人教版高中生物必修二知识讲解巩固练习教学资料补习资料24DNA的复制Word格式文档下载.docx

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（4）（细胞核中）时间：

有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。

2、条件：

（1）模板：

亲代DNA分子的两条链

（2）原料：

4种游离的脱氧核苷酸

（3）能量

（4）酶：

解旋酶、DNA聚合酶等

3、过程：

边解旋边复制，分为三个阶段：

（1）解旋，提供模板母链；

（2）以母链为模板，进行碱基互补配对，合成互补子链；

（3）母链和子链盘绕，形成两个新的DNA分子。

即解旋→合成子链→母、子链组成双螺旋。

4、特点：

半保留复制，即新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链（模板链——连续性）。

5、结果：

1个DNA分子形成了2个DNA分子。

新复制的2个子代。

DNA分子通过细胞分裂分配到2个子细胞中去。

6、意义：

使遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。

7、复制简记：

“1个主要场所（细胞核），2种时期，3步过程，4个条件”

要点三：

DNA复制的有关计算

若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子（0代），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分子中，含14N的有2n，n表示复制代数，只含14N的有（2n—2）个，做题时应看准是“含”还是“只含”。

（2）无论复制多少次，含15N的DNA分子数始终是2个，占总数的比例为：

2/2n

（3）子代DNA分子的总链数为2n×

2=2n+1条。

含15N的链始终是2条，占总数比例为2/2n+1=1/2n，做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。

（4）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脱氧核苷酸m×

（2n—1）个。

若进行第n代复制，需消耗游离的该脱氧核苷酸为m×

2n-1。

【典型例题】

类型一：

DNA复制的过程

例1、（2019北京东城调研）下列关于真核细胞DNA分子复制的说法，正确的是（）

A．复制过程主要发生在有丝分裂前期

B．DNA分子先解开双螺旋结构再进行复制

C．复制可发生在细胞核中，也可发生在线粒体和内质网中

D．复制形成的两个子代DNA分子的碱基序列有可能不同

【答案】D

【解析】有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期及无丝分裂均可发生DNA分子的复制。

有DNA结构的场所均可发生DNA复制，如细胞核、线粒体和叶绿体。

DNA分子复制是边解旋边复制。

因DNA分子复制过程中可能发生基因突变，故复制形成的两个DNA分子碱基序列可能不同。

【点评】本题是针对DNA的复制过程进行考察。

【举一反三】：

【变式一】

实验室模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是（）

①酶②游离的脱氧核苷酸③ATP④模板DNA分子⑤核糖体⑥适宜的酸碱度⑦适宜的温度⑧tRNA

A．①②③④⑤⑧B．②③④⑥⑦⑧C．①③⑤⑥⑦D．①②③④⑥⑦

【变式二】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．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子

C．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA复制

D．单个脱氧核苷酸在DNA连接酶的作用下连接成新的子链

【答案】A

【解析】DNA通过一次复制后产生两个DNA分子；

DNA分子的复制是边解旋边复制；

单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接成新的子链

【变式三】

蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷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（）

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

【答案】B

【解析】由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性。

继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每个染色单体含一个DNA分子，所以一半的染色单体含放射性。

类型二：

DNA复制过程中有关碱基的计算

例2、（2018山东理综）某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在。

DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（）

【答案】C

【解析】根据DNA分子的结构特点可知，若DNA分子双链中（A+T）／（C+G）的比值均为m，则每条链中（A+T）／（C+G）比值为m，由此可判断C正确、D错误；

DNA分子中（A+C）／（T+G）=1，而每条链中的（A+C）／（T+G）不能确定，但两条链中

的比值互为倒数，故A、B错误。

【点评】先计算出DNA双链中某种碱基的数量，再根据半保留复制的特点进行计算。

具有100个碱基对的一个DNA分子片段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目是（）

A．60B．80C．120D．180

【解析】根据碱基互补配对原则，可以计算出亲代DNA分子中胞嘧啶（C）的数量为（200－40－40）/2=60（个）；

亲代DNA分子经过连续两次复制，会形成4个子代DNA分子，由于DNA复制方式为半保留复制，在形成的4个子代DNA分子中，有两个保留了亲代DNA各一条母链，所以连续复制两次，需提供相当于净合成3个与亲代一样的DNA所需的原料，故需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为60×

3＝180（个）。

【变式二】

某一DNA分子中，A为200个，复制次数后消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个，该DNA分子已经复制了几次（）

A.4次B.3次C.5次D.6次

【解析】假设复制了n次，这样就可以用这样的公式200×

（2n—1）=3000，求得n=4。

类型三：

DNA的半保留复制

例3、蚕豆根尖细胞在含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（）

D．每条染色体的两条单体都不被标记

【点评】本题考查DNA的复制方式——半保留复制。

同时和之前学的细胞分裂的周期相联系起来考查，有一定难度，需同学们深刻掌握。

将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有14N的DNA分子占全部，DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（）。

