第3章 第3节 DNA的复制-【名师导航】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（人教版）

该高中生物学课件聚焦DNA的复制，系统梳理复制方式的推测、半保留复制的实验证据及复制过程，通过假说引入实验，衔接DNA结构知识，为遗传信息传递搭建学习支架。 其亮点在于依托同位素标记和密度梯度离心实验，运用假说-演绎法培养科学思维，结合实验结果分析与复制过程模型提升探究实践能力。练习题巩固计算与判断，助力学生理解机制，教师可高效开展教学。

第3节　DNA的复制 概述DNA分子通过半保留方式进行复制。 知识点1　对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 1．对DNA复制的推测 (1)半保留复制 ①提出者：沃森和克里克。 ②假说内容：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。 ③结果：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。 (2)全保留复制 DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 2．DNA半保留复制的实验证据 (1)实验方法：运用同位素标记技术和离心技术。 (2)实验材料：大肠杆菌。 (3)实验原理：离心后的条带15N/15N-DNA、14N/14N-DNA、15N/14N-DNA分别分布于离心管的下部、上部、中部。 (4)实验过程 (5)实验结果 ①提取亲代DNA→离心→位置靠近试管底部。 ②繁殖一代后，提取DNA→离心→位置居中。 ③繁殖两代后，提取DNA→离心→一条带位置居中，另一条带的位置更靠上。 (6)实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 [提醒] (1)本实验所用15N为无放射性同位素，不能通过检测放射性获取实验结果，只能依据15N和14N DNA的相对分子质量区分。 (2)本实验所用离心技术为密度梯度离心，其原理为用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。不同于分离细胞器所用的差速离心法。 1．证明DNA复制方式的实验只能用同位素标记N。 (　　) 2．在证明DNA复制方式的实验中，从第一代开始的细菌DNA分子中至少有一条链含 14N。 (　　) 3．DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。 (　　) 提示：1．×　DNA的组成元素有C、H、O、N、P，这几种元素都有同位素，所以标记任何一种元素都可以。 2．√　3．√ 探究DNA的复制方式 科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(复制完成后，亲代DNA双链被切成片段后，分散进入子代复制品的每条链中)，如图所示。 请据图回答下列问题： 1．可以用同位素标记技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链。通过对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。 2．若DNA复制的方式是全保留复制，请你预期实验结果并完善表格： 大肠杆菌 DNA在离心管中的位置及比例 DNA分子所含N的类型 亲代 下部，100% 15N/15N-DNA 第一代 下部50%，上部50% 15N/15N-DNA、14N/14N-DNA 第二代 下部25%，上部75% 15N/15N-DNA、14N/14N-DNA 3．若DNA复制的方式是分散复制，则第一代和第二代出现条带的数量及位置如何？ 提示：第一代只出现1条中带，第二代只出现1条位于中带和轻带之间的条带。 4．科学家的实验结果显示第一代只出现一条中带，这个结果排除了哪种复制方式？ 提示：排除了全保留的复制方式。 5．科学家的实验结果显示第二代出现了一条中带和一条轻带，这个结果可以进一步将哪种复制方式排除掉？ 提示：排除了分散复制的方式。 1．(链接P54思考·讨论)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结果图Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。下列有关叙述错误的是(　　) 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的时间 B．本实验使用的研究方法有同位素标记法、密度梯度离心法 C．图Ⅱ可表示转入含l4N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 C　[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的时间，A正确；本实验使用的研究方法有同位素标记法、密度梯度离心法，B正确；转入含l4N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l4N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．