高中生物第3单元遗传与变异的分子基础第1章遗传的物质基础第3节DNA的复制学案中图版必修2

高中生物第3单元遗传与变异的分子基础第1章遗传的物质基础第3节DNA的复制学案中图版必修2

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第三节 DNA 的复制 1．DNA 分子的复制过程。(重点) 2．DNA 分子半保留复制的有关计算。(重难点) DNA 的 复 制 1．DNA 复制的概念、时间 (1)概念：以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 的过程。 (2)时间：细胞有丝分裂的间期和减数分裂间期。 2．过程 解旋 1 需要细胞提供能量 2 需要解旋酶的作用 3 结果：把两条螺旋的双键解开 ↓ 合成子链 1 模板：解开的每一段母链 2 原料：四种脱氧核糖核苷酸 3 酶：DNA 聚合酶等 4 原则：碱基互补配对原则 ↓ 形成子代 DNA：每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构。 3．结果：形成两个与亲代 DNA 分子完全相同的子代 DNA 分子。 4．意义：将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。 [合作探讨] 探讨 1：真核细胞的 DNA 复制是否只在有丝分裂和减数分裂过程中进行？是否只发生于 细胞核中？ 提示：不是，无丝分裂过程中也发生 DNA 复制。线粒体和叶绿体中也有 DNA，也进行 DNA 复制。 探讨 2：DNA 分子经复制能得到与亲代 DNA 分子完全相同的两个 DNA 分子，DNA 复制具 有精确性的原因是什么？ 提示：DNA 分子具有规则的双螺旋结构，DNA 复制时以解开的每一条链为模板，严格遵 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 循碱基互补配对原则。 探讨 3：若 1 个 DNA 分子含 m 个腺嘌呤，则复制 n 次需要多少个游离的腺嘌呤脱氧核苷 酸？ 提示：(2n－1)·m。因为 1 个 DNA 分子复制 n 次，共形成 2n 个 DNA 分子，这 2n 个 DNA 分子中共有 2 条链(相当于 1 个 DNA 分子)为母链，这两条链不需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸， 故共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的个数为(2n－1)·m 个。 [思维升华] 1．复制场所(在自然状态下，只能在细胞内复制) (1)真核生物：主要在细胞核内，线粒体和叶绿体内也可进行。 (2)原核生物；主要在拟核，也可以在细胞质(如质粒的复制)。 (3)DNA 病毒：在活的宿主细胞内。 2．DNA 分子复制过程(以核 DNA 复制为例) 3．DNA 分子复制的有关计算 DNA 分子的复制为半保留复制，一个 DNA 分子复制 n 次，则有： (1)DNA 分子数 ①子代 DNA 分子数＝2n 个 ②含有亲代 DNA 链的子代 DNA 分子数＝2 个 ③不含亲代链的子代 DNA 分子数＝(2n－2)个 ④只含亲代链的 DNA 分子数＝0 个 (2)脱氧核苷酸“链”数 ①子代 DNA 分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1 条 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 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 次复制需要消耗游离的该种脱氧 核苷酸数目为 m×(2n－1)个。 ②第 n 次复制，需该种脱氧核苷酸数为 m·2n－1。 计算方法：连续复制 n 次需要消耗的脱氧核苷酸数减去连续复制 n－1 次需消耗的脱氧 核苷酸数就是第 n 次复制所需的脱氧核苷酸数。即 m(2n－1)－m(2n－1－1)＝m·2n－1 个。 1．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 规则双螺旋结构经解旋后为 DNA 复制提供两条模板(即复制的标准)，严 格的碱基互补配对原则保证了 DNA 复制的准确性，它保证子代 DNA 是以亲代 DNA 提供的两条 模板为标准合成的。 【答案】 D 2．下图为真核细胞 DNA 复制过程模式图，请根据图示过程回答下列问题： (1)由图示得知，1 个 DNA 分子复制出乙、丙 2 个 DNA 分子，其方式是________。 (2)解旋酶能使双链 DNA 解开，但需要细胞提供________。 (3)从图中可以看出合成两条子链的方向________。 (4)细胞中 DNA 复制的场所是__________________； 在复制完成后，乙、丙分开的时期为______________________。 (5)若一个卵原细胞的一条染色体上的β珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一 个 A 替换成 T，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是________。 (6)若上述 DNA 分子有 2 000 个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上 A∶G∶T∶C＝ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 1∶2∶3∶4，则该 DNA 分子复制一次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是( ) A．200 个 B．300 个 C．400 个 D．800 个 【解析】 DNA 复制方式是半保留复制，因 DNA 两条链是反向平行，故两条链的复制方 向相反；DNA 复制的主要场所在细胞核，其次是线粒体、叶绿体。一个基因复制时若一条链 出现差错，则复制后一个基因正常，另一个异常，一个卵原细胞减数第一次分裂形成的次级 卵母细胞含突变基因的概率为 1/2；经减数第Ⅱ次分裂形成的卵细胞含突变基因的概率为 1/2；所以该卵原细胞产生含突变基因卵细胞的概率为 1/4。(6)由一条单链上 A∶G∶T∶C ＝1∶2∶3∶4，计算得该单链上 1 000 个碱基中含有 A＝100 个，T＝300 个，整个 DNA 分子 中 T＝400 个，复制 1 次需要 A 为 400 个。 【答案】 (1)半保留复制 (2)能量(ATP) (3)相反 (4)细胞核、线粒体和叶绿体 有 丝分裂、减数第二次分裂后期 (5)1/4 (6)C DNA 复 制 方 式 的 实 验 探 究 实验材料：大肠杆菌 ↓ 实验方法：同位素标记法和密度梯度离心法(亲代 DNA 分子与子代 DNA 分 子的区分方法) ↓ 实验假设：DNA 分子以半保留的方式复制 ↓ ↓ 实验结果：与预期结果一致 ↓ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 实验结论：DNA 分子以半保留的方式复制 [思维升华] 1．DNA 分子复制特点及子 DNA 存在位置与去向 (1)复制特点：半保留复制即新 DNA 分子总有一条链来自亲代 DNA(即模板链)，另一条 链(子链)由新原料构建而成。 (2)2 个子 DNA 位置：当一个 DNA 分子复制后形成两个新 DNA 分子后，此两子 DNA 恰位 于两姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，即 (3)子 DNA 去向：在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，当着丝粒分裂时，两姐妹染 色单体分开，分别移向细胞两极，此时子 DNA 随染色单体分开而分开。 2．DNA 分子复制为半保留复制，若将一个被 15N 标记的 DNA 转移到含 14N 的培养基中培 养(复制)若干代，其结果分析如下： (1)子代 DNA 分子数 ①DNA 总数：2n 个。 ②含 15N 的 DNA：2 个。 ③只含 15N 的 DNA：0 个。 ④含 14N 的 DNA：2n 个。 ⑤只含 14N 的 DNA：(2n－2)个。 (2)脱氧核苷酸链数 ①总链数：2n×2＝2n＋1 条。 ②含 15N 的链：2 条。 ③含 14N 的链：(2n＋1－2)条。 1．蚕豆根尖细胞(2N＝12)在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周 期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 ( ) 【导学号：73730054】 A．每条染色体的两条单体都被标记 B．每条染色体中都只有一条单体被标记 C．只有半数的染色体中一条单体被标记 D．每条染色体的两条单体都不被标记 【解析】 DNA 复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 (3H—T)培养基中完成一个细胞周期，每一个 DNA 分子都有一条脱氧核苷酸链含 3H—T，然后 在不含放射性标记的培养液中培养至中期，每个 DNA 分子复制的两个 DNA 分子存在于同一染 色体的两条姐妹染色单体上，其中一个 DNA 分子的一条链含 3H—T，如下图： 【答案】 B 2．