備戰(zhàn)2020年高考生物 考點一遍過29 DNA的復制（含解析）

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1、 考點29 DNA的復制 高考頻度：★★★☆☆ 難易程度：★★★☆☆ DNA分子的復制 （1）概念：以親代DNA為模板，合成子代DNA的過程。 （2）時間：有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂前的間期。 （3）過程 （4）特點：邊解旋邊復制。 （5）方式：半保留復制。 （6）結(jié)果：形成兩個完全相同的DNA分子。 （7）意義：將遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。 考向一 DNA復制過程的分析 1．如圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是 A．圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的 B．圖中DNA分子復制是

2、邊解旋邊雙向復制的 C．真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶 D．真核生物的這種復制方式提高了復制速率 【參考答案】A 【試題解析】從圖中能看出有多個復制起點，但并不是同時開始，所以A錯誤。圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的，真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的參與。這種半保留復制的模式不僅能保持前后代的穩(wěn)定性，同時每次復制都可產(chǎn)生兩個DNA分子，提高了復制速率。 2．下面為真核細胞DNA復制過程的模式圖，據(jù)圖分析，相關(guān)敘述錯誤的是 A．由圖示得知，DNA分子復制的方式是半保留復制 B．解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要消耗ATP C．由圖可知DNA在

3、復制過程中需要模板、原料、能量、酶和多種引物 D．由圖可知DNA復制時在DNA聚合酶的作用下，游離的脫氧核苷酸的堿基和模板鏈上的堿基互補配對形成氫鍵 【答案】D 【解析】DNA分子復制時都保留了原來DNA分子中的一條鏈，這種方式叫做半保留復制，A正確；解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵，使雙鏈DNA解開，需要消耗ATP，B正確；DNA復制過程中需要模板、原料、能量、酶、多種引物（RNA引物或DNA引物），C正確；DNA聚合酶的作用是連接游離的脫氧核苷酸，形成磷酸二酯鍵，而不是氫鍵，D錯誤。 考向二 DNA復制的相關(guān)計算 3．15N標記的含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60

4、個，該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次。其結(jié)果可能是 A．含有14N的DNA分子占7/8 B．含有15N的DNA分子占1/8 C．復制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸700個 D．復制結(jié)果共產(chǎn)生8個DNA分子 【參考答案】B 【試題解析】由于DNA分子的復制是半保留復制，最終只有2個子代DNA各含1條15N鏈，1條14N鏈，其余DNA都含14N，故全部子代DNA都含14N，A錯誤；DNA復制為半保留復制，不管復制幾次，最終子代DNA都保留親代DNA的2條母鏈，故最終有2個子代DNA分子含15N，所以含有15N的DNA分子占1/8，B正確；含有100個堿基對200個堿基的DN

5、A分子，其中有胞嘧啶60個，解得A=40個，故復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為（24﹣1）×40=600（個），C錯誤；復制4次后產(chǎn)生24=16個DNA分子，D錯誤。 解題技巧 DNA分子復制中的相關(guān)計算 DNA分子的復制為半保留復制，一個DNA分子復制n次，其結(jié)果分析如下： （1）DNA分子數(shù) ①子代DNA分子數(shù)＝2n個； ②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝2個； ③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝（2n－2）個。 （2）脫氧核苷酸鏈數(shù) ①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條； ②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條； ③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝（2n＋1－2）條

6、。 （3）消耗的脫氧核苷酸數(shù) ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復制需消耗脫氧核苷酸數(shù)為m·（2n－1）個； ②第n次復制所需該脫氧核苷酸數(shù)＝2n個DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)－2n－1個DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)＝2n·m－m·2n－1＝m·（2n－2n－1）＝m·2n－1。 4．假設(shè)一個雙鏈均被32P標記的噬菌體DNA由5 000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述正確的是 A．該過程至少需要3×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸 B．噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等 C．含32

7、P與只含31P的子代噬菌體的比例為1∶49 D．該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變 【答案】C 【解析】由題干可得，噬菌體的DNA含有10 000個堿基，那么A＝T＝2 000，G＝C＝3 000。在噬菌體增殖的過程中，DNA進行半保留復制，100個子代噬菌體含有100個DNA分子，相當于新合成了99個DNA分子，至少需要鳥嘌呤(G)脫氧核苷酸的數(shù)目為99×3 000＝297 000，A錯誤；噬菌體增殖的過程中需要自身的DNA作為模板，而原料和酶由細菌提供，B錯誤；根據(jù)半保留復制方式，在100個子代噬菌體的DNA中，同時含32P和31P的DNA分子有2個，只含31P的DNA分子有9