研究人员将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链：然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法错误的是(　　) A．由结果可推知DNA在24 h内复制3次 B．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键 C．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式为半保留复制 D．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条带 C　[由于14N单链∶15N单链＝1∶7且最初应该有两个含有14N的单链，推出DNA分子有8个，复制了3次，A正确；DNA分子双链之间的碱基按照互补配对原则配对且形成氢键，解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键，B正确；将DNA解开双螺旋，变成单链，根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，但无法判断DNA的复制方式，C错误；DNA复制3次，有2个DNA是含15N和14N的中带，有6个DNA都是含15N的重带，共两条条带，D正确。] 知识点2　DNA复制的过程 1．DNA复制：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 2．发生时期：在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。 3．过程 4．结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。 5．特点 (1)过程：边解旋边复制。 (2)结果：半保留复制。 1．(P55图3-10)DNA复制过程中一条子链的延伸是连续的，另一条子链的延伸是不连续的，这种复制特点称为半不连续复制。 2．(P56拓展应用T2)果蝇DNA复制时可以观察到多个大小不等的复制泡，说明DNA的复制是从多个起点非同步进行的。 6．准确复制的原因 (1)DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。 (2)通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 7．意义：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。 DNA的子链是朝着哪个方向延伸的？ 提示：根据教材P55“图3-10”可知，DNA的两条子链均是朝着3′端延伸的。 1．真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中。 (　　) 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．解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键。 (　　) 4．DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板。 (　　) 提示：1．×　也可以发生在线粒体、叶绿体中。 2．×　DNA复制是一个边解旋边复制的过程。 3．×　DNA聚合酶作用部位为磷酸二酯键。 4．√ 分析DNA复制的特点和相关计算 1．下列为原核生物与真核生物DNA复制的有关图示，据图分析以下问题。 (1)从DNA复制的起点和方向角度分析，原核生物DNA复制的特点是单起点双向复制，真核生物的DNA复制特点是多起点双向复制。 (2)在复制速率相同的前提下，图中真核生物的DNA是从右边开始复制的，这种复制方式的意义是提高了DNA复制的效率。 2．与DNA复制相关的计算 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： (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．(链接P55图3-10)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。下图为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．该过程中需要解旋酶和RNA聚合酶 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 D　[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双螺旋结构全部打开再复制，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。] 2．