2023年高考生物一轮复习(新人教新高考)第6单元第3课时DNA的复制.pdf

第 3 课时 DNA 的复制 课标要求 概述 DNA 分子通过半保留方式进行复制。1DNA 复制方式的实验证据(1)实验者：美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔。(2)研究方法：假说演绎法。(3)实验材料：大肠杆菌。(4)实验技术：同位素标记技术和离心技术。(5)实验原理：含15N 的双链 DNA 密度大，含14N 的双链 DNA 密度小，一条链含14N、一条链含15N 的双链 DNA 密度居中。(6)实验假设：DNA 以半保留的方式复制。(7)实验预期：离心后应出现 3 条 DNA 带。重带(密度最大)：两条链都为15N 标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为14N 标记，另一条链为15N 标记的子代双链 DNA；轻带(密度最小)：两条链都为14N 标记的子代双链 DNA。(8)实验过程及分析 实验过程 实验分析 a立即取出：提取 DNA离心全部重带。b.细胞分裂一次(即细菌繁殖一代)取出：提取DNA离心全部中带。c.细胞再分裂一次(即细菌繁殖两代)取出：提取 DNA离心12轻带、12中带。(9)实验结论：DNA 的复制是以半保留的方式进行的。2DNA 的复制(1)概念、时间、场所 (2)过程 (3)结果：一个 DNA 分子形成了两个完全相同的 DNA 分子。(4)特点 边解旋边复制半保留复制(5)DNA 准确复制的原因 DNA 具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确地进行。(6)DNA 复制的意义：DNA 通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。热图分析 下列为 DNA 复制的有关图示，ABC 表示大肠杆菌的 DNA 复制，DEF表示哺乳动物的 DNA 分子复制。图中黑点表示复制起点，“”表示复制方向，“”表示时间顺序。若 A 中含有 48 502 个碱基对，而子链延伸速率是 105个碱基对/min，假设 DNA 分子从头到尾复制，理论上此 DNA 分子复制约需 30 s，而实际上只需约 16 s，根据 AC 过程分析，这是因为复制是双向进行的。哺乳动物体细胞中的 DNA 分子展开可达 2 m之长，若按AC 图的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需约 6 h，根据 DF 图分析，原因是 DNA 分子从多个起点(双向)复制。AF 图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明 DNA 分子复制的特点是边解旋边复制。哺乳动物成熟的红细胞能否进行上述过程？不能。3“图解法”分析 DNA 复制相关计算 (1)将含有15N 的 DNA 分子放在含有14N 的培养液中连续复制 n 次，则：子代 DNA 共 2n个 含15N的DNA分子：2个只含15N的DNA分子：0个含14N的DNA分子：2n个只含14N的DNA分子：2n2个 脱氧核苷酸链共 2n1条 含15N的脱氧核苷酸链：2条含14N的脱氧核苷酸链：2n12条(2)DNA 分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 若亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个，经过 n 次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m(2n1)。第 n 次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 m2n1。考向一 DNA 复制过程及实验证据辨析 1图示 DNA 复制过程，下列叙述正确的是()ADNA 复制过程中不需要引物，也不需要能量 B新形成的两条单链复制的方向不同且均为连续复制 C该过程在蛙的红细胞和哺乳动物的红细胞均能发生 D复制后的两个 DNA 分子位于一条或两条染色体上 答案 D 解析 DNA 复制过程需要引物引导复制的开始，也需要消耗 ATP，A 错误；DNA 分子是反向平行的，而复制的时候只能是从 5端向 3端延伸，所以两条子链合成方向相反，且据图可知，并非两条链均为连续复制，B 错误；哺乳动物成熟红细胞不能进行 DNA 分子复制，C 错误；复制后的两个 DNA 分子位于一条(着丝粒断裂之前)或两条染色体上(着丝粒断裂之后)，D 正确。