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第三节　DNA通过复制传递遗传信息
[学习目标]　1.运用假说—演绎法探究DNA复制的过程。2.阐明DNA复制的过程、特点和意义。
一、探究DNA的复制过程
1．方法：________________和密度梯度超速离心技术。
2．实验材料：____________。
3．实验原理：含15N的双链DNA密度较大，离心后的条带分布于离心管的______部；含14N的________DNA密度较小，离心后的条带分布于离心管的______部；一条链含15N与另一条链含14N的双链DNA密度应该介于双链均含15N的DNA和双链均含14N的DNA之间，离心后的条带应分布于离心管的______部。
4．实验过程
5．实验结果
(1)立即取出，提取DNA→离心→________________。
(2)繁殖一代后取出，提取DNA→离心→________________。
(3)繁殖两代后取出，提取DNA→离心→__________________________________________。
6．实验结论：DNA的复制是以____________的方式进行的。
判断正误
(1)第二代细胞的DNA分子一条链含15N，一条链含14N(　　)
(2)新合成的子代双链DNA分子中，一条链是来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的(　　)
(3)正常情况下，复制出的DNA分子与亲代DNA分子完全相同(　　)
任务一：半保留复制的实验证据
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(如图所示)。
进行以下实验操作：
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14N的培养基中，再连续繁殖两代( Ⅰ 和 Ⅱ )，提取大肠杆菌中的DNA分子，进行密度梯度超速离心，不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
根据实验操作，思考并完成以下内容：
(1)如果与对照(14N－14N)相比，子代Ⅰ离心后出现两条DNA带：一条轻密度(14N－14N)带和一条重密度(15N－15N)带，则可以排除_____________________________________________。
(2)如果子代Ⅰ离心后只有一条中密度带，则可以排除______________，但不能肯定是________________________。
(3)如果子代Ⅰ离心后只有一条中密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：若子代Ⅱ离心后可以分出__________________和________________，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代Ⅱ离心后不能分出________密度两条带，则排除半保留复制，同时确定为分散复制。
1．该实验在探究过程中使用的方法是假说—演绎法。
2．该实验也可以用P、C等元素进行同位素示踪技术标记DNA。
3．在实验过程中一定要注意提取DNA的时间，以大肠杆菌繁殖一代所用的时间为间隔。
1．(2024·浙南名校高一期中)如图表示验证“DNA的半保留复制”实验的部分过程，甲、乙为大肠杆菌液体培养基，在甲中培养若干代后离心，在乙中培养一代后离心，①②表示离心结果。下列叙述正确的是(　　)
A．①的DNA仅含15N、②的DNA仅含14N
B．本实验需对大肠杆菌进行密度梯度离心
C．根据图示结果无法确定DNA的复制方式
D．大肠杆菌液体培养基中NH4Cl是唯一营养物质
2．(2024·宁波高一期中)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
二、DNA通过半保留方式进行复制
1．DNA复制的概念：产生两个跟亲代DNA完全________的新DNA分子的过程。
2．DNA复制的过程
(1)形成“模板链”：DNA复制时，在____________的作用下，两条链的配对碱基之间的________断开，碱基暴露出来，形成了两条“模板链”(母链)。
(2)合成子链：每一条母链按照________________的原则，腺嘌呤与胸腺嘧啶核苷酸配对，鸟嘌呤与胞嘧啶核苷酸配对等。最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成______________，产生一条子链。这一过程还需要________________的参与，同时DNA复制过程需要________。
(3)形成新的DNA分子：每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构，即一个双螺旋DNA分子变成了____________双螺旋DNA分子，并且新形成的DNA分子与亲代DNA分子________。
3．意义：DNA复制使亲代的遗传信息传递给子代，从而保持了前后代________________的连续性。
判断正误
(1)DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶等的参与(　　)
(2)DNA复制时，所用的原料是A、C、T、G四种碱基(　　)
(3)DNA复制时，以DNA分子的一条链作为模板，先解旋后复制(　　)
(4)碱基互补配对原则保证了复制的准确性(　　)
任务二：分析DNA复制的过程
1．如图为DNA分子复制的两个模型，请据图回答下列问题：
(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分别作用于图2中哪个部位？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)图1中的a(子链)和c(母链)、b(母链)和d(子链)的碱基排列顺序有何关系？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50～100 bp/s。如图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。
(1)请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)DNA分子的复制是非常精确的，其原因有哪些？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
　DNA复制分析
项目 内容
时间 有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期
场所 细胞核、线粒体、叶绿体
特点 边解旋边复制
方式 半保留复制
条件 ①模板：亲代DNA的两条链；②原料：四种脱氧核苷酸；③酶：解旋酶和DNA聚合酶等；④能量：由ATP提供
任务三：DNA复制的相关计算
如果用15N标记DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次。结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题：
1．复制n次后，DNA分子总数、含有15N的DNA分子数、DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．设亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则：
(1)经过n次复制，共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)在第n次复制时，需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
　只含15N的DNA在含14N的环境中进行复制时，DNA分子数、脱氧核苷酸链数的变化
DNA分子的特点 DNA分子中脱氧核苷酸链的特点
代数 分子总数 细胞中DNA分子离心后，在离心管中的位置 不同DNA分子占全部DNA分子的比例 链总数 不同脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链的比例
