第3章 第3节 DNA的复制-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学必修2同步导学案配套PPT课件（人教版）多选

基因的本质 第3章　 第3节　DNA的复制   [目标导学]　1.运用假说—演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA如何通过半保留的方式进行复制。2.理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。   内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　DNA复制的过程 学习任务一　对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 课时作业 巩固提升 备选题库 教师独具 学习任务三　DNA复制中相关计算的规律方法 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 学习任务一 1．对DNA复制的推测 (1)半保留复制 ①提出者：______________。 ②假说内容 梳理 归纳教材知识 沃森和克里克　 氢键 两条单链 脱氧核苷酸　 碱基互补配对　 半保留复制 (2)全保留复制：DNA复制以____________为模板，子代DNA的双链都是________的。 DNA双链　 新合成 2．DNA半保留复制的实验证据 (1)实验方法：____________技术和离心技术。 (2)实验原理：只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 (3)实验假设：DNA分子以________的方式复制。 同位素标记 半保留 (4)实验结果预期：离心后应出现____条DNA带。 ①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 ②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。 ③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 三 (5)实验过程   (6)实验结论：DNA的复制是以__________的方式进行的。 半保留 [正误辨析] (1)克里克和沃森证明了DNA复制为半保留复制。(　　) (2)DNA半保留复制的实验用到了放射性同位素标记技术。(　　) (3)全保留复制的子代DNA的双链都是新合成的。(　　) × × √ 结合教材P54“证明DNA半保留复制”的实验，思考并回答下列有关问题。 (1)用铅笔在图中画出预期的结果 探究 要点合作突破 提示： (2)15N和14N具有放射性吗？本实验是根据同位素放射性的位置确定DNA条带的位置吗？ 提示：15N和14N都不具有放射性，所以本实验并不是根据同位素放射性的位置来确定DNA条带的位置。 (3)为什么用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，能得到含15N的大肠杆菌？ 提示：因为将大肠杆菌培养在含15NH4Cl的培养液中繁殖多代后，培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成含15N的四种脱氧核苷酸分子，作为DNA复制的直接原料，最终得到含15N的大肠杆菌。 (4)如果是全保留复制，实验结果预期会是怎样的？ 提示：如果是全保留复制，第一代的结果：一半的细胞中DNA是15N/15N－DNA，另一半的细胞中DNA是14N/14N－DNA；第二代的结果：1/4的细胞中DNA是15N/15N－DNA，3/4的细胞中DNA是14N/14N－DNA。 (5)事实上，第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？ 提示：排除了全保留复制的方式。 [归纳总结] 假说—演绎法分析DNA半保留复制的实验 (1)假说：DNA的复制是半保留复制。 (2)演绎推理 ①亲代大肠杆菌的DNA的两条链都被15N标记，DNA相对分子质量最大，离心时应该靠近试管的底部。 ②如果DNA两条链中都含有14N，那么DNA相对分子质量最小，离心时应该在试管的上部。 ③如果DNA两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么DNA在离心时应该在试管的中部。 (3)实验结果 ①亲代大肠杆菌的DNA带只有一条，位置靠近试管底部。 ②第一代细菌(DNA复制了一次)的DNA带只有一条，在试管中的位置居中。 ③第二代细菌(DNA复制了两次)的DNA有两条，在试管中的位置一条居中，另一条靠上。 (4)实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。 1．将DNA全部用15N进行标记的大肠杆菌置于含有14NH4Cl的普通培养液中，使大肠杆菌连续繁殖三代，利用离心技术检测DNA的离心位置，图中阴影是离心结果，则亲代、子一代、子二代、子三代DNA带依次是(　　) A．①②③④　　　　　　 B．③①④② C．①③②④ D．①②④③ 强化 题点对应训练 B 解析：据题意，亲代DNA为15N/15N－DNA，离心结果为③；子一代DNA为14N/15N－DNA，离心结果为①；子二代DNA为1/214N/14N－DNA、1/214N/15N－DNA，离心结果为④；子三代DNA为3/414N/14N－DNA、1/414N/15N－DNA，离心结果为②，B正确。 2．某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是(　　) D 解析：因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将分别进入不同的子代DNA分子中，A、B错误；第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，C错误，D正确。 DNA复制的过程 学习任务二 1．DNA复制的概念：以____________为模板合成____________的过程。 2．发生时期：在真核生物中，这一过程是在________________期，随着染色体的复制而完成的。 梳理 归纳教材知识 亲代DNA　 子代DNA 细胞分裂前的间 3．