備戰(zhàn)2020年高考生物 考點(diǎn)一遍過29 DNA的復(fù)制(含解析)

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1、 考點(diǎn)29 DNA的復(fù)制 高考頻度:★★★☆☆ 難易程度:★★★☆☆ DNA分子的復(fù)制 (1)概念:以親代DNA為模板,合成子代DNA的過程。 (2)時(shí)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(diǎn):邊解旋邊復(fù)制。 (5)方式:半保留復(fù)制。 (6)結(jié)果:形成兩個(gè)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(fù)制過程的分析 1.如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖,有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 A.圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的 B.圖中DNA分子復(fù)制是

2、邊解旋邊雙向復(fù)制的 C.真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶 D.真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率 【參考答案】A 【試題解析】從圖中能看出有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn),但并不是同時(shí)開始,所以A錯(cuò)誤。圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的,真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的參與。這種半保留復(fù)制的模式不僅能保持前后代的穩(wěn)定性,同時(shí)每次復(fù)制都可產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子,提高了復(fù)制速率。 2.下面為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程的模式圖,據(jù)圖分析,相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 A.由圖示得知,DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)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(fù)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(fù)制時(shí)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(bǔ)配對形成氫鍵 【答案】D 【解析】DNA分子復(fù)制時(shí)都保留了原來DNA分子中的一條鏈,這種方式叫做半保留復(fù)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(fù)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(cuò)誤。 考向二 DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算 3.15N標(biāo)記的含有100個(gè)堿基對的DNA分子,其中有胞嘧啶60

4、個(gè),該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)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(fù)制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸700個(gè) D.復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生8個(gè)DNA分子 【參考答案】B 【試題解析】由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制,最終只有2個(gè)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(cuò)誤;DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,不管復(fù)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(gè)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(gè)堿基對200個(gè)堿基的DN

5、A分子,其中有胞嘧啶60個(gè),解得A=40個(gè),故復(fù)制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為(24﹣1)×40=600(個(gè)),C錯(cuò)誤;復(fù)制4次后產(chǎn)生24=16個(gè)DNA分子,D錯(cuò)誤。 解題技巧 DNA分子復(fù)制中的相關(guān)計(jì)算 DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制,一個(gè)DNA分子復(fù)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(gè); ②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=2個(gè); ③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=(2n-2)個(gè)。 (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(gè),經(jīng)過n次復(fù)制需消耗脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n-1)個(gè); ②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)=2n個(gè)DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)-2n-1個(gè)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(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的噬菌體DNA由5 000個(gè)堿基對組成,其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個(gè)噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌,共釋放出100個(gè)子代噬菌體。下列敘述正確的是 A.該過程至少需要3×105個(gè)鳥嘌呤脫氧核苷酸 B.噬菌體增殖需要細(xì)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(gè)堿基,那么A=T=2 000,G=C=3 000。在噬菌體增殖的過程中,DNA進(jìn)行半保留復(fù)制,100個(gè)子代噬菌體含有100個(gè)DNA分子,相當(dāng)于新合成了99個(gè)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(cuò)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(xì)菌提供,B錯(cuò)誤;根據(jù)半保留復(fù)制方式,在100個(gè)子代噬菌體的DNA中,同時(shí)含32P和31P的DNA分子有2個(gè),只含31P的DNA分子有9

8、8個(gè),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(cuò)誤。 考向三 DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)探究 5.DNA復(fù)制可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測,可能的情況是:全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制。 (1)根據(jù)圖中的示例對三種復(fù)制作出可能的假設(shè):①如果是全保留復(fù)制,則一個(gè)DNA分子形成兩個(gè)DNA分子,其中一個(gè)是親代的,而另一個(gè)是新形成的。 ②如果是半保留復(fù)制,則新形成的兩個(gè)DNA分子,各有________________________________。 ③如果是分散復(fù)制,則新形成的DNA分子中________________________

