一、選擇題
知識點一 對DNA復(fù)制的推測
1．下列敘述不屬于沃森和克里克提出的DNA分子復(fù)制假說內(nèi)容的是( )
A．DNA分子復(fù)制時，DNA解開兩條單鏈作模板
B．DNA分子復(fù)制是半保留復(fù)制方式
C．DNA分子復(fù)制時邊解旋邊復(fù)制
D．DNA分子復(fù)制時遵循堿基互補配對原則
答案 C
解析 DNA復(fù)制時邊解旋邊復(fù)制不是假說內(nèi)容。
知識點二 DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)
2．如圖為科學(xué)家設(shè)計的利用大腸桿菌探究DNA的復(fù)制過程，下列敘述正確的是( )
A．比較試管①、②和③的結(jié)果即可證明DNA復(fù)制為半保留復(fù)制
B．實驗中沒有采用同位素標記技術(shù)的研究方法
C．可用噬菌體代替大腸桿菌進行上述實驗，且提取DNA更方便
D．大腸桿菌在含有15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代，細胞中只有DNA含15N
答案 A
解析 比較試管①、②和③的結(jié)果，DNA分別為全重、全中、一半居中一半靠上，所以可證明DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，A正確；實驗中采用了同位素標記技術(shù)的研究方法，即用14N、15N進行標記，B錯誤；噬菌體是病毒，沒有細胞結(jié)構(gòu)，不能在培養(yǎng)液中獨立生活和繁殖，因而不能代替大腸桿菌進行實驗，C錯誤；蛋白質(zhì)和核酸等物質(zhì)都含有N元素，所以大腸桿菌在含有15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代，細胞中含15N的物質(zhì)有DNA、RNA、蛋白質(zhì)等，D錯誤。
3．下圖表示早期科學(xué)家對DNA復(fù)制方式的推測，包括全保留復(fù)制和半保留復(fù)制。據(jù)圖不能作出的推斷是( )
A．全保留復(fù)制是指兩個子代DNA中，一個DNA含兩條母鏈，一個DNA含兩條全新的子鏈
B．半保留復(fù)制新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈
C．DNA每復(fù)制一次，會使子代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
答案 D
解析 由圖可知，全保留復(fù)制是指兩個子代DNA中，一個DNA含兩條母鏈，一個DNA含兩條全新的子鏈，A不符合題意；由圖可知，半保留復(fù)制形成的子代DNA分子中，都含有一條母鏈，一條子鏈，B不符合題意；由圖可知，DNA每復(fù)制一次，會使子代DNA的數(shù)目增加一倍，C不符合題意；由圖無法得出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。
4．用15N標記一個DNA的兩條鏈，讓該DNA分子在含14N的培養(yǎng)液中復(fù)制一次，得到兩個DNA分子，那么每個子代DNA分子中( )
A．只含有15N
B．只含有14N
C．一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N
D．每條鏈同時含有14N和15N
答案 C
解析 DNA復(fù)制時，以DNA的兩條鏈為模板，合成兩條新的子鏈，每個DNA中都含一條母鏈和一條新形成的子鏈。
5．某DNA的兩條鏈均被3H標記，將該DNA在不含標記元素的環(huán)境中連續(xù)復(fù)制兩次，則所形成的4個子代DNA為( )
答案 C
解析 DNA復(fù)制2次形成4個子代DNA，共8條鏈，根據(jù)DNA半保留復(fù)制方式，其中2條鏈被3H標記，C正確。
知識點三 DNA復(fù)制的過程
[題型一 DNA復(fù)制的過程及特點]
6．下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的順序，正確的是( )
①互補堿基對之間氫鍵斷裂'②解旋酶作用于DNA分子'③以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對'④子鏈與母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)
A．①②③④ B．②①④③
C．①③④② D．②①③④
答案 D
解析 DNA復(fù)制的基本過程是：解旋→合成子鏈→雙鏈螺旋化，在解旋時互補堿基對之間的氫鍵斷裂，在合成子鏈時重新形成新的氫鍵。