过程 解旋酶　 解开的每一条母链　 脱氧核苷酸　 DNA聚合酶 4．结果：一个DNA分子形成了两个__________的DNA分子。 5．特点：(1)______________；(2)________复制。 6．准确复制的原因 (1)DNA独特的________结构，为复制提供了精确的模板。 (2)通过______________，保证了复制能够准确地进行。 7．意义：DNA通过复制，将__________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了__________的连续性。 完全相同 边解旋边复制　 半保留 双螺旋 碱基互补配对 遗传信息　 遗传信息 [正误辨析] (1)所有的真核细胞内都能进行DNA复制。(　　) (2)DNA复制时，双螺旋的两条链全部解开后，才开始子链的合成。 (　　) (3)在DNA复制过程中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA水解为脱氧核苷酸。(　　) × × √ 为研究DNA分子复制机制，科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹，结果如图所示，思考回答下列问题。 探究 要点合作突破 (1)据图可知，DNA聚合酶使两条子链从5′端到3′端，还是从3′端到5′端进行合成？ 提示：从5′端到3′端进行。 (2)Rep可以破坏DNA双链之间的氢键吗？判断的依据是什么？ 提示：可以。由题干可知，Rep是DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，能驱动复制叉的移动，使得双链打开，故Rep可以破坏DNA双链之间的氢键。 (3)据图推测DNA结合蛋白的功能是_________________________。 (4)根据材料能否推断Rep驱动复制叉移动需要水解ATP提供能量？ 提示：DNA复制需要ATP提供能量，Rep驱动复制叉移动也需要水解ATP提供能量。 防止DNA单链重新形成双链 [归纳总结] 子链的延伸不都是连续的 细胞内所有的DNA聚合酶都只能催化子链从5′端→3′端的合成。因此，以3′端→5′端的母链为模板链时，DNA聚合酶从5′端→3′端的方向合成互补的子链。当以另一条链为模板时则不能连续合成子链。这时，DNA聚合酶会催化合成一段小的新链片段，这些小的片段叫作冈崎片段，最后由DNA连接酶(连接DNA片段的一种酶)把这些片段连接成子链。 1．DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持遗传信息的连续性。如图为DNA复制过程模式图，下列相关说法，正确的是(　　) A．复制时两条子链的延伸方向相反 B．该过程中只需要解旋酶 C．亲代DNA的双螺旋结构全部打开再复制 D．合成的两条子链的碱基序列可互补配对 强化 题点对应训练 D 解析：DNA双链是反向平行的，且子链的合成方向都是从5′端→3′端，因此复制时两条子链的延伸方向相同，A错误；该复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶，B错误；DNA分子复制过程是边解旋边复制，不需要把DNA双螺旋结构全部解旋开才开始复制，C错误；复制时合成的两条子链是分别以两条母链为模板合成的，故合成的两条子链可互补配对，D正确。 2．(多选)线粒体DNA(mtDNA)上有A、B两个复制起始区，当mtDNA复制时，A区首先被启动，以L链为模板合成H′链。当H′链合成了约2/3时，B区启动，以H链为模板合成L′链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如图所示。下列 有关叙述正确的是(　　) A．mtDNA分子中每个脱氧核糖都与一或两个磷酸相连 B．mtDNA的复制方式不符合半保留复制 C．复制完成后H′链中的嘌呤数与L′链中的嘧啶数一定相同 D．H链与L链的复制有时间差，当H′链全部合成时，L′链合成了1/3 CD 解析：mtDNA是环状DNA分子，没有游离的磷酸基团，每个脱氧核糖都与两个磷酸相连，A错误；mtDNA的复制方式是半保留复制，B错误；依据碱基互补配对原则和图示分析可知，复制完成后H′链和L′链在碱基序列上呈互补关系，因此复制完成后H′链中的嘌呤数(A、G)与L′链中的嘧啶数(T、C)一定相同，C正确；H′链合成约2/3时，启动合成新的L′链，所以当H′链完成复制的时候，L′链复制完成了约1/3，D正确。 [归纳拓展] DNA复制的起点和方向 (1)原核生物：单起点双向复制 (2)真核生物：多起点双向复制   在复制速率相同的前提下，图中DNA的3个复制起点中，最右侧起点最先开始复制，多起点双向复制提高了DNA复制的效率。 DNA复制中相关计算的规律方法 学习任务三 1．用15N标记的DNA分子，放入含14N的培养基中进行复制，当测得含有15N的DNA分子数为12.5%时，分析该DNA分子复制了几次？ 提示：4次。设含15N的DNA分子在含14N的培养基中复制n次，形成2n个DNA分子，其中含15N的DNA分子占2/2n，已知2/2n＝12.5%，则n＝4。 2．DNA复制n次与第n次复制各形成多少个DNA分子？ 提示：DNA复制n次形成2n个DNA分子，第n次复制形成2n-1个DNA分子。 探究 要点合作突破 [归纳总结] 假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下，据图总结规律： 1．DNA分子数 (1)子n代DNA分子总数为2n个。 (2)含15N的DNA分子数为2个。 (3)含14N的DNA分子数为2n个。 (4)只含15N的DNA分子数为0个。 (5)只含14N的DNA分子数为(2n－2)个。 2．脱氧核苷酸链数 (1)子代DNA中脱氧核苷酸链数＝2n+1条。 (2)亲代脱氧核苷酸链数＝2条。 (3)新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n+1－2)条。 3．消耗的脱氧核苷酸数 (1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。 (2)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·2n-1个。 1．