8、8個，C正確；DNA發(fā)生突變，其控制的性狀不一定改變，如AA突變?yōu)锳a或者發(fā)生密碼子的簡并性等，D錯誤。 考向三 DNA復制方式的實驗探究 5．DNA復制可以通過設(shè)想來進行預(yù)測，可能的情況是：全保留復制、半保留復制、分散復制。 （1）根據(jù)圖中的示例對三種復制作出可能的假設(shè)：①如果是全保留復制，則一個DNA分子形成兩個DNA分子，其中一個是親代的，而另一個是新形成的。 ②如果是半保留復制，則新形成的兩個DNA分子，各有________________________________。 ③如果是分散復制，則新形成的DNA分子中________________________

9、__________________。 （2）究竟是哪種復制方式呢？請大家設(shè)計實驗來證明DNA的復制方式。 實驗步驟： ①在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N—DNA(對照)。 ②在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N—DNA(親代)。 ③將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離。 實驗預(yù)測： ①如果與對照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶，即一條輕帶(14N/14N)和_____________，則可以排除______________； ②如果子代Ⅰ只有一條_

10、_____，則可以排除________但不能肯定是___________； ③如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出__________和__________，則可以排除__________，同時肯定______________； ④如果子代Ⅱ不能分出__________密度兩條帶，則排除___________，同時確定為_______________。 【答案】（1）②一條鏈來自親代DNA分子，另一條鏈是新形成的 ③每條鏈中一些片段是母鏈而另一些則是子鏈片段 （2）①一條重帶(15N/15N) 半保留復制和分散復制 ②中等

11、密度帶 全保留復制 半保留復制或分散復制 ③中等密度帶 輕密度帶 分散復制 半保留復制 ④中等和輕 半保留復制 分散復制 【解析】（1）②如果是半保留復制，則以親代DNA的兩條鏈分別為模板，新形成的兩個DNA分子，各有一條鏈來自親代DNA分子，另一條鏈是新形成的。③如果是分散復制，根據(jù)題意和圖示分析，新形成的DNA分子中每條鏈中一些片段是母鏈而另一些則是子鏈片段。（2）實驗預(yù)測：①如果與對照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶，即一條輕帶(14N/14N)和一條重帶(15N/15N)，說明是全保留復制，而不可能是半保留復制

12、和分散復制。②如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，則不可能是全保留復制，可能是半保留復制或者分散復制。③如果子代Ⅰ只有一條中等密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出中等密度帶和輕密度帶，說明是半保留復制，而不是分散復制。④如果子代Ⅱ不能分出中等和輕密度兩條帶，說明是分散復制，而不是半保留復制。 解題技巧 將含有15N標記的1個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，復制n次。 （1）含14N的DNA分子有2n個，只含14N的DNA分子有(2n－2)個，做題時看準是“含”還是“只含”。 （2）子代DNA分子中，總鏈數(shù)為2n×2＝2n＋1條，模板鏈始終是2條，做題時應(yīng)看準是“DN

13、A分子數(shù)”，還是“鏈數(shù)”。 6．在研究DNA復制機制的過程中，為檢驗“DNA半保留復制”假說是否成立，研究者用蠶豆根尖進行實驗，主要步驟如下： 步驟① 將蠶豆根尖置于含放射性3H標記胸腺嘧啶的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)大約一個細胞周期的時間 在第一個、第二個和第三個細胞周期取樣，檢測中期細胞染色體上的放射性分布。 步驟② 取出根尖，洗凈后轉(zhuǎn)移至不含放射性物質(zhì)的培養(yǎng)液中，繼續(xù)培養(yǎng)大約兩個細胞周期的時間。 請回答問題： （1）步驟①目的是標記細胞中的___________分子。依據(jù)“DNA半保留復制”假說推測，DNA分子復制的產(chǎn)物應(yīng)符合甲圖中的_________（選甲圖中字母填寫）。

