《3.3 DNA的復制》講義案2_第1頁
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文檔簡介

學而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1《3.3DNA的復制》講義案2目標導航目標導航1.根據(jù)DNA的結構特點以及生命所需的基本條件,推測DNA復制的基礎和條件。2.基于科學史資料提供的實驗數(shù)據(jù),運用假說-演繹的科學方法,概述DNA通過半保留方式進行復制。3.通過對DNA半保留復制過程的分析、討論,從結構和功能相統(tǒng)一的角度探討生命系統(tǒng)的正常運轉離不開遺傳信息的傳遞,DNA準確復制時遺傳信息傳遞的基礎。知識精講知識精講知識點01對DNA半保留復制的推測沃森和克里克提出的遺傳物質自我復制假說認為:DNA復制時,DNA雙螺旋解開,互補的堿基之間的氫鍵斷裂。解開的兩條單鏈作為復制的模板,游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補配對原則,通過形成氫鍵,結合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個DNA分子中,都保留了原來DNA分子中的一條鏈,這種復制方式被稱作半保留復制。知識點02DNA半保留復制的實驗證據(jù)1.1958年,美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實驗材料,運用同位素標記技術,設計了一個巧妙的實驗,證明了DNA復制時半保留復制。2.實驗原理①DNA的兩條鏈都用15N標記,那么這樣的DNA分子密度最大,離心時應該在試管的底部。②DNA的兩條鏈都沒有被15N標記,那么這樣的DNA分子密度最小,離心時應該在試管的上部。③DNA的兩條鏈中只有一條單鏈被15N標記,那么這樣的DNA分子離心時應該在試管的中部。3.實驗過程①科學家先用含有15NH4Cl培養(yǎng)液的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌,讓大腸桿菌繁殖若干代,目的是將大腸桿菌的DNA用15N標記。②將大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl培養(yǎng)液中,在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA,再將提取的DNA進行離心,記錄離心后試管中DNA的位置。4.實驗結果①將在含有15NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)若干代的大腸桿菌取出,提取DNA后離心后得到15N/15N-DNA帶。②將大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl培養(yǎng)液中繁殖一代后取出,提取DNA后離心后得到15N/14N-DNA帶。③將大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl培養(yǎng)液中繁殖兩代后取出,提取DNA后離心后得到1/215N/14N-DNA,1/214N/14N-DNA帶。5.實驗結果說明DNA的復制是以半保留的方式進行的。知識點03DNA半保留復制的過程1.以親代DNA為模板合成子代DNA的過程稱為DNA復制。在真核生物中,這一過程是在細胞分裂前的間期,隨著染色體的復制而完成的;真核生物的DNA復制發(fā)生在細胞核、線粒體和葉綠體;原核生物的DNA復制發(fā)生在擬核和細胞質。2.DNA分子復制的過程:①能量②解旋②脫氧核苷酸③DNA聚合雙螺旋結構3.DNA復制是一個邊解旋邊復制的過程,需要模板、原料、能量和酶等基本條件。DNA獨特的雙螺旋結構,為復制提供了精確的模板,通過堿基互補配對,保證了能夠準確地進行。DNA復制的方式是半保留復制,DNA復制的結果是形成兩個完全相同的DNA分子。4.DNA復制的意義是將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。能力拓展能力拓展考法01DNA的復制過程及特點①DNA復制是以兩條鏈為模板合成子代DNA分子的過程。在真核生物中,這一過程是在細胞分裂前的間期,發(fā)生的場所是細胞核、線粒體和葉綠體。②DNA復制是開始時,在細胞提供的能量的驅動下,解旋酶將DNA的雙螺旋的兩條鏈解開。然后以解開的每一條鏈為模板進行的。③解開的每一條鏈在DNA聚合酶等的作用下,以細胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料,按照堿基互補配對原則合成互補的子鏈。每條新鏈(子鏈)與其對應的模板鏈(母鏈)盤繞成雙螺旋結構。④DNA的復制邊解旋邊復制的,復制方式是半保留復制。【典例1】如圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖,有關敘述錯誤的是()A.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的B.圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的C.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶D.真核生物的這種復制方式提高了復制效率【答案】A【解析】由圖可看出,此段DNA分子有三個復制起點,但多個復制起點并不一定是同時開始的;由圖中的箭頭方向可知,DNA分子是雙向復制的;半保留復制的模式可以保持前后代的遺傳穩(wěn)定性,多起點復制可以大大提高復制效率;DNA分子復制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等的催化??挤?2DNA能夠精確復制的原因和意義①原因:DNA具有獨特的雙螺旋結構,為復制提供精確的模板;堿基互補配對原則,保證了復制能準確進行。②意義:DNA分子通過復制,將遺傳信息從親代傳給了子代,保持了遺傳信息的連續(xù)性?!镜淅?】真核細胞中DNA復制如圖所示,下列表述錯誤的是()A.多起點雙向復制能保證DNA復制在短時間內(nèi)完成B.每個子代DNA都有一條核苷酸鏈來自親代C.復制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的準確復制依賴于堿基互補配對原則【答案】C【解析】DNA復制過程中氫鍵的破壞需要解旋酶的催化,但氫鍵的形成不需要酶的催化,C錯誤??挤?3子代DNA分子數(shù)與復制次數(shù)的關系子代DNA分子數(shù)與復制次數(shù)的關系(以被15N完全標記的DNA分子轉移到14N培養(yǎng)液為例)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制n次,則:①子代DNA共2n個,含15N的DNA分子2個,只含15N的DNA分子0個,含的14N的DNA分子2n個,只含14N的DNA分子2n-2個。②脫氧核苷酸鏈共2n+1條,含15N的脫氧核苷酸鏈2條,含14N的脫氧核苷酸鏈2n+1-2條?!镜淅?】若用32P標記人的“類胚胎干細胞”的DNA分子雙鏈,再將這些細胞轉入不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),在第二次細胞分裂的中期、后期,一個細胞中的染色體總條數(shù)和被32P標記的染色體條數(shù)分別是()A.中期是46和46、后期是92和46B.中期是46和46、后期是92和92C.中期是46和23、后期是92和23D.中期是46和23、后期是46和23【答案】A【解析】有絲分裂中期、后期染色體條數(shù)的分析:“類胚胎干細胞”來自人體,人體的一個正常細胞中含有染色體條數(shù)為46,有絲分裂過程中后期染色體條數(shù)加倍(92),中期染色體條數(shù)與體細胞相同(46),故無論經(jīng)過幾次分裂,在有絲分裂中期染色體條數(shù)都是46,后期染色體條數(shù)都是92。有絲分裂中期、后期被32P標記的染色體條數(shù)的分析:以1個DNA分子為例,雙鏈被32P標記,轉入不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),由于DNA具有半保留復制的特點,第一次有絲分裂完成時,每個DNA分子中都有1條鏈被32P標記;第二次有絲分裂完成時,只有1/2的DNA分子被32P標記。中期時,染色單體沒有分開,而這2條沒有分開的染色單體上,其中有1條被32P標記,導致整條染色體也被32P標記??挤?4DNA復制過程中消耗脫氧核苷酸數(shù)的計算①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n-1)。②第n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·2n-1?!镜淅?】用15N標記含有100個堿基對的DNA分子,其中有胞嘧啶60個,該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次。下列有關判斷不正確的是()A.復制結果共產(chǎn)生16個DNA分子B.復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸600個C.含有15N的DNA分子占1/8D.含有14N的DNA分子占7/8【答案】D【解析】根據(jù)題意,DNA分子中有胞嘧啶=鳥嘌呤=60(個),則A=T=100-60=40(個)。該DNA分子連續(xù)復制4次,形成的子代DNA分子有24=16(個),含有15N的DNA分子只有2個,占1/8。含有14N的DNA分子是16個,占100%。復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸=(16-1)×40=600(個)??挤?6減數(shù)分裂過程中染色體標記情況分析①過程圖解:減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象,如下圖:②規(guī)律總結:由于減數(shù)分裂沒有細胞周期,DNA只復制一次,因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標記?!镜淅?】用15N標記精原細胞的一個DNA分子,并供給含14N的原料。則該細胞產(chǎn)生的4個精子中,含15N的有()A.1個 B.2個C.3個 D.4個【答案】B【解析】用15N標記的一個DNA分子,即該精原細胞中一對同源染色體中的一條染色體被15N標記,在減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離,被標記的一條染色體進入一個次級精母細胞中,由該次級精母細胞最終產(chǎn)生的兩個精子中含15N,其他兩個精子不含15N。分層提分分層提分題組A基礎過關練1.下列有關DNA復制過程的敘述中,正確的順序是

