资源简介

第三节　DNA通过复制传递遗传信息
学习目标
1.说出科学家探究DNA分子复制方式的相关实验。
2.说明DNA分子的复制过程。
3.说出DNA分子复制所需的条件及复制的特点。
一、DNA通过半保留方式进行复制
1.DNA分子复制的概念
新DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。
2.DNA分子复制机制假设
沃森和克里克提出DNA复制的假设:DNA复制时碱基对之间的氢键断裂,两条链解开并彼此分离。然后,每条链都可以作为模板,按照碱基互补配对原则在其上形成一条新的互补链。结果得到两个完全相同的DNA分子。
3.探究DNA的复制过程
(1)实验材料:大肠杆菌。
(2)实验方法:同位素示踪技术和密度梯度离心技术。
(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下部;含 14N 的双链DNA密度较小,离心后的条带分布于离心管的上部;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中部。
(4)实验过程。
(5)实验分析。
①实验预期。
预期一:若第二代DNA分子中15N-15N-DNA占 1/2,14N-14N-DNA占1/2,而第三代DNA分子中15N-15N-DNA占1/4,14N-14N-DNA 占3/4,说明DNA复制是全保留复制。
预期二:若第二代DNA分子中全部是15N-14N-DNA,而第三代DNA分子中15N-14N-DNA占 1/2,14N-14N-DNA占1/2,说明DNA复制是半保留复制。
②实验结论。
实验结果和预期二一致,说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
4.DNA复制的过程、特点及条件
(1)DNA复制的过程(如图)。
①解旋:DNA复制时,在解旋酶的作用下,两条链的配对碱基之间的氢键断开,碱基暴露出来,形成了两条“模板链”,即母链。
②合成子链:每一条母链按照互补配对的原则,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磷酸二酯键,产生一条子链。
③形成子代DNA:每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,从而形成两个与亲代DNA完全相同的DNA分子。
(2)DNA复制的相关归纳。
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
续　表
项目 内容
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; ④能量:由ATP供能
(1)DNA复制过程需要核糖核苷酸、酶和ATP等。(　×　)
提示:DNA分子的复制需要模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)等。
(2)DNA分子复制时DNA子链均从3′端向5′端延伸。(　×　)
提示:DNA分子复制时子链的延伸方向是5′端→3′端。
(3)DNA分子具有边解旋边复制的特点,能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性。(　×　)
提示:DNA分子具有边解旋边复制的特点,但这不能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性,碱基互补配对原则能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性。
(4)用以15NH4Cl为唯一氮源的培养液培养大肠杆菌若干代,子代细菌中只有DNA分子含15N标记。(　×　)
提示:用以15NH4Cl为唯一氮源的培养液培养大肠杆菌若干代,子代细菌中含氮的物质如蛋白质、核酸等均被标记。
二、DNA复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础
1.保证了多细胞生物体的每个体细胞都携带相同的遗传信息,而且生殖细胞在形成过程中也要进行DNA的复制。
2.将亲代的遗传信息传递给子代,从而保持了前后代遗传信息的连续性。
(1)DNA复制使子代和亲代保持了一定的连续性。(　√　)
(2)DNA复制使子女的性状与其父母性状相像。(　×　)
提示:DNA分子复制的本质是遗传信息的复制,不是性状的复制。
任务一　DNA复制的条件及特点分析
1.DNA复制过程中化学键的断裂与形成
DNA复制时,解旋酶催化氢键断裂,模板链的碱基暴露出来→游离的核苷酸通过碱基互补配对的方式形成氢键→DNA聚合酶催化一条链上相邻的核苷酸形成磷酸二酯键。
2.DNA聚合酶移动的方向与子链延伸的方向
DNA复制时,DNA聚合酶结合在模板链的3′端,沿着模板链的3′端→5′端移动,新合成的DNA链由5′端→3′端延伸。
3.如何保证DNA复制过程的准确性
主要通过碱基互补配对方式,保证新形成的两个DNA分子相同。
4.染色体上的DNA复制后,两条模板链存在于什么位置
染色体上的DNA完成复制后,存在于共用着丝粒的两条姐妹染色单体上。
[迁移应用]
[典例1] 将双链DNA在中性盐溶液中加热,两条DNA单链分开,该过程叫作DNA变性。变性后的DNA如果慢慢冷却,又能恢复成为双链DNA,该过程叫作退火。回答下列关于双链DNA分子的结构和复制的问题。
(1)从结构上看(图1),DNA两条链的方向　　　　(填“相同”或“相反”)。DNA复制时,催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是　　　　　　　,该酶只能使新合成的DNA链从5′端向3′端延伸,依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断,图1中的DNA复制模型是否完全正确:　　　　　(填“是”或“否”)。
(2)DNA变性时脱氧核苷酸分子间的磷酸二酯键不受影响,而　　　　　　　　　被打开;在细胞内进行DNA复制时,该过程需要　　　　　　的作用。
(3)如果图2中α链中A+T所占比例为46%,则该DNA分子中A+C所占比例为　　　　。
解析:(1)DNA的两条单链方向相反。DNA复制时催化子链合成的酶是DNA聚合酶。由于DNA子链的合成方向都是由5′端向3′端延伸,因此图1中复制模型不正确。
(2)DNA变性时,碱基对间的氢键被打开,而在正常细胞内打开氢键,需要解旋酶的作用。
(3)DNA分子中,嘌呤数=嘧啶数=50%且C=G,所以A+C=A+G=50%。
答案:(1)相反　DNA聚合酶　否　(2)碱基对间的氢键　解旋酶　(3)50%
任务二　探究DNA复制过程活动分析
1.探究DNA复制过程的方法及思路
(1)科学家在证明DNA半保留复制方式的过程中,也使用了假说-演绎的方法,使用此方法的还有孟德尔提出分离定律和自由组合定律的过程、摩尔根证明基因在染色体上的过
程等。
(2)本实验中使用的同位素为15N,与18O一样,没有放射性,不能利用检测放射性的方法对结果进行观测,可利用密度梯度离心和质谱仪进行检测。
(3)DNA复制的三种假说:半保留复制、全保留复制和弥散复制。三种假说的复制过程如图所示:
(4)根据DNA复制的三种假说进行演绎推理。
将含15N标记的DNA的大肠杆菌,接种到含14N的培养液中繁殖一代,提取DNA后进行密度梯度离心,结果只有一条中带。由此可以说明DNA分子的复制方式可能是半保留复制或弥散复制。
(5)让子一代的大肠杆菌在含14N的培养液中再繁殖一代,提取DNA再进行密度梯度离心,结果出现两条条带,其中1条是轻带,另1条是中带。由此说明DNA分子的复制方式是半保留复制。
2.同位素标记技术在高中生物学中的应用总结
实验目的 标记物 标记物 转移情况 实验结论
研究光合作用过程中物质的利用 O O→ 18O2 光合作用的反应物H2O中的O以O2的形式放出,CO2中的C用于合成有机物
14CO2 14CO2→14C3(三碳酸、三碳糖)→O6
探究生物的遗传物质 亲代噬菌体中的32P(DNA)、35S(蛋白质) 子代噬菌体检测到放射性 32P,未检测到35S DNA是遗传物质
验证DNA的复制方式 亲代双链用15N标记 亲代DNA→子一代DNA的一条链含15N DNA的复制方式为半保留复制
[迁移应用]
[典例2-1] 将细菌放在含15N的培养基中培养一段时间后,获得亲代细菌,然后放在含14N的培养基培养到子一代和子二代。在每代取等量的细菌破碎,提取DNA离心,然后在紫外光下看到的DNA沉降带结果如图所示。下列针对实验结果的分析,正确的是(　D　)
A.亲代→子一代的结果即可说明DNA复制方式为半保留复制
B.可用噬菌体代替细菌进行上述实验,且提取DNA更方便
C.若用DNA酶处理子一代DNA后离心,沉降带仍为中间带
D.子二代只含14N的DNA分子占全部DNA分子的1/2
解析:亲代→子一代的结果不能说明DNA复制方式为半保留复制,也可能是弥散复制;噬菌体属于病毒,没有细胞结构,不能在培养基中培养,所以不可用噬菌体代替细菌进行题述实验;若用DNA酶处理子一代DNA后离心,则DNA分子被水解为核苷酸,因而没有沉降带;子二代DNA分子中全部含有14N,一半DNA两条链都含14N,另一半DNA中一条链含14N,另一条链含15N。
