第3课时 DNA的复制.docx
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1、第3课时DNA的复制【目标要求】DNA分子的复制。梳理归纳夯实必备知识1. DNA复制方式的实验证据方式推测:沃森和克里克提出遗传物质自我复制的假说:DNA分子复制方式为半保留复 制。(2)实验材料:大肠杆菌。(3)实验技术:同位素示踪技术和离心技术。(4)实验原理:含的双链DNA密度大,含的双链DNA密度小,一条链含N、一条 链含,5N的双链DNA密度居中。(5)实验假设:DNA以半保留的方式复制。(6)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MN标记的亲代双链DNA;中带(密度居中):一条链为标记,另一条链为L5N标记的子代双链DNA;轻带(密度最小):两条链都为,
2、4N标记的子代双链DNAo实验过程及分析实验过程大肠杆菌在含i5NH,Cl的培养 液中生长若干代,使DNA双链 被充分标记转移到含1,NH4cl的培养液中(a)亲代大(b)细胞分(c)细胞再肠杆菌 裂一次分裂一次提取DNA,离心 轻带 密度中带 重带实验分析a.立即取出:提取DNAf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一离心一全部史萤。c.细胞再分裂一次(即细菌繁殖两代)取出:提取DNA-离心一;轻带、(8)实验结论:DNA的复制是以半保留的方式进行的。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
3、的B.核酸酶催化DNA分子相邻碱基之间的氢键断裂C. SSB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(。结合相关的复合体, 进行DNA的复制。下列叙述正确的是()
4、A.真核生物DNA上ori多于染色体的数目B.。行上结合的复合体具有打开磷酸二酯键的作用C. DNA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聚合酸、4种脱氧核昔三磷酸dNTP(即 dN PaPpPy,其中Py
5、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 c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碱基序列与丁2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,
6、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.广东深圳中学高三模拟)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.处于减数第二次分裂前期的细胞中DNA数/染色体数=2C.产生的三种基因型的配子中的DNA都有一
7、条链被32P标记D.在减数第一次分裂后期,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;处于减数第二次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,减数第一次分裂后期,同源 染
8、色体移向细胞两极,所以初级精母细胞在减数第一次分裂后期,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()DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点A. DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板C.可将外源的尿喀咤核糖核甘酸掺入新合成的DNA链中来鉴定复制起始位点D. 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 答案C解析 DNA复制起始位点是解旋酶与DNA
9、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中不含尿喀唉,故DNA复制过程中不会利用外源的尿喀噫核糖核甘酸, 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标记的脱氧胸背(3h dT)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
10、高剂量3H-dT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,结果如图所示。 据图不能作出的推测是()低放 高放射性射性 高放射性A.复制起始区在低放射性区域DNA复制方式为半保留复制B. DNA复制从起始点向两个方向延伸3H-dT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标记的脱氧胸甘的培养基中,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b-a、b-c, A、C不符合题意; 放射性自显影检测无法得出DNA
11、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,其中腺喋吟有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(x个游离的胞喀咤脱氧核甘酸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63 : 1D.该DNA分子含有3 X (x2机)/2 + 2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
12、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喀噫脱氧核甘酸数=127。 一根),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63 : 1, C正确; 该DNA分子含有的氢键数= 2/%+3(xm) = 3x一根,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()含15NH4cl的培养液/、转移到含 继续培养 / 的培养液中二代 细胞分裂一次细胞分裂一次若OZZZD试管试管试管提取DNA密1提取DNA,密
13、合度梯度离心n度梯度离心nA.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i5NH4cl的培养液中生长若干代,细胞只有DNA含N答案A解析 比较试管和的结果,DNA分别为15N/5NDNA和i5n/14nDNA,半保留复制 和分散复制子一代DNA都是15N/14N-DNA,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i5nFn和i5n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,
14、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,5NH4C1的培养液中生长若干代,细胞中含,5N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。 下列相关叙述不正确的是()冈崎片酚客num , 5图15 3A.两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同B.1、2可催化RNA降解,去除引物RNA引物电冈崎片段C.酶3是DNA聚合酶,催化游离的核糖核甘酸连接到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
15、,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甘酸,所以酶3的作用是催化游离的脱氧核甘酸 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(2= 12)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。某普通培养液中的第三次有丝分裂中期,根据图示,判断该
16、细胞中染色体的标记情况最可能是()2个染色单体都被标记1个染色单 体被标记2个染色单 体都未标记A. 12 个b6 个 a,6 个 bB. 6 个 b,6 个 cb + c=12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
17、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甘酸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甘酸,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,
18、只能观 察到一个荧光点,D错误。二、非选择题.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:图1(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 O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。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
19、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 o答案(1)脱氧核糖与磷酸鸟喋吟脱氧核甘酸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(l)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 构成的称为鸟喋吟脱氧核甘酸,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
20、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%。12 . (2022湖南永州质检)科学家为了探究DNA复制方式,先用含有NH4cl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MNH4cl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。用含有l5nh4cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本
21、,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O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O(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,为轻带,: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
22、半保留复制,子一代DNA为,5N/14N-DNA,子二代DNA 一半为15N/14N -DNA, 一半为mn/14n-DNA (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MN,离心后都是3重带,3轻带2. DNA的复制(1)概念、时间、场所DNA复制概念以亲代DNA为模板合成子代DNA的 过程她.细胞有丝分裂的间期和减数第一次 分裂前的间期主要是细胞核,真核生物还在线粒坐体和叶绿体;原核生物在拟核和细胞质(2)过程L)需要细胞提供能量 需要解旋醐的作用 黑结果:断裂氢键,解开双链重新螺每条新链与其 对应的模板链 盘绕成双螺旋 .
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