2022-2023学年 人教版 必修二DNA的复制 学案

第3节DNA的复制

学习目标核心素养

1.生命观念：DNA结构的特点决定了DNA复制的准

确性，渗透了生命的结构和功能观；DNA的复制也

是遗传信息传递和能量转化的过程;遗传信息的准确

1.概述DNA复制方式的假

传递也能让学生进一步理解生命延续的本质。

说及实验依据。

2.科学思维：假说一演绎法来探究DNA的半保留

2.掌握DNA复制的过程。

复制；细菌的培养技术以及同位素标记和离心等科学

3.归纳DNA复制的相关

技术在证明DNA半保留复制实验中的合理运用。

计算规律。

3.科学探究：探究DNA的复制方式。

4.社会责任：证明DNA半保留复制实验以严谨的

逻辑推理进行实验的过程来体现科学的本质。

知识自主

-------------------------------------------------------------------------------ZHISHIZlZHUSHUU----------------------------------------------------------------------

知识点一对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据1.对DNA复

制的推测

(1)假说：♦半保留复制。

(2)提出者：因沃森和克里克。

(3)假说内容

①解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的因氢键断裂。

②复制：国解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苦酸依据因碱

基互补配对原则,通过形成的氢键,结合到作为模板的单链上。

③结果：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的回一条链,

因此，这种复制方式称作半保留复制。

(4)其他假说

①保全保留复制方式。

②内容:DNA复制以国DNA双链为模板，子代DNA的双链都是国新合成的。

［知识总结］

半保留复制与全保留复制模型

|卜亲代DNA-----

1

八H口

半保留复制全保留复制

2.DNA半保留复制的实验证据

(1)实验方法：假说一演绎法。

(2)实验技术：回同位素标记技术和离心技术。

(3)实验原理：I5N和MN是N元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对

原子质量园不同,含I5N的DNA比含的DNA密度回大，因此，利用离心技

术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。

(4)实验过程

①用含创5NH4cl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几乎都是四区标记的。

②将大肠杆菌转移到含有百皿4d的普通培养液中。

③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNAO

④将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。

(5)实验预期

如果DNA

复制是半

保留复制

］细胞分裂一次

第

代

一

现

会

出

果

的

结第nfeJRDNA.

是ft旨离心飞

圆W-DNA

细胞再分裂•次

二l4l4

第［j8|N/N-l)NA

・

代

会

出色只提取*

现

的

结而A离心‘?

果

是

⑲2，DNA

-DNA-l)NA-DNA-DMA

(6)实验结果

①亲代大肠杆菌的DNA经离心处理，试管中只出现了四二条DNA带，位置

靠近试管底部。

②第一代大肠杆菌的DNA经离心处理，试管中只出现了因二条DNA带，位

置居中。

③第二代大肠杆菌的DNA经离心处理，试管中出现了因两条DNA带，一条

带位置居中，另一条带的位置更靠上。

(7)实验结论

实验结果和预期结果一致，DNA的复制是以园半保留的方式进行的。

［深入思考］

1.若DNA复制的方式为全保留复制，实验结果会是怎样？

提示：(1)亲代，提取DNA分离心一全部重带；

(2)繁殖一代后取出，提取DNA一离心一一条重带、一条轻带；

⑶繁殖两代后取出，提取DNA-＞离心f一条重带、一条轻带。

2.第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式?