一个双链均被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 B　[DNA分子的复制是边解旋边复制、且是半保留复制，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糖核苷酸为原料合成子链，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；子代DNA分子中含32 P的DNA分子数是2个，含31 P 的分子数是8个，二者之比是1∶4，D正确。] 1．DNA的复制：指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 2．DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸为原料以及酶和能量。 3．DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。 4．DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 5．DNA通过复制，保持了遗传信息的连续性。 1．科学家将DNA双链被15N标记的大肠杆菌接种到含14NH4Cl的普通培养液中培养，繁殖两代后提取DNA并离心，试管中(　　) A．只出现15N/14N-DNA带 B．出现15N/14N-DNA带和14N/14N-DNA带 C．只出现15N/15N-DNA带 D．出现15N/15N-DNA带和14N/14N-DNA带 B　[根据题干分析，DNA双链均被15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中，繁殖两代，其中子一代大肠杆菌的DNA分子共2个，均为1条链含14N、1条链含15N；子二代大肠杆菌的DNA分子共4个，其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，另外2个DNA分子为2条链均含14N，因此试管中出现15N/14N-DNA带和14N/14N-DNA带，B正确。] 2．用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将其放入含14N的培养基上连续繁殖4代，图中(注：a：只含15N；b：同时含14N和15N；c：只含14N。)三种DNA分子的比例正确的是(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D D　[DNA由两条单链构成，DNA复制的特点是半保留复制，用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将其放入含14N的培养基上，复制一次后所有DNA均只有一条单链为15N、一条单链为14N。假定原来只有一个DNA分子，经过四代繁殖，会形成16个DNA分子，最初的具有15N同位素标记的两条单链会分配到2个DNA分子中，其余DNA都只有14N，即2个DNA分子同时含有15N和14N，14个DNA分子只含有14N，D正确。] 3．某DNA分子中碱基(A＋T)/(G＋C)＝0.4，下图为该DNA分子复制示意图。下列叙述错误的是(　　) A．酶1为解旋酶，作用于氢键，该过程需要消耗能量 B．复制形成的两条子链中碱基(A＋T)/(G＋C)＝ 2.5 C．DNA子链的延伸方向为5′→3′，后随链合成是不连续的 D．由图可知DNA复制具有半保留复制、边解旋边复制等特点 B　[酶1为解旋酶，作用于氢键，使DNA双链解开，该过程需要消耗能量，A正确；DNA复制遵循碱基互补配对原则，子链与模板链的碱基互补，已知某DNA分子中碱基(A＋T)/(G＋C)＝0.4，则复制形成的两条子链中碱基(A＋T)/(G＋C)的值也应为0.4，B错误；复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′端往5′端方向移动，DNA子链的延伸方向为5′→3′，据图可知，后随链合成是不连续的，C正确；由图可知DNA复制具有半保留复制(新形成的每个DNA都有一条链来自模板)、边解旋边复制等特点，D正确。] 4．(不定项)如图为某含有5 000个碱基对的DNA复制示意图。该DNA中含有腺嘌呤1 200个，复制泡是DNA正在复制的部分，复制叉是尚未解开螺旋的亲代双链DNA同新合成的两个子代DNA交界处，下列相关叙述正确的是(　　) A．图中DNA复制叉和复制泡产生于细胞分裂前的间期 B．多个复制泡的存在说明DNA多起点复制，可提高复制效率 C．该DNA分子中嘌呤之间的氢键数比嘧啶之间的氢键数少 D．该DNA分子第三次复制时，消耗鸟嘌呤的数量是15 200个 ABD　[图中DNA复制叉和复制泡是DNA复制过程中产生的，而DNA复制发生在分裂间期，因此图示的结构产生于细胞分裂前的间期，A正确；多个复制泡的存在说明DNA复制表现为多起点复制，进而可提高复制效率，B正确；DNA分子中的氢键产生于嘌呤和嘧啶碱基之间，因而不能说DNA分子中嘌呤之间的氢键数比嘧啶之间的氢键数少，C错误；某DNA含有5 000个碱基对，且含有腺嘌呤1 200个，DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，等于碱基总数的50%，因此该DNA分子中含鸟嘌呤的数目为3 800，则该DNA分子第三次复制时，相当于新合成4个DNA分子，则消耗鸟嘌呤的数量是3 800×4＝15 200个，D正确。] 5．