一个双链均被32P标记的DNA置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是(　　) A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程 B．复制时在DNA聚合酶的催化下利用四种核糖核苷酸合成子链 C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7 D．子代DNA分子中含32P与含31P的分子数之比为1∶4 强化 题点对应训练 B 解析：DNA 分子的复制是边解旋边复制、半保留复制，A正确；复制时在DNA聚合酶的催化下利用四种游离的脱氧核苷酸为原料合成子链，B错误；由题意分析可知被32P标记的DNA单链是2条，含有31P的单链是2×8－2＝14条，因此子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7，C正确；子代DNA分子中含32P的DNA分子数是2个，含31P 的分子数是8个，二者之比是1∶4，D正确。 2．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的培养液中连续复制5次。下列有关判断错误的是(　　) A．含有15N的DNA分子有2个 B．只含有14N的DNA分子占15/16 C．复制过程中共需腺嘌呤脱氧核苷酸1 280个 D．第5次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸640个 C 解析：DNA分子进行半保留复制，无论经过几次复制，含有15N的DNA分子总是2个，A正确；复制5次共得到25＝32(个)DNA分子，只含有14N的DNA分子数为32－2＝30(个)，占15/16，B正确；该DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，则含有腺嘌呤(200－120)/2＝40(个)，复制过程中共需腺嘌呤脱氧核苷酸40×(25－1)＝1 240(个)，C错误；第5次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸40×(25－24)＝640(个)，D正确。 [易错提醒] DNA复制相关计算的3个易错点 (1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。 (2)在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。 (3)看清碱基的数目单位是“对”还是“个”，“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。 课堂小结 备选题库 教师独具 1．下列有关 DNA 复制的叙述，错误的是(　　) A．复制方式是半保留复制 B．需要DNA 聚合酶参与 C．碱基配对方式是A—T、C—G D．以A、T、G、C四种碱基为原料 2 3 1 4 D 5 解析：DNA分子复制方式是半保留复制，A正确；DNA复制需要DNA聚合酶的催化，B正确；DNA复制以母链为模板合成子链，碱基配对方式是A—T、C—G，C正确；DNA复制以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，D错误。 2 3 1 4 5 2．如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是 (　　)   A．DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸，酶②催化碱基对之间的连接 B．在复制过程中解旋和复制是同时进行的 C．解旋酶能使双链DNA解开，并且不需要消耗ATP D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子 2 3 1 4 5 B 解析：酶①是解旋酶，作用于氢键，酶②是DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸的连接，A错误；解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP提供的能量，C错误；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D错误。 2 3 1 4 5 3．如图表示DNA复制的过程，结合图示分析，下列有关叙述错误的是 (　　)   A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开 B．DNA的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反 C．从图示可知，DNA具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间 D．DNA的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 2 3 1 4 C 5 解析：复制过程首先需要解旋，解旋酶断开氢键，解开螺旋，形成两条模板链，A正确；DNA复制从起点开始双向复制，生成的两条子链的方向相反，B正确；虽然DNA具有多起点复制的特点，但图中所示每条链只沿一个起点在复制，C错误；DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段，D正确。 2 3 1 4 5 4．(多选)用一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个。下列叙述错误的是(　　) A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等 B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键 C．该噬菌体繁殖4次，子代中只有14个含有31P D．