3.3  DNA的復(fù)制考點(diǎn)1：DNA分子的復(fù)制☆精講1．DNA分子復(fù)制的概念、時(shí)間、場(chǎng)所2．DNA復(fù)制的過程 3．DNA復(fù)制的特點(diǎn)和意義(1)特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制、半保留制、多點(diǎn)解旋和復(fù)制。(2)意義：DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。☆精練【例1】“探究DNA的復(fù)制過程”實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家設(shè)計(jì)了以NH4Cl為氮源培養(yǎng)大腸桿菌的同位素示蹤實(shí)驗(yàn)，下列敘述錯(cuò)誤的是（       ）A．可先將大腸桿菌放入以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)B．15N -15N-DNA、15N-14N-DNA、14N-14N-DNA的密度各不相同C．可對(duì)每一代大腸桿菌直接做密度梯度離心，無需破碎細(xì)胞處理D．分析子一代與子二代的離心結(jié)果可得出DNA分子的復(fù)制方式【答案】C【詳解】A、DNA分子的元素組成包括C、H、O、N、P，可將大腸桿菌放入以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中獲得雙鏈被15N標(biāo)記的DNA分子，A正確；B、離心后15N -15N-DNA為重密度帶、15N-14N-DNA為中密度帶、14N-14N-DNA為輕密度帶，故三者的密度各不相同，B正確；C、需要將每一代大腸桿菌破碎，釋放出DNA分子進(jìn)行密度梯度離心，會(huì)出現(xiàn)密度帶，C錯(cuò)誤；D、子一代均為中密度帶，子二代1/2中密度帶、1/2輕密度帶，說明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，D正確。故選C。【例2】下列關(guān)于真核細(xì)胞DNA復(fù)制的說法，正確的是（       ）A．新的子鏈由4種核糖核苷酸聚合而成B．DNA復(fù)制時(shí)，ATP的作用是降低化學(xué)反應(yīng)活化能C．堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了DNA復(fù)制能準(zhǔn)確地進(jìn)行D．DNA分子在解旋酶的作用下，先完成解旋后再進(jìn)行復(fù)制【答案】C【詳解】A、合成DNA的基本單位是四種脫氧核苷酸，因此，DNA復(fù)制形成新的子鏈由4種脫糖核苷酸聚合而成，A錯(cuò)誤；B、DNA復(fù)制時(shí)，酶的作用是降低反應(yīng)所需的活化能，ATP起著供能作用，B錯(cuò)誤；C、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了DNA復(fù)制能準(zhǔn)確地進(jìn)行，從而使親、子代DNA中的堿基排列順序相同，C正確；D、DNA分子表現(xiàn)的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制，因此，在解旋酶的作用下，一邊進(jìn)行解旋，一邊在DNA聚合酶的催化下完成復(fù)制，D錯(cuò)誤。故選C。【例3】下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，錯(cuò)誤的是（       ）A．DNA復(fù)制時(shí)，在DNA聚合酶的作用下雙螺旋被解開B．經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子中(A+C)/(G+T)=1C．細(xì)胞中存在DNA分子的部位一般都可進(jìn)行DNA復(fù)制D．1個(gè)DNA分子復(fù)制n次后，含親代DNA鏈的子代DNA分子有2個(gè)【答案】A【詳解】A、DNA復(fù)制時(shí)，在解旋酶的作用下雙螺旋被解開，A錯(cuò)誤；B、經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，依然遵循堿基A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，則(A+C)/(G+T)=1，B正確；C、細(xì)胞中存在DNA分子的部位一般都可進(jìn)行DNA復(fù)制，如細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中都存在DNA的復(fù)制，C正確；D、DNA遵循半保留復(fù)制，1個(gè)DNA分子復(fù)制n次后，含親代DNA鏈的子代DNA分子有2個(gè)，D正確。故選A。【例4】下列關(guān)于DNA分子復(fù)制的敘述．不正確的是（       ）A．方式是半保留復(fù)制 B．邊解旋邊復(fù)制C．在細(xì)胞分裂期進(jìn)行 D．需要模板、原料、能量和酶等【答案】C【詳解】A、DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，即子代DNA分子中都包含了親代DNA分子的一條鏈，A正確；B、DNA復(fù)制過程表現(xiàn)的特點(diǎn)是邊解旋、邊復(fù)制，B正確；C、DNA復(fù)制發(fā)生在間期，即有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，因?yàn)樵陂g期發(fā)生的變化是DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，C錯(cuò)誤；D、DNA復(fù)制的條件是需要模板、原料、能量和酶等，D正確。故選C。【例5】下圖表示生物體內(nèi)的幾個(gè)生理過程。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（       ）A．原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別之一是后者的②③過程在時(shí)間和空間上有差異B．上圖中的生理過程均可以在線粒體中進(jìn)行C．②過程中RNA聚合酶的作用不僅僅是促進(jìn)DNA雙鏈的解旋D．