1．(目標(biāo)1)下列關(guān)于DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)，說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．可以將本實(shí)驗(yàn)中15N標(biāo)記的原料改為32P標(biāo)記的原料，用同樣的方法研究復(fù)制方式B．半保留復(fù)制的結(jié)果是子代DNA各自含有親代DNA的一條母鏈C．復(fù)制過程中有氫鍵的斷裂和形成過程D．子一代的結(jié)果就可以區(qū)分是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制
解析　本實(shí)驗(yàn)采用的是離心技術(shù)，觀察DNA分布的位置，因此不能采用不穩(wěn)定的同位素進(jìn)行追蹤，應(yīng)采用N元素，因?yàn)?5N和14N是兩種穩(wěn)定同位素，只是質(zhì)量不同，A錯(cuò)誤；復(fù)制過程中伴隨解旋氫鍵會(huì)斷裂，形成子代DNA過程中堿基互補(bǔ)配對(duì)又形成氫鍵，C正確；子一代的結(jié)果就可以區(qū)分是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制，如果是全保留復(fù)制，子一代不會(huì)出現(xiàn)中帶，D正確。
A．上圖中兩種酶的功能并不相同B．該過程需要4種游離的脫氧核苷酸C．兩條子鏈的延伸方向都是由左到右D．復(fù)制后可形成兩條一樣的子代DNA
解析　解旋酶的作用是使氫鍵斷裂，DNA聚合酶的作用是催化磷酸二酯鍵的形成，在DNA復(fù)制中使單個(gè)脫氧核苷酸連接在子鏈的3′-端，A正確；在DNA復(fù)制的過程中，子鏈復(fù)制的過程只能由5′→3′方向合成，因此兩條子鏈合成時(shí)延伸的方向是相反的，C錯(cuò)誤；復(fù)制結(jié)束后，兩條母鏈分別和兩條子鏈各組合成一個(gè)新的DNA分子，這樣一個(gè)DNA分子就復(fù)制成兩個(gè)相同的子代DNA分子，D正確。
3．(目標(biāo)2)下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是(　　)A．DNA復(fù)制時(shí)，嚴(yán)格遵循A—U、C—G的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則B．DNA子鏈的合成方向都是由5′→3′C．DNA分子全部解旋后才開始進(jìn)行DNA復(fù)制D．脫氧核苷酸必須在DNA酶的作用下才能連接形成子鏈
解析　DNA復(fù)制時(shí)，嚴(yán)格遵循A—T、C—G的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A錯(cuò)誤；DNA的復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制，C錯(cuò)誤；脫氧核苷酸必須在DNA聚合酶的作用下才能連接形成子鏈，D錯(cuò)誤。
A．第一次分裂的子代DNA應(yīng)為⑤B．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③D．親代的DNA應(yīng)為⑤
解題分析　親代DNA為15N/15N，如圖⑤；經(jīng)第一次分裂所形成的子代DNA應(yīng)均為15N/14N，應(yīng)如圖②所示；第二次分裂的子代DNA為15N/14N和14N/14N，且數(shù)量比為1∶1，如圖①所示；第三次分裂的子代DNA為15N/14N和14N/14N，且數(shù)量比為1∶3。
[例2]　探究DNA復(fù)制的方式采用了假說(shuō)—演繹法，下列說(shuō)法不正確的是(　　)A．提出假說(shuō)：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制B．演繹推理：親代為15N/15N—DNA，密度最大，應(yīng)位于試管底部；子一代為15N/14N—DNA，密度居中，應(yīng)位于試管中部；子二代為15N/14N—DNA和14N/14N—DNA，密度分別居中、最小，應(yīng)位于試管中部和上部C.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的D．演繹推理的過程即實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程
解題分析　演繹推理過程是根據(jù)假說(shuō)進(jìn)行演繹推理，推出預(yù)測(cè)的結(jié)果。