甲图中DNA分子有α和β两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题： (1)甲图中，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，该过程在绿色植物根尖分生区细胞中进行的场所有________________。 (2)指出乙图③中的子链是________。 (3)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有____________的特点。 (4)已知原来DNA中有100个碱基对，其中A有40个，则复制4次，在复制过程中将需要________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加。 (5)一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，则含14N的DNA分子占总数的________，含15N的DNA分子占总数的________，只含14N的DNA分子占总数的________，只含15N的DNA分子占总数的________。 [解析]　(1)甲图中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，DNA复制过程中需要用到解旋酶(使双链解开)和DNA聚合酶(将脱氧核苷酸聚合成核苷酸链)，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是解旋酶，B是DNA聚合酶，该过程(复制)在绿色植物根尖分生区细胞(有线粒体，无叶绿体)中进行的场所有细胞核和线粒体。(2)DNA复制时，DNA解螺旋，分别以DNA的两条链为模板按照碱基互补配对原则合成新的子链，乙图中③中的子链是Ⅱ和Ⅲ链。(3)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有半保留复制的特点。(4)DNA双链中，A与T配对，且数目相等，G与C配对，且数目相等，已知原来DNA中有100个碱基对，其中A有40个，故C有(100×2－40×2)÷2＝60，故复制4次，在复制过程中将需要(24－1)×60＝900个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加。(5)一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，会得到24即16个DNA分子，DNA的复制需要以含14N的4种脱氧核苷酸为原料合成新的子链，DNA的复制具有半保留复制的特点，故所有的DNA分子中均含有14N，故含14N的DNA分子占总数的100%；含15N的DNA分子有2个，占总数的2/16即1/8；只含14N的DNA分子占总数的(16－2)/16即7/8；只含15N的DNA分子是不存在的，即只含15N的DNA分子占总数的0。 [答案]　(1)解旋　DNA聚合　细胞核、线粒体　(2)Ⅱ、Ⅲ　(3)半保留复制　(4)900　(5)1(或100%)　1/8　7/8　0 课时分层作业(12)　DNA的复制 题组一　DNA半保留复制的实验证据 1．科学家将15N标记的大肠杆菌置于以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养若干代(至少一代)，然后提取DNA进行密度梯度离心，已知15N/15N-DNA离心后为重带，15N/14N-DNA离心后为中带，14N/14N-DNA离心后为轻带。离心后的DNA分子在试管中的位置可能是(　　) A．①② B．①④ C．②③ D．③④ B　[将15N标记的大肠杆菌置于以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养，若培养一代，则全为15N/14N-DNA，即结果④；若至少培养两代，则部分为 15N/14N-DNA，部分为14N/14N-DNA，即结果①。A、C、D错误，B正确。] 2．15N和14N是氮元素的两种同位素，这两种同位素的相对原子质量不同。科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，然后将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。下列相关叙述错误的是(　　) A．该实验探究选择的科学方法为假说—演绎法 B．离心后通过观察放射性的含量和位置来观察子代DNA的分布情况 C．若转移培养后的第一代只出现了一条居中的DNA条带，这个结果首先排除了DNA的全保留复制方式 D．假设DNA是半保留复制，将转移后培养的第二代细菌的DNA离心后试管中将出现两条带，一条带位置居中，另一条带位置更靠上 B　[探究DNA复制的方法为假说—演绎法，根据实验结果证明DNA的复制方式是半保留复制，A正确；15N不具有放射性，结果是通过观察DNA的相对位置来区分不同DNA的，15N/15N-DNA、15N/14N-DNA、 14N/14N-DNA依次分布在重带、中带、轻带，B错误；若转移培养后的第一代只出现了一条居中的DNA条带，即均为15N/14N-DNA，说明DNA的复制方式不是全保留复制，否则会出现重带即15N/15N-DNA，C正确；假设DNA是半保留复制，将亲代大肠杆菌(15N/15N-DNA)在含14N的培养液中连续培养二代(复制了二次)，在第二代大肠杆菌提取的DNA中含15N的链有2个，该代一共4个DNA分子，2个DNA是15N/14N-DNA，为杂合链，2个DNA是 14N/14N-DNA，分别分布在中带和轻带，故两条条带一条居中，一条更靠上，D正确。] 