?DNA的復(fù)制



重難點(diǎn)
題型
分值
重點(diǎn)
DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
選擇題
2-4
DNA復(fù)制的過(guò)程
與DNA復(fù)制相關(guān)的計(jì)算
難點(diǎn)
DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
與DNA復(fù)制相關(guān)的實(shí)驗(yàn)


核心知識(shí)點(diǎn)一： 證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)
一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)
1. 沃森和克里克提出DNA復(fù)制的假說(shuō)：DNA復(fù)制時(shí)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈分別作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過(guò)形成氫鍵，結(jié)合到模板的單鏈上。新合成的DNA分子中，保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈，將此種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。
半保留復(fù)制模型：

2. 其他科學(xué)家提出全保留復(fù)制：DNA復(fù)制時(shí)以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。
全保留復(fù)制模型：


二、DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)探究
1. 實(shí)驗(yàn)思路：為確定DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制，就要通過(guò)實(shí)驗(yàn)區(qū)分親代和子代的DNA，觀察親代雙鏈在子代中的分布情況。
2. 實(shí)驗(yàn)方法：1958年，美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用同位素標(biāo)記法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。已知15N、14N是N的兩種同位素，相對(duì)原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分含有不同N元素的DNA。
3. 實(shí)驗(yàn)的演繹推理：
（1）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，大腸桿菌的DNA幾乎都是15N標(biāo)記的。提取其DNA，并進(jìn)行離心處理，試管中只有一條DNA帶，位置靠近試管的底部，說(shuō)明其密度大，我們可以稱之為重帶。如圖：

（2）如果用含有14NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖若干代，大腸桿菌的DNA幾乎都是14N標(biāo)記的。提取其DNA，并進(jìn)行離心處理，試管中也是只有一條DNA帶，位置靠近試管的上部，說(shuō)明其密度小，我們可以稱之為輕帶。

（3）將15N標(biāo)記的大腸桿菌放到含有14NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)，在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA，再將提取的DNA進(jìn)行離心處理，根據(jù)離心后試管中DNA的位置判斷復(fù)制方式。
如果是半保留復(fù)制，在子一代大腸桿菌中形成的DNA中則是一條鏈含有15N，一條鏈含有14N，將DNA離心后，DNA條帶則處于重帶和輕帶之間，我們稱為中帶；如圖：

如果是全保留復(fù)制，在子一代的大腸桿菌中形成的DNA則是兩種類型，一種全含15N，一種全含14N，將DNA離心后，會(huì)得到兩條DNA條帶，分別是重帶和輕帶。如圖：

4. 實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程以及結(jié)果
將含有15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)，將第一代細(xì)菌的DNA提取并離心后，在試管中只有一條帶，位置居中，其中只有一條鏈被15N標(biāo)記；將第二代的細(xì)菌DNA提取并分離后，試管中出現(xiàn)兩條帶，一條居中為中帶，另一條位置靠上，為輕帶。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行。


例題1 在氮源為 14N 和 15N 的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子分別為14N—DNA（相對(duì)分子質(zhì)量為a）和15N—DNA（相對(duì)分子質(zhì)量為b）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，連續(xù)繁殖兩代（Ⅰ和Ⅱ），用離心方法分離得到的結(jié)果如圖所示。下列對(duì)此實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是（ ）

A. Ⅰ代細(xì)菌的所有DNA分子中的都含有14N和15N
B. 中帶的DNA分子的每條單鏈相對(duì)分子質(zhì)量均為（a+b）/4
C. 預(yù)計(jì)繁殖到第n代細(xì)菌時(shí)DNA分子中含有15N的占1/2n-1
D. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠證明DNA分子復(fù)制方式為半保留復(fù)制
答案：B
解析：本題考查DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)探究，難度中等。Ⅰ代細(xì)菌的所有DNA分子中的一條鏈?zhǔn)?4N，另一條鏈?zhǔn)?5N，A正確；中帶的DNA分子的一條鏈?zhǔn)?4N，另一條鏈?zhǔn)?5N，故每條單鏈相對(duì)分子質(zhì)量分別為a/2，b/2，B錯(cuò)誤；由于親代均為15N，1個(gè)這樣的細(xì)菌繁殖到第n代細(xì)菌時(shí)DNA分子總共2n個(gè)，其中含有15N的有兩個(gè)，占2/2n = 1/2n-1，C正確；實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠證明DNA分子復(fù)制方式為半保留復(fù)制，D正確。

