第二章 遗传的分子基础
第二节 DNA分子的结构和复制
第2课时 DNA分子的复制
1．下列关于DNA复制的叙述，错误的是（ ）
A．DNA复制需DNA聚合酶参与 B．DNA复制需ATP提供能量
C．复制过程是先解旋后复制 D．DNA复制的方式是半保留复制
【答案】C
【详解】A、DNA复制时，需DNA聚合酶参与，DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸聚合形成脱氧核苷酸链，A正确；
B、ATP是细胞内的直接能源物质，能为细胞内多种代谢过程提供能量，包括DNA复制，B正确；
C、DNA复制过程是边解旋边复制，C错误；
D、梅塞尔森的DNA半保留复制中，用15N标记亲本链，14N标记子代链，从而证明DNA的复制是半保留复制，利用了同位素标记法，D正确。
2．以DNA的一条链“5′—A—T—C—3′”为模板，经复制后产生的子链是( )
A．5′—G—A—T—3′ B．5′—U—A—G—3′
C．5′—T—A—G—3′ D．5′—T—U—G—3′
答案 A
3．若将一个大肠杆菌（DNA双链均被15N标记）放在含有14NH4Cl的普通培养液中培养，在适宜条件下繁殖两代，则子代中含有15N标记的大肠杆菌所占的比值是（ ）
A．0 B．1/4 C．1/2 D．1
【答案】C
【详解】根据题干分析，DNA双链均被15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中，繁殖两代，由于半保留复制，子二代大肠杆菌的DNA分子共4个，其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，另外2个DNA分子为2条链均含14N，则子代中含有15N标记的大肠杆菌所占的比值是2/4=1/2，即C正确。
4．结合图示信息，分析下列选项说法正确的是（ ）
A．此图表示DNA复制过程，需要4种脱氧核苷酸为原料
B．图中解旋酶打开全部氢键后，DNA聚合酶作用于磷酸二酯键
C．两条母链中（A+C）/（T+G）的值相等
D．该过程可以发生在高等植物根尖分生区细胞的细胞核、叶绿体、线粒体中
【答案】A
【详解】A、DNA分子的基本单位是4种游离的脱氧核苷酸，复制时需要4种脱氧核苷酸为原料，A正确；
B、DNA分子复制的过程是边解旋边复制，解旋酶作用于双链间的氢键，DNA聚合酶作用于磷酸二酯键，B错误；
C、在整个DNA分子中，A=T，G=C，即双链中（A+C）/（T+G）的值相等。由于两条母链间遵循碱基互补配对原则，则两条母链中（A+C）/（T+G）的值互为倒数，C错误；
D、高等植物根尖分生区细胞内无叶绿体，该过程可发生在此细胞的细胞核和线粒体中，D错误。
5．下列关于细胞中DNA分子复制的叙述,正确的是（ ）
A．DNA分子双螺旋结构全部解旋后才开始复制
B．DNA复制以脱氧核苷酸为原料，只发生在细胞核中
C．在真核生物中，DNA的复制可随着染色体的复制而完成
D．DNA复制合成的两条子链的碱基排列顺序相同
【答案】C
【详解】A、DNA复制是边解旋边复制，并非DNA分子双螺旋结构全部解旋后才开始复制，A错误；
B、DNA主要存在于细胞核，DNA复制以脱氧核苷酸为原料，主要发生在细胞核中，线粒体和叶绿体中也能发生DNA复制，B错误；
C、在真核生物中，DNA主要存在于细胞核中的染色体上，DNA的复制随着染色体的复制而完成，C正确；
D、DNA复制结束后，新合成的两条子链的碱基互补配对，D错误。
6．下列关于DNA分子复制的叙述，错误的是（ ）
A．多起点双向复制，缩短复制时间
B．以核糖核苷酸为原料
C．边解旋边复制，复制出的子代DNA一般与亲代完全一样
D．需要解旋酶和能量
【答案】B
【详解】A、多起点双向同时复制，能保证DNA复制在短时间内完成，提高复制的效率，A正确；
B、DNA复制所需的原料是脱氧核糖核苷酸，B错误；
C、从DNA复制过程看，DNA的复制方式为边解旋边复制，由于以DNA双链为模板，遵循碱基互补配对原则，所以复制出的子代DNA完全一样，C正确；
D、DNA复制需要解旋酶断裂氢键，需要ATP水解提供能量，D正确。
7．图示DNA复制过程，下列叙述正确的是（ ）
A．DNA复制过程中需要引物，不需要能量
B．新形成的两条单链：一条链从5'端往3'端延伸，另一条链从3'端往5'端延伸
C．该过程能发生在哺乳动物成熟的红细胞中
D．复制后的两个DNA分子位于一条或两条染色体上
【答案】D
【详解】A、据图可知，DNA复制过程中解旋时需要消耗ATP，A错误；
B、DNA复制过程中两条子链的延伸都是从5'端往3'端延伸，B错误；
C、DNA复制发生在能分裂的细胞中，哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核，不能进行DNA复制，C错误；
D、复制后的两个DNA分子位于一个（着丝粒断裂之前）或两个染色体上（着丝粒断裂后），D正确。
