新人教版必修2高中生物第3章基因的本质第3节DNA的复制同步检测（含解析）

第3节　DNA的复制
　一、选择题　
知识点一　对DNA复制的推测
1．下列叙述不属于沃森和克里克提出的DNA分子复制假说内容的是(　　)
A．DNA分子复制时，DNA解开两条单链作模板
B．DNA分子复制是半保留复制方式
C．DNA分子复制时边解旋边复制
D．DNA分子复制时遵循碱基互补配对原则
知识点二　DNA半保留复制的实验证据
2．如图为科学家设计的利用大肠杆菌探究DNA的复制过程，下列叙述正确的是(　　)
A．比较试管①、②和③的结果即可证明DNA复制为半保留复制
B．实验中没有采用同位素标记技术的研究方法
C．可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便
D．大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中只有DNA含15N
3．下图表示早期科学家对DNA复制方式的推测，包括全保留复制和半保留复制。据图不能作出的推断是(　　)
A．全保留复制是指两个子代DNA中，一个DNA含两条母链，一个DNA含两条全新的子链
B．半保留复制新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链
C．DNA每复制一次，会使子代DNA的数目增加一倍
D．DNA的复制过程是边解旋边复制
4．用15N标记一个DNA的两条链，让该DNA分子在含14N的培养液中复制一次，得到两个DNA分子，那么每个子代DNA分子中(　　)
A．只含有15N
B．只含有14N
C．一条链含有15N，另一条链含有14N
D．每条链同时含有14N和15N
5．某DNA的两条链均被3H标记，将该DNA在不含标记元素的环境中连续复制两次，则所形成的4个子代DNA为(　　)
知识点三　DNA复制的过程
[题型一　DNA复制的过程及特点]
6．下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是(　　)
①互补碱基对之间氢键断裂'②解旋酶作用于DNA分子'③以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对'④子链与母链盘绕成双螺旋结构
A．①②③④ B．②①④③
C．①③④② D．②①③④
7．某DNA片段为，可进行人工复制使其数量增加，复制时应给予的条件是(　　)
①—ATGTG—和—TACAC—作模板链　②四种核糖核苷酸　③四种脱氧核苷酸　④DNA聚合酶　⑤DNA水解酶
A．①③④ B．①②④ C．①②⑤ D．①③⑤
8．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)
A．DNA在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B．在全部解旋之后才开始碱基配对
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．复制后，每个新DNA中含有一条母链和一条子链
9．下列关于DNA复制的叙述中，正确的是(　　)
A．DNA复制产生的两条子链的碱基序列相同
B．在叶肉细胞中DNA的复制发生在细胞核、叶绿体和线粒体中
C．DNA复制过程中，要消耗ATP并且需要酶的催化
D．DNA复制时两条子链的合成方向相反
10．在DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是(　　)
A．破坏氢键并使DNA双链分开
B．游离核苷酸与母链碱基互补配对
C．配对的游离核苷酸连接成子链
D．子链与模板母链盘绕成双螺旋结构
11．下图是DNA复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是(　　)
A．a和c的碱基序列互补
B．b和c的碱基序列相同
C．a链和c链中的的比值相同
D．该过程可以在一切生物体中发生
12．5′和3′代表DNA单链的两个方向，若DNA自我复制时以5′－ATGC－3′为模板链，则其新合成的互补子链为(　　)
A．5′－TACG－3′ B．5′－GCAT－3′
C．5′－UACG－3′ D．5′－GCAU－3′
[题型二　DNA复制的相关计算]
13．某双链DNA经三次复制后，所得到的第四代DNA分子中，含有亲代DNA链的分子数是(　　)
A．1 B．2 C．4 D．8
14．已知一条完全标记上15N的DNA分子在含14N的培养基中经n次复制后，仅含14N的DNA分子总数与含15N 的DNA分子总数之比为7∶1，则n是(　　)
A．2 B．3 C．4 D．5
15．先用同位素14C标记一个DNA，然后加入含有12C的游离的脱氧核苷酸，在适宜的条件下经过n次复制后，所得DNA中含有12C的脱氧核苷酸链数与含14C的脱氧核苷酸链数之比是(　　)
A．2n∶1 B．(2n－2)∶n
C．(2n－2)∶2 D．(2n－1)∶1
16．含有100个碱基对的一个DNA分子片段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸有(　　)
A．60个 B．80个 C．180个 D．420个
　二、非选择题　
17．下图是DNA复制的图解，请据图回答下列问题。
(1)图中的1表示________过程，需要________酶的作用。