()

①互補堿基對之間氫鍵斷裂

②互補堿基對之間氫鍵合成③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對

⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結構A.①③④②⑤ B.③①⑤④②C.③①④②⑤ D.①④②⑤③2.如圖表示DNA分子復制的片段,圖中a、b、c、d表示脫氧核苷酸鏈。下列相關敘述錯誤的是()

A.a、d鏈是復制的模板B.b、c鏈的堿基排列順序相同C.真核細胞中,DNA復制主要發(fā)生在細胞分裂的間期D.DNA復制所需要的原料是4種脫氧核苷酸3.關于DNA分子復制的敘述,正確的是()A.DNA復制發(fā)生在細胞分裂的后期 B.復制都是從一個起點開始C.子代DNA分子只一條單鏈與親代相同 D.復制過程需DNA聚合酶等多種酶4.下列有關噬菌體侵染細菌實驗的說法,正確的是()A.攪拌不充分或培養(yǎng)時間不當,對兩組檢測結果均有影響B(tài).噬菌體DNA在細菌體內(nèi)復制利用的是自身的模板和原料C.若噬菌體DNA復制了三次,則含有32P的噬菌體占子代總數(shù)的1/4D.因為噬菌體結構簡單也可選用其作為探究DNA的復制過程的實驗材料5.一個雙鏈DNA,在復制過程中解旋時,由于某種原因,一條鏈上的一個“A”變成了“T”,則該DNA經(jīng)n次復制后,發(fā)生差錯的DNA占DNA總數(shù)的()A.1/2 B.1/n C.1/2n D.1/4n6.圖為DNA分子結構示意圖,對該圖的描述正確的是()A.②和③相間排列,構成了DNA分子的基本骨架B.④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸C.當DNA復制時,DNA聚合酶的作用是使⑨形成D.當DNA復制時,解旋酶的作用是使⑨斷裂7.一個T2噬菌體的DNA雙鏈被32P標記,其侵染被35S標記的大腸桿菌后釋放出N個子代噬菌體。下列敘述中正確的是()A.將T2噬菌體培養(yǎng)在含32P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中,即可標記其DNAB.T2噬菌體侵染肺炎雙球菌也可釋放出DNA被32P標記的子代噬菌體C.N個子代噬菌體中蛋白質均被35S標記,有2個子代噬菌體的DNA中含31PD.有2個子代噬菌體的DNA被32P標記可表明DNA復制方式為半保留復制8.某基因片段含有400個堿基,其中一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。則有關該DNA分子的敘述,正確的是()A.該基因片段的堿基對之間是以磷酸二酯鍵相連B.該基因片段另一條鏈上的4種含氮堿基A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4C.該基因片段連續(xù)復制兩次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸420個D.該基因片段中的堿基A+T的量始終等于C+G的量9.(不定項)將1個含14N-DNA的大腸桿菌轉移到15N-DNA培養(yǎng)液中,培養(yǎng)若干代后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA加熱處理,使雙螺旋解開形成單鏈,進行密度梯度離心,試管中出現(xiàn)兩種條帶,14N條帶占1/8,15N條帶占7/8。下列敘述錯誤的是()A.子代共8個DNA分子,其中2個DNA分子含有14NB.該實驗可用于探究DNA分子的半保留復制方式C.加熱處理會破壞DNA分子的磷酸二酯鍵D.若將提取的DNA分子進行離心,也將出現(xiàn)兩種條帶10.科學工作者關于DNA復制曾提出過三種假說:半保留復制、全保留復制和彌散復制,三種假說的復制過程如圖1所示。他們對這三種假說進行了演繹推理,并根據(jù)推理過程進行了相關實驗,實驗結果如圖2所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)科學工作者提出假說并演繹推理后,選用某種大腸桿菌作為實驗材料,進行了一系列的實驗研究,最終確定了DNA的復制方式,這樣的研究方法稱為_______。他們選用大腸桿菌作為實驗材料的優(yōu)點:一是其易培養(yǎng),繁殖速度快,安全性高;二是_______,有利于分離提純DNA。(2)科學工作者根據(jù)DNA復制的三種假說進行演繹推理,將含15N標記的DNA的大腸桿菌,接種到含14N的培養(yǎng)基中繁殖一代,提取DNA后進行________,若是全保留復制方式,則離心管中將出現(xiàn)________帶,而實際結果是只有一條中帶,由此可以說明DNA的復制方式是________。(3)為了進一步確定DNA的復制方式,需要讓子一代的大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中再繁殖一代,當離心管中出現(xiàn)________帶時,可確定是半保留復制。或者可以將子一代DNA分子進行_______處理后再離心,當離心管中出現(xiàn)_______帶時,則為半保留復制方式。題組B能力提升練11.將一個雙鏈被15N標記的DNA片段放入沒有同位素標記的培養(yǎng)液中培養(yǎng),下列相關敘述錯誤的是()A.獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板B.保證復制能準確進行的關鍵是堿基互補配對原則C.復制三次后被15N標記的DNA分子占DNA分子總數(shù)的1/8D.新形成的DNA分子的子鏈和DNA母鏈之一的序列相同12.某雙鏈DNA分子由500個堿基對組成,其中,胞嘧啶為300個,復制數(shù)次后,消耗周圍環(huán)境中的腺嘌呤3000個,該DNA分子復制了()A.4次 B.5次 C.6次 D.7次13.如圖表示細菌質粒DNA復制示意圖。如果按照單起點復制,此質粒復制約需20s,而實際上復制從開始到結束只需約9s。據(jù)圖分析,下列敘述正確的是()A.“甲→乙”的場所與真核生物DNA復制的場所相同B.實際復制時間減半,說明該DNA可能是從一個起點雙向進行復制的C.細菌質粒DNA甲含有2個游離的磷酸基團D.將甲放在含15N的培養(yǎng)液中復制三代,子代中含15N的DNA占7/814.在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子分別為14N-DNA(相對分子質量為a)和15N-DNA(相對分子質量為b)。將含15N-DNA的親代大腸桿菌轉移到含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果如圖所示。下列對此實驗的敘述不正確的是()A.Ⅰ代細菌DNA分子中一條鏈是14N,另一條鏈是15NB.Ⅱ代細菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4C.預計Ⅲ代細菌DNA分子的平均相對分子質量為(7a+b)/8D.上述實驗結果證明DNA復制方式為半保留復制15.假設一個雙鏈均被31P標記的噬菌體DNA由5000個堿基對組成,其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含32P的大腸桿菌,共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述正確的是A.該過程至少需要3×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸B.噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等C.只含32P與含31P的子代噬菌體的比例為49:1D.該DNA發(fā)生突變,其控制的性狀即發(fā)生改變16.將蠶豆幼苗在含胸腺嘧啶核苷(3H-T)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間,讓3H摻入DNA中,從而使染色體帶有放射性。隨后,將幼苗轉到含有秋水仙素(可持續(xù)發(fā)揮作用且不會導致細胞死亡)的普通培養(yǎng)基(2H-T)中培養(yǎng)一段時間,剪取根尖,制片并檢測染色體的放射性,結果如圖,相關說法錯誤的是A.秋水仙素的作用是使染色體數(shù)目加倍B.從染色體水平分析,該實驗結果證明了DNA進行半保留復制C.在著絲粒分裂后含3H的染色體比例減半,說明核DNA經(jīng)歷了3次復制D.若改用尿嘧啶核苷(3H-U)的培養(yǎng)基進行該實驗,無法得到相同結果17.(不定項)如圖,雙脫氧核苷三磷酸(ddNTP)的結構與脫氧核苷三磷酸(dNTP)相似(N代表A、G、C、T中的一種),都能作DNA復制的原料。DNA復制時,若連接上的是ddNTP,子鏈延伸終止;若連接上的是dNTP,子鏈延伸繼續(xù)。某同學要獲得被32P標記的以堿基“T”為末端的、各種不同長度的DNA子鏈,在人工合成體系中,已有適量的GTACATACATC……單鏈模板、引物、DNA聚合酶和相應的緩沖液,還要加入下列哪些原料?()A.α位32P標記的ddTTP B.γ位32P標記的ddTTPC.dGTP,dATP,dTTP,dCTP D.dGTP,dATP,dCTP18.(不定項)某二倍體高等動物(2n=6)雄性個體的基因型為AaBb,將一個精原細跑放入含32P標記的培養(yǎng)液中離體培養(yǎng),分裂過程中某細胞處于細胞分裂某時期的示意圖如圖(不考慮基因突變).以下分析錯誤的是()A.該細胞中核DNA與染色體數(shù)之比等于2B.該生物細胞中最多可有4個染色體組,6個四分體C.該細胞產(chǎn)生的子細胞中含32P的染色體所占的比例為100%D.圖示細胞曾經(jīng)發(fā)生過染色體片段的交換19.(不定項)某基因(14N)含有3000個堿基,腺嘌呤占35%。若該DNA分子用15N同位素標記過的游離脫氧核苷酸為原料復制3次,再將全部復制產(chǎn)物置于試管內(nèi)離心,進行密度分層,得到的結果如圖1所示;然后加入解旋酶再離心,得到的結果如圖2所示。則下列有關分析完全正確的是()A.X層全部是含14N的基因B.W層中含15N標記的胞嘧啶3150個C.W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為8∶1D.X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/320.某基因型為AaBb的二倍體生物是XY型性別決定類型且Y染色體為端著絲粒染色體,圖甲表示其正在分裂的一個細胞,圖乙表示其生物體內(nèi)細胞分裂過程中mRNA含量和每條染色體中DNA含量的變化。請回答:(1)甲細胞的名稱為_____,該細胞對應圖乙的_____時期。甲細胞產(chǎn)生的配子的基因型為_____。(2)乙圖的e時期可以表示_____(分裂時期)。若降低培養(yǎng)液中的氨基酸、核苷酸等物質的含量,則處于乙圖中_____時期的細胞數(shù)目增多。(3)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時,BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中,當用姬姆薩染料染色時,兩條染色單體的DNA都含BrdU的染色體為淺藍色,其余的染色體為深藍色。先將該動物一個能連續(xù)分裂的細胞放在含BrdU的培養(yǎng)液中培養(yǎng),培養(yǎng)到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察所有細胞,可觀察到有_____(填比例)細胞的染色體為深藍色。該實驗證明了DNA的_____復制。題組C培優(yōu)拔尖練21.(2019·浙江4月卷,25)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時,BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中,形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色,發(fā)現(xiàn)含半標記DNA(一條鏈被標記)的染色單體發(fā)出明亮熒光,含全標記DNA(兩條鏈均被標記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個細胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中,培養(yǎng)到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察。下列推測錯誤的是A.1/2的染色體熒光被抑制 B.1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光C.全部DNA分子被BrdU標記 D.3/4的DNA單鏈被BrdU標記22.(2018·上海卷,26)某個DNA片段由500對堿基組成,A+T占堿基總數(shù)的34%,若該DNA片段復制2次,共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數(shù)為()A.330 B.660 C.990 D.132023.(2018·海南卷,15)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1:3B.有15N15N和14N14N兩種,其比例為1:1C.有15N15N和14N14N兩種,其比例為3:1D.有15N14N和14N14N兩種,其比例為3:124.(2018·浙江4月卷,22)某研究小組進行“探究DNA的復制過程”的活動,結果如圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示離心管編號,條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是A.本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術B.a(chǎn)管的結果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的C.b管的結果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N–15N-DNAD.實驗結果說明DNA分子的復制是半保留復制的25.(2017·浙江4月卷,24)若將處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中,培養(yǎng)至第二次分裂中期。下列敘述正確的是()A.每條染色體中的兩條染色單體均含3HB.每個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈均含3HC.每個DNA分子中均只有一條脫氧核苷酸鏈含3HD.每條染色單體均只有一個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈含3H26.(2015·上海卷,18)若N個雙鏈DNA分子在第i輪復制結束后,某一復制產(chǎn)物分子一條鏈上的某個C突變?yōu)門,這樣在隨后的各輪復制結束時,突變位點為AT堿基對的雙鏈DNA分子數(shù)與總DNA分子數(shù)的比例始終為()A. B. C. D.27.(2013·廣東卷,2)1953年Watson和Crick構建了DNA雙螺旋結構模型,其重要意義在于()①證明DNA是主要的遺傳物質②確定DNA是染色體的組成成分③發(fā)現(xiàn)DNA如何存儲遺傳信息④為DNA復制機構的闡明奠定基礎A.①③ B.②③ C.②④ D.③④28.(2010·山東卷,7)蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(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.每條染色體中都只有一條單體被標記B.每條染色體的兩條單體都被標記C.半數(shù)的染色體中只有一條單體被標記D.每條染色體的兩條單體都不被標記29.(2016·課標Ⅰ卷,29)在有關DNA分子的研究中,常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)?;卮鹣铝袉栴};(1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上,同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上,那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的________(填“α”、“β”或γ”)位上。(2)若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P標記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團應在dATP的______(填“α”、“β”或γ”)位上。(3)將一個帶有某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記,并使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放,則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是______。30.(2010·北京卷,30)科學家以大腸桿菌為實驗對象,運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗,實驗內(nèi)容及結果見下表。組別1組2組3組4組培養(yǎng)液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代數(shù)多代多代一代兩代培養(yǎng)產(chǎn)物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代操作提取DNA并離心離心結果僅為輕帶(14N/14N)僅為重帶(15N/15N)僅為中帶(15N/14N)1/2輕帶(14N/14N)

