1、第第3 3章章 基因基因的本质的本质 第第3 3节节 DNADNA的复制的复制 基础巩固 1.DNA复制的方式是 ( ) A.不保留复制 B.全保留复制 C.先全解旋后复制 D.半保留复制 解析:从结果看,DNA的复制是半保留复制;从过程看,DNA的复制是边解旋 边复制。 答案:D 2.某研究小组进行“探究DNA复制方式”的实验,结果如下图所示。其中培 养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或 15NH 4Cl,表示离心管顺序编号, 条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是 ( ) A.本实验运用了同位素标记技术和密度梯度离心技术 B.是大肠杆菌在14NH4Cl的培养液
2、中培养的结果 C.中大肠杆菌的DNA都含14N/15N D.实验结果说明DNA的复制方式是半保留复制 解析:本实验培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或 15NH 4Cl,氮元素被标记, 通过离心使在不同培养基上生长繁殖的大肠杆菌的DNA分层,A项正确; 中只有重密度带,说明中DNA两条单链都含有15N,B项错误;中只有中密 度带,说明中DNA两条单链一条含有15N,一条含有14N,C项正确;中DNA 两条单链都含有15N,经过复制离心后为,再复制离心后为,说明开始时大 肠杆菌DNA双链被15N标记,放到含14N的培养基中培养,复制一次后为, 中DNA两条单链一条含有15N,一条含有14N,
3、中DNA再复制一次,形成的4 个DNA中,其中两个DNA中各有一条单链含有15N,一条单链含有14N,另外两 个DNA的两条单链都含有14N,离心出现中密度带和轻密度带,实验结果说明 DNA的复制方式是半保留复制,D项正确。 答案:B 3.下列关于DNA复制的叙述,错误的是 ( ) A.DNA复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 B.DNA复制是一个边解旋边复制的过程 C.DNA复制只发生在细胞分裂前的间期 D.DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件 解析:DNA复制是指以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程,A项 正确;DNA复制是一个边解旋边复制的过程,B项正确;D
4、NA复制主要发生在 细胞分裂前的间期,原核细胞内、无丝分裂过程中也能发生DNA复制,C项 错误;DNA复制需要模板(DNA双链)、酶(解旋酶、DNA聚合酶)、能量 (ATP)、原料(脱氧核苷酸)等基本条件,D项正确。 答案:C 4.用15N标记一个含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA 在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占 B.含有14N的DNA占 C.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个 D.共产生16个DNA分子 解析:一个被15N标记的DNA分子在14N的培养基中连续复制4次,共得到 24=16(个)DNA分子。根据DN
5、A半保留复制的特点可知:这16个DNA分子中 有2个DNA的一条链含有15N,另一条链含有14N,其余14个DNA的两条链都含 有14N。由此可知,含有14N的DNA占100%,含有15N的DNA占 。由题可得该 DNA分子中含40个腺嘌呤,复制4次需腺嘌呤脱氧核苷酸的数量=(24- 1) 40=600(个)。 答案:B 5.下列关于DNA复制的叙述,正确的是 ( ) A.脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链 B.在复制过程中,DNA先解旋后复制 C.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子 D.DNA在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸 解析:脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合
6、成新的子链,A项正确;DNA 复制的特点是边解旋边复制,所以在复制过程中,解旋和复制是同时进行 的,B项错误;两条新的子链通过氢键分别与两条模板链形成2个新的DNA分 子,C项错误;DNA在DNA酶的作用下水解成脱氧核苷酸,D项错误。 答案:A 拓展提高 6.下图所示为DNA复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链,下 列叙述错误的是 ( ) A.b和c的碱基序列互补 B.a和c的碱基序列互补 C.a链中 的比值与b链中同项比值相同 D.a链中 的比值与c链中同项比值相同 解析:a和d的碱基序列互补,b和c的碱基序列也互补,A项正确;a和c的碱基序 列相同,B项错误;因为a与b的碱基
