第2章 第2节
基 础 题 组
1．根据基因与染色体的相应关系，非等位基因的概念可叙述为( )
A．染色体不同位置上的不同基因
B．同源染色体上不同位置的基因
C．非同源染色体上的不同基因
D．同源染色体相同位置上的基因
2．决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中W基因控制红色，w基因控制白色。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是( )
A．红眼雄果蝇 B．白眼雄果蝇
C．红眼雌果蝇 D．白眼雌果蝇
3．已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，下列关于该动物减数分裂产生配子的说法正确的是( )
A．果蝇的精子中含有成对的基因
B．果蝇的体细胞中只含有一个基因
C．果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可以同时来自母方
D．在体细胞中，基因是成对存在的，在配子中只有成对的基因中的一个
4．根据下图，不遵循基因自由组合定律的是( )
5．下列关于基因与染色体关系的说法，正确的是( )
A．萨顿运用假说—演绎法，确定了基因位于染色体上
B．沃森和克里克发现了基因和染色体行为存在明显的平行关系
C．摩尔根运用推理的方法，证实基因位于染色体上
D．摩尔根绘制出了果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列
6．下图表示孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上的横线表示基因的位置)，图示不能说明( )
A．染色体是基因的主要载体
B．基因是由染色体携带着从亲代传递给子代
C．基因在杂交过程中保持完整性和独立性
D．减数分裂过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离
7．果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，如图左侧为果蝇体细胞内染色体组成示意图，右侧是X、Y染色体放大图，请据图回答下列问题：
(1)此图所示果蝇的性别是___，该细胞中有___对同源染色体，美国生物学家摩尔根以果蝇为实验材料，运用___法(研究方法)，将白眼基因与图中___染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。
(2)若一对等位基因(A、a)位于1、2号染色体上，则这个群体中关于该等位基因有___种基因型；若一对等位基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅱ上，则这个群体中雄性个体关于该等位基因有___种基因型。
(3)若B、b仅位于X染色体上，分别控制果蝇眼睛的红色和白色，A、a分别控制果蝇翅的长翅和短翅，则短翅白眼雄果蝇的基因型是___，其减数分裂产生的配子是___，在产生配子时，遵循的遗传规律是___。
能 力 提 升
1．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌、雄果蝇都表现红眼，这些雌、雄果蝇交配产生的后代中，红眼雄果蝇占1/4，白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是( )
A．红眼对白眼是显性
B．眼色遗传符合分离定律
C．眼色和性别表现自由组合
D．控制红眼和白眼的基因位于X染色体上
2.果蝇某一条染色体上几个基因所在的位置如图所示。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．染色体就是由多个线性排列的基因组成的
B．朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因
C．截翅基因与短硬毛基因遵循自由组合定律
D．产生配子时黄身基因与棒眼基因可能分离
3．(2023·山东潍坊高一阶段检测)已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，选红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，某实验小组欲用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上。下列相关叙述不正确的是( )
A．若子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上
B．若子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上
C．若子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因可能位于常染色体上
D．这对基因也有可能只位于Y染色体上
4．研究发现，某昆虫有两种性别：性染色体组成为XX的是雌雄同体，XO(缺少Y染色体)为雄体。下列推断正确的是( )
A．雌雄同体与雄体交配产生的后代均为雌雄同体
B．该雄体是染色体不正常分离的结果
C．XO个体只产生雄配子，且雄配子的染色体数目相同
D．不可以通过显微镜观察染色体组成来判断该昆虫的性别
5．某XY型的雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种类型，由一对等位基因控制，用纯种品系进行杂交，实验如下。根据以下实验，下列分析错误的是( )
实验1：阔叶♀×窄叶→50%阔叶♀、50%阔叶
实验2：窄叶♀×阔叶→50%阔叶♀、50%窄叶
A．仅根据实验2无法判断两种叶形的显隐性关系
B．实验2结果说明控制叶形的基因在X染色体上
C．实验1、2子代中的雌性植株基因型相同
D．实验1子代雌、雄植株杂交的后代不出现雌性窄叶植株
6．某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是( )
