1、第第 8 课时课时 遗传信息的复制遗传信息的复制 基础过关 知识点一 DNA 分子半保留复制的证据 1实验室模拟生物体 DNA 的复制必需的一组条件是( ) 酶 游离的脱氧核糖核苷酸 ATP DNA 分子 氨基酸 适宜的酸碱度 适宜的温度 RNA A B C D 答案 D 解析 DNA 的复制过程是重要的生理过程，离不开酶和能量。还需要 DNA 模板、游离的脱 氧核糖核苷酸等基本条件，而酶的作用受温度、酸碱度的影响。 2某亲本 DNA 分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的 DNA 子链，以黑色表 示第二次复制出的 DNA 子链，该亲本双链 DNA 分子连续复制两次后的产物是( ) 答
2、案 D 解析 亲代 DNA 双链用白色表示，DNA 复制方式是半保留复制，因此复制一次后得到的两 个 DNA 分子只有白色和灰色， 而第二次复制得到的以这两个 DNA 分子的四条链为模板合成 的四个 DNA 分子中，都含有黑色的 DNA 子链，故 D 正确。 知识点二 DNA 分子复制的过程 3下图为真核生物染色体上 DNA 分子复制过程示意图，下列有关叙述错误的是( ) A图中 DNA 分子复制是从多个起点同时开始的 B图中 DNA 分子复制是边解旋边双向复制的 C真核生物 DNA 分子复制过程需要解旋酶 D真核生物的这种复制方式提高了复制速率 答案 A 解析 从图中可以看出有多个复制起点，
3、但由于复制环的大小不同，所以复制起始的时间有 先有后。DNA 分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物 DNA 分子复制过程需要解旋酶、 DNA 聚合酶等酶的参与。 这种半保留复制的模式不仅保持了前后代的稳定性， 而且每次复制 都可产生两个 DNA 分子，提高了复制效率。 4下列关于 DNA 复制的叙述，正确的是( ) A在细胞分裂间期，发生了 DNA 复制 BDNA 通过一次复制后产生四个 DNA 分子 CDNA 双螺旋结构全部解旋后，开始 DNA 的复制 D单个脱氧核糖核苷酸在 DNA 酶的作用下连接合成新的子链 答案 A 解析 DNA 的复制过程是在细胞分裂间期，伴随着染色体的复制而完成的
4、。DNA 复制是一 个边解旋边复制的过程，以解开的每一段母链为模板，在 DNA 聚合酶等酶的作用下，以细 胞内游离的 4 种脱氧核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一 段子链。复制结束后，一个 DNA 分子就形成了两个完全相同的 DNA 分子。 5女性子宫瘤最长的 DNA 分子可达 36 mm，DNA 复制速度约为 4 m/min，但复制过程仅 需 40 min 左右即可完成，这可能是因为( ) A边解旋边复制 B只有一个复制起点，但解旋之后可以向着两个方向复制 C以半保留方式复制 D复制起点多，分段同时复制 答案 D 解析 真核细胞中的 DNA 分子复制起点多，并且同
5、时复制，所以比较迅速。 知识点三 有关 DNA 分子复制的计算 6某 DNA 分子共有 x 个碱基，其中胞嘧啶为 m 个，该 DNA 分子复制 3 次，需游离的胸腺 嘧啶脱氧核糖核苷酸数为( ) A7(xm) B8(xm) C7(x/2m) D8(2xm) 答案 C 解析 在 DNA 分子中，AT，GC，所以当 DNA 分子共有 x 个碱基，其中胞嘧啶为 m 个 时，T 应为(x/2 m)个。DNA 分子复制 3 次，得到 8 个 DNA 分子，因此，需游离的胸腺嘧 啶脱氧核糖核苷酸数为(81) (x/2m)7(x/2m)个，故选 C。 7用 15N 标记含有 100 个碱基对的 DNA 分子
6、，其中有胞嘧啶 60 个，该 DNA 分子在含14N 的培养基中连续复制 4 次。其结果不可能是( ) A含有 15N 的 DNA 分子占 1/8 B含有 14N 的 DNA 分子占 7/8 C复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 600 个 D复制结果共产生 16 个 DNA 分子 答案 B 解析 由于 DNA 的复制是半保留复制，经过四次复制形成 16 个 DNA 分子都含有 14N，有 2 个DNA分子中一条链含有 15N， 另一条链含有14N， 其余14个DNA分子两条链全部含有14N。 该 DNA 分子中含有胞嘧啶 60 个，由此计算出含有鸟嘌呤 60 个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有 4
7、0 个，复制 4 次需要腺嘌呤脱氧核糖核苷酸的数量为 40(241)600(个)，选项中 A、C、D 正确，B 错误。 能力提升 8某个 DNA 片段由 500 对碱基组成，GC 占碱基总数的 34%，若该 DNA 片段连续复制 3 次，第三次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸分子个数为( ) A1 155 B1 320 C2 310 D2 640 答案 B 解析 由于 GC 占总数的 34%，所以 AT 占 66%，A 与 T 各占 33%，整个 DNA 片段中 含有 500 对碱基，该 DNA 片段中腺嘌呤脱氧核糖核苷酸分子个数为 33%1 000330(个)， 在第三次复制时需新合成