例題2 現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有14N（表示為14N14N）的大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉(zhuǎn)到含有14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是（　　）
A. 有15N14N和14N14N兩種，其比例為1：3
B. 有15N15N和14N14N兩種，其比例為1：1
C. 有15N15N和14N14N兩種，其比例為3：1
D. 有15N14N和14N14N兩種，其比例為3：1
答案：D
解析：本題考查DNA分子的半保留復(fù)制，難度較大。DNA分子的兩條單鏈均只含有14N，該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，形成4個(gè)DNA，其中2個(gè)DNA為15N14N，另外2個(gè)DNA為15N15N。；再轉(zhuǎn)到含有14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，DNA為15N14N形成的子代DNA中，一個(gè)DNA為15N14N，另外1個(gè)DNA為14N14N；而DNA為15N15N 形成的2個(gè)子代DNA都為15N14N；因此理論上DNA分子的組成類型有15N14N和14N14N兩種，其比例為3：1。D正確。

核心知識(shí)點(diǎn)二：DNA的復(fù)制以及相關(guān)的計(jì)算
一、DNA的復(fù)制
1. 概念：以親代DNA為模板，合成子代DNA的過(guò)程。
2. 時(shí)間：有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂前的間期。
3. 過(guò)程

4. 特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制。
5. 方式：半保留復(fù)制。
6. 結(jié)果：形成兩個(gè)完全相同的DNA分子。
7. 意義：將遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。
歸納總結(jié)：
DNA復(fù)制之“二、二、三、四”

知識(shí)拓展：真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖

（1）圖中顯示DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)開始的，但多起點(diǎn)并非同時(shí)進(jìn)行；
（2）圖中顯示DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的；
（3）真核生物的這種復(fù)制方式的意義在于提高了復(fù)制速率；
（4）一個(gè)細(xì)胞周期中每個(gè)起點(diǎn)只起始1次。

二、DNA分子復(fù)制中有關(guān)計(jì)算
DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，其結(jié)果分析如下：

（1）DNA分子數(shù)
①子代DNA分子數(shù)＝2n個(gè)；
②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝2個(gè)；
③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝（2n－2）個(gè)。
（2）脫氧核苷酸鏈數(shù)
①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條；
②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條；
③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝（2n＋1－2）條。
（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù)
①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需消耗脫氧核苷酸數(shù)為m·（2n－1）個(gè)；
②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)＝2n個(gè)DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)－2n－1個(gè)DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)＝2n·m－m·2n－1＝m·（2n－2n－1）＝m·2n－1。
解題技巧：“DNA復(fù)制”相關(guān)題目的4點(diǎn)“注意”
（1）注意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別，前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)制。
（2）注意堿基的單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。
（3）切記在DNA復(fù)制過(guò)程中，無(wú)論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。
（4）看清試題中問(wèn)的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，是“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進(jìn)陷阱。


例題1 下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是（ ）
A. 在細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生DNA復(fù)制
B. DNA 復(fù)制后，兩條母鏈形成一個(gè)DNA分子，兩條子鏈形成一個(gè)DNA分子
C. DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解開以后才開始DNA的復(fù)制
D. DNA聚合酶可以將兩個(gè)游離的脫氧核苷酸連接形成磷酸二酯鍵
答案：A
解析：本題考查DNA復(fù)制的過(guò)程，難度中等。細(xì)胞分裂間期的生理過(guò)程是完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，A正確；解旋后DNA分別以兩條母鏈為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成兩條子鏈，所以子代DNA分子中一個(gè)為母鏈，一條為子鏈，B錯(cuò)誤；DNA分子的復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制，不是雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解鏈后，才開始DNA的復(fù)制，C錯(cuò)誤；DNA聚合酶促進(jìn)單個(gè)脫氧核苷酸連接到正在合成的子鏈上，形成磷酸二酯鍵，而不是將兩個(gè)游離的脫氧核苷酸連接形成磷酸二酯鍵，D錯(cuò)誤。

