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 遗传与进化教师用书word（人教版 多选）

本讲义聚焦高中生物学“DNA的复制”核心知识点，从复制方式推测（半保留、全保留假说）出发，通过大肠杆菌同位素标记与密度梯度离心实验证实半保留复制，进而系统梳理复制过程（时间、场所、特点）及准确复制原因，结合相关数量计算，构建完整知识学习支架。 资料以科学探究（假说—演绎法分析实验证据）、科学思维（过程逻辑与计算推理）、生命观念（遗传信息延续）为核心，设计分层互动探究与习题。课中助力教师引导学生深度理解实验设计，课后通过基础与提升题帮助学生巩固知识，有效查漏补缺。

第3节　DNA的复制 学习目标 1.通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观 生命观念 2.分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力 科学思维 3.运用假说—演绎法，探究DNA半保留复制 科学探究 一、对DNA复制的推测 1．半保留复制假说 (1)提出者：沃森和克里克。 (2)观点：DNA复制方式为半保留复制。 (3)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。 (4)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．全保留复制假说 DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 二、DNA半保留复制的实验证据 1．实验材料：大肠杆菌。 2．实验方法：运用同位素标记技术和密度梯度离心技术。 3．实验原理 两条链被标记情况 密度大小 离心位置 都是15N 最大 靠近试管的底部 一条15N，一条14N 居中 位置居中 都是14N 最小 靠近试管的上部 4.实验过程 5．实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 三、DNA复制的过程 1．DNA复制的概念、时间、场所 (1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 (2)时间：细胞分裂前的间期。 (3)场所：主要是细胞核。 2．DNA的复制过程 3．特点 (1)过程：边解旋边复制。 (2)方式：半保留复制。 4．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。 5．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。 1953年，沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载，在论文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。”请对以下相关叙述进行判断： (1)DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的。(×) (2)证明DNA为半保留复制的研究过程中运用了假说—演绎法。(√) 探究点一　探究DNA半保留复制的实验证据 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。结合教材P54思考·讨论，回答有关问题： (1)实验方法：同位素标记技术和密度梯度离心技术。 (2)实验假设：DNA以半保留的方式复制。 (3)实验原理：含15N的DNA密度大，含14N的DNA密度小。 (4)实验过程：用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，标记大肠杆菌的DNA→将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中→在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，将提取的DNA进行离心处理。 (5)演绎推理：假设DNA复制方式是半保留复制，预期实验结果。 ①立即取出，提取DNA，离心，获得15N/15N­DNA。 ②繁殖一代，提取DNA，离心，获得15N/14N­DNA。 ③繁殖二代，提取DNA，离心，获得15N/14N­DNA和14N/14N­DNA。 (6)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繁殖二代后，提取DNA，离心，1/2位置居中，1/2位置更靠上。 (7)实验结论： 实验结果和假设DNA复制方式是半保留复制的预期结果一致，说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。 (8)若将第三代大肠杆菌的DNA提取后进行离心，则靠近试管底部、位置居中和靠近试管上部的DNA数之比为0∶2∶6。 (9)假设DNA复制方式是全保留复制，预期实验结果： ①立即取出，提取DNA，离心，获得15N/15N­DNA。 ②繁殖一代，提取DNA，离心，获得15N/15N­DNA和14N/14N­DNA。 ③繁殖二代，提取DNA，离心，获得15N/15N­DNA和14N/14N­DNA。 1．某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，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．本活动运用了同位素标记技术和离心技术 B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N/15N­DNA D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制 解析　分析图示可知，a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误。 