新形成的DNA分子中只有兩條含親代母鏈。] 8．B　[雙鏈DNA分子中，G＝C＝n，所以T＝A＝＝－n。該片段復(fù)制2次需要消耗游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸為(22－1)(－n)＝。] 課后作業(yè) 1．B　[由于組成DNA的五碳糖是脫氧核糖，所以B項的敘述是錯誤的。] 2．D　[解決本題的關(guān)鍵是“一條脫氧核苷酸鏈，相鄰堿基A和T之間的連接結(jié)構(gòu)”，核苷酸與核苷酸是通過磷酸與脫氧核糖相連形成單鏈。] 3．D　[在解旋酶的作用下，DNA分子解螺旋形成兩條脫氧核苷酸長鏈；DNA復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制的，并以解開的兩條母鏈為模板合成兩個子代DNA分子；形成的新的DNA分子中都含有一條母鏈和一條子鏈。] 4．D　[DNA分子復(fù)制時，解旋酶的作用是使DNA堿基對間的氫鍵斷開。DNA中堿基對有G—C、A—T兩種。] 5．D　[DNA分子中堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而特定的堿基對排列順序又構(gòu)成了特定的DNA分子。] 6．C　[a、d兩條母鏈堿基互補，a、b兩條鏈堿基互補，c、d兩條鏈堿基互補，可推出a和c堿基序列相同，b和c堿基序列互補；兩條互補鏈中的(A＋T)/(G＋C)相同。] 7．C　[在整個DNA分子中，A＝T、C＝G，因此，A＋G＝T＋C。由于在DNA分子的單鏈中，一條鏈中的A＋G或T＋C與互補鏈中的T＋C或A＋G相等，一條鏈的(A＋G)/(T＋C)＝2，其互補鏈的該比值就是1/2。] 8．B　[由于整個DNA分子中G＋C＝35.8%，則每條鏈中G＋C＝35.8%，A＋T＝64.2%；由于α鏈中T與C分別占α鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，由此可以求出α鏈中G＝18.7%、A＝31.3%，則其互補鏈β鏈中T和C分別占β鏈堿基總數(shù)的31.3%和18.7%。] 9．A　[1個重DNA放到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，讓其連續(xù)復(fù)制3代后，總共得到8個DNA分子。而原來重DNA的兩條鏈分別在2個子代DNA中，因此子代中有2個中DNA(含有一條母鏈的2個子代DNA)和6個輕DNA。] 10．C　[該DNA片段共有堿基5002＝1 000個，已知(A＋T)＝34%，所以C＝G＝1 000(1－34%)/2＝330。復(fù)制2次后共有4個DNA片段，原DNA片段上有330個胞嘧啶脫氧核苷酸分子，所以需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數(shù)為3303＝990。] 11．C　[一個精原細胞減數(shù)分裂形成4個精細胞，整個過程中，DNA只復(fù)制1次，細胞連續(xù)分裂2次，而1個被15N標(biāo)記過的DNA復(fù)制后形成的2個DNA分子中都含有15N。該細胞形成的4個精細胞中，有2個含有被標(biāo)記的DNA分子，另外2個含有其同源染色體上的未被標(biāo)記的DNA分子。] 12．A　[DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個玉米細胞中有20條染色體，其內(nèi)含20個DNA分子，有40條DNA分子單鏈被32P標(biāo)記。第一次分裂形成的2個子細胞中所有染色體都被32P標(biāo)記(每個DNA分子中一條鏈被標(biāo)記，一條鏈不被標(biāo)記)；第二次分裂時，中期的染色體都被標(biāo)記；后期由于染色單體分離變?yōu)閮蓷l染色體，則有一半染色體被標(biāo)記，為20條。如果是多個細胞也符合這樣的規(guī)律。] 13．(1)1/m　兩非互補堿基和的比例在雙鏈DNA的兩條子鏈中互為倒數(shù)關(guān)系 (2)1　在整個DNA分子中，嘌呤堿基之和等于嘧啶堿基之和 (3)n　(4)n　(5)在整個DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)與分子內(nèi)任一條鏈上的該比例相同 解析　假設(shè)DNA雙鏈分別為α和β，α鏈為已知鏈，β鏈為互補鏈：(1)據(jù)堿基互補配對原則可知：Aα＝Tβ，Aβ＝Tα，Cα＝Gβ，Gα＝Cβ，故(Aα＋Gα)/(Tα＋Cα)＝(Tβ＋Cβ)/(Aβ＋Gβ)＝m，則互補鏈中(Aβ＋Gβ)/(Tβ＋Cβ)＝1/m。可見，在兩條鏈中這種堿基比例互為倒數(shù)關(guān)系。(2)在雙鏈DNA中，A＝T、G＝C，則(A＋G)/(T＋C)＝1?？梢?，在整個DNA分子中，嘌呤堿基之和等于嘧啶堿基之和。(3)根據(jù)上面的假設(shè)，在整個DNA分子中有下列關(guān)系存在：Aα＋Tα＝Tβ＋Aβ，Gα＋Cα＝Cβ＋Gβ，則有(Aα＋Tα)/(Gα＋Cα)＝(Aβ＋Tβ)/(Gβ＋Cβ)＝n。(4)根據(jù)上面的假設(shè)，在雙鏈DNA中有下列關(guān)系存在：Aα＝Tβ、Aβ＝Tα、Gα＝Cβ、Cα＝Gβ，故整個DNA分子中：(A＋T)/(G＋C)＝[(Aα＋Aβ)＋(Tα＋Tβ)]/[(Gα＋Gβ)＋(Cα＋Cβ)]＝[2(Aα＋Tα)]/[2(Gα＋Cα)]＝n。根據(jù)(3)和(4)可知：在整個DNA分子中，A＋T/G＋C與分子內(nèi)任何一條鏈上的該比例相同。 14．(1)15N模板鏈　14N新鏈 (2)如下圖 解析　此題考查DNA分子復(fù)制的特點。DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，即新的DNA分子是由一條模板鏈和一條新鏈組成的。