某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有 关 DNA 复制的方式进行了探究(已知培养用的细菌大约每 20 min 分裂一次，产生子代，实验 结果见相关图示)。请回答下列问题： (1)综合分析本实验的 DNA 离心结果，前三组实验中，第________组结果对得到的结论 起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明 DNA 分子的复制方式。 (2)分析讨论： ①若实验三的离心结果为：如果 DNA 位于 1/2 重带和 1/2 轻带位置，则是________复制； 如果 DNA 位于全中带位置，则是________复制。为了进一步得出结论，该小组设计了实验四， 请分析：如果 DNA 位于________(位置及比例，下同)带位置，则是全保留复制；如果 DNA 位于________带位置，则是半保留复制。 ②若将实验三得到的 DNA 双链分开再离心，其结果________(填“能”或“不能”)判断 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 DNA 的复制方式。为什么？ ___________________________________________________________。 (3)实验得出结论：DNA 复制方式为半保留复制。若将实验四的实验时间改为 60 min， 离心后密度带的数量和位置是否发生变化？________。若实验三的结果中，子一代 DNA 的 “中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的 DNA 单链中的 N 尚有少部 分为________。 【解析】 (1)前三组实验中，第三组结果对得到的结论起到关键作用，但需把它与第 一组轻带和第二组重带的结果进行比较，才能说明 DNA 分子的复制方式是半保留复制。(2)① 若实验三的离心结果为：如果 DNA 位于 1/2 重带和 1/2 轻带位置，则是全保留复制，若 DNA 分子全位于中带位置，则是半保留复制，因此时 DNA 分子复制一代，其子代 DNA 的两条链应 为一条链含 14N，一条链含 15N，所以处于中带位置，同理，实验四中如果 DNA 位于 1/4 轻带 和 3/4 重带位置，则是全保留复制；如果 DNA 位于 1/2 中带和 1/2 重带位置，则是半保留复 制。 ②若将实验三得到的 DNA 双链分开后再离心，其结果不能判断 DNA 的复制方式；因为不 论是全保留复制还是半保留复制，实验结果都是一样的，都会出现位于 1/2 中带和 1/2 重带 位置。(3)若将实验四的实验时间改为 60 min，细菌分裂三次，因为 DNA 复制方式为半保留 复制，离心后密度带的数量和位置没有发生变化，还是在重带和中带位置。若实验三的结果 中，子一代 DNA 的“中带”比以往实验结果中的“中带”略宽，可能的原因是新合成的 DNA 单链中的 N 尚有少部分为 15N。 【答案】 (1)三 一 二 (2)①全保留 半保留 1/4 轻和 3/4 重 1/2 中和 1/2 重 ②不能 不论是全保留还是半保留复制，实验结果都是一样的 (3)没有变化 15N 1．下列关于 DNA 复制的叙述，正确的是( ) A．DNA 复制时，严格遵循 A—U、C—G 的碱基互补配对原则 B．DNA 复制时，两条脱氧核糖核苷酸链均可作为模板 C．DNA 分子全部解旋后才开始进行 DNA 复制 D．脱氧核苷酸必须在 DNA 酶的作用下才能连接形成子链 【解析】 DNA 复制时，严格遵循 A—T、C—G 的碱基互补配对原则；DNA 是以两条脱氧 核苷酸链作为模板进行复制的；DNA 分子边解旋边复制；脱氧核苷酸必须在 DNA 聚合酶的作 用下才能连接形成子链。 【答案】 B 2．某 DNA 分子含 m 对碱基，其中腺嘌呤有 A 个。下列有关此 DNA 在连续复制时所需的 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是( ) A．在第一次复制时，需要 m－A 个 B．在第二次复制时，需要 2(m－A)个 C．在第 n 次复制时，需要 2n－1(m－A)个 D．在 n 次复制过程中，共需要 2n(m－A)个 【解析】 解答本题时，首先把模板中胞嘧啶脱氧核苷酸数目求出，即(2m－2A)/2＝m －A，则复制一次，需要(m－A)(21－1)＝m－A 个；复制 2 次，共需要(22－1)(m－A)＝3(m－ A)个，因此，第二次复制需要 3(m－A)－(m－A)＝2(m－A)个；在 n 次复制过程中，共需要(m －A)(2n－1)个，则第 n 次复制需要(m－A)(2n－1)－(m－A)(2n－1－1)＝2n－1(m－A)个。 