1、第 3 节 DNA 的复制 对点训练知识点一 对 DNA 复制的推测1沃森和克里克在发表了 DNA 分子双螺旋结构的论文后，又提出了 DNA 自我复制的假说。下列有关假说内容的叙述不正确的是( )ADNA 复制时，双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂B以解开的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上C形成的 DNA 分子包括一条模板单链和一条新链D形成的两个 DNA 分子是由两条母链、两条子链分别结合而成的2下列有关探究 DNA 复制过程实验的说法，不正确的是( )A本实验利用了同位素示踪法和离心技术B细胞有丝分裂一次意味着 DNA 复制
2、一次C本实验的原理是 DNA 能进行复制D本实验结果说明了 DNA 具有半保留复制的特点3细菌在含 15N 的培养基中繁殖数代后，使细菌 DNA 的含氮碱基皆含有 15N，然后再移入含14N 的培养基中培养，提取其子代的 DNA 经高速离心分离，图 L331中为可能的结果，下列叙述错误的是( )图 L331A第一次分裂的子代 DNA 应为B第二次分裂的子代 DNA 应为C第三次分裂的子代 DNA 应为D亲代的 DNA 应为知识点二 DNA 复制的过程4下列关于 DNA 复制的说法，错误的是( )A通过 DNA 复制，遗传信息在亲子代细胞间始终保持不变B以亲代 DNA 分子的两条母链分别作为模板
3、进行复制C复制过程中，始终按照碱基互补配对原则进行D形成子链时，相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸间可形成磷酸二酯键5DNA 分子片段复制情况如图 L332所示，图中 a、b、c、d 表示脱氧核苷酸链的片段。下列说法错误的是( )图 L332Ab 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 (AG)/(TC)的值与 d 中(AG)/(TC)的值一般不相同Da 中(AT)/(GC)的值与 b 中(AT)/(GC)的值相同知识点三 DNA 复制的相关计算6用 15N 标记含有 100 个碱基对的 DNA 分子，其中有胞嘧啶 60 个，该 DNA 分子在含 14N 的培养基中连续
4、复制 4 次。其结果不可能是( )A含有 15N 的 DNA 分子占 1/8B含有 14N 的 DNA 分子占 7/8C消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 600 个D形成了 16 个 DNA 分子7一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被 32P 标记及氨基酸被 15N 标记的细菌内，连续繁殖三代，子代噬菌体中含有 32P 和 15N 的噬菌体分别占子代噬菌体总数的百分数为( )A100%、100%B25%、50%C50%、50%D25%、0 综合拓展8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，则该亲本双链 DNA 分子连
5、续复制两次后的产物是( )A B C D图 L3339如图 L334表示大肠杆菌的 DNA 复制示意图。如果是单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此 DNA 分子复制约需 30 s，而实际上复制从开始到结束只需约 16 s。据图分析，下列说法不正确的是( )图 L334A“甲乙”的场所与真核生物的 DNA 分子复制场所不同B实际复制的时间之所以减半，是由于该 DNA 分子是从两个起点同时进行复制的C把甲放在含 15N 的培养液中复制三代，子代中含 15N 的 DNA 占 100%D如果甲中碱基 A 占 20%，那么其子代 DNA 中碱基 G 的比例为 30%10BrdU 可替代胸腺嘧啶脱氧核
6、苷酸掺入 DNA 复制时的子链中。经特殊染色的染色单体中，若 DNA 只有一条单链掺有 BrdU，则显深色，若 DNA 的两条单链都掺有 BrdU，则显浅色，无BrdU 的 DNA 不显色。将某肿瘤细胞置于含 BrdU 的培养基中培养至第二次分裂中期，经染色、制片，在显微镜下观察每条染色体的姐妹染色单体的显色情况，相关分析正确的是( )A1/2 的染色体显深色，1/2 的染色体显浅色B1/4 的染色体显深色，3/4 的染色体显浅色C每条染色体中，一条染色单体显深色，一条染色单体显浅色D一半染色体中，一条染色单体显深色，一条染色单体显浅色11有 100 个碱基对的某 DNA 分子片段，含 60
7、个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制 n 次，则在第 n 次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸个数，以及 n 次复制共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸个数依次是 ( )A402 n1 ，402 n1B40 n1 ，40 nC40(2 n1)，40(2 n1 )D402 n1 ，40(2 n1)12图 L335为真核细胞 DNA 复制过程模式图，请根据图示过程回答问题：图 L335(1)由图示得知，1 个 DNA 分子复制出乙、丙 2 个 DNA 分子，其方式是_。(2)解旋酶能使双链 DNA 解开，但需要细胞提供_。图中解旋酶和 DNA 聚合酶分别作用于_键和_与_之间的磷酸二酯键。(3)从图中可以看出合成两