题组二　DNA复制的过程 3．DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于真核细胞中DNA复制的叙述，正确的是(　　) A．复制场所主要在细胞质中进行 B．在全部解旋之后才开始碱基配对 C．DNA复制方式为半保留复制 D．1个DNA分子复制一次产生4个DNA分子 C　[真核细胞中DNA复制场所主要在细胞核中进行，A错误；DNA复制是边解旋边复制，B错误；DNA复制产生的子代DNA分子中，一条为母链，一条为子链，其复制方式是半保留复制，C正确；1个DNA分子复制一次产生2个DNA分子，D错误。] 4．正常情况下，DNA分子在细胞内复制时，双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对，使DNA呈伸展状态，且SSB在复制过程中可以重复利用。下列与SSB功能相关的推测，合理的是(　　) A．SSB与单链的结合将不利于DNA复制 B．SSB与DNA单链既可以结合也可以分开 C．SSB是一种解开DNA双螺旋的解旋酶 D．SSB与单链结合遵循碱基互补配对原则 B　[分析题意，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对，使DNA呈伸展状态，由此可知，SSB与单链的结合将利于DNA复制，A错误；分析题意，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对，使DNA呈伸展状态，且SSB在复制过程中可以重复利用，由此可知，SSB与DNA单链既可以结合也可以分开，B正确；根据题干中“双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合”，说明SSB不是一种解开DNA双螺旋的解旋酶，C错误；根据题干信息可知，SSB是一种DNA结合蛋白，故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则，D错误。] 5．某DNA分子中，共有碱基对m个，其中一条链中腺嘌呤占该链的20%，整个DNA分子中腺嘌呤占比25%。该DNA分子在第4次复制过程中，一个DNA分子的一条链中碱基A突变为碱基G，其他链的碱基未发生改变，下列叙述错误的是(　　) A．该DNA分子另一条链中，腺嘌呤占该链的30% B．碱基突变之前，该DNA片段复制3次，共需要消耗游离的腺嘌呤4m个 C．突变后的DNA分子热稳定性增强 D．发生突变的DNA分子经过n次复制产生的子代DNA中，突变位点为G—C的DNA占1/2 B　[整个DNA分子中腺嘌呤(A)占比是25%，则整个DNA分子中的胸腺嘧啶(T)占比是25%，则整个DNA分子中(A＋T)占比是50%，由于整个DNA分子中(A＋T)占比和单链中两者的占比相同，一条链中腺嘌呤占该链的20%，则该链中胸腺嘧啶T＝50%－20%＝30%，该DNA分子另一条链中，腺嘌呤与该链的胸腺嘧啶相等，比例是30%，A正确；该DNA分子中共有碱基对m个，即2m个碱基，DNA中腺嘌呤占25%，有腺嘌呤m/2个，碱基突变之前，该DNA片段复制3次，共需要消耗游离的腺嘌呤(23－1)×m/2＝3.5m个，B错误；DNA分子中A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，一个DNA分子的一条链中碱基A突变为碱基G，突变后的DNA分子热稳定性增强，C正确；一个DNA分子的一条链中碱基A突变为碱基G，即出错后的DNA片段一条链发生了变化，另一条链并未发生变化，所以复制n次，变化的DNA和未改变的DNA各占一半，突变位点为G—C的DNA占 1/2, D正确。] 6．如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA 连接酶连接。一个15N 标记的双链DNA 片段含有500个碱基对，其中胞嘧啶有150个，提供含14N 的脱氧核苷酸，共进行4次复制。下列说法错误的是(　　) A．真核生物 DNA 复制的场所有细胞核和细胞质 B．复制时共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸2 450个 C．产生的含15N 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的1/8 D．