噬菌体DNA第4次复制共需要8(2m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸 2 3 1 4 CD 5 解析：噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，其DNA的复制及表达需要大肠杆菌提供原料、酶和ATP等，A正确；噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，则鸟嘌呤有n个，胸腺嘧啶＝腺嘌呤＝(m－n)个，因此氢键个数＝2(m－n)＋3n＝(2m＋n)个，B正确；噬菌体繁殖4次，子代噬菌体中有16个含31P，C错误；噬菌体DNA第4次复制共需要腺嘌呤脱氧核苷酸＝24-1(m－n)＝8(m－n)个，D错误。 2 3 1 4 5 5．图甲是关于DNA的两种复制方式。1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验(图乙)来验证DNA的复制方式。回答下列有关问题。 2 3 1 4 5 (1)要分析DNA的复制方式，首先需要通过同位素标记技术来区分亲代DNA与子代DNA。已知14N、15N是氮元素中两种相对原子质量不同的稳定同位素，不具有放射性，因此还需借助__________技术将大肠杆菌不同的DNA分离开，推测该技术能分离不同DNA依据的原理是________________________________________________________________________________________________________。 (2)请写出获得含15N大肠杆菌的过程：_____________________________ ________________。 (3)分析图乙，实验过程(a)步骤中提取15N的大肠杆菌DNA离心，其目的是________________________________________________，最早可根据___(填“b”或“c”)的离心结果确定DNA的复制方式为半保留复制。 2 3 1 4 5 离心 只含14N、只含15N、同时含14N15N的DNA的相对原子质量存在差异(或离心可将相对原子质量不同的物质分离) 将大肠杆菌在含15N的培养液中 培养若干代 检测含15N的DNA离心后在试管中的位置，作为对照 b 解析：(1)通过同位素标记技术可将亲代DNA与子代DNA区分开。由于14N、15N是稳定同位素，稳定同位素不具有放射性，因此无法通过检测放射性的有无来区分，但不同同位素的相对分子质量不同，可借助离心技术将不同的DNA分离开。 (2)将大肠杆菌在含15N的培养液中培养若干代，这样大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的。 2 3 1 4 5 (3)提取含15N的大肠杆菌DNA离心，其目的是检测含15N的DNA离心后在试管中的位置，以便于与复制后的DNA作为对照。若为全保留复制，则b(繁殖一代)的结果应为两条带：一条重带、一条轻带，故最早可根据b的离心结果确定DNA的复制方式为半保留复制。 2 3 1 4 5 课时作业 巩固提升 [基础巩固练] 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，错误的是(　　) A．DNA复制时，双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂 B．以解开的两条单链为模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上 C．新形成的DNA分子由一条模板单链和一条新链组成 D．新形成的两个DNA分子分别由两条母链、两条子链结合而成 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：DNA复制时，双链解旋，互补的碱基之间的氢键断裂，A正确；以解开的两条单链为模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上，B正确；新形成的DNA分子由一条模板母链和一条新的子链组成，C正确，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 2．用假说—演绎法进行DNA复制的研究时，将14N标记的大肠杆菌放在含有15N的培养基中培养，使其分裂2次。下列叙述错误的是(　　) A．如果是全保留复制，子一代DNA分子1/2分布在轻带，1/2分布在重带 B．如果是全保留复制，子二代DNA分子1/4分布在轻带，3/4分布在重带 C．如果是半保留复制，子一代DNA分子1/2分布在中带，1/2分布在重带 D．如果是半保留复制，子二代DNA分子1/2分布在中带，1/2分布在重带 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：如果是全保留复制，子一代2个DNA分子，1个只含有14N，1个只含有15N，故有1/2分布在轻带，1/2分布在重带，A正确；如果是全保留复制，子二代4个DNA分子，1个只含有14N，3个只含有15N，故1/4分布在轻带，3/4分布在重带，B正确；如果是半保留复制，子一代2个DNA分子都是一条链含14N，另一条链含15N，都分布在中带，C错误；如果是半保留复制，子二代4个DNA分子，2个是一条链含14N，另一条链含15N，分布在中带，另外2个是只含15N分布在重带，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 3．科学家以大肠杆菌为实验材料，设计如下的巧妙实验：①在含15N的培养液中培养大肠杆菌若干代，使其DNA均被15N标记，离心结果如图Ⅰ；②转至含14N的培养液继续培养；③取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。某生物小组绘制可能出现的结果图Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。下列有关叙述错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A．培养液的pH、溶液浓度等理化性质会影响大肠杆菌繁殖一代所需时间 B．本实验使用的研究方法有同位素标记法、离心法 C．图Ⅱ可表示转入含14N的培养液中繁殖的第二代 D．图Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ能证明DNA复制的方式是半保留复制 答案：C 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：培养液的pH、溶液浓度等理化性质会影响大肠杆菌繁殖一代所需时间，A正确；本实验使用的研究方法有同位素标记法、离心法，B正确；转入含14N的培养液中繁殖的第二代，得到4个DNA分子，其中2个DNA分子的两条链均为14N，另外2个DNA分子一条链为14N，一条链为15N，故图Ⅳ可表示转入含14N的培养液中繁殖的第二代，C错误；图Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ根据DNA条带的位置能证明DNA复制的方式是半保留复制，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 4．下列有关DNA复制的叙述，错误的是(　　) A．DNA复制可发生在真核细胞有丝分裂前的间期 B．DNA复制时所需要的原料是脱氧核苷酸，且消耗ATP C．DNA复制时，以DNA的一条链作为模板先后合成两条子链 D．DNA通过复制保持了亲代和子代细胞中遗传信息的连续性 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：在真核生物中，DNA复制是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的，A正确；复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，然后，DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链，B正确，C错误；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，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 5．下列关于真核细胞DNA复制的说法，正确的是(　　) A．DNA复制过程中由3′端向5′端延伸子链 B．DNA复制时，解旋酶和DNA聚合酶不能同时发挥作用 C．若DNA中部分A—T被G—C替换，解旋时会消耗更多ATP D．DNA分子在解旋酶的作用下，先完成解旋再进行复制 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：DNA复制过程中由5′端向3′端延伸子链，A错误；DNA复制时，边解旋边复制，解旋酶和DNA聚合酶可同时发挥作用，B错误；若DNA中部分A—T被G—C替换，解旋时会消耗更多ATP，因为G—C碱基对之间有三个氢键，而A—T碱基对之间有两个氢键，C正确；真核细胞中，DNA复制是边解旋边复制，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 6．真核细胞中DNA复制如图所示，下列叙述错误的是(　　)   A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成 B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代 C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化 D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成，提高复制效率，A正确；DNA复制为半保留复制，每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代，B正确；解旋酶破坏碱基对间的氢键，使DNA双链解旋，而氢键的形成不需要酶的催化，C错误；碱基对之间严格的碱基互补配对原则，保证了遗传信息准确地从亲代DNA传向子代DNA，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 7．下列有关 DNA 复制的叙述，错误的是(　　) A．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则和精确的模板 B．DNA 复制具有边解旋边复制、半保留复制等特点 C．复制后的一对同源染色体中含有 4 条脱氧核苷酸链 D．DNA 通过复制，保持了亲代和子代遗传信息的连续性 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：复制后的一对同源染色体中含有4条染色单体、4个DNA分子、8条脱氧核苷酸链，C错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 8．DNA分子片段复制情况如图所示，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(　　)   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＋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 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：由题意可知，a和d的碱基序列互补，a和b的碱基序列互补，c和d的碱基序列互补，所以b和c的碱基序列互补，A正确；b和d的碱基序列相同，a和c的碱基序列相同，B错误；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，C正确；由于a和b的碱基序列互补，且A与T配对，C与G配对，因此二者中(A＋T)/(G＋C)的值相同，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 [素能培优练] 9．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在细胞分裂前的间期发挥作用 B．RLF的失活发生在细胞分裂前的间期 C．RLF是在核糖体上合成的 D．DNA重新获取RLF发生在间期DNA复制前 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：在细胞周期中，DNA复制发生在细胞分裂前的间期，而RLF在真核细胞中参与启动DNA复制，故RLF在细胞分裂前的间期发挥作用，A正确；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细胞分裂前的间期，故RLF的失活发生在细胞分裂前的间期，B正确；RLF是一种蛋白质分子，蛋白质是在核糖体上合成的，C正确；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，即DNA重新获取RLF发生在DNA复制后，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 10．