内容正文:
专题13 DNA分子的复制和相关计算
【典例精讲】
典例1:用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在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分子占1/8
B.含有14N的DNA分子占7/8
C.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D.复制结果共产生16个DNA分子
典例2:如图为DNA复制的图解,rep蛋白是一种解旋酶。据图分析,下列表述错误的是( )
A.由图可知,DNA复制时随从链的复制不是完全连续的
B.DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链配对形成双链的作用
C.rep蛋白可以破坏磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键
D.正常情况下,该DNA分子会形成两个完全相同的DNA分子
【方法点拨】
1.细胞分裂过程中染色体的标记情况
(1)有丝分裂:若只复制一次,产生的子细胞染色体都带有标记,若复制两次,产生的子染色体只要一半带有标记。
(2)减数分裂:因减数分裂无细胞周期,DNA只复制一次,故产生的子染色体都带有标记。
2.DNA复制的相关计算
(1)将含有15N的DNA分子放在14N的培养基中连续复制n次,子代DNA共2n个,其中:
① 含有15N的DNA分子有2个,只含15N的DNA分子未0
② 含有14N的DNA分子为2n个,只含14N的DNA分子为2n-2个。
③ 脱氧核苷酸链共2n+1条,其中含有15N的脱氧核苷酸链为2条;含有14N的脱氧核苷酸链为2n+1-2条。
(2)DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数目
① 若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸数m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m×(2n-1)
② 第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m×2n-1
【题型训练】
1.某个DNA片段由500对碱基组成,G+C占碱基总数的34%,若该DNA片段复制1次,需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为( )
A.500 B.330 C.660 D.1000
2. DNA片段复制的情况如图所示,图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异,则下列说法不正确的是( )
A.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+T)/(G+C)的值与b中(A+T)/(G+C)的值相同
D.a中(A+G)/(T+C)的值与d中(A+G)/(T+C)的值一般不相同
3. 将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞,检测子细胞中的标记情况。下列推断正确的是( )
A.若进行有丝分裂,则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B.若进行减数分裂,则含32P染色体的子细胞比例一定为1
C.若子细胞中的染色体都含32P,则进行的一定是有丝分裂
D.若子细胞中的染色体不都含32P,则进行的一定是减数分裂
4. 我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是( )
A.“引子”的彻底水解产物有两种
B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA
C.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列
D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
【答案】
典例1:【答案】B
【解析】DNA复制为半保留复制,不管复制几次,最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链,故最终有2个子代DNA含15N,所以含有15N的DNA分子占1/8,A正确;由于DNA分子的复制是半保留复制,最终只有2个子代DNA各含1条15N链,1条14N链,其余DNA都含14N,故全部子代DNA都含14N,B错误;该DNA分子含200个碱基,其中有胞嘧啶60个,则腺嘌呤有40个,复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸的个数=(24-1)×40=600(个),C正确;复制4次后产生16个DNA分子,D正确。
典例2:【答案】C
【解析】由图可知,DNA复制时随从链的复制不是完全连续的,A正确;DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上,可防止DNA单链重新配对形成双链,B正确;rep蛋白是一种解旋酶,可以破坏碱基与碱基之间的氢键,不是破坏磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键,C错误;在复制过程中,遵循碱基互补配对原则,所以正常情况下,该DNA分子会形成两个完全相同的DNA分子,D正确。
【题型训练】
1.【答案】B
【解析】某个DNA片段由500对碱基组成,G+C占碱基总数的34%,那么A+T占碱基总数的66%,根据碱基互补配对原则,A=T=66%÷2=33%。则该DNA片段中A=T=500×2×