提示：全保留复制。

知识点二DNA复制的过程

1.概念：以回亲代DNA为模板合成园子代DNA的过程。

2.发生时间：细胞分裂前的国间期,随着因染色体复制而完成的。

3.场所

(1)真核生物：主要在因细胞核内,因线粒体和画叶绿体也可以进行。

(2)原核生物：主要在因拟核。

(3)DNA病毒：活的宿主细胞内。

4.复制过程

(3)重新螺旋:每一条新链与其对应的模板链

盘绕成网双螺旋结构

'ff-UlJWWglWI-ffl(2)合成子链：

。.结果：将D、A双螺旋的“.模板：解开的修•条回味链

两条链解开氏原料：游离的四种圜.脱轼核背酸

<->：[3DNA聚合酶等

由原则：,碱基也补配对•娘则

”.方向：子链合成从5-端到"-端

5.结果：形成两个回完全相同的DNA分子。

6.特点

(1)回边解旋边复制。

(2)西半保留复制。

7.基本条件：7模板、能量、原料、酶等。

8.准确复制的原因

(l)DNA独特的四双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。

(2)通过回碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。

9.意义：DNA通过复制，将因遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而

保持了园遗传信息的因连续性。

［深入思考］

3.所有的真核细胞都存在核DNA复制吗？

提示：不一定。如哺乳动物成熟的红细胞因为无细胞核和各种细胞器而不能

进行核DNA复制；不分裂的细胞不存在DNA复制。

4.DNA解旋酶与DNA聚合酶分别作用于什么化学键？

提示：DNA解旋酶使氢键断裂。DNA聚合酶使脱氧核苗酸之间的磷酸二酯

键形成。

5.DNA复制效率高是因为半保留复制还是边解旋边复制？

提示：是因为边解旋边复制。

知识点三与DNA复制相关的计算

DNA复制为半保留复制,若将双链被15N标记的DNA转移到含14N的培养

基中扩增，复制〃(〃21)次，其结果如下：

含I5N的DNA：国2个

只含"N的DNA：国。个

1.子代DNA共回£个《

含的DNA：困二个

、只含i4N的DNA：西2"-2个

含NN的脱氧核昔酸链：四2条

2.脱氧核昔酸链共国空:条

含I4N的脱氧核昔酸链：的2"+J2条

3.消耗的脱氧核苗酸数

(1)若一亲代DNA含有某种脱氧核昔酸加个，则经过〃次复制需要消耗游离

的该脱氧核苦酸为画7?X(2"-1)个。

(2)若进行第〃次复制，则需消耗游离的该脱氧核降酸数为四〃2X2"I个。

［易错判断］

用,5N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞喀嚏60个，该DNA

分子在l4N的培养基中连续复制4次。

⑴含有,5N的DNA分子占l/8o(V)

(2)含有l4N的DNA分子占7/8o(X)

(3)含有,4N的脱氧核昔酸单链为30条。(J)

(4)复制结果共产生16个DNA分子。(J)

臣］H国检测

-----------------------------------------------------------------------------XUEXIMUBIAOJIANCE------------------------------------------------------------------------------

1.(目标1)下列关于DNA半保留复制的实验，说法错误的是()

A.可以将本实验中I5N标记的原料改为32P标记的原料，用同样的方法研究

复制方式

B.半保留复制的结果是子代DNA各自含有亲代DNA的一条母链

C.复制过程中有氢键的断裂和形成过程

D.子一代的结果就可以区分是全保留复制还是半保留复制

答案A

解析本实验采用的是离心技术，观察DNA分布的位置，因此不能采用不

稳定的同位素进行追踪，应采用N元素，因为I5N和I,N是两种稳定同位素，只

是质量不同，A错误；复制过程中伴随解旋氢键会断裂，形成子代DNA过程中

碱基互补配对又形成氢键，C正确；子一代的结果就可以区分是全保留复制还是

半保留复制，如果是全保留复制，子一代不会出现中带，D正确。

2.(目标2)下图为真核细胞DNA复制过程模式图，根据图示过程判断下列

说法不正确的是()

A.上图中两种酶的功能并不相同

B.该过程需要4种游离的脱氧核昔酸

C.两条子链的延伸方向都是由左到右

D.复制后可形成两条一样的子代DNA

答案C

解析解旋酶的作用是使氢键断裂，DNA聚合酶的作用是催化磷酸二酯键的

形成，在DNA复制中使单个脱氧核苔酸连接在子链的3。端，A正确；在DNA

复制的过程中，子链复制的过程只能由5,一3,方向合成，因此两条子链合成时延

伸的方向是相反的，C错误；复制结束后，两条母链分别和两条子链各组合成一

个新的DNA分子，这样一个DNA分子就复制成两个相同的子代DNA分子，D

正确。

3.（目标2）下列关于DNA复制的叙述，正确的是（）

A.DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则

B.DNA子链的合成方向都是由5，f3，

C.DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制

D.脱氧核昔酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链

答案B

解析DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则，A错误;

DNA的复制是边解旋边复制，C错误；脱氧核昔酸必须在DNA聚合酶的作用下

才能连接形成子链，D错误。

4.（目标3）一个用不标记的DNA,放在"N的环境中培养，复制5次后15N

l5

标记的DNA占DNA总数的（）o含N的脱氧核苜酸链占全部脱氧核苜酸链

的比例是（）

1111

-C

A.5D.

