第3节DNA的复制
一．知识点梳理
1．概念：以________为模板，合成子代DNA的过程。
2．时间：有丝分裂____和减数第一次分裂的____。
3．过程：边解旋边复制。①解旋：在____的作用下，把两条螺旋的双链解开。②以解开的____为模板，按碱基互补配对原则合成子链。③每一条子链与对应的母链盘旋成双螺旋结构，形成两个新DNA分子。
4．特点：半保留复制，即新合成的DNA分子中，保留了________。
5．条件：①____ ②____ ③____ ④____
6．结果：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子。
7．基础：①DNA分子的双螺旋结构为复制提供精确模板。②碱基互补配对能力保证复制准确进行。
8．意义：使遗传信息从亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性。
9．DNA分子复制前后某种碱基数量的计算：
若某DNA分子含某碱基x个，则该DNA分子进行n次复制，需含该碱基的脱氧核苷酸分子数=互补的碱基的脱氧核苷酸分子数=（2n-1）x个。
二．典型例题分析
例1 某DNA分子中，若A占32.8%,当其复制两次后,其中的T占( )
A.17.2% B.32.8% C.50% D.65.6%
〖解析〗：DNA分子中A=T,复制后的DNA分子仍符合碱基互补配对原则,所以比例不变.
〖答案〗： B
例2 含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P质量大.现将某哺乳动物的细胞放在含有 31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞.然后将G0细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第1、2 次细胞分裂后,分别得到G1、G2细胞.再从G0、G1、G2代细胞中提取DNA,经密度梯度离心后得到结果(见下图).由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同.若①、②、③分别表示轻、中、重3种DNA分子的位置,请回答:
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A B C D
(1) G0、G1、G23代DNA离心后的试管分别是图中的: G0____________、G1____________、G2_____________
(2) G2代在①、②、③3条带中的DNA数的比例是____________________
(3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是:条带①___________,条带②___________.
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是_______________________________.DNA的自我复制能使生物的______________保持相对稳定
〖解析〗：首先应该看懂图解,知道轻、中、重3种DNA划分的标准:由两条链含31P的脱氧核苷酸组成的是轻DNA;由一条链含31P的脱氧核苷酸组成的链和另一条含32P的脱氧核苷酸组成的链形成的是中DNA;由含32P的脱氧核苷酸组成的是重DNA.DNA分子的复制是半保留复制,即复制后形成的子代DNA中,每个DNA分子都只含有一条子链,另一条则为母链.根据题意:G0代细胞中的DNA全部是由含31P的脱氧核苷酸组成,是轻DNA;G1代是以G0代细胞中的DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的两个DNA分子,每一个DNA分子中,母链含31P,子链含32P,是中DNA;G2代是以G1代为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的4个DNA分子,有2个DNA分子母链含31P,子链含32P,是中DNA,另2个DNA分子,母链、子链都含有32P,是重DNA.
〖答案〗：(1)A B D; (2)0:1:1; (3) 31P 31P 32P;(4)半保留复制 遗传特性
例3 假设将含有1对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N的原料，该细胞进行减数分裂产生的4个精子，含水量有15N的DNA精子所占的比例为（ ）
A.0 B.25% C.50% D.100%
〖解析〗：将减数分裂与DNA的复制结合起来。精原细胞中1条染色体上含有1个15N标记的NDA分子，1对同源染色体含有2个DNA分子，经过间期的复制，2个15N标记的DNA分子变成4个DNA分子，每个DNA分子中一条链是15N标记的，另一条链含14N。减数分裂第一次分裂结束，形成2个次级精母细胞，每个精子中含有1个DNA分子，这个分子中一条链含15N，一条含14N。因此，4个精子中都含有15N标记的DNA，因此选D。此题很容易错选C，认为2个DNA分子复制成4个，则2个含15N标记，2个不含15N标记，这是没掌握DNA半留复制的过程。
〖答案〗：D
例4 假定某大肠杆菌含14N的DNA分子的相对分子量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中，得到含15N的DNA，相对分子量为b，现在将含15N的DNA分子大肠杆菌再培养在含14N的培养基中，那么，子二代DNA的相对分子量平均为（ ）
A.(a+b)/2 B.(3a+b)/4
C.(2a+3b)/2 D.(a+3b)/4
〖解析〗：本题主要考查DNA半保留复制知识。亲代DNA是两条链都含有15N的DNA分子，在14N的培养基上繁殖两代产生4个子代DNA分子，其中完全含14N的有2个，相对分子质量为2a,其余2个DNA分子一条链含15N,另一条链含14N,即相对分子质量为(a+b),则4个子代DNA相对分子质量为(a+b)+2b=a+3b,平均相对分子质量为(3a+b)/4.