7．摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。于是摩尔根用这只白眼雄果蝇与群体中的红眼雌果蝇交配，结果F1全为红眼。然后他让F1雌雄果蝇相互交配，F2中雌果蝇全为红眼，雄果蝇既有红眼，又有白眼，且雄性红眼∶雄性白眼＝1∶1。摩尔根等人提出了控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上的假设(假设1)对上述实验现象进行解释，并设计了测交实验对上述假设进行了进一步的验证。但现在有的同学对摩尔根等人的结论提出质疑，他们根据果蝇X、Y染色体结构特点和摩尔根的实验现象，提出控制果蝇该眼色遗传的基因还可以位于X、Y染色体的同源区段的假设(假设2)。在上述实验的基础上，请设计一个实验方案来探究两种假设是否成立。请简要写出实验思路，并完善实验结果和结论(可从上述的所有果蝇中选择合适的实验材料)。
(1)实验思路：___。
(2)预测结果与结论：
如果子代___，则假设1成立；
如果子代___，则假设2成立。
第3章 第3节
基 础 题 组
1．正常情况下，不发生DNA复制的细胞是( D )
A．分裂的受精卵
B．癌细胞
C．根尖分生区细胞
D．成熟的表皮细胞
解析： A、B、C三项中的细胞均可以进行有丝分裂，在有丝分裂前的间期进行DNA复制，而成熟的表皮细胞已经高度分化，不再进行分裂，也不再进行复制。
2．下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是( B )
A．DNA分子在解旋酶的作用下水解为脱氧核苷酸
B．在复制过程中，解旋和复制是同时进行的
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
解析： 在DNA分子复制过程中，解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键，形成两条脱氧核苷酸长链；边解旋边复制是DNA复制的一个特点；以解开的每一条单链为模板，按照碱基互补配对原则，各合成一条子链，最后每条新合成的子链与对应的模板链盘绕成双螺旋结构，形成两条一样的DNA分子。
3．用15N标记含有100个碱基对的DNA，其中有胞嘧啶60个，该DNA在含14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是( B )
A．含有15N的DNA占1/8
B．含有14N的DNA占7/8
C．消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．产生了16个DNA分子
解析： 一个DNA分子连续复制4次，可产生16个DNA分子，16个DNA分子含14N的比例为100%；只含14N的DNA分子有14个，占7/8，含15N的DNA分子有2个，占1/8。根据题干信息可求出该DNA分子中含40个腺嘌呤，复制4次需腺嘌呤的数量＝(24－1)×40＝600(个)。
4．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( D )
A．复制均在细胞核内进行
B．复制仅发生在有丝分裂前的间期
C．复制过程先解旋后复制
D．碱基互补配对保证了复制的准确性
解析： 细胞分裂一般都伴随DNA复制，不只是有丝分裂；DNA不只存于细胞核内，线粒体、叶绿体中也含有少量DNA；DNA是边解旋边复制。
5．某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是( D )
解析： 因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将分别进入不同的子代DNA分子中，故A、B项错误；第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C项中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，故C项错误，D项正确。
6．下列有关“证明DNA半保留复制的实验”的叙述，正确的是( C )
A．培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成DNA的基本骨架
B．通过对第二代大肠杆菌DNA的离心，得出DNA复制的特点为半保留复制
C．将含14N/14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的DNA中都含有15N
D．将含15N/15N－DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行离心，离心管中将只出现1个条带
解析： 培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成含氮碱基，进而形成DNA两条链之间的碱基对，A错误；通过对亲代、第一代、第二代大肠杆菌DNA的离心和对比分析才可得出DNA复制的特点为半保留复制，B错误；将含15N/15N－DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行离心，离心管中将出现轻、重两条带，D错误。
7．科学家推测DNA可能有如图A所示的三种复制方式。1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔用同位素标记技术和离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程：在氮源为14NH4Cl的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N/14N－DNA(对照)；在氮源为15NH4Cl的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N/15N－DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14NH4Cl的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后，离心得到图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：
(1)DNA复制的意义是_将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性__。