1/2中帶(15N/14N)請分析并回答:(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B,必須經(jīng)過______代培養(yǎng),且培養(yǎng)液中的______是唯一氮源。(2)綜合分析本實驗的DNA離心結果,第______組結果對得到結論起到了關鍵作用,但需把它與第______組和第________組的結果進行比較,才能說明DNA分子的復制方式是______。(3)分析討論:①若子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶,則“重帶”DNA來自于___代,據(jù)此可判斷DNA分子的復制方式不是________復制。②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心,其結果_______(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復制方式。③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng),子n代DNA離心的結果是:密度帶的數(shù)量和位置_______,寬度發(fā)生變化的是______帶。④若某次實驗的結果中,子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結果的“中帶”略寬,可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為________?!?.3DNA的復制》講義案2目標導航目標導航1.根據(jù)DNA的結構特點以及生命所需的基本條件,推測DNA復制的基礎和條件。2.基于科學史資料提供的實驗數(shù)據(jù),運用假說-演繹的科學方法,概述DNA通過半保留方式進行復制。3.通過對DNA半保留復制過程的分析、討論,從結構和功能相統(tǒng)一的角度探討生命系統(tǒng)的正常運轉離不開遺傳信息的傳遞,DNA準確復制時遺傳信息傳遞的基礎。知識精講知識精講知識點01對DNA半保留復制的推測沃森和克里克提出的遺傳物質自我復制假說認為:DNA復制時,DNA雙螺旋解開,互補的堿基之間的氫鍵斷裂。解開的兩條單鏈作為復制的模板,游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補配對原則,通過形成氫鍵,結合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個DNA分子中,都保留了原來DNA分子中的一條鏈,這種復制方式被稱作半保留復制。知識點02DNA半保留復制的實驗證據(jù)1.1958年,美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實驗材料,運用同位素標記技術,設計了一個巧妙的實驗,證明了DNA復制時半保留復制。2.實驗原理①DNA的兩條鏈都用15N標記,那么這樣的DNA分子密度最大,離心時應該在試管的底部。②DNA的兩條鏈都沒有被15N標記,那么這樣的DNA分子密度最小,離心時應該在試管的上部。③DNA的兩條鏈中只有一條單鏈被15N標記,那么這樣的DNA分子離心時應該在試管的中部。3.實驗過程①科學家先用含有15NH4Cl培養(yǎng)液的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌,讓大腸桿菌繁殖若干代,目的是將大腸桿菌的DNA用15N標記。②將大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl培養(yǎng)液中,在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA,再將提取的DNA進行離心,記錄離心后試管中DNA的位置。4.實驗結果①將在含有15NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)若干代的大腸桿菌取出,提取DNA后離心后得到15N/15N-DNA帶。②將大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl培養(yǎng)液中繁殖一代后取出,提取DNA后離心后得到15N/14N-DNA帶。③將大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl培養(yǎng)液中繁殖兩代后取出,提取DNA后離心后得到1/215N/14N-DNA,1/214N/14N-DNA帶。5.實驗結果說明DNA的復制是以半保留的方式進行的。知識點03DNA半保留復制的過程1.以親代DNA為模板合成子代DNA的過程稱為DNA復制。在真核生物中,這一過程是在細胞分裂前的間期,隨著染色體的復制而完成的;真核生物的DNA復制發(fā)生在細胞核、線粒體和葉綠體;原核生物的DNA復制發(fā)生在擬核和細胞質。2.DNA分子復制的過程:①能量②解旋②脫氧核苷酸③DNA聚合雙螺旋結構3.DNA復制是一個邊解旋邊復制的過程,需要模板、原料、能量和酶等基本條件。DNA獨特的雙螺旋結構,為復制提供了精確的模板,通過堿基互補配對,保證了能夠準確地進行。DNA復制的方式是半保留復制,DNA復制的結果是形成兩個完全相同的DNA分子。4.DNA復制的意義是將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。能力拓展能力拓展考法01DNA的復制過程及特點①DNA復制是以兩條鏈為模板合成子代DNA分子的過程。在真核生物中,這一過程是在細胞分裂前的間期,發(fā)生的場所是細胞核、線粒體和葉綠體。②DNA復制是開始時,在細胞提供的能量的驅動下,解旋酶將DNA的雙螺旋的兩條鏈解開。然后以解開的每一條鏈為模板進行的。③解開的每一條鏈在DNA聚合酶等的作用下,以細胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料,按照堿基互補配對原則合成互補的子鏈。每條新鏈(子鏈)與其對應的模板鏈(母鏈)盤繞成雙螺旋結構。④DNA的復制邊解旋邊復制的,復制方式是半保留復制。【典例1】如圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖,有關敘述錯誤的是()A.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的B.圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的C.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶D.真核生物的這種復制方式提高了復制效率【答案】A【解析】由圖可看出,此段DNA分子有三個復制起點,但多個復制起點并不一定是同時開始的;由圖中的箭頭方向可知,DNA分子是雙向復制的;半保留復制的模式可以保持前后代的遺傳穩(wěn)定性,多起點復制可以大大提高復制效率;DNA分子復制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等的催化。考法02DNA能夠精確復制的原因和意義①原因:DNA具有獨特的雙螺旋結構,為復制提供精確的模板;堿基互補配對原則,保證了復制能準確進行。②意義:DNA分子通過復制,將遺傳信息從親代傳給了子代,保持了遺傳信息的連續(xù)性。【典例2】真核細胞中DNA復制如圖所示,下列表述錯誤的是()A.多起點雙向復制能保證DNA復制在短時間內(nèi)完成B.每個子代DNA都有一條核苷酸鏈來自親代C.復制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的準確復制依賴于堿基互補配對原則【答案】C【解析】DNA復制過程中氫鍵的破壞需要解旋酶的催化,但氫鍵的形成不需要酶的催化,C錯誤??挤?3子代DNA分子數(shù)與復制次數(shù)的關系子代DNA分子數(shù)與復制次數(shù)的關系(以被15N完全標記的DNA分子轉移到14N培養(yǎng)液為例)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制n次,則:①子代DNA共2n個,含15N的DNA分子2個,只含15N的DNA分子0個,含的14N的DNA分子2n個,只含14N的DNA分子2n-2個。②脫氧核苷酸鏈共2n+1條,含15N的脫氧核苷酸鏈2條,含14N的脫氧核苷酸鏈2n+1-2條?!镜淅?】若用32P標記人的“類胚胎干細胞”的DNA分子雙鏈,再將這些細胞轉入不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),在第二次細胞分裂的中期、后期,一個細胞中的染色體總條數(shù)和被32P標記的染色體條數(shù)分別是()A.中期是46和46、后期是92和46B.中期是46和46、后期是92和92C.中期是46和23、后期是92和23D.中期是46和23、后期是46和23【答案】A【解析】有絲分裂中期、后期染色體條數(shù)的分析:“類胚胎干細胞”來自人體,人體的一個正常細胞中含有染色體條數(shù)為46,有絲分裂過程中后期染色體條數(shù)加倍(92),中期染色體條數(shù)與體細胞相同(46),故無論經(jīng)過幾次分裂,在有絲分裂中期染色體條數(shù)都是46,后期染色體條數(shù)都是92。有絲分裂中期、后期被32P標記的染色體條數(shù)的分析:以1個DNA分子為例,雙鏈被32P標記,轉入不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),由于DNA具有半保留復制的特點,第一次有絲分裂完成時,每個DNA分子中都有1條鏈被32P標記;第二次有絲分裂完成時,只有1/2的DNA分子被32P標記。中期時,染色單體沒有分開,而這2條沒有分開的染色單體上,其中有1條被32P標記,導致整條染色體也被32P標記??挤?4DNA復制過程中消耗脫氧核苷酸數(shù)的計算①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n-1)。②第n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·2n-1?!镜淅?】用15N標記含有100個堿基對的DNA分子,其中有胞嘧啶60個,該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次。下列有關判斷不正確的是()A.復制結果共產(chǎn)生16個DNA分子B.復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸600個C.含有15N的DNA分子占1/8D.含有14N的DNA分子占7/8【答案】D【解析】根據(jù)題意,DNA分子中有胞嘧啶=鳥嘌呤=60(個),則A=T=100-60=40(個)。該DNA分子連續(xù)復制4次,形成的子代DNA分子有24=16(個),含有15N的DNA分子只有2個,占1/8。含有14N的DNA分子是16個,占100%。復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸=(16-1)×40=600(個)??挤?6減數(shù)分裂過程中染色體標記情況分析①過程圖解:減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象,如下圖:②規(guī)律總結:由于減數(shù)分裂沒有細胞周期,DNA只復制一次,因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標記。【典例6】用15N標記精原細胞的一個DNA分子,并供給含14N的原料。則該細胞產(chǎn)生的4個精子中,含15N的有()A.1個 B.2個C.3個 D.4個【答案】B【解析】用15N標記的一個DNA分子,即該精原細胞中一對同源染色體中的一條染色體被15N標記,在減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離,被標記的一條染色體進入一個次級精母細胞中,由該次級精母細胞最終產(chǎn)生的兩個精子中含15N,其他兩個精子不含15N。分層提分分層提分題組A基礎過關練1.下列有關DNA復制過程的敘述中,正確的順序是