2.(2022北京丰台区高三模拟)14N 和15N 是 N 元素的两种稳定同位素，含15N 的 DNA 比含14N的 DNA 密度大。为探究 DNA 复制的方式，科学家先用含有15NH4Cl 的培养液培养大肠杆菌，繁殖若干代得到的大肠杆菌，其 DNA 几乎都被15N 标记；再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中培养。收集不同时期的大肠杆菌，提取 DNA 并进行离心处理，离心后试管中 DNA 的位置如图所示。下列推测不合理的是()A子代 DNA 的两条链可能都含有15N B1 号带中的 DNA 的氮元素都是14N C实验结果证明 DNA 复制方式为半保留复制 D3 号带的 DNA 为亲代大肠杆菌的 DNA 答案 A 解析 由于 DNA 分子的复制方式为半保留复制，培养液中含有14NH4Cl，所以子代 DNA 的两条链不可能都含有15N，A 错误；1 号带中的 DNA 的氮元素都是14N，相对质量最轻，离心后分布在试管上端，B 正确；3 号带分布在试管的下端，说明 DNA 分子的两条链都是15N，为亲代大肠杆菌的 DNA，D 正确。考向二 DNA 复制过程的有关计算 3某 DNA 分子片段中共含有 3 000 个碱基，其中腺嘌呤占 35%。现将该 DNA 分子片段用15N 标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制 3 次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是()AX 层与 Y 层中 DNA 分子质量比大于 13 BY 层中含15N 标记的鸟嘌呤有 3 600 个 CX 层中含有的氢键数是 Y 层的 1/3 倍 DW 层与 Z 层的核苷酸数之比是 41 答案 C 解析 X 层(2 个 DNA 分子含有14N 和15N)与 Y 层(6 个 DNA 分子只含15N)中 DNA 分子质量比小于 13，A 错误；1 个 DNA 中鸟嘌呤 G450 个，Y 层(6 个 DNA 分子只含15N)中含15N标记的鸟嘌呤 G45062 700 个，B 错误；X 层中有 2 个 DNA 分子，Y 层中有 6 个 DNA分子，故 X 层中含有的氢键数是 Y 层的 1/3 倍，C 正确；W 层(14 个含有15N 的 DNA 单链)与 Z 层(2 个含有14N 的 DNA 单链)的核苷酸数之比是 14271，D 错误。4(2022广东高三模拟)一个被15N 标记的、含 1 000 个碱基对的 DNA 分子片段，其中一条链中 TA 占 30%，若将该 DNA 分子放在含14N 的培养基中连续复制 3 次，相关叙述正确的是()A该 DNA 分子的另一条链中 TA 占 70%B该 DNA 分子中含有 A 的数目为 400 个 C该 DNA 分子第 3 次复制时需要消耗 2 800 个 G D经 3 次复制后，子代 DNA 分子中含14N 的比例为 7/8 答案 C 解析 DNA 分子片段的一条链中 TA 占 30%，根据碱基互补配对原则，另一条链中 TA也为 30%，A 错误；根据题意分析可知，该 DNA 分子中含有 A 的数目为 300 个，B 错误；根据题意分析可知，GC700，该 DNA 分子第 3 次复制时需要消耗 G 的数量227002 800 个，C 正确；经 3 次复制后，8 个子代 DNA 分子中都含14N，故比例为 1，D 错误。考向三 DNA 复制与细胞分裂的关系 5将马蛔虫(2n4)的甲、乙两个精原细胞核 DNA 双链用32P 标记，接着置于不含32P 的培养液中培养，在特定的条件下甲细胞进行两次连续的有丝分裂、乙细胞进行减数分裂。下列相关叙述正确的是()A甲在第一个细胞周期后，含32P 的细胞数为 2，且每个细胞中含有32P 的染色体数为 04 B甲在第二个细胞周期后，含32P 的细胞数为24，且每个细胞含有32P 的染色体数为04 C乙在减数分裂后，含32P 的细胞数为 2，且每个细胞中含有32P 的染色体数为 02 D乙在减数分裂后，含32P 的细胞数为 24，且每个细胞中含有32P 的染色体数为 02 答案 B 解析 一个细胞周期中 DNA 分子只进行一次半保留复制，因此甲在第 1 个细胞周期后，全部细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，即每个细胞中含有32P 的染色体数为 4，A 错误；第一个细胞周期结束形成的 2 个子细胞的每个 DNA 分子都有一条链含有32P，另一条链含有31P。