8、8 条 DNA 单链，相当于 4 个 DNA 分子，因此需要游离的腺嘌呤脱 氧核糖核苷酸分子个数为 33041 320(个)。 9将一个不含放射性同位素 32P 标记的大肠杆菌(拟核 DNA 呈环状，共含有 m 个碱基，其 中有 a 个胸腺嘧啶)放在含有 32P 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸的培养基中培养一段时间， 检测 到下图、两种类型的 DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核糖核苷酸链)。下列有关该实验 的结果预测与分析，正确的是( ) ADNA 第二次复制产生的子代 DNA 有、两种类型，比例为 13 BDNA 复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离规律 C复制 n 次需要胞嘧啶的数目是
9、(2n1)(ma)/2 D复制 n 次形成的放射性脱氧核糖核苷酸单链为 2n l2 条 答案 D 解析 由题可知，Ta 个，故 Cm/2a，DNA 第二次复制，总的 DNA 有 4 个，其中不含 有放射性的 DNA 有 2 个， 含有放射性的有 2 个， A 错误； 基因的分离定律适用于真核生物， B 错误；复制 n 次，需要 C(m/2a)(2n1)，C 错误；复制 n 次，脱氧核糖核苷酸链有 2n 1条，不含放射性的有 2 条，故含有放射性的有 2n12 条，D 正确。 10用经 3H 标记的 n 个噬菌体侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统计得知 培养基中共有后代噬菌体 m 个
10、，其中含有标记元素的噬菌体占的比例为( ) A.n m B.2n m C. n 2m D. n mn 答案 B 解析 每个噬菌体共有 2 条被标记的 DNA 链，n 个噬菌体 DNA 经复制后被标记的 DNA 链 进入 2n 个子代噬菌体内，所以被标记的噬菌体所占比例为2n m。 11DNA 分子片段复制的情况如图所示，图中 a、b、c、d 表示多核苷酸链的片段。如果没 有发生变异，下列说法不正确的是( ) Ab 和 c 的碱基序列可以互补 Ba 和 c 的碱基序列可以互补 Ca 中(AT)/(GC)的比值与 b 中(AT)/(GC)的比值相同 Da 中(AG)/(TC)的比值与 d 中(AG
11、)/(TC)的比值一般不相同 答案 B 解析 a 和 d 互补，b 和 c 互补，如果不发生变异，a 和 c 及 b 和 d 的碱基组成相同。某条多 核苷酸链上(AT)/(GC)的比值与其互补链上的比值相同，而(AG)/(TC)的比值与其互 补链上的比值一般不相同，所以 C 项和 D 项中的说法均正确。 12某双链 DNA 分子含有 200 个碱基，一条链上 ATGC1234，则该 DNA 分 子( ) A含有 4 个游离的磷酸基 B连续复制 2 次，需要游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 210 个 C4 种碱基 ATGC3377 D碱基排列方式共有 4100种 答案 C 解析 一个双链 DNA 分
12、子中含有 2 个游离的磷酸基。 由一条链上 ATGC1234， 计算得出一条链上 100 个碱基中 A、 T、 G、 C 的数量依次是 10、 20、 30、 40， 另一条链上 A、 T、G、C 的数量则依次是 20、10、40、30。故该 DNA 中腺嘌呤脱氧核糖核苷酸数为 1020 30(个)，连续复制 2 次，需要游离的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸数(221)3090(个)，4 种碱 基的比例是 ATGC(1020)(2010)(3040)(4030)30307070 3377。含 200 个碱基的 DNA 在不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列 方式共有 4100种，但因碱基数量比
13、例已确定，故碱基排列方式肯定少于 4100种。 13.如图是 DNA 分子复制的图解，请据图回答： (1)图中的1表示 过程，需要 酶的作用。 (2)图中的2过程表示以母链为模板进行的碱基的 ， 参与配对的物质是游离在周 围环境中的 。 (3)图中的3过程表示形成两个新的 分子，这一过程包括子链中脱氧核糖核苷酸的 与 交互连接以及子链与母链在空间结构上的 化。参与此过程的酶有 等。 (4)分析 DNA 复制过程所需条件应是：场所一般在 内；模板是 ， 原料是 ；酶需要 、 等；能量由 提供。 (5)DNA 复制，一般是严格的 复制，DNA 复制的遗传学意义是为 在上下代 之间的 准备了物质基础