()

①互補堿基對之間氫鍵斷裂

②互補堿基對之間氫鍵合成③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對

⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結構A.①③④②⑤ B.③①⑤④②C.③①④②⑤ D.①④②⑤③1.【答案】C【解析】DNA復制時,在③解旋酶的作用下①打開氫鍵,以DNA的兩條鏈為④模板,利用環(huán)境中游離的脫氧核苷酸為原料,合成子鏈,②互補堿基對之間氫鍵合成,⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結構。綜上所述,ABD不符合題意,C符合題意。2.如圖表示DNA分子復制的片段,圖中a、b、c、d表示脫氧核苷酸鏈。下列相關敘述錯誤的是()

A.a、d鏈是復制的模板B.b、c鏈的堿基排列順序相同C.真核細胞中,DNA復制主要發(fā)生在細胞分裂的間期D.DNA復制所需要的原料是4種脫氧核苷酸2.【答案】B【解析】a鏈和d鏈是復制的模板鏈,A正確;a鏈和c鏈都與d鏈互補,因此a鏈和c鏈的堿基序列相同;a鏈和b鏈的堿基序列互補,則b鏈和c鏈的堿基序列也互補,B錯誤;DNA復制發(fā)生在真核細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期,C正確;DNA復制所需要的原料是4種脫氧核苷酸,D正確。3.關于DNA分子復制的敘述,正確的是()A.DNA復制發(fā)生在細胞分裂的后期 B.復制都是從一個起點開始C.子代DNA分子只一條單鏈與親代相同 D.復制過程需DNA聚合酶等多種酶3.【答案】D【解析】DNA分子復制發(fā)生在細胞有絲分裂的間期和減數(shù)分裂前的間期,A錯誤;原核生物每個DNA分子只有一個復制起點,真核生物DNA分子有多個復制起點,B錯誤;DNA復制的結果是形成兩個完全相同的子代DNA分子,子代DNA分子與親代DNA相同,C錯誤;DNA復制需要解旋酶和DNA聚合酶,D正確。4.下列有關噬菌體侵染細菌實驗的說法,正確的是()A.攪拌不充分或培養(yǎng)時間不當,對兩組檢測結果均有影響B(tài).噬菌體DNA在細菌體內(nèi)復制利用的是自身的模板和原料C.若噬菌體DNA復制了三次,則含有32P的噬菌體占子代總數(shù)的1/4D.因為噬菌體結構簡單也可選用其作為探究DNA的復制過程的實驗材料4.【答案】C【解析】攪拌不充分影響35S標記組,培養(yǎng)時間不當影響32P標記組,A錯誤;噬菌體DNA在細菌體內(nèi)復制利用的是自身的模板和寄主細胞的原料,B錯誤;若噬菌體DNA復制了三次,則含有32P的噬菌體有2個,子代總數(shù)共8個,占1/4,C正確;因為噬菌體營寄生生活,DNA復制發(fā)生在宿主細胞內(nèi),不可選用其作為探究DNA的復制過程的實驗材料,D錯誤。5.一個雙鏈DNA,在復制過程中解旋時,由于某種原因,一條鏈上的一個“A”變成了“T”,則該DNA經(jīng)n次復制后,發(fā)生差錯的DNA占DNA總數(shù)的()A.1/2 B.1/n C.1/2n D.1/4n5.【答案】A【解析】由題意可知,一個雙鏈DNA分子,在復制解旋時,一條鏈上的一個“A”變成了“T”,另一條鏈是正常的,不論復制多少次,以突變鏈為模板形成的子代DNA都是發(fā)生差錯的DNA,以不發(fā)生突變的鏈為模板形成的子代DNA都是正常DNA,因此該DNA分子不論復制多少次,發(fā)生差錯的DNA總占1/2,A正確,BCD錯誤。