9、__________________。 (2)究竟是哪種復(fù)制方式呢?請大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明DNA的復(fù)制方式。 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)肯定______________; ④如果子代Ⅱ不能分出__________密度兩條帶,則排除___________,同時(shí)確定為_______________。 【答案】(1)②一條鏈來自親代DNA分子,另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻? 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(fù)制和分散復(fù)制 ②中等

11、密度帶 全保留復(fù)制 半保留復(fù)制或分散復(fù)制 ③中等密度帶 輕密度帶 分散復(fù)制 半保留復(fù)制 ④中等和輕 半保留復(fù)制 分散復(fù)制 【解析】(1)②如果是半保留復(fù)制,則以親代DNA的兩條鏈分別為模板,新形成的兩個(gè)DNA分子,各有一條鏈來自親代DNA分子,另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻?。③如果是分散?fù)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(shí)驗(yàn)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(fù)制,而不可能是半保留復(fù)制

12、和分散復(fù)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(fù)制,可能是半保留復(fù)制或者分散復(fù)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(fù)制,而不是分散復(fù)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(fù)制,而不是半保留復(fù)制。 解題技巧 將含有15N標(biāo)記的1個(gè)DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),復(fù)制n次。 (1)含14N的DNA分子有2n個(gè),只含14N的DNA分子有(2n-2)個(gè),做題時(shí)看準(zhǔn)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?zhǔn)冀K是2條,做題時(shí)應(yīng)看準(zhǔn)是“DN

13、A分子數(shù)”,還是“鏈數(shù)”。 6.在研究DNA復(fù)制機(jī)制的過程中,為檢驗(yàn)“DNA半保留復(fù)制”假說是否成立,研究者用蠶豆根尖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),主要步驟如下: 步驟① 將蠶豆根尖置于含放射性3H標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)液中,培養(yǎng)大約一個(gè)細(xì)胞周期的時(shí)間 在第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)細(xì)胞周期取樣,檢測中期細(xì)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(gè)細(xì)胞周期的時(shí)間。 請回答問題: (1)步驟①目的是標(biāo)記細(xì)胞中的___________分子。依據(jù)“DNA半保留復(fù)制”假說推測,DNA分子復(fù)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(gè)細(xì)胞周期的檢測結(jié)果是每個(gè)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(gè)細(xì)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(gè)細(xì)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(fù)制;b表示全保留復(fù)制;c表示混合復(fù)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(biāo)記細(xì)胞中DNA分子;依據(jù)“DNA半保留復(fù)制”假說推測,DNA分子復(fù)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(gè)細(xì)胞周期的檢測結(jié)果是每個(gè)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(fù)制,也可能是混合復(fù)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(fù)制方式為半保留復(fù)制,則第二個(gè)細(xì)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(gè)細(xì)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(fù)制與細(xì)胞分裂的關(guān)系 7.若將處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細(xì)胞置于含3H標(biāo)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(gè)DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈均含3H C.每個(gè)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(xì)胞置于含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中,在間期的S期時(shí)DN

17、A復(fù)制1次,所以第一次細(xì)胞分裂完成后得到的2個(gè)子細(xì)胞中DNA分子都只有1條鏈被標(biāo)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(biāo)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(cuò)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(cuò)誤。 解題技巧 利用圖示法理解細(xì)胞分裂與DNA復(fù)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(gè)子細(xì)胞有3種情況:第一種情況是4個(gè)細(xì)胞都是;第2種情況是2個(gè)細(xì)胞是,1個(gè)細(xì)胞是,1個(gè)細(xì)胞是;第3種情況是2個(gè)細(xì)胞是,另外2個(gè)