例題2 15N標(biāo)記的含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。其結(jié)果可能是（ ）
A. 含有14N的DNA分子占7/8
B. 含有15N的DNA分子占1/8
C. 復(fù)制過(guò)程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸700個(gè)
D. 復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生8個(gè)DNA分子
答案：B
解析：本題考查與DNA復(fù)制相關(guān)的計(jì)算，難度較大。由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，最終只有2個(gè)子代DNA各含1條15N鏈，1條14N鏈，其余DNA都含14N，故全部子代DNA都含14N，A錯(cuò)誤；DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，不管復(fù)制幾次，最終子代DNA都保留親代DNA的2條母鏈，故最終有2個(gè)子代DNA分子含15N，所以含有15N的DNA分子占1/8，B正確；含有100個(gè)堿基對(duì)200個(gè)堿基的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，解得A=40個(gè)，故復(fù)制過(guò)程中需腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為（24﹣1）×40=600（個(gè)），C錯(cuò)誤；復(fù)制4次后產(chǎn)生24=16個(gè)DNA分子，D錯(cuò)誤。


（答題時(shí)間：30分鐘）
1. 細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細(xì)菌的DNA皆含有15N，然后再移入含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①
C. 第三次分裂的子代DNA應(yīng)為③
D. 親代的DNA應(yīng)為⑤
2. 將含15N—DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中，連續(xù)繁殖三代后，將其DNA進(jìn)行密度梯度離心，得到的結(jié)果如圖甲所示。然后加入解旋酶再離心，得到的結(jié)果如圖乙所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）

A. N層中的DNA只含15N標(biāo)記
B. M層與N層的DNA數(shù)之比是3 ： 1
C. N'層中的DNA單鏈只含15N標(biāo)記
D. M'層與N'層中的DNA單鏈數(shù)之比是7 ： 1
3. 下列有關(guān)DNA復(fù)制過(guò)程的敘述中，正確的順序是（ ）
①互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂 ②互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵形成 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以兩條母鏈為模板，游離的脫氧核苷酸為原料，進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì) ⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)
A. ①③④⑤② B. ③①⑤④②
C. ①④②⑤③ D. ③①④②⑤
4. 下面關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)與復(fù)制的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）
A. 雙鏈DNA分子含有四種脫氧核苷酸
B. 每個(gè)脫氧核糖分子上均連接著一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基
C. DNA復(fù)制不僅發(fā)生于細(xì)胞核中，也發(fā)生在線粒體和葉綠體中
D. DNA分子復(fù)制過(guò)程中，DNA聚合酶可以催化形成磷酸二酯鍵
5. 保證準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行DNA復(fù)制的關(guān)鍵步驟是（ ）
A. 解旋酶促使DNA的兩條互補(bǔ)鏈分離
B. 游離的脫氧核苷酸上的堿基與母鏈堿基進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì)
C. 配對(duì)的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補(bǔ)的子鏈
D. 模板母鏈與互補(bǔ)子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)
6. 某個(gè)被15N標(biāo)記的DNA分子中，含有堿基5000對(duì)，A+T占?jí)A基總數(shù)的34%，若該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制2次，下列敘述正確的是（ ）
A. 15N存在于DNA的脫氧核糖和含氮堿基中
B. 子代中含15N的DNA分子占3/4
C. 復(fù)制2次需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸9900個(gè)
D. 復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶斷開磷酸二酯鍵
7. 研究人員將1個(gè)含14N-DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到15N-DNA培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA加熱處理，即解開雙螺旋，變成單鏈；然后進(jìn)行密度梯度離心，試管中出現(xiàn)的兩種條帶含量如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是 （ ）