阻断DNA连接酶的活性，会出现短片段子链的积累 B　[真核生物 DNA 复制的场所主要是细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也可发生，A正确；一个DNA分子含有500个碱基对，即1 000个脱氧核苷酸，其中胞嘧啶有150个，则该DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸＝(1 000－150×2)÷2＝350个，该DNA分子连续复制4次后共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸＝350×(24－1)＝5 250个，B错误；子代DNA分子中含有15N的DNA分子有2个，经过4次复制，子代DNA分子有16个，故子代DNA分子中含有15N标记的DNA分子占全部DNA分子的比例为2/16＝1/8，C正确；由题图分析可知，延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接，因此，若阻断DNA连接酶的活性，则会导致短片段无法连接，会出现短片段子链的积累，D正确。] 7．(不定项)DNA复制过程中实际所需的原料是dNTP，其中d表示脱氧，N表示碱基，T表示3个，P表示磷酸基团，其结构如下图所示。合成子链的过程中，与模板链互补配对的dNTP脱去1个焦磷酸(2个磷酸分子组成)后，连接到子链的一端。下列说法正确的是(　　) A．①②③表示3个磷酸基团，④表示脱氧核糖，⑤表示4种含氮碱基 B．该复制过程中DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′ C．若用32P标记新合成的DNA分子，则带有32P的磷酸基团应在dNTP的③位上 D．④的3′碳原子上羟基脱氧形成双脱氧核苷酸(ddNTP)，不会影响DNA的复制 ABC　[根据题意，DNA复制过程中实际所需的原料是dNTP，其中d表示脱氧，N表示碱基，T表示3个，P表示磷酸基团，则图中①②③为磷酸基团，④为脱氧核糖，⑤为含氮碱基，作为构成DNA的原料，那么含氮碱基包括A、T、C、G 4种，A正确；DNA复制过程中，在DNA聚合酶的催化作用下，将一个个的脱氧核苷酸连接形成磷酸二酯键，使子链延伸，但是DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′，B正确；根据题意，合成子链的过程中，与模板链互补配对的dNTP脱去1个焦磷酸(2个磷酸分子组成)后，连接到子链的一端，因此P出现在与脱氧核糖连接的磷酸基团③中，若用 32P 标记新合成的DNA分子，那么dNTP脱掉两个磷酸基团①②后成为合成DNA的原料，则带有32P的磷酸基团应在dNTP的③位上，C正确；④的3′碳原子上羟基脱氧形成双脱氧核苷酸(ddNTP)，作为原料一旦被用于合成DNA，那么无法形成磷酸二酯键，则DNA片段延伸终止，因此会影响DNA的复制，D错误。] 8．(15分)洋葱根尖分生区某细胞内的某种生理过程如图1，图中甲、乙、丙均表示 DNA 分子，a、b、c、d均表示DNA的一条链，A、B表示相关酶。回答下列问题。 (1)DNA的基本骨架是由___________________构成的，排列在外侧，图1过程发生在洋葱根尖细胞的_________________(填场所)，其中乙、丙分开的时期为____________。 (2)若一个DNA分子含有1 800个碱基，其中鸟嘌呤占20%，则该DNA复制2次后共需要________个腺嘌呤。 (3)梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术证明了DNA是半保留复制。选用含有15NH4Cl 的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲代，然后，将大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代。提取大肠杆菌的DNA并进行离心，图2是设想的几种可能的离心结果。下列分析正确的是________(单选)。 A．密度梯度离心依据DNA分子大小使其分离 B．通过测定放射性强度最终确定DNA复制的方式 C．若DNA为全保留复制，则离心后试管中DNA的位置对应图中③ D．若DNA的复制方式为半保留复制，则子代的两个DNA分子分别为14N/15N-DNA、14N/14N-DNA (4)将一个噬菌体 DNA分子的两条链用32P进行标记，使其感染无32P标记的大肠杆菌，在不含有32P 的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(32个)并释放，其中含有32P的噬菌体只有2个，原因是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(1)图中DNA的基本骨架是脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，图1过程为DNA的复制，发生在洋葱根尖细胞的细胞核、线粒体，其中乙、丙分开的时期为有丝分裂后期，即着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。(2)若一个DNA分子含有1 800个碱基，其中鸟嘌呤占20%，则腺嘌呤占30%，腺嘌呤的数量为 1 800×30%＝540个，则该DNA复制2次后共需要腺嘌呤的数量为540×(22－1)＝1 620个。