期末复习——3.3DNA的复制（知识点+练习）

必修２《遗传与进化》复习提纲
第三章 基因的本质
第二节 DNA分子的结构
知识点回顾：
一、DNA分子复制的过程
概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程
复制时间：有丝分裂或减数第一次分裂间期
复制场所：主要在细胞核中，线粒体和叶绿体也存在。
4. 复制方式：半保留复制
5. 复制特点：边解旋边复制。
6. 复制结果：形成两个完全相同的DNA分子。
7. 意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
二、与DNA复制有关的碱基计算
1.一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n
2.第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/(2n-1)
3.若某DNA分子中含碱基T为a，
(1)则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1)
(2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a·2n-1
好题精练：
1. 一个用15N标记的DNA分子有1200个碱基对，其中腺嘌呤700个。该DNA分子在含14N的溶液中复制2次，则( )
A．复制完成后，具有15N标记的腺嘌呤共有1400个
B．复制完成后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为3︰1
C．复制过程中，共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸1500个
D．含有15N标记的DNA分子的两条链都含有15N标记
【答案】C
【详解】DNA分子进行半保留复制，复制2次，共得到 4个DNA分子，只有母链含有15N,含有15N的腺嘌呤共700 个，A项错误；复制后不含15N的DNA分子有2个，不含15N 的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为1︰1， B项错误；双链DNA分子中，A+G=A+C=总碱基数/2,该 DNA分子中含有C=1 200-700=500个，复制得到4个DNA 分子，相当于1个亲代DNA分子和3个子代DNA分子，共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸500 ×3=1 500个，C项正确；含有15N 的DNA分子只有一条链含有15N, D项错误。
2．用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如表所示，以下叙述正确的是（ ）
卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基
A T G C
卡片数量 10 10 2 3 3 2
A．最多可构建4种脱氧核苷酸，6个脱氧核苷酸对
B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C．DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
D．可构建4种不同碱基序列的DNA
【答案】B
【分析】
分析表格：双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A-T，C-G，且配对的碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2对A-T碱基对，2对C-G碱基对，即共形成4个脱氧核苷酸对。
【详解】
A. 由以上分析可知，最多可构建4个脱氧核苷酸对，A错误；
B. 这些卡片最多可形成2对A-T碱基对，2对C-G碱基对，而A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有10个氢键，B正确；
C. DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，C错误；
D. 这些卡片可形成2对A-T碱基对，2对C-G碱基对，且碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数少于44种，D错误。
故选B。
3．某DNA分子共有a个碱基，其中含有腺嘌呤m个，则该DNA分子复制3次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为（　　）
A．3（a﹣m） B．4（a﹣m）
C．7（1/2a﹣m） D．8（2a﹣m）
【答案】C
【分析】
已知DNA分子中的某种脱氧核苷酸数，求复制过程中需要的游离脱氧核苷酸数：（1）设一个DNA分子中有某核苷酸m个，则该DNA复制n次，需要该游离的该核苷酸数目为（2 n-1）×m个；（2）设一个DNA分子中有某核苷酸m个，则该DNA完成第n次复制，需游离的该核苷酸数目为2n-1×m个。
【详解】
某DNA分子共有a个碱基，其中含有腺嘌呤m个，根据碱基互补配对原则，腺嘌呤与胞嘧啶之和占总碱基数的一半，故该DNA分子含有胞嘧啶的数目为a/2-m；该DNA分子复制3次，根据DNA分子半保留复制特点，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为（23-1）×（a/2-m）=7（1/2a-m）。ABD错误，C正确。
故选C。
4．真核细胞中DNA复制如下图所示，下列表述错误的是（ ）
A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B．每个子代DNA都有一条脱氧核苷酸链来自亲代