在第二个细胞周期中，DNA 分子又进行了一次半保留复制，则形成的 8个 DNA 分子中，有 4 个 DNA 分子是一条链含有32P，另一条链含有31P，另外 4 个 DNA 分子都只含31P，而在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开后随机移向两极，因此甲在第 2 个细胞周期后，有 2 个或 3 个或 4 个细胞含32P，且每个细胞含有32P 的染色体数为 04，B 正确；减数分裂前的间期，DNA 分子只进行一次半保留复制，因此乙经过减数分裂后，形成的 2个细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，在减数分裂前期和中期，有 2 条染色体含有32P，在减数分裂后期和末期，有 4 条染色体含有32P，即每个细胞中含有32P的染色体数为 2 或 4，C 错误；乙在减数分裂后，将形成 4 个精细胞，每条染色体含有32P，故 4 个细胞均含32P，D 错误。6(2019浙江 4 月选考，25)在含有 BrdU 的培养液中进行 DNA 复制时，BrdU 会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成 BrdU 标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记 DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记 DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含 BrdU 的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是()A1/2 的染色体荧光被抑制 B1/4 的染色单体发出明亮荧光 C全部 DNA 分子被 BrdU 标记 D3/4 的 DNA 单链被 BrdU 标记 答案 D 解析 DNA 复制方式是半保留复制，第一次分裂结束后所有染色体的 DNA 分子中一条链不含 BrdU，另外一条链含有 BrdU；第二次分裂结束后有 1/2 的染色体上 DNA 分子两条链均含有 BrdU，1/2 的染色体上 DNA 分子中一条链不含 BrdU，另外一条链含有 BrdU；到第三次有丝分裂中期，全部 DNA 分子被 BrdU 标记，所有染色体均含有姐妹染色单体，其中有 1/2的染色体上 2 个 DNA 分子的两条链均含有 BrdU(荧光被抑制)，有 1/2 的染色体上 2 个 DNA分子中的 1 个 DNA 分子的两条链中的 1 条含 BrdU、1 条不含 BrdU，另 1 个 DNA 分子的两条链均含 BrdU，所以有 1/4 的染色单体会发出明亮荧光，7/8 的 DNA 单链被 BrdU 标记。重温高考 真题演练 1(2021山东，5)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的 TDNA 插入到水稻细胞 M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个 DNA 分子单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，脱氨基过程在细胞 M 中只发生一次。将细胞 M 培育成植株 N。下列说法错误的是()AN 的每一个细胞中都含有 TDNA BN 自交，子一代中含 TDNA 的植株占 3/4 CM 经 n(n1)次有丝分裂后，脱氨基位点为 AU 的细胞占 1/2n DM 经 3 次有丝分裂后，含 TDNA 且脱氨基位点为 AT 的细胞占 1/2 答案 D 解析 N 是由 M 细胞形成的，在形成过程中没有 DNA 的丢失，由于 TDNA 插入到水稻细胞 M 的某条染色体上，所以 M 细胞含有 TDNA，因此 N 的每一个细胞中都含有 TDNA，A 正确；N 植株的一条染色体中含有 TDNA，可以记为，因此 N 植株关于是否含有 TDNA 的基因型记为，如果自交，则子代中相关的基因型为121，有 3/4 的植株含 TDNA，B 正确；M 中只有 1 个 DNA 分子上的单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，所以复制 n 次后，产生的子细胞有 2n个，但脱氨基位点为 AU 的细胞只有 1 个，所以这种细胞的比例为 1/2n，C 正确；如果 M 经 3 次有丝分裂后，形成子细胞有 8 个，由于M 细胞 DNA 分子单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，是 G 和 U 配对，所以复制三次后，有 4个细胞脱氨基位点为 CG,3 个细胞脱氨基位点为 AT，1 个细胞脱氨基位点为 UA，因此含 TDNA 且脱氨基位点为 AT 的细胞占 3/8，D 错误。