7．某DNA片段為eq \a\vs4\al(—ATGTG—,—TACAC—)，可進行人工復(fù)制使其數(shù)量增加，復(fù)制時應(yīng)給予的條件是( )
①—ATGTG—和—TACAC—作模板鏈 ②四種核糖核苷酸 ③四種脫氧核苷酸 ④DNA聚合酶 ⑤DNA水解酶
A．①③④ B．①②④ C．①②⑤ D．①③⑤
答案 A
解析 DNA的兩條鏈都作為DNA復(fù)制的模板，需要的原料是脫氧核苷酸，需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA水解酶。
8．下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是( )
A．DNA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中含有一條母鏈和一條子鏈
答案 D
解析 解旋酶的作用是使DNA解旋，打開雙鏈，A錯誤；DNA復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制的過程，B錯誤；解旋后以DNA的兩條鏈為模板按照堿基互補配對原則合成兩條子鏈，C錯誤；DNA復(fù)制后，每個DNA都各含有一條母鏈和一條子鏈，D正確。
9．下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述中，正確的是( )
A．DNA復(fù)制產(chǎn)生的兩條子鏈的堿基序列相同
B．在葉肉細胞中DNA的復(fù)制發(fā)生在細胞核、葉綠體和線粒體中
C．DNA復(fù)制過程中，要消耗ATP并且需要酶的催化
D．DNA復(fù)制時兩條子鏈的合成方向相反
答案 C
解析 DNA復(fù)制產(chǎn)生的兩條子鏈的堿基序列是互補的，A錯誤；葉肉細胞高度分化，已喪失分裂能力，細胞核中不發(fā)生DNA復(fù)制，B錯誤；DNA復(fù)制過程需要消耗能量且需要解旋酶和DNA聚合酶的催化，C正確；DNA復(fù)制時兩條子鏈的合成方向相同，都是從5′到3′，D錯誤。
10．在DNA復(fù)制過程中，保證復(fù)制準確無誤進行的關(guān)鍵步驟是( )
A．破壞氫鍵并使DNA雙鏈分開
B．游離核苷酸與母鏈堿基互補配對
C．配對的游離核苷酸連接成子鏈
D．子鏈與模板母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)
答案 B
解析 DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補配對，保證了復(fù)制能夠準確進行。因此游離核苷酸與母鏈堿基互補配對是準確復(fù)制的關(guān)鍵步驟，B正確。
11．下圖是DNA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)鏈和c鏈中的eq \f(?A＋T?,?C＋G?)的比值相同
D．該過程可以在一切生物體中發(fā)生
答案 C
解析 a鏈和c鏈堿基序列相同，所以eq \f(A＋T,C＋G)的比值相同，C正確，A錯誤；b和c的堿基序列互補，B錯誤；病毒DNA的復(fù)制都是在宿主細胞中進行的，病毒中不能進行DNA的復(fù)制，且DNA復(fù)制只能發(fā)生在分裂旺盛的細胞中，D錯誤。
12．5′和3′代表DNA單鏈的兩個方向，若DNA自我復(fù)制時以5′－ATGC－3′為模板鏈，則其新合成的互補子鏈為( )
A．5′－TACG－3′ B．5′－GCAT－3′
C．5′－UACG－3′ D．5′－GCAU－3′
答案 B
解析 DNA的兩條鏈是反向平行的，一條是5′→3′方向，另一條是3′→5′方向。若DNA自我復(fù)制時以5′－ATGC－3′為模板鏈，按照堿基互補配對原則和方向相反的原則，其新合成的互補子鏈為3′－TACG－5′，即5′－GCAT－3′。
[題型二 DNA復(fù)制的相關(guān)計算]
13．某雙鏈DNA經(jīng)三次復(fù)制后，所得到的第四代DNA分子中，含有親代DNA鏈的分子數(shù)是( )
A．1 B．2 C．4 D．8
答案 B
解析 親代DNA具有兩條鏈，在復(fù)制過程中分別進入兩個子代DNA，所以不管復(fù)制多少次，只有兩個子代DNA含有親代DNA鏈。
14．已知一條完全標記上15N的DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中經(jīng)n次復(fù)制后，僅含14N的DNA分子總數(shù)與含15N 的DNA分子總數(shù)之比為7∶1，則n是( )
A．2 B．3 C．4 D．5
答案 C
解析 n次復(fù)制后含15N的有2個DNA,7∶1＝14∶2，所以共形成16個DNA,2n＝16，n＝4，C正確。