(2)图中的2表示以母链为模板进行的碱基的________，参与配对的物质是游离在周围的__________________。
(3)图中的3过程表示形成两个新的________分子，这一过程包括子链中脱氧核苷酸的________与________交替连接以及子链与母链在空间结构上的________化。参与此过程的酶有________等。
(4)分析DNA复制过程，其场所一般在________内；模板是________，原料是________________；酶需要________、________等；能量由________提供；子链的合成方向是从________到________。
(5)DNA一般是严格的________复制，DNA复制的遗传学意义是为________在上下代之间的________准备了物质基础。遗传信息的传递使亲代生物的性状可在子代得到表现，如____________________(试举一例)。
18．先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的，然后将大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(F1和F2)，用某种离心方法分离得到的结果如图所示。请分析：
(1)由实验结果可以推测，第一代(F1)细菌DNA分子中的一条链是________，另一条链是________。
(2)图中A的DNA链组成为____________________，B的DNA链组成为________________。
(3)A、B之所以在离心管内分布不同的原因是
_______________________________________________________________。
(4)该实验说明DNA分子的复制是按________方式进行的。
(5)该实验采用________和________技术，并运用________法证实了DNA是以半保留的方式复制。
　易错题型　
细胞分裂中DNA复制的考查
19．假设某高等生物体细胞内染色体是10条，其中染色体中的DNA用32P标记。将该体细胞放入不含有标记的培养液中让其进行有丝分裂，则在第一次有丝分裂的后期，细胞中含有标记的染色体数为(　　)
A．5条 B．10条 C．20条 D．40条
1．下列关于DNA结构和复制的叙述正确的是(　　)
A．减数分裂中DNA的两条链分别进入两个细胞导致等位基因分离
B．复制形成的两个子代DNA共有4个游离的磷酸基团
C．DNA复制在核糖体上进行
D．(A＋T)/(C＋G)决定基因的多样性
2．如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是(　　)
A．酶①和酶②均作用于氢键
B．该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期
C．该过程的模板链是a、b链
D．DNA复制的特点是半保留复制
3．将一个用15N标记的DNA放到含14N的培养基上培养，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，右图中分别代表复制1次、2次、3次后分层结果的是(　　)
A．c、e、f
B．a、e、b
C．a、b、d
D．c、d、f
4．如图为DNA的片段，下列相关叙述正确的是(　　)
A．构成DNA分子的基本单位是⑦
B．解旋酶可以切断⑤
C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键
D．⑥构成DNA分子中基本骨架
5．如果用同位素32P标记一个噬菌体内的双链DNA分子，然后让它侵染大肠杆菌，最后释放出400个后代，则其后代中含有32P的噬菌体应占总数的(　　)
A．1% B．2% C．0.5% D．50%
6．把含14N的大肠杆菌培养在氮源为15N的培养液中。完成一次细胞分裂后，再放回氮源为14N的环境中培养，相当于连续复制两轮的时间后，将大肠杆菌进行密度梯度离心，分离DNA。如果DNA是以半保留方式复制，则DNA组成分析应为(　　)
A．3/4轻氮型、1/4中间型
B．1/4轻氮型、3/4中间型
C．1/2中间型、1/2重氮型
D．1/2轻氮型、1/2中间型
7．将DNA转入15N的环境中复制，若子一代DNA的一条单链出现差错，则子三代DNA中，差错DNA单链和含15N的DNA分子分别占(　　)
A．1/3,1 B．1/4,1
C．1/3,1/2 D．1/4,1/2
8．某DNA含m对碱基，其中腺嘌呤有a个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是(　　)
A．在第一次复制时，需要(m－a)个
B．在第二次复制时，需要2(m－a)个
C．在第n次复制时，需要2n－1(m－a)个
D．在n次复制过程中，总共需要2n(m－a)个
9．关于DNA分子是如何复制的，在早期的研究中，科学家们提出了二个模型：全保留复制、半保留复制(如图甲所示)。1958年，梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA的确是以半保留的方式复制的，如图乙所示。下列叙述正确的是(　　)
A．DNA复制需要的基本条件共有模板、原料、能量三种
B．图乙实验运用了放射性同位素标记技术和离心技术
C．从原代到第一代可以排除DNA复制是全保留复制