18、細(xì)胞是。 8.將蠶豆根尖細(xì)胞在含5-溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)培養(yǎng)液中完成一個(gè)細(xì)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(lán)色,不含BrdU的脫氧核苷酸鏈為深藍(lán)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(lán)色 B.每條染色體的兩條單體都為淺藍(lán)色 C.每條染色體中都只有一條單體為淺藍(lán)色 D.只有半數(shù)的染色體中一條單體為淺藍(lán)色 【答案】C 【解析】根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn),經(jīng)過一個(gè)細(xì)胞周期(該過程中DNA只進(jìn)行了一次半保留復(fù)制)形成的2個(gè)子細(xì)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(jìn)行了一次半保留復(fù)制,因此此時(shí)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(shí)每條染色體中都只有一條單體為淺藍(lán)色。綜上分析,C正確,ABD錯(cuò)誤。 1.圖中A→B→C表示哺乳動物的DNA分子復(fù)制片段。(圖中黑點(diǎn)表示復(fù)制起點(diǎn),雙向箭頭表示復(fù)制方向,單向箭頭表示時(shí)間順序),下列有關(guān)敘述不正確的是 A.在DNA復(fù)制過程中還需要解旋酶和RNA聚合酶的參與 B.多起點(diǎn)復(fù)制,大大縮短了復(fù)制所需要的時(shí)間 C.復(fù)制后所形成的兩條子鏈的方向相反 D.復(fù)制所產(chǎn)生的每

20、一個(gè)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(shí)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(dǎo)致細(xì)胞死亡)的普通培養(yǎng)基(2H—T)中培養(yǎng)一段時(shí)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(cuò)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(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了DNA進(jìn)行半保留復(fù)制 C.在著絲點(diǎn)分裂后含3H的染色體比例減半,說明核DNA經(jīng)歷了3次復(fù)制 D.若改用尿嘧啶核苷(3H—U)的培養(yǎng)基進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),無法得到相同結(jié)果 3.1958年,科學(xué)家設(shè)

21、計(jì)了DNA復(fù)制的同位素示蹤實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)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(biāo)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(xué)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(shí)的DNA熱變性后離心分析可得出半保留復(fù)制的結(jié)論 4.若以1分子含500個(gè)堿基對的DNA(不含放射性)為模板,在含15N的環(huán)境中

22、進(jìn)行復(fù)制n次,下列相關(guān)敘述正確的是 A.復(fù)制過程中,需要消耗(2n-1)×1 000個(gè)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(gè) C.細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制主要發(fā)生在細(xì)胞核、線粒體和核糖體中 D.DNA復(fù)制過程可以在體外完成,但在體外復(fù)制時(shí)模板DNA不能太大 5.用15N同位素標(biāo)記細(xì)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(shí)含14N和15N,c只含14N,如圖(縱坐標(biāo)為DNA分子個(gè)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(bǔ)配對。若DNA片段有兩個(gè)G發(fā)生上述氧化損傷,則該片段復(fù)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(biāo)記含有100個(gè)堿基對的DNA分子,其中有胞嘧啶60個(gè),該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)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(gè) B.含有14N的DNA分子占15/16 C.復(fù)制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸320個(gè) D.復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子,其中

24、1/2含15N 8.將一個(gè)不含放射性同位素32P標(biāo)記的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀,共含有m個(gè)堿基,其中有a個(gè)胸腺嘧啶)放在含有32P標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)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(shí)驗(yàn)的結(jié)果預(yù)測與分析,正確的是 A.DNA第二次復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA有I、Ⅱ兩種類型,比例為1︰3 B.DNA復(fù)制后分配到兩個(gè)子細(xì)胞時(shí),其上的基因遵循基因分離定律 C.復(fù)制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是(2n﹣1) D.復(fù)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(fù)制的有關(guān)圖示,A→C表示大腸桿菌的D