15．先用同位素14C標記一個DNA，然后加入含有12C的游離的脫氧核苷酸，在適宜的條件下經(jīng)過n次復(fù)制后，所得DNA中含有12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含14C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是( )
A．2n∶1 B．(2n－2)∶n
C．(2n－2)∶2 D．(2n－1)∶1
答案 D
解析 根據(jù)題意分析可知：n次復(fù)制后共得到DNA 2n個，共有脫氧核苷酸鏈條數(shù)為2n×2；因為DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，形成的子代DNA中有兩條鏈是模板鏈含14C，新合成的子鏈都含12C，一共有2n×2－2(條)，所以DNA中含12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含14C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是：(2n×2－2)∶2＝(2n－1)∶1，D正確。
16．含有100個堿基對的一個DNA分子片段，內(nèi)含40個胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制2次，則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸有( )
A．60個 B．80個 C．180個 D．420個
答案 C
解析 根據(jù)堿基互補配對原則：A＝T，G＝C，得出：G＝(2×100－2×40)/2＝60個，則該DNA分子復(fù)制一次，每一個DNA分子各需要60個胞嘧啶脫氧核苷酸。所以題中所述的一個DNA分子經(jīng)兩次復(fù)制，共需(22－1)×60＝180個胞嘧啶脫氧核苷酸。
二、非選擇題
17．下圖是DNA復(fù)制的圖解，請據(jù)圖回答下列問題。
(1)圖中的1表示________過程，需要________酶的作用。
(2)圖中的2表示以母鏈為模板進行的堿基的________，參與配對的物質(zhì)是游離在周圍的__________________。
(3)圖中的3過程表示形成兩個新的________分子，這一過程包括子鏈中脫氧核苷酸的________與________交替連接以及子鏈與母鏈在空間結(jié)構(gòu)上的________化。參與此過程的酶有________等。
(4)分析DNA復(fù)制過程，其場所一般在________內(nèi)；模板是________，原料是________________；酶需要________、________等；能量由________提供；子鏈的合成方向是從________到________。
(5)DNA一般是嚴格的________復(fù)制，DNA復(fù)制的遺傳學(xué)意義是為________在上下代之間的________準備了物質(zhì)基礎(chǔ)。遺傳信息的傳遞使親代生物的性狀可在子代得到表現(xiàn)，如____________________(試舉一例)。
答案 (1)解旋 解旋
(2)互補配對 四種脫氧核苷酸
(3)DNA 脫氧核糖 磷酸 螺旋 DNA聚合酶
(4)細胞核 DNA母鏈 游離的脫氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 ATP 5′ 3′
(5)半保留 遺傳信息 傳遞 子女長得像父母
18．先用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖若干代，這時，大腸桿菌的DNA幾乎都是15N標記的，然后將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(F1和F2)，用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖所示。請分析：
(1)由實驗結(jié)果可以推測，第一代(F1)細菌DNA分子中的一條鏈是________，另一條鏈是________。
(2)圖中A的DNA鏈組成為____________________，B的DNA鏈組成為________________。
(3)A、B之所以在離心管內(nèi)分布不同的原因是
_______________________________________________________________。
(4)該實驗說明DNA分子的復(fù)制是按________方式進行的。
(5)該實驗采用________和________技術(shù)，并運用________法證實了DNA是以半保留的方式復(fù)制。
答案 (1)含15N的鏈 含14N的鏈