D．若将图乙实验中子代DNA双链分开后再离心，也能证明DNA的半保留复制
10．胚胎干细胞在含3H标记的胸腺嘧啶培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　)
A．每条染色体的两条染色单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条染色单体被标记
C．只有半数的染色体中一条染色单体被标记
D．每条染色体的两条染色单体都不被标记
11．被15N标记DNA的一个精原细胞，在含14N的培养基中通过减数分裂Ⅰ形成两个次级精母细胞，再通过减数分裂Ⅱ形成四个精细胞，下列叙述中正确的是(　　)
A．初级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14N
B．次级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14N
C．每个精细胞中的染色体中，一半含15N，另一半含14N
D．每个精细胞中的染色体中，都既含15N，也含14N
12．下面是DNA复制的有关图示。A→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA复制。
图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“ ”表示时间顺序。
(1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A→C过程分析，是因为________________。
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按A→C的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需要约2 h左右，根据D→F过程分析，是因为______________。
(3)A→F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA复制是________的。
(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为______________________________________________________。
13．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下图所示：
请分析回答：
(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链含________，另一条链含________。
(2)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可能出现在试管中的位置在乙图中标出。
(3)若将DNA分子为15N－DNA(亲代)的大肠杆菌在含14N培养基上连续复制3次，则所产生的子代DNA中全含15N(重DNA)，一条链含15N(中DNA)及两条链均不含15N(轻DNA)的比例为________，在这些子代DNA中，含15N的链与全部子代DNA链的比例为________。
(4)若一个DNA的一条单链中＝1.5，此比例在其互补链中的比值是____________；在整个DNA分子中的比值是______________。以该单链为模板合成的子代DNA中，A＋G的总含量占________。
14．(实验探究)正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。若基因变化引起细胞不能自主合成核糖和脱氧核糖，则必须从培养基中摄取。为验证DNA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复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
(2)实验材料：基因变化的细胞、基本培养基、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。
(3)实验原理
DNA主要分布在________中，其基本组成单位是________；RNA主要分布在________中，其基本组成单位是________。
(4)实验步骤
(5)预期结果
①培养基甲中细胞的放射性部位主要在________；
②培养基乙中___________________________________________________。
(6)实验结论：___________________________________________________
__________________________________________________________________。
第3节　DNA的复制
　一、选择题　
知识点一　对DNA复制的推测
1．下列叙述不属于沃森和克里克提出的DNA分子复制假说内容的是(　　)
A．DNA分子复制时，DNA解开两条单链作模板
B．DNA分子复制是半保留复制方式
C．DNA分子复制时边解旋边复制
D．DNA分子复制时遵循碱基互补配对原则
答案　C
解析　DNA复制时边解旋边复制不是假说内容。
知识点二　DNA半保留复制的实验证据
2．如图为科学家设计的利用大肠杆菌探究DNA的复制过程，下列叙述正确的是(　　)