14、 （2）若第一個細胞周期的檢測結(jié)果是每個染色體上的姐妹染色單體都具有放射性，則該結(jié)果_____(填寫“能”或“不能”）確定假說成立。 （3）若第二個細胞周期的放射性檢測結(jié)果符合乙圖中的_________〔選乙圖中字母填寫），且第三個細胞周期的放射性檢測結(jié)果符合乙圖中的_____________(選乙圖中字母填寫)，則假說成立。 【答案】（1）DNA a （2）不能 （3）e e和f 【解析】分析甲圖，a表示半保留復制；b表示全保留復制；c表示混合復制。分析乙圖，d染色體的兩條姐妹染色單體均含有放射性；e染色體的兩條姐妹染色單體中只有一條含有放射性；f染色體的兩條姐妹染

15、色單體均不含放射性。（1）胸腺嘧啶是合成DNA的原料，因此步驟①目的是標記細胞中DNA分子；依據(jù)“DNA半保留復制”假說推測，DNA分子復制形成的子代DNA分子種有一條鏈為親代鏈，另一條鏈為新合成的子鏈，即圖甲中的a。（2）若第一個細胞周期的檢測結(jié)果是每個染色體上的姐妹染色單體都具有放射性，則可能是半保留復制，也可能是混合復制，因此該結(jié)果不能確定假說成立。（3）若假說成立，即DNA分子的復制方式為半保留復制，則第二個細胞周期的放射性檢測結(jié)果是每條染色體含有兩條染色單體，其中一條單體含有放射性，另一條單體不含放射性，即符合圖乙中的e；第三個細胞周期的放射性檢測結(jié)果是有一半染色體不含放射性，另一半

16、染色體的姐妹染色單體中，有一條單體含有放射性，另一條單體不含放射性，即符合圖中的e和f。 考向四 DNA復制與細胞分裂的關(guān)系 7．若將處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，培養(yǎng)至第二次分裂中期。下列有關(guān)敘述正確的是 A．每條染色體中的兩條染色單體均含3H B．每個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈均含3H C．每個DNA分子中只有一條脫氧核苷酸鏈含3H D．所有染色體的DNA分子中，含3H的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的1/4 【參考答案】A 【試題解析】若將處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，在間期的S期時DN

17、A復制1次，所以第一次細胞分裂完成后得到的2個子細胞中DNA分子都只有1條鏈被標記，培養(yǎng)至第二次分裂中期，每條染色體中的兩條染色單體均含3H標記，A正確。第二次分裂中期，1/2的DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈均含3H，1/2的DNA分子一條脫氧核苷酸鏈含3H，BC錯誤。所有染色體的DNA分子中，含3H的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的3/4，D錯誤。 解題技巧 利用圖示法理解細胞分裂與DNA復制的相互關(guān)系 此類問題可通過構(gòu)建模型圖解答，如圖： 這樣來看，最后形成的4個子細胞有3種情況：第一種情況是4個細胞都是；第2種情況是2個細胞是，1個細胞是，1個細胞是；第3種情況是2個細胞是，另外2個

18、細胞是。 8．將蠶豆根尖細胞在含5-溴尿嘧啶脫氧核苷（BrdU）培養(yǎng)液中完成一個細胞周期，然后在含BrdU培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)至分裂中期，取出根尖組織用姬姆薩染料染色（含BrdU的脫氧核苷酸鏈為淺藍色，不含BrdU的脫氧核苷酸鏈為深藍色），其染色體被染色的情況是 A．每條染色體的兩條單體均為深藍色 B．每條染色體的兩條單體都為淺藍色 C．每條染色體中都只有一條單體為淺藍色 D．只有半數(shù)的染色體中一條單體為淺藍色 【答案】C 【解析】根據(jù)DNA半保留復制特點，經(jīng)過一個細胞周期（該過程中DNA只進行了一次半保留復制）形成的2個子細胞中，每條染色體的DNA中都有一條鏈含有BrdU。然后

19、在含BrdU培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)至分裂中期，由于間期DNA又進行了一次半保留復制，因此此時每條染色體含有2條染色單體，其中一條染色單體上的DNA只含BrdU，還有一條染色單體上的DNA中只有一條鏈含有BrdU，即此時每條染色體中都只有一條單體為淺藍色。綜上分析，C正確，ABD錯誤。 1．圖中A→B→C表示哺乳動物的DNA分子復制片段。（圖中黑點表示復制起點，雙向箭頭表示復制方向，單向箭頭表示時間順序），下列有關(guān)敘述不正確的是 A．在DNA復制過程中還需要解旋酶和RNA聚合酶的參與 B．多起點復制，大大縮短了復制所需要的時間 C．復制后所形成的兩條子鏈的方向相反 D．復制所產(chǎn)生的每