2(2021浙江，22)在 DNA 复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有 BrdU 的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU 的培养液中培养，取根尖用 Giemsa 染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是()A第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色 B第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同 C第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为 1/4 D根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体 答案 C 解析 据题意分析第一个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有 BrdU，故呈深蓝色，A 正确；第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有 BrdU 呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有 BrdU 呈深蓝色，故着色都不同，B 正确；第二个细胞周期结束后，不同细胞中含有的带有双链都含有 BrdU 的染色体和只有一条链含有 BrdU 的染色体的数目是不确定的，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体比例不能确定，C 错误；根尖分生区细胞可以持续进行有丝分裂，且 DNA复制为半保留复制，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以观察到一条链含有 BrdU 的染色单体，成深蓝色，D 正确。3(2021浙江，14)含有 100 个碱基对的一个 DNA 分子片段，其中一条链的 AT 占 40%，它的互补链中 G 与 T 分别占 22%和 18%，如果连续复制 2 次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为()A240 个 B180 个 C114 个 D90 个 答案 B 解析 分析题意可知：该 DNA 片段含有 100 个碱基对，即每条链含有 100 个碱基，其中一条链(设为 1 链)的 AT 占 40%，即 A1T140 个，则 C1G160 个；互补链(设为 2 链)中 G 与 T 分别占 22%和 18%，即 G222，T218，可知 C122，则 G1602238C2，故该 DNA 片段中 C223860。已知 DNA 复制了 2 次，则 DNA 分子的个数为 224,4个 DNA 分子中共有胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数量为 460240，原 DNA 片段中有 60 个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，则需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为 24060180，B 正确，A、C、D 错误。4(2018海南，15)现有 DNA 分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N 的培养基中繁殖两代，再转到含有14N 的培养基中繁殖一代，则理论上 DNA 分子的组成类型和比例分别是()A有15N14N 和14N14N 两种，其比例为 13 B有15N15N 和14N14N 两种，其比例为 11 C有15N15N 和14N14N 两种，其比例为 31 D有15N14N 和14N14N 两种，其比例为 31 答案 D 解析 DNA 分子的两条单链均只含有14N，该大肠杆菌在含有15N 的培养基中繁殖两代，形成 4 个 DNA，其中 2 个 DNA 为15N14N，另外 2 个 DNA 为15N15N。