(2)一條含15N，另一條含14N 兩條鏈都含14N
(3)B鏈兩條鏈都是含14N，因此比A鏈輕，密度小的在離心管的上部
(4)半保留
(5)同位素標記 離心 假說—演繹
易錯題型
細胞分裂中DNA復(fù)制的考查
19．假設(shè)某高等生物體細胞內(nèi)染色體是10條，其中染色體中的DNA用32P標記。將該體細胞放入不含有標記的培養(yǎng)液中讓其進行有絲分裂，則在第一次有絲分裂的后期，細胞中含有標記的染色體數(shù)為( )
A．5條 B．10條 C．20條 D．40條
答案 C
解析 該生物體細胞內(nèi)染色體中的DNA用32P標記，在不含有標記的培養(yǎng)液中該細胞進行一次DNA復(fù)制，則所有染色單體都含有32P標記，有絲分裂后期，著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍，故此時含有標記的染色體數(shù)為20條。
1．下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)和復(fù)制的敘述正確的是( )
A．減數(shù)分裂中DNA的兩條鏈分別進入兩個細胞導(dǎo)致等位基因分離
B．復(fù)制形成的兩個子代DNA共有4個游離的磷酸基團
C．DNA復(fù)制在核糖體上進行
D．(A＋T)/(C＋G)決定基因的多樣性
答案 B
解析 同源染色體分離導(dǎo)致等位基因分離，DNA的兩條鏈不分離，A錯誤；DNA復(fù)制主要在細胞核中進行，C錯誤；堿基排列順序的多樣性決定基因的多樣性，D錯誤。
2．如圖為某真核細胞中DNA復(fù)制過程模式圖，下列分析錯誤的是( )
A．酶①和酶②均作用于氫鍵
B．該過程可發(fā)生在細胞有絲分裂前的間期或減數(shù)分裂前的間期
C．該過程的模板鏈是a、b鏈
D．DNA復(fù)制的特點是半保留復(fù)制
答案 A
解析 酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氫鍵，后者作用于磷酸二酯鍵，A錯誤；該過程需要a、b鏈分別作模板，c、d鏈分別是以a、b鏈為模板合成的子鏈，C正確；細胞有絲分裂前的間期或減數(shù)分裂前的間期會發(fā)生DNA復(fù)制，B正確；DNA復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點，D正確。
3．將一個用15N標記的DNA放到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，讓其連續(xù)復(fù)制三次，將每次復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)進行離心，右圖中分別代表復(fù)制1次、2次、3次后分層結(jié)果的是( )
A．c、e、f
B．a(chǎn)、e、b
C．a(chǎn)、b、d
D．c、d、f
答案 A
解析 DNA的復(fù)制特點是半保留復(fù)制，一個用15N標記的DNA在含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)制1次后，每個DNA的一條鏈含15N，一條鏈含14N，離心后全部位于中密度帶，對應(yīng)題圖中的c；復(fù)制2次后，產(chǎn)生4個DNA，其中含15N、14N的DNA為2個，只含14N的DNA為2個，離心后一半位于中密度帶，一半位于低密度帶，對應(yīng)題圖中的e；復(fù)制3次后，產(chǎn)生8個DNA，其中含15N、14N的DNA為2個，只含14N的DNA為6個，離心后少部分位于中密度帶，大部分位于低密度帶，對應(yīng)題圖中的f。
4．如圖為DNA的片段，下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．構(gòu)成DNA分子的基本單位是⑦
B．解旋酶可以切斷⑤
C．復(fù)制時DNA聚合酶催化形成①②之間的化學(xué)鍵
D．⑥構(gòu)成DNA分子中基本骨架
答案 B
解析 圖中⑦是脫氧核苷酸單鏈，構(gòu)成DNA的基本單位是脫氧核苷酸，應(yīng)是④，A錯誤；解旋酶能將DNA解旋，可以切斷⑤氫鍵，B正確；復(fù)制時DNA聚合酶催化形成的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，而①②之間的鍵是同一個核苷酸內(nèi)的化學(xué)鍵，C錯誤；⑥是堿基對，脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成DNA的基本骨架，D錯誤。
5．如果用同位素32P標記一個噬菌體內(nèi)的雙鏈DNA分子，然后讓它侵染大腸桿菌，最后釋放出400個后代，則其后代中含有32P的噬菌體應(yīng)占總數(shù)的( )