只含15N的DNA分子 含14N、15N的DNA分子 只含14N的DNA分子 含15N的链 含14N的链
0 1 全在下部 1 0 0 2 1 0
1 2 全在中部 0 1 0 4 1/2 1/2
2 4 1/2中部，1/2上部 0 1/2 1/2 8 1/4 3/4
3 8 1/4中部，3/4上部 0 1/4 3/4 16 1/8 7/8
n 2n 2/2n中部，1－2/2n上部 0 2/2n(或1/2n－1) 1－2/2n 2n＋1 1/2n 1－1/2n
3．高等动物细胞核中DNA分子复制过程示意图如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．甲是DNA聚合酶，使DNA分子两条单链恢复双螺旋结构
B．乙和丙同为解旋酶，可使碱基对间的氢键断裂
C．乙向左移动，与丙的移动方向相反
D．丙所处的位置是新形成子链的5′端
4．(2024·嘉兴高一质检)在1958年，科学家设计了DNA合成的同位素示踪实验证实了DNA复制的方式，下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)
A．需要解开DNA的双螺旋结构
B．以DNA分子的一条链作为模板
C．4种游离的核糖核苷酸作为原料
D．A与U互相配对、G与C互相配对
5．(2023·杭州高一期中)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，其结果可能是(　　)
A．含有14N的DNA分子占100%
B．复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个
C．含15N的链占1/8
D．子代DNA中嘌呤与嘧啶数量之比是2∶3
6．假如某一含31P的DNA中含有1 000个碱基对，将该DNA放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中培养让其复制n次，则子代DNA的平均相对分子质量比原来增加了(　　)
A．1 000 B．1 000·
C．2 000 D．1 000·
答案精析
一、梳理教材新知
1．同位素示踪技术
2．大肠杆菌
3．下　双链　上　中
4．15N—15N—DNA　15N—14N—DNA　　
5．(1)离心管的下部　(2)离心管的中部　(3)1/2离心管上部、1/2离心管中部
6．半保留
判断正误
(1)√　(2)√　(3)√
探究核心知识
任务一
(1)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
落实思维方法
1．C
2．A　[DNA复制方式为半保留复制，第一次分裂得到2个子代DNA，全为15N－14N－DNA，离心后会得到一条中带，应为②，A错误；第二次分裂会得到4个子代DNA，应为2个15N－14N－DNA、2个14N－14N－DNA，离心后会得到一条中带和一条轻带，且条带一样宽，应为①，B正确；第三次分裂得到8个DNA，其中2个15N－14N－DNA、6个14N－14N－DNA，离心后会得到一条中带和一条轻带，且轻带要比中带宽，应为③，C正确；亲代DNA为15N－15N－DNA，离心后会得到一条重带，应为⑤，D正确。]
二、
梳理教材新知
1．相同
2．(1)解旋酶　氢键　(2)碱基互补配对　磷酸二酯键　DNA聚合酶　能量　(3)两个　相同
3．遗传信息
判断正误
(1)√　(2)×　(3)×　(4)√
提示　(2)DNA复制时，所用的原料是四种脱氧核苷酸。(3)DNA分子复制时两条脱氧核苷酸链都作为模板，边解旋边复制。
探究核心知识
任务二
1．(1)酶1是解旋酶，酶2是DNA聚合酶。酶1作用于f，酶2作用于e。　(2)a和c、b和d的碱基排列顺序相同。
2．(1)果蝇DNA形成多个复制泡说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点进行DNA复制，由此可加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
(2)DNA分子的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
任务三
1．2n个、2个、2n个、(2n－2)个。
2．2n＋1条、2条、(2n＋1－2)条。
3．(1)m·(2n－1)个。　(2)m·2n－1个。
落实思维方法
3．C
4．A　[DNA复制时，DNA需要解开双螺旋结构，解旋后分别以两条链为模板按照碱基互补配对原则合成子链，A正确，B错误；DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料，C错误；DNA复制是A与T互相配对、G与C互相配对，D错误。]
5．A　[由于DNA分子的复制是半保留复制，用15N标记的 DNA分子复制4次生成16个DNA分子，其中2个子代DNA各含1条15N链和1条14N链，其余DNA分子都只含14N，故全部子代DNA都含14N，A正确；亲代DNA分子中含腺嘌呤碱基(A)40个，则复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸(24－1)×40＝600(个)，B错误；子代DNA分子中只有两个DNA分子有一条含15N的单链，因此含15N的脱氧核苷酸链占2÷(24×2)＝1/16，C错误；由于双链DNA分子中嘌呤和嘧啶碱基互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数，即子代DNA中嘌呤与嘧啶数量之比是1∶1，D错误。]
6．B　[亲代DNA中的磷元素全为31P，将该DNA放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制n次，共形成2n个DNA，其中有2个DNA的一条链只含32P、另一条链只含31P，其相对分子质量比原来增加了1 000，另(2n－2)个DNA的两条链都只含32P，其相对分子质量比原来增加了2 000；则子代DNA的平均相对分子质量比亲代DNA增加了＝1 000·，故选B。](共82张PPT)
第三节
DNA通过复制传递遗传信息
第三章 遗传的分子基础
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学习目标
1.运用假说—演绎法探究DNA复制的过程。
2.阐明DNA复制的过程、特点和意义。
内容索引
一、探究DNA的复制过程
二、DNA通过半保留方式进行复制
课时对点练
探究DNA的复制过程
一
1.方法： 和密度梯度超速离心技术。
2.实验材料： 。
3.实验原理：含15N的双链DNA密度较大，离心后的条带分布于离心管的___部；含14N的 DNA密度较小，离心后的条带分布于离心管的 部；一条链含15N与另一条链含14N的双链DNA密度应该介于双链均含15N的DNA和双链均含14N的DNA之间，离心后的条带应分布于离心管的 部。
梳理　教材新知
同位素示踪技术
大肠杆菌
下
双链
上
中
4.实验过程
15N—15N—DNA
15N—14N—DNA
5.实验结果
(1)立即取出，提取DNA→离心→ 。
(2)繁殖一代后取出，提取DNA→离心→ 。
(3)繁殖两代后取出，提取DNA→离心→ 。
6.实验结论：DNA的复制是以 的方式进行的。
离心管的下部
离心管的中部
1/2离心管上部、1/2离心管中部
半保留
(1)第二代细胞的DNA分子一条链含15N，一条链含14N(　　)
(2)新合成的子代双链DNA分子中，一条链是来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的(　　)
(3)正常情况下，复制出的DNA分子与亲代DNA分子完全相同(　　)
√
√
√
任务一：半保留复制的实验证据
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(如图所示)。
进行以下实验操作：
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)。
探究　核心知识
c.将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养
基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，提取大肠杆
菌中的DNA分子，进行密度梯度超速离心，不