腺病毒DNA复制过程中先从一端启动 一条新链合成，以此取代原来在双链中配 对的DNA链。新链复制完成后，被替换的 链会作为一条游离的单链被释放，随后它 会被独立复制，具体过程见图。下列相关叙述错误的是(　　) A．腺病毒DNA的复制遵循碱基互补配对原则 B．腺病毒DNA的两条链不是同时进行复制的 C．腺病毒DNA的复制过程以半保留方式进行 D．腺病毒子代DNA存在链状和环状两种形态 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：由图可知，腺病毒的DNA复制遵 循碱基互补配对原则，A正确；腺病毒 DNA复制过程中先从一端启动一条新链 合成，新链复制完成后，另外一条母链 才会被独立复制，因此腺病毒DNA的两条链不是同时进行复制的，B正确；腺病毒DNA的复制过程以半保留方式进行，每条子链与其对应的母链形成一个新的DNA，C正确；据图可知，被替换的单链暂时形成环状结构，复制时仍然是以链状形态存在，形成的腺病毒子代DNA也均以链状形态存在，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 11．(多选)M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14   A．M13噬菌体的遗传物质中不含核糖，也不含游离的磷酸基团 B．SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 C.过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNA D．M13噬菌体DNA的碱基中嘌呤数和嘧啶数一定相等 答案：CD 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：M13噬菌体的DNA是环状DNA分子， 环状 DNA分子不含游离的磷酸基团，不含 有核糖，含有脱氧核糖，A正确；SSB是单 链DNA结合蛋白，由图可知，SSB的作用是 防止解开的两条单链重新形成双链，利于 DNA复制，B正确；据题图和题意可知，M13 噬菌体 DNA是一种单链DNA，进入大肠杆菌后先合成为复制型双链 DNA，再进行滚环复制，滚环复制后可形成一个单链DNA和一个复制型 DNA，其中的单链DNA是最初的单链DNA，C错误；M13噬菌体的DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA，没有进行碱基互补配对，所以M13噬菌体DNA的碱基中嘌呤数和嘧啶数不一定相等，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 12．(多选)假设一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，将其置于只含有31P的环境中复制3次。下列叙述正确的是(　 　) A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104 B．子代DNA分子平均相对分子质量与亲代相比减少3.75×103 C．子代DNA分子中含32P的脱氧核苷酸单链与含31P的脱氧核苷酸单链之比为1∶7 D．复制过程中需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 ACD 解析：根据题干信息分析可知，DNA中A＝T＝2 000，C＝G＝3 000，A、T碱基对之间有2个氢键，G、C碱基对之间有3个氢键，因此该DNA分子中含有氢键的数目为2 000×2＋3 000×3＝1.3×104，A正确；亲代DNA中的磷元素全为32P，复制3次后，共形成8个DNA分子，其中有2个DNA分子的一条链只含32P、另一条链只含31P，其相对分子质量比原来减少了5 000；另6个DNA分子的两条链都只含31P，其相对分子质量比原来减少了10 000，则子代DNA的相对分子质量平均比亲代DNA减少 (5 000×2＋10 000×6)÷8＝8 750，B错误；由题意可知，被32P标记的DNA单链是2条，含有31P的单链是2×8－2＝14(条)，因此子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7，C正确；复制过程需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3 000×(8－1)＝2.1×104(个)，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 13．科学家曾对DNA的复制提出两种假说：全保留复制和半保留复制。以下是探究DNA复制机制的两个实验，请分析并回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 实验一：从含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100 ℃条件下进行热变性处理，即解开双螺旋，变成单链，然后进行离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。 实验二：将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA)。将F1DNA热变性处理后进行离心，离心管中出现的两个条带对应图b中的两个峰。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (1)热变性处理破坏了DNA分子中的__________。 (2)根据图a、图b中条带的数目和位置，能否判断DNA的复制方式是“全保留复制”还是“半保留复制”？__________，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。 (3)研究人员发现，若实验二中提取的F1DNA不做热变性处理，将其直接进行离心，则离心管中只出现一个条带，据此分析DNA的复制方式是__________。 (4)研究人员继续研究发现，将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA，经实验二的相关处理后，离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比值为7∶1，则大肠杆菌的分裂周期为________h。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 氢键 不能 因为无论是DNA全保留复制还是半保留复制，经热变性处理变成单链后都能得到相同的实验结果 半保留复制 8 解析：(1)热变性处理导致DNA分子中碱基对之间的氢键发生断裂，形成两条DNA单链。 (2)无论是DNA全保留复制还是半保留复制，经热变性后都会在离心管中得到两条14N链和两条15N链，即都会得到两个条带，一条为14N条带，另一条为15N条带，无法区分复制方式。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (3)将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA链均含14N。根据半保留复制的特点，第一代的2个DNA(F1DNA)分子都应一条链含15N，一条链含14N。若为全保留复制，则双链的F1DNA，1个DNA分子是两条链都含14N，1个DNA分子是两条链都含15N，离心结果有2个条带，1个14N条带，1个15N条带，而本实验双链的F1DNA离心结果只有一个条带，排除“全保留复制”。 从含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，即一个2条链15N的DNA分子和一个2 条链都是14N的DNA分子，混合后放在100 ℃条件下进行热变性处理，然后进行离心，应该含有2个条带，1个14N条带，1个15N条带，如图a；将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA链均含14N。根据半保留复制的特点，第一代的2个DNA分子都应一条链含15N，一条链含14N，如图b，图b与图a中两个峰的位置相同，支持“半保留复制”。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (4)由题意可知经实验二的相关处理后，离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比值为7∶1，含15N的链为母链，有2条，则含14N的链有14条，则24 h内得到了8个子代DNA分子，说明24 h分裂了3次，故大肠杆菌的分裂周期为8 h。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 14．细胞生物都以DNA作为遗传物质，这是细胞具有统一性的证据之一。DNA可以像指纹一样用来识别身份，在刑侦、医疗等方面用来鉴定个人身份、亲子关系。图1表示某亲子鉴定的结果，其中A、B之一为孩子的生物学父亲。回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (1)DNA指纹技术能用来确认不同人的身份，其原理是______________。据图1分析，孩子的生物学父亲是____(填字母)。 (2)如图为真核生物DNA发生的相关生理过程(图2、3)，据图回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 ①DNA的复制能准确进行的原因是________________________(答出2点即可)。 ②完成图2过程，除图中给出的条件外，还需要的条件有____________(至少答出2点)。复制完成后，甲、乙在_______(填细胞分裂时期)分开。 ③哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长，预测复制完成至少需要8 h，而实际上只需约6 h。根据图3分析，最可能的原因是______________________________________________________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 答案：(1)不同的个体具有不同的DNA序列　B (2)①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基之间遵循碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行 ②能量、原料　有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期 ③DNA复制是多个起点双向复制 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：(1)DNA指纹技术能用来确认不同人的身份，是因为DNA具有特异性，这种特性是由碱基特定的排列顺序决定的。据图1分析，孩子的两条条带，其中上面一条来自母亲，下面一条与B相同，因此其生物学父亲是B。 (2)①DNA复制是以亲代DNA分子的两条链作为模板合成子代DNA的过程，由于DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基之间遵循碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 ②酶2为DNA聚合酶，以4种脱氧核苷酸为原料合成子链。完成图2中DNA复制还需要的条件有能量、原料等。DNA复制发生在分裂间期，复制完成的2个DNA在1条染色体的两条姐妹染色单体上，因此在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期时这2个DNA分开。 ③分析图3的方式可知，图中有3个复制起点，即真核细胞中DNA复制是多个起点、双向复制，故能缩短DNA复制的时间。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 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