【答案】 D 3．将大肠杆菌的 DNA 分子用 15N 标记，然后置于不含 15N 的培养基中培养。当 DNA 分子 复制 n 次后，不含 15N 的 DNA 分子数为( ) A．2 B．2n C．2n－2 D．2n－2 【解析】 亲代 DNA 用 15N 标记经 n 次复制后，子代只有 2 个 DNA 分子含 15N 其余均不含 15N。 【答案】 C 4．细菌在含 15N 的培养基中繁殖数代后，细菌 DNA 的含氮碱基皆含有 15N，然后再将其 移入含 14N 的培养基中培养，抽取亲代及子代的 DNA，离心分离，如图①～⑤为可能的结果， 下列叙述错误的是( ) A．子一代 DNA 应为② B．子二代 DNA 应为① C．子三代 DNA 应为④ D．亲代的 DNA 应为⑤ 【解析】 由题意可知，子一代的 DNA 应为全中(14N‖15N)，即图②；子二代 DNA 应为1 2 中 (14N‖15N)、1 2 轻(14N‖14N)，即图①；子三代 DNA 应为1 4 中(14N‖15N)、3 4 轻(14N‖14N)，即图③， 而不是全轻(14N‖14N)；亲代的 DNA 应为全重(15N‖15N)，即图⑤。 【答案】 C 5．果蝇的体细胞含有 8 条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的 DNA 双链 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 都被 32P 标记。如果把该细胞放在不含 32P 的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几 次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期分别有 8 条、16 条被标记的染色体( ) 【导学号：73730055】 A．第 1 次 B．第 2 次 C．第 3 次 D．第 4 次 【解析】 亲代 DNA 为 32P/32P，则第一次分裂中期染色体为 32P/31P·32P/31P，后期着丝粒 分裂后，每条染色体均为 32P/31P，所以第一次分裂中期与后期分别有 8 条和 16 条被标记的 染色体。 【答案】 A 学业分层测评(十三) (建议用时：45 分钟) [学业达标] 1．在一个细胞周期中，DNA 复制过程中的解旋发生在( ) A．两条 DNA 母链之间 B．DNA 子链与其非互补的母链之间 C．两条 DNA 子链之间 D．DNA 子链与其非互补母链之间 【解析】 在 DNA 复制时，首先是构成 DNA 的两条母链解开分别作模板。 【答案】 A 2．下列关于 DNA 复制的叙述，正确的是( ) A．在细胞有丝分裂间期，发生 DNA 复制 B．1 个 DNA 分子通过一次复制后得到 4 个 DNA 分子 C．DNA 双螺旋结构全部解旋后，才开始 DNA 的复制 D．单个脱氧核苷酸在 DNA 解旋酶的作用下连接合成新的子链 【解析】 DNA 复制发生在分裂期间期，1 个 DNA 分子通过一次复制得到 2 个 DNA，DNA 复制是在 DNA 聚合酶的作用下合成子链，并边解旋边复制。 【答案】 A 3．在 DNA 复制过程中，保证复制准确无误进行的关键是( ) A．解旋酶破坏氢键使 DNA 双链解开 B．游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对 C．与母链配对的脱氧核苷酸连接成子链 D．子链与母链盘绕成双螺旋结构 【解析】 DNA 复制准确无误进行关键是双螺旋结构为复制提供精确的模板；另一条件 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 就是严格的碱基互补配对原则。 【答案】 B 4．具有 100 个碱基对的 DNA 片断，内含 40 个胸腺嘧啶。如果该 DNA 连续复制 3 次，共 需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为( ) 【导学号：73730056】 A．80 B．120 C．280 D．420 【解析】 DNA 分子中含 40 个“T”，则复制 3 次可产生 8 个子 DNA，共需 T 的量为(8 －1)×40＝280(个)。 【答案】 C 5．用一个 32P 标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出 32 个大小、形状一样的 噬菌体，则其中含有 32P 的噬菌体有( ) A．0 个 B．2 个 C．30 个 D．32 个 【解析】 噬菌体是以 DNA 为遗传物质的细菌病毒，由于 DNA 分子的复制是半保留复制， 所以当噬菌体侵染细菌后，无论产生多少个后代，都只有 2 个噬菌体含 32P 标记的 DNA 链。 