[典例2-2] (金华高考适应性考试)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。下列叙述错误的是(　D　)
组别 1组 2组 3组 4组
培养液 中唯一 氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖 代数 多代 多代 一代 两代
培养 产物 a b b的 子1代 b的 子2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 (15N/14N)
A.要得到第2组的结果,须满足多代培养和培养液中的15N是唯一氮源两个条件
B.若将b的子1代DNA双链分开后再离心,其结果不能判断DNA的复制方式
C.若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带,可判断DNA复制方式不是半保留复制
D.若设置第5组在14N培养液中培养b的子4代,DNA离心后密度带的数量和位置与第4组不同
解析:第2组的结果是仅为重带(15N/15N),须满足多代培养和培养液中的15N是唯一氮源两个条件;DNA无论是半保留复制还是全保留复制,将b的子1代DNA双链分开后再离心,其结果相同,都是1/2重带、1/2轻带,故无法判断其复制方式;若DNA复制方式是半保留复制,则第3组离心结果应该为“中”带,若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带,可判断DNA复制方式不是半保留复制,可能是全保留复制;若设置第5组在14N培养液中培养b的子4代,DNA离心后应该为“轻”和“中”两条密度带,密度带的数量和位置与第4组相同。
任务三　DNA复制的相关数量关系
1.子代DNA分子数:2n个
(1)无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个。
(2)含14N的DNA分子有2n个,只含14N的DNA分子有(2n-2)个。
2.子代DNA分子总链数:2n×2=2n+1(条)
(1)无论复制多少次,含15N的链始终是2条。
(2)含14N的链数是(2n+1-2)条。
3.消耗的脱氧核糖核苷酸数
(1)若亲代DNA分子含有某种脱氧核糖核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核糖核苷酸数为m×(2n-1)个。
(2)若进行第n次复制,则需消耗游离的该脱氧核糖核苷酸数为m×2n-1个。
特别提醒:①注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括第n次的复制。
②注意是碱基对还是碱基。
③做题时,看准是“DNA分子数”还是“链数”。
④注意在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核糖核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
[迁移应用]
[典例3] (宁波五校联盟期中)某DNA分子共含200个碱基对,其中一条链含胞嘧啶30个,另一条链含胞嘧啶20个。下列叙述错误的是(　B　)
A.每条链中均为3∶1
B.每条链中嘌呤与嘧啶数之比均为1∶1
C.该DNA分子复制3次需350个游离的G
D.该DNA分子中碱基之间的氢键总数为450个
解析:该DNA分子中一条链含有30个C,另一条链含20个C,则共含有C=G=50个,已知该DNA共含200个碱基对,则A=T=200-50=150(个),则根据碱基互补配对原则可知,每条链中相等,均为3∶1;双链DNA分子中,嘌呤与嘧啶数之比为1∶1,但每条链中嘌呤与嘧啶数之比不一定为1∶1;该DNA分子中含有G的数量为50个,则该DNA分子复制3次需(23-1)×50=350(个)游离的G;该DNA分子中C=G=50个,A=T=150个,由于A与T之间有2个氢键,C与G之间有3个氢键,因此该DNA分子中碱基之间的氢键总数为50×3+150×2=450(个)。
任务四　DNA复制与细胞分裂的关系
1.有丝分裂过程中DNA复制
DNA均被15N标记的细胞,在含14N的培养基中进行有丝分裂,则:
(1)一个细胞经过一次有丝分裂,产生了两个子细胞,每个子细胞和亲代细胞一样都含有相同数目的染色体,并且每个细胞中的每一条染色体上的DNA分子都保留了亲代细胞DNA分子的一条链(15N),体现了DNA分子半保留复制的特点。
(2)连续分裂两次,形成四个子细胞,有3种情况出现:第一种情况是4个子细胞都是15N-14N、14N-14N;第二种情况是2个细胞是15N-14N、14N-14N,1个细胞是15N-14N、15N-14N,1个细胞是14N-14N、14N-14N;第三种情况是2个细胞是15N-14N、15N-14N,另外2个细胞是14N-14N、14N-14N。(见下图)
2.减数分裂过程中DNA复制
一个性原细胞经过减数分裂,产生了四个子细胞。每个子细胞的染色体数目较性原细胞减少了一半,并且每个子细胞中的每条染色体上的DNA分子都保留了性原细胞DNA分子的一条链(子细胞DNA两条链均为15N-14N),即半保留复制。
[迁移应用]
[典例4-1] (浙江1月选考)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,3H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的 DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显色。掺入培养中,大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时,局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是(　B　)
A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色
解析:大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,DNA的复制方式为半保留复制,大肠杆菌拟核 DNA 第1次复制后产生的子代DNA的两条链一条被3H标记,另一条未被标记,大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时,以两条链中一条被3H标记,另一条未被标记的DNA分子为模板,结合题干显色情况,DNA 双链区段①为浅色,②中两条链均含有3H显深色,③中一条链含有3H一条链不含3H显浅色。
[典例4-2] (衢州期末)在DNA复制时,5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色,DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养,取根尖用Giemsa染料染色后,用显微镜观察分生区细胞分裂时期染色体的着色情况。下列推测错误的是(　C　)
A.第一次分裂中期,每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B.第二次分裂中期,每条染色体的两条染色单体着色都不同
C.第二次分裂后期,每条染色体的DNA均只有一条链含有BrdU
D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,还能观察到深蓝色的染色单体
解析:复制一次,每个DNA都有1条模板母链和1条新合成的子链(含有BrdU),得到的每个子细胞中每个DNA双链中都有一条DNA单链含有BrdU,所以第一次分裂中期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有BrdU,故呈深蓝色;第二次分裂过程中,每条染色体复制之后,每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有BrdU呈浅蓝色,一条单体只有一条链含有BrdU呈深蓝色,故着色都不同;第二次分裂过程中,每条染色体复制之后,每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有BrdU呈浅蓝色,一条单体只有一条链含有BrdU呈深蓝色,第二次分裂后期,着丝粒分裂,染色单体分开,所以每条染色体的DNA有一条链含有BrdU,也有DNA双链都含有BrdU;根尖分生区细胞可以持续进行有丝分裂,DNA复制的特点为半保留复制,所以不管经过多少个细胞周期,依旧可以观察到一条链含有BrdU的染色单体,呈深蓝色。第三节　DNA通过复制传递遗传信息
素养测练
基础达标练
题组一　DNA复制的过程、特点及意义
1.(嘉兴月考)某亲本DNA分子双链均以白色表示,以黑色表示复制出的DNA子链,按照半保留复制的原理,下列关于子一代DNA链构成的图解中,正确的是( )
A　 　B　 　C　　 D
2.某课外研究小组欲在试管中模拟酵母菌的DNA复制过程,下列加入的物质与目的不正确的是( )
A.缓冲液,维持pH相对稳定
B.酵母菌的DNA,提供精确模板
C.游离核糖核苷酸,提供原料
D.DNA聚合酶,保证子链延伸
3.下列有关DNA复制的叙述错误的是( )
A.新合成的子链延伸方向是从5′端向3′端
B.解旋酶使DNA螺旋的双链完全打开后再开始复制
C.若DNA中含CG碱基对比例高,解旋时会消耗更多能量