8．如图为真核生物染色体上DNA复制过程示意图，有关叙述错误的是( )
A．图中DNA复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于氢键
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
【答案】A
【详解】A、分析题图可知，图中的三个复制起点复制的DNA片段的长度不同，圈比较大的表示复制开始的时间较早，因此DNA复制的起始时间不同，A错误；
B、题图中DNA的复制过程是边解旋边双向复制的，B正确；
C、DNA的复制首先要在解旋酶的作用下使双链间的氢键断裂，C正确；
D、真核生物的DNA复制具有多个起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率，D正确。
9．如图表示“证明DNA半保留复制”的实验结果，其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列说法正确的是（ ）
A．实验中运用了同位素示踪和差速离心技术
B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C．b管的结果排除了全保留复制的方式
D．c管中上下两个条带依次为15N/14N-DNA、14N/14N-DNA
【答案】C
【详解】A、由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，”和“条带表示大肠杆菌 DNA 离心后在离心管中的分布位置”可知：本实验运用了同位素示踪和密度梯度离心技术， A 错误；
B、分析图示可知： a 管中的 DNA 密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的， B 错误；
C、b 管中的 DNA 密度介于 a 、 c 管中的之间，表明该管中的大肠杆菌的 DNA 都是15N/14N-DNA，排除了全保留复制的方式， C 正确：
D、c管中上面的条带为14N/14N-DNA、下面的条带为15N/14N-DNA， D错误。
10．下列关于DNA复制的叙述，错误的是（ ）
A．DNA复制需DNA聚合酶参与 B．DNA复制需ATP提供能量
C．复制过程是先解旋后复制 D．DNA复制的方式是半保留复制
【答案】C
【详解】A、DNA复制时，需DNA聚合酶参与，DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸聚合形成脱氧核苷酸链，A正确；
B、ATP是细胞内的直接能源物质，能为细胞内多种代谢过程提供能量，包括DNA复制，B正确；
C、DNA复制过程是边解旋边复制，C错误；
D、梅塞尔森的DNA半保留复制中，用15N标记亲本链，14N标记子代链，从而证明DNA的复制是半保留复制，利用了同位素标记法，D正确。
11．已知某DNA分子中共含1000个碱基对，其中腺嘌呤400个，若该DNA分子连续复制2次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸（ ）
A．600个 B．1600个 C．1800个 D．2400个
【答案】C
【详解】已知DNA分子共有1000个碱基对即2000个碱基，其中腺嘌呤400个，根据碱基互补配对原则可知，A=T=400，求出C+G=1200。在双链中C=G，故双链中G=600个，复制两次共需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数=（22-1）×600=1800个。ABD错误，C正确。
12．如图为DNA复制过程示意图，分析该图不能得出的结论是（ ）
A．该过程需要的原料是核糖核苷酸
B．①和③是DNA复制的两条模板链
C．DNA复制的过程是边解旋边复制
D．DNA复制的方式是半保留复制
【答案】A
【详解】A、该过程是DNA复制，需要的原料是脱氧核糖核苷酸，A错误；
B、①和③是DNA复制的两条模板链，B正确；
C、由图可知，DNA复制的过程是边解旋边复制，C正确；
D、图中复制时各保留一条模板链，DNA复制的方式是半保留复制，D正确。
13．发现了DNA分子双螺旋结构后，克里克就推测DNA分子可能以半保留复制的方式进行复制。后来，米西尔森和斯塔尔通过实验证实了克里克的推测。下图是DNA分子复制过程（A→B→C→D）的示意图。
(1)图A展示的是部分DNA分子模型的平面结构示意图，根据该图说明DNA分子结构的主要特征__________。
(2)在上图所示的复制过程中，没有显示相关的酶和所需的能量。尝试在图中的相应位置画出相应的酶，并注明酶的名称__________。
(3)图C隐含了一些信息，联系DNA复制的方式，解释图C所示的过程__________。
【答案】(1)DNA分子结构的主要特征：（1）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化；（2）特异性：碱基对的特定排列顺序；