20、一個DNA片段需要DNA連接酶參與“縫合” 2．將蠶豆幼苗在含胸腺嘧啶核苷（3H—T)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間，讓3H摻入DNA中，從而使染色體帶有放射性。隨后，將幼苗轉(zhuǎn)到含有秋水仙素（可持續(xù)發(fā)揮作用且不會導致細胞死亡）的普通培養(yǎng)基（2H—T)中培養(yǎng)一段時間，剪取根尖，制片并檢測染色體的放射性，結(jié)果如圖，相關(guān)說法錯誤的是 A．秋水仙素的作用是使染色體數(shù)目加倍 B．從染色體水平分析，該實驗結(jié)果證明了DNA進行半保留復制 C．在著絲點分裂后含3H的染色體比例減半，說明核DNA經(jīng)歷了3次復制 D．若改用尿嘧啶核苷（3H—U）的培養(yǎng)基進行該實驗，無法得到相同結(jié)果 3．1958年，科學家設(shè)

21、計了DNA復制的同位素示蹤實驗，實驗的培養(yǎng)條件與方法是：（1）在含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代，使DNA均被15N標記，離心結(jié)果如下圖的甲：（2）轉(zhuǎn)至含14N的培養(yǎng)基培養(yǎng)，每20分鐘繁殖一代；（3）取出每代大腸桿菌的DNA樣本，離心。下圖的乙、丙、丁是某學生畫的結(jié)果示意圖。下列有關(guān)推論，正確的是 A．出現(xiàn)丁的結(jié)果需要60分鐘 B．乙是轉(zhuǎn)入14N培養(yǎng)基中繁殖一代的結(jié)果 C．轉(zhuǎn)入含14N的培養(yǎng)基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4 D．丙圖的結(jié)果出現(xiàn)后，將此時的DNA熱變性后離心分析可得出半保留復制的結(jié)論 4．若以1分子含500個堿基對的DNA（不含放射性）為模板，在含15N的環(huán)境中

22、進行復制n次，下列相關(guān)敘述正確的是 A．復制過程中，需要消耗（2n-1）×1 000個核糖核苷酸 B．子代DNA中，兩條鏈均含有15N的DNA分子有（2n-1）個 C．細胞內(nèi)DNA復制主要發(fā)生在細胞核、線粒體和核糖體中 D．DNA復制過程可以在體外完成，但在體外復制時模板DNA不能太大 5．用15N同位素標記細菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時含14N和15N，c只含14N，如圖（縱坐標為DNA分子個數(shù)），這三種DNA分子的比例正確的是 A． B． C． D． 6．H2O2能將鳥嘌呤（

23、G）氧化損傷為8-氧-7-氫脫氧鳥嘌呤（8-oxo dG），8-oxo dG可與A互補配對。若DNA片段有兩個G發(fā)生上述氧化損傷，則該片段復制兩次形成的子代DNA中不可能出現(xiàn) A．一半分子堿基序列保持不變 B．一半分子含有8-oxo dG C．全部分子G—C堿基對數(shù)減少 D．嘌呤數(shù)與嘧啶數(shù)不相同 7．15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次。下列有關(guān)判斷正確的是 A．含有15N的DNA分子有兩個 B．含有14N的DNA分子占15/16 C．復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸320個 D．復制結(jié)果共產(chǎn)生16個DNA分子，其中

24、1/2含15N 8．將一個不含放射性同位素32P標記的大腸桿菌（擬核DNA呈環(huán)狀，共含有m個堿基，其中有a個胸腺嘧啶）放在含有32P標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間，檢測到如圖I、Ⅱ兩種類型的DNA（虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈）。下列有關(guān)該實驗的結(jié)果預(yù)測與分析，正確的是 A．DNA第二次復制產(chǎn)生的子代DNA有I、Ⅱ兩種類型，比例為1︰3 B．DNA復制后分配到兩個子細胞時，其上的基因遵循基因分離定律 C．復制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是（2n﹣1） D．復制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈的數(shù)目是為2n+1﹣2 9．下面是DNA復制的有關(guān)圖示，A→C表示大腸桿菌的D