D.DNA复制保证了亲代与子代之间遗传信息的连续性
4.双脱氧核苷酸常用于DNA测序,其结构与脱氧核苷酸相似,能参与DNA的合成,且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时,在DNA聚合酶作用下,若连接上的是双脱氧核苷酸,则子链延伸终止;若连接上的是脱氧核苷酸,则子链延伸继续。在人工合成体系中,有适量的GGATACATACATCC的单链模板、腺嘌呤双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸,则以该链为模板合成出的不同长度的子链最多有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
5.(湖州月考)如图所示为DNA复制过程中的一个复制泡,①～⑨代表相应位置。下列叙述不正确的是( )
A.DNA的两条链均为复制模板
B.该复制泡的DNA解旋是双向的
C.DNA分子的双链是反向平行的,①④⑨为3′端
D.若该片段碱基T占20%,则复制后碱基C占30%
6.如图为某DNA分子片段,假设该片段A+T占碱基总数的30%。若对该片段进行体外复制,下列叙述错误的是( )
A.①和②为模板合成的子链碱基序列相同
B.复制时需要DNA聚合酶催化
C.复制3次至少需要9 800个鸟嘌呤脱氧核苷酸
D.碱基互补配对原则保证了复制的准确性
题组二　探究DNA复制过程
7.“探究DNA的复制过程”活动中,科学家设计了以NH4Cl为氮源培养大肠杆菌的同位素示踪实验。下列叙述错误的是( )
A.可先将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养
B.15N-15NDNA、15N-14NDNA、14N-14NDNA的密度各不相同
C.可对每一代大肠杆菌直接做密度梯度离心,无须破碎细胞处理
D.分析子一代与子二代的离心结果可得出DNA分子的复制方式
8.细菌在15N培养液中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入14N培养液中培养,抽取其子代的DNA经高速离心分离,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
的⑤。
题组三　DNA复制过程中的相关计算
9.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15N的DNA分子数占( )
A.12.5% B.25%
C.50% D.100%
10.如图为细胞内DNA分子复制过程,请据图回答下列问题。
(1)图中酶A是　　　　酶,酶B是　　　　酶;酶B的移动方向是　　　　(填“向左”或“向右”)。
(2)图示过程可以发生的场所有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链DNA为模板,以游离的　　　　　　　为原料,按照　　　　　　　原则,合成与母链互补的子链。
(4)若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子中C+G占　　　　%。
(5)若将含14N的细胞放在只含15N的环境中培养,使细胞连续分裂n次,则最终获得的子代DNA分子中,含14N的DNA分子占　　　　,含15N的DNA分子占　　　　。
综合提升练
阅读下列资料,回答下面11～12小题。
　　关于DNA分子的复制方式曾有三种假说:全保留复制、半保留复制和弥散复制,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用密度梯度离心、DNA紫外光吸收光谱等方法对此进行研究,实验基本操作及结果如图:
(注:大肠杆菌约20 min 繁殖一代;紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置,峰值越大,表明该位置的DNA数量越多;在培养到6 min、13 min、20 min时,分别取样,提取大肠杆菌DNA,经密度梯度离心后,测定紫外光吸收光谱,结果如图2中b、c、d所示)
11.下列关于实验过程的相关叙述错误的是( )
A.培养液中的氮元素主要是用于合成四种脱氧核苷酸
B.实验过程中需要提取亲代DNA分子,用于对照
C.实验过程中密度梯度离心的速度不会影响实验结果
D.本实验不可以通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式
12.本实验延长至40 min,预期实验结果正确的是( )
A.若为全保留复制,则峰值个数为2,一个峰值出现在P点位置,另一个出现在Q点位置
B.若为半保留复制,则峰值个数为2,一个峰值出现在Q点位置,另一个出现在Q点上方
位置
C.若为弥散复制,则峰值多个,均出现在Q点位置上方
D.若将实验产物加热至100 ℃后再离心,无论是哪种复制方式,每个峰值均等大
13.(台州月考)5溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可代替胸腺嘧啶脱氧核苷参与DNA复制,细胞在含BrdU的培养液中培养若干细胞周期,经染色可观察到不同染色体的染色结果,如下表所示。SCEs是指两条姐妹染色单体之间的同源片段的交换。在某细胞周期,发现了如图所示色差染色体。下列关于该色差染色体的成因分析中,错误的是( )
1个DNA 分子中 BrdU的掺 入情况 未掺入 只有1条掺入 2条均掺入
染色结果 深蓝色 深蓝色 浅蓝色
注:表示不含BrdU的DNA单链;表示含BrdU的DNA单链
A.第1个细胞周期发生交换,第1个细胞周期能观察到SCEs现象
B.第1个细胞周期发生交换,第2个细胞周期能观察到SCEs现象
C.第2个细胞周期发生交换,第3个细胞周期能观察到SCEs现象
D.第3个细胞周期发生交换,第3个细胞周期能观察到SCEs现象
14.链终止DNA测序法是通过向DNA复制体系中加入能够终止新链延伸的某种脱氧核苷酸类似物,得到各种不同长度的脱氧核苷酸链,再通过电泳呈带(按相对分子质量大小排列),从而读出对应碱基的位置,如图表示测定DNA新链中腺嘌呤位置的操作方法,据图回答下列问题。
(1)操作的第一步是通过加热破坏　　　从而使DNA分子的双链打开,在细胞中这是在
　　　　　　　酶的作用下完成的。
(2)根据上图中的模板链,对应合成的最长新链的碱基序列是(自上而下读出)
　。
(3)要通过以上操作精确地测出DNA链上每一个碱基的位置,电泳分离结果必须能把　区分开来。
(4)为了能够从电泳结果直接读出上图模板链中鸟嘌呤的位置,进行以上操作时:①应加入什么标记物 　。
②扩增后将产生几种带标记的新链 　　　　,为什么 　 。
(5)从理论上分析,采用链终止法测定一段DNA双链中的全部碱基顺序,最少要按图中所示模式操作3次,请简要说明理由 　。
15.正常细胞可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在有某突变细胞群不能自主合成核糖和脱氧核糖,必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸,现提供如下实验材料,请你完成实验方案。
(1)实验目的:验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。
(2)实验材料:突变细胞群、基本培养基、核糖核苷酸、14C核糖核苷酸(有放射性)、脱氧核苷酸、14C脱氧核苷酸(有放射性)、放射性探测显微仪等。
(3)实验原理:
DNA主要分布在细胞核中,其基本组成单位是脱氧核苷酸;RNA主要分布在细胞质中,其基本组成单位是核糖核苷酸。
(4)①实验步骤:
第一步:取基本培养基若干,随机分成两组。分别编号为甲组和乙组。
第二步:在甲组培养基中加入适量的核糖核苷酸和14C脱氧核苷酸;在乙组培养基中加入
　 。
第三步:在甲、乙两组培养基中分别接种　　　　　　　　　　　　　　　　。在5% CO2恒温培养箱中培养一段时间,使细胞增殖。
第四步:分别取出甲、乙两组培养基中的细胞,检测细胞中出现放射性的主要部位。
②预期结果:
甲组培养基中　 ;
乙组培养基中　 。
③实验结论:DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。第三节　DNA通过复制传递遗传信息
素养测练
基础达标练
题组一　DNA复制的过程、特点及意义
1.(嘉兴月考)某亲本DNA分子双链均以白色表示,以黑色表示复制出的DNA子链,按照半保留复制的原理,下列关于子一代DNA链构成的图解中,正确的是(　B　)
A　 　B　 　C　　 D
解析:如果亲本DNA分子双链均以白色表示,以黑色表示复制出的DNA子链,则复制一次获得的2个DNA分子都各含有1条白色链和1条黑色链。
2.某课外研究小组欲在试管中模拟酵母菌的DNA复制过程,下列加入的物质与目的不正确的是(　C　)
A.缓冲液,维持pH相对稳定
B.酵母菌的DNA,提供精确模板
C.游离核糖核苷酸,提供原料
D.DNA聚合酶,保证子链延伸
解析:在试管中模拟酵母菌DNA复制的过程,需要加入缓冲液,维持pH相对稳定;复制的模板为DNA,试管中需要加入酵母菌的DNA作为复制的模板;复制需要加入脱氧核苷酸作为复制的原料;DNA聚合酶能催化形成DNA,DNA复制需要加入DNA聚合酶,保证子链延伸。