(2)如图：
(3)按照碱基互补配对原则，边解旋边复制，半保留复制。
【详解】（1）DNA分子结构的主要特征：（1）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化；（2）特异性：碱基对的特定排列顺序；
（2）DNA复制的过程中，解旋时在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开，合成子链时DNA聚合酶以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链，所以B过程解旋酶将DNA双螺旋解，C过程合成子链时DNA聚合酶以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。如图：
（3）DNA复制按照碱基互补配对原则，边解旋边复制，半保留复制。
14．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，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如图所示：
请分析：
(1)将第一代（Ⅰ）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离，请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。______________
(2)若一个DNA分子的一条单链中A占32%，且＝1.5，此比例在其互补链中的比值是____。以该单链为模板合成的子代DNA分子中，A＋G的总含量占______。
【答案】(1)
(2) 2/3 50%
【解析】(1)据图分析，将第一代（Ⅰ）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，由于DNA是半保留复制，产生的两个子代DNA分别为全15N-DNA分子和14N、15N-DNA分子（混合型DNA分子），将该DNA做离心处理，产生的DNA沉淀应该分别位于试管的下部和中部。
(2)由于DNA分子的两条链之间的碱基遵循碱基互补配对原则，一条链上的A与另一条链上的T相等，一条链上的G与另一条链上的C相等，因此DNA分子中两条单链上的A+G/T+C互为倒数，一条单链中A+G/T+C=1.5，此比例在其互补链中的比值是2/3，整个DNA分子中该比值是1,双链DNA分子中A+G的总含量占碱基一半，即50%。
15．甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：
（1）从甲图可看出DNA复制的方式是 ________________ 。
（2）甲图中，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。
（3）乙图中，7是 ________________ 。DNA分子的基本骨架由 ________________ 和 ________________ 交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过___________连接成碱基对。
【答案】 半保留复制 解旋 DNA聚合 （胸腺嘧啶）脱氧（核糖）核苷酸 磷酸 脱氧核糖 氢键
【详解】（1）分析题图可知，DNA分子的复制方式是半保留复制。
（2）分析题图可知，A酶的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开，因此是解旋酶；B酶的作用是催化形成DNA子链进而进行DNA分子的复制，是DNA聚合酶。
（3）图乙中，7是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸；DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接构成了DNA分子的基本骨架；DNA分子中两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对。第二章 遗传的分子基础
第二节 DNA分子的结构和复制
第2课时 DNA分子的复制
1．下列关于DNA复制的叙述，错误的是（ ）
A．DNA复制需DNA聚合酶参与 B．DNA复制需ATP提供能量
C．复制过程是先解旋后复制 D．DNA复制的方式是半保留复制
2．以DNA的一条链“5′—A—T—C—3′”为模板，经复制后产生的子链是( )
A．5′—G—A—T—3′ B．5′—U—A—G—3′
C．5′—T—A—G—3′ D．5′—T—U—G—3′
3．若将一个大肠杆菌（DNA双链均被15N标记）放在含有14NH4Cl的普通培养液中培养，在适宜条件下繁殖两代，则子代中含有15N标记的大肠杆菌所占的比值是（ ）