(2)与对照相比，如果子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明DNA分子的复制方式是_全保留复制__。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则可以排除DNA分子以_全保留复制__的方式进行复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：①若子代Ⅱ离心后_可以分出中、轻两条密度带__，则可以确定DNA分子的复制方式是半保留复制。②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以推测DNA分子的复制方式是_分散复制__。
(3)根据图B所示结果可推知DNA分子的复制方式是_半保留复制__。
解析：(2)若子代Ⅰ离心后能分辨出轻(两条链均被14N标记)和重(两条链均被15N标记)两条密度带，则DNA分子的复制方式是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则肯定不可能是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制(没有全轻和全重)。若是半保留复制，子代Ⅱ离心后能分出中、轻两条密度带，且各占1/2；若是分散复制，子代DNA离心后不能分出中、轻两条密度带。(3)分析图B，子代Ⅰ都是中等密度带，子代Ⅱ中的中、轻密度带各占1/2，这与半保留复制的特点相吻合。
能 力 提 升
1．DNA片段复制的情况如下图所示，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( B )
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
解析： a和d互补，b和c互补，如果不发生变异，a和c、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A、C、D三项中的说法均正确。
2．下图为真核生物染色体上DNA复制过程的示意图。下列有关叙述，错误的是( A )
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的复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
解析： 从图中可以看出DNA复制有多个起点，因为复制环有大有小，所以复制不是同时开始的，A项错误；图中DNA复制是边解旋边双向复制的，B项正确；真核生物DNA的复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等参与，C项正确；真核生物的DNA具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率，D项正确。
3．已知某DNA含有500个碱基对，其中一条链上A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4。该DNA连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸4 500个，则该DNA已经复制了( B )
A．3次 B．4次
C．5次 D．6次
解析： DNA一条链上G的数目＝500×4/(1＋2＋3＋4)＝200(个)，则另一条链上G的数目＝500×2/(1＋2＋3＋4)＝100(个)，所以DNA双链上共有300个G，n次复制结束后共消耗G的数目为4 500个，4 500/300＝15，即DNA分子增加15个，复制后DNA的数目是16＝24，则n＝4，即复制了4次。
4．体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、4种脱氧核苷酸和ATP,37 ℃下保温。下列叙述中正确的是( B )
A．能生成DNA，DNA的碱基比例与4种脱氧核苷酸的比例一致
B．不能生成DNA，因为缺少DNA模板
C．能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联
D．不能生成DNA，因为实验中缺少催化酶的适宜的体内条件
解析： DNA复制需要的条件是模板、原料、酶、能量等，题目的条件缺少模板，不能生成DNA。
5．(2023·河北七校联盟质检)大肠杆菌的拟核DNA分子中含有n个核苷酸，用含32P的培养基培养不含32P的大肠杆菌得到如图所示的Ⅱ、Ⅲ两种类型的DNA。下列有关该实验结果的预测与分析，正确的是( D )
A．DNA第2次复制产生的子代DNA分子中，类型Ⅱ与Ⅲ的数量比为1∶3
B．DNA分子复制完成后，母链和子链中碱基(A＋G)/(T＋C)的值一定相等
C．第2次复制需要消耗嘧啶碱基的数是3n/2
D．一个拟核DNA分子复制n次形成的含32P的脱氧核苷酸单链的数量为2n＋1－2条
解析： DNA复制为半保留复制，则该DNA第2次复制产生的DNA有22＝4(个)，包括Ⅱ、Ⅲ两种类型，比例为1∶1，A错误；由于DNA是半保留复制，所以子链有的和母链相同，有的和母链互补，与母链配对的子链中(A＋G)/(T＋C)的值与母链互为倒数，与母链相同的子链中(A＋G)/(T＋C)的值与母链相同，B错误；拟核DNA分子中含有n个核苷酸，其中嘌呤碱基＝嘧啶碱基＝n/2，第2次复制需要消耗嘧啶碱基的数为(22－1)×(n/2)＝n，C错误；DNA复制n次，形成的脱氧核苷酸单链有2n＋1条，不含32P的单链有2条，故含32P的脱氧核苷酸单链有2n＋1－2条，D正确。
6．某DNA分子含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。若该DNA分子用含15N标记的4种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到结果如图甲；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到结果如图乙。下列有关分析正确的是( C )
A．X层全部是仅含14N的DNA分子
B．W层中含15N标记的胞嘧啶脱氧核苷酸有6 300个
C．X层中含有的氢键数是Y层的1/3
D．W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为4∶1