答案　B 2．(2025·温州期末)在“探究DNA的复制过程”实验中，科学家设计了以NH4Cl为氮源培养大肠杆菌的同位素标记实验，下列叙述错误的是(　　) A．可先将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养 B．15N/15N­DNA、15N/l4N­DNA、14N/14N­DNA 的密度各不相同 C.可对每一代大肠杆菌直接做密度梯度离心，无须破碎细胞处理 D．分析亲代与子一代的离心结果可得出DNA 分子的复制方式 解析　可先将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中获得双链被15N标记的DNA分子，A正确；离心后15N/15N­DNA为重密度带、15N/14N­DNA为中密度带、14N/14N­DNA为轻密度带，三者的密度各不相同，B正确；需要将每一代大肠杆菌破碎，释放出DNA分子再密度梯度离心，才会出现不同的密度带，C错误；子一代均为中密度带，亲代为重密度带，说 明DNA分子的复制方式是半保留复制，D正确。 答案　C DNA半保留复制的计算方法 (1)1个DNA分子复制n次后，能形成2n个DNA分子，这些DNA分子中，只有两个含有亲代DNA分子的单链(脱氧核苷酸链)。新合成的脱氧核苷酸链数＝2n+1－2。 (2)已知1个被32P标记的DNA分子被转移到31P的培养基中复制n代，其计算规律为： ①被标记的DNA分子(含32P)占全部DNA分子的比例＝1/2n-1。 ②被标记的DNA单链(含32P)占全部DNA单链的比例＝1/2n。 (3)已知某DNA分子含有某种碱基(如腺嘌呤)m个。 ①该DNA分子经过n次复制，消耗该种游离碱基m(2n－1)个。 ②如果进行第n次复制，则需消耗该种游离碱基2n·m－m·2n-1＝m(2n－2n-1)＝m·2n-1个。　 探究点二　DNA复制的过程 如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，请结合材料P55图3—10，回答相关问题： (1)据图可知，DNA聚合酶使两条子链从____________到____________进行合成。 (2)DNA复制过程中，2条子链延伸的方向是否相同，为什么？ (3)DNA复制过程中，解旋酶的作用是________；DNA聚合酶的作用是____________。 (4)为什么DNA能够准确复制？ (5)DNA分子复制具有准确性，那么在任何情况下，DNA分子复制产生的子代DNA分子与亲代DNA分子都完全相同吗？为什么？ 提示：(1)5′端　3′端 (2)不同，DNA中的2条子链是反向平行的，在DNA聚合酶的作用下，子链都是从5′端到3′端延伸，因此子链的延伸方向相反。 (3)将DNA双螺旋的两条链解开　将单个的脱氧核苷酸连接到3′端 (4)DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。 (5)不一定。DNA分子复制时，会受到各种因素的干扰，碱基序列可能会发生改变，从而使子代DNA分子与亲代DNA分子碱基序列不同，导致遗传信息发生改变。 关于DNA复制的深度剖析 1．DNA复制的场所 主要在细胞核(凡是细胞内有DNA的地方均可发生DNA复制)。 真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体。 原核生物：拟核、细胞质(如质粒的复制)。 DNA病毒和逆转录病毒：宿主细胞内。 2．真核生物细胞核中DNA复制发生的时间 在体细胞中发生在有丝分裂前的间期；在有性生殖过程中发生在减数分裂前的间期。 3．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是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。 4．复制所需的酶 复制所需的酶是一个酶系统，不仅包括解旋酶和DNA聚合酶，还包括DNA连接酶等。 (1)解旋酶的作用是破坏碱基对间的氢键。 (2)DNA聚合酶的作用是将单个的脱氧核苷酸连接到子链的3′端。 (3)DNA连接酶的作用是将DNA片段(冈崎片段)连接起来。 5．两个子代DNA的位置及分开时间 复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中。 3．如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是(　　) A．酶①和酶②均作用于氢键 B．该过程的模板链是a、b链 C．该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期 D．DNA复制的特点是半保留复制 解析　由题图可知，酶①(解旋酶)使氢键断裂，而酶②(DNA聚合酶)催化形成磷酸二酯键，A错误。 答案　A 4．如图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述不正确的是(　　) A．从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短复制所需的时间 B．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，解开双链 C．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反 D．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成为DNA片段 解析　图中DNA复制只有一个起点，不能说明DNA分子具有多起点复制的特点，A错误；DNA复制过程的第一步是解旋，需要用解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开，B正确；由图可知，DNA分子的复制具有双向复制的特点，且生成的两条子链的方向相反，C正确；DNA分子复制时，需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段，D正确。 