同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位
置上。
根据实验操作，思考并完成以下内容：
(1)如果与对照(14N－14N)相比，子代Ⅰ离心后出现两条DNA带：一条轻密度(14N－14N)带和一条重密度(15N－15N)带，则可以排除_____________
________。
半保留复制和
分散复制
(2)如果子代Ⅰ离心后只有一条中密度带，则
可以排除 ，但不能肯定是_____
________________。
(3)如果子代Ⅰ离心后只有一条中密度带，再
继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：若子代Ⅱ离
心后可以分出 和 ，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代Ⅱ离心后不能分出 密度两条带，则排除半保留复制，同时确定为分散复制。
全保留复制
半保
留复制或分散复制
一条中密度带
一条轻密度带
中、轻
核心归纳
1.该实验在探究过程中使用的方法是假说—演绎法。
2.该实验也可以用P、C等元素进行同位素示踪技术标记DNA。
3.在实验过程中一定要注意提取DNA的时间，以大肠杆菌繁殖一代所用的时间为间隔。
1.(2024·浙南名校高一期中)如图表示验证“DNA的半保留复制”实验的部分过程，甲、乙为大肠杆菌液体培养基，在甲中培养若干代后离心，在乙中培养一代后离心，①②表示离心结果。下列叙述正确的是
A.①的DNA仅含15N、②的DNA仅含14N
B.本实验需对大肠杆菌进行密度梯度
离心
C.根据图示结果无法确定DNA的复制
方式
D.大肠杆菌液体培养基中NH4Cl是唯一营养物质
√
落实　思维方法
甲中大肠杆菌只在含15N的培养
基中培养若干代，①试管的DNA
只有15N－15N－DNA，甲中DNA
转至含14N的培养基乙中培养，②
试管中出现15N－14N－DNA，A错误；
实验中需要在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA的位置，B错误；
①试管只有15N－15N－DNA，离
心后只有重带，甲中DNA转至含
14N的培养基乙中培养，乙中只繁
殖一代，②试管中出现15N－14N－
DNA分子，离心后只有中带，则不可能是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制(没有全轻和全重)，C正确；
大肠杆菌液体培养基中NH4Cl是唯一氮源而不是唯一营养物质，D错误。
2.(2024·宁波高一期中)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
√
DNA复制方式为半保留复制，第一
次分裂得到2个子代DNA，全为15N
－14N－DNA，离心后会得到一条中
带，应为②，A错误；
第二次分裂会得到4个子代DNA，应为2个15N－14N－DNA、2个14N－14N－DNA，离心后会得到一条中带和一条轻带，且条带一样宽，应为①，B正确；
第三次分裂得到8个DNA，其中2个15N－14N－DNA、6个14N－14N－DNA，离心后会得到一条中带和一条轻带，且轻带要比中带宽，应为③，C正确；
亲代DNA为15N－15N－DNA，离心后会得到一条重带，应为⑤，D正确。
二
DNA通过半保留方式进行复制
1.DNA复制的概念：产生两个跟亲代DNA完全 的新DNA分子的过程。
2.DNA复制的过程
(1)形成“模板链”：DNA复制时，在 的作用下，两条链的配对碱基之间的 断开，碱基暴露出来，形成了两条“模板链”(母链)。
梳理　教材新知
相同
解旋酶
氢键
(2)合成子链：每一条母链按照 的原则，腺嘌呤与胸腺嘧啶核苷酸配对，鸟嘌呤与胞嘧啶核苷酸配对等。最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成 ，产生一条子链。这一过程还需要____
______的参与，同时DNA复制过程需要 。
(3)形成新的DNA分子：每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构，即一个双螺旋DNA分子变成了 双螺旋DNA分子，并且新形成的DNA分子与亲代DNA分子 。
碱基互补配对
磷酸二酯键
DNA
聚合酶
能量
两个
相同
3.意义：DNA复制使亲代的遗传信息传递给子代，从而保持了前后代_________的连续性。
遗传信息
(1)DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶等的参与(　　)
(2)DNA复制时，所用的原料是A、C、T、G四种碱基(　　)
(3)DNA复制时，以DNA分子的一条链作为模板，先解旋后复制(　　)
(4)碱基互补配对原则保证了复制的准确性(　　)
×
×
√
√
提示　DNA复制时，所用的原料是四种脱氧核苷酸。
提示　DNA分子复制时两条脱氧核苷酸链都作为模板，边解旋边复制。
任务二：分析DNA复制的过程
1.如图为DNA分子复制的两个模型，请
据图回答下列问题：
(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分
别作用于图2中哪个部位？
探究　核心知识
提示　酶1是解旋酶，酶2是DNA聚合酶。酶1作用于f，酶2作用于e。
(2)图1中的a(子链)和c(母链)、b(母链)和d(子链)的碱基排列顺序有何关系？
提示　a和c、b和d的碱基排列顺序相同。
2.已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50～100 bp/s。如图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。
(1)请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
提示　果蝇DNA形成多个复制泡说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点进行DNA复制，由此可加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
(2)DNA分子的复制是非常精确的，其原因有哪些？
提示　DNA分子的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
DNA复制分析
核心归纳
项目 内容
时间 有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期
场所 细胞核、线粒体、叶绿体
特点 边解旋边复制
方式 半保留复制
条件 ①模板：亲代DNA的两条链；②原料：四种脱氧核苷酸；
③酶：解旋酶和DNA聚合酶等；④能量：由ATP提供
任务三：DNA复制的相关计算
如果用15N标记DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次。结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题：
1.复制n次后，DNA分子总数、含有15N的DNA分子数、DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？
提示　2n个、2个、2n个、(2n－2)个。
2.复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少？
提示　2n＋1条、2条、(2n＋1－2)条。
3.设亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则：
(1)经过n次复制，共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
提示　m·(2n－1)个。
(2)在第n次复制时，需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
提示　m·2n－1个。
只含15N的DNA在含14N的环境中进行复制时，DNA分子数、脱氧核苷酸链数的变化
核心归纳
