生物热点新题：DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段

生物热点新题：DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段
通过“DNA半保留复制的原理和相关计算”的考查，提升“具备验证简单生物学事实，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理”的能力。
典例分析
1. 某校一个生物活动小组要进行研究性学习。对生物学史上的经典实验进行验证，也是研究性学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探究，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。
实验步骤：
第一步：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；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。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。
第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)，请分析：
如果DNA位于 带位置，则是全保留复制；如果DNA位于 带位置，则是半保留复制。
第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上再连续繁殖一代(Ⅱ)，请分析：如果DNA位于 带位置，则是全保留复制；如果DNA位于 带位置，则是半保留复制。
(2)有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果轻带和重带各占 ，则一定为半保留复制。
你认为此人说法是否正确？ 。原因是 。
解析 如果DNA的复制方式为全保留复制，则一个亲代15N-15N的DNA分子，子代两个DNA分子是：一个15N-15N，一个14N-14N，其在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带；如果DNA的复制方式为半保留复制，则一个亲代15N-15N的DNA分子,子代两个DNA分子都是15N-14N，其在离心管中分布的位置全部在中带。
答案 （1）1/2重和1/2轻 全中 1/4重和3/4轻1/2中和1/2轻
（2）不正确 无论半保留复制还是全保留复制，按此法研究DNA链的情况结果是一致的，所以无法区分
方法规律 （1）探究DNA复制的方法和原理
①方法：同位素标记法。
②原理：根据DNA分子比重不同，借助离心技术，通过离心后DNA在试管中位置确定复制方式。
（2）结果分析
已知某一被15N标记的DNA分子（亲代），转移到含有14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：
提醒 DNA复制为半保留复制，所以亲代的2条15N链不会消失，最终分布在2个DNA分子中，即不管DNA复制多少次，含亲代15N链的DNA只有2个，15N链始终2条。
2.用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，则下图所示这三种DNA分子的比例正确的是 （ ）
3. 如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图（片段）。请据图回答问题：
（1）图中1表示 ，2表示 ，1、2、3结合在一起的结构叫 。
（2）图中3有 种，中文名字分别是 。
（3）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：
①该DNA片段中共有腺嘌呤 个，C和G共 对。
②该片段复制4次，共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸 个。
③在DNA分子稳定性的比较中， 碱基对的比例高，DNA分子稳定性高。
（4）假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量为a；只含15N的DNA的相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养到含14N的培养基中，子一代DNA的平均相对分子质量为 ，子二代DNA的平均相对分子质量为 。
答案 （1）磷酸 脱氧核糖 脱氧核苷酸（2）2 鸟嘌呤、胞嘧啶（3）①40 60 ②900 ③C和G（4）（a+b）/2 （3a+b）/4
4. 17.在生命科学研究中，“放射性同位素示踪”是经常使用的研究手段。某科研所做了如下几个科学 实验，请仔细阅读分析并回答有关问题：
（1）将大肠杆菌的DNA分子用3H标记后，放在普通培养基上繁殖两代，并跟踪检测子代细菌DNA的放射性，如下图。该实验有力证明了DNA分子的 。
（2）如下图所示，科研人员合成了一段含15N的特定DNA片段。用它作为探针，利用碱基互补配对原则，可检测待测标本中的遗传信息。这项技术的原理是 。
（3）这项技术目前可应用到下列哪些方面（填字母） 。
A.肝炎等疾病诊断 B.遗传病的产前诊断
C.修复有缺陷的基因 D.检测饮用水中病毒含量
4.解析 该题考查了“放射性同位素示踪技术”在生命科学中的应用。（1）根据子代DNA放射性元素显示状况可以判断DNA的复制方式，因为亲代DNA分子两条链被3H同时标记，复制一次后，两个子代DNA上各有一条3H标记的链，第二次复制后，四个DNA分子中只有两个DNA分子的一条链有3H标记，还有两个DNA分子没有3H标记，因为子一代的DNA链一条有3H标记，另一条链没有3H标记，因此DNA为半保留复制。（2）已知序列的15N标记的单链DNA探针与样本的单链DNA碱基互补成双链，说明具有相同的遗传信息；不能互补，说明遗传信息不同。这项技术的原理称之为DNA分子杂交。(3)可用于诊断病毒性感染的疾病、先天性遗传病和饮用水是否被病毒污染等。
答案 （1）半保留复制
（2）DNA分子杂交
（3）ABD
5.科学家在研究DNA分子复制方式时，进行了如下的实验研究（已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，实验结果见相关图示）：
（1）复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要 等（至少答两点）。
（2）为了证明DNA复制的特点为半保留复制，请设计实验三（用图示和有关文字补充在图中），并画出结果C。
（3）该过程中，实验一、实验二起 作用。若用15N标记的DNA作为模板，用含有14N标记的培养基培养，在下面坐标图中画出连续培养细菌60 min过程中，15N标记DNA分子含量变化的曲线图。
5.答案 （1）能量、酶、适宜的温度和pH
（2）如图（其中1种即可） （3）对照 如下图