6.圖為DNA分子結構示意圖,對該圖的描述正確的是()A.②和③相間排列,構成了DNA分子的基本骨架B.④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸C.當DNA復制時,DNA聚合酶的作用是使⑨形成D.當DNA復制時,解旋酶的作用是使⑨斷裂6.【答案】D【解析】①磷酸和②脫氧核糖的交替排列構成了DNA分子的基本骨架,A錯誤;圖中④不能表示胞嘧啶脫氧核苷酸,②、③和下一個磷酸才能構成胞嘧啶脫氧核苷酸,B錯誤;DNA復制時,⑨氫鍵的形成不需要酶,C錯誤;解旋酶的作用是使⑨氫鍵斷裂,D正確。7.一個T2噬菌體的DNA雙鏈被32P標記,其侵染被35S標記的大腸桿菌后釋放出N個子代噬菌體。下列敘述中正確的是()A.將T2噬菌體培養(yǎng)在含32P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中,即可標記其DNAB.T2噬菌體侵染肺炎雙球菌也可釋放出DNA被32P標記的子代噬菌體C.N個子代噬菌體中蛋白質均被35S標記,有2個子代噬菌體的DNA中含31PD.有2個子代噬菌體的DNA被32P標記可表明DNA復制方式為半保留復制7.【答案】D【解析】T2噬菌體為病毒,不能用培養(yǎng)基進行直接培養(yǎng),A錯誤;T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒,不能侵染肺炎雙球菌,B錯誤;N個子代噬菌體中蛋白質均被35S標記,由于DNA的復制為半保留復制,故這些子代噬菌體的DNA中均含31P,C錯誤;有2個子代噬菌體的DNA被32P標記可表明親本DNA的兩條鏈分別進入不同的子代噬菌體中,故DNA的復制方式為半保留復制,D正確。8.某基因片段含有400個堿基,其中一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。則有關該DNA分子的敘述,正確的是()A.該基因片段的堿基對之間是以磷酸二酯鍵相連B.該基因片段另一條鏈上的4種含氮堿基A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4C.該基因片段連續(xù)復制兩次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸420個D.該基因片段中的堿基A+T的量始終等于C+G的量8.【答案】C【解析】該基因片段的堿基對之間是以氫鍵相連,A-T之間2個氫鍵,C-G之間3個氫鍵,A錯誤;根據(jù)堿基互補配對可知,該基因片段另一條鏈上的4種含氮堿基A∶T∶G∶C=2:1:4:3,B錯誤;該基因片段連續(xù)復制兩次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸(22-1)×140=420個,C正確;該基因片段中的堿基A+G的量始終等于C+T的量,D錯誤。9.(不定項)將1個含14N-DNA的大腸桿菌轉移到15N-DNA培養(yǎng)液中,培養(yǎng)若干代后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA加熱處理,使雙螺旋解開形成單鏈,進行密度梯度離心,試管中出現(xiàn)兩種條帶,14N條帶占1/8,15N條帶占7/8。下列敘述錯誤的是()A.子代共8個DNA分子,其中2個DNA分子含有14NB.該實驗可用于探究DNA分子的半保留復制方式C.加熱處理會破壞DNA分子的磷酸二酯鍵D.若將提取的DNA分子進行離心,也將出現(xiàn)兩種條帶9.【答案】BC【解析】由分析可知,子代一共含有8個DNA分子,其中2個DNA分子含有14N,所有DNA分子都含有15N,A正確;無論DNA是半保留復制還是全保留復制,將DNA加熱處理后進行密度梯度離心,后代出現(xiàn)的條帶均是14N條帶占1/8,15N條帶占7/8,B錯誤;DNA加熱處理使雙鏈解開,破壞的是DNA兩條鏈之間的氫鍵,C錯誤;DNA的復制方式為半保留復制,若復制一次后將子代DNA進行密度梯度離心,將出現(xiàn)中帶和重帶兩種,D正確。10.科學工作者關于DNA復制曾提出過三種假說:半保留復制、全保留復制和彌散復制,三種假說的復制過程如圖1所示。他們對這三種假說進行了演繹推理,并根據(jù)推理過程進行了相關實驗,實驗結果如圖2所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)科學工作者提出假說并演繹推理后,選用某種大腸桿菌作為實驗材料,進行了一系列的實驗研究,最終確定了DNA的復制方式,這樣的研究方法稱為_______。他們選用大腸桿菌作為實驗材料的優(yōu)點:一是其易培養(yǎng),繁殖速度快,安全性高;二是_______,有利于分離提純DNA。(2)科學工作者根據(jù)DNA復制的三種假說進行演繹推理,將含15N標記的DNA的大腸桿菌,接種到含14N的培養(yǎng)基中繁殖一代,提取DNA后進行________,若是全保留復制方式,則離心管中將出現(xiàn)________帶,而實際結果是只有一條中帶,由此可以說明DNA的復制方式是________。(3)為了進一步確定DNA的復制方式,需要讓子一代的大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中再繁殖一代,當離心管中出現(xiàn)________帶時,可確定是半保留復制?;蛘呖梢詫⒆右淮鶧NA分子進行_______處理后再離心,當離心管中出現(xiàn)_______帶時,則為半保留復制方式。10.【答案】(1)假說--演繹法其只有一個擬核DNA,并且不形成染色體(答出DNA不與蛋白質結合形成染色體即可)(2)密度梯度離心一輕一重兩條半保留復制或彌散復制(3)一中一輕兩條熱變性(或解旋、加熱)一輕一重兩條【解析】(1)科學工作者提出假說并演繹推理后,選用某種大腸桿菌作為實驗材料,進行了一系列的實驗研究,最終確定了DNA的復制方式,這樣的研究方法稱為假說--演繹法。由于大腸桿菌是單細胞、原核生物,選用它作為實驗材料的優(yōu)點:一是其易培養(yǎng),繁殖速度快,安全性高;二是其只有一個擬核DNA,并且不形成染色體或DNA不與蛋白質結合形成染色體,有利于分離提純DNA。(2)將含15N的大腸桿菌轉移到14N的培養(yǎng)基中,若是全保留復制方式,繁殖一代,得到子代DNA中全為15N和全為14N,提取DNA后進行密度梯度離心,若是全保留復制方式,則離心管中將出現(xiàn)一輕一重兩條,而實際結果是只有一條中帶,由此可以說明DNA的復制方式是半保留復制或彌散復制。(3)為了進一步確定DNA的復制方式,需要讓子一代的大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中再繁殖一代,進行密度梯度離心,如果離心后DNA分子在離心管中出現(xiàn)一中一輕兩條(即1/2在中帶,1/2在輕帶)帶時,可確定是半保留復制?;蛘呖梢詫⒆右淮鶧NA分子(一條鏈是15N,另一條鏈是14N)進行熱變性(或解旋、加熱)處理后形成單鏈DNA,再離心,當離心管中出現(xiàn)一輕一重兩條帶時,則為半保留復制方式。題組B能力提升練11.將一個雙鏈被15N標記的DNA片段放入沒有同位素標記的培養(yǎng)液中培養(yǎng),下列相關敘述錯誤的是()A.獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板B.保證復制能準確進行的關鍵是堿基互補配對原則C.復制三次后被15N標記的DNA分子占DNA分子總數(shù)的1/8D.新形成的DNA分子的子鏈和DNA母鏈之一的序列相同11.【答案】C【解析】DNA分子具有獨特的雙螺旋結構,為復制提供了精確的模板,A正確;通過堿基互補配對,保證了復制能夠準確地進行,B正確;復制三次后,DNA分子共有8個,其中被15N標記的DNA分子有2個,占總數(shù)的1/4,C錯誤;新形成的DNA分子的子鏈和DNA母鏈之一的序列相同,D正確。12.某雙鏈DNA分子由500個堿基對組成,其中,胞嘧啶為300個,復制數(shù)次后,消耗周圍環(huán)境中的腺嘌呤3000個,該DNA分子復制了()A.4次 B.5次 C.6次 D.7次12.【答案】A【解析】某DNA分子中含有腺嘌呤是200,復制n次后消耗的腺嘌呤脫氧核苷酸3000個,則有關系式200×(2n-1)=3000,解得n=4。13.如圖表示細菌質粒DNA復制示意圖。如果按照單起點復制,此質粒復制約需20s,而實際上復制從開始到結束只需約9s。據(jù)圖分析,下列敘述正確的是()A.“甲→乙”的場所與真核生物DNA復制的場所相同B.實際復制時間減半,說明該DNA可能是從一個起點雙向進行復制的C.細菌質粒DNA甲含有2個游離的磷酸基團D.將甲放在含15N的培養(yǎng)液中復制三代,子代中含15N的DNA占7/813.【答案】B【解析】真核生物和原核生物DNA存在的場所不同,所以復制的場所也不同,A錯誤;實際復制時間減半,說明該DNA可能是從一個起點雙向進行復制的,這樣可以節(jié)省一半時間,B正確;細菌質粒DNA是環(huán)狀DNA,所以沒有游離的磷酸基團,C錯誤;將甲放在含15N的培養(yǎng)液中復制三代,子代中每個DNA都含有15N,因為DNA是半保留復制,D錯誤。14.在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子分別為14N-DNA(相對分子質量為a)和15N-DNA(相對分子質量為b)。將含15N-DNA的親代大腸桿菌轉移到含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果如圖所示。下列對此實驗的敘述不正確的是()A.Ⅰ代細菌DNA分子中一條鏈是14N,另一條鏈是15NB.Ⅱ代細菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4C.預計Ⅲ代細菌DNA分子的平均相對分子質量為(7a+b)/8D.上述實驗結果證明DNA復制方式為半保留復制14.【答案】B【解析】Ⅰ代細菌DNA分子離心后都為中,說明一條鏈是14N,另一條鏈是15N,A正確;Ⅱ代細菌含15N的DNA分子為一半,所以占全部DNA分子的一半,B錯誤;預計Ⅲ代細菌DNA分子中,含15N-DNA為2個,只含14N-DNA的為6個。因此,Ⅲ代細菌DNA分子的平均相對分子質量為(7a+b)/8,C正確;D、上述實驗結果證明DNA復制方式為半保留復制,D正確。15.假設一個雙鏈均被31P標記的噬菌體DNA由5000個堿基對組成,其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含32P的大腸桿菌,共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述正確的是A.該過程至少需要3×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸B.噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等C.只含32P與含31P的子代噬菌體的比例為49:1D.該DNA發(fā)生突變,其控制的性狀即發(fā)生改變15.【答案】C【解析】DNA為半保留復制,產(chǎn)生100個子代噬菌體的過程中,需要消耗的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為:(100-2)×2000=1.96×105個,A錯誤;噬菌體增殖模板來自噬菌體,B錯誤;只含32P的噬菌體有98個,含31P的子代噬菌體有2個,比例為49:1,C正確;該DNA發(fā)生突變,由于密碼子的簡并性,其控制的性狀不一定發(fā)生改變,D錯誤。16.將蠶豆幼苗在含胸腺嘧啶核苷(3H-T)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間,讓3H摻入DNA中,從而使染色體帶有放射性。隨后,將幼苗轉到含有秋水仙素(可持續(xù)發(fā)揮作用且不會導致細胞死亡)的普通培養(yǎng)基(2H-T)中培養(yǎng)一段時間,剪取根尖,制片并檢測染色體的放射性,結果如圖,相關說法錯誤的是A.秋水仙素的作用是使染色體數(shù)目加倍B.從染色體水平分析,該實驗結果證明了DNA進行半保留復制C.在著絲粒分裂后含3H的染色體比例減半,說明核DNA經(jīng)歷了3次復制D.若改用尿嘧啶核苷(3H-U)的培養(yǎng)基進行該實驗,無法得到相同結果16.【答案】C【解析】秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成,使染色體數(shù)目加倍,A正確;根據(jù)以上分析已知,DNA分子的復制具有半保留復制的特點,B正確;根據(jù)以上分析已知,核DNA經(jīng)歷了2次復制,C錯誤;DNA不含尿嘧啶,因此若改用尿嘧啶核苷(3H-U)的培養(yǎng)基進行該實驗,無法得到此結果,D正確。17.(不定項)如圖,雙脫氧核苷三磷酸(ddNTP)的結構與脫氧核苷三磷酸(dNTP)相似(N代表A、G、C、T中的一種),都能作DNA復制的原料。DNA復制時,若連接上的是ddNTP,子鏈延伸終止;若連接上的是dNTP,子鏈延伸繼續(xù)。某同學要獲得被32P標記的以堿基“T”為末端的、各種不同長度的DNA子鏈,在人工合成體系中,已有適量的GTACATACATC……單鏈模板、引物、DNA聚合酶和相應的緩沖液,還要加入下列哪些原料?()A.α位32P標記的ddTTP B.γ位32P標記的ddTTPC.dGTP,dATP,dTTP,dCTP D.dGTP,dATP,dCTP17.【答案】AC【解析】ddTTP要作為DNA復制的原料則需要脫去兩個磷酸基團,故應將放射性32P標記于α位;該同學的目的是為得到放射性標記T為末端的、不同長度的子鏈DNA片段。則必須提供四種dNTP,即dGTP、dATP、dTTP、dCTP,如果沒有dTTP,則所有片段長度均一致,因為所有子鏈在合成時均在第一個T處摻入雙脫氧的T而停止復制,AC正確,18.(不定項)某二倍體高等動物(2n=6)雄性個體的基因型為AaBb,將一個精原細跑放入含32P標記的培養(yǎng)液中離體培養(yǎng),分裂過程中某細胞處于細胞分裂某時期的示意圖如圖(不考慮基因突變).以下分析錯誤的是()A.該細胞中核DNA與染色體數(shù)之比等于2B.該生物細胞中最多可有4個染色體組,6個四分體C.該細胞產(chǎn)生的子細胞中含32P的染色體所占的比例為100%D.圖示細胞曾經(jīng)發(fā)生過染色體片段的交換18.【答案】B【解析】該細胞內(nèi)含有3條染色體,每條染色體上有兩個DNA,故核DNA與染色體之比等于2,A正確;該生物的體細胞含有6條染色體,共3對同源染色體,所以形成該生物的細胞中最多可有3個四分體,B錯誤;由于DNA分子為半保留復制,所以將精原細胞放入含32P的培養(yǎng)液中離體培養(yǎng),經(jīng)過復制后,每條單體上的DNA分子都有一條鏈含有32P,所以產(chǎn)生的子細胞中含32P的染色體所占的比例為100%,C正確;圖中姐妹染色單體上含有A和a基因,且A基因所在的片段顏色與a基因所在片段不同,說明其發(fā)生了染色體片段的交換,D正確。19.(不定項)某基因(14N)含有3000個堿基,腺嘌呤占35%。