10B.1632

答案CD

解析一个由做标记的DNA,放在,4N的环境中培养，复制5次后得到25

=32个DNA,共64条脱氧核苗酸链，根据DNA半保留复制特点，其中有2个

DNA含l5N,其他DNA不含l5N,所以复制5次后l5N标记的DNA占DNA总

212

数的交=而，含I5N的脱氧核昔酸链有2条，故占全部脱氧核苗酸链的比例是歹=

1

32°

5.(目标2、3)图甲表示DNA的结构，其中的数字表示成分或局部结构；图

乙表示DNA的复制，其中A、B表示酶，a、b、c、d表示DNA的模板链与子链。

回答下列相关问题：

(1)图甲中7的名称是___________________；碱基之间存在一一对应的关系,

遵循着原则；8的比例越高，DNA分子的稳定性_______(填''越

高”“越低”或“不变”)。

(2)图乙中作用于图甲中9的酶是(写出字母和名字)；B为

以母链DNA为模板，在子链DNA的3。端逐个连接。

(3)从图乙中可以看出，DNA复制的特点是____________________其中碱

基序列相同的链是_____________________o

(4)某DNA片段含有400个碱基，其中一条链上A：T：G：C=1：2：3：4O

该DNA片段连续复制两次，需要游离的胞口密碇脱氧核昔酸个。

⑸若将图中的一个DNA分子(DNA两条链中N分别为l5N和14N),放在含

有l4N的培养基中连续进行3次复制，则含有14N的DNA分子数是个。

答案(1)胸腺口密碇脱氧核苗酸碱基互补配对越高

(2)A解旋酶DNA聚合酶脱氧核昔酸

(3)半保留复制、边解旋边复制a和c、b和d

(4)420(5)8

解析(4)根据DNA两条链之间的碱基遵循A-T、C-G配对可知，一条链

±A：T：G：C=1：2：3：4,另一条链上A：T：G：C=2:1:4:3,则该基

因中A：T：G：C=3：3：7:7,C的数目为400X7/20=140(个)，该DNA片段

连续复制两次,需要游离的胞嚏碇脱氧核昔酸=(22-1)X140=420(个)。

(5)1个DNA经过3次复制，共产生23=8个DNA分子，由于DNA分子的

I4

复制是半保留复制，故8个DNA分子都含NO

重点题型.突破

ZHONGDIANTlXINGTl

题型一DNA半保留复制实验分析

［例1］细菌在I5N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有NN,

然后再移入,4N培养基中培养，提取其子代的DNA经离心分离，如图①〜⑤为

可能的结果，下列叙述错误的是()

①②③④⑤

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

解题分析亲代DNA为l5N/15N,如图⑤；经第一次分裂所形成的子代DNA

应均为l5N/14N,应如图②所示；第二次分裂的子代DNA为l5N/,4N和14N/I4N,

且数量比为1：1,如图①所示；第三次分裂的子代DNA为I5N/MN和14N/14N,

且数量比为1:3o

答案A

［例2］探究DNA复制的方式采用了假说一演绎法，下列说法不正确的是

()

A.提出假说：DNA复制是半保留复制

B.演绎推理：亲代为"N^N—DNA,密度最大，应位于试管底部；子一代

为I5N/I4N—DNA,密度居中，应位于试管中部;子二代为15N/I4N—DNA和14N/I4N

-DNA,密度分别居中、最小，应位于试管中部和上部

C.实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的

D.演绎推理的过程即实验验证过程

解题分析演绎推理过程是根据假说进行演绎推理，推出预测的结果。

答案D

题型二DNA复制的过程、特点

［例3］研究发现，线虫染色体上DNA具有多起点双向复制的特点。复制时,

先在DNA的复制原点(Ori)部位结合相关因子，形成复制复合体，然后再进行DNA

复制，复制复合体可以大大提高DNA复制的效率。下列叙述错误的是()

A.真核生物DNA上Ori的数目多于该生物的染色体数目

B.复制复合体中含有解旋酶，能打开模板DNA分子中的氢键

C.复制复合体中含有DNA聚合酶，能够催化磷酸二酯键的形成

D.每个细胞周期中Ori处可起始多次以保证子代DNA的快速合成

解题分析由题可知，1个DNA分子上有多个Ori,而一条染色体只含有1

个或者2个DNA分子，因此DNA上的Ori数目多于染色体的数目，A正确；在

一个细胞周期中，DNA只复制一次，Ori只起始一次，D错误。

答案D

［例4］如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述

不正确的是()