25、NA復(fù)制。D→G表示哺乳動物的DNA分子復(fù)制。圖中黑點(diǎn)表示復(fù)制起始點(diǎn),“→”表示復(fù)制方向。 (1)分析DNA復(fù)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(gè)堿基對,而子鏈延伸速度是105個(gè)堿基對/分,則此DNA分子復(fù)制完成約需30 s。而實(shí)際上只需約16 s。根據(jù)A→C圖分析,是因?yàn)開_____。 (2)哺乳動物的DNA分子展開可達(dá)2 m之長,若按A→C的方式復(fù)制,至少8 h,而實(shí)際上約6 h左右。據(jù)D→G圖分析,是因?yàn)開___________________________________。

26、(3)A→C、D→G均有以下特點(diǎn):延伸的子鏈緊跟著解旋酶,這說明DNA分子復(fù)制______。 (4)C與A相同,G與D相同,C、G能被如此準(zhǔn)確地復(fù)制出來,是因?yàn)開_____________。 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(xué)家岡崎提出DNA半不連續(xù)復(fù)制假說:DNA復(fù)制形成互補(bǔ)子鏈時(shí),一條子鏈?zhǔn)沁B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(yàn)證這一假說,岡崎進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):讓T4噬菌體在20 °C時(shí)侵染大腸桿菌70 min后,將同位素3H標(biāo)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(jìn)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(gè)雙鏈DNA片段中有1 000個(gè)堿基對,其中胸腺嘧啶350個(gè),該DNA連續(xù)復(fù)制四次,在第四次復(fù)制時(shí)需要消耗________個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸。 (2)以3H標(biāo)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(xì)胞

28、中需要解旋酶的催化,在體外通過加熱也能實(shí)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(shí),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(shí)驗(yàn)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(biāo)記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸,注入真核細(xì)胞,可用于研究 A.DNA復(fù)

29、制的場所 B.mRNA與核糖體的結(jié)合 C.分泌蛋白的運(yùn)輸 D.細(xì)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(jìn)行DNA復(fù)制時(shí),BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中,形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料對復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色,發(fā)現(xiàn)含半標(biāo)記DNA(一條鏈被標(biāo)記)的染色單體發(fā)出明亮熒光,含全標(biāo)記DNA(兩條鏈均被標(biāo)記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個(gè)細(xì)胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中,培養(yǎng)到第三個(gè)細(xì)胞周期的中期進(jìn)行染色并觀察。下列推測錯(cuò)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(biāo)記 D.3/4的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記 13.(2018·浙江卷)某研究小組進(jìn)行“探究DNA的復(fù)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(cuò)誤的是 A.本活動運(yùn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果說明DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)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(biāo)I卷)在有關(guān)DNA分子的研究中,常用32P來標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ

32、~Pγ)。回答下列問題: (1)某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上,同時(shí)產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上,那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的_________(填“α”、“β”或“γ”)位上。 (2)若用帶有32P標(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的____________(填“α”、“β”或“γ”)位上。 (3)將一個(gè)帶有某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)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(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個(gè)

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(fù)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(cuò)誤;DNA多起點(diǎn)復(fù)制,縮短了復(fù)制所需要的時(shí)間,B正確;由于DNA復(fù)制都是從3′端向5′端進(jìn)行,而DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模訢NA經(jīng)半保留復(fù)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(diǎn)復(fù)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(jī)理為:在有絲分裂前期時(shí)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(gè)子細(xì)胞,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)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(shí)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(fù)制了2次;含有放射性的染色體具有2條,說明DNA的復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)。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(fù)制具有半保留復(fù)制的特點(diǎn),B正確;根據(jù)以上分析已知,核DNA經(jīng)歷了2次復(fù)制,C錯(cuò)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(jìn)行該實(shí)驗(yàn),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(fù)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(shí)間為40分鐘,故A錯(cuò)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(cuò)誤;1個(gè)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(gè),所有DNA分子中都含有14N,故C錯(cuò)誤;丙圖的結(jié)果出現(xiàn)后,將此時(shí)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(fù)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(gè)脫氧核苷酸,在含15N的環(huán)境中進(jìn)行復(fù)制n次,共產(chǎn)生2n個(gè)子代DNA分子,在此過程中,需要消耗(2n-1)×1 000個(gè)脫氧核苷酸,A錯(cuò)誤;依據(jù)DNA分子的半保留復(fù)制,在這