3.下列有关DNA复制的叙述错误的是(　B　)
A.新合成的子链延伸方向是从5′端向3′端
B.解旋酶使DNA螺旋的双链完全打开后再开始复制
C.若DNA中含CG碱基对比例高,解旋时会消耗更多能量
D.DNA复制保证了亲代与子代之间遗传信息的连续性
解析:DNA分子复制时两条子链合成的方向都是从5′端向3′端延伸;解旋酶使DNA螺旋的双链部分打开,边解旋边复制;CG碱基对含有3个氢键,若DNA中含CG碱基对比例高,解旋时会消耗更多能量;DNA通过复制将遗传信息从亲代传递给子代,保证了亲子代之间遗传信息的连续性。
4.双脱氧核苷酸常用于DNA测序,其结构与脱氧核苷酸相似,能参与DNA的合成,且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时,在DNA聚合酶作用下,若连接上的是双脱氧核苷酸,则子链延伸终止;若连接上的是脱氧核苷酸,则子链延伸继续。在人工合成体系中,有适量的GGATACATACATCC的单链模板、腺嘌呤双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸,则以该链为模板合成出的不同长度的子链最多有(　C　)
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
解析:根据碱基互补配对原则,单链模板序列为GGATACATACATCC,其合成的子链为CCTATGTATGTAGG。因为双脱氧核苷酸能使子链延伸终止,所以在腺嘌呤双脱氧核苷酸存在时,能形成CCTA/TGTA/TGTA/GG(“/”表示子链延伸终止处),由此可见,最多可以形成4种不同长度的子链。
5.(湖州月考)如图所示为DNA复制过程中的一个复制泡,①～⑨代表相应位置。下列叙述不正确的是(　C　)
A.DNA的两条链均为复制模板
B.该复制泡的DNA解旋是双向的
C.DNA分子的双链是反向平行的,①④⑨为3′端
D.若该片段碱基T占20%,则复制后碱基C占30%
解析:DNA分子复制时,DNA的两条链均为复制模板;由题图可知,该复制泡的DNA解旋是双向的;DNA复制的方向是新合成的子链从5′端到3′端延伸,DNA分子的双链是反向平行的,③⑤⑨为3′端;若该片段碱基T占20%,根据碱基互补配对原则可知,该DNA片段中碱基C占30%,其复制形成的子代与亲代相同,因此复制后碱基C占30%。
6.如图为某DNA分子片段,假设该片段A+T占碱基总数的30%。若对该片段进行体外复制,下列叙述错误的是(　A　)
A.①和②为模板合成的子链碱基序列相同
B.复制时需要DNA聚合酶催化
C.复制3次至少需要9 800个鸟嘌呤脱氧核苷酸
D.碱基互补配对原则保证了复制的准确性
解析:①和②为模板合成的子链碱基序列互补;DNA分子复制时需要DNA聚合酶催化,催化单个的脱氧核苷酸连接到DNA子链上;该DNA分子片段为1 985+15=2 000个碱基对,G=2 000×2×(1-30%)×0.5=1 400(个),复制3次,需要1 400×(23-1)=9 800(个)鸟嘌呤脱氧核苷酸;碱基互补配对原则,A和T配对,G和C配对,保证了复制的准确性。
题组二　探究DNA复制过程
7.“探究DNA的复制过程”活动中,科学家设计了以NH4Cl为氮源培养大肠杆菌的同位素示踪实验。下列叙述错误的是(　C　)
A.可先将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养
B.15N-15NDNA、15N-14NDNA、14N-14NDNA的密度各不相同
C.可对每一代大肠杆菌直接做密度梯度离心,无须破碎细胞处理
D.分析子一代与子二代的离心结果可得出DNA分子的复制方式
解析:DNA分子的元素组成包括C、H、O、N、P,可将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养获得双链被15N标记的DNA分子;离心后15N-15NDNA为重密度带、15N-14NDNA为中密度带、14N-14NDNA为轻密度带,故三者的密度各不相同;需要将每一代大肠杆菌破碎,释放出DNA分子进行密度梯度离心;子一代均为中密度带,子二代1/2中密度带、1/2轻密度带,说明DNA分子的复制方式是半保留复制。
8.细菌在15N培养液中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入14N培养液中培养,抽取其子代的DNA经高速离心分离,如图①～⑤为可能的结果。下列叙述错误的是(　A　)
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
解析:含15N的细菌放在14N培养液中培养,1个DNA分子复制一次形成2个DNA分子,每个DNA分子均一条链含有15N,一条链含有14N,离心形成中带,即题图中的②;复制两次后形成4个DNA分子,2个DNA分子一条链含有15N,一条链含有14N,离心形成中带,2个DNA分子都只含有14N,离心形成轻带,即题图中①;随着复制次数增加,离心后都含有中带和轻带两个条带,轻带相对含量增加,即题图中③;细菌在15N培养液中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,DNA分子的两条链都只含有15N,离心形成重带,即题图中
的⑤。
题组三　DNA复制过程中的相关计算
9.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15N的DNA分子数占(　C　)
A.12.5% B.25%
C.50% D.100%
解析:从题干中可以得到,亲代中DNA的两条链都含有15N,置于不含15N的培养液中培养,复制 2次后可以产生22个DNA,原来的DNA分子的两条链因为半保留复制分别分布在子代的两个DNA分子中,所以含15N的DNA分子数为2,占总数的50%。
10.如图为细胞内DNA分子复制过程,请据图回答下列问题。
(1)图中酶A是　　　　酶,酶B是　　　　酶;酶B的移动方向是　　　　(填“向左”或“向右”)。
(2)图示过程可以发生的场所有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链DNA为模板,以游离的　　　　　　　为原料,按照　　　　　　　原则,合成与母链互补的子链。
(4)若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子中C+G占　　　　%。
(5)若将含14N的细胞放在只含15N的环境中培养,使细胞连续分裂n次,则最终获得的子代DNA分子中,含14N的DNA分子占　　　　,含15N的DNA分子占　　　　。
解析:(1)题图中酶A是DNA聚合酶,酶B是解旋酶;酶B的移动方向是向右。(2)含有DNA的细胞核、线粒体和叶绿体都可以进行DNA的复制。(3)DNA由两条脱氧核苷酸链组成,其复制时需要以游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链。(4)亲代双链DNA分子中A+T占60%,则亲代DNA分子中C+G占40%,由于复制形成的子代DNA与亲代DNA分子相同,所以子代DNA分子中C+G占40%。(5)将含14N的细胞放在只含15N的环境中培养,连续分裂n次后可获得 2n个子代DNA,其中含14N的DNA有2个,故子代DNA分子中,含14N的DNA分子占1/2n-1;所有的子代DNA均含15N,故含15N的DNA占100%。
答案:(1)DNA聚合　解旋　向右
(2)细胞核、线粒体、叶绿体
(3)脱氧核苷酸　碱基互补配对　
(4)40
(5)1/2n-1　100%
综合提升练
阅读下列资料,回答下面11～12小题。
　　关于DNA分子的复制方式曾有三种假说:全保留复制、半保留复制和弥散复制,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用密度梯度离心、DNA紫外光吸收光谱等方法对此进行研究,实验基本操作及结果如图:
(注:大肠杆菌约20 min 繁殖一代;紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置,峰值越大,表明该位置的DNA数量越多;在培养到6 min、13 min、20 min时,分别取样,提取大肠杆菌DNA,经密度梯度离心后,测定紫外光吸收光谱,结果如图2中b、c、d所示)
11.下列关于实验过程的相关叙述错误的是(　C　)
A.培养液中的氮元素主要是用于合成四种脱氧核苷酸
B.实验过程中需要提取亲代DNA分子,用于对照
C.实验过程中密度梯度离心的速度不会影响实验结果
D.本实验不可以通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式
解析:NH4Cl培养液中的氮元素主要是用于合成四种脱氧核苷酸;实验过程中需要提取亲代DNA分子,用于与子代DNA对照;实验过程中密度梯度离心的速度会影响实验结果,因此要控制适宜离心速度;15N、14N都不具有放射性,因此本实验不能通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式。
12.本实验延长至40 min,预期实验结果正确的是(　B　)
A.若为全保留复制,则峰值个数为2,一个峰值出现在P点位置,另一个出现在Q点位置
B.若为半保留复制,则峰值个数为2,一个峰值出现在Q点位置,另一个出现在Q点上方