A．1% B．2% C．0.5% D．50%
答案 C
解析 由于DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，所以用同位素32P標記某一噬菌體內(nèi)的雙鏈DNA分子，然后讓其侵染大腸桿菌并在大腸桿菌內(nèi)繁殖，最后釋放出400個后代中，含有32P標記的噬菌體只有2個，占總數(shù)的eq \f(2,400)＝0.5%。
6．把含14N的大腸桿菌培養(yǎng)在氮源為15N的培養(yǎng)液中。完成一次細胞分裂后，再放回氮源為14N的環(huán)境中培養(yǎng)，相當于連續(xù)復(fù)制兩輪的時間后，將大腸桿菌進行密度梯度離心，分離DNA。如果DNA是以半保留方式復(fù)制，則DNA組成分析應(yīng)為( )
A．3/4輕氮型、1/4中間型
B．1/4輕氮型、3/4中間型
C．1/2中間型、1/2重氮型
D．1/2輕氮型、1/2中間型
答案 A
解析 14N的一個細菌，轉(zhuǎn)移到含重氮15N環(huán)境中培養(yǎng)復(fù)制一輪的時間，由半保留復(fù)制特點可知，所形成的子代中每個DNA分子都是中間型；再放回原環(huán)境中培養(yǎng)復(fù)制兩輪的時間后共形成8個DNA分子，而帶15N標記的DNA鏈只有兩條，所以子代有1/4中間型，3/4輕氮型。
7．將DNA轉(zhuǎn)入15N的環(huán)境中復(fù)制，若子一代DNA的一條單鏈出現(xiàn)差錯，則子三代DNA中，差錯DNA單鏈和含15N的DNA分子分別占( )
A．1/3,1 B．1/4,1
C．1/3,1/2 D．1/4,1/2
答案 B
解析 將DNA轉(zhuǎn)入15N的環(huán)境中復(fù)制，因為DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，即新形成的DNA都含有一條母鏈和一條新鏈，所以復(fù)制形成的每個DNA都含15N。已知子一代DNA的一條單鏈出現(xiàn)差錯，所以以該鏈為模板復(fù)制形成的DNA的兩條鏈均有差錯，即子二代的4個DNA中，差錯DNA單鏈占2/8＝1/4；同理，子三代的8個DNA中，差錯DNA單鏈占4/16＝1/4。
8．某DNA含m對堿基，其中腺嘌呤有a個。下列有關(guān)此DNA在連續(xù)復(fù)制時所需的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目的敘述中，錯誤的是( )
A．在第一次復(fù)制時，需要(m－a)個
B．在第二次復(fù)制時，需要2(m－a)個
C．在第n次復(fù)制時，需要2n－1(m－a)個
D．在n次復(fù)制過程中，總共需要2n(m－a)個
答案 D
解析 DNA復(fù)制一次可產(chǎn)生2個DNA分子，相當于形成1個新DNA，每個DNA中含有胞嘧啶脫氧核苷酸(m－a)個，故第一次復(fù)制時，需要胞嘧啶脫氧核苷酸(m－a)個，A正確；在第二次復(fù)制時，2個DNA會形成4個DNA，相當于形成2個新DNA，需要胞嘧啶脫氧核苷酸2(m－a)個，B正確；在第n次復(fù)制后，會形成2n個DNA，需要胞嘧啶脫氧核苷酸2n－1(m－a)個，C正確；在n次復(fù)制過程中，1個DNA分子變?yōu)?n個DNA分子，總共需要胞嘧啶脫氧核苷酸(2n－1)(m－a)個，D錯誤。
9．關(guān)于DNA分子是如何復(fù)制的，在早期的研究中，科學(xué)家們提出了二個模型：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制(如圖甲所示)。1958年，梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實驗材料，設(shè)計了一個巧妙的實驗，證實了DNA的確是以半保留的方式復(fù)制的，如圖乙所示。下列敘述正確的是( )
A．DNA復(fù)制需要的基本條件共有模板、原料、能量三種
B．圖乙實驗運用了放射性同位素標記技術(shù)和離心技術(shù)
C．從原代到第一代可以排除DNA復(fù)制是全保留復(fù)制
D．若將圖乙實驗中子代DNA雙鏈分開后再離心，也能證明DNA的半保留復(fù)制
答案 C
解析 DNA復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件，A錯誤；圖乙實驗運用的同位素沒有放射性，其運用了同位素標記技術(shù)和離心技術(shù)，B錯誤；第一代中均為15N/14N，與全保留復(fù)制結(jié)果不符，C正確；若將DNA雙鏈分開，全保留復(fù)制和半保留復(fù)制的結(jié)果完全相同，因此不能說明DNA的復(fù)制方式，D錯誤。