DNA分子的特点 DNA分子中脱氧核苷酸链的特点 代数 分子总数 细胞中DNA分子离心后，在离心管中的位置 不同DNA分子占全部DNA分子的比例 链总数 不同脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链的比例 只含15N的DNA分子 含14N、15N的DNA分子 只含14N的DNA分子 含15N的链 含14N的链
0 1 全在下部 1 0 0 2 1 0
1 2 全在中部 0 1 0 4 1/2 1/2
2 4 1/2中部，1/2上部 0 1/2 1/2 8 1/4 3/4
3 8 1/4中部，3/4上部 0 1/4 3/4 16 1/8 7/8
n 2n 2/2n中部，1－2/2n上部 0 2/2n(或1/2n －1) 1－2/2n 2n＋1 1/2n 1－1/2n
3.高等动物细胞核中DNA分子复制过程示意图如图所示，下列叙述正确的是
A.甲是DNA聚合酶，使DNA分子两条单
链恢复双螺旋结构
B.乙和丙同为解旋酶，可使碱基对间的氢键断裂
C.乙向左移动，与丙的移动方向相反
D.丙所处的位置是新形成子链的5′端
√
落实　思维方法
甲是解旋酶，使DNA分子两条链的配
对碱基之间的氢键断裂，成为单链结
构，A错误；
乙和丙同为DNA聚合酶，催化子链的
延伸过程，使脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接起来，B错误；DNA复制时，子链延伸的方向是由5′→3′，据此可看出乙向左移动，与丙的移动方向相反，C正确；
根据子链延伸方向可知，丙所处的位置是新形成子链的3′端，D错误。
4.(2024·嘉兴高一质检)在1958年，科学家设计了DNA合成的同位素示踪实验证实了DNA复制的方式，下列关于DNA复制的叙述，正确的是
A.需要解开DNA的双螺旋结构
B.以DNA分子的一条链作为模板
C.4种游离的核糖核苷酸作为原料
D.A与U互相配对、G与C互相配对
√
DNA复制时，DNA需要解开双螺旋结构，解旋后分别以两条链为模板按照碱基互补配对原则合成子链，A正确，B错误；
DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料，C错误；
DNA复制是A与T互相配对、G与C互相配对，D错误。
5.(2023·杭州高一期中)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，其结果可能是
A.含有14N的DNA分子占100%
B.复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个
C.含15N的链占1/8
D.子代DNA中嘌呤与嘧啶数量之比是2∶3
√
由于DNA分子的复制是半保留复制，用15N标记的 DNA分子复制4次生成16个DNA分子，其中2个子代DNA各含1条15N链和1条14N链，其余DNA分子都只含14N，故全部子代DNA都含14N，A正确；
亲代DNA分子中含腺嘌呤碱基(A)40个，则复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸(24－1)×40＝600(个)，B错误；
子代DNA分子中只有两个DNA分子有一条含15N的单链，因此含15N的脱氧核苷酸链占2÷(24×2)＝1/16，C错误；
由于双链DNA分子中嘌呤和嘧啶碱基互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数，即子代DNA中嘌呤与嘧啶数量之比是1∶1，D错误。
6.假如某一含31P的DNA中含有1 000个碱基对，将该DNA放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中培养让其复制n次，则子代DNA的平均相对分子质量比原来增加了
√
亲代DNA中的磷元素全为31P，将该DNA放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制n次，共形成2n个DNA，其中有2个DNA的一条链只含32P、另一条链只含31P，其相对分子质量比原来增加了1 000，另(2n－2)个DNA的两条链都只含32P，其相对分子质量比原来增加了2 000；则子代DNA的平均相对分子质量比亲代DNA增加了
网络构建
课时对点练
三
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B D D D B D B D
题号 9 10 11 　12 答案 C A A 　B
对一对
答案
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对一对
答案
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题号 13
答案 (1)特异性(或多样性和特异性)　B　(2)①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基之间遵循碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行　②解旋酶　DNA聚合酶　BD　③DNA复制有多个复制起点，可分别从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备
题号 14
答案 (1)6　(2)细胞核、线粒体　线粒体　(3)C　(4)甲分子中C、G比例高，氢键数目多　(5)1/150　1/2
题组一　探究DNA的复制过程
1.(2023·宁波高一期末)将某细菌(其氮均为14N)转入以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养。取完成两次分裂的细菌，分离出其DNA进行密度梯度超速离心，离心后的条带分布于试管的
A.上部和中部 B.中部和下部
C.下部 D.上部和下部
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答案
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将含有14N－14N－DNA的细菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养两代，共形成4个DNA分子，分离出细菌中的DNA中有2个DNA 含15N－14N，位于离心管中部，其余2个DNA 含15N－15N，位于离心管下部，B符合题意。
答案
2.“探究DNA的复制过程”实验是最早证明DNA半保留复制的证据，下列有关该实验的说法，错误的是
A.该实验需对细菌的DNA进行提取和分离操作
B.将大肠杆菌转入以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养若干代，使其DNA都被15N标记，得到第一代细菌
C.将第一代细菌转入以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养，分别取第二
代和第三代细菌的DNA进行密度梯度超速离心和分析
D.将第二代或第三代细菌的DNA双链打开后再进行离心分离，也会出现
中间条带
√
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答案
将第二代或第三代细菌的DNA双链打开后再进行离心分离，不会出现中间条带，只会出现轻带和重带，D错误。
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答案
3.1958年，科学家设计了DNA合成的同位素示踪实验，实验的培养条件与方法：(1)在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如图甲；(2)转至含14N的培养基培养，每20分钟繁殖一代；(3)取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。图乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论正确的是
A.出现丁的结果需要60分钟
B.乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果
C.转入14N培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4
D.图丙的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得