A. 子代DNA分子共有8個(gè)，其中1個(gè)DNA分子含有14N
B. 該試驗(yàn)可用來(lái)探究DNA的半保留復(fù)制方式和細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間
C. 解開DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞核苷酸之間的磷酸二酯鍵
D. 若直接將子代DNA分子進(jìn)行密度梯度離心，則相應(yīng)的條帶含量比為1：3
8. 一個(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的DNA由5000個(gè)堿基對(duì)組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是（ ）
A. 該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3×104
B. 復(fù)制過(guò)程需要2.4×104個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸
C. 子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1：7
D. 子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1：3
9. DNA復(fù)制可以通過(guò)設(shè)想來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可能的情況是：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制。

（1）根據(jù)圖中的示例對(duì)三種復(fù)制作出可能的假設(shè)：①如果是全保留復(fù)制，則一個(gè)DNA分子形成兩個(gè)DNA分子，其中一個(gè)是親代的，而另一個(gè)是新形成的。
②如果是半保留復(fù)制，則新形成的兩個(gè)DNA分子，各有_____________________。
③如果是分散復(fù)制，則新形成的DNA分子中_______________________________。
（2）究竟是哪種復(fù)制方式呢？請(qǐng)大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明DNA的復(fù)制方式。
實(shí)驗(yàn)步驟：
①在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14N—DNA（對(duì)照）。
②在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為15N—DNA（親代）。
③將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代（Ⅰ和Ⅱ），用密度梯度離心法分離。
實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)：
①如果與對(duì)照（14N/14N）相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶，即一條輕帶（14N/14N）和_____________，則可以排除______________；
②如果子代Ⅰ只有一條______，則可以排除________但不能肯定是___________；
③如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出__________和__________，則可以排除__________，同時(shí)肯定______________；
④如果子代Ⅱ不能分出__________密度兩條帶，則排除___________，同時(shí)確定為_______________。
10. 如圖甲是DNA分子局部組成示意圖，圖乙表示DNA分子復(fù)制的過(guò)程。請(qǐng)回答有關(guān)DNA分子的相關(guān)問(wèn)題：

（1）沃森和克里克構(gòu)建了如圖甲的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，該模型用________________解釋DNA分子的多樣性。從主鏈上看，兩條單鏈的方向________，從堿基關(guān)系看，兩條單鏈________。
（2）若已知DNA一條單鏈的堿基組成是ATGCCAT，則與它互補(bǔ)的另一條鏈的堿基組成為________；若DNA分子的2條鏈分別為m鏈和n鏈，若m鏈中的（A＋G）/（T＋C）＝0.8時(shí)，在n鏈中，這種比例是________。
（3）圖乙的DNA復(fù)制過(guò)程中除了需要模板和酶外，還需要____________________等條件；由圖乙可知延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說(shuō)明DNA分子復(fù)制是________。
（4）DNA分子的_______________為復(fù)制提供了精確的模板，通過(guò)______________保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。





