1、1第 3 节 DNA 的复制知识点一 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 ( )A.DNA 复制时,双螺旋解开,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完成 DNA的自我复制C.形成的双链 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.DNA 分子的半保留复制是指 ( )A.DNA 分子中的一条链进行复制,另一条链不复制B.DNA 分子中的一半复制,另一半不复制C.每
2、一个子代 DNA 分子均保留了其亲代 DNA 分子中的一条单链D.一个 DNA 分子复制后产生两个 DNA 分子,一个为亲代 DNA 分子,另一个为子代 DNA 分子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 L3-3-1 中为可能的结果,下列叙述错误的是 ( )图 L3-3-1A.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4.2018西宁月考 下列有关 DNA 复制的
3、说法中,正确的是 ( )A.只有一条链可以作为模板B.所需要的原料是 4 种游离的脱氧核苷酸C.场所只有细胞核D.只发生在有丝分裂间期5.DNA 分子片段复制情况如图 L3-3-2 所示,图中 a、b、c、d 均表示脱氧核苷酸链的片段。下列说法错误的是 ( )图 L3-3-2A.b 和 c 的碱基序列可以互补B.a 和 c 的碱基序列可以互补C.a 中(A+G)/(T+C)的值与 d 中(A+G)/(T+C)的值一般不相同D.a 中(A+T)/(G+C)的值与 b 中(A+T)/(G+C)的值相同2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
4、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 1/8B.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、 15N 的噬菌体分别占子代噬菌体总数的百分数为 ( )A.100%、100% B.25%、50% C.50%、50% D.25%、08.2018龙岩月考 如图 L3-3-3 为某一 DNA 分子片段,
5、下列说法正确的是 ( )图 L3-3-3A.解旋酶可作用于处B.“G”是鸟嘌呤核糖核苷酸C.不同 DNA 分子的碱基种类相同,(A+T)/(C+G)的比例也相同D.把此 DNA 分子放在含 14N 的培养液中复制 2 代,子代中含 15N 的 DNA 分子占 1/49.2018滨州期中 DNA 复制执照因子(RLF)在真核细胞中参与启动 DNA 复制的过程,是一种随 DNA 复制的完成便失去活性的蛋白质分子,已知 RLF 不能通过核孔进入细胞核,其存在能严格控制真核细胞 DNA 在一个细胞周期当中只复制一次。据此分析,下列说法错误的是( )A.RLF 在分裂间期发挥作用B.RLF 的失活发生在
6、分裂间期C.RLF 是在核糖体上合成的D.DNA 重新获取 RLF 发生在 DNA 复制前10.BrdU 可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入 DNA 复制时的子链中。在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 ( )A.1/2 的染色体显深色,1/2 的染色体显浅色B.1/4 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
7、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 个碱基对的某双链 DNA 分子片段,含 60 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 ( )A.402n-1,402n-1 B.40n-1,40nC.40(2n-1),40(2n-1) D.402n-1,40(2n-1)12.图 L3-3-4 表示真核细胞 DNA 分子的复制过程模式图,请根据图示过程回答问题:3图 L3-3-4(1)由图示得知,1 个 DNA 分子复制出乙、丙 2 个 DNA
8、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、丙分开的时期包括 。 (5)某一 DNA 片段由 500 对碱基组成,G+C 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.图 L3-3-5 中甲所示的 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 L3-3-5(1)
9、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)图甲所示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。 14.DNA 的复制方式可以通过设想来进行预测,可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散复制,这三种情况可用图 L3-3-6 表示。图 L3-3-6(1)根据图 L3-3-6 对三种复制方式作出可能的假设:如果是全保
10、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4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 14N-DNA(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 15N-DNA(亲代)。步骤三:将亲代 15N-大肠杆菌转移到含 14N 的培养基中连续繁殖两代(和),用密度梯度离心法分离。实验结果预测:如果与对照( 14N/
11、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 ,有可能是 。 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 。 5第 3 节 DNA 的复制1.D 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,即形成双链的 DNA 分子包括一条母链和一条子链。2.C 解析 DNA 分子复制时,分别以两条解开的链为模板,合成两条新链,每条子链和相应的母链构成一个新的 DNA 分子,因此每一个子代 DNA 分子均保留了其亲代 DNA 分子中的一条单链,故选 C 项。3
12、.A 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,离心后应位于中带。4.B 解析 DNA 复制时两条链都作为模板。DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸,复制时以4 种游离的脱氧核苷酸为原料。DNA 复制的场所主要是细胞核。DNA 复制的时期一般是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。5.B 解析 由题意可知,a 和 d 的碱基序列互补,a 和 b 的碱基序列也互补,b 和 d 的碱基序列相同,c 和 a 的碱基序列相同,b 和 c 的碱基序列互补;由于 a 和 d 的碱基序列互补,因此二者中(A+G)/(T+C)的值一般不相同;由于
13、 a 和 b 的碱基序列互补,因此二者中(A+T)/(G+C)的值相同。6.B 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 次需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为 40(24-1)=600(个)。7.A 解析 噬菌体在细菌内以细菌的物质为原料合成 DNA 和蛋白质,DNA 的复制属于半保留复制,
14、繁殖三代后,所有的子代噬菌体的 DNA 分子中均含有 32P,其蛋白质均含有 15N,A 项正确。8.D 解析 解旋酶作用于氢键。题图为 DNA 片段,因此 “G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸。一般情况下,所有 DNA 分子都含有 A、C、G 和 T 四种碱基,且在双链 DNA 分子中,互补碱基两两相等,即 A=T,C=G,则(A+G)/(C+T)=1,但不同 DNA 中(A+T)/(C+G)的比例一般不同。题图所示的 DNA 分子一条分子含 14N,一条链含 15N,将其放在含 14N 的培养液中复制两代得到 4 个DNA 分子,根据 DNA 分子半保留复制的特点,其中有一个 DNA 分子的一条链
15、含有 14N,另一条链含有 15N,其他 3 个 DNA 分子均只含 14N,因此子代中含 15N 的 DNA 分子占 1/4。9.D 解析 在细胞周期中,DNA 复制发生在间期,而 RLF 在真核细胞中参与启动 DNA 复制,故 RLF 在分裂间期发挥作用。RLF 是一种随 DNA 复制的完成便失去活性的蛋白质分子,而DNA 复制完成也是发生在间期,故 RLF 的失活发生在分裂间期。RLF 是一种蛋白质分子,是在核糖体上合成的。已知 RLF 不能通过核孔进入细胞核,故在分裂期,核膜解体后,RLF 和染色体才能结合,使染色体获得 DNA 分子复制所需的执照,故答案选 D 项。10.C 解析 D
16、NA 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,故显深色。11.D 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,由于在 DNA 中 A+G=C+T=1/2 碱基总数,所以该 DNA 中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸个数为 40,而复制 n 次完成后共形成 2n个 DNA,则第 n 次复制时需游离的胸腺
17、嘧啶脱氧核苷酸个数为402n-1,n 次复制共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸个数为 40(2n-1)。12.(1)半保留复制 (2)能量(ATP) 氢 磷酸 脱氧核糖 (3)相反6(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)复制过程中需要消耗能量(ATP)。解旋酶作用于碱基间的氢键,使双链解开。DNA 聚合酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键,以游离的脱氧核苷酸为原料合成脱氧核苷酸链。(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、线粒体和叶绿体。两个子代 DNA 随着姐妹染色单体
18、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 A=T=500228%=280(个)。第 3 次复制时需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子数为 28022=1120(个)。13.(1)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
19、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 半保留复制或分散复制 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 DNA 分子的复制方式。