題型二　DNA復(fù)制的過程、特點(diǎn)[例3]　研究發(fā)現(xiàn)，線蟲染色體上DNA具有多起點(diǎn)雙向復(fù)制的特點(diǎn)。復(fù)制時(shí)，先在DNA的復(fù)制原點(diǎn)(Ori)部位結(jié)合相關(guān)因子，形成復(fù)制復(fù)合體，然后再進(jìn)行DNA復(fù)制，復(fù)制復(fù)合體可以大大提高DNA復(fù)制的效率。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A．真核生物DNA上Ori的數(shù)目多于該生物的染色體數(shù)目B．復(fù)制復(fù)合體中含有解旋酶，能打開模板DNA分子中的氫鍵C．復(fù)制復(fù)合體中含有DNA聚合酶，能夠催化磷酸二酯鍵的形成D．每個(gè)細(xì)胞周期中Ori處可起始多次以保證子代DNA的快速合成
解題分析　由題可知，1個(gè)DNA分子上有多個(gè)Ori，而一條染色體只含有1個(gè)或者2個(gè)DNA分子，因此DNA上的Ori數(shù)目多于染色體的數(shù)目，A正確；在一個(gè)細(xì)胞周期中，DNA只復(fù)制一次，Ori只起始一次，D錯(cuò)誤。
解題分析　解旋酶使DNA雙鏈解開，該過程需要消耗ATP，B正確；DNA復(fù)制的時(shí)候只能從5′-端向3′-端延伸，C錯(cuò)誤。
A．從圖中可看出大腸桿菌細(xì)胞中DNA復(fù)制是單起點(diǎn)雙向復(fù)制的B．DNA復(fù)制分配到兩個(gè)子細(xì)胞時(shí)，其上的基因不遵循基因分離定律C．復(fù)制第n次需要胞嘧啶的數(shù)目是2n－1(m－a)/2D.復(fù)制n次形成的被3H標(biāo)記的脫氧核苷酸單鏈為2n＋1－2
解題分析　親代DNA分子中含胞嘧啶(m－2a)/2個(gè)，復(fù)制第n次，需要合成2n－2n－1＝2n－1個(gè)DNA分子，所以共需胞嘧啶的數(shù)目是2n－1(m－2a)/2，C錯(cuò)誤；復(fù)制n次共形成2n個(gè)DNA分子，含2n·2＝2n＋1個(gè)脫氧核苷酸單鏈，其中被3H標(biāo)記的單鏈為2n＋1－2，D正確。
題后歸納有關(guān)DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算的兩個(gè)注意點(diǎn)(1)分析被標(biāo)記物質(zhì)所占的比例時(shí)，應(yīng)注意求的是DNA數(shù)，還是脫氧核苷酸鏈數(shù)；看準(zhǔn)是“含”還是“只含”；還應(yīng)注意培養(yǎng)液中化學(xué)元素的不同。(2)在計(jì)算消耗脫氧核苷酸數(shù)時(shí)要明確是經(jīng)過n次復(fù)制還是第n次復(fù)制。
解題分析　含有一對(duì)同源染色體的精原細(xì)胞，每個(gè)DNA分子的雙鏈均用15N標(biāo)記，以14N的脫氧核苷酸為原料，依據(jù)DNA分子的半保留復(fù)制，在減數(shù)分裂前的間期DNA完成復(fù)制后，每個(gè)親代DNA分子經(jīng)過復(fù)制形成的2個(gè)子代DNA分子都有1條鏈含有15N、另一條鏈含有14N，這兩個(gè)DNA分子分別存在于同1條染色體所含有的2條姐妹染色單體上；
減數(shù)分裂Ⅰ結(jié)束所形成的2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中的每條染色單體都含有15N；在減數(shù)分裂Ⅱ后期，著絲粒分裂，染色單體分離成為染色體，分別移向細(xì)胞兩極，所以減數(shù)分裂Ⅱ結(jié)束所形成的4個(gè)精細(xì)胞都含有15N；精細(xì)胞變形發(fā)育形成精子?？梢?，含15N標(biāo)記的DNA的精子所占的比例是100%。
解題分析　洋蔥根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中完成一個(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)細(xì)胞中的每條染色體上的DNA分子中有且只有一條鏈被3H標(biāo)記，然后轉(zhuǎn)入不含3H標(biāo)記的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，待培養(yǎng)至第一個(gè)細(xì)胞周期的分裂中期時(shí)，每條染色體中只有一條染色單體被標(biāo)記，而且該染色單體的DNA分子中只有一條鏈被3H標(biāo)記。
A.全保留復(fù)制是指兩個(gè)子代DNA中，一個(gè)DNA含兩條母鏈，一個(gè)DNA含兩條全新的子鏈B.半保留復(fù)制是指新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈C.DNA每復(fù)制一次，會(huì)使子代DNA的數(shù)目增加一倍D.DNA的復(fù)制過程是邊解旋邊復(fù)制