出半保留复制的结论
√
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答案
只含15N的样品离心后处在离心管的下方，图甲是在
15N培养基中培养的结果，为重带；转入含14N的培养
基后，由于DNA的半保留复制，繁殖一代后全部DNA
均为15N－14N－DNA，离心后处于离心管中部，为中
带，与图丙结果吻合；繁殖两代后，15N－14N－DNA占50%,14N－14N－DNA占50%，为中带和轻带，与图丁结果吻合；繁殖三代后，15N－14N－DNA占25%,14N－14N－DNA占1－25%＝75%。结合上述分析可知，出现丁的结果需要繁殖两代，所以时间为40分钟，A错误；
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答案
转入14N培养基繁殖一代应为图丙的结果，B错误；
转入14N培养基中繁殖三代后，所有DNA分子中都
含有14N，C错误；
图丙的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心，
发现有一半的DNA链位于轻带，另一半位于重带，即一半含14N，由此分析可得出DNA半保留复制的结论，D正确。
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答案
题组二　DNA分子复制的过程
4.下列有关DNA复制过程的叙述中，正确的顺序是
①配对碱基之间氢键断裂　②配对碱基之间氢键形成　③DNA分子在解旋酶的作用下解旋　④以每一条母链为模板，游离的脱氧核苷酸为原料，进行碱基互补配对　⑤每条子链与其母链盘旋成双螺旋结构
A.①③④②⑤ B.③①⑤④②
C.①④②⑤③ D.③①④②⑤
√
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答案
5.如图为染色体上DNA复制过程模式图，图中的箭头代表子链的延伸方向。根据图示过程，下列叙述错误的是
A.两条母链方向相反
B.两条子链的延伸方向均是3′→5′
C.DNA的复制方式为半保留复制
D.DNA聚合酶和解旋酶在不同位置发挥作用
√
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答案
DNA分子两条链反向平行盘旋成双螺旋结
构，所以两条母链方向相反，A正确；
由题图可知，两条子链的延伸方向均为5′
→3′，B错误；
DNA聚合酶作用在磷酸二酯键上，连接游离的脱氧核苷酸，解旋酶作用在氢键上，解开DNA母链，D正确。
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答案
6.(2024·浙江新力量联盟高一联考)1953年，沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型。如图1、2分别为DNA分子片段及某种真核生物DNA复制示意图。据图判断，下列相关说法错误的是
A.图1中的①②③共同构成了一个鸟嘌呤脱氧核糖
核苷酸
B.图1中脱氧核糖和磷酸基团交替连接，排列在外
侧，构成DNA分子的基本骨架
C.图2所示真核生物DNA复制方式为多起点双向复
制，合成的两条子链碱基序列互补
D.图2子链延伸过程中，A酶可以催化氢键的形成
√
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答案
①是磷酸基团，②是脱氧核糖，③是含氮碱基鸟嘌呤，它们共同构成了④鸟嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一，A正确；
图2所示该真核生物DNA复制方式为多起点双向复制，合成的两条子链碱基序列互补，C正确；
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答案
图2子链延伸过程中，A酶是DNA聚合酶，可以催化磷酸二酯键的形成，D错误。
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答案
题组三　DNA复制的相关计算
7.DNA分子片段复制的情况如图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，下列说法错误的是
A.b和c的碱基序列可以互补
B.a和c的碱基序列可以互补
C.a中(A＋T)/(G＋C)的比值与b中(A＋T)/(G＋C)的比值相同
D.a中(A＋G)/(T＋C)的比值与d中(A＋G)/(T＋C)的比值一般不相同
√
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答案
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14
由于a和d碱基序列互补，则b和c的碱
基序列可以互补，A正确；
由于a、c均能与d的碱基序列互补，则
a和c的碱基序列相同，B错误；
a与b的碱基序列互补，根据碱基互补配对原则，a中(A＋T)/(G＋C)的比值与b中(A＋T)/(G＋C)的比值相同，C正确；
答案
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a与d的碱基序列互补，根据碱基互补
配对原则，a中(A＋G)/(T＋C)的比值
与d中(A＋G)/(T＋C)的比值互为倒数，故一般不相同，D正确。
答案
8.(2024·杭州高一期末)大肠杆菌长期在含15NH4Cl的培养液中生长，然后接种到不含15N的培养液中培养，连续分裂两次，全部子代大肠杆菌拟核DNA中含14N的DNA分子数占
A.12.5% B.25% C.50% D.100%
√
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由题意可知，亲代中DNA的两条链都含有15N，置于不含15N的培养基中培养，复制2次后，由于DNA具有半保留复制的特点，则在子代的DNA分子中都含14N，占总数的100%，D符合题意。
答案
9.一个双链被32P标记的DNA片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的15%，将其置于含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是
A.该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是70个
B.该DNA片段的一条链中，碱基A与T之和占该链的比值为30%
C.复制3次后，子代DNA中只含31P的DNA分子数为8个
D.第三次复制过程需要280个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
√
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答案
该DNA分子含有100个碱基对，腺嘌呤A占15%，A＝T＝200×15%＝30(个)，C＝G＝70(个)，A正确；
该DNA片段中A与T之和占碱基总数的30%，根据碱基互补配对原则，该DNA片段的一条链中碱基A与T之和占该链的比值也是30%，B正确；
DNA分子复制3次形成了23＝8(个)DNA分子，子代DNA分子中含32P的DNA分子数是2个，含31P的DNA分子数是8个，其中只含31P的DNA分子数为8－2＝6(个)，C错误；
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答案
第三次复制过程需要70×23－1＝280(个)游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，D正确。
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答案
10.某小组将含14N－DNA的大肠杆菌转移到含15NH4Cl的培养液中，培养1.5 h后提取子代大肠杆菌的DNA，然后将DNA进行热变性处理(即解旋变成单链)，再进行密度梯度离心，结果如图所示，离心管中出现的
两种条带分别对应图中的两个峰。下列叙述错误的是
A.根据图像可判断DNA的复制方式为半保留复制