(3)密度梯度离心依据DNA分子密度大小使其分离，A错误；由于15N没有放射性，因此本实验不能通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式，B错误；若DNA的复制方式为全保留复制，亲代DNA为15N/15N-DNA，大肠杆菌繁殖一代，得到的子代的两个DNA分子分别为15N/15N-DNA，14N/14N-DNA，位于离心管重带和轻带位置，如图2中③所示，C正确；若DNA的复制方式为半保留复制，亲代DNA为15N/15N-DNA，大肠杆菌繁殖一代，得到的子代的两个DNA分子都为14N/15N-DNA，位于离心管中带位置，如图2中②所示，D错误。故选C。(4)将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体，共32个，并释放，则其中含有32P的噬菌体只有2个，原因是一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子，因此得到的噬菌体中只有2个带有32P标记。 [答案]　(每空2.5分，共15分)(1)脱氧核糖和磷酸　细胞核、线粒体　有丝分裂后期　(2)1 620　(3)C　(4)一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子 (教师用书独具) 1．DNA的复制开始于复制起点——“富含AT”的碱基对序列，一旦复制起点被启动蛋白识别，启动蛋白就会募集其他蛋白质，从而解开双链DNA，形成复制叉。下列有关DNA复制的叙述，错误的是(　　) A．“其他蛋白质”应当包括解旋酶 B．DNA复制时会同时出现多个复制叉 C．“富含AT”序列更易于DNA双链的分离 D．复制形成的两条DNA子链碱基互补、方向相反 B　[解旋酶的作用是把双链DNA氢键打断，形成两条单链，依题意，“其他蛋白质”参与解开双链 DNA，故应包括解旋酶，A正确；DNA 分子可以多起点双向复制，可以形成多个复制叉，但复制叉并不是同时出现的，B错误；A—T碱基对之间具有2个氢键，C—G碱基对之间有3个氢键，“富含 AT”序列更易于DNA 双链的分离，C正确；由于两条 DNA 模板链碱基互补、方向相反，所以复制形成的两条DNA子链也是碱基互补，方向相反，D正确。] 2．真核细胞DNA的复制是一个复杂的过程，其边解旋边复制时会形成独特的DNA复制泡结构，该过程需要多种酶的参与。下列有关叙述错误的是(　　) A．DNA聚合酶不能起始独立合成新的DNA链 B．DNA聚合酶催化脱氧核苷酸加到延伸中的DNA链的—OH末端 C．一条DNA复制时会形成多个复制泡，说明DNA复制是多起点复制 D．在每个DNA复制泡中DNA复制都需要解旋酶和DNA聚合酶各一个 D　[DNA聚合酶要从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，催化游离的脱氧核苷酸加到延伸中的DNA链的3′端即—OH末端，所以DNA聚合酶不能起始独立合成新的DNA链，A正确；DNA聚合酶要从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，催化dNTP加到延伸中的DNA链的3′端即—OH末端，B正确；由于一条DNA复制时会形成多个复制泡，说明DNA复制为多起点复制，C正确；DNA复制为双向复制，所以需要解旋酶、DNA聚合酶各不止一个，D错误。] 3．某生物的一个DNA分子有m个碱基对，其中腺嘌呤a个。获取该DNA分子，使其双链都被15N标记，而后将其放置在含14N的培养液中培养，使该DNA分子复制n次。下列叙述正确的是(　　) A．复制过程中，DNA连接酶以该DNA分子双链中的一条链为模板合成子链 B．复制n次后，含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/2n C．经n次复制需要鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸(m－a)(2n－1)个 D．若其中部分片段DNA单链序列为5′-GGTATC-3′，那么它的互补链的序列是5′-CCATAG-3′ C　[复制过程中，DNA聚合酶以该DNA分子双链的两条链为模板合成子链，A错误；复制n次后，含有15N的DNA分子有2个，占全部DNA分子的比例为1/2n-1，B错误；一个该DNA分子有(m－a)个鸟嘌呤，经n次复制需要鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸(m－a)(2n－1)个，C正确；若一条DNA单链的部分序列是5′－GGTATC－3′，那么它的互补链的序列是3′－CCATAG－5′，D错误。] 4．将酵母菌的核DNA全部用14N标记(即14N/14N-DNA)，转移到含有15NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代酵母菌的DNA。将DNA热变性处理(解开双螺旋，变成单链)，然后进行密度梯度离心，管中出现两种条带，且分别对应两个峰，如图所示。下列说法错误的是(　　) A．热变性处理破坏了DNA分子中的氢键 B．根据图示结果可判断出DNA的复制方式为半保留复制 C．图示酵母菌增殖时的细胞周期为8 h D．随着复制次数的增加，14N条带所占比例减小 B　[该实验结果是DNA热变性处理，然后再进行密度梯度离心得到的，是单链的含量，不能说明DNA复制是半保留复制，也可能是全保留复制，B错误。] 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $