专题13 DNA分子的复制和相关计算（含答案）

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专题13 DNA分子的复制和相关计算
【典例精讲】
典例1：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.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600个
D.复制结果共产生16个DNA分子
典例2：如图为DNA复制的图解，rep蛋白是一种解旋酶。据图分析，下列表述错误的是（　）
A.由图可知，DNA复制时随从链的复制不是完全连续的
B.DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链配对形成双链的作用
C.rep蛋白可以破坏磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键
D.正常情况下，该DNA分子会形成两个完全相同的DNA分子
【方法点拨】
1.细胞分裂过程中染色体的标记情况
（1）有丝分裂：若只复制一次，产生的子细胞染色体都带有标记，若复制两次，产生的子染色体只要一半带有标记。
（2）减数分裂：因减数分裂无细胞周期，DNA只复制一次，故产生的子染色体都带有标记。
2.DNA复制的相关计算
（1）将含有15N的DNA分子放在14N的培养基中连续复制n次，子代DNA共2n个，其中：
① 含有15N的DNA分子有2个，只含15N的DNA分子未0
② 含有14N的DNA分子为2n个，只含14N的DNA分子为2n-2个。
③ 脱氧核苷酸链共2n+1条，其中含有15N的脱氧核苷酸链为2条；含有14N的脱氧核苷酸链为2n+1-2条。
（2）DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数目
① 若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸数m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m×（2n-1）
② 第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m×2n-1
【题型训练】
1.某个DNA片段由500对碱基组成，G+C占碱基总数的34%，若该DNA片段复制1次，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为（　　）
A.500 B.330 C.660 D.1000
2. DNA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，则下列说法不正确的是（　　）
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）的值与b中（A＋T）/（G＋C）的值相同
D.a中（A＋G）/（T＋C）的值与d中（A＋G）/（T＋C）的值一般不相同
3. 将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的标记情况。下列推断正确的是（　　）
A.若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B.若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1
C.若子细胞中的染色体都含32P，则进行的一定是有丝分裂
D.若子细胞中的染色体不都含32P，则进行的一定是减数分裂
4. 我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是（　　）
A.“引子”的彻底水解产物有两种
B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA
C.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列
D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
【答案】
典例1：【答案】B
【解析】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1/8，A正确；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都含14N，故全部子代DNA都含14N，B错误；该DNA分子含200个碱基，其中有胞嘧啶60个，则腺嘌呤有40个，复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸的个数=（24-1）×40=600（个），C正确；复制4次后产生16个DNA分子，D正确。
典例2：【答案】C
【解析】由图可知，DNA复制时随从链的复制不是完全连续的，A正确；DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上，可防止DNA单链重新配对形成双链，B正确；rep蛋白是一种解旋酶，可以破坏碱基与碱基之间的氢键，不是破坏磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，C错误；在复制过程中，遵循碱基互补配对原则，所以正常情况下，该DNA分子会形成两个完全相同的DNA分子，D正确。
【题型训练】
1.【答案】B
【解析】某个DNA片段由500对碱基组成，G+C占碱基总数的34%，那么A+T占碱基总数的66%，根据碱基互补配对原则，A=T=66%÷2=33%。则该DNA片段中A=T=500×2×33%=330。则若该DNA片段复制1次，需要腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为（21-1）×330=330。
2.【答案】B
【解析】a和d互补，b和c互补，如果不发生变异，a和c及b和d的碱基组成相同。某条脱氧核苷酸链上（A＋T）/（G＋C）的值与其互补链上的值相同，而（A＋G）/（T＋C）的值与其互补链上的值一般不相同，所以C项和D项中的说法均正确。
3.【答案】B
【解析】解答本题的关键是结合有丝分裂、减数分裂的相关知识分析DNA复制后各DNA链的走向。若进行有丝分裂，第一次有丝分裂后，子细胞中都含有32P标记；当细胞处于第二次分裂后期时，染色单体随机分开，带有32P标记的染色体也随机进入2个细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞可能为2个或3个或4个，A错误；若进行减数分裂，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，说明DNA只复制一次，因此含32P染色体的子细胞比例一定为1，B正确；若子细胞中的染色体都含32P，则进行的是减数分裂，C错误；若子细胞中的染色体不都含32P，则进行的一定不是减数分裂，D错误。
4.【答案】C
【解析】“引子”的彻底水解产物有6种，分别是脱氧核糖、磷酸和A、T、C、G4种碱基，A错误；设计“引子”的DNA序列信息能来自核DNA，也能来自质DNA，B错误；设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列，C正确；据题干可知，土壤沉积物中的古人类双链DNA可被“引子”识别，从而分离出来，D错误。
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