（8）DNA通过复制传递遗传信息——高一生物学浙科版（2019）必修二课堂速测（含解析）

（8）DNA通过复制传递遗传信息
——高一生物学浙科版（2019）必修二课堂速测
基础检测
一、DNA通过半保留方式进行复制
1．DNA复制的含义及意义
DNA的复制是指新DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA 的新DNA分子的过程。以复制方式合成DNA，使得遗传信息在传递过程中保持不变。
2．半保留方式进行复制的推测
人们根据DNA双螺旋结构两条链之间的碱基互补配对，而联想到遗传物质可能具有的精确复制机制——只要DNA分子一条链上的碱基序列确定了，根据碱基互补配对原则便决定了另一条链的碱基序列，即DNA的 结构为DNA分子的复制提供了精确的模板。
二、探究DNA的复制过程
1．探究方法
科学家用同位素示踪技术标记DNA，便可以研究新合成的DNA分子的组成情况，从而确定DNA分子是如何进行复制的。
2．探究过程
(1)他们先将大肠杆菌放入以 为唯一氮源的培养液中培养若干代，使大肠杆菌的DNA都被同位素 标记。提取大肠杆菌中的DNA分子，进行密度梯度离心。与长期在以
为唯一氮源的培养液中培养的大肠杆菌DNA进行比较，含有 的DNA分子在离心管的下部形成条带，含有 的DNA分子在离心管的上部形成条带。
(2)然后将含有 的大肠杆菌转入只含有 的普通培养液中培养，分别取完成一次细胞分裂的细菌(细胞数增加一倍)和完成两次细胞分裂的细菌，并将细菌中的DNA分离出来，做密度梯度超速离心和分析。
3．结果预测
实验设计者认为，含 的双链DNA密度较大，离心后的条带分布于离心管的下部；含 的双链DNA密度较小，离心后的条带分布于离心管的上部；一条链含
与另一条链含14N的双链DNA密度应该介于双链均含 的DNA和双链均含
的DNA之间，离心后的条带应分布于离心管的中部。
这一实验的过程和结果如图所示。
4．结果分析
根据同位素示踪实验的结果，新合成的双链DNA分子中，有一条链是来自亲代的DNA，另一条链则是 的。细胞中DNA的复制是以亲代的 DNA链为模板，按照碱基互补配对原则，合成另一条具有互补碱基的新链，复制出的DNA分子与亲代DNA分子完全相同，因此细胞中DNA的复制称为半保留复制。
三、DNA复制过程
1．假说—演绎法探究DNA复制
(1)DNA复制模式的基础
在构建DNA分子的结构模型时， 事实上已经提供了DNA分子的复制模式。他们充分了解DNA双螺旋的两条链碱基互补的重要性。
(2)他们假设
DNA复制时碱基对之间的氢键断裂，两条链解开并彼此分离。然后，每条链都可以作为模板，按照碱基互补配对原则在其上形成一条新的互补链。结果得到两个完全相同的DNA分子。
(3)实验证实
1958年， 用上述实验证明DNA的复制确如沃森和克里克所描述的那样，是一种半保留的复制机制。
2．DNA复制的过程
科学实验证明，DNA复制时，在解旋酶的作用下，两条链的配对碱基之间的氢键断开，碱基暴露出来，形成了两条“模板链”，即母链。随着DNA的不断解旋，新的子链也逐渐合成，即 。
每一条母链按照互补配对的原则，腺嘌呤与 配对，鸟嘌呤与胞嘧啶核苷酸配对等。最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成磷酸二酯键，产生一条子链，每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构。这样，原来的一个双螺旋DNA分子就变成了两个双螺旋DNA分子。这两个新形成的DNA分子是相同的，并且与亲代DNA分子相同。这一过程还需要DNA聚合酶的参与，即DNA的复制是一个 合成过程，同时需要能量。
DNA半保留复制如图所示：
四、DNA复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础
DNA的复制不仅保证了多细胞生物体的每个体细胞都携带相同的遗传信息，而且生殖细胞在形成过程中也要进行DNA的复制。这一复制过程使亲代的遗传信息传递给子代，从而保持了前后代遗传信息的 。因此，子代能够继承亲代的性状。
小试牛刀
1.细胞中的遗传信息能从亲代细胞传递给子代细胞的根本原因是DNA的复制。如图是DNA的复制示意图，DNA分子的复制方式是( )
A.半保留复制 B.全保留复制
C.半保留或全保留复制 D.半保留和全保留复制
2.DNA复制结束后，子代DNA和亲代DNA的关系是( )
A.不相同 B.相同 C.一半相同 D.无法判断
3.一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的( )
A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/25
4.下列哪项不是DNA分子复制所需要的条件( )
A.解旋酶 B.模板和原料 C.RNA聚合酶 D.能量
5.细胞中参与DNA复制的酶有解旋酶和( )
A.DNA聚合酶 B.RNA聚合酶 C.逆转录酶 D.蛋白酶
6.DNA分子能够自我复制的结构基础是( )
A.DNA具有独特的双螺旋结构
B.配对的氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
C.酸和脱氧核苷酸交互排列的顺序稳定不变
D.DNA分子具有多样性和特异性
7.以下对于DNA复制的叙述，错误的是( )
A.复制时DNA的两条长链完全解开，然后复制
B.复制时严格遵循碱基互补配对原则
C.一边解旋一边合成，同时进行
D.新合成的DNA分子中总是有一条长链来源于亲代DNA分子
8.下列关于DNA分子复制的叙述，正确的是( )
A.DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸
B.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
C.在复制过程中，DNA分子边解旋边复制
D.脱氧核苷酸合成DNA的过程中只需要酶，不需要能量
答案以及解析
1.答案：A
解析：DNA的复制是以半保留的方式进行的，A正确。
2.答案：B
解析：DNA的复制是半保留复制，复制时遵循碱基的互补配对原则，合成的子代DNA与亲代DNA的遗传物质相同，ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3.答案：C
解析：一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后共形成25=32个DNA分子，其中只有2个被15N标记，因此标记的DNA分子占DNA分子总数的2/32=1/16。故选C。
4.答案：C
解析：DNA分子复制时，DNA的两条链都是模板链，需要先解旋，因此需要解旋酶和能量，要合成新的DNA链，就需要4种脱氧核苷酸作原料，而RNA聚合酶是催化RNA合成的酶。
5.答案：A
解析：细胞中参与DNA复制的酶有解旋酶负责解开双螺旋和DNA聚合酶负责合成新的单链，故选A。
6.答案：A
解析：DNA能准确进行自我复制的结构基础在于其具有独特的双螺旋结构。
7.答案：A
解析：DNA复制时边解旋边复制，A错误，C正确；DNA复制时，严格遵循A-T、C-G的碱基互补配对原则，B正确；DNA复制遵循碱基互补配对原则，根据DNA半保留复制特点，新合成的DNA分子中一条链是新合成的，还有一条链是母链，D正确。故选A。
8.答案：C
解析：A、DNA分子在解旋酶的作用下，双螺旋打开，但不能水解成脱氧核苷酸，A错误；B、DNA分子的复制方式为半保留复制，即每条子链与其模板链形成一个新的DNA分子，B错误；C、在复制过程中，DNA分子边解旋边复制，C正确；D、DNA分子复制时需要解旋酶和DNA聚合酶，也需要消耗能量，D错误。故选：C。
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