A．比较试管①、②和③的结果即可证明DNA复制为半保留复制
B．实验中没有采用同位素标记技术的研究方法
C．可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便
D．大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中只有DNA含15N
答案　A
解析　比较试管①、②和③的结果，DNA分别为全重、全中、一半居中一半靠上，所以可证明DNA复制为半保留复制，A正确；实验中采用了同位素标记技术的研究方法，即用14N、15N进行标记，B错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养液中独立生活和繁殖，因而不能代替大肠杆菌进行实验，C错误；蛋白质和核酸等物质都含有N元素，所以大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中含15N的物质有DNA、RNA、蛋白质等，D错误。
3．下图表示早期科学家对DNA复制方式的推测，包括全保留复制和半保留复制。据图不能作出的推断是(　　)
A．全保留复制是指两个子代DNA中，一个DNA含两条母链，一个DNA含两条全新的子链
B．半保留复制新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链
C．DNA每复制一次，会使子代DNA的数目增加一倍
D．DNA的复制过程是边解旋边复制
答案　D
解析　由图可知，全保留复制是指两个子代DNA中，一个DNA含两条母链，一个DNA含两条全新的子链，A不符合题意；由图可知，半保留复制形成的子代DNA分子中，都含有一条母链，一条子链，B不符合题意；由图可知，DNA每复制一次，会使子代DNA的数目增加一倍，C不符合题意；由图无法得出DNA复制是边解旋边复制的过程这一结论，D符合题意。
4．用15N标记一个DNA的两条链，让该DNA分子在含14N的培养液中复制一次，得到两个DNA分子，那么每个子代DNA分子中(　　)
A．只含有15N
B．只含有14N
C．一条链含有15N，另一条链含有14N
D．每条链同时含有14N和15N
答案　C
解析　DNA复制时，以DNA的两条链为模板，合成两条新的子链，每个DNA中都含一条母链和一条新形成的子链。
5．某DNA的两条链均被3H标记，将该DNA在不含标记元素的环境中连续复制两次，则所形成的4个子代DNA为(　　)
答案　C
解析　DNA复制2次形成4个子代DNA，共8条链，根据DNA半保留复制方式，其中2条链被3H标记，C正确。
知识点三　DNA复制的过程
[题型一　DNA复制的过程及特点]
6．下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是(　　)
①互补碱基对之间氢键断裂'②解旋酶作用于DNA分子'③以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对'④子链与母链盘绕成双螺旋结构
A．①②③④ B．②①④③
C．①③④② D．②①③④
答案　D
解析　DNA复制的基本过程是：解旋→合成子链→双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。
7．某DNA片段为，可进行人工复制使其数量增加，复制时应给予的条件是(　　)
①—ATGTG—和—TACAC—作模板链　②四种核糖核苷酸　③四种脱氧核苷酸　④DNA聚合酶　⑤DNA水解酶
A．①③④ B．①②④ C．①②⑤ D．①③⑤
答案　A
解析　DNA的两条链都作为DNA复制的模板，需要的原料是脱氧核苷酸，需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA水解酶。
8．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(　　)
A．DNA在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B．在全部解旋之后才开始碱基配对
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．复制后，每个新DNA中含有一条母链和一条子链
答案　D
解析　解旋酶的作用是使DNA解旋，打开双链，A错误；DNA复制是边解旋边复制的过程，B错误；解旋后以DNA的两条链为模板按照碱基互补配对原则合成两条子链，C错误；DNA复制后，每个DNA都各含有一条母链和一条子链，D正确。
9．下列关于DNA复制的叙述中，正确的是(　　)
A．DNA复制产生的两条子链的碱基序列相同
B．在叶肉细胞中DNA的复制发生在细胞核、叶绿体和线粒体中
C．DNA复制过程中，要消耗ATP并且需要酶的催化
D．DNA复制时两条子链的合成方向相反
答案　C
解析　DNA复制产生的两条子链的碱基序列是互补的，A错误；叶肉细胞高度分化，已丧失分裂能力，细胞核中不发生DNA复制，B错误；DNA复制过程需要消耗能量且需要解旋酶和DNA聚合酶的催化，C正确；DNA复制时两条子链的合成方向相同，都是从5′到3′，D错误。
10．在DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是(　　)
A．破坏氢键并使DNA双链分开
B．游离核苷酸与母链碱基互补配对
C．配对的游离核苷酸连接成子链