10．胚胎干細胞在含3H標記的胸腺嘧啶培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標記分布情況是( )
A．每條染色體的兩條染色單體都被標記
B．每條染色體中都只有一條染色單體被標記
C．只有半數(shù)的染色體中一條染色單體被標記
D．每條染色體的兩條染色單體都不被標記
答案 B
解析 由“胚胎干細胞在含3H標記的胸腺嘧啶培養(yǎng)基中完成一個細胞周期”可知DNA復(fù)制第一次，根據(jù)半保留復(fù)制原則，每個DNA中有一條鏈含放射性，由“在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期”可知DNA復(fù)制第二次，根據(jù)半保留復(fù)制原則，每條染色體上的兩個DNA一個含放射性，一個不含放射性，每個染色單體含一個DNA分子，判斷出每條染色體中都只有一條染色單體含放射性。如圖：
11．被15N標記DNA的一個精原細胞，在含14N的培養(yǎng)基中通過減數(shù)分裂Ⅰ形成兩個次級精母細胞，再通過減數(shù)分裂Ⅱ形成四個精細胞，下列敘述中正確的是( )
A．初級精母細胞的染色體，一半含15N，另一半含14N
B．次級精母細胞的染色體，一半含15N，另一半含14N
C．每個精細胞中的染色體中，一半含15N，另一半含14N
D．每個精細胞中的染色體中，都既含15N，也含14N
答案 D
解析 DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，細胞減數(shù)分裂前的間期DNA復(fù)制后，每個DNA都有一條15N標記的母鏈和一條14N標記的子鏈，且減數(shù)分裂過程中細胞分裂兩次，因此被15N標記DNA的一個精原細胞形成的初級精母細胞、次級精母細胞、精細胞中的染色體都既含15N，也含14N，D正確。
12．下面是DNA復(fù)制的有關(guān)圖示。A→C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制。D→F表示哺乳動物的DNA復(fù)制。
圖中黑點表示復(fù)制起點，“→”表示復(fù)制方向，“?”表示時間順序。
(1)若A中含有48502個堿基對，而子鏈延伸速率是105個堿基對/min，假設(shè)DNA分子從頭到尾復(fù)制，則理論上此DNA分子復(fù)制約需30 s，而實際上只需約16 s，根據(jù)A→C過程分析，是因為________________。
(2)哺乳動物的DNA分子展開可達2 m之長，若按A→C的方式復(fù)制，至少需要8 h，而實際上只需要約2 h左右，根據(jù)D→F過程分析，是因為______________。
(3)A→F均有以下特點：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA復(fù)制是________的。
(4)C與A相同，F(xiàn)與D相同，C、F能被如此準確地復(fù)制出來，是因為______________________________________________________。
答案 (1)復(fù)制是雙向進行的 (2)DNA中有多個復(fù)制起點雙向復(fù)制 (3)邊解旋邊復(fù)制 (4)DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板，堿基互補配對原則保證DNA復(fù)制的準確無誤
解析 (1)由題知，實際復(fù)制時間約相當于DNA分子從頭到尾復(fù)制所需時間的一半，再根據(jù)圖示可知DNA復(fù)制為雙向復(fù)制。
(2)哺乳動物的DNA的實際復(fù)制時間要短于按A→C的方式復(fù)制的時間，說明DNA復(fù)制不只是單起點雙向復(fù)制，結(jié)合D→F可推斷DNA復(fù)制為多起點雙向復(fù)制。
13．在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(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15N－DNA(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)果如下圖所示：
請分析回答：
(1)由實驗結(jié)果可推測第一代(Ⅰ)細菌DNA分子中一條鏈含________，另一條鏈含________。
(2)將第一代(Ⅰ)細菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到細菌的DNA用同樣方法分離，請參照甲圖，將DNA可能出現(xiàn)在試管中的位置在乙圖中標出。