若在②過程中發(fā)生堿基配對(duì)錯(cuò)誤，則一定會(huì)導(dǎo)致③過程肽鏈中的氨基酸種類發(fā)生改變【答案】D【詳解】A、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別之一是后者的轉(zhuǎn)錄翻譯過程在時(shí)間和空間上有差異，原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行，在細(xì)胞質(zhì)中發(fā)生，而真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核，翻譯在細(xì)胞質(zhì)，不同時(shí)進(jìn)行，A正確；B、線粒體屬于半自主性細(xì)胞器，含有DNA和核糖體，可進(jìn)行上述的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，B正確；C、轉(zhuǎn)錄過程中的RNA聚合酶的作用不僅僅是促進(jìn)DNA雙鏈的解旋，還能催化RNA的合成，形成磷酸二酯鍵，C正確；D、由于存在密碼子的簡(jiǎn)并性，若在②過程中發(fā)生堿基配對(duì)錯(cuò)誤，也不一定會(huì)導(dǎo)致翻譯出的肽鏈氨基酸種類發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。故選D。【例6】如圖為DNA的復(fù)制圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)DNA復(fù)制發(fā)生在__________期，動(dòng)物細(xì)胞中DNA復(fù)制發(fā)生的主要場(chǎng)所是____________，少量也發(fā)生在________（細(xì)胞器）(2)②過程稱為__________，需要的酶是___________；指出③中的子鏈有_______________，③過程需要的酶是____________，必須遵循__________原則。(3)子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，由此說明DNA的復(fù)制具有__________特點(diǎn)。(4)DNA分子比較穩(wěn)定，主要因?yàn)?/span>DNA分子具有_______________結(jié)構(gòu)，其基本支架是由________和 _____交替鏈接形成的，(5)在 DNA 分子穩(wěn)定性的比較中 ，__________堿基對(duì)的比例越高 ， DNA 分子穩(wěn)定性越高，其中堿基對(duì)之間通過______鍵連接。【答案】(1)間     細(xì)胞核     線粒體     (2)解旋     解旋酶     II、III     DNA聚合酶     堿基互補(bǔ)配對(duì)     (3)半保留復(fù)制     (4)雙螺旋     磷酸     脫氧核糖     (5)G和C     氫【分析】分析題圖：圖示表示DNA復(fù)制過程，由圖可以知道DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，其中①是親代DNA分子，②是解旋過程，③是半保留復(fù)制過程，形成2個(gè)子代DNA。DNA復(fù)制所需要的條件為：模板：DNA的兩條鏈；酶：解旋酶和DNA聚合酶等；原料：四種游離的脫氧核糖核苷酸；能量：ATP。此外還需要適宜的溫度、pH等條件。(1)DNA復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。動(dòng)物細(xì)胞中DNA復(fù)制發(fā)生的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，少量也發(fā)生在線粒體（植物細(xì)胞還有葉綠體）。(2)②過程稱為解旋，需要解旋酶催化；圖中③的子鏈有Ⅱ、Ⅲ，形成③過程需要DNA聚合酶催化，而且必須遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。(3)子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，還有一條鏈是新的子鏈，由此說明DNA的復(fù)制具有半保留復(fù)制特點(diǎn)。(4)DNA分子比較穩(wěn)定，主要因?yàn)?/span>DNA分子具有雙螺旋結(jié)構(gòu)，其基本支架是由磷酸和脫氧核糖交替鏈接形成的。(5)在DNA分子穩(wěn)定性的比較中，由于G和C堿基對(duì)形成3個(gè)氫鍵，而A和T堿基對(duì)只形成2個(gè)氫鍵，所以G和C堿基對(duì)的比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越高，其中堿基對(duì)之間通過氫鍵連接。 考點(diǎn)2：“圖解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算☆精講(1)  將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制n次，則：(2)DNA分子復(fù)制過程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)。②第n次復(fù)制需要該種脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1。☆精練【例7】6．用15N標(biāo)記一個(gè)DNA分子的兩條鏈，讓該DNA分子在14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制4次，則含15N的子代DNA分子個(gè)數(shù)是（       ）A．32 B．16 C．8 D．2【答案】D【詳解】讓一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA分子在14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制4次，共形成16個(gè)DNA。在這16個(gè)DNA分子的32條鏈中，只有2條鏈?zhǔn)?/span>15N標(biāo)記的母鏈。由于DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，所以最終有2個(gè)DNA分子中既含15N也含14N，14個(gè)DNA分子中只含有14N，因此含15N的子代DNA分子有2個(gè)。ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。【例8】某DNA分子片段含有100個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈的A和T占本條鏈堿基總數(shù)的40％，互補(bǔ)鏈中G與T分別占該鏈堿基總數(shù)的22％和18％。