25、NA復制。D→G表示哺乳動物的DNA分子復制。圖中黑點表示復制起始點，“→”表示復制方向。 （1）分析DNA復制過程所需條件：原料是____________；酶需要______________________等（至少兩種），若A中含48 502個堿基對，而子鏈延伸速度是105個堿基對/分，則此DNA分子復制完成約需30 s。而實際上只需約16 s。根據(jù)A→C圖分析，是因為______。 （2）哺乳動物的DNA分子展開可達2 m之長，若按A→C的方式復制，至少8 h，而實際上約6 h左右。據(jù)D→G圖分析，是因為____________________________________。

26、（3）A→C、D→G均有以下特點：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA分子復制______。 （4）C與A相同，G與D相同，C、G能被如此準確地復制出來，是因為______________。 10．雙鏈DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成。早在1966年，日本科學家岡崎提出DNA半不連續(xù)復制假說：DNA復制形成互補子鏈時，一條子鏈是連續(xù)形成，另一條子鏈不連續(xù)即先形成短鏈片段(如圖1)。為驗證這一假說，岡崎進行了如下實驗：讓T4噬菌體在20 °C時侵染大腸桿菌70 min后，將同位素3H標記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分離T4噬

27、菌體DNA并通過加熱使DNA分子變性、全部解螺旋，再進行密度梯度離心，以DNA單鏈片段分布位置確定片段大小(分子越小離試管口距離越近)，并檢測相應(yīng)位置DNA單鏈片段的放射性，結(jié)果如圖2。請分析回答： （1）若1個雙鏈DNA片段中有1 000個堿基對，其中胸腺嘧啶350個，該DNA連續(xù)復制四次，在第四次復制時需要消耗________個胞嘧啶脫氧核苷酸。 （2）以3H標記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，最終在噬菌體DNA中檢測到放射性，其原因是_________________________________________________________。 （3）DNA解旋在細胞

28、中需要解旋酶的催化，在體外通過加熱也能實現(xiàn)。解旋酶不能為反應(yīng)提供能量，但能________________________。研究表明，在DNA分子加熱解鏈時，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解鏈溫度越高的原因是______________________。 （4）圖2中，與60秒結(jié)果相比，120秒結(jié)果中短鏈片段減少的原因是_________________。該實驗結(jié)果為岡崎假說提供的有力證據(jù)是___________________________________________。 11．（2019天津卷·1）用3H標記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸，注入真核細胞，可用于研究 A．DNA復

29、制的場所 B．mRNA與核糖體的結(jié)合 C．分泌蛋白的運輸 D．細胞膜脂質(zhì)的流動 12．（2019浙江4月選考·25）在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時，BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色，發(fā)現(xiàn)含半標記DNA（一條鏈被標記）的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標記DNA（兩條鏈均被標記）的染色單體熒光被抑制（無明亮熒光）。若將一個細胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察。下列推測錯誤的是 A．1/2的染色體熒光被抑制 B．1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光 C．全部D

30、NA分子被BrdU標記 D．3/4的DNA單鏈被BrdU標記 13．（2018·浙江卷）某研究小組進行“探究DNA的復制過程”的活動，結(jié)果如圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示離心管編號，條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是 A．本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術(shù) B．a(chǎn)管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的 C．b管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N–15N-DNA D．實驗結(jié)果說明DNA分子的復制是半保留復制的 14．（2018·海南卷）現(xiàn)有DNA分子的

31、兩條單鏈均只含有14N（表示為14N14N）的大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉(zhuǎn)到含有14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是 A．有15N14N和14N14N兩種，其比例為1∶3 B．有15N15N和14N14N兩種，其比例為1∶1 C．有15N15N和14N14N兩種，其比例為3∶1 D．有15N14N和14N14N兩種，其比例為3∶1 15．（2016·新課標I卷）在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個磷酸基團所處的位置（A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ

32、~Pγ）?；卮鹣铝袉栴}： （1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應(yīng)在ATP的_________（填“α”、“β”或“γ”）位上。 （2）若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應(yīng)在dATP的____________（填“α”、“β”或“γ”）位上。 （3）將一個帶有某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個