解析　由圖可知，全保留復(fù)制是指兩個(gè)子代DNA中，一個(gè)DNA含兩條母鏈，一個(gè)DNA含兩條全新的子鏈，A不符合題意；由圖可知，半保留復(fù)制指子代DNA鏈中，一條為母鏈，一條為子鏈，B不符合題意；由圖可知，DNA每復(fù)制一次，會(huì)使子代DNA的數(shù)目增加一倍，C不符合題意；由圖無(wú)法得出DNA復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制的過程這一結(jié)論，D符合題意。
解析　DNA的每一條鏈都作為DNA復(fù)制的模板，需要的原料是四種脫氧核苷酸，需要DNA聚合酶，不需要DNA水解酶。
A.該過程表示的是DNA復(fù)制，該過程需要解旋酶和DNA聚合酶B.根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂或減數(shù)分裂時(shí)均可發(fā)生圖中所示的過程C.a鏈和c鏈中的堿基序列相同，b鏈和c鏈屬于互補(bǔ)鏈D.該過程遵循的堿基配對(duì)方式是A—T、T—A、G—C、C—G
解析　圖示為DNA分子復(fù)制過程，該過程需要DNA聚合酶和解旋酶的催化，A正確；根尖分生區(qū)細(xì)胞不能進(jìn)行減數(shù)分裂過程，B錯(cuò)誤；DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，a鏈和d鏈屬于互補(bǔ)鏈，a鏈和b鏈屬于互補(bǔ)鏈，c鏈和d鏈屬于互補(bǔ)鏈，故a鏈和c鏈中的堿基序列相同，b鏈和c鏈屬于互補(bǔ)鏈，C正確；DNA分子復(fù)制過程中遵循的堿基配對(duì)方式有A—T、T—A、G—C、C—G，D正確。
A.DNA聚合酶只能催化子鏈從5′→3′延伸B.DNA的復(fù)制為邊解旋邊復(fù)制，多起點(diǎn)雙向復(fù)制C.一個(gè)DNA分子上出現(xiàn)多個(gè)復(fù)制泡可提高DNA復(fù)制效率D.圖2中酶甲為解旋酶，酶乙為DNA聚合酶或RNA聚合酶
解析　根據(jù)圖示，DNA聚合酶在母鏈上從3′→5′移動(dòng)，說(shuō)明其只能催化子鏈從5′→3′延伸，A正確；圖2中酶甲為解旋酶，酶乙為DNA聚合酶，D錯(cuò)誤。
5．雙脫氧核苷酸常用于DNA測(cè)序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA合成時(shí)，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACGTA的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長(zhǎng)度的子鏈最多有(　　)A.2種 B．3種 C．4種 D．5種
解析　根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，單鏈模板序列為GTACATACGTA，其合成的子鏈為CATGTATGCAT。因?yàn)殡p脫氧核苷酸能使子鏈延伸終止，所以在胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸存在時(shí)，能形成CAT/GT/AT/GCAT/(“/”表示子鏈延伸終止處)，由此可見，可以形成4種不同長(zhǎng)度的子鏈。
知識(shí)點(diǎn)三　與DNA復(fù)制相關(guān)的計(jì)算6.某一DNA中，A為200個(gè)，復(fù)制數(shù)次后消耗周圍環(huán)境中含A的脫氧核苷酸3000個(gè)，該DNA已經(jīng)復(fù)制了幾次(　　)A.4次 B．3次 C．5次 D．6次
解析　某DNA中含有腺嘌呤是200，復(fù)制n次后消耗腺嘌呤脫氧核苷酸3000個(gè)，則有關(guān)系式200×(2n－1)＝3000，解得n＝4。
7．一個(gè)不含放射性元素的噬菌體，在脫氧核苷酸被32P標(biāo)記及氨基酸被15N標(biāo)記的細(xì)菌體內(nèi)，連續(xù)繁殖三代，含有32P和15N標(biāo)記的噬菌體分別占子代噬菌體總數(shù)的比例為(　　)A.100%、100% B．25%、50%C.50%、50% D．25%、0
解析　噬菌體侵染細(xì)菌后在親代噬菌體的DNA的作用下，以細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的脫氧核苷酸和氨基酸為原料合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼。細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)脫氧核苷酸被32P標(biāo)記，氨基酸被15N標(biāo)記，則后代每個(gè)噬菌體都含有32P和15N。