7、序列互补,根据碱基互补配对原则,a链中 的比值与b链中同项比值相同,C项正确;因为a与c的碱基序列相同,所以a 链中 的比值与c链中同项比值相同,D项正确。 答案:B 7.含15N标记的双链DNA含有200个碱基对,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱 基的30%;其中的一条链上腺嘌呤有20个,下列表述正确的是 ( ) A.该DNA中的碱基排列方式共有4200种 B.该DNA中4种碱基的比例为ATGC=2233 C.该DNA连续复制2次,需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸560个 D.该DNA在含14N的培养基中连续复制3次,含15N标记的DNA占25% 解析:该DNA含有200个碱基对,由于碱基数目确定,所
8、以其碱基排列方式少 于4 200种,A项错误;由题意可知,A和T各为60个,C和G各为140个,所以该 DNA中4种碱基的比例为ATGC=3377,B项错误;该DNA连续 复制2次,需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为 (22-1) 140=420(个),C项错误;该 DNA在含14N的培养基中连续复制3次得到8个DNA,根据DNA半保留复制的 特点,其中有2个DNA有一条链含14N,另一条链含 15N,其余6个DNA只含14N, 所以含15N标记的DNA占25%,D项正确。 答案:D 8.已知一个完全标记上15N的DNA含100个碱基对,其中有腺嘌呤40个。经过 n次复制后,不含15N的DNA总数与
9、含15N的DNA总数之比为71。若需游离 的胞嘧啶为m个,则n、m分别是 ( ) A.3、900 B.3、420 C.4、420 D.4、900 解析:一个完全标记上15N的DNA,经过n次复制后,含15N的DNA总数为2个, 根据“不含15N的DNA总数与含15N的DNA总数之比为71”,可知不含15N 的DNA总数为14个,故n次复制后产生的DNA总数为16个,说明该DNA复制 了4次。该DNA含100个碱基对,其中有腺嘌呤(A)40个,根据A+C=100,可知 C=60(个)。一个DNA复制了4次,需游离的胞嘧啶(C)为60 (16-1)=900(个)。 答案:D 9.研究人员将一个含1
10、4N-DNA的大肠杆菌转移到含15N的培养液中,培养24 h 后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA加热处理,即解开双螺旋,变成单链;然 后进行密度梯度离心,试管中出现的两种条带含量如图所示。下列说法正 确的是 ( ) A.子代DNA分子共有8个,其中1个DNA分子含有14N B.该实验可用来探究DNA的半保留复制方式和细胞周期持续时间 C.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键 D.若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心,则相应的条带含量比为13 解析:子代DNA分子共有8个,其中2个DNA分子含有14N,A项错误;因本实验 是对DNA单链进行的离心分析,若DNA进行的是全保留复制
11、,也会得到上述 结果,故用该实验探究DNA的半保留复制方式不够严谨,B项错误;解开DNA 双螺旋的实质是破坏两条单链之间的氢键,C项错误;得到的8个DNA分子中, 有2个为14N/15N,6个为15N/15N,故若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心, 则相应的条带含量比为13,D项正确。 答案:D 挑战创新 10.下图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙),请据图回答 下列问题。 甲 乙 (1)图甲为DNA的结构示意图,其基本骨架由 和 (填序号) 交替排列构成,为 。 (2)从图乙可看出,该过程是从 个起点开始复制的,从而 复 制速率;图中所示的酶为 酶,作用于图甲中的 (
12、填序号)。 (3)若用一个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,释放出300个子代噬菌 体,其中含有32P的噬菌体所占的比例是 。 (4)若图甲中的亲代DNA含有100个碱基对,将该DNA放在含有用32P标记的 脱氧核糖核苷酸培养液中复制一次,则子代DNA的相对分子质量比原来增 加 。 (5)若图乙中亲代DNA在复制时,一条链上的G变成了A,则该DNA经过n次复 制后,发生差错的DNA占DNA总数的 。 解析:(1)DNA的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成。图中的 是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧 核糖核苷酸。(2)分析图乙,该过程有多个复制起点,这样可
13、以大大提高复制 的速率。图中所示的酶使碱基对间的氢键(图甲中的)断裂,使DNA双链解 旋,应为解旋酶。(3)用32P标记的一个噬菌体侵染大肠杆菌,根据DNA半保留 复制的特点,则新形成的300个噬菌体中有2个含32P,占 。(4)亲代DNA含 有100个碱基对,在含有用32P标记的脱氧核糖核苷酸的培养液中复制一次形 成的子代DNA一条链含32P,一条链含31P,标记部分的脱氧核糖核苷酸比未标 记的相对分子质量增加1,因此相对分子质量增加100。(5)DNA复制时一条 链上的碱基发生突变,另一条链上的碱基不发生突变,以发生突变的单链为 模板复制形成的DNA都是异常的,以碱基没有发生突变的单链为模板合成 的DNA都是正常的,因此无论复制多少次,发生差错的DNA都占 。 答案:(1) 胞嘧啶脱氧核糖核苷酸 (2)多 提高 解旋 (3) (4)100 (5)