A．0 B．1/4 C．1/2 D．1
4．结合图示信息，分析下列选项说法正确的是（ ）
A．此图表示DNA复制过程，需要4种脱氧核苷酸为原料
B．图中解旋酶打开全部氢键后，DNA聚合酶作用于磷酸二酯键
C．两条母链中（A+C）/（T+G）的值相等
D．该过程可以发生在高等植物根尖分生区细胞的细胞核、叶绿体、线粒体中
5．下列关于细胞中DNA分子复制的叙述,正确的是（ ）
A．DNA分子双螺旋结构全部解旋后才开始复制
B．DNA复制以脱氧核苷酸为原料，只发生在细胞核中
C．在真核生物中，DNA的复制可随着染色体的复制而完成
D．DNA复制合成的两条子链的碱基排列顺序相同
6．下列关于DNA分子复制的叙述，错误的是（ ）
A．多起点双向复制，缩短复制时间
B．以核糖核苷酸为原料
C．边解旋边复制，复制出的子代DNA一般与亲代完全一样
D．需要解旋酶和能量
7．图示DNA复制过程，下列叙述正确的是（ ）
A．DNA复制过程中需要引物，不需要能量
B．新形成的两条单链：一条链从5'端往3'端延伸，另一条链从3'端往5'端延伸
C．该过程能发生在哺乳动物成熟的红细胞中
D．复制后的两个DNA分子位于一条或两条染色体上
8．如图为真核生物染色体上DNA复制过程示意图，有关叙述错误的是( )
A．图中DNA复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于氢键
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
9．如图表示“证明DNA半保留复制”的实验结果，其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列说法正确的是（ ）
A．实验中运用了同位素示踪和差速离心技术
B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C．b管的结果排除了全保留复制的方式
D．c管中上下两个条带依次为15N/14N-DNA、14N/14N-DNA
10．下列关于DNA复制的叙述，错误的是（ ）
A．DNA复制需DNA聚合酶参与 B．DNA复制需ATP提供能量
C．复制过程是先解旋后复制 D．DNA复制的方式是半保留复制
11．已知某DNA分子中共含1000个碱基对，其中腺嘌呤400个，若该DNA分子连续复制2次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸（ ）
A．600个 B．1600个 C．1800个 D．2400个
12．如图为DNA复制过程示意图，分析该图不能得出的结论是（ ）
A．该过程需要的原料是核糖核苷酸
B．①和③是DNA复制的两条模板链
C．DNA复制的过程是边解旋边复制
D．DNA复制的方式是半保留复制
13．发现了DNA分子双螺旋结构后，克里克就推测DNA分子可能以半保留复制的方式进行复制。后来，米西尔森和斯塔尔通过实验证实了克里克的推测。下图是DNA分子复制过程（A→B→C→D）的示意图。
(1)图A展示的是部分DNA分子模型的平面结构示意图，根据该图说明DNA分子结构的主要特征__________。
(2)在上图所示的复制过程中，没有显示相关的酶和所需的能量。尝试在图中的相应位置画出相应的酶，并注明酶的名称__________。
(3)图C隐含了一些信息，联系DNA复制的方式，解释图C所示的过程__________。
14．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，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如图所示：
请分析：
(1)将第一代（Ⅰ）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离，请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。______________
(2)若一个DNA分子的一条单链中A占32%，且＝1.5，此比例在其互补链中的比值是____。以该单链为模板合成的子代DNA分子中，A＋G的总含量占______。
15．甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：
（1）从甲图可看出DNA复制的方式是 ________________ 。
（2）甲图中，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。
（3）乙图中，7是 ________________ 。DNA分子的基本骨架由 ________________ 和 ________________ 交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过___________连接成碱基对。