知識(shí)點(diǎn)四　DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂8.用32P標(biāo)記了玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期，一個(gè)細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是(　　)A.中期20和20、后期40和20B.中期20和10、后期40和20C.中期20和20、后期40和10D.中期20和10、后期40和10
解析　玉米的一個(gè)正常細(xì)胞中含有的染色體條數(shù)為20，有絲分裂過程中只有后期染色體加倍(40)，其他時(shí)期染色體條數(shù)與體細(xì)胞都相同(20)，故無(wú)論經(jīng)過幾次分裂，在有絲分裂中期染色體條數(shù)都是20，后期染色體條數(shù)都是40。據(jù)分析可知有絲分裂中期、后期染色體條數(shù)分別為20和40條；由于DNA分子的半保留復(fù)制，第一次有絲分裂完成時(shí)，每個(gè)DNA分子中都有1條鏈被32P標(biāo)記；第二次有絲分裂中期時(shí)，每條染色體含有2個(gè)DNA分子，一個(gè)DNA分子兩條鏈均含31P，一個(gè)DNA分子一條鏈被32P標(biāo)記，一條鏈含31P，故被標(biāo)記的染色體為20條，而后期由于染色單體的分開，染色體加倍為40條，被標(biāo)記的染色體只有一半，即20條，A正確。
A.圖中酶A能使甲解旋，酶B在c鏈的形成及c鏈和d鏈的連接過程中發(fā)揮作用B.若該DNA分子含1000個(gè)堿基對(duì)，其中鳥嘌呤300個(gè)，第三次復(fù)制時(shí)需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸4900個(gè)C.若圖示過程發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，乙、丙分開的時(shí)期為減數(shù)分裂Ⅱ后期D.DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)的骨架
解析　圖中酶A為解旋酶，能使DNA分子解開雙螺旋，酶B為DNA聚合酶，在合成新的子鏈c鏈的過程中發(fā)揮作用，但在子代DNA的c鏈和d鏈的連接過程中不發(fā)揮作用，A錯(cuò)誤；據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，該DNA分子含1000個(gè)堿基對(duì)，其中鳥嘌呤300個(gè)，由于A＋G＝1/2堿基總數(shù)，則腺嘌呤為1000－300＝700(個(gè))，第三次復(fù)制時(shí)需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸＝(23－22)×700＝2800(個(gè))，B錯(cuò)誤；圖示DNA復(fù)制過程發(fā)生在洋蔥根尖細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)，洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞只進(jìn)行有絲分裂，乙、丙分開的時(shí)期為有絲分裂后期，C錯(cuò)誤。
A.X層全部是僅含14N的DNAB.X層中含有的DNA數(shù)是Y層的1/3C.W層與Z層的核苷酸鏈數(shù)之比為7∶1D.W層中15N標(biāo)記的胞嘧啶3150個(gè)
解析　由于DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制，所以X層全部是含14N和15N的DNA，A錯(cuò)誤；DNA分子復(fù)制了3次，產(chǎn)生2個(gè)DNA分子含14N和15N，6個(gè)DNA分子只含15N，所以X層中含有的DNA數(shù)是Y層的1/3，B正確；由于DNA分子復(fù)制了3次，產(chǎn)生了8個(gè)DNA分子，含16條脫氧核苷酸鏈，其中含15N標(biāo)記的有14條鏈，所以W層與Z層的核苷酸鏈之比為14∶2＝7∶1，C正確；由于DNA分子復(fù)制了3次，產(chǎn)生了8個(gè)DNA分子，含16條脫氧核苷酸鏈，其中含15N標(biāo)記的有14條鏈，相當(dāng)于7個(gè)DNA，每個(gè)DNA含有3000個(gè)堿基，腺嘌呤占35%，因此胞嘧啶占15%，共450個(gè)，所以W層中含15N標(biāo)記胞嘧啶為450×7＝3150(個(gè))，D正確。

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第3節(jié) DNA的復(fù)制

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年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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