37、2n個(gè)DNA分子中,有2個(gè)DNA分子的1條鏈含15N、另1條鏈含14N,余下的(2n-2)個(gè)DNA分子的2條鏈均含15N,B錯(cuò)誤;細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制主要發(fā)生在細(xì)胞核中,C錯(cuò)誤;DNA復(fù)制過程可以在體外完成,但在體外復(fù)制時(shí)模板DNA不能太大,D正確。 5.【答案】A 【解析】用15N同位素標(biāo)記細(xì)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(gè)DNA分子。根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制特點(diǎn),不管親代DNA分子復(fù)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(gè),所以在子代的16個(gè)DNA分子中,只含15N的DNA分子為0,同時(shí)含15N和14N的DNA分子為2

38、個(gè),只含14N的DNA分子為16﹣2=14個(gè)。故選A。 6.【答案】D 【解析】若該DNA片段發(fā)生氧化損傷的兩個(gè)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(gè)G在兩條鏈上,該DNA復(fù)制兩次形成的4個(gè)DNA分子中有2個(gè)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(fù)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(fù)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(jìn)行半保留復(fù)制,含有15N的DNA分子一直是兩個(gè),A項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;子代DNA分子均含有14N,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該DNA分子含有100個(gè)堿基對,其中有胞嘧啶60個(gè),根據(jù)DNA中A=T,G=C,該DNA含有G60個(gè),A的數(shù)量為(200—120)/2=40個(gè),復(fù)制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸40×(24—1)=600個(gè),C項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.【答案】D 【解析】DNA第二次復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA共4個(gè),有I、Ⅱ兩種類型,比例為1︰1,A錯(cuò)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(cuò)誤;由題干可知,T=a個(gè),故C=m/2-a,復(fù)制n次,需要胞嘧啶的數(shù)目是(m/2-a)(2n-1),C錯(cuò)誤;復(fù)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(fù)制是雙向進(jìn)行的 (2)從多個(gè)起始點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行復(fù)制 (3)邊解旋邊復(fù)制 (4)DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板;DNA分子的堿基互補(bǔ)配對原則保證了DNA分子復(fù)制準(zhǔn)確無誤地完成 【解析】(1)DNA復(fù)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(gè)堿基對,而子鏈延伸速度是105個(gè)堿基對/分,則此DNA分子復(fù)制完成約需30 s。而實(shí)際上只需約16 s。由A→C圖可知,DNA復(fù)制可以雙向進(jìn)行。(2)據(jù)D→G圖分析可知,DNA復(fù)制可以從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行復(fù)制,故可以大大縮短復(fù)制時(shí)間。(3) DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制,解旋酶負(fù)責(zé)打開雙鏈,DNA聚合酶負(fù)責(zé)催化脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵,實(shí)現(xiàn)子鏈的延伸。(4)DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板;DNA分子的堿基互補(bǔ)配對原則(A—T、T—A、C—G、G—C)保證了DNA分子復(fù)制準(zhǔn)確

42、無誤地完成,故C、G能被如此準(zhǔn)確地復(fù)制出來。 10.【答案】(1)5 200 (2)標(biāo)記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收,為噬菌體DNA復(fù)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(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi),細(xì)胞中均能檢測到較多的短鏈片段 【解析】(1)已知1個(gè)雙鏈DNA片段中共有A+T+G+C=2 000個(gè)堿基,其中T=350個(gè)。依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可推知,在該DNA片段中,A=T=350個(gè),C=G=650個(gè)。該DNA連續(xù)復(fù)制四次,在第四次復(fù)制時(shí)需要消耗胞嘧啶脫氧核苷

43、酸數(shù)=(24-1)×650-(23-1)×650=5 200個(gè)。(2)以3H標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基中,因3H標(biāo)記的脫氧核苷酸被大腸桿菌吸收,為噬菌體DNA復(fù)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(gè)DNA分子中,堿基對A與T之間有2個(gè)氫鍵,C與G之間有3個(gè)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(shí),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(yuǎn),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(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi),細(xì)胞中均能檢測到較多的短鏈片段,為岡崎假說提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 11.【答案】A 【解析】DNA復(fù)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(yùn)輸氨基酸,不需要脫氧核苷酸,B錯(cuò)誤;分泌蛋白的需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的加工,形成囊泡運(yùn)到高爾基體,加工、分類和包裝,形成分泌小泡,運(yùn)到細(xì)胞膜,胞吐出去,與脫氧核苷酸無關(guān),C錯(cuò)誤;細(xì)胞膜脂質(zhì)的流動與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有關(guān),無需脫氧核苷酸,D錯(cuò)誤。因此,本題答案選A。 12.【答案】D 【解析】DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。根據(jù)

45、題意分析,復(fù)制到第三個(gè)細(xì)胞周期的中期時(shí),共有4個(gè)細(xì)胞,以第一代細(xì)胞中的某一條染色體為參照,含半標(biāo)記DNA的染色單體共有2條,含全標(biāo)記DNA的染色單體共有6條。根據(jù)題意可知,在第三個(gè)細(xì)胞周期中期時(shí),含半標(biāo)記DNA的染色單體分別在兩個(gè)細(xì)胞中,故有兩個(gè)細(xì)胞的兩條染色單體熒光全被抑制,有兩個(gè)細(xì)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(xiàng)正確;一個(gè)DNA分子中有兩條脫氧核苷酸鏈,由于DNA為半保留復(fù)制,故不含BrdU標(biāo)記的兩條脫氧核苷酸鏈分別位于兩個(gè)DNA分子中,新復(fù)制得到的脫氧核苷酸鏈必然含BrdU標(biāo)記,故所有DNA分子都被BrdU標(biāo)記,C選項(xiàng)正確;以第一代細(xì)胞中的某一條染色體

46、為參照,在第三個(gè)細(xì)胞周期中期時(shí)一共有16條DNA單鏈,含BrdU標(biāo)記的有14條,故有的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記,D選項(xiàng)錯(cuò)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(yùn)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(cuò)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(shí)驗(yàn)結(jié)果說明DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)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(fù)制,得到的子代DNA為2個(gè)14N14N-DNA分子和2個(gè)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(gè)15N14N-DNA分子和2個(gè)14N14N-DNA分子,比例為3∶1,D正確。 15.【答案】(1)γ (2)α (3)一個(gè)含有32P 標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后,標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到兩個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子中,因此在得到的n個(gè)噬菌體中只有2個(gè)帶有標(biāo)記 【解析】(1)某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上,同時(shí)

48、產(chǎn)生ADP。ATP水解時(shí),遠(yuǎn)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(biāo)記到DNA末端上,那么帶有32P的磷酸基團(tuán)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(gè)磷酸基團(tuán)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(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的α位上。(3)每個(gè)噬菌體只含有1個(gè)DNA分子。噬菌體侵染大腸桿菌時(shí),噬菌體的DNA進(jìn)入到大腸桿菌的細(xì)胞中,而蛋白質(zhì)外殼仍留在大腸桿菌細(xì)胞外;在噬菌體的DNA的指導(dǎo)下,利用大腸桿菌細(xì)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(jìn)行標(biāo)記,該噬菌體所感染的大腸桿菌細(xì)胞中不含有32P。綜上所述并依據(jù)DNA分子的半保留復(fù)制可知:一個(gè)含有32P標(biāo)記的雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后,標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到兩個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子中,因此在得到的n個(gè)噬菌體中只有兩個(gè)帶有標(biāo)記,即其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n。 18

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