解析： DNA分子的复制为半保留复制，该DNA分子用含15N标记的脱氧核苷酸为原料复制3次，产生的8个DNA分子中均含15N标记，A错误；在含有3 000个碱基的DNA分子中，腺嘌呤占35%，因此胞嘧啶占15%，共450个，所以W层中含15N标记的胞嘧啶脱氧核苷酸为450×(23－1)＝3 150(个)，B错误；在DNA分子中，碱基之间通过氢键相连，DNA分子复制了3次，产生的8个DNA分子中，2个DNA分子同时含14N和15N,6个DNA分子只含15N，所以X层中含有的氢键数是Y层的1/3，C正确；由于DNA分子复制了3次，产生了8个DNA分子，含16条脱氧核苷酸链，其中含15N标记的有14条链，所以W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为14∶2＝7∶1，D错误。
7．如图是DNA复制的有关图示。A→B→C表示大肠杆菌DNA的复制。D→E→F表示哺乳动物的DNA分子的复制片段。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48 502个碱基对，而子链的延伸速率是每分钟105个碱基对，则此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A～C图分析。这是因为_DNA复制是双向同时进行的__。
(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8 h，而实际上需约6 h。根据D～F图分析，是因为_DNA从多个起点同时进行复制__。
(3)A～F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制的特点是_边解旋边复制__。
(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_DNA分子独特的双螺旋结构为DNA分子复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制能够准确无误地进行__。
(5)DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶，该DNA分子连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是_鸟嘌呤或胞嘧啶__。
解析：DNA分子在复制时，首先在解旋酶的作用下，两条螺旋着的脱氧核苷酸链从某一点解开，即解旋；接着以解开的每条链为模板，从解旋点同时向两侧启动复制。真核生物细胞的DNA分子很长，复制时会从DNA分子的许多地方同时解旋和复制，而且是边解旋边复制。独特的双螺旋结构和碱基互补配对原则保证了复制准确无误地进行。相应位点上碱基对为U—A、A—T的两个子代DNA分子是由诱变后含有尿嘧啶的那条亲代DNA单链连续复制两次得到的；而相应位点上碱基对为G—C、C—G的两个子代DNA分子，则是由亲代DNA分子中另一条互补链连续复制两次得到的。由此可以推知，正常碱基“P”可能是鸟嘌呤(G)或胞嘧啶(C)。(共45张PPT)
第3章 基因的本质
第3节 DNA的复制
1．概述DNA复制方式的假说及实验依据。
2．掌握DNA复制的过程。
3．归纳DNA复制的相关计算规律。
1．通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。(生命观念)
2．分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力。(科学思维)
3．运用假说—演绎法，探究DNA半保留复制。(科学探究)
课堂达标 巩固训练
指点迷津 拨云见日
基础知识 双基夯实
1．对DNA复制的推测
(1)半保留复制
Ⅰ.提出者：_______________。
Ⅱ.假说：
a．解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的_______断裂。
一、对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据
沃森和克里克
氢键
b．复制：解开的___________分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据_______________原则，通过形成_______，结合到作为模板的单链上。
Ⅲ.特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式称作_____________。
(2)全保留复制
DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。一个DNA分子复制的结果是得到一个_____________，一个___________。
2．DNA半保留复制的实验证据
实验方法：_____________技术和离心技术。
两条单链
碱基互补配对
氢键
半保留复制
子代DNA
亲代DNA
同位素标记
活|学|巧|练
1．沃森和克里克以大肠杆菌为材料，运用同位素标记技术证明DNA复制方式是半保留复制。( )
2．证明DNA为半保留复制的研究过程中运用了假说—演绎法。( )
×
√
合|作|探|究
阅读教材P54思考·讨论内容，思考并回答以下问题：
1．实验假设：DNA以_________的方式复制。
2．实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA的密度_______。
3．实验过程：
用含有__________的培养液培养大肠杆菌，标记大肠杆菌的DNA→将大肠杆菌转移到含有_____________的培养液中→不同时刻收集大肠杆菌并提取_________，将提取的DNA进行离心处理。
半保留
居中
15NH4Cl
14NH4Cl
DNA
4．演绎推理：假设DNA复制方式是半保留复制，预期实验结果。
(1)立即取出，提取DNA，离心，获得____________________。
(2)繁殖一代，提取DNA，离心，获得____________________。
(3)繁殖二代，提取DNA，离心，获得_________________________ __________。
5．实验结果：
(1)提取亲代DNA→离心→位置靠近试管_______。
(2)繁殖一代后，提取DNA→离心→位置_______。
(3)繁殖二代后，提取DNA→离心→1/2位置_______,1/2位置_________。
15N/15N－DNA
15N/14N－DNA
15N/14N－DNA和14N/14N－