位置
C.若为弥散复制,则峰值多个,均出现在Q点位置上方
D.若将实验产物加热至100 ℃后再离心,无论是哪种复制方式,每个峰值均等大
解析:大肠杆菌约20 min繁殖一代,本实验延长至40 min,则复制了两代,若DNA的复制方式为全保留复制,则40 min 后(DNA复制两代)会出现15N-15NDNA和14N-14NDNA 两种DNA分子,显示出的紫外光吸收光谱即为2个峰值,一个15N-15NDNA峰值出现在P点的位置,另一个14N-14NDNA峰值出现在Q点(15N-14NDNA)上方;若为半保留复制,则40 min后(DNA复制两代)会出现15N-14NDNA和14N-14NDNA两种数量相等的DNA分子,出现峰值个数为2,一个峰值出现在Q点位置,另一个出现在Q点上方位置;若为弥散复制,则峰值只有1个,出现在Q点位置之上;若将实验产物加热至100 ℃后再离心,则得到DNA单链,全保留复制和半保留复制每个峰值均等大,但与弥散复制峰值不同。
13.(台州月考)5溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可代替胸腺嘧啶脱氧核苷参与DNA复制,细胞在含BrdU的培养液中培养若干细胞周期,经染色可观察到不同染色体的染色结果,如下表所示。SCEs是指两条姐妹染色单体之间的同源片段的交换。在某细胞周期,发现了如图所示色差染色体。下列关于该色差染色体的成因分析中,错误的是(　A　)
1个DNA 分子中 BrdU的掺 入情况 未掺入 只有1条掺入 2条均掺入
染色结果 深蓝色 深蓝色 浅蓝色
注:表示不含BrdU的DNA单链;表示含BrdU的DNA单链
A.第1个细胞周期发生交换,第1个细胞周期能观察到SCEs现象
B.第1个细胞周期发生交换,第2个细胞周期能观察到SCEs现象
C.第2个细胞周期发生交换,第3个细胞周期能观察到SCEs现象
D.第3个细胞周期发生交换,第3个细胞周期能观察到SCEs现象
解析:第1个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有BrdU,所有染色单体染色相同,无色差现象,即使发生了SCEs现象,也观察不到色差染色体;第1个细胞周期发生交换后,交换后的DNA双链复制后会出现如图所示的DNA分子,当该DNA分子进入第2个细胞周期复制后,可产生如图所示姐妹染色单体,即在第2个细胞周期能观察到SCEs现象;第2个细胞周期发生交换后,在第3个细胞周期染色体复制后,出现含有1条BrdU链和一条母链的染色单体,部分DNA片段含有两条BrdU链,染色后存在色差,能观察到SCEs现象;第3个细胞周期染色体复制后,不同细胞中含有双链都有BrdU的染色单体和只有一条链含有BrdU的染色单体,交换后染色存在色差,故在第3个细胞周期交换,在本周期即能观察到SCEs现象。
14.链终止DNA测序法是通过向DNA复制体系中加入能够终止新链延伸的某种脱氧核苷酸类似物,得到各种不同长度的脱氧核苷酸链,再通过电泳呈带(按相对分子质量大小排列),从而读出对应碱基的位置,如图表示测定DNA新链中腺嘌呤位置的操作方法,据图回答下列问题。
(1)操作的第一步是通过加热破坏　　　从而使DNA分子的双链打开,在细胞中这是在
　　　　　　　酶的作用下完成的。
(2)根据上图中的模板链,对应合成的最长新链的碱基序列是(自上而下读出)
　。
(3)要通过以上操作精确地测出DNA链上每一个碱基的位置,电泳分离结果必须能把　区分开来。
(4)为了能够从电泳结果直接读出上图模板链中鸟嘌呤的位置,进行以上操作时:①应加入什么标记物 　。
②扩增后将产生几种带标记的新链 　　　　,为什么 　 。
(5)从理论上分析,采用链终止法测定一段DNA双链中的全部碱基顺序,最少要按图中所示模式操作3次,请简要说明理由 　。
解析:(1)DNA分子两条链之间通过氢键连接,所以实验操作的第一步是使DNA分子的双链打开,破坏的是氢键,在细胞中这是在解旋酶的作用下完成的。
(2)根据碱基互补配对原则,由于模板链的碱基序列是ATGATCCTG,所以对应合成的最长新链的碱基序列是TACTAGGAC。
(3)据题图分析,要通过以上操作精确地测出DNA链上每一个碱基的位置,电泳分离结果必须能把长度只差一个碱基(或脱氧核苷酸)的DNA链区分开来。
(4)由于鸟嘌呤与胞嘧啶配对,所以要从电泳结果直接读出题图模板链中鸟嘌呤的位置,进行以上操作时,必须加入带标记的胞嘧啶脱氧核苷酸类似物。由于模板链上只有2个鸟嘌呤,所以扩增后将产生2种带标记的新链。
(5)由于经过3次操作可以测出DNA片段的一条链上 3种碱基的位置,剩下空位就是第4种碱基的位置;再根据碱基互补配对原则,可推知DNA另一条链的碱基顺序。因此,采用链终止法测定一段DNA双链中的全部碱基顺序,最少要按图中所示模式操作3次。
答案:(1)氢键　解旋
(2)TACTAGGAC
(3)长度只差一个碱基(或脱氧核苷酸)的DNA链
(4)①带标记的胞嘧啶脱氧核苷酸类似物(或ddCMP)
②2种　因为模板链上只有2个鸟嘌呤(或新链上只有2个胞嘧啶)
(5)经过3次操作可以测出DNA片段的一条链上3种碱基的位置,剩下空位就是第4种碱基的位置;再根据碱基互补配对原则,可推知DNA另一条链的碱基顺序
15.正常细胞可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在有某突变细胞群不能自主合成核糖和脱氧核糖,必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸,现提供如下实验材料,请你完成实验方案。
(1)实验目的:验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。
(2)实验材料:突变细胞群、基本培养基、核糖核苷酸、14C核糖核苷酸(有放射性)、脱氧核苷酸、14C脱氧核苷酸(有放射性)、放射性探测显微仪等。
(3)实验原理:
DNA主要分布在细胞核中,其基本组成单位是脱氧核苷酸;RNA主要分布在细胞质中,其基本组成单位是核糖核苷酸。
(4)①实验步骤:
第一步:取基本培养基若干,随机分成两组。分别编号为甲组和乙组。
第二步:在甲组培养基中加入适量的核糖核苷酸和14C脱氧核苷酸;在乙组培养基中加入
　 。
第三步:在甲、乙两组培养基中分别接种　　　　　　　　　　　　　　　　。在5% CO2恒温培养箱中培养一段时间,使细胞增殖。
第四步:分别取出甲、乙两组培养基中的细胞,检测细胞中出现放射性的主要部位。
②预期结果:
甲组培养基中　 ;
乙组培养基中　 。
③实验结论:DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。
解析:(4)①由题分析可知,该实验的自变量是放射性标记的核苷酸的种类,按照实验设计的对照原则和单一变量原则,设计实验的步骤如下:
第一步:取基本培养基若干,随机分成两组。分别编号为甲组和乙组。
第二步:在甲组培养基中加入适量的核糖核苷酸和14C脱氧核苷酸;在乙组培养基中加入14C核糖核苷酸和脱氧核苷酸。
第三步:在甲、乙两组培养基中分别接种相同数量的突变细胞(原因是保证无关变量相同且适宜)。在5% CO2恒温培养箱中培养一段时间,使细胞增殖。
第四步:分别取出甲、乙两组培养基中的细胞,检测细胞中出现放射性的主要部位。
②预期结果:甲组培养基中细胞的放射性主要分布在细胞核中;乙组培养基中细胞的放射性主要分布在细胞质中。
答案:(4)①14C核糖核苷酸和脱氧核苷酸　相同数量的突变细胞
②细胞的放射性主要分布在细胞核中　细胞的放射性主要分布在细胞质中(共50张PPT)
第三节　DNA通过复制
传递遗传信息
[学习目标]
1.说出科学家探究DNA分子复制方式的相关实验。
2.说明DNA分子的复制过程。
3.说出DNA分子复制所需的条件及复制的特点。
读教材·相信我能行
梳理必备知识,储备素养根基
一、DNA通过半保留方式进行复制
1.DNA分子复制的概念
新DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA 的新DNA分子的过程。
2.DNA分子复制机制假设
沃森和克里克提出DNA复制的假设:DNA复制时碱基对之间的 断裂,两条链解开并彼此分离。然后, 都可以作为模板,按照碱基互补配对原则在其上形成一条新的互补链。结果得到两个完全相同的DNA分子。
完全相同
氢键
每条链
3.探究DNA的复制过程
(1)实验材料:大肠杆菌。
(2)实验方法: 技术和 技术。
(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 的双链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。
同位素示踪
密度梯度离心
下
上
中
(4)实验过程。
(5)实验分析。
①实验预期。
预期一:若第二代DNA分子中15N-15N-DNA占 1/2,14N-14N-DNA占1/2,而第三代DNA分子中15N-15N-DNA占1/4,14N-14N-DNA 占3/4,说明DNA复制是
复制。
预期二:若第二代DNA分子中全部是15N-14N-DNA,而第三代DNA分子中
15N-14N-DNA占 1/2,14N-14N-DNA占1/2,说明DNA复制是 复制。
②实验结论。
实验结果和 一致,说明DNA的复制是以 的方式进行的。
全保留
半保留
预期二
半保留