D．子链与模板母链盘绕成双螺旋结构
答案　B
解析　DNA独特的双螺旋结构，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进行。因此游离核苷酸与母链碱基互补配对是准确复制的关键步骤，B正确。
11．下图是DNA复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是(　　)
A．a和c的碱基序列互补
B．b和c的碱基序列相同
C．a链和c链中的的比值相同
D．该过程可以在一切生物体中发生
答案　C
解析　a链和c链碱基序列相同，所以的比值相同，C正确，A错误；b和c的碱基序列互补，B错误；病毒DNA的复制都是在宿主细胞中进行的，病毒中不能进行DNA的复制，且DNA复制只能发生在分裂旺盛的细胞中，D错误。
12．5′和3′代表DNA单链的两个方向，若DNA自我复制时以5′－ATGC－3′为模板链，则其新合成的互补子链为(　　)
A．5′－TACG－3′ B．5′－GCAT－3′
C．5′－UACG－3′ D．5′－GCAU－3′
答案　B
解析　DNA的两条链是反向平行的，一条是5′→3′方向，另一条是3′→5′方向。若DNA自我复制时以5′－ATGC－3′为模板链，按照碱基互补配对原则和方向相反的原则，其新合成的互补子链为3′－TACG－5′，即5′－GCAT－3′。
[题型二　DNA复制的相关计算]
13．某双链DNA经三次复制后，所得到的第四代DNA分子中，含有亲代DNA链的分子数是(　　)
A．1 B．2 C．4 D．8
答案　B
解析　亲代DNA具有两条链，在复制过程中分别进入两个子代DNA，所以不管复制多少次，只有两个子代DNA含有亲代DNA链。
14．已知一条完全标记上15N的DNA分子在含14N的培养基中经n次复制后，仅含14N的DNA分子总数与含15N 的DNA分子总数之比为7∶1，则n是(　　)
A．2 B．3 C．4 D．5
答案　C
解析　n次复制后含15N的有2个DNA,7∶1＝14∶2，所以共形成16个DNA,2n＝16，n＝4，C正确。
15．先用同位素14C标记一个DNA，然后加入含有12C的游离的脱氧核苷酸，在适宜的条件下经过n次复制后，所得DNA中含有12C的脱氧核苷酸链数与含14C的脱氧核苷酸链数之比是(　　)
A．2n∶1 B．(2n－2)∶n
C．(2n－2)∶2 D．(2n－1)∶1
答案　D
解析　根据题意分析可知：n次复制后共得到DNA 2n个，共有脱氧核苷酸链条数为2n×2；因为DNA复制的方式是半保留复制，形成的子代DNA中有两条链是模板链含14C，新合成的子链都含12C，一共有2n×2－2(条)，所以DNA中含12C的脱氧核苷酸链数与含14C的脱氧核苷酸链数之比是：(2n×2－2)∶2＝(2n－1)∶1，D正确。
16．含有100个碱基对的一个DNA分子片段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸有(　　)
A．60个 B．80个 C．180个 D．420个
答案　C
解析　根据碱基互补配对原则：A＝T，G＝C，得出：G＝(2×100－2×40)/2＝60个，则该DNA分子复制一次，每一个DNA分子各需要60个胞嘧啶脱氧核苷酸。所以题中所述的一个DNA分子经两次复制，共需(22－1)×60＝180个胞嘧啶脱氧核苷酸。
　二、非选择题　
17．下图是DNA复制的图解，请据图回答下列问题。
(1)图中的1表示________过程，需要________酶的作用。
(2)图中的2表示以母链为模板进行的碱基的________，参与配对的物质是游离在周围的__________________。
(3)图中的3过程表示形成两个新的________分子，这一过程包括子链中脱氧核苷酸的________与________交替连接以及子链与母链在空间结构上的________化。参与此过程的酶有________等。
(4)分析DNA复制过程，其场所一般在________内；模板是________，原料是________________；酶需要________、________等；能量由________提供；子链的合成方向是从________到________。
(5)DNA一般是严格的________复制，DNA复制的遗传学意义是为________在上下代之间的________准备了物质基础。遗传信息的传递使亲代生物的性状可在子代得到表现，如____________________(试举一例)。
答案　(1)解旋　解旋
(2)互补配对　四种脱氧核苷酸
(3)DNA　脱氧核糖　磷酸　螺旋　DNA聚合酶
(4)细胞核　DNA母链　游离的脱氧核苷酸　解旋酶　DNA聚合酶　ATP　5′　3′
(5)半保留　遗传信息　传递　子女长得像父母
18．先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的，然后将大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(F1和F2)，用某种离心方法分离得到的结果如图所示。请分析：
(1)由实验结果可以推测，第一代(F1)细菌DNA分子中的一条链是________，另一条链是________。
(2)图中A的DNA链组成为____________________，B的DNA链组成为________________。
(3)A、B之所以在离心管内分布不同的原因是