1. A 解析：本題考查與DNA半保留復(fù)制相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，難度中等。細(xì)菌的DNA被15N標(biāo)記后，放在14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，復(fù)制1次形成2個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子都是一條鏈含有15N，另一條鏈一條含有14N，離心形成中帶，即圖中的②，A錯(cuò)誤；復(fù)制兩次后形成了4個(gè)DNA分子，2個(gè)DNA分子都是一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，離心形成中帶；另外兩個(gè)DNA分子都只含有14N，離心形成輕帶，即圖中①，B正確；隨著復(fù)制次數(shù)增加（三次及三次以上），離心后都含有中帶和輕帶兩個(gè)條帶，輕帶相對(duì)含量增加，即圖中③，C正確；細(xì)菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，DNA分子的兩條鏈都含有15N，離心形成重帶，即圖中的⑤，D正確。
2. A 解析：本題考查與DNA復(fù)制相關(guān)的計(jì)算，難度較大。DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，將含15N—DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中，連續(xù)繁殖三代后，得到8個(gè)DNA分子，其中2個(gè)DNA分子一條鏈含15N，另一條鏈含14N，另外6個(gè)DNA分子只含14N，將子代DNA進(jìn)行密度梯度離心后，中帶（N）占1/4，輕帶（M）占3/4，即M層與N層的DNA數(shù)之比是3 ： 1；若在子代DNA中加入解旋酶后，將形成2條含15N的鏈和14條含14N的鏈，離心后，含14N的鏈分布在M'層，含15N的鏈分布在N'層，即M'層與N'層中的DNA單鏈數(shù)之比是7 ： 1；綜上分析，A正確，BCD錯(cuò)誤。
3. D 解析：本題考查DNA分子的復(fù)制過(guò)程，難度中等。DNA分子的復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程。復(fù)制開始時(shí)，DNA分子首先利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開，這個(gè)過(guò)程叫解旋，此時(shí)互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂。然后，以解開的每一段母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在DNA聚合酶的作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈，在此過(guò)程中，涉及到互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵的形成。隨著解旋過(guò)程的進(jìn)行，新合成的子鏈也不斷地延伸，同時(shí)，每條子鏈與其模板母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而各形成一個(gè)新的DNA分子。綜上分析，A、B、C均錯(cuò)誤，D正確。
4. B 解析：本題考查DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制，難度中等。DNA的基本單位為脫氧核苷酸，所以每個(gè)DNA分子一般都含有四種脫氧核苷酸，A正確；DNA分子中兩個(gè)脫氧核苷酸之間通過(guò)磷酸與脫氧核糖之間形成的磷酸二酯鍵，但是DNA分子左鏈的末端和右鏈的首端只連著一個(gè)磷酸，其余脫氧核糖鏈接兩個(gè)磷酸，B錯(cuò)誤；DNA存在于細(xì)胞核、線粒體和葉綠體，故DNA復(fù)制不僅發(fā)生于細(xì)胞核中，也發(fā)生在線粒體和葉綠體中，C正確；DNA分子復(fù)制過(guò)程中，DNA聚合酶可以催化形成磷酸二酯鍵，D正確。
5. B 解析：本題考查DNA復(fù)制的特點(diǎn)，難度中等。解旋酶促使DNA的兩條互補(bǔ)鏈分離，為復(fù)制提供模板，A錯(cuò)誤；游離的脫氧核苷酸與母鏈進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)確保準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行復(fù)制，B正確；在DNA聚合酶的作用下，配對(duì)的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補(bǔ)
6. C 解析：本題考查與DNA復(fù)制相關(guān)的計(jì)算，難度較大。DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，根據(jù)題意，被15N標(biāo)記的DNA分子中，含有堿基5000對(duì)，A+T占?jí)A基總數(shù)的34%，則A=T=1700個(gè)，G=C=3300個(gè)；若該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制2次，則產(chǎn)生的4個(gè)DNA分子中，只有2個(gè)DNA分子含有15N標(biāo)記。15N存在于DNA的含氮堿基中，脫氧核糖不含N，A錯(cuò)誤；由題意可知，該15N標(biāo)記的DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制2次，形成的4個(gè)DNA分子中，有2個(gè)DNA含有15N，即占1/2，B錯(cuò)誤；根據(jù)題意知，G=C=3300個(gè)，該DNA分子復(fù)制2次，增加3個(gè)DNA分子，需要的游離的胞嘧啶脫氧核苷酸是3300×3=9900，C正確；復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶斷開堿基之間的氫鍵，D錯(cuò)誤。