4.DNA复制的过程、特点及条件
(1)DNA复制的过程(如图)。
①解旋:DNA复制时,在 酶的作用下,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”,即母链。
②合成子链:每一条母链按照互补配对的原则,腺嘌呤与 核苷酸配对,鸟嘌呤与 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。
③形成子代DNA:每条子链与其 盘绕成双螺旋结构,从而形成两个与亲代DNA完全相同的DNA分子。
解旋
氢键
胸腺嘧啶
胞嘧啶
磷酸二酯键
母链
(2)DNA复制的相关归纳。
项目 内容
时间 有丝分裂前的 或减数第一次分裂前的
场所 细胞核、线粒体、叶绿体
特点
方式 复制
间期
间期
边解旋边复制
半保留
条件 ①模板:亲代DNA的 ;
②原料:四种脱氧核苷酸;
③酶:解旋酶和 ;
④能量:由ATP供能
两条链
DNA聚合酶
·思维点拨·
(1)DNA复制过程需要核糖核苷酸、酶和ATP等。(　 　)
×
提示:DNA分子的复制需要模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)等。
(2)DNA分子复制时DNA子链均从3′端向5′端延伸。(　　)
×
提示:DNA分子复制时子链的延伸方向是5′端→3′端。
(3)DNA分子具有边解旋边复制的特点,能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性。(　 　)
×
提示:DNA分子具有边解旋边复制的特点,但这不能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性,碱基互补配对原则能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性。
(4)用以15NH4Cl为唯一氮源的培养液培养大肠杆菌若干代,子代细菌中只有DNA分子含15N标记。(　 　)
×
提示:用以15NH4Cl为唯一氮源的培养液培养大肠杆菌若干代,子代细菌中含氮的物质如蛋白质、核酸等均被标记。
二、DNA复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础
1.保证了多细胞生物体的每个体细胞都携带 的遗传信息,而且 细胞在形成过程中也要进行DNA的复制。
2.将亲代的 传递给子代,从而保持了前后代 的连续性。
相同
生殖
遗传信息
遗传信息
·思维点拨·
(1)DNA复制使子代和亲代保持了一定的连续性。(　 　)
(2)DNA复制使子女的性状与其父母性状相像。(　 　)
√
×
提示:DNA分子复制的本质是遗传信息的复制,不是性状的复制。
攻难点·让我更出色
逐点击破疑难,提升关键能力
任务一　DNA复制的条件及特点分析
1.DNA复制过程中化学键的断裂与形成
DNA复制时,解旋酶催化氢键断裂,模板链的碱基暴露出来→游离的核苷酸通过碱基互补配对的方式形成氢键→DNA聚合酶催化一条链上相邻的核苷酸形成磷酸二酯键。
2.DNA聚合酶移动的方向与子链延伸的方向
DNA复制时,DNA聚合酶结合在模板链的3′端,沿着模板链的3′端→5′端移动,新合成的DNA链由5′端→3′端延伸。
3.如何保证DNA复制过程的准确性
主要通过碱基互补配对方式,保证新形成的两个DNA分子相同。
4.染色体上的DNA复制后,两条模板链存在于什么位置
染色体上的DNA完成复制后,存在于共用着丝粒的两条姐妹染色单体上。
[迁移应用]
[典例1] 将双链DNA在中性盐溶液中加热,两条DNA单链分开,该过程叫作DNA变性。变性后的DNA如果慢慢冷却,又能恢复成为双链DNA,该过程叫作退火。回答下列关于双链DNA分子的结构和复制的问题。
(1)从结构上看(图1),DNA两条链的方向　　　 　(填“相同”或“相反”)。DNA复制时,催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是　　　　　　　,该酶只能使新合成的DNA链从5′端向3′端延伸,依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断,图1中的DNA复制模型是否完全正确:　　　　(填“是”或“否”)。
相反
DNA聚合酶
否
解析:(1)DNA的两条单链方向相反。DNA复制时催化子链合成的酶是DNA聚合酶。由于DNA子链的合成方向都是由5′端向3′端延伸,因此图1中复制模型不正确。
(2)DNA变性时脱氧核苷酸分子间的磷酸二酯键不受影响,而　　　　　　　　　被打开;在细胞内进行DNA复制时,该过程需要　　　　　的作用。
碱基对间的氢键
解旋酶
解析: (2)DNA变性时,碱基对间的氢键被打开,而在正常细胞内打开氢键,需要解旋酶的作用。
(3)如果图2中α链中A+T所占比例为46%,则该DNA分子中A+C所占比例为　　　　　　。
50%
解析: (3)DNA分子中,嘌呤数=嘧啶数=50%且C=G,所以A+C=A+G=50%。
任务二　探究DNA复制过程活动分析
1.探究DNA复制过程的方法及思路
(1)科学家在证明DNA半保留复制方式的过程中,也使用了假说-演绎的方法,使用此方法的还有孟德尔提出分离定律和自由组合定律的过程、摩尔根证明基因在染色体上的过程等。
(2)本实验中使用的同位素为15N,与18O一样,没有放射性,不能利用检测放射性的方法对结果进行观测,可利用密度梯度离心和质谱仪进行检测。
(3)DNA复制的三种假说:半保留复制、全保留复制和弥散复制。三种假说的复制过程如图所示:
(4)根据DNA复制的三种假说进行演绎推理。
将含15N标记的DNA的大肠杆菌,接种到含14N的培养液中繁殖一代,提取DNA后进行密度梯度离心,结果只有一条中带。由此可以说明DNA分子的复制方式可能是半保留复制或弥散复制。
(5)让子一代的大肠杆菌在含14N的培养液中再繁殖一代,提取DNA再进行密度梯度离心,结果出现两条条带,其中1条是轻带,另1条是中带。由此说明DNA分子的复制方式是半保留复制。
2.同位素标记技术在高中生物学中的应用总结
探究生物的遗传物质 亲代噬菌体中的32P(DNA)、35S (蛋白质) 子代噬菌体检测到放射性 32P,未检测到35S DNA是遗传物质
验证DNA的复制方式 亲代双链用 15N标记 亲代DNA→子一代DNA的一条链含15N DNA的复制方式为半保留复制
[迁移应用]
[典例2-1] 将细菌放在含15N的培养基中培养一段时间后,获得亲代细菌,然后放在含14N的培养基培养到子一代和子二代。在每代取等量的细菌破碎,提取DNA离心,然后在紫外光下看到的DNA沉降带结果如图所示。
下列针对实验结果的分析,正确的是(　 　)
A.亲代→子一代的结果即可说明DNA复制方式为半保留复制
B.可用噬菌体代替细菌进行上述实验,且提取DNA更方便
C.若用DNA酶处理子一代DNA后离心,沉降带仍为中间带
D.子二代只含14N的DNA分子占全部DNA分子的1/2
D
解析:亲代→子一代的结果不能说明DNA复制方式为半保留复制,也可能是弥散复制;噬菌体属于病毒,没有细胞结构,不能在培养基中培养,所以不可用噬菌体代替细菌进行题述实验;若用DNA酶处理子一代DNA后离心,则DNA分子被水解为核苷酸,因而没有沉降带;子二代DNA分子中全部含有14N,一半DNA两条链都含14N,另一半DNA中一条链含14N,另一条链含15N。
[典例2-2] (金华高考适应性考试)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 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖 代数 多代 多代 一代 两代
培养 产物 a b b的 子1代 b的
子2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
(15N/14N)
下列叙述错误的是(　 　)
A.要得到第2组的结果,须满足多代培养和培养液中的15N是唯一氮源两个
条件
B.若将b的子1代DNA双链分开后再离心,其结果不能判断DNA的复制方式
C.若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带,可判断DNA复制方式不是半保留复制
D.若设置第5组在14N培养液中培养b的子4代,DNA离心后密度带的数量和位置与第4组不同
D
解析:第2组的结果是仅为重带(15N/15N),须满足多代培养和培养液中的15N是唯一氮源两个条件;DNA无论是半保留复制还是全保留复制,将b的子1代DNA双链分开后再离心,其结果相同,都是1/2重带、1/2轻带,故无法判断其复制方式;若DNA复制方式是半保留复制,则第3组离心结果应该为“中”带,若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带,可判断DNA复制方式不是半保留复制,可能是全保留复制;若设置第5组在14N培养液中培养b的子4代,DNA离心后应该为“轻”和“中”两条密度带,密度带的数量和位置与第4组相同。
任务三　DNA复制的相关数量关系
1.子代DNA分子数:2n个
(1)无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个。
(2)含14N的DNA分子有2n个,只含14N的DNA分子有(2n-2)个。