8、条子链的方向_ 。(4)真核细胞中 DNA 复制的场所为_；在复制完成后，乙、丙分开的时期为_。(5)某一 DNA 片段由 500 对碱基组成，GC 占碱基总数的 44%，若该 DNA 片段连续复制 3次，则第 3 次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为_。13下面的图甲中 DNA 分子有 a 和 d 两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示，结合所学知识回答下列问题：图 L336(1)从图甲可看出 DNA 复制的方式是_。(2)图甲中，A 和 B 均是 DNA 分子复制过程中所需要的酶，其中 B 能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则 A 是_酶，B 是_酶。(3)图
9、甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有_ 。(4)图乙中，7 是_。DNA 分子的基本骨架由_交替连接而成；DNA 分子两条链上的碱基通过_ 连接成碱基对，并且遵循_原则。14DNA 的复制方式可以通过设计来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散复制。图 L337(1)根据图 L337对三种复制方式作出可能的假设：如果是全保留复制，则一个 DNA 分子形成两个 DNA 分子，其中一个是_而另一个是_；如果是半保留复制，则新形成的两个 DNA 分子各有_；如果是分散复制，则新形成的 DNA 分子中_。(2)究竟是哪种复制方式呢？请同学们设计实验来探究 DNA 的复制方式。实验步骤：步
10、骤一：在氮源为 14N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为 14NDNA(对照)。步骤二：在氮源为 15N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为 15NDNA(亲代)。步骤三：将亲代 15N大肠杆菌转移到含 14N 的培养基中，再连续繁殖两代 (和)，用密度梯度离心法分离。实验结果预测：如果与对照( 14N/14N)相比，子代 能分出两种条带：_，则可以排除_。如果子代只有一条_，则可以排除_，但不能肯定是_。如果子代只有一条中带，再继续对子代进行 DNA 密度鉴定。若子代可以分出_和_，则可以排除_，同时肯定为_；如果子代不能分出_带，则排除_。有人提出，第一代()的
11、DNA 用解旋酶处理后再离心，就能直接判断 DNA 的复制方式，如果轻带和重带各占一半，则一定为半保留复制。你认为这个说法是否正确？_，原因是_。1D 解析 沃森和克里克提出的 DNA 自我复制的假说为半保留复制，即形成的 DNA 分子包括一条母链和一条子链。2C 解析 该实验的原理是仅含 15N 的双链 DNA 密度大，仅含 14N 的双链 DNA 密度小，一条链含 14N，一条链含 15N 的双链 DNA 分子密度居中。3A 解析 细菌第一次分裂，DNA 复制一次，经半保留复制产生的两个子代 DNA 分子均为 15N/14N DNA，离心后位于中带。4A 解析 通过 DNA 复制，将遗传信
12、息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性，若复制出现差错，则会导致遗传信息在亲子代细胞间发生改变，A 项错误；在 DNA 复制过程中，以解开的亲代 DNA 分子的两条母链为模板，以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在 DNA 聚合酶的作用下，各自合成与母链互补的子链， B、C 项正确；在形成子链时，相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸间通过磷酸二酯键相连接， D 项正确。 5B 解析 由于 a 和 d 的碱基序列互补，a 和 b 的碱基序列也互补，因此 b 和 d 的碱基序列相同；同理 c 和 a 的碱基序列相同，从而可知 b 和 c 的碱基序列互补；由于 a 和 d 的碱
13、基序列互补，因此二者中(A G)/(TC)的值一般不相同；由于 a 和 b 的碱基序列互补，因此二者中(AT)/(GC) 的值相同。6B 解析 由于 DNA 的复制是半保留复制，经过 4 次复制形成了 16 个 DNA 分子，其中有2 个 DNA 分子的一条链含有 15N，另一条链含有 14N，其余 14 个 DNA 分子的两条链全部含有14N。该 DNA 分子中含有 100 个碱基对，其中有胞嘧啶 60 个，由此计算出含有鸟嘌呤 60 个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有 40 个，复制 4 次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为 40(241) 600(个)。7A 解析 噬菌体在细菌内以细菌的物质为原料合成