DNA
底部
居中
居中
更靠上
6．实验结论：
实验结果和假设DNA复制方式是半保留复制的预期结果一致，说明DNA的复制是以_________的方式进行的。
7．若将培养后第三代大肠杆菌的DNA提取后进行离心，则靠近试管底部、位置居中和靠近试管的上部的DNA数之比为_____________。
半保留
0∶2∶6
8．假设DNA复制方式是全保留复制，预期实验结果：
(1)立即取出，提取DNA，离心，获得15N/15N－DNA。
(2)繁殖一代，提取DNA，离心，获得________________________ _____________。
(3)繁殖二代，提取DNA，离心，获得_________________________ _____________。
15N/15N－DNA和14N/14N－
DNA
15N/15N－DNA和14N/14N－
DNA
归|纳|提|升
假说—演绎法分析DNA半保留复制的实验
(1)假说：DNA的复制是半保留复制。
(2)演绎推理
(3)实验结果
(4)实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。
如图所示是研究DNA复制方式的实验，根据这些实验结果进行的推论，正确的是( )
菌种：大肠杆菌
培养条件与方法：
(1)在含15NH4Cl的培养基中培养若干代,使DNA均被15N标记(甲图);
(2)转至含14NH4Cl的培养基中培养，每30分钟繁殖一代；
(3)取出每代DNA样本，并离心。
①丙是转入含14NH4Cl培养基中繁殖一代的结果 ②乙是转入含14NH4Cl培养基中繁殖二代的结果 ③出现丁的结果至少需要60分钟 ④戊图表示复制三代后不再具有15N标记的DNA
典例1
B
A．①④ B．①③
C．②③ D．①②③
(2023·重庆十九中月考)DNA的复制方式可能是半保留复制、全保留复制、分散复制。如图为科学家采用同位素标记技术，利用大肠杆菌探究DNA的复制方式，下列叙述正确的是( )
变式训练
D
A．比较试管①和②的结果即可证明DNA复制为半保留复制
B．若DNA为半保留复制方式，则试管③中有轻带和重带两条带，宽度比例为1∶1
C．可用噬菌体代替大肠杆菌进行该实验，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，大肠杆菌DNA的双链可能都含有15N
解析： 比较试管①和②的结果，试管中DNA带分别为重带和中带，半保留复制和分散复制，子一代DNA带都是中带，所以不能证明DNA复制为半保留复制，A错误；若DNA为半保留复制方式，则试管②DNA带为中带，试管③中DNA带应有轻带和中带两条带，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，所以大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，大肠杆菌的DNA的双链可能都含有15N，D正确。
基础知识 双基夯实
1．概念：以_____________为模板合成_____________的过程。
2．发生时间：细胞分裂前的_______(在真核生物中)。
3．场所
(1)真核生物：主要在_________内，_________和_________内也可以进行。
(2)原核生物：主要在_______。
(3)DNA病毒：活的宿主细胞内。
二、DNA复制的过程
亲代DNA
子代DNA
间期
细胞核
线粒体
叶绿体
拟核
4．复制过程
5．结果：形成两个___________的DNA分子。
6．特点
(1)_______________。
(2)_________复制。
7．准确复制的原因
(1)DNA独特的_________结构，为复制提供了精确的模板。
(2)通过_______________，保证了复制能够准确地进行。
8．意义：将___________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了___________的_________。
完全相同
边解旋边复制
半保留
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
连续性
活|学|巧|练
1．DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同。( )
2．DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。( )
3．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。( )
4．解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键。( )
×
×
×
×
合|作|探|究
如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图回答相关问题：
1．据图可知，DNA聚合酶使两条子链从_______－端到_______－端进行合成。
2．合成的两条子链间碱基排列顺序是_______的。
3．DNA复制过程中，解旋酶的作用是________________________ _____；DNA聚合酶的作用是___________________________________。
5′
3′
互补
将DNA双螺旋的两条链解
开
将单个的脱氧核苷酸连接到3′－端
4．如果将DNA分子的两条链用15N标记，转移到含14N的培养基中培养，复制2次后，含15N的DNA、含14N的DNA、含15N的DNA单链、含14N的DNA单链各是多少？
提示：含15N的DNA有2个，含14N的DNA有4个，含15N的DNA单链有2条，含14N的DNA单链有6条。
5．DNA分子复制具有准确性，那么在任何情况下，DNA分子复制产生的子代DNA分子与亲代DNA分子都完全相同吗？为什么？
提示：不一定。DNA分子复制时，会受到各种因素的干扰，碱基序列可能会发生改变，从而使子代DNA分子与亲代DNA分子碱基序列不同，导致遗传信息发生改变。
归|纳|提|升
DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制
(2)真核生物：多起点双向复制
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。
