第3章 第3节 DNA的复制-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化知能达标训练（人教版 多选）

[基础达标练] 1．下列有关“证明DNA半保留复制的实验”的叙述，正确的是(　　) A．培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成DNA的基本骨架 B．通过对第二代大肠杆菌DNA的离心，得出DNA复制的特点为半保留复制 C．将含14N/14N­DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的DNA中都含有15N D．将含15N/15N­DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行离心，离心管中将只出现1个条带 解析　培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成含氮碱基，进而形成DNA两条链之间的碱基对，A错误；通过对亲代、第一代、第二代大肠杆菌DNA的离心和对比分析才可得出DNA复制的特点为半保留复制，B错误；将含15N/15N­DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行离心，离心管中将出现轻、重两条带，D错误。 答案　C 2．(2025·银川一中期末)已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸2 100个，则该DNA分子已经复制了(　　) A．3次　　　　　　　　　　 B．4次 C．5次 D．6次 解析　根据DNA分子含有500个碱基对，而一条单链上碱基A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，则该链中A、G、T、C分别是50、100、150、200(个)，另一条单链上依次是150、200、50、100(个)。因此，该DNA分子中含有鸟嘌呤的脱氧核苷酸为100＋200＝300(个)。复制数次后，所有DNA中的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是2 100＋300＝2400(个)，设该DNA分子复制了n次，则有关系式：2n×300＝2400，解得n＝3。 答案　A 3．科学家在研究DNA复制时，提出了DNA的半不连续复制模型(如图所示)，以图中b链为模板时，最终合成的互补链实际上是由许多沿5′端到3′端方向合成的DNA片段连接起来的，下列叙述错误的是(　　) A．a链、b链都可作为模板，其互补链的合成方向均为5′端到3′端 B．前导链和后随链的合成都需要模板、原料、能量、酶等基本条件 C．复制形成的两个DNA分子会在有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期分开 D．DNA通过复制将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞，保持了遗传信息的连续性 解析　复制后形成的两个DNA分子存在于同一条染色体的姐妹染色单体上，会在有丝分裂的后期和减数分裂Ⅱ的后期分开。 答案　C 4．DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。下列叙述错误的是(　　) A．DNA复制过程以游离的4种脱氧核苷酸为原料 B．DNA的复制过程中不需要消耗能量 C．DNA的复制方式为半保留复制 D．碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性 解析　DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，则DNA复制过程以游离的4种脱氧核苷酸为原料，A正确。DNA的复制过程中需要消耗能量，B错误。DNA能准确复制的原因：DNA双螺旋结构为复制提供了精确的模板；碱基互补配对原则保证了复制的准确性，D正确。 答案　B 5．(2025·广东珠海二中期中)科学家曾推测DNA复制方式有如图甲所示的三种方式。1958年，梅塞尔森和斯塔尔用密度梯度离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程是将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子Ⅰ代和子Ⅱ代)后离心得到如图乙所示的结果。下列有关叙述正确的是(　　) A．若子Ⅰ代离心后只有中密度带，则一定是半保留复制 B．区分分散复制和半保留复制，要从子Ⅱ代离心结果开始 C．如果将子Ⅰ代DNA分子解旋后再离心，则三种复制方式的结果是一样的 D．若DNA确实是半保留复制，则复制5代后，含14N的DNA分子占15/16 解析　若子Ⅰ代离心后只有中密度带，则可能是半保留复制，也可能是分散复制，A错误；区分分散复制和半保留复制，要从子Ⅱ代离心结果开始，若离心后一半为中密度带，一半为轻密度带，则为半保留复制，B正确；如果将子Ⅰ代DNA分子解旋后再离心，则全保留复制和半保留复制的结果是一样的，都是轻、重各一半，而分散复制得不到轻带和重带，C错误；若DNA确实是半保留复制，则复制5代后，含14N的DNA分子占100%，D错误。 答案　B 6．DNA一般能准确复制，其原因是(　　) ①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板　②DNA复制发生于细胞周期的间期　③碱基互补配对是严格的　④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同 A．②④ B．②③ C．①④ D．①③ 解析　DNA规则的双螺旋结构在解旋后为DNA复制提供精确的模板，严格的碱基互补配对保证了DNA复制的准确性，它保证了子代DNA与亲代DNA相同。 答案　D 7．(2025·吉林高一期中)将酵母菌的核DNA全部用14N标记(即14N­DNA)，转移到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 解析　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复制方式是半保留复制，也可能是全保留复制，B错误。 答案　B 8．(2025·北京东城期末)用普通培养液培养分裂活跃的真核细胞，在培养液中添加3H­胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养几分钟，将细胞转移到普通培养液中继续培养，直至完成一次DNA的复制过程。从上述细胞中分离染色体并进行放射自显影，其中一条DNA分子的结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．细胞进行DNA的复制时需要酶的参与和能量供应 B．放射性标记的片段散布在未标记的DNA片段之间 C．细胞中的所有脱氧核苷酸链均带有放射性标记 D．该实验结果说明真核细胞的DNA复制是多起点进行 解析　由于DNA复制具有半保留复制的特点，有些DNA分子含有原来的母链，母链没有放射性标记，C错误。 