若該DNA分子用15N同位素標記過的游離脫氧核苷酸為原料復制3次,再將全部復制產(chǎn)物置于試管內(nèi)離心,進行密度分層,得到的結果如圖1所示;然后加入解旋酶再離心,得到的結果如圖2所示。則下列有關分析完全正確的是()A.X層全部是含14N的基因B.W層中含15N標記的胞嘧啶3150個C.W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為8∶1D.X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/319.【答案】BD【解析】根據(jù)以上分析已知,X層全部是一條鏈含14N、另一條鏈含15N的基因,A錯誤;根據(jù)以上分析已知,Z層有兩條鏈,只含14N;W層有14條鏈,只含15N,則W層相當于含有7個完整的DNA分子,因此其含有15N標記胞嘧啶數(shù)=7×450個=3150個,B正確;W層有14條鏈,Z層有2條鏈,因此W層與Z層的核苷酸數(shù)之比為7:1,C錯誤;X層中含有2個DNA分子,Y層中含有6個DNA分子,因此X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3倍,D正確。20.某基因型為AaBb的二倍體生物是XY型性別決定類型且Y染色體為端著絲粒染色體,圖甲表示其正在分裂的一個細胞,圖乙表示其生物體內(nèi)細胞分裂過程中mRNA含量和每條染色體中DNA含量的變化。請回答:(1)甲細胞的名稱為_____,該細胞對應圖乙的_____時期。甲細胞產(chǎn)生的配子的基因型為_____。(2)乙圖的e時期可以表示_____(分裂時期)。若降低培養(yǎng)液中的氨基酸、核苷酸等物質的含量,則處于乙圖中_____時期的細胞數(shù)目增多。(3)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時,BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中,當用姬姆薩染料染色時,兩條染色單體的DNA都含BrdU的染色體為淺藍色,其余的染色體為深藍色。先將該動物一個能連續(xù)分裂的細胞放在含BrdU的培養(yǎng)液中培養(yǎng),培養(yǎng)到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察所有細胞,可觀察到有_____(填比例)細胞的染色體為深藍色。該實驗證明了DNA的_____復制。20.【答案】(1)初級精母細胞dAbY、bY、aBXA、aBX(2)有絲分裂后期和末期或減數(shù)第二次分裂后期和末期a(3)1/4半保留【解析】(1)甲細胞中同源染色體分離,處于減數(shù)第一次分裂后期,含Y染色體。據(jù)分析可知,該細胞對應圖乙的d時期。甲細胞由于發(fā)生了染色體易位,經(jīng)減數(shù)第一次分裂后,產(chǎn)生的次級精母細胞為aaBBXAX和AbbYY。aaBBXAX經(jīng)減數(shù)第二次分裂形成的配子是aBXA、aBX。AbbYY經(jīng)減數(shù)第二次分裂形成的配子是AbY、bY。所以,甲細胞產(chǎn)生的配子的基因型為AbY、bY、aBXA、aBX。(2)乙圖的e時期著絲點已分裂,每條染色體上只含1個DNA分子,可以表示有絲分裂后期和末期或減數(shù)第二次分裂后期和末期。由于G1期進行蛋白質的合成,若降低培養(yǎng)液中的氨基酸、核苷酸等物質的含量,會抑制蛋白質的合成,則處于乙圖中a即G1時期的細胞數(shù)目增多。(3)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時,BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中,當用姬姆薩染料染色時,兩條染色單體的DNA都含BrdU的染色體為淺藍色,其余的染色體為深藍色。由于DNA分子是半保留復制,可以1個DNA分子進行逐次分析細胞分裂過程。一個細胞放在含BrdU的培養(yǎng)液中培養(yǎng),經(jīng)過第一次有絲分裂產(chǎn)生的2個子細胞中,其中一個細胞的DNA分子中出現(xiàn)A-U堿基對,另一個細胞的DNA分子是正常的。繼續(xù)進行第二次有絲分裂,產(chǎn)生4個細胞,其中有3個細胞的DNA分子中出現(xiàn)A-U堿基對,1個細胞的DNA是正常的。然后在第三次有絲分裂中,經(jīng)DNA復制,在有絲分裂中期,在3個細胞中,每條染色體的兩條染色單體上,都含有含A-U堿基對的DNA分子,被姬姆薩染料染成淺藍色,占3/4,在一個細胞中,每條染色體的兩條染色單體上,一條染色單體上含有正常的DNA,另一條染色單體上含有A-U堿基對的DNA分子,被姬姆薩染料染成深藍色,占1/4。該實驗證明了DNA的半保留復制。題組C培優(yōu)拔尖練21.(2019·浙江4月卷,25)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時,BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中,形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色,發(fā)現(xiàn)含半標記DNA(一條鏈被標記)的染色單體發(fā)出明亮熒光,含全標記DNA(兩條鏈均被標記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個細胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中,培養(yǎng)到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察。下列推測錯誤的是A.1/2的染色體熒光被抑制 B.1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光C.全部DNA分子被BrdU標記 D.3/4的DNA單鏈被BrdU標記21.【答案】D【解析】根據(jù)題意可知,在第三個細胞周期中期時,含半標記DNA的染色單體分別在兩個細胞中,故有兩個細胞的兩條染色單體熒光全被抑制,有兩個細胞中的一條染色單體發(fā)出明亮熒光,一條染色單體熒光被抑制,故A、B選項正確;一個DNA分子中有兩條脫氧核苷酸鏈,由于DNA為半保留復制,故不含BrdU標記的兩條脫氧核苷酸鏈分別位于兩個DNA分子中,新復制得到的脫氧核苷酸鏈必然含BrdU標記,故所有DNA分子都被BrdU標記,C選項正確;以第一代細胞中的某一條染色體為參照,在第三個細胞周期中期時一共有16條DNA單鏈,含BrdU標記的有14條,故有7/8的DNA單鏈被BrdU標記,D選項錯誤。22.(2018·上海卷,26)某個DNA片段由500對堿基組成,A+T占堿基總數(shù)的34%,若該DNA片段復制2次,共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數(shù)為()A.330 B.660 C.990 D.132022.【答案】C【解析】DNA片段由500對堿基組成即有1000個堿基。A+T占堿基總數(shù)的34%,則CG占堿基總數(shù)的66%,又DNA分子中CG互補,所以C=G=66%/2=33%,即一個DNA分子中有C,1000×0.33=330個,DNA片段復制2次產(chǎn)生DNA分子4個,需要C,所以330×4=1320個,去除原DNA分子的330個,需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數(shù)為1320-330=990個,C正確,ABD錯誤。