2.子代DNA分子总链数:2n×2=2n+1(条)
(1)无论复制多少次,含15N的链始终是2条。
(2)含14N的链数是(2n+1-2)条。
3.消耗的脱氧核糖核苷酸数
(1)若亲代DNA分子含有某种脱氧核糖核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核糖核苷酸数为m×(2n-1)个。
(2)若进行第n次复制,则需消耗游离的该脱氧核糖核苷酸数为m×2n-1个。
特别提醒:①注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括第n次的复制。
②注意是碱基对还是碱基。
③做题时,看准是“DNA分子数”还是“链数”。
④注意在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核糖核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
[迁移应用]
[典例3] (宁波五校联盟期中)某DNA分子共含200个碱基对,其中一条链含胞嘧啶30个,另一条链含胞嘧啶20个。下列叙述错误的是(　 　)
B
任务四　DNA复制与细胞分裂的关系
1.有丝分裂过程中DNA复制
DNA均被15N标记的细胞,在含14N的培养基中进行有丝分裂,则:
(1)一个细胞经过一次有丝分裂,产生了两个子细胞,每个子细胞和亲代细胞一样都含有相同数目的染色体,并且每个细胞中的每一条染色体上的DNA分子都保留了亲代细胞DNA分子的一条链(15N),体现了DNA分子半保留复制的特点。
(2)连续分裂两次,形成四个子细胞,有3种情况出现:第一种情况是4个子细胞都是15N-14N、14N-14N;第二种情况是2个细胞是15N-14N、14N-14N,1个细胞是15N-14N、15N-14N,1个细胞是14N-14N、14N-14N;第三种情况是2个细胞是15N-14N、15N-14N,另外2个细胞是14N-14N、14N-14N。(见下图)
2.减数分裂过程中DNA复制
一个性原细胞经过减数分裂,产生了四个子细胞。每个子细胞的染色体数目较性原细胞减少了一半,并且每个子细胞中的每条染色体上的DNA分子都保留了性原细胞DNA分子的一条链(子细胞DNA两条链均为15N-14N),即半保留复制。
[迁移应用]
[典例4-1] (浙江1月选考)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,3H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的 DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显色。掺入培养中,大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时,局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是(　 　)
A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色
B
解析:大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,DNA的复制方式为半保留复制,大肠杆菌拟核 DNA 第1次复制后产生的子代DNA的两条链一条被3H标记,另一条未被标记,大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时,以两条链中一条被3H标记,另一条未被标记的DNA分子为模板,结合题干显色情况,DNA 双链区段①为浅色,②中两条链均含有3H显深色,③中一条链含有3H一条链不含3H显浅色。
[典例4-2] (衢州期末)在DNA复制时,5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色,DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养,取根尖用Giemsa染料染色后,用显微镜观察分生区细胞分裂时期染色体的着色情况。下列推测错误的是
(　 　)
A.第一次分裂中期,每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B.第二次分裂中期,每条染色体的两条染色单体着色都不同
C.第二次分裂后期,每条染色体的DNA均只有一条链含有BrdU
D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,还能观察到深蓝色的染色单体
C
解析:复制一次,每个DNA都有1条模板母链和1条新合成的子链(含有BrdU),得到的每个子细胞中每个DNA双链中都有一条DNA单链含有BrdU,所以第一次分裂中期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有BrdU,故呈深蓝色;第二次分裂过程中,每条染色体复制之后,每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有BrdU呈浅蓝色,一条单体只有一条链含有BrdU呈深蓝色,故着色都不同;第二次分裂过程中,每条染色体复制之后,每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有BrdU呈浅蓝色,一条单体只有一条链含有BrdU呈深蓝色,第二次分裂后期,着丝粒分裂,染色单体分开,所以每条染色体的DNA有一条链含有BrdU,也有DNA双链都含有BrdU;根尖分生区细胞可以持续进行有丝分裂,DNA复制的特点为半保留复制,所以不管经过多少个细胞周期,依旧可以观察到一条链含有BrdU的染色单体,呈深蓝色。第三节　DNA通过复制传递遗传信息
学习目标
1.说出科学家探究DNA分子复制方式的相关实验。
2.说明DNA分子的复制过程。
3.说出DNA分子复制所需的条件及复制的特点。
一、DNA通过半保留方式进行复制
1.DNA分子复制的概念
新DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA 的新DNA分子的过程。
2.DNA分子复制机制假设
沃森和克里克提出DNA复制的假设:DNA复制时碱基对之间的 断裂,两条链解开并彼此分离。然后, 都可以作为模板,按照碱基互补配对原则在其上形成一条新的互补链。结果得到两个完全相同的DNA分子。
3.探究DNA的复制过程
(1)实验材料:大肠杆菌。
(2)实验方法: 技术和 技术。
(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 的双链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)实验分析。
①实验预期。
预期一:若第二代DNA分子中15N-15N-DNA占 1/2,14N-14N-DNA占1/2,而第三代DNA分子中15N-15N-DNA占1/4,14N-14N-DNA 占3/4,说明DNA复制是 复制。
预期二:若第二代DNA分子中全部是15N-14N-DNA,而第三代DNA分子中15N-14N-DNA占 1/2,14N-14N-DNA占1/2,说明DNA复制是 复制。
②实验结论。
实验结果和 一致,说明DNA的复制是以 的方式进行的。
4.DNA复制的过程、特点及条件
(1)DNA复制的过程(如图)。
①解旋:DNA复制时,在 酶的作用下,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”,即母链。
②合成子链:每一条母链按照互补配对的原则,腺嘌呤与 核苷酸配对,鸟嘌呤与 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。
③形成子代DNA:每条子链与其 盘绕成双螺旋结构,从而形成两个与亲代DNA完全相同的DNA分子。
(2)DNA复制的相关归纳。
项目 内容
时间 有丝分裂前的 或减数第一次分裂前的
场所 细胞核、线粒体、叶绿体
特点
方式 复制
续　表
项目 内容
条件 ①模板:亲代DNA的 ; ②原料:四种脱氧核苷酸; ③酶:解旋酶和 ; ④能量:由ATP供能
(1)DNA复制过程需要核糖核苷酸、酶和ATP等。( )
(2)DNA分子复制时DNA子链均从3′端向5′端延伸。( )
(3)DNA分子具有边解旋边复制的特点,能保证亲子代DNA遗传信息传递的准确性。( )
(4)用以15NH4Cl为唯一氮源的培养液培养大肠杆菌若干代,子代细菌中只有DNA分子含15N标记。( )
二、DNA复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础
1.保证了多细胞生物体的每个体细胞都携带 的遗传信息,而且 细胞在形成过程中也要进行DNA的复制。
2.将亲代的 传递给子代,从而保持了前后代 的连续性。
(1)DNA复制使子代和亲代保持了一定的连续性。( )
(2)DNA复制使子女的性状与其父母性状相像。( )
任务一　DNA复制的条件及特点分析
1.DNA复制过程中化学键的断裂与形成
DNA复制时,解旋酶催化氢键断裂,模板链的碱基暴露出来→游离的核苷酸通过碱基互补配对的方式形成氢键→DNA聚合酶催化一条链上相邻的核苷酸形成磷酸二酯键。
2.DNA聚合酶移动的方向与子链延伸的方向