B.由图中实验结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约
为30 min
C.未经热变性处理的子代DNA进行密度梯度离心也能出现两种条带
D.定时取样大肠杆菌并提取其DNA进行离心，无法通过检测其放射性强度确
定其在离心管中的位置起始点
√
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答案
由于DNA分子解开双螺旋，变成单链，所以
根据条带的数目和位置不可以判断DNA的复
制方式，A错误；
由于14N单链∶15N单链＝1∶7，说明DNA复
制了3次，因此可推知该大肠杆菌的细胞周
期大约为1.5÷3＝0.5(h)＝30(min)，B正确；
若子代DNA未经热变性处理直接进行密度梯度离心，则出现两条带，一条中带，一条重带，含量比例2∶(8－2)＝1∶3，C正确；
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答案
定时取样大肠杆菌并提取其DNA进行离心，无法通过检测其放射性确定其在离心管中的位置，因为15N没有放射性，D正确。
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答案
11.如图表示某DNA复制过程的部分图解，其中rep蛋白具有解旋的功能。下列相关叙述中，不正确的是
A.图中子链的延伸方向是3′→5′
B.DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链
重新形成双链的作用
C.rep蛋白可破坏氢键，该DNA中G、C比例越高，氢键数量越多
D.正常情况下，图中最终形成的两个DNA分子完全相同
√
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答案
子链的延伸方向是5′→3′，A错误；
DNA复制时双螺旋解开，两条母链分
别充当模板链，DNA结合蛋白可能具
有防止DNA单链重新形成双链的作用，B正确；
rep蛋白具有解旋的功能，可破坏氢键，氢键有助于DNA结构稳定，G－C之间有3个氢键，A－T之间有2个氢键，因此G、C比例越高，氢键数量越多，DNA分子越稳定，C正确。
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答案
12.某DNA分子(含14N)含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙结果。下列有关分析正确的是
A.X层全部是仅含14N的DNA
B.W层中含15N标记的胞嘧啶有3 150个
C.X层中含有的氢键数是Y层的1/4
D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
√
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答案
X层是同时含14N和15N的DNA，A错误；
腺嘌呤占35%，则胞嘧啶占15%，故胞嘧啶有3 000
×15%＝450(个)，W层含有15N标记的单链14条，相
当于7个DNA分子，所以共含15N标记的胞嘧啶450×7＝3 150(个)，B正确；
X层有2个DNA分子，Y层有6个DNA分子，所以X层中含有的氢键数是Y层的1/3，C错误；
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答案
W层含有14条链，Z层含有2条链，所以二者核苷酸数之比是7∶1，D错误。
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答案
13.(2024·浙江金兰教育高一期中)细胞都以DNA作为遗传物质，这是细胞具有统一性的证据之一。DNA可以像指纹一样用来识别身份，在刑侦、医疗等方面用来鉴定个人身份、亲子关系。某亲子鉴定的结果应用DNA指纹技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，再用电泳的方法将这些片段按大小分开，最后形成图1，其中A、B之一为孩子的生物学父亲。回答下列问题：
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答案
(1)DNA指纹技术
能用来确认不同
人的身份，其原
理的依据是DNA具有________________________(特性)。据图1分析，孩子的生物学父亲是___(填字母)。
(2)如图为真核生物DNA发生的相关生理过程(图2、3)，据图回答下列问题：
①DNA的复制能准确进行的原因是________________________________
________________________________________________________________________(答出2点即可)。
特异性(或多样性和特异性)
B
DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基之间遵循碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行
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答案
②完成图2过程，
酶1和酶2分别是
______、______
_______。复制完成后，甲、乙可在____(填字母)分开。
A.有丝分裂中期
B.有丝分裂后期
C.减数第一次分裂后期
D.减数第二次分裂后期
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解旋酶
DNA
聚合酶
BD
答案
③已知果蝇的基
因组大小为1.8×
108 bp(bp表示碱
基对)，真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100 bp/s。图3为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，均在进行复制。请你推测形成多个复制泡的原因及意义：_____________________________
____________________________________________________________________________。
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DNA复制有多个复制起点，可分别从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备
答案
14.(2023·绍兴高一期末)如图1
中DNA分子有a和d两条链，将
图1中某一片段放大后如图2所
示，请结合所学知识，回答下
列问题：
(1)若用放射性同位素32P标记该DNA，则在图2的结构4、5、6中___(填数字)结构将出现较高的放射性。
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答案
由图2可知，4为含氮碱基，5为脱氧核糖，6为磷酸基团，只有6中含有P，因此若用放射性同位素32P标记该DNA，放射性出现在6。
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答案
(2)图1过程在水稻根尖分生区细
胞中进行的场所是___________
_____，此过程所需的能量主要
是在细胞的______(填结构名称)
中产生的。
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细胞核、线
粒体
线粒体
图1过程为DNA复制，在水稻根尖分生区细胞的细胞核、线粒体中进行；线粒体是需氧呼吸的主要场所，产生ATP，为DNA复制提供能量。
答案
(3)题述结构模式图中，若一条DNA单链片段的序列是5′—GATACC—3′，那么它的互补链的序列是____(填字母)。
A.5′—CTATGG—3′
B.5′—GATACC—3′
C.5′—GGTATC—3′
D.5′—CCATAG—3′
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C
答案
DNA两条链反向平行，且两条链之间遵循碱基互补配对原则，因此另一条互补链为3′—CTATGG—5′，即5′—GGTATC—3′，故选C。