_______________________________________________________________。
(4)该实验说明DNA分子的复制是按________方式进行的。
(5)该实验采用________和________技术，并运用________法证实了DNA是以半保留的方式复制。
答案　(1)含15N的链　含14N的链
(2)一条含15N，另一条含14N　两条链都含14N
(3)B链两条链都是含14N，因此比A链轻，密度小的在离心管的上部
(4)半保留
(5)同位素标记　离心　假说—演绎
　易错题型　
细胞分裂中DNA复制的考查
19．假设某高等生物体细胞内染色体是10条，其中染色体中的DNA用32P标记。将该体细胞放入不含有标记的培养液中让其进行有丝分裂，则在第一次有丝分裂的后期，细胞中含有标记的染色体数为(　　)
A．5条 B．10条 C．20条 D．40条
答案　C
解析　该生物体细胞内染色体中的DNA用32P标记，在不含有标记的培养液中该细胞进行一次DNA复制，则所有染色单体都含有32P标记，有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，故此时含有标记的染色体数为20条。
1．下列关于DNA结构和复制的叙述正确的是(　　)
A．减数分裂中DNA的两条链分别进入两个细胞导致等位基因分离
B．复制形成的两个子代DNA共有4个游离的磷酸基团
C．DNA复制在核糖体上进行
D．(A＋T)/(C＋G)决定基因的多样性
答案　B
解析　同源染色体分离导致等位基因分离，DNA的两条链不分离，A错误；DNA复制主要在细胞核中进行，C错误；碱基排列顺序的多样性决定基因的多样性，D错误。
2．如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是(　　)
A．酶①和酶②均作用于氢键
B．该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期
C．该过程的模板链是a、b链
D．DNA复制的特点是半保留复制
答案　A
解析　酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键，A错误；该过程需要a、b链分别作模板，c、d链分别是以a、b链为模板合成的子链，C正确；细胞有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期会发生DNA复制，B正确；DNA复制具有半保留复制的特点，D正确。
3．将一个用15N标记的DNA放到含14N的培养基上培养，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，右图中分别代表复制1次、2次、3次后分层结果的是(　　)
A．c、e、f
B．a、e、b
C．a、b、d
D．c、d、f
答案　A
解析　DNA的复制特点是半保留复制，一个用15N标记的DNA在含14N的培养基上培养，复制1次后，每个DNA的一条链含15N，一条链含14N，离心后全部位于中密度带，对应题图中的c；复制2次后，产生4个DNA，其中含15N、14N的DNA为2个，只含14N的DNA为2个，离心后一半位于中密度带，一半位于低密度带，对应题图中的e；复制3次后，产生8个DNA，其中含15N、14N的DNA为2个，只含14N的DNA为6个，离心后少部分位于中密度带，大部分位于低密度带，对应题图中的f。
4．如图为DNA的片段，下列相关叙述正确的是(　　)
A．构成DNA分子的基本单位是⑦
B．解旋酶可以切断⑤
C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键
D．⑥构成DNA分子中基本骨架
答案　B
解析　图中⑦是脱氧核苷酸单链，构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，应是④，A错误；解旋酶能将DNA解旋，可以切断⑤氢键，B正确；复制时DNA聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而①②之间的键是同一个核苷酸内的化学键，C错误；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架，D错误。
5．如果用同位素32P标记一个噬菌体内的双链DNA分子，然后让它侵染大肠杆菌，最后释放出400个后代，则其后代中含有32P的噬菌体应占总数的(　　)
A．1% B．2% C．0.5% D．50%
答案　C
解析　由于DNA分子的复制方式是半保留复制，所以用同位素32P标记某一噬菌体内的双链DNA分子，然后让其侵染大肠杆菌并在大肠杆菌内繁殖，最后释放出400个后代中，含有32P标记的噬菌体只有2个，占总数的＝0.5%。
6．把含14N的大肠杆菌培养在氮源为15N的培养液中。完成一次细胞分裂后，再放回氮源为14N的环境中培养，相当于连续复制两轮的时间后，将大肠杆菌进行密度梯度离心，分离DNA。如果DNA是以半保留方式复制，则DNA组成分析应为(　　)
A．3/4轻氮型、1/4中间型
B．1/4轻氮型、3/4中间型
C．1/2中间型、1/2重氮型
D．1/2轻氮型、1/2中间型
答案　A