答案　A [构建课堂要点] Ｋ [检测学习效果] Ｋ 1．细菌在含15NH4Cl的培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再移入含14NH4Cl的培养基中培养，抽取其子代的DNA经离心分离，如图①～⑤为可能的结果。下列叙述错误的是(　　) A．第一次分裂的子代DNA应为⑤ B．第二次分裂的子代DNA应为① C．第三次分裂的子代DNA应为③ D．亲代的DNA应为⑤ 解析　亲代DNA为15N/15N，移入含14NH4Cl的培养基中培养，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N/14N，应如图②所示。 答案　A 2．下列关于DNA复制的叙述中，正确的是(　　) A．DNA的复制只发生于有丝分裂前的间期 B．DNA的复制只能发生于细胞核中 C．DNA的复制需要解旋酶和DNA聚合酶，原料是八种游离的核苷酸 D．DNA复制有精确的模板并严格遵守碱基互补配对原则，所以能准确地将遗传信息传递给子代 解析　DNA的复制发生于有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，A错误；DNA复制也可以发生于线粒体和叶绿体中，B错误；DNA的复制原料是四种游离的脱氧核苷酸，C错误；DNA复制有精确的模板，并严格遵守碱基互补配对原则，所以DNA中的遗传信息可以准确地传递给后代，D正确。 答案　D 3．下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是(　　) ①互补碱基对之间氢键断裂　②互补碱基对之间氢键合成　③DNA分子在解旋酶的作用下解旋　④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对　⑤子链与母链盘绕成双螺旋结构 A．①③④②⑤　　　　　 B．③①⑤④② C．①④②⑤③ D．③①④②⑤ 解析　DNA复制的基本过程是：解旋→合成子链→双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。 答案　D 4．(多选)某未被32P标记的DNA分子含有1000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，将该DNA分子置于含32P的培养基中连续复制3次。下列有关叙述正确的是(　　) A．所有子代DNA分子都含32P B．含32P的子代DNA分子中，可能只有一条链含32P C．第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸4900个 D．子代DNA分子中不含32P的脱氧核苷酸链占总链数的1/8 解析　一个DNA分子中含有腺嘌呤数＝1000－300＝700(个)，则第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数＝700×(23-1)＝2800(个)，C错误。 答案　ABD 5．(2024·济宁月考)甲图中DNA分子有a和d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)从甲图可看出DNA复制的方式是______________________。 (2)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到脱氧核苷酸链上，从而形成子链，则A是________酶，B是____________酶。 (3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有__________________。 (4)乙图中，7是____________，10是____________。DNA分子的基本骨架由____________交替连接而成。 (5)若用1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____________。 (6)若图乙中亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则该DNA分子经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的____________。 解析　甲图中，A是解旋酶，打开双链，B是DNA聚合酶，催化子链延伸，a、d是DNA分子的两条母链，b、c是新形成的两条子链。乙图中，1是胞嘧啶C，2是腺嘌呤A，3是鸟嘌呤G，4是胸腺嘧啶T，5是脱氧核糖，6是磷酸，7是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，8是碱基对，9是氢键，10是DNA分子的脱氧核苷酸链的片段。(3)绿色植物的叶肉细胞中含有DNA的场所有细胞核、线粒体和叶绿体，这些场所均可以进行DNA复制。(5)若用1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，其中只有2个噬菌体含有32P，因此含有32P的噬菌体所占的比例是1/150。(6)亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则以该链为模板合成的DNA都发生了差错，以另一条链为模板合成的DNA都是正常的，所以发生差错的DNA分子占DNA分子总数的1/2。 答案　(1)半保留复制　(2)解旋　DNA聚合　(3)细胞核、线粒体、叶绿体　(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸　脱氧核苷酸链的片段　脱氧核糖和磷酸　(5)1/150　(6)1/2 [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 $