C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
【答案】C
【分析】
由图可知，图中DNA分子进行复制时为多起点. 双向复制。
【详解】
A. 多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成，提高复制效率，A正确；
B. DNA为半保留复制，每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代，B正确；
C. 氢键的形成不需要酶的催化，C错误；
D. 碱基对之间严格的碱基互补配对原则，保证遗传信息准确从亲代DNA传向子代DNA，D正确。
故选C。
5．将 DNA 双链均为 15N 的大肠杆菌放在 14N 的培养液中培养，8 小时后提取 DNA 进行分析，发现 含 15N 的 DNA 占总 DNA 的 1/16。实验数据已排除质粒影响，则大肠杆菌的分裂周期约为（　　）
A．1．3 小时 B．1．6 小时 C．2．0 小时 D．4．0 小时
【答案】B
【分析】
由于用15N同位素标记细菌的DNA分子只有两条链，又DNA复制为半保留复制，所以再转移到含有 14N 的普通培养液中培养。在子代的2n个DNA分子中，含15N的DNA分子为2个。据此分析判断。
【详解】
根据题意分析可知：用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖，8小时后提取 DNA 进行分析，得出含15N 的DNA 占总DNA 的比例为 1/16，即子代的32个DNA分子中，含15N的DNA分子为2个。说明DNA复制了25=32，所以细胞周期8÷5=1.6小时，B正确。
故选B。
6. 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14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是( )
A.含有15N的DNA分子占1/8 B.只含有14N的DNA分子占7/8
C.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸640个 D.复制结果共产生16个DNA分子
【答案】C
【详解】DNA复制为半保留复制,不管复制几次,最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链,故最终有2个子代DNA含15N,所以含有15N的DNA分子占2÷24=1/8,故A项不符合题意;由于DNA分子的复制是半保留复制,最终只有2个子代DNA各含1条15N链,1条14N链,其余DNA都只含14N,故子代DNA中只含14N的DNA分子占(24-2)÷24=7/8,B项不符合题意;含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,由于A+C=碱基总数的一半=100,则该DNA分子中A=40个。该DNA分子连续复制4次,则复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸数=40×(24-1)=600个,故C项符合题意;复制4次后产生24=16个DNA分子,D项不符合题意。
7. 下图甲中DNA分子有a和d两条链,将图甲中某一片段放大后如图乙所示,结合所学知识回答下列问题:
(1)图甲中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链, 从而形成子链,则A是 酶，B是 酶。
(2)图甲中，从DNA复制的结果看，DNA复制的特点是 ；从DNA复制的过程看，DNA复制的特点是 。
(3)写出图乙中序号代表的结构的中文名称:[7] ，[10] 。
(4)从图乙可以看出，DNA双螺旋结构的主要特点：
①DNA分子由两条脱氧核苷酸链按 方式盘旋成双螺旋结构。
② DNA分子中的 ，构成基本骨架，碱基排列在内侧。
③两条链上的碱基通过 连接成碱基对,并且碱基配对遵循 原则。
【答案】 (1)解旋；DNA聚合（2)半保留复制；边解旋边复制 (3)胸腺嘧啶脱氧核苷酸；脱氧核苷酸链（4)①反向平行②脱氧核糖和磷酸交替连接③氢键碱基互补配对
8. 同位素示踪技术是生物学研究中的常用技术,在探索各项生命活动的过程中发挥了重要作用,请分析回答下列与此相关的问题。
(1)将一只实验小鼠放入含有18O2气体的容器内,18O2进入细胞后,最先出现的含18O的化合物是 。
(2)科学家在研究DNA的复制方式时，提出了三种复制模式：全保留复制. 半保留复制和弥散复制(如下图所示)。将15N标记的大肠杆菌放入含14N的培养液中连续培养两代 (Ⅰ和Ⅱ)，先后提取每代的DNA并离心。子Ⅰ代DNA离心后出现1条密度带，说明DNA的复制方式可能是 ，子Ⅱ代DNA离心后得到2条密度带，可进一步说明DNA的复制方式是 。
【答案】 (1 )H2O (2)半保留复制或弥散复制；半保留复制
【详解】(1)小鼠吸入的18O2进入细胞后将参与有氧呼吸的第三阶段，根据有氧呼吸过程中的物质变化，第三阶段是O2和[H ] 反应生成H2O,因此18O2进入细胞后，最先出现的含18O的化合 物是H2O。（2)如果DNA的复制方式是全保留复制，那么子Ⅰ代. 子Ⅱ代DNA离心后均出现2条密度带；如果DNA的复制方式是半保留复制，那么子Ⅰ代DNA离心后出现1条密度带， 子Ⅱ代DNA离心后得到2条密度带；如果DNA的复制方式是弥散复制,那么子Ⅰ代. 子Ⅱ代DNA离心后均出现1条密度带。 所以子Ⅰ代DNA离心后出现1条密度带，说明DNA的复制方式可能是半保留复制或弥散复制，子Ⅱ代DNA离心后得到2条密度带，可进一步说明DNA的复制方式是半保留复制。