A．1／2，7／8，1／4B．1／4，1，1／8

C．1／4，7／8．1／8D．1／8，1，1／8

例4、在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；

在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。

将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。

请分析：

（1）由实验结果可推测第一代（Ⅰ）细菌DNA分子中一条链含________，另一条链含________。

（2）将第一代（I）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样的方法分离。

请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图标出。

【答案】

（1）15N14N

（2）如右图所示：

【解析】由实验结果分析，14N-DNA为全轻DNA分子，位于离心后的试管上部；

15N-DNA为全重DNA分子，位于离心后的试管下部，将含15N的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基中繁殖一代（Ⅰ），其DNA为全中DNA分子，位于试管的中部。

这里最关键的问题是，繁殖一代即DNA复制一次，由于DNA分子是半保留复制，首先将15N-DNA分子解旋成两条单链，然后以含14N的脱氧核苷酸为原料，根据碱基互补配对原则，各复制一条以14N为氮源的子链，复制后，每分子DNA都是一条链含15N和一条链含14N，故第一代（Ⅰ）的DNA分子全都是位于试管中部的全中DNA分子。

若将第一代（Ⅰ）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，根据上述道理，将含15N和14N的两条单链分开，以15N的脱氧核苷酸为原料各复制一条单链，将有一半的DNA分子全为15N，一半的DNA分子一条链含15N、另一条链含14N，全含15N的DNA分子离心后位于试管的下部，含一半14N的DNA分子离心后位于试管中部。

【巩固练习】

一、单项选择题：

1.某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从而达到控制癌症的目的。

这些药物作用的细胞正处在细胞周期的（）

A．间期B．前期C．中期D．后期

2.下列关于DNA分子能够准确复制的原因的解释中，正确的是（）

①活细胞为DNA复制提供了最适宜的环境条件

②DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板

③细胞内DNA聚合酶的催化活性高

④碱基互补配对保证了复制准确无误地进行

A.①④B.①②C.①③D.②④

3.（2018北京海淀期末考）某DNA片段含有100个碱基对，其中胸腺嘧啶为40个，如果该DNA片段连续复制2次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子数为（）

A．60个B．80个C．120个D．180个

4.下列关于DNA复制的叙述，错误的是（）

A．复制发生在细胞分裂间期

B．复制时边解旋边复制

C．复制时需要氨基酸和酶

D．复制遵循碱基互补配对原则

5.根据噬菌体侵染大肠杆菌的实验，请指出DNA的复制场所、模板、和原料分别是（）

①噬菌体内②大肠杆菌体内③大肠杆菌拟核区④噬菌体的RNA⑤噬菌体的DNA⑥大肠杆菌DNA⑦大肠杆菌氨基酸⑧大肠杆菌核苷酸⑨大肠杆菌脱氧核苷酸

A．①⑤⑦B．②④⑨C．②⑤⑨D．③⑥⑧

6.用32P和15N标记的噬菌体侵染大肠杆菌，然后进行测试，在子代噬菌体的化学成分中可测到（）

A．只有15NB．只有32P

C．有15N和32PD．没有15N和32P

7.（2018北京东城联考）用15N标记细菌的DNA，然后将这种细菌放到14N培养基中培养，假定细菌在含14N的培养基中连续分裂产生4个新个体，它们的DNA中含14N链与15N链的比例是（）

A．3∶1B．2∶1C．1∶1D．7∶1

8.（2018哈九中期末）某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链上的G占该链总数的21%，那么，对应的另一条链上的G占该碱基总数的比例是（）

A.35%B.29%C.28%D.21%

9.假定某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中便得到含15N的DNA，其相对分子量为b。

现将含15N的DNA的大肠杆菌再培养在含14N的培养基中，那么，子二代DNA的相对分子质量平均为（）

A．（a+b）/2

B．（3a+b）/4

C．（2a+3b）/2

D．（a+3b）/4

10.DNA聚合酶是DNA复制所必需的酶，图中曲线a表示脱氧核苷酸的含量，曲线b表示DNA聚合酶的活性，由图可以推知（）。

A．间期是新细胞周期的开始B．间期细胞内发生DNA聚合酶的合成

C．间期细胞内发生RNA复制D．间期细胞内发生DNA复制

11.用32P标记了玉米体细胞（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，在第二次细胞分裂中期、后期一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体数分别是（）。

A．中期20和20、后期40和20B．中期20和10、后期40和20

C．中期20和20、后期40和10D．中期20和10、后期40和10

二、非选择题

1.图中一、二、三表示DNA复制的过程:

（1）一表示______，这一过程中，DNA分子在的作用下，两条扭成螺旋的长链开始______。

（2）二表示。

每条母链在一些____________的作用下，链上的碱基按照______________________与周围环境中游离的__________________来配对。