(3)若將DNA分子為15N－DNA(親代)的大腸桿菌在含14N培養(yǎng)基上連續(xù)復(fù)制3次，則所產(chǎn)生的子代DNA中全含15N(重DNA)，一條鏈含15N(中DNA)及兩條鏈均不含15N(輕DNA)的比例為________，在這些子代DNA中，含15N的鏈與全部子代DNA鏈的比例為________。
(4)若一個DNA的一條單鏈中eq \f(A＋G,T＋C)＝1.5，此比例在其互補鏈中的比值是____________；在整個DNA分子中的比值是______________。以該單鏈為模板合成的子代DNA中，A＋G的總含量占________。
答案 (1)14N 15N (2)如圖所示
(3)0∶2∶6 2∶16(或1∶8) (4)2/3 1 50%
解析 (1)由于DNA的半保留復(fù)制，親代大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基上生長，第一代細菌DNA的兩條鏈分別含14N、15N。
(2)第一代細菌的兩條鏈分別含14N、15N，在含15N的培養(yǎng)基上生長，得到的子代DNA其中一個只含15N，另一個含14N、15N；只含15N的DNA鏈重，含14N、15N的DNA鏈位于中間。
(3)當將DNA分子為15N－DNA(親代)在14N培養(yǎng)基上連續(xù)復(fù)制3次后，應(yīng)產(chǎn)生23＝8個子代DNA，這8個子代DNA中應(yīng)有2個含模板鏈，即這2個DNA含14N、15N(中DNA)，其余均為14N－DNA(輕DNA)，因而重DNA∶中DNA∶輕DNA應(yīng)為0∶2∶6，若按鏈計算，則15N鏈應(yīng)為2條，其余14條鏈均為14N鏈，即15N鏈與全部子代DNA鏈的比例應(yīng)為2∶16(1∶8)。
(4)由于DNA的兩條鏈之間的堿基遵循堿基互補配對原則，一條鏈上的A與另一條鏈上的T相等，一條鏈上的G與另一條鏈上的C相等，因此DNA中兩條單鏈上的eq \f(A＋G,T＋C)互為倒數(shù)，一條單鏈中eq \f(A＋G,T＋C)＝1.5，此比例在其互補鏈中的比值是eq \f(2,3)，DNA雙鏈中任意兩種非互補的堿基之和占總堿基數(shù)的50%，故整個DNA中該比值是1。
14．(實驗探究)正常情況下，細胞內(nèi)完全可以自主合成組成核酸的核糖和脫氧核糖。若基因變化引起細胞不能自主合成核糖和脫氧核糖，則必須從培養(yǎng)基中攝取。為驗證DNA復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，現(xiàn)提供如下實驗材料，請你完成實驗方案。
(1)實驗?zāi)康模候炞CDNA復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
(2)實驗材料：基因變化的細胞、基本培養(yǎng)基、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、脫氧核苷酸、14C—脫氧核苷酸、放射性探測顯微儀等。
(3)實驗原理
DNA主要分布在________中，其基本組成單位是________；RNA主要分布在________中，其基本組成單位是________。
(4)實驗步驟
(5)預(yù)期結(jié)果
①培養(yǎng)基甲中細胞的放射性部位主要在________；
②培養(yǎng)基乙中___________________________________________________。
(6)實驗結(jié)論：___________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案 (3)細胞核 脫氧核苷酸 細胞質(zhì) 核糖核苷酸
(4)①加入等量的14C—核糖核苷酸和脫氧核苷酸 ②基因變化的細胞 ③細胞核和細胞質(zhì)的放射性強弱
(5)①細胞核 ②細胞的放射性部位主要在細胞質(zhì)
(6)DNA復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸
解析 要驗證DNA復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，可分別用核糖核苷酸、14C－脫氧核苷酸和14C－核糖核苷酸，核糖核苷酸培養(yǎng)基因變化的細胞，根據(jù)被標記的脫氧核苷酸在細胞中的分布情況來判斷。

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第3節(jié) DNA的復(fù)制

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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