下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是( )
典例2
B
A．DNA分子在酶①的
作用下水解成脱氧核苷酸，
酶②催化碱基对之间的连接
B．在复制过程中解旋和复制是同时进行的
C．解旋酶能使双链DNA解开，并且不需要消耗ATP
D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
解析： 酶①是解旋酶作用于氢键，酶②是DNA聚合酶催化脱氧核苷酸的连接，A项错误；解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP提供能量，C项错误；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D项错误。
(2023·河南郑
州期末)下图为DNA复制过程示意图，
下列有关叙述正确的是( )
A．根尖细胞中，DNA复制过程都发生于细胞核内
B．该过程以4种核糖核苷酸为原料
C．酶1可使磷酸二酯键断开，酶2可催化磷酸二酯键的形成
D．a链与c链的碱基序列相同
变式训练
D
解析： DNA复制主要在细胞核中进行，此外在根尖细胞的线粒体中也能进行，A错误；该过程表示DNA分子的复制，以4种脱氧核糖核苷酸为原料，B错误；酶1表示的是解旋酶，解旋酶的作用是使氢键断裂，酶2表示DNA聚合酶，可催化磷酸二酯键的形成，C错误；DNA分子中两条链反向平行盘旋成双螺旋结构，根据碱基互补配对原则，a链和c链均与d链碱基互补，因此a链与c链的碱基序列相同，D正确。
指点迷津 拨云见日
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
从图中可以得到如下规律：
(1)DNA分子数
①子n代DNA分子总数为2n个。
②含15N的DNA分子数为2个。
③含14N的DNA分子数为2n个。
④只含15N的DNA分子数为0个。
⑤只含14N的DNA分子数为(2n－2)个。
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。
②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。
③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。
②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
某未被32P标记的DNA分子含有1 000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，将该DNA分子置于含32P的培养基中连续复制3次。下列有关叙述错误的是( )
A．所有子代DNA分子都含32P
B．含32P的子代DNA分子中，可能只有一条链含32P
C．第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸4 900个
D．子代DNA分子中不含32P的脱氧核苷酸链占总链数的1/8
典例3
C
解析： 一个DNA分子中含有腺嘌呤数＝1 000－300＝700(个)，则第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数＝700×(23－22)＝2 800(个)，C错误。
课堂达标 巩固训练
1．下列有关探究DNA复制过程的叙述，不正确的是( )
A．本实验利用了同位素标记法
B．细胞有丝分裂一次意味着DNA复制一次
C．密度梯度离心后，DNA在试管中的位置与相对分子质量无关
D．本实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点
解析： 探究DNA复制的实验是利用同位素15N标记亲代细胞的DNA，使其在含14N的培养液中连续分裂两次(在分裂前的间期DNA都复制一次)，分别取分裂一次和分裂两次的细胞DNA，进行密度梯度离心，DNA在试管中的位置取决于DNA分子所含同位素的情况，即相对分子质量的大小；实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点。
C
2．细菌在含有15N的培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含有14N的培养基中培养，提取其子代的DNA经密度梯度离心后，可能出现如图①～⑤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
A
解析： 亲代是被15N标记的双链DNA(15N/15N－DNA)，分布于试管底部，经第一次复制所形成的子代DNA中均有一条被15N标记的母链，有一条被14N标记的子链(15N/14N－DNA)，分布于试管中部，应如题图②所示。
3．一个被15N标记的DNA分子，以含14N的4种脱氧核苷酸为原料，连续复制3次，则含15N的脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链的比例是( )
A．1/2 B．1/4
C．1/6 D．1/8
解析： DNA的复制方式为半保留复制，连续复制3次形成8个DNA分子，含15N的脱氧核苷酸链只有2条，则其占全部脱氧核苷酸链的比例是2/16＝1/8，D项正确。
D
学|霸|记|忆
1．半保留复制是指新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。
2．全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
3．DNA复制的条件有DNA模板、4种脱氧核苷酸为原料以及酶和能量。
4．解旋是指在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开的过程。
5．DNA复制的方向是5′－端→3′－端。
6．DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。
7．保证DNA复制能够准确进行的原因是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地进行。
8．DNA复制的意义：通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