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答案
(4)DNA分子具有一定的热稳定
性，加热能破坏图2中9处氢键
而打开双链，现在有两条等长
的DNA分子甲和乙，经测定发
现甲DNA分子热稳定性较高，
你认为可能的原因是_______________________________。
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甲分子中C、G比例高，氢键数目多
答案
(5)若用1个32P标记的噬菌体侵
染未被标记的大肠杆菌，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
______(用分数表示)。若图2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分子总数的比例是___(用分数表示)。
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1/150
1/2
答案
1个32P标记的噬菌体只有一个DNA分子，且
其两条链均被32P标记，噬菌体进行DNA复制
时原料由未被标记的大肠杆菌提供，且DNA
进行半保留复制，因此含有32P的噬菌体有2
个，所占比例为2/300＝1/150；若图2中亲代
DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，根据DNA半保留复制的原理，每代产生的DNA分子中都有一半异常，因此经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的比例是1/2。
1
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答案作业14　DNA通过复制传递遗传信息
(分值：100分)
第1～12题，每题6分，共72分。
题组一　探究DNA的复制过程
1．(2023·宁波高一期末)将某细菌(其氮均为14N)转入以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养。取完成两次分裂的细菌，分离出其DNA进行密度梯度超速离心，离心后的条带分布于试管的(　　)
A．上部和中部 B．中部和下部
C．下部 D．上部和下部
2．“探究DNA的复制过程”实验是最早证明DNA半保留复制的证据，下列有关该实验的说法，错误的是(　　)
A．该实验需对细菌的DNA进行提取和分离操作
B．将大肠杆菌转入以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养若干代，使其DNA都被15N标记，得到第一代细菌
C．将第一代细菌转入以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养，分别取第二代和第三代细菌的DNA进行密度梯度超速离心和分析
D．将第二代或第三代细菌的DNA双链打开后再进行离心分离，也会出现中间条带
3．1958年，科学家设计了DNA合成的同位素示踪实验，实验的培养条件与方法：(1)在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如图甲；(2)转至含14N的培养基培养，每20分钟繁殖一代；(3)取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。图乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论正确的是(　　)
A．出现丁的结果需要60分钟
B．乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果
C．转入14N培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4
D．图丙的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论
题组二　DNA分子复制的过程
4．下列有关DNA复制过程的叙述中，正确的顺序是 (　　)
①配对碱基之间氢键断裂　②配对碱基之间氢键形成　③DNA分子在解旋酶的作用下解旋　④以每一条母链为模板，游离的脱氧核苷酸为原料，进行碱基互补配对　⑤每条子链与其母链盘旋成双螺旋结构
A．①③④②⑤ B．③①⑤④②
C．①④②⑤③ D．③①④②⑤
5．如图为染色体上DNA复制过程模式图，图中的箭头代表子链的延伸方向。根据图示过程，下列叙述错误的是(　　)
A．两条母链方向相反
B．两条子链的延伸方向均是3′→5′
C．DNA的复制方式为半保留复制
D．DNA聚合酶和解旋酶在不同位置发挥作用
6．(2024·浙江新力量联盟高一联考)1953年，沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型。如图1、2分别为DNA分子片段及某种真核生物DNA复制示意图。据图判断，下列相关说法错误的是(　　)
A．图1中的①②③共同构成了一个鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
B．图1中脱氧核糖和磷酸基团交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架
C．图2所示真核生物DNA复制方式为多起点双向复制，合成的两条子链碱基序列互补
D．图2子链延伸过程中，A酶可以催化氢键的形成
题组三　DNA复制的相关计算
7．DNA分子片段复制的情况如图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，下列说法错误的是(　　)
A．b和c的碱基序列可以互补
B．a和c的碱基序列可以互补
C．a中(A＋T)/(G＋C)的比值与b中(A＋T)/(G＋C)的比值相同
D．a中(A＋G)/(T＋C)的比值与d中(A＋G)/(T＋C)的比值一般不相同
8．(2024·杭州高一期末)大肠杆菌长期在含15NH4Cl的培养液中生长，然后接种到不含15N的培养液中培养，连续分裂两次，全部子代大肠杆菌拟核DNA中含14N的DNA分子数占(　　)
A．12.5% B．25% C．50% D．100%
9．一个双链被32P标记的DNA片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的15%，将其置于含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是(　　)
A．该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是70个
B．该DNA片段的一条链中，碱基A与T之和占该链的比值为30%
C．复制3次后，子代DNA中只含31P的DNA分子数为8个
D．第三次复制过程需要280个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
10．某小组将含14N－DNA的大肠杆菌转移到含15NH4Cl的培养液中，培养1.5 h后提取子代大肠杆菌的DNA，然后将DNA进行热变性处理(即解旋变成单链)，再进行密度梯度离心，结果如图所示，离心管中出现的两种条带分别对应图中的两个峰。下列叙述错误的是(　　)
A．根据图像可判断DNA的复制方式为半保留复制
B．由图中实验结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为30 min
C．未经热变性处理的子代DNA进行密度梯度离心也能出现两种条带
D．定时取样大肠杆菌并提取其DNA进行离心，无法通过检测其放射性强度确定其在离心管中的位置起始点
11．如图表示某DNA复制过程的部分图解，其中rep蛋白具有解旋的功能。下列相关叙述中，不正确的是(　　)
A．图中子链的延伸方向是3′→5′
B．DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用
C．rep蛋白可破坏氢键，该DNA中G、C比例越高，氢键数量越多
D．正常情况下，图中最终形成的两个DNA分子完全相同
12．某DNA分子(含14N)含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙结果。下列有关分析正确的是(　　)