再转到含有14N 的培养基中繁殖一代，DNA 为15N14N 形成的子代 DNA 中，1 个 DNA 为15N14N，另外 1 个 DNA 为14N14N；而 DNA 为15N15N 形成的 2 个子代 DNA 都为15N14N；因此，理论上 DNA 分子的组成类型有15N14N 和14N14N 两种，其比例为 31。5(2021辽宁，7)下列有关细胞内的 DNA 及其复制过程的叙述，正确的是()A子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到 3端 B子链的合成过程不需要引物参与 CDNA 每条链的 5端是羟基末端 DDNA 聚合酶的作用是打开 DNA 双链 答案 A 解析 子链延伸时由 53合成，故游离的脱氧核苷酸添加到 3端，A 正确；子链的合成过程需要引物参与，B 错误；DNA 每条链的 5端是磷酸基团末端，3端是羟基末端，C 错误；解旋酶的作用是打开 DNA 双链，D 错误。一、易错辨析 1DNA 复制时，严格遵循 AT、CG 的碱基互补配对原则，并且新合成的 DNA 分子中两条链均是新合成的()2DNA 分子复制时，解旋酶与 DNA 聚合酶不能同时发挥作用()3在一个细胞周期中，DNA 复制过程中的解旋发生在两条 DNA 母链之间()4DNA 分子复制过程中的解旋在细胞核中进行，复制在细胞质中进行()5原核细胞内 DNA 的合成都需要 DNA 片段作为引物()6在 DNA 的复制过程中，只需要解旋酶和 DNA 聚合酶()二、填空默写 1DNA 复制的特点是边解旋边复制、半保留复制。2DNA 精确复制的原因：DNA 双螺旋结构提供了复制的模板，碱基互补配对原则保证了复制的精确进行。3与 DNA 复制有关的碱基计算(1)一个 DNA 连续复制 n 次后，DNA 分子总数为 2n。(2)第 n 代的 DNA 分子中，含原 DNA 母链的有 2 个，占 1/2n1。(3)若某 DNA 分子中含碱基 T 为 a，则连续复制 n 次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为a(2n1)；第 n 次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 a2n1。4 果蝇DNA 形成多个复制泡的原因是果蝇的DNA 有多个复制起点，可从不同起点开始DNA的复制，由此加快了 DNA 复制的速率，为细胞分裂做好准备。课时精练 一、选择题 1原核生物和真核生物均存在单链 DNA 结合蛋白(SSB)，SSB 与 DNA 单链区域结合，能阻止 DNA 聚合和保护单链的部分不被核酸酶水解。下列相关叙述正确的是()A细胞中 SSB 与 DNA 单链结合的区域是可变的 B核酸酶催化 DNA 分子相邻碱基之间的氢键断裂 CSSB 在原核细胞的有丝分裂前的间期参与 DNA 的复制 D原核细胞和真核细胞合成 SSB 时均需线粒体提供能量 答案 A 解析 SSB 与 DNA 单链结合，在 DNA 复制或转录时，形成单链的区域是可变的，则 SSB与 DNA 单链结合的区域也是可变的，A 正确；核酸酶作用的键是磷酸二酯键，B 错误；SSB参与原核细胞的 DNA 复制，但原核细胞不能进行有丝分裂，原核细胞的分裂方式为二分裂，C 错误；原核细胞中只有一种细胞器核糖体，无线粒体，D 错误。2 真核生物染色体上 DNA 具有多起点双向复制的特点，在复制原点(ori)结合相关的复合体，进行 DNA 的复制。下列叙述正确的是()A真核生物 DNA 上 ori 多于染色体的数目 Bori 上结合的复合体具有打开磷酸二酯键的作用 CDNA 子链延伸过程中，结合的复合体促进氢键形成 D每个细胞周期 ori 处可起始多次以保证子代 DNA 快速合成 答案 A 解析 因 DNA 是多起点复制，且一条染色体上有 1 个或 2 个 DNA 分子，因此 ori 多于染色体数目，A 正确；ori 上结合的复合体具有打开氢键的作用，B 错误；DNA 链延伸过程中结合的复合体促进磷酸二酯键的形成，C 错误；每个细胞周期中 DNA 只复制一次，ori 处只起始一次，D 错误。3(2022湖北十堰高三模拟)有人将大肠杆菌的 DNA 聚合酶、4 种脱氧核苷三磷酸 dNTP(即dNPPP，其中 P用32P 标记)、微量的 T2 噬菌体 DNA 混合液在有 Mg2存在的条件下于 37 静置 30 min，检测是否能合成 DNA 分子以及放射性。