如果該DNA片段連續(xù)復(fù)制2次，則需要游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸的數(shù)量為A．114個(gè) B．180個(gè) C．240個(gè) D．270個(gè)【答案】B【詳解】在雙鏈DNA分子共含有100個(gè)堿基對(duì)，A與T之和占其中一條鏈堿基的40%，則這條鏈A+T=100×40%=40個(gè)，G+C=60個(gè)；根據(jù)堿基配對(duì)原則A=T，G=C可知，另一條鏈同樣A+T=40個(gè)，G+C=60個(gè)；由G=C可知，該DNA雙鏈中G=C=60個(gè)。如果連續(xù)復(fù)制2次，根據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)，則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量即C=（22-1）×60=180。因此B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。【例9】含100個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)DNA分子片段，其中一條鏈的A+T占40%，它的互補(bǔ)鏈中G與T分別占22%和18%，若連續(xù)復(fù)制2次，則需游離的胞啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量為（       ）A．240個(gè) B．180個(gè) C．14個(gè) D．90個(gè)【答案】B【詳解】分析題意可知：該DNA片段含有100個(gè)堿基對(duì)，即每條鏈含有100個(gè)堿基，其中一條鏈（設(shè)為1鏈）的A+T占40%，即A1+T1=40個(gè)，則C1+G1=60個(gè)；互補(bǔ)鏈（設(shè)為2鏈）中G與T分別占22%和18%，即G2=22，T2=18，可知C1=22，則G1=60-22=38=C2，故該DNA片段中C=22+38=60。已知DNA復(fù)制了2次，則DNA的個(gè)數(shù)為22=4，4個(gè)DNA中共有胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)量為4×60=240，原DNA片段中有60個(gè)胞嘧啶脫氧核糖核苷酸，則需要游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量為240-60=180，B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。【例10】細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖若干代后，再移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，提取其子代的DNA進(jìn)行梯度離心，下圖①-⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是（       ）A．第一次分裂的子代DNA應(yīng)為⑤ B．第二次分裂的子代DNA應(yīng)為①C．第三次分裂的子代DNA應(yīng)為③ D．若干代后的DNA最接近④【答案】A【詳解】A、子一代DNA表明DNA分子只復(fù)制一次，都是15N-14N，所以應(yīng)為②，A錯(cuò)誤；B、子二代DNA表明DNA分子復(fù)制二次，產(chǎn)生4個(gè)DNA分子，其中2個(gè)都是14N，2個(gè)為15N-14N，所以應(yīng)為①，B正確；C、子三代DNA表明DNA分子復(fù)制三次，產(chǎn)生8個(gè)DNA分子，其中6個(gè)都是14N，2個(gè)為15N-14N，所以應(yīng)為③，C正確；D、若干代后的DNA，產(chǎn)生2n個(gè)DNA，只有2個(gè)為15N-14N，其他均為14N-14N，所以最接近④，D正確。故選A。【例11】圖1是DNA結(jié)構(gòu)模式圖，圖2是探究DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)圖，據(jù)圖回答下列相關(guān)問題：(1)圖1結(jié)構(gòu)的基本單位是________________________。在其結(jié)構(gòu)中間是堿基通過__________原則連接形成堿基對(duì)，其中____________（填“G-C”或“A-T”）堿基對(duì)越多，DNA耐高溫的能力越強(qiáng)。(2)若用32P標(biāo)記圖1所示的分子，則32P會(huì)被標(biāo)記在圖1的哪個(gè)位置______（填圖示序號(hào)）(3)若該DNA分子有1000個(gè)堿基對(duì)，其中堿基G有300個(gè)，若該DNA分子復(fù)制3次需要堿基A________個(gè)。(4)含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動(dòng)物的細(xì)胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細(xì)胞。然后將G0細(xì)胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到G1、G2代細(xì)胞。再?gòu)?/span>G0、G1、G2代細(xì)胞中提取DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到的結(jié)果如圖2。由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③分別表示輕、中、重3種DNA分子的位置。G0、G1、G2代細(xì)胞中提取DNA的結(jié)果分別對(duì)應(yīng)圖2中的哪幾個(gè)試管________________，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是_______________________。【答案】(1)脫氧（核糖）核苷酸   堿基互補(bǔ)配對(duì)   G-C     (2)2     (3)4900    (4)ABD     半保留復(fù)制

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第3節(jié) DNA的復(fù)制

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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