【答案】 B 6．用 15N 同位素标记细菌的 DNA 分子，再将它们放入含 14N 的培养基中连续繁殖四代，a、 b、c 为三种 DNA 分子：a 只含 15N，b 同时含 14N 和 15N，c 只含 14N，如下图，这三种 DNA 分子 的比例正确的是( ) 【解析】 用 15N 标记的 DNA 分子，在含 14N 的培养基中连续繁殖四代，共产生子代 DNA 分子 24＝16 个。因其复制是半保留复制，故在 16 个子代 DNA 分子中，只含有 15N 的是 0 个， 同时含 14N 和 15N 的有 2 个，只含 14N 的有 16－2＝14 个，其比例关系为 0∶2∶14，故选 D。 【答案】 D 7．如图为真核细胞 DNA 复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是( ) A．由图示得知，DNA 分子复制的方式是半保留复制 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 B．解旋酶能使双链 DNA 解开，但需要消耗 ATP C．从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的 D．DNA 在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制 【解析】 DNA 分子的复制是边解旋边复制。 【答案】 D 8．下图为真核生物染色体上 DNA 分子复制过程示意图，有关叙述错误的是( ) A．图中 DNA 分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中 DNA 分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物 DNA 分子复制过程需要解旋酶 D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率 【解析】 从图中可以看出有多个复制起点，但由于复制环的大小不同，所以复制起始 的时间有先有后；DNA 分子复制是边解旋边双向复制的；真核生物 DNA 分子复制过程需要解 旋酶、DNA 聚合酶等参与；这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性，每次复制都可 产生两个 DNA 分子，提高了效率。 【答案】 A 9．用 32P 标记玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA 分子双链，再将这些细胞转入不含 32P 的培养基中培养，让其分裂 n 次，若一个细胞中的染色体总条数和被 32P 标记的染色体条数 分别是 40 条和 2 条，则该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期( ) A．第一次 B．第二次 C．第三次 D．第四次 【解析】 由染色体总条数为 40 条可知是分裂后期，若是第一次有丝分裂后期，被 32P 标记的染色体条数应为 40 条；若是第二次有丝分裂后期，被 32P 标记的染色体条数应为 20 条；若是第三次有丝分裂后期，被 32P 标记的染色体条数应在 0 条到 20 条之间。 【答案】 C 10．DNA 的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复 制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明 DNA 的复制方式。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 实验步骤： a．在氮源为 14N 的培养基中生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为 14N—DNA(对照)。 b．在氮源为 15N 的培养基中生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为 15N—DNA(亲代)。 c．将亲代 15N 大肠杆菌转移到氮源为含 14N 的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用 密度梯度离心法分离，不同分子量的 DNA 分子将分布在试管中的不同位置上。 实验预测： (1)如果与对照(14N‖14N)相比，子Ⅰ代能分辨出两条 DNA 带，一条________带和一条 ________带，则可以排除________。 (2)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，则可以排除________，但不能肯定是________。 (3)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，再继续做子Ⅱ代 DNA 密度鉴定：若子Ⅱ代可以分出 ________和________，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子Ⅱ代不能分出 ________密度两条带，则排除________，同时确定为________。 【解析】 从题目中的图示可知，深色为亲代 DNA 的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形 成的子代 DNA 的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个 DNA 分子，一个是原来 的两条母链重新形成的亲代 DNA 分子，一个是两条子链形成的子代 DNA 分子；半保留复制后 得到的每个子代 DNA 分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代 DNA 分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的。 【答案】 (1)轻(14N‖14N) 重(15N‖15N) 半保留复制和分散复制 (2)全保留复制 半 保留复制或分散复制 (3)一条中密度带 一条轻密度带 中、轻 半保留复制 分散复制 [能力提升] 11．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 分子在含 14N 的培养基中连续复制 4 次。下列结果不可能的是( ) A．含有 14N 的 DNA 分子占 7/8 B．含有 15N 的脱氧核苷酸链占 1/16 C．复制过程中需游离腺嘌呤脱氧核苷酸 600 个 D．复制后共产生 16 个 DNA 分子 【解析】 DNA 进行的是半保留复制，又因所用培养基含 14N，所以后代含 14N 的 DNA 分 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 子占 100%，A 错误；1 个 DNA 分子连续复制 4 次会得到 16 个 DNA 分子，32 条脱氧核苷酸链， 其中有 2 条脱氧核苷酸链为母链(含 15N)，位于两个子代 DNA 分子中，故含 15N 的脱氧核苷酸 链占 1/16，B、D 正确；DNA 分子中不相配对的两种碱基之和等于碱基总数的一半，C 与 A 不配对，故该 DNA 中 A 有 200×1/2－60＝40 个，而该 DNA 分子连续复制 4 次会得到 16 个 DNA，相当于新合成 15 个 DNA 分子，故需要游离腺嘌呤脱氧核苷酸 15×40＝600(个)，C 正 确。 【答案】 A 12．右图为 DNA 分子复制的片段，图中 a、b、c、d 表示各条脱氧核苷酸链。一般地说， 下列各项中正确的是( ) A．a 和 c 的碱基序列互补，b 和 c 的碱基序列相同 B．a 链中A＋C G＋T 的值与 d 链中同项比值相同 C．a 链中A＋T G＋C 的值与 b 链中同项比值相同 D．a 链中G＋T A＋C 的值与 c 链中同项比值不同 【解析】 DNA 复制的特点是半保留复制，b 链是以 a 链为模板合成的，a 链和 b 链合 成一个子代 DNA 分子。a 链中A＋T G＋C 的值等于 b 链中A＋T G＋C 的值。 【答案】 C 13．BrdU 能替代 T 与 A 配对，而渗入新合成的 DNA 链中。当用姬姆萨染料染色时，不 含 BrdU 的链为深蓝色，含 BrdU 的链为浅蓝色。现将植物根尖分生组织放在含有 BrdU 的培 养液中进行培养，图 a～c 依次表示加入 BrdU 后连续 3 次细胞分裂中期，来自 1 条染色体的 各染色体的显色情况(阴影表示深蓝色，非阴影为浅蓝色)。有关说法正确的是( ) 【导学号：73730057】 A．1 个 DNA 复制 3 次所产生的 DNA 分别位于 2 条染色体上 B．b 图每条染色体均有 1 个 DNA 的 2 条脱氧核苷酸链都含 BrdU 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 C．c 图中有 2 条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含 BrdU D．