33、）并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是___________________________________。 1．【答案】A 【解析】在DNA復制過程中還需要解旋酶和DNA聚合酶的參與，而RNA聚合酶參與轉(zhuǎn)錄過程，A錯誤；DNA多起點復制，縮短了復制所需要的時間，B正確；由于DNA復制都是從3′端向5′端進行，而DNA的兩條鏈是反向平行的，所以DNA經(jīng)半保留復制所形成的兩條子鏈的方向相反，C正確；由于DNA連接酶能使不同DNA片段的磷酸與脫氧核糖連接，所以多起點復制所產(chǎn)生的DNA片段需要DNA連接酶參與“縫合”，D正確。 2．【答案】C 【解析】秋水仙素一般可

34、用于單倍體和多倍體育種，其作用機理為：在有絲分裂前期時抑制紡錘體的形成，從而使分開的染色體不能移向兩極形成兩個子細胞，進而導致細胞中染色體數(shù)目加倍。據(jù)圖分析，3H—T培養(yǎng)基培養(yǎng)很長一段時間后，染色體上的DNA分子的兩條鏈都帶有放射性，然后放到2H—T培養(yǎng)基培養(yǎng)，染色體數(shù)目由1條變成了4條，說明DNA復制了2次；含有放射性的染色體具有2條，說明DNA的復制具有半保留復制的特點。秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍，A正確；根據(jù)以上分析已知，DNA分子的復制具有半保留復制的特點，B正確；根據(jù)以上分析已知，核DNA經(jīng)歷了2次復制，C錯誤；DNA不含尿嘧啶，因此若改用尿嘧啶核苷（3H—U

35、）的培養(yǎng)基進行該實驗，無法得到相同結(jié)果，D正確。 3．【答案】D 【解析】由題意可知，含15N的樣本比14N樣本重，樣品含15N越多，越處在離心管的下方，故甲圖是在含15N培養(yǎng)基中培養(yǎng)的結(jié)果，全部DNA的兩條鏈均含15N，為重帶；轉(zhuǎn)入含14N培養(yǎng)基后，由于DNA的半保留復制，繁殖一代后全部DNA均為一條鏈含15N，一條鏈含14N，為中帶，與丙圖結(jié)果吻合；繁殖兩代后，一條鏈含15N、一條鏈含14N的DNA占50%，兩條鏈均含14N的DNA占50%，為中帶和輕帶，與丁圖結(jié)果吻合；繁殖三代后，一條鏈含15N、一條鏈含14N的DNA占50%×50%=25%，兩條鏈均含14N的DNA占1-25%=7

36、5%。出現(xiàn)丁的結(jié)果需要繁殖兩代，所以時間為40分鐘，故A錯誤；乙中的結(jié)果不會出現(xiàn)，繁殖一代應(yīng)為丙的結(jié)果，故B錯誤；1個DNA分子轉(zhuǎn)入含14N的培養(yǎng)基中繁殖三代后含有15N的DNA分子有2個，所有DNA分子中都含有14N，故C錯誤；丙圖的結(jié)果出現(xiàn)后，將此時的DNA熱變性后離心，發(fā)現(xiàn)有一半的DNA鏈含 15N，一半含14N，分析可得出半保留復制的結(jié)論，故D正確。 4．【答案】D 【解析】依題意可知：該DNA分子共含1 000個脫氧核苷酸，在含15N的環(huán)境中進行復制n次，共產(chǎn)生2n個子代DNA分子，在此過程中，需要消耗（2n-1）×1 000個脫氧核苷酸，A錯誤；依據(jù)DNA分子的半保留復制，在這

37、2n個DNA分子中，有2個DNA分子的1條鏈含15N、另1條鏈含14N，余下的（2n-2）個DNA分子的2條鏈均含15N，B錯誤；細胞內(nèi)DNA復制主要發(fā)生在細胞核中，C錯誤；DNA復制過程可以在體外完成，但在體外復制時模板DNA不能太大，D正確。 5．【答案】A 【解析】用15N同位素標記細菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖4代，共形成24=16個DNA分子。根據(jù)DNA分子半保留復制特點，不管親代DNA分子復制幾次，子代DNA分子中含有親代DNA單鏈的DNA分子數(shù)都只有兩個，所以在子代的16個DNA分子中，只含15N的DNA分子為0，同時含15N和14N的DNA分子為2