（3）三表示____________________________。

2.下图是DNA复制图解，请据图回答问题：

（1）DNA复制的时期是。

（2）DNA准确复制的结构基础是和。

（3）实验室内模拟DNA复制所需的一组条件是。

①DNA模板②解旋酶、连接酶和聚合酶③ATP和四种脱氧核苷

酸④RNA引物⑤适宜的温度和酸碱度

A.①②③B.①②③④

C.①②③④⑤D.①②③⑤

（4）一个有15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制三次后标记的DNA分子占DNA分子总数的，标记的链占全部DNA单链的。

（5）一个DNA分子复制完毕后，新形成的DNA分子的子链是。

A.是DNA母链的片段

B.和DNA母链之一完全相同

C.和DNA母链相同，但T被U所取代

D.和DNA母链稍有不同

3.据图完成下列问题：

（1）该图表示的生理过程是________，该过程主要发生在细胞的________部位。

（2）图中的1、2、3、4、5分别是______、______、______、______、______。

（3）假如经过科学家的测定，A链上的一段（M）中的A∶T∶C∶G=2∶1∶1∶3，能不能说明该科学家的测定是错误的？

________。

原因是________。

（4）如果以A链的M为模板，复制出的B链碱基比例应该是________。

4.科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。

组别

1组

2组

3组

4组

培养液中唯一氮源

14NH4Cl

15NH4Cl

繁殖代数

多代

一代

两代

培养产物

A

B

B的子Ⅰ代

B的子Ⅱ代

操作

提取DNA并离心

离心结果

仅为轻带（14N/14N）

仅为重带（15N/15N）

仅为中带

（15N/14N）

1/2轻带

（14N/14N）

1/2中带

请分析并回答：

（1）要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过代培养，且培养液中的是唯一氮源。

（2）综合分析本实验的DNA离心结果，第组结果对得到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分子的复制方式是。

（3）分析讨论：

①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于代，据此可判断DNA分子的复制方式不是

复制。

②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果（选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。

③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：

密度带的数量和位置，放射性强度发生变化的是带。

④若某次实验的结果中，子Ⅰ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DNA单链中的N尚有少部分为。

【答案与解析】

一、单选题

1【答案】A

【解析】DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，因此抑制肿瘤细胞DNA复制的药物也在间期发挥作用。

2【答案】D

3【答案】D

【解析】利用DNA的半保留复制，碱基互补配对原则，计算所需要的胞嘧啶个数。

4【答案】Ｃ

5【答案】Ｃ

【解析】噬菌体侵染大肠杆菌时，DNA进入到大肠杆菌的体内进行复制，复制时的模板是噬菌体的DNA,原料是大肠杆菌的脱氧核苷酸。

6【答案】C

【解析】噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，N、P存在于DNA分子中。

7【答案】A

【解析】DNA分子复制的原料不含15N，故无论DNA分子复制多少次，在所有的子代DNA分子中，只有2条链含15N，且这两条链分布在2个DNA分子中，假定细菌产生4个新个体，说明DNA复制了两次，故含14N链与15N链的比例是6∶2，即3∶1。

8【答案】B

9【答案】B

【解析】亲代的DNA含有两条链都是15N，在14N的培养基上繁殖两代得到4个DNA分子，得到的子二代DNA分子中，完全含14N的有两个，相对分子质量为2a，另外两个DNA分子一条链含15N，另一条链含14N，相对分子质量为（a+b），所以得到的子二代的平均分子质量为（3a+b）/4。

10【答案】D

【解析】由图示曲线可以看出，间期细胞内DNA聚合酶的活性逐渐升高，且脱氧核苷酸的含量开始增多，后又逐渐减少，说明细胞大量吸收并利用脱氧核苷酸，进行了DNA的复制。

11【答案】A

【解析】一个玉米细胞有20条染色体，内含20个DNA分子，有40条链被标记。

DNA的复制为半保留复制，第一次分裂形成的2个子细胞中所有染色体都被标记（每个DNA分子中一条链被标记，一条链不被标记）；

第二次分裂时，中期的染色体都被标记；

后期由于染色单体变为染色体，则有一半染色体被标记，为20条。

如果是多个细胞也符合这样的规律。

二、非选择题：

1【答案】

（1）解旋解旋酶解开

（2）以母链为模板进行碱基配对DNA聚合酶碱基互补配对原则脱氧核苷酸

（3）形成两个新的DNA分子

2【答案】

（1）有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期

（2）独特的双螺旋结构碱基互补配对原则

（3）C

（4）1/41/8

（5）B

3【答案】

（1）DNA复制细胞核

（2）ATCCT

（3）不能在单链中不一定A=T、G=C

（4）T∶A∶G∶C=2∶1∶1∶3

4【答案】

（1）多；

115NH4CL

（2）3；

1；

2；

半保留复制

（3）①B；

半保留②不能③没有变化；

轻④15N