〖答案〗： B
三．课后精练
(一)选择题
1．某生物的双链DNA分子共含有碱基700对，其中一条链上（A+T）：（C+G）=2.5，问该DNA分子复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是 （ ）
A．300个 B.400个 C.1500个 C.600个
2．储存和复制遗传物质的主要场所是（ ）
A．核糖体 B.染色体 C.细胞核 D.线粒体
3.下列有关DNA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.在复制过程中,复制和解旋是同时进行的
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
4.DNA分子在细胞的自我复制发生在( )
A.在有丝分裂前期或减数分裂第一次分裂前期
B.在有丝分裂中期或减数分裂第一次分裂中期
C.在有丝分裂后期或减数分裂第一次分裂后期
D.在有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂前的间期
5.用15N标记细菌的DNA,然后又将普通的14N来供给这种细菌,于是该细菌便用14N来合成DNA,假设细菌在含14N的营养基上连续分裂4次,在子代DNA中的含14N链与15N链的比例是 ( )
A.3:1 B.2:1 C.7:1 D.15:1
6.某DNA分子经过3次复制后,所得到的第4代DAN分子中,含有第1代DNA分子中脱氧核苷酸链的条数有 ( )
A.1条 B.2条 C.4条 D.8条
7.某DNA分子经过DNA解旋酶处理后,得到的产物是 ( )
A.脱氧核苷酸长链 B.DNA双链
C.碱基、磷酸和脱氧核糖 D.无法确定
8.一个具有放射性元素标记的双链DNA噬菌体侵染细菌，若引细菌破裂后释放出n个噬菌体，则具有放射性元素标记的噬菌体占总数的 （ ）
A.1/2n B.1/n C.2/n D.1/2
9.某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA复制，从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处在细胞周期的 （ ）
A.间期 B.前期 C.中期 D.后期
10．将 标记的DNA分子放在 的培养基上培养， 经过3次复制，在所形成的子代 DNA中，含 的DNA占总数是（? ）
A．1/16 B．l／8 C．1／4 D．1／2
11．DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开 （? ）
A．G与C?? B．A与C??
C．G与A?? D．G与T
12．DNA复制的基本条件是 （? ）
A．模板，原料，能量和酶?
B．模板，温度，能量和酶
C．模板，原料，温度和酶???
D．模板，原料，温度和能量
13．DNA分子复制能准确无误地进行原因是（? ）
A．碱基之间由氢键相连
B．DNA分子独特的双螺旋结构
C．DNA的半保留复制
D．DNA的边解旋边复制特点
14．一个DNA有1000个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，如果连续复制两次，参加到复制过程中的游离脱氧核苷酸中的C碱基总数是 （ ）
A.600 B.1200 C.1800 D.2400
15.某DNA分子具有200个碱基对，含有40个胸腺嘧啶，经过2次连续复制，消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数是 （ ）
A.640 B.480 C.320 D.240
16.女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA复制速度约为4μm/min，但复制过程仅需40min左右即完成。这是因为DNA分子 （ ）
A.边解旋边复制
B.每个复制点双向复制，使子链迅速延伸
C.以半保留方式复制
D.复制起点多，分段同时复制
17.在一个密闭的容器里，用含有同位素13C的脱氧核苷酸合成一个DNA分子，然后加入普通的含12C的脱氧核苷酸，经n次复制后，所得DNA分子中含12C的脱氧核苷酸链数与含13C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
18、某DNA分子经过DNA解旋酶处理后，得到的产物是（ ）
A、脱氧核苷酸长链 B、DNA双链
C、碱基、磷酸和脱氧核糖
D、无法确定
19、下列关于DNA基本功能的叙述，不正确的是（ ）
A、DNA中储存有遗传信息
B、DNA通过复制传递遗传信息
C、DNA是生物性状的体现者
D、DNA通过转录和翻译表达遗传信息 www.k@s@5@u.com 高#考#资#源#网
20、若将植物叶肉细胞培养在具有放射性3H的胸腺嘧啶的培养液中，下列不会被检测到放射性的是（ ）
A、染色体 B、线粒体 C、叶绿体 D、核糖体
答 案
（一）选择题
1.C 2.C 3.B 4.D 5.D 6.B 7.A 8.C 9A
10.C 11.A 12.A 13.B 14.C 15.B 16. D
17.D 18、A 19、C 20、D
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