38、個，只含14N的DNA分子為16﹣2=14個。故選A。 6．【答案】D 【解析】若該DNA片段發(fā)生氧化損傷的兩個G在同一條鏈上，則以該含8-oxo dG的單鏈為模板形成的子代DNA堿基序列都發(fā)生變化，而以另一條正常單鏈為模板形成的子代DNA的堿基序列都保持不變，這種情況下子代DNA中一半分子堿基序列保持不變；若該DNA片段發(fā)生氧化損傷的兩個G在兩條鏈上，該DNA復制兩次形成的4個DNA分子中有2個含有親代DNA單鏈（即含有8-oxo dG）；由于氧化后的G與腺嘌呤A配對，因此通過DNA復制，可以將G—C堿基對轉(zhuǎn)化成A—T堿基對，全部分子的G—C堿基對會減少；在氧化后，DNA復制過程中仍然遵

39、循嘌呤與嘧啶配對的原則，即嘌呤與嘧啶堿基相等。綜上所述，D符合題意，A、B、C不符合題意。 7．【答案】A 【解析】DNA進行半保留復制，含有15N的DNA分子一直是兩個，A項正確，D項錯誤；子代DNA分子均含有14N，B項錯誤；該DNA分子含有100個堿基對，其中有胞嘧啶60個，根據(jù)DNA中A=T，G=C，該DNA含有G60個，A的數(shù)量為（200—120）/2=40個，復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸40×（24—1）=600個，C項錯誤。 8．【答案】D 【解析】DNA第二次復制產(chǎn)生的子代DNA共4個，有I、Ⅱ兩種類型，比例為1︰1，A錯誤；大腸桿菌是原核生物，而基因的分離定律適

40、用于真核生物，B錯誤；由題干可知，T=a個，故C=m/2-a，復制n次，需要胞嘧啶的數(shù)目是（m/2-a）（2n-1），C錯誤；復制n次，脫氧核苷酸單鏈的數(shù)目是2n+1，不含放射性的脫氧核苷酸單鏈有2條，故含放射性的脫氧核苷酸單鏈的數(shù)目是2n+1-2，D正確。 9．【答案】（1）脫氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 復制是雙向進行的 （2）從多個起始點同時進行復制 （3）邊解旋邊復制 （4）DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復制提供精確的模板；DNA分子的堿基互補配對原則保證了DNA分子復制準確無誤地完成 【解析】（1）DNA復制利用的原料是四種游離的

41、脫氧核苷酸，該過程需要解旋酶打開雙鏈，需要DNA聚合酶催化磷酸二酯鍵的形成。若A中含48 502個堿基對，而子鏈延伸速度是105個堿基對/分，則此DNA分子復制完成約需30 s。而實際上只需約16 s。由A→C圖可知，DNA復制可以雙向進行。（2）據(jù)D→G圖分析可知，DNA復制可以從多個起點同時進行復制，故可以大大縮短復制時間。（3） DNA分子復制的特點是邊解旋邊復制，解旋酶負責打開雙鏈，DNA聚合酶負責催化脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵，實現(xiàn)子鏈的延伸。（4）DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復制提供精確的模板；DNA分子的堿基互補配對原則（A—T、T—A、C—G、G—C）保證了DNA分子復制準確

42、無誤地完成，故C、G能被如此準確地復制出來。 10．【答案】（1）5 200 （2）標記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復制提供原料，所以在噬菌體DNA中檢測到放射性 （3）降低反應(yīng)所需要的活化能 DNA分子中G＋C的比例越高，氫鍵數(shù)越多，DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 （4）短鏈片段連接形成長片段 在實驗時間內(nèi)，細胞中均能檢測到較多的短鏈片段 【解析】（1）已知1個雙鏈DNA片段中共有A＋T＋G＋C＝2 000個堿基，其中T＝350個。依據(jù)堿基互補配對原則可推知，在該DNA片段中，A＝T＝350個，C＝G＝650個。該DNA連續(xù)復制四次，在第四次復制時需要消耗胞嘧啶脫氧核苷

43、酸數(shù)＝(24-1)×650-(23-1)×650＝5 200個。（2）以3H標記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中，因3H標記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收，為噬菌體DNA復制提供原料，所以最終在噬菌體DNA中檢測到放射性。（3）解旋酶能降低反應(yīng)所需要的活化能。在每個DNA分子中，堿基對A與T之間有2個氫鍵，C與G之間有3個氫鍵，而且DNA分子中G＋C的比例越高，含有的氫鍵數(shù)越多，DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，因此在DNA分子加熱解鏈時，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解鏈溫度也越高。（4）已知分子越小離試管口距離越近。圖2顯示：與60秒結(jié)果相比，120秒結(jié)果中有放射性的單鏈距離試管口較遠，說明短鏈片段減