7. D 解析：本題考查與DNA復(fù)制相關(guān)的計(jì)算，難度較大。子代DNA分子共有8個(gè)，其中2個(gè)DNA分子含有14N，A錯(cuò)誤；因本實(shí)驗(yàn)是對(duì)DNA單鏈進(jìn)行的離心分析，若DNA進(jìn)行的是全保留復(fù)制，也會(huì)得到上述結(jié)果，故用該試驗(yàn)探究DNA的半保留復(fù)制方式不夠嚴(yán)謹(jǐn)，B錯(cuò)誤；解開DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞兩條單鏈之間的氫鍵，C錯(cuò)誤；得到的8個(gè)DNA分子中，有2個(gè)為14N-15N，6個(gè)為15N-15N，故若直接將子代DNA分子進(jìn)行密度梯度離心，則相應(yīng)的條帶含量比為1：3，D正確。
8. B 解析：本題考查與DNA復(fù)制相關(guān)的計(jì)算，難度較大。根據(jù)以上分析可知，DNA中A=T═2000，C=G=3000，A、T堿基對(duì)之間的氫鍵有2個(gè)，C、G堿基對(duì)之間的氫鍵有3個(gè)，因此該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為2000×2+3000×3=1. 3×104（個(gè)），A正確；復(fù)制過(guò)程需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為3000×（23－1）=2. 1×104（個(gè)），B錯(cuò)誤；由題意知被32P標(biāo)記的DNA單鏈有2條，含有31P的單鏈?zhǔn)?×8－2=14（條），因此子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7，C正確；子代DNA分子中含32P的DNA分子有2個(gè)，只含31P的分子數(shù)是6個(gè)，二者之比是1∶3，D正確。
9.（1）②一條鏈來(lái)自親代DNA分子，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻? ③每條鏈中一些片段是母鏈而另一些則是子鏈片段
（2）①一條重帶（15N/15N） 半保留復(fù)制和分散復(fù)制 ②中等密度帶 全保留復(fù)制 半保留復(fù)制或分散復(fù)制 ③中等密度帶 輕密度帶 分散復(fù)制 半保留復(fù)制
④中等和輕 半保留復(fù)制 分散復(fù)制
解析：本題考查與DNA復(fù)制方式相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究，難度較大。
（1）②如果是半保留復(fù)制，則以親代DNA的兩條鏈分別為模板，新形成的兩個(gè)DNA分子，各有一條鏈來(lái)自親代DNA分子，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻摹＂廴绻欠稚?fù)制，根據(jù)題意和圖示分析，新形成的DNA分子中每條鏈中一些片段是母鏈而另一些則是子鏈片段。
（2）實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)：①如果與對(duì)照（14N/14N）相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶，即一條輕帶（14N/14N）和一條重帶（15N/15N），說(shuō)明是全保留復(fù)制，而不可能是半保留復(fù)制和分散復(fù)制。②如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，則不可能是全保留復(fù)制，可能是半保留復(fù)制或者分散復(fù)制。③如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出中等密度帶和輕密度帶，說(shuō)明是半保留復(fù)制，而不是分散復(fù)制。④如果子代Ⅱ不能分出中等和輕密度兩條帶，說(shuō)明是分散復(fù)制，而不是半保留復(fù)制。
10. （1）堿基對(duì)排列順序的多樣性　反向平行　互補(bǔ) （2）TACGGTA　1.25
（3）原料、能量　邊解旋邊復(fù)制 （4）獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)　堿基互補(bǔ)配對(duì)原則
解析：本題考查DNA的結(jié)構(gòu)與DNA的復(fù)制，難度中等。
（1）在DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中，沃森和克里克用堿基對(duì)排列順序的多樣性解釋DNA分子的多樣性，因?yàn)樵诓煌腄NA中由磷酸和脫氧核糖形成的基本骨架是一樣的。從主鏈上看，兩條單鏈的方向是反向平行的，從堿基上看，兩條單鏈互補(bǔ)。
（2）根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，一條單鏈的堿基組成是ATGCCAT，則與它互補(bǔ)的另一條鏈的堿基組成是TACGGTA，DNA的一條鏈中（A＋G）/（T＋C）＝0.8，另?xiàng)l鏈中該比值為另一條鏈的倒數(shù)，比例為1.25。
（3）DNA的復(fù)制需要模板、酶、原料、能量等，從圖中可以看出DNA的復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制的特點(diǎn)。
（4）DNA分子的獨(dú)特雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板，通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確進(jìn)行。


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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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