14、DNA 和蛋白质，DNA 的复制属于半保留复制，繁殖三代后，所有的子代噬菌体的 DNA 均含有 32P，其蛋白质均含有 15N，A 项正确。8D 解析 因为 DNA 复制为半保留复制，因此亲本 DNA 的两条链将进入不同的子代 DNA分子中，可见 A、B 项错误。因为第二次复制时得到的 4 个 DNA 分子中，都有一条 DNA 子链是在第二次复制时形成的，而 C 项中只有两个 DNA 分子中含第二次复制出的子链( 用黑色表示)，因此 C 项错误，D 项正确。9B 解析 大肠杆菌为原核生物，没有细胞核，其 DNA 复制发生在细胞质中，真核生物DNA 复制发生在细胞核、线粒体和叶绿体中，A 项正确
15、。据图可知，复制时间减半是因为双向复制，而不是两个起点同时进行复制，B 项错误。复制 n 代，含原料的 DNA 占 100%，含模板的只有两个 DNA，C 项正确。子代 DNA 和亲代 DNA 碱基组成一样，由“A G50%，且 A 占 20%”可知，G 占 30%，D 项正确。10C 解析 DNA 的复制是半保留复制，因此，第一次分裂中期所有 DNA 均只有一条单链掺有 BrdU，另一条单链无 BrdU。第二次分裂中期的每条染色体中，一条染色单体上的 DNA 的两条单链都掺有 BrdU，故显浅色；另一条染色单体上的 DNA 的两条单链中，一条单链掺有 BrdU，另一条单链无 BrdU，故显深
16、色。11D 解析 某 DNA 分子片段有 100 个碱基对，即 200 个碱基，其中有 60 个胞嘧啶脱氧核苷酸(C) ，由于在 DNA 中 AG CT1/2 碱基总数，所以该 DNA 中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(T)个数为 40，而复制 n 次共形成 2n 个 DNA，第 n 次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸个数为402n1 ，n 次复制共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸个数为 40(2n1) 。12(1)半保留复制 (2) 能量(ATP) 氢 磷酸 脱氧核糖 (3)相反(4)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期、减数第二次分裂后期 (5)1120解析 (1)DNA 复制方式是半保留复制。 (2)复制
17、过程中需要消耗能量 (ATP)。解旋酶作用于碱基间的氢键，使其断裂，双链解开。DNA 聚合酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键，使游离的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链。(3)DNA 的两条链是反向平行的。(4)真核细胞中 DNA 复制的场所包括细胞核和线粒体、叶绿体。两个子代 DNA 随着姐妹染色单体的分离而分离，所以乙、丙分开是在着丝点分裂的时候，也就是有丝分裂后期、减数第二次分裂后期。(5)由题意可知AT 500228%280( 个) 。复制 2 次需要 A2803 840(个)，复制 3 次需要A28071960(个)，所以第 3 次复制时需要 A19608401120(个) 。13(1
18、)半保留复制 (2) 解旋 DNA 聚合 (3) 细胞核、线粒体、叶绿体 (4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸 氢键 碱基互补配对解析 (1)从图甲可看出 DNA 复制的方式是半保留复制。(2)A 是解旋酶，B 是 DNA 聚合酶。(3)绿色植物叶肉细胞中 DNA 分子复制的场所有细胞核、线粒体、叶绿体。(4)图乙中，7 是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA 分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成；DNA 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。14(1)亲代的 DNA 新形成的 DNA 一条链来自亲代 DNA 分子，另一条链是新形成的 每一条链中的一些是母链片段而另
19、一些则是子链片段(2)一条为轻带( 14N/14N)，一条为重带( 15N/15N) 半保留复制和分散复制 中带 全保留复制 半保留复制 1/2 中带 1/2 轻带 分散复制 半保留复制 中、轻 半保留复制 不正确 不论是全保留复制还是半保留复制，第一代 DNA 分子经解旋处理后，都有一半的单链含 14N，一半的单链含有 15N，离心后都有一半单链在重带，一半单链在轻带解析 本题对 DNA 复制的可能方式进行逐一假设，并对实验的可能结果进行推理。解题的关键是要明确 14N 和 15N 标记的 DNA 的密度不同，所以进行密度梯度离心后，会在离心管不同位置出现轻( 14N/14N)、中( 14N/15N)、重( 15N/15N)三种条带，不同的复制方式离心后出现的条带情况不同，从而可判断复制方式。