A．X层全部是仅含14N的DNA
B．W层中含15N标记的胞嘧啶有3 150个
C．X层中含有的氢键数是Y层的1/4
D．W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
13．(14分)(2024·浙江金兰教育高一期中)细胞都以DNA作为遗传物质，这是细胞具有统一性的证据之一。DNA可以像指纹一样用来识别身份，在刑侦、医疗等方面用来鉴定个人身份、亲子关系。某亲子鉴定的结果应用DNA指纹技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，再用电泳的方法将这些片段按大小分开，最后形成图1，其中A、B之一为孩子的生物学父亲。回答下列问题：
(1)DNA指纹技术能用来确认不同人的身份，其原理的依据是DNA具有________(特性)。据图1分析，孩子的生物学父亲是________(填字母)。
(2)如图为真核生物DNA发生的相关生理过程(图2、3)，据图回答下列问题：
①DNA的复制能准确进行的原因是____________________(答出2点即可)。
②完成图2过程，酶1和酶2分别是________________、________。复制完成后，甲、乙可在________________________________________________________________________(填字母)分开。
A．有丝分裂中期
B．有丝分裂后期
C．减数第一次分裂后期
D．减数第二次分裂后期
③已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100 bp/s。图3为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，均在进行复制。请你推测形成多个复制泡的原因及意义：_____________________________。
14．(14分)(2023·绍兴高一期末)如图1中DNA分子有a和d两条链，将图1中某一片段放大后如图2所示，请结合所学知识，回答下列问题：
　
(1)若用放射性同位素32P标记该DNA，则在图2的结构4、5、6中________(填数字)结构将出现较高的放射性。
(2)图1过程在水稻根尖分生区细胞中进行的场所是________________，此过程所需的能量主要是在细胞的______________________________________________________________(填结构名称)中产生的。
(3)上述结构模式图中，若一条DNA单链片段的序列是5′—GATACC—3′，那么它的互补链的序列是________(填字母)。
A．5′—CTATGG—3′ B．5′—GATACC—3′
C．5′—GGTATC—3′ D．5′—CCATAG—3′
(4)DNA分子具有一定的热稳定性，加热能破坏图2中9处氢键而打开双链，现在有两条等长的DNA分子甲和乙，经测定发现甲DNA分子热稳定性较高，你认为可能的原因是____________________________________________________________________________________________________。
(5)若用1个32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，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______(用分数表示)。若图2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分子总数的比例是______(用分数表示)。
答案精析
1．B　[将含有14N－14N－DNA的细菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养两代，共形成4个DNA分子，分离出细菌中的DNA中有2个DNA 含15N－14N，位于离心管中部，其余2个DNA 含15N－15N，位于离心管下部，B符合题意。]
2．D　[将第二代或第三代细菌的DNA双链打开后再进行离心分离，不会出现中间条带，只会出现轻带和重带，D错误。]
3．D　4.D
5．B　[DNA分子两条链反向平行盘旋成双螺旋结构，所以两条母链方向相反，A正确；由题图可知，两条子链的延伸方向均为5′→3′，B错误；DNA聚合酶作用在磷酸二酯键上，连接游离的脱氧核苷酸，解旋酶作用在氢键上，解开DNA母链，D正确。]
6．D　[①是磷酸基团，②是脱氧核糖，③是含氮碱基鸟嘌呤，它们共同构成了④鸟嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一，A正确；图2所示该真核生物DNA复制方式为多起点双向复制，合成的两条子链碱基序列互补，C正确；图2子链延伸过程中，A酶是DNA聚合酶，可以催化磷酸二酯键的形成，D错误。]
7．B
8．D　[由题意可知，亲代中DNA的两条链都含有15N，置于不含15N的培养基中培养，复制2次后，由于DNA具有半保留复制的特点，则在子代的DNA分子中都含14N，占总数的100%，D符合题意。]
9．C　[该DNA分子含有100个碱基对，腺嘌呤A占15%，A＝T＝200×15%＝30(个)，C＝G＝70(个)，A正确；该DNA片段中A与T之和占碱基总数的30%，根据碱基互补配对原则，该DNA片段的一条链中碱基A与T之和占该链的比值也是30%，B正确；DNA分子复制3次形成了23＝8(个)DNA分子，子代DNA分子中含32P的DNA分子数是2个，含31P的DNA分子数是8个，其中只含31P的DNA分子数为8－2＝6(个)，C错误；第三次复制过程需要70×23－1＝280(个)游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，D正确。]
10．A　11.A
12．B　[X层是同时含14N和15N的DNA，A错误；腺嘌呤占35%，则胞嘧啶占15%，故胞嘧啶有3 000×15%＝450(个)，W层含有15N标记的单链14条，相当于7个DNA分子，所以共含15N标记的胞嘧啶450×7＝3 150(个)，B正确；X层有2个DNA分子，Y层有6个DNA分子，所以X层中含有的氢键数是Y层的1/3，C错误；W层含有14条链，Z层含有2条链，所以二者核苷酸数之比是7∶1，D错误。]
13．(1)特异性(或多样性和特异性)　B　(2)①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基之间遵循碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行　②解旋酶　DNA聚合酶　BD　③DNA复制有多个复制起点，可分别从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备
14．(1)6　(2)细胞核、线粒体　线粒体　(3)C　(4)甲分子中C、G比例高，氢键数目多　(5)1/150　1/2
解析　(1)由图2可知，4为含氮碱基，5为脱氧核糖，6为磷酸基团，只有6中含有P，因此若用放射性同位素32P标记该DNA，放射性出现在6。(2)图1过程为DNA复制，在水稻根尖分生区细胞的细胞核、线粒体中进行；线粒体是需氧呼吸的主要场所，产生ATP，为DNA复制提供能量。(3)DNA两条链反向平行，且两条链之间遵循碱基互补配对原则，因此另一条互补链为3′—CTATGG—5′，即5′—GGTATC—3′，故选C。(5)1个32P标记的噬菌体只有一个DNA分子，且其两条链均被32P标记，噬菌体进行DNA复制时原料由未被标记的大肠杆菌提供，且DNA进行半保留复制，因此含有32P的噬菌体有2个，所占比例为2/300＝1/150；若图2中亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，根据DNA半保留复制的原理，每代产生的DNA分子中都有一半异常，因此经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的比例是1/2。

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