DNA复制时,DNA聚合酶结合在模板链的3′端,沿着模板链的3′端→5′端移动,新合成的DNA链由5′端→3′端延伸。
3.如何保证DNA复制过程的准确性
主要通过碱基互补配对方式,保证新形成的两个DNA分子相同。
4.染色体上的DNA复制后,两条模板链存在于什么位置
染色体上的DNA完成复制后,存在于共用着丝粒的两条姐妹染色单体上。
[迁移应用]
[典例1] 将双链DNA在中性盐溶液中加热,两条DNA单链分开,该过程叫作DNA变性。变性后的DNA如果慢慢冷却,又能恢复成为双链DNA,该过程叫作退火。回答下列关于双链DNA分子的结构和复制的问题。
(1)从结构上看(图1),DNA两条链的方向 (填“相同”或“相反”)。DNA复制时,催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是 ,该酶只能使新合成的DNA链从5′端向3′端延伸,依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断,图1中的DNA复制模型是否完全正确: (填“是”或“否”)。
(2)DNA变性时脱氧核苷酸分子间的磷酸二酯键不受影响,而 被打开;在细胞内进行DNA复制时,该过程需要 的作用。
(3)如果图2中α链中A+T所占比例为46%,则该DNA分子中A+C所占比例为 。
(2)DNA变性时,碱基对间的氢键被打开,而在正常细胞内打开氢键,需要解旋酶的作用。
(3)DNA分子中,嘌呤数=嘧啶数=50%且C=G,所以A+C=A+G=50%。
任务二　探究DNA复制过程活动分析
1.探究DNA复制过程的方法及思路
(1)科学家在证明DNA半保留复制方式的过程中,也使用了假说-演绎的方法,使用此方法的还有孟德尔提出分离定律和自由组合定律的过程、摩尔根证明基因在染色体上的过
程等。
(2)本实验中使用的同位素为15N,与18O一样,没有放射性,不能利用检测放射性的方法对结果进行观测,可利用密度梯度离心和质谱仪进行检测。
(3)DNA复制的三种假说:半保留复制、全保留复制和弥散复制。三种假说的复制过程如图所示:
(4)根据DNA复制的三种假说进行演绎推理。
将含15N标记的DNA的大肠杆菌,接种到含14N的培养液中繁殖一代,提取DNA后进行密度梯度离心,结果只有一条中带。由此可以说明DNA分子的复制方式可能是半保留复制或弥散复制。
(5)让子一代的大肠杆菌在含14N的培养液中再繁殖一代,提取DNA再进行密度梯度离心,结果出现两条条带,其中1条是轻带,另1条是中带。由此说明DNA分子的复制方式是半保留复制。
2.同位素标记技术在高中生物学中的应用总结
实验目的 标记物 标记物 转移情况 实验结论
研究光合作用过程中物质的利用 O O→ 18O2 光合作用的反应物H2O中的O以O2的形式放出,CO2中的C用于合成有机物
14CO2 14CO2→14C3(三碳酸、三碳糖)→O6
探究生物的遗传物质 亲代噬菌体中的32P(DNA)、35S(蛋白质) 子代噬菌体检测到放射性 32P,未检测到35S DNA是遗传物质
验证DNA的复制方式 亲代双链用15N标记 亲代DNA→子一代DNA的一条链含15N DNA的复制方式为半保留复制
[迁移应用]
[典例2-1] 将细菌放在含15N的培养基中培养一段时间后,获得亲代细菌,然后放在含14N的培养基培养到子一代和子二代。在每代取等量的细菌破碎,提取DNA离心,然后在紫外光下看到的DNA沉降带结果如图所示。下列针对实验结果的分析,正确的是( )
A.亲代→子一代的结果即可说明DNA复制方式为半保留复制
B.可用噬菌体代替细菌进行上述实验,且提取DNA更方便
C.若用DNA酶处理子一代DNA后离心,沉降带仍为中间带
D.子二代只含14N的DNA分子占全部DNA分子的1/2
[典例2-2] (金华高考适应性考试)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。下列叙述错误的是( )
组别 1组 2组 3组 4组
培养液 中唯一 氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖 代数 多代 多代 一代 两代
培养 产物 a b b的 子1代 b的 子2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 (15N/14N)
A.要得到第2组的结果,须满足多代培养和培养液中的15N是唯一氮源两个条件
B.若将b的子1代DNA双链分开后再离心,其结果不能判断DNA的复制方式
C.若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带,可判断DNA复制方式不是半保留复制
D.若设置第5组在14N培养液中培养b的子4代,DNA离心后密度带的数量和位置与第4组不同
任务三　DNA复制的相关数量关系
1.子代DNA分子数:2n个
(1)无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个。
(2)含14N的DNA分子有2n个,只含14N的DNA分子有(2n-2)个。
2.子代DNA分子总链数:2n×2=2n+1(条)
(1)无论复制多少次,含15N的链始终是2条。
(2)含14N的链数是(2n+1-2)条。
3.消耗的脱氧核糖核苷酸数
(1)若亲代DNA分子含有某种脱氧核糖核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核糖核苷酸数为m×(2n-1)个。
(2)若进行第n次复制,则需消耗游离的该脱氧核糖核苷酸数为m×2n-1个。
特别提醒:①注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括第n次的复制。
②注意是碱基对还是碱基。
③做题时,看准是“DNA分子数”还是“链数”。
④注意在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核糖核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
[迁移应用]
[典例3] (宁波五校联盟期中)某DNA分子共含200个碱基对,其中一条链含胞嘧啶30个,另一条链含胞嘧啶20个。下列叙述错误的是( )
A.每条链中均为3∶1
B.每条链中嘌呤与嘧啶数之比均为1∶1
C.该DNA分子复制3次需350个游离的G
D.该DNA分子中碱基之间的氢键总数为450个
任务四　DNA复制与细胞分裂的关系
1.有丝分裂过程中DNA复制
DNA均被15N标记的细胞,在含14N的培养基中进行有丝分裂,则:
(1)一个细胞经过一次有丝分裂,产生了两个子细胞,每个子细胞和亲代细胞一样都含有相同数目的染色体,并且每个细胞中的每一条染色体上的DNA分子都保留了亲代细胞DNA分子的一条链(15N),体现了DNA分子半保留复制的特点。
(2)连续分裂两次,形成四个子细胞,有3种情况出现:第一种情况是4个子细胞都是15N-14N、14N-14N;第二种情况是2个细胞是15N-14N、14N-14N,1个细胞是15N-14N、15N-14N,1个细胞是14N-14N、14N-14N;第三种情况是2个细胞是15N-14N、15N-14N,另外2个细胞是14N-14N、14N-14N。(见下图)
2.减数分裂过程中DNA复制
一个性原细胞经过减数分裂,产生了四个子细胞。每个子细胞的染色体数目较性原细胞减少了一半,并且每个子细胞中的每条染色体上的DNA分子都保留了性原细胞DNA分子的一条链(子细胞DNA两条链均为15N-14N),即半保留复制。
[迁移应用]
[典例4-1] (浙江1月选考)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,3H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的 DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显色。掺入培养中,大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时,局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是( )
A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色
[典例4-2] (衢州期末)在DNA复制时,5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色,DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养,取根尖用Giemsa染料染色后,用显微镜观察分生区细胞分裂时期染色体的着色情况。下列推测错误的是( )
A.第一次分裂中期,每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B.第二次分裂中期,每条染色体的两条染色单体着色都不同
C.第二次分裂后期,每条染色体的DNA均只有一条链含有BrdU
D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,还能观察到深蓝色的染色单体

展开更多......

收起↑