23.(2018·海南卷,15)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1:3B.有15N15N和14N14N兩種,其比例為1:1C.有15N15N和14N14N兩種,其比例為3:1D.有15N14N和14N14N兩種,其比例為3:123.【答案】D【解析】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DNA,其中2個DNA為15N14N,另外2個DNA為15N15N。;再轉到含有

14N

的培養(yǎng)基中繁殖一代,DNA為15N14N形成的子代DNA中,一個DNA為15N14N,另外1個DNA為

14N14N;而DNA為

15N15N

形成的2個子代DNA都為

15N14N;因此理論上

DNA

分子的組成類有

15N14N

14N14N

兩種,其比例為

3:1。24.(2018·浙江4月卷,22)某研究小組進行“探究DNA的復制過程”的活動,結果如圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示離心管編號,條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是A.本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術B.a(chǎn)管的結果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的C.b管的結果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N–15N-DNAD.實驗結果說明DNA分子的復制是半保留復制的24.【答案】B【解析】由題意“培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置”可知:本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術,A正確;分析圖示可知:a管中的DNA密度最大,表明該管中的大腸桿菌是在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的,B錯誤;b管中的DNA密度介于a、c管中的之間,表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N–15N-DNA,C正確;實驗結果說明DNA分子的復制是半保留復制,D正確。25.(2017·浙江4月卷,24)若將處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中,培養(yǎng)至第二次分裂中期。下列敘述正確的是()A.每條染色體中的兩條染色單體均含3HB.每個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈均含3HC.每個DNA分子中均只有一條脫氧核苷酸鏈含3HD.每條染色單體均只有一個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈含3H25.【答案】A【解析】若將處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中,在間期的S期時DNA復制1次,所以第一次細胞分裂完成后得到的2個子細胞都是每一條染色體的DNA都只有1條鏈被標記,培養(yǎng)至第二次分裂中期,每條染色體中的兩條染色單體均含3H標記,故A正確。26.(2015·上海卷,18)若N個雙鏈DNA分子在第i輪復制結束后,某一復制產(chǎn)物分子一條鏈上的某個C突變?yōu)門,這樣在隨后的各輪復制結束時,突變位點為AT堿基對的雙鏈DNA分子數(shù)與總DNA分子數(shù)的比例始終為()A. B. C. D.26.【答案】C【解析】N個DNA分子第i輪復制結束后,得到的DNA分子數(shù)為N*2i,在此基礎上復制一次得到的DNA分子的總數(shù)為Nx2i+1,其中以變異的DNA分子為模板復制一次,,得到一個DNA分子和一個正常的的DNA分子,由此可推知突變位點為AT堿基對的雙鏈DNA分子數(shù)與總DNA分子數(shù)的比例=1/(Nx2i+1),若再復制兩次,得到的變異的DNA分子為2,總DNA分子數(shù)為Nx2i+2,則比例為2/(Nx2i+2)=1/(Nx2i+1),因此可推知答案選C。27.(2013·廣東卷,2)1953年Watson和Crick構建了DNA雙螺旋結構模型,其重要意義在于()①證明DNA是主要的遺傳物質②確定DNA是染色體的組成成分③發(fā)現(xiàn)DNA如何存儲遺傳信息④為DNA復制機構的闡明奠定基礎A.①③ B.②③

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