解析　14N的一个细菌，转移到含重氮15N环境中培养复制一轮的时间，由半保留复制特点可知，所形成的子代中每个DNA分子都是中间型；再放回原环境中培养复制两轮的时间后共形成8个DNA分子，而带15N标记的DNA链只有两条，所以子代有1/4中间型，3/4轻氮型。
7．将DNA转入15N的环境中复制，若子一代DNA的一条单链出现差错，则子三代DNA中，差错DNA单链和含15N的DNA分子分别占(　　)
A．1/3,1 B．1/4,1
C．1/3,1/2 D．1/4,1/2
答案　B
解析　将DNA转入15N的环境中复制，因为DNA的复制方式为半保留复制，即新形成的DNA都含有一条母链和一条新链，所以复制形成的每个DNA都含15N。已知子一代DNA的一条单链出现差错，所以以该链为模板复制形成的DNA的两条链均有差错，即子二代的4个DNA中，差错DNA单链占2/8＝1/4；同理，子三代的8个DNA中，差错DNA单链占4/16＝1/4。
8．某DNA含m对碱基，其中腺嘌呤有a个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是(　　)
A．在第一次复制时，需要(m－a)个
B．在第二次复制时，需要2(m－a)个
C．在第n次复制时，需要2n－1(m－a)个
D．在n次复制过程中，总共需要2n(m－a)个
答案　D
解析　DNA复制一次可产生2个DNA分子，相当于形成1个新DNA，每个DNA中含有胞嘧啶脱氧核苷酸(m－a)个，故第一次复制时，需要胞嘧啶脱氧核苷酸(m－a)个，A正确；在第二次复制时，2个DNA会形成4个DNA，相当于形成2个新DNA，需要胞嘧啶脱氧核苷酸2(m－a)个，B正确；在第n次复制后，会形成2n个DNA，需要胞嘧啶脱氧核苷酸2n－1(m－a)个，C正确；在n次复制过程中，1个DNA分子变为2n个DNA分子，总共需要胞嘧啶脱氧核苷酸(2n－1)(m－a)个，D错误。
9．关于DNA分子是如何复制的，在早期的研究中，科学家们提出了二个模型：全保留复制、半保留复制(如图甲所示)。1958年，梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA的确是以半保留的方式复制的，如图乙所示。下列叙述正确的是(　　)
A．DNA复制需要的基本条件共有模板、原料、能量三种
B．图乙实验运用了放射性同位素标记技术和离心技术
C．从原代到第一代可以排除DNA复制是全保留复制
D．若将图乙实验中子代DNA双链分开后再离心，也能证明DNA的半保留复制
答案　C
解析　DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件，A错误；图乙实验运用的同位素没有放射性，其运用了同位素标记技术和离心技术，B错误；第一代中均为15N/14N，与全保留复制结果不符，C正确；若将DNA双链分开，全保留复制和半保留复制的结果完全相同，因此不能说明DNA的复制方式，D错误。
10．胚胎干细胞在含3H标记的胸腺嘧啶培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　)
A．每条染色体的两条染色单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条染色单体被标记
C．只有半数的染色体中一条染色单体被标记
D．每条染色体的两条染色单体都不被标记
答案　B
解析　由“胚胎干细胞在含3H标记的胸腺嘧啶培养基中完成一个细胞周期”可知DNA复制第一次，根据半保留复制原则，每个DNA中有一条链含放射性，由“在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期”可知DNA复制第二次，根据半保留复制原则，每条染色体上的两个DNA一个含放射性，一个不含放射性，每个染色单体含一个DNA分子，判断出每条染色体中都只有一条染色单体含放射性。如图：
11．被15N标记DNA的一个精原细胞，在含14N的培养基中通过减数分裂Ⅰ形成两个次级精母细胞，再通过减数分裂Ⅱ形成四个精细胞，下列叙述中正确的是(　　)
A．初级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14N
B．次级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14N
C．每个精细胞中的染色体中，一半含15N，另一半含14N
D．每个精细胞中的染色体中，都既含15N，也含14N
答案　D
解析　DNA的复制方式是半保留复制，细胞减数分裂前的间期DNA复制后，每个DNA都有一条15N标记的母链和一条14N标记的子链，且减数分裂过程中细胞分裂两次，因此被15N标记DNA的一个精原细胞形成的初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞中的染色体都既含15N，也含14N，D正确。
12．下面是DNA复制的有关图示。A→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA复制。
图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“ ”表示时间顺序。
(1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A→C过程分析，是因为________________。
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按A→C的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需要约2 h左右，根据D→F过程分析，是因为______________。
(3)A→F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA复制是________的。
(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为______________________________________________________。
答案　(1)复制是双向进行的　(2)DNA中有多个复制起点双向复制　(3)边解旋边复制　(4)DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则保证DNA复制的准确无误
解析　(1)由题知，实际复制时间约相当于DNA分子从头到尾复制所需时间的一半，再根据图示可知DNA复制为双向复制。
(2)哺乳动物的DNA的实际复制时间要短于按A→C的方式复制的时间，说明DNA复制不只是单起点双向复制，结合D→F可推断DNA复制为多起点双向复制。
13．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下图所示：
请分析回答：
(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链含________，另一条链含________。
(2)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可能出现在试管中的位置在乙图中标出。
(3)若将DNA分子为15N－DNA(亲代)的大肠杆菌在含14N培养基上连续复制3次，则所产生的子代DNA中全含15N(重DNA)，一条链含15N(中DNA)及两条链均不含15N(轻DNA)的比例为________，在这些子代DNA中，含15N的链与全部子代DNA链的比例为________。
(4)若一个DNA的一条单链中＝1.5，此比例在其互补链中的比值是____________；在整个DNA分子中的比值是______________。以该单链为模板合成的子代DNA中，A＋G的总含量占________。
答案　(1)14N　15N　(2)如图所示
(3)0∶2∶6　2∶16(或1∶8)　(4)2/3　1　50%
解析　(1)由于DNA的半保留复制，亲代大肠杆菌在含14N的培养基上生长，第一代细菌DNA的两条链分别含14N、15N。
(2)第一代细菌的两条链分别含14N、15N，在含15N的培养基上生长，得到的子代DNA其中一个只含15N，另一个含14N、15N；只含15N的DNA链重，含14N、15N的DNA链位于中间。
(3)当将DNA分子为15N－DNA(亲代)在14N培养基上连续复制3次后，应产生23＝8个子代DNA，这8个子代DNA中应有2个含模板链，即这2个DNA含14N、15N(中DNA)，其余均为14N－DNA(轻DNA)，因而重DNA∶中DNA∶轻DNA应为0∶2∶6，若按链计算，则15N链应为2条，其余14条链均为14N链，即15N链与全部子代DNA链的比例应为2∶16(1∶8)。
(4)由于DNA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中两条单链上的互为倒数，一条单链中＝1.5，此比例在其互补链中的比值是，DNA双链中任意两种非互补的碱基之和占总碱基数的50%，故整个DNA中该比值是1。
14．(实验探究)正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。若基因变化引起细胞不能自主合成核糖和脱氧核糖，则必须从培养基中摄取。为验证DNA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复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
(2)实验材料：基因变化的细胞、基本培养基、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。
(3)实验原理
DNA主要分布在________中，其基本组成单位是________；RNA主要分布在________中，其基本组成单位是________。
(4)实验步骤
(5)预期结果
①培养基甲中细胞的放射性部位主要在________；
②培养基乙中___________________________________________________。
(6)实验结论：___________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案　(3)细胞核　脱氧核苷酸　细胞质　核糖核苷酸
(4)①加入等量的14C—核糖核苷酸和脱氧核苷酸　②基因变化的细胞　③细胞核和细胞质的放射性强弱
(5)①细胞核　②细胞的放射性部位主要在细胞质
(6)DNA复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸
解析　要验证DNA复制的原料是脱氧核苷酸，可分别用核糖核苷酸、14C－脱氧核苷酸和14C－核糖核苷酸，核糖核苷酸培养基因变化的细胞，根据被标记的脱氧核苷酸在细胞中的分布情况来判断。