44、少，其原因是短鏈片段連接形成長片段。在圖示的實驗時間內(nèi)，細胞中均能檢測到較多的短鏈片段，為岡崎假說提供了實驗證據(jù)。 11．【答案】A 【解析】DNA復制需要DNA模板、原料脫氧核苷酸、能量ATP和DNA聚合酶，A正確；mRNA與核糖體的結(jié)合，開始翻譯mRNA上的密碼子，需要tRNA運輸氨基酸，不需要脫氧核苷酸，B錯誤；分泌蛋白的需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的加工，形成囊泡運到高爾基體，加工、分類和包裝，形成分泌小泡，運到細胞膜，胞吐出去，與脫氧核苷酸無關(guān)，C錯誤；細胞膜脂質(zhì)的流動與物質(zhì)跨膜運輸有關(guān)，無需脫氧核苷酸，D錯誤。因此，本題答案選A。 12．【答案】D 【解析】DNA的復制方式為半保留復制。根據(jù)

45、題意分析，復制到第三個細胞周期的中期時，共有4個細胞，以第一代細胞中的某一條染色體為參照，含半標記DNA的染色單體共有2條，含全標記DNA的染色單體共有6條。根據(jù)題意可知，在第三個細胞周期中期時，含半標記DNA的染色單體分別在兩個細胞中，故有兩個細胞的兩條染色單體熒光全被抑制，有兩個細胞中的一條染色單體發(fā)出明亮熒光，一條染色單體熒光被抑制，故A、B選項正確；一個DNA分子中有兩條脫氧核苷酸鏈，由于DNA為半保留復制，故不含BrdU標記的兩條脫氧核苷酸鏈分別位于兩個DNA分子中，新復制得到的脫氧核苷酸鏈必然含BrdU標記，故所有DNA分子都被BrdU標記，C選項正確；以第一代細胞中的某一條染色體

46、為參照，在第三個細胞周期中期時一共有16條DNA單鏈，含BrdU標記的有14條，故有的DNA單鏈被BrdU標記，D選項錯誤。 13．【答案】B 【解析】由題意“培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置”可知：本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術(shù)，A正確；分析圖示可知：a管中的DNA密度最大，表明該管中的大腸桿菌是在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的，B錯誤；b管中的DNA密度介于a、c管中的之間，表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N–15N-DNA，C正確；實驗結(jié)果說明DNA分子的復制是半保留復制，D正確。 14．【

47、答案】D 【解析】將含有14N14N的大腸桿菌置于含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代后，由于DNA的半保留復制，得到的子代DNA為2個14N14N－DNA分子和2個14N15N－DNA分子，再將其轉(zhuǎn)到含有14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，會得到6個15N14N－DNA分子和2個14N14N－DNA分子，比例為3∶1，D正確。 15．【答案】（1）γ （2）α （3）一個含有32P 標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記 【解析】（1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時

48、產(chǎn)生ADP。ATP水解時，遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，產(chǎn)生ADP和Pi，釋放的能量用于生物體的生命活動。據(jù)此并結(jié)合題意可知：若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應(yīng)在ATP的γ位上。（2）dA-Pα～Pβ～Pγ（d表示脫氧）脫去Pβ和Pγ這兩個磷酸基團后，余下的結(jié)構(gòu)為腺嘌呤脫氧核苷酸，是DNA的基本組成單位之一。因此，若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應(yīng)在dATP的α位上。（3）每個噬菌體只含有1個DNA分子。噬菌體侵染大腸桿菌時，噬菌體的DNA進入到大腸桿菌的細胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在大腸桿菌細胞外；在噬菌體的DNA的指導下，利用大腸桿菌細胞中的物質(zhì)來合成噬菌體的組成成分。已知某種噬菌體DNA分子的兩條鏈都用32P進行標記，該噬菌體所感染的大腸桿菌細胞中不含有32P。綜上所述并依據(jù)DNA分子的半保留復制可知：一個含有32P標記的雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有兩個帶有標記，即其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n。 18