答案　C [素能提升练] 9．(多选)(2025·唐山摸底)关于合成DNA的原料——脱氧核苷酸的来源，科学家曾提出三种假说：①细胞内自主合成，②从培养基中摄取，③二者都有。为验证三种假说，设计了如下实验：将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代，然后利用密度梯度离心分离提取的DNA，记录离心后试管中DNA的位置。图1～3表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确的是(　　) A．若支持观点①，则实验结果为图3 B．若支持观点②，则实验结果为图2 C．若支持观点③，则实验结果为图1 D．大肠杆菌的DNA复制遵循半保留复制原则 解析　将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代，然后利用密度梯度离心分离提取的DNA，若合成DNA的原料是细胞内自主合成的，则合成的DNA没有15N标记，离心后DNA均为14N，位于顶部，对应图3；若合成DNA的原料是从培养基中摄取，则得到的两个子代DNA分子是15N/14N­DNA，离心后位于中部，对应图1；若合成DNA的原料既可以从细胞内自主合成，也可以从培养基中摄取，则合成的DNA有14N/14N­DNA和15N/14N­DNA 2种，离心后位于中部和顶部之间，对应图2，A正确，B、C错误。无论原核生物还是真核生物，DNA复制的方式都是半保留复制，D正确。 答案　AD 10．(多选)(2025·河北沧州七校联盟期中)大肠杆菌的拟核DNA分子中含有n个核苷酸，用含32P的培养基培养不含32P的大肠杆菌得到如图所示的Ⅱ、Ⅲ两种类型的DNA。下列有关该实验结果的预测与分析，错误的是(　　) A．DNA第2次复制产生的子代DNA分子中，类型Ⅱ与Ⅲ的数量比为1∶3 B．DNA分子复制完成后，母链和配对的子链中碱基(A＋G)/(T＋C)的值一定相等 C．第2次复制需要消耗嘧啶碱基3n/2个 D．一个拟核DNA分子复制m次形成的含32P的脱氧核苷酸单链的数量为2m+1－2条 解析　DNA复制为半保留复制，则该DNA第2次复制产生的DNA中，Ⅱ与Ⅲ的比例为1∶1，A错误；与母链配对的子链中(A＋G)/(T＋C)的值与母链中该比值互为倒数，B错误；拟核DNA分子中含有n个核苷酸，其中嘌呤碱基＝嘧啶碱基＝n/2，第2次复制需要消耗嘧啶碱基的数为(22－2)×n/2＝n，C错误；DNA复制m次，形成的脱氧核苷酸单链有2m+1条，不含32P的单链有2条，故含32P的脱氧核苷酸单链有2m+1－2条，D正确。 答案　ABC 11．(2025·达州模拟)DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复制。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA复制方式，基本思路是用14N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含15N的培养基上让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌的DNA并作相应处理，可能出现的实验结果如图2。 (1)该实验将会用到的实验技术有____________技术和密度梯度离心。若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1，可以说明DNA复制方式不是全保留复制，理由是__________________________________。 (2)若亲代大肠杆菌繁殖两代，出现实验结果2，说明DNA复制方式是______________复制。按照此复制方式：①亲代大肠杆菌繁殖N代(N≥2)，实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为______________。②图3中DNA片段2至少需要经过______________次复制才能获得DNA片段3。 解析　(1)本研究使用了15N对DNA分子进行了标记，应用了同位素标记技术，同时用密度梯度离心法对DNA分子进行分离；若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1(离心后只有1条中带)，可以说明DNA分子的复制可能是半保留复制，也可能是弥散复制，但可以排除全保留复制，因为若为全保留复制，则DNA复制一次后形成的2个DNA分子是1个只含14N，另一个只含15N，实验结果应出现一条轻带和一条重带。(2)若DNA复制方式是半保留复制，则亲代大肠杆菌繁殖两代，形成的4个DNA分子中，只含15N的有两个，一条链14N、一条链15N的有两个，经离心出现实验结果2；按照半保留复制方式：①亲代大肠杆菌繁殖N代(N≥2)，无论复制多少代，形成的2N个DNA分子，只含14N的0个，一条链14N、一条链15N的有两个，只含15N的有(2N－2)个，即实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为0∶2∶(2N－2)。②图3中与DNA片段3相比，DNA片段2中G/U替换为了A/T，进行第一次复制时会出现A/U(模板链上的碱基U与A配对)；进行第二次复制时会出现T与A配对；即至少需要经过2次复制，DNA片段2中G/U可替换为A/T，才能获得DNA片段3。 答案　(1)同位素标记　若为全部留复制，实验结果1应出现轻带和重带　 (2)半保留　 0∶2∶(2N－2)　2 12．科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下图所示的实验研究，已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，实验结果如下图所示。 (1)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要__________(至少答两点)等。 (2)为了证明DNA复制的方式为半保留复制，请设计实验三(用图示和相关文字补充在上图中)，并画出结果C(同时含有14N和15N的DNA分子称为中链DNA)。 (3)该过程中，实验一、实验二起__________作用。若用15N标记的DNA作为模板，用含14N标记的培养基培养，在下列坐标图中画出连续培养细菌60 min过程中，含15N的DNA分子含量。 解析　(1)DNA分子复制除需要模板、原料外，还需要能量、酶和适宜的环境条件，如温度、pH等。(2)实验一、二不能证明半保留复制的特点，用15N标记DNA的细菌在14N培养基中培养或用14N标记DNA的细菌在15N培养基中培养，然后提取细菌DNA离心，观察结果，如果第一次分裂结果只有中链DNA，则可以证明DNA复制方式为半保留复制。(3)细菌大约每20 min分裂一次，在连续培养60 min的过程中，可以认为细菌连续分裂3次，DNA复制3次，不管复制几次产生多少个DNA分子，含最初两条母链的DNA只有2个，且含两条母链的DNA所占比例为2/2n(n为复制次数)。 答案　(1)能量、酶、适宜的温度和pH(任答两点即可) (2) (3)对照　所画曲线如图所示 学科网（北京）股份有限公司 $