下列关于该实验的叙述，正确的是()A无 DNA 合成，原 DNA 中无放射性，因为实验装置中未提供能量 B有 DNA 合成，新 DNA 中无放射性，新 DNA 碱基序列与 T2 噬菌体的 DNA 相同 C有 DNA 合成，新 DNA 中有放射性，新 DNA 碱基序列与 T2 噬菌体的 DNA 相同 D有 DNA 合成，新 DNA 中有放射性，新 DNA 碱基序列与大肠杆菌的 DNA 相同 答案 B 解析 dNTP 脱掉两个磷酸基团后可作为 DNA 合成的原料，同时可为 DNA 复制提供能量，A 错误；题干条件满足 DNA 复制所需要的条件，可以合成 T2 噬菌体 DNA，dNTP 脱掉两个磷酸基团后作为 DNA 合成的原料，不具有放射性，大肠杆菌的 DNA 聚合酶催化 T2 噬菌体DNA 的复制，新 DNA 碱基序列与 T2 噬菌体的 DNA 相同，B 正确，C、D 错误。4(2022吉林松原市高三模拟)某果蝇的基因型为 AaBb，将其 DNA 的两条链均被32P 标记的精原细胞放在普通培养基中培养。该精原细胞形成了 4 个有三种基因型(AB、aB、ab)的精子。下列相关叙述正确的是()A该精原细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换导致三种基因型精子的产生 B处于减数分裂前期的细胞中 DNA 数/染色体数2 C产生的三种基因型的配子中的 DNA 都有一条链被32P 标记 D在减数分裂后期，移向细胞两极的染色体形态大小都相同 答案 C 解析 若发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，一个基因型为 AaBb 的精原细胞将产生四种精子，题意中该精原细胞形成了 4 个有三种基因型(AB、aB、ab)的精子，应为精原细胞发生了基因突变，A 错误；处于减数分裂前期的细胞中每条染色体上含有两个 DNA，所以核 DNA 数/染色体数2，细胞中 DNA 除含有核 DNA 外还含有质 DNA，B 错误；该精原细胞经过了一次 DNA 复制，所以产生的三种基因型的配子中的 DNA 都有一条链被32P 标记，C 正确；雄性果蝇的 X 和 Y 染色体是一对异型的性染色体，减数分裂后期，同源染色体移向细胞两极，所以初级精母细胞在减数分裂后期，移向细胞两极的染色体形态大小不完全相同，D 错误。5真核生物的 DNA 分子中有多个复制起始位点，可以大大提高 DNA 复制速率。中科院李国红团队通过研究揭示了一种精细的 DNA 复制起始位点的识别调控机制，该成果入选 2020年中国科学十大进展。下列叙述错误的是()ADNA 复制起始位点是解旋酶与 DNA 的初始结合位点 BDNA 的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板 C可将外源的尿嘧啶核糖核苷酸掺入新合成的 DNA 链中来鉴定复制起始位点 DDNA 复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行 答案 C 解析 DNA 复制起始位点是解旋酶与 DNA 的初始结合位点，使 DNA 解旋后并开始复制，A正确；复制时以 DNA 两条链为模板，DNA 的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板，B 正确；DNA 中不含尿嘧啶，故 DNA 复制过程中不会利用外源的尿嘧啶核糖核苷酸，C 错误；DNA 两条链为反向平行，DNA 复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行，这种多起点双向复制可提高 DNA 分子的合成效率，D 正确。6(2022山东青岛期末)为探究大肠杆菌 DNA 复制的过程，在 DNA 复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H 标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中，3HdT 可掺入正在复制的 DNA 分子中，使其带有放射性标记。短时间后，将大肠杆菌转移到含高剂量3HdT 的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的 DNA 进行放射性自显影检测，结果如下图所示。据图不能作出的推测是()A复制起始区在低放射性区域 BDNA 复制方式为半保留复制 CDNA 复制从起始点向两个方向延伸 D3HdT 由低剂量转为高剂量的时间间隔对结果影响较大 答案 B 解析 据图可以推测，开始将大肠杆菌放在含低剂量3H 标记的脱氧胸苷的培养基中，故大肠杆菌 DNA 的复制起始区在低放射性区域，中间为低放射性区域，两边为高放射性区域，说明 DNA 复制从起始点向两个方向延伸，故复制的方向是 ba、bc，A、C 不符合题意；放射性自显影检测无法得出 DNA 复制方式为半保留复制，B 符合题意；若3HdT 由低剂量转为高剂量的时间间隔太长，可能使整个 DNA 分子都是低放射性的，对结果影响较大，D不符合题意。7一个双链均被32P 标记的噬菌体 DNA 上有 x 个碱基对，其中腺嘌呤有 m 个。用这个噬菌体侵染只含31P 的大肠杆菌，共释放出 128 个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A该过程至少需要 64(xm)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 B噬菌体增殖需要细菌提供原料、模板和酶等 C只含31P 与含32P 的子代噬菌体的比例为 631 D该 DNA 分子含有 3(x2m)/22m 个氢键 答案 C 解析 根据题意分析，用这个噬菌体侵染只含31P 的大肠杆菌，共释放出 128 个子代噬菌体，相当于新合成了 127 个 DNA 分子，因此该过程至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数127(xm)，A 错误；噬菌体增殖需要的模板是由其自身提供的，B 错误；由于半保留复制，所以在释放出的 128 个子代噬菌体中，只含31P 与含32P 的子代噬菌体的比例为 631，C 正确；该 DNA 分子含有的氢键数2m3(xm)3xm，D 错误。8如图为科学家设计的 DNA 合成的同位素标记实验，利用大肠杆菌探究 DNA 的复制过程。下列叙述正确的是()A通过比较试管和的结果不能证明 DNA 复制为半保留复制 B实验中采用了放射性同位素标记和密度梯度离心的研究方法 C可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取 DNA 更方便 D大肠杆菌在含有15NH4Cl 的培养液中生长若干代，细胞只有 DNA 含15N 答案 解析 比较试管和的结果，DNA 分别为15N/15NDNA 和15N/14NDNA，半保留复制和分散复制子一代 DNA 都是15N/14NDNA，所以不能证明 DNA 复制为半保留复制，A 正确；本实验应用了14N 和15N,14N 和15N 都没有放射性，所以本实验采用了同位素标记和密度梯度离心的研究方法，B 错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养液中独立生活和繁殖，因而不能代替大肠杆菌进行实验，C 错误；蛋白质和核酸等物质都含有 N 元素，所以大肠杆菌在含有15NH4C1 的培养液中生长若干代，细胞中含15N 的物质有 DNA、RNA、蛋白质等，D 错误。9如图 1 表示的是细胞内 DNA 复制过程，图 2 表示图 1 中 RNA 引物去除并修复的过程。相关叙述不正确的是()A两条子链合成过程所需的 RNA 引物数量不同 B酶 1、2 可催化 RNA 降解，去除引物 C酶 3 是 DNA 聚合酶，催化游离的核糖核苷酸连接到 DNA 单链上 D酶 4 是 DNA 连接酶，催化两个 DNA 单链片段的连接 答案 C 解析 DNA 复制时，其中一条链的复制是连续的，只需一个引物，而另一条链的复制是不连续的，形成多个子链 DNA 片段，所以需要多个引物，因此两条子链合成过程所需的 RNA 引物数量不同，A 正确；从图中看出，酶 1、2 可以将 RNA 引物降解，使得一条链缺少一段碱基序列，B 正确；DNA 复制的原料是脱氧核苷酸，所以酶 3 的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到 DNA 单链上，C 错误；从图中看出，酶 4 催化 DNA 单链片段连接形成 DNA 长链，是 DNA 连接酶，D 正确。10将 DNA 分子双链被3H 标记的蚕豆(2n12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。某普通培养液中的子代细胞处于第三次有丝分裂中期，根据图示，判断该细胞中染色体的标记情况最可能是()A12 个 b B6 个 a,6 个 b C6 个 b,6 个 c Dbc12 个，但 b 和 c 数目不确定 答案 D 解析 在普通培养液中第一次有丝分裂产生子细胞的 DNA 分子中仅有 1 条链被标记，故第二次有丝分裂中期时，每条染色体的 2 条姐妹染色单体中仅有 1 条具有放射性，在有丝分裂后期时姐妹染色单体分开形成两条子染色体随机移向细胞两极，即第二次有丝分裂产生的子细胞中具有放射性的染色体数目不能确定，所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有 1 条姐妹染色单体具有放射性，有的染色体无放射性，但二者之和肯定为 12。11用荧光标记的特定的 DNA 片段作为探针，与染色体上对应的 DNA 片段结合可在染色体上定位特定的基因。探针与染色体上待测基因结合的原理如图所示，下列叙述错误的是()A合成探针的原料是脱氧核苷酸 B此处煮沸的作用相当于解旋酶的作用 C复性时，探针与基因杂交遵循碱基互补配对原则 D对成熟叶肉细胞进行基因标记时，一条染色体上可观察到两个荧光点 答案 D 解析 探针为 DNA 片段，故合成探针的原料是脱氧核苷酸，A 正确；煮沸使 DNA 双链的氢键断裂，形成单链，相当于 DNA 解旋酶的作用，B 正确；复性时，探针单链和具有特定的基因的单链按照碱基互补配对原则杂交，C 正确；成熟叶肉细胞中 DNA 没有复制，只能观察到一个荧光点，D 错误。二、非选择题 12如图 1、2 分别为 DNA 分子结构及复制示意图。请据图回答下列问题：(1)1953 年沃森和克里克提出了 DNA 双螺旋结构模型。该模型认为：DNA 分子中的_交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。图 1 中由构成的称为_。(2)从图 2 可以看出，DNA 复制有多个起点，其意义在于_；图中所示的 A 酶为_酶，作用于 DNA 结构中的氢键。DNA 复制所需基本条件主要包括_(至少答出两项)等。从图 2 还可以看出 DNA 复制时，一条子链是连续合成的，而另一条子链是_，即先形成短链片段再通过_酶相互连接。(3)若将某动物精原细胞的全部 DNA 分子用32P 标记，置于不含32P 的培养液中培养，经过减数分裂产生的 4 个子细胞中含被标记染色体的子细胞比例为_。答案(1)脱氧核糖与磷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸(2)提高了复制速率 解旋 模板、酶、原料和能量 不连续合成的 DNA 连接(3)100%解析(1)DNA 分子中的脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。图 1 中由构成的称为鸟嘌呤脱氧核苷酸，是 DNA 的基本组成单位之一。(2)DNA 复制从多个起点开始，能提高复制速率。图中所示的 A 酶为解旋酶，作用于碱基之间的氢键，使 DNA双螺旋结构打开。DNA 复制所需基本条件主要包括模板、酶、原料和能量等。由图 2 可知，DNA 复制时，一条子链是连续合成的，而另一条子链是不连续合成的，即先形成短链片段再通过 DNA 连接酶相互连接。(3)若将某雄性动物精原细胞的全部 DNA 分子用32P 标记，置于不含32P 的培养液中培养，由于 DNA 复制为半保留复制，所以 DNA 分子在间期复制后，每个 DNA 分子中都含有一条被标记的母链，经过减数分裂后产生了 4 个子细胞全部含有32P，比例为 100%。13(2022湖南永州质检)科学家为了探究 DNA 复制方式，先用含有15NH4Cl 的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，再将亲本大肠杆菌转移到含14NH4Cl 原料中培养，收集不同时期的大肠杆菌并提取 DNA，再将提取的 DNA 进行离心，记录离心后试管中 DNA 的位置。(1)用含有15NH4Cl 的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，培养若干代的目的是_ _。(2)有科学家认为 DNA 的复制是全保留复制，复制形成的两条子链结合在一起，两条模板链重 新 结 合 在 一 起。若 是 全 保 留 复 制，则 实 验 结 果 是：子 一 代 的 DNA 位 置 是_ _。(3)科学家进行实验，得到的实验结果是：子一代的 DNA 位置全在中带，子二代的 DNA 位置一半在中带一半在轻带。这个结果否定了全保留复制，你对此的解释是_ _ _。(4)有人认为，将子一代的 DNA 分子用解旋酶处理后再离心，就能直接判断 DNA 的复制方式，如果12为轻带，12为重带，则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确，并说出你的理由。_。答案(1)保证用于实验的大肠杆菌的 DNA 上都含有15N(2)一半在重带，一半在轻带(3)DNA 的复制是半保留复制，子一代 DNA 为15N/14NDNA，子二代 DNA 一半为15N/14NDNA，一半为14N/14NDNA(4)不正确，因为无论是全保留复制还是半保留复制，子一代用解旋酶处理后都有一半的单链含15N，一半的单链含14N，离心后都是12重带，12轻带