若再进行分裂，第 4 次分裂中期则只有 1 条染色体出现深蓝色 【解析】 根据 DNA 分子半保留复制的基本原理，可知图 a 中 1 条染色体上的 2 条染色 单体都为深蓝色，其实，每条染色单体上的 DNA 分子中都含有 1 条母链(不含 BrdU，深蓝色) 和 1 条子链(含 BrdU，浅蓝色)，由于母链深蓝色掩盖了子链的浅蓝色，故整个 DNA 分子即 染色单体表现为深蓝色。以此类推，b、c 图中的深蓝色都是不含 BrdU 的母链颜色所致，另 1 条子链含 BrdU，但浅蓝色被掩盖。只有当两条链上均含有∶BrdU 时，浅蓝色才能表现出 来，如图 b、c 中的染色单体上的 DNA 分子有一部分表现为浅蓝色。3 次复制产生了 8 个 DNA 分子，分别位于 4 条或 8 条染色体上，而不是 2 条染色体。若再进行分裂，第 4 次分裂中期 则仍有 2 条染色体出现深蓝色。 【答案】 B 14．如图是 DNA 分子复制的图解，请据图回答下面的问题。 (1)图中的[1]表示________过程，需要________酶的作用。 (2)图中的[2]过程表示以母链为模板进行的碱基的__________，参与配对的物质是游离 在周围的________。 (3)图中的[3]过程表示形成两个新的________分子，这一过程包括子链中脱氧核糖核苷 酸的______与______交互连接以及子链与母链在空间结构上的______化。参与此过程的酶有 ____________等。 (4)DNA 复制，一般是严格的________复制，DNA 复制的遗传学意义是为__________在上 下代之间的________准备了物质基础。遗传信息的传递使亲代生物的性状可在子代得到表 现。例如(试举一例)_________________________。 【解析】 此题考查 DNA 分子复制的条件、过程及意义。DNA 分子的复制是一个边解旋 边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等条件。复制产生的子代 DNA 与亲代 DNA 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 15 完全相同，保证了遗传信息准确地传给后代，保持了遗传信息的连续性。 【答案】 (1)解旋 解旋 (2)互补配对 脱氧核糖核苷酸 (3)DNA 脱氧核糖 磷酸 螺旋 DNA 聚合酶 (4)半保留 遗传信息 传递 子女长得像父母 15．蚕豆体细胞染色体数目 2N＝12，科学家用 3H 标记蚕豆根尖细胞的 DNA，可以在染 色体水平上研究真核生物的 DNA 复制方法。 实验的基本过程如下： Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有 3H 的胸腺嘧啶核苷的培养基上，培养一段时间后，观察细胞 分裂中期染色体的放射性情况。 Ⅱ.当 DNA 分子双链都被 3H 标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培 养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。 请回答相关问题： (1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是________；秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加 倍，其作用的机理是______________________________。 (2)Ⅰ中，在根尖细胞进行第一次分裂时，每一条染色体上带有放射性的染色单体有 ________条，每个 DNA 分子中，有________条链带有放射性。 Ⅱ中，若观察到一个细胞具有 24 条染色体，且二分之一的染色单体具有放射性，则表 明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制________次，该细胞含有________个染色体 组。 (3)上述实验表明，DNA 分子的复制方式是________。 【解析】 (1)蚕豆根尖细胞为体细胞，其分裂方式为有丝分裂。秋水仙素可以抑制纺 锤体的形成，导致染色体不能被拉向两极，从而形成了染色体数目加倍的细胞。(2)由于 DNA 的复制为半保留复制，第一次分裂完成时，每个 DNA 分子中都有一条链被 3H 标记，每一条 染色体上有 2 条染色单体被 3H 标记。当 DNA 分子双链都被 3H 标记后，再将根移到含有秋水 仙素的非放射性培养基中，观察到一个细胞具有 24 条染色体，且二分之一的染色单体具有 放射性，则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制 2 次，该细胞含有 4 个染色体组。 (3)该实验证明 DNA 分子的复制是半保留复制。 【答案】 (1)有丝分裂 抑制纺锤体的形成 (2)2 1 2 4 (3)半保留复制