14、。遗传信息的传递使亲代生物的性状可在子代得到表现，例 如(试举一例) 。 答案 (1)解旋 解旋 (2)互补配对 四种脱氧核糖核苷酸 (3)DNA 脱氧核糖 磷酸 螺旋 DNA 聚合酶 (4)细胞核 原 DNA 母链 脱氧核糖核苷酸 解旋酶 DNA 聚合酶 ATP (5)半保留 遗传信息 传递 子女长得像父母 解析 (1)图中1表示解旋过程， 需要解旋酶的作用。 解旋酶的作用是打开两条链之间的氢键。 (2)图中2表示以母链为模板进行碱基互补配对的过程， 参与配对的物质是周围环境中游离的 四种脱氧核糖核苷酸。(3)图中3过程表示形成两个新的 DNA 分子，这一过程包括子链中脱 氧核糖核苷酸的脱氧
15、核糖与磷酸交替连接以及子链与母链在空间结构上的螺旋化，参与此过 程的酶有 DNA 聚合酶等。(4)DNA 主要分布在细胞核中，复制的场所主要是细胞核。基本条 件有模板(原 DNA 母链)、原料(游离的脱氧核糖核苷酸)、酶(解旋酶、DNA 聚合酶等)、能量 (ATP)。(5)DNA 复制为半保留复制，确保亲子代之间遗传信息的连续性。 14下面是 DNA 复制的有关图示，AC 表示大肠杆菌的 DNA 复制。DG 表示哺乳动物 的 DNA 分子复制。图中黑点表示复制起始点，“”表示复制方向。 (1)若 A 中含 48 502 个碱基对，而子链延伸速度是 105个碱基对/分，则此 DNA 分子复制完成
16、 约需 30 s，而实际上只需约 16 s。根据 AC 图分析，是因为 。 (2)哺乳动物的 DNA 分子展开可达 2 m 之长，若按 AC 的方式复制，至少 8 h，而实际上约 6 h 左右。 根据 DG 图分析， 是因为 。 (3)AC、DG 均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明 DNA 分子复制是 的。 (4)C 与 A 相同，G 与 D 相同，C、G 能被如此准确地复制出来，是因为 。 答案 (1)复制是双向进行的 (2)从多个起始点同时进行复制 (3)边解旋边复制 (4)DNA分 子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA 分子的碱基互补配对原则保证了 DNA 分 子复制
17、准确无误地完成 解析 该题要求根据图解回答 DNA 分子复制的有关问题。据图 AC 可知，DNA 分子的复 制向两个方向同时进行，因而复制时间缩短了。据图 DG，在一个较长的 DNA 分子中，复 制起始点很多，正是从多个起始点同时复制，所需时间才较短。 个性拓展 15科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了 DNA 复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。 组别 1 组 2 组 3 组 4 组 培养液中唯一 氮源 14NH 4Cl 15NH 4Cl 14NH 4Cl 14NH 4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B 的子代 B 的子代 操
18、作 提取 DNA 并离心 离心结果 仅为轻带 (14N/14N) 仅为重带 (15N/15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2 轻带 (14N/14N) 1/2 中带 (15N/14N) 请分析并回答： (1)要得到 DNA 中的 N 全部被放射性标记的大肠杆菌 B，必须经过 代培 养，且培养液中的 是唯一氮源。 (2)综合分析本实验的 DNA 离心结果，第 组结果对得到结论起到了关键作用， 但需把它与第 组和第 组的结果进行比较， 才能说明 DNA 分子的复制方式是 。 (3)分析讨论： 若子代 DNA 的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA 来 自 ，据此可判断 DN
19、A 分子的复制方式不是 复制。 若将子代 DNA 双链分开后再离心，其结果 (选填“能”或“不能”) 判断 DNA 的复制方式。 若在同等条件下将子代继续培养，子 n 代 DNA 离心的结果是：密度带的数量和位 置 ，放射性强度发生变化的是 带。 若某次实验的结果中，子代 DNA 的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的 原因是新合成 DNA 单链中的 N 尚有少部分为 。 答案 (1)多 15NH 4Cl (2)3 1 2 半保留复制 (3)B 半保留 不能 没有变化 轻 15N 解析 经过一代培养后，只能是标记 DNA 分子的一条单链，所以要想对所有的 DNA 分子全 部标记，要进行多代培养；在探究 DNA 分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带” 应为两个单链均被 15N 标记， “轻带”为两个单链均被14N 标记， “中带”为一个单链被14N 标记，另一个单链被 15N 标记。