解旋前

A.由图示得知，DNA复制时边解旋边复制

B.解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP

C.从图中可以看出合成两条子链的方向都是3,到5，

D.DNA聚合酶的作用位点为两个脱氧核昔酸之间的磷酸二酯键

解题分析解旋酶使DNA双链解开，该过程需要消耗ATP,B正确；DNA

复制的时候只能从5。端向3。端延伸，C错误。

答案C

知识拓展

1.DNA的半不连续复制模型

DNA半保留复制时，DNA的两条链都能作为模板，同时合成两条新的互补

链。DNA的两条链是反向平行的，但是，生物体内所有已知的DNA聚合酶只能

催化5，f3,方向的延伸。

为了探究DNA在复制时两条链如何同时作为模板合成其互补链这个问题，

日本学者冈崎等提出了DNA的半不连续复制模型（如图所示），以图中b链为模板

时，最终合成的互补链实际上是由许多沿夕一3,方向合成的DNA片段连接起来的。

DNA的半不连续复制模型

2.前导链和后随链的复制特点

DNA复制过程中，当以a链为模板时，DNA聚合酶可以沿5，f3,方向连续合

成新的互补链，这条新的互补链称为前导链。

当以b链为模板时，DNA聚合酶也是沿5，~3,方向合成新链片段，但是与前

导链的复制方向正好相反，待复制叉向前移动相应的距离后，DNA聚合酶又重复

这一过程，随着复制叉的移动会形成许多不连续的片段，这些片段被称为冈崎片

段，最后这些冈崎片段在DNA连接酶的作用下被连接成一条完整的子链，这条

子链称为后随链。

在生物细胞中，这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制是普遍存在的，

称为DNA分子的半不连续复制。

3.复制起点和复制叉

复制是从DNA上的特定部位开始的，这一部位称为复制起点。复制起点一

般A、T含量较高。因为A、T之间有2个氢键，G、C之间有3个氢键，解开A—T

碱基对所需的能量比解开G—C碱基对所需的能量少。复制时，双链DNA在起

始点处打开，沿两条张开的单链模板合成DNA新链，尚未解开螺旋的亲代双链

DNA同新合成的两条子代双链DNA的交界处，称为复制叉。两个复制叉之间形

成的空间称为复制泡。

4.复制方向

DNA两条子链的合成方向相反，具有双向复制的特点。一般来讲，原核生物

每个DNA只有一个复制起点，真核生物染色体DNA有多个复制起点。真核细胞

DNA的复制是从多个起点开始的，真核生物的这种复制方式提高了DNA复制的

效率。在复制速率相同的前提下，真核生物细胞的复制环大小不一，原因是它们

的复制时间有先后，如图2中DNA是从其最右边开始复制的。

复制起点

大肠杆菌图2真核细胞INA复制模式图

复制过程模式图

题型三DNA复制的相关计算

［例5］1963年，Cairns将不含放射性的大肠杆菌（拟核DNA呈环状，共含

有m个碱基，其中有a个胸腺喀口定）放在含有3H胸腺喀嚏的培养基中培养，观察

到的大肠杆菌DNA复制过程如图所示。下列说法错误的是（）

复制起点

A.从图中可看出大肠杆菌细胞中DNA复制是单起点双向复制的

B.DNA复制分配到两个子细胞时，其上的基因不遵循基因分离定律

C.复制第n次需要胞喀碇的数目是2nT（m-a）/2

D.复制n次形成的被3H标记的脱氧核苜酸单链为2n+l-2

解题分析亲代DNA分子中含胞喀嚏（m-2a）/2个，复制第n次，需要合成

2n一2»|=2-1个DNA分子，所以共需胞喀嚏的数目是2nT（m-2a）/2,C错误；

复制n次共形成2n个DNA分子，含2n♦2=2*1个脱氧核苜酸单链，其中被3H

标记的单链为2"1-2,D正确。

答案C

［例6］如图为真核细胞内某DNA片段1N标记）结构示意图，共由1000对

脱氧核昔酸组成，其中碱基A占20%。下列说法正确的是（）

①

I

CT（；CCTTA

A端口||②f口|「B端

GACGGAAT

A.该DNA片段复制3次，则需要游离的鸟喋吟脱氧核昔酸2800个

C+G

B.该DNA片段的一条核昔酸链中工二〒为3：2

A十1

C.解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶用于催化②部位的化学键构成

3

D.将该DNA片段置于MN培养液中复制3次后，含MN的DNA分子占a

解题分析由题干可知，该DNA片段中碱基A有400个，根据碱基互补配

对原则，A=T=400个，C=G=600个，该DNA片段复制3次，则需要游离的

鸟瞟吟脱氧核昔酸为600X(23-1)=4200(个)，A错误；由于碱基A占20%,因

此碱基T占20%,碱基C占30%,碱基G占30%,该DNA片段的两条脱氧核昔

C+GC+G

酸链中〒为3：2,则该DNA片段的一条脱氧核昔酸链中I=也为3：2,B

十1十1

正确；DNA聚合酶用于催化①部位的化学键形成，解旋酶作用于②部位，C错误;

将该DNA片段置于l4N培养液中复制3次后，子代DNA分子全部含有l4N,D

错误。

答案B

题后归纳

有关DNA复制相关计算的两个注意点

(1)分析被标记物质所占的比例时，应注意求的是DNA数，还是脱氧核昔酸

链数；看准是“含”还是“只含"；还应注意培养液中化学元素的不同。

(2)在计算消耗脱氧核昔酸数时要明确是经过〃次复制还是第n次复制。

题型四DNA复制与细胞分裂

［例7］假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用l5N标记，并

供给含l4N的原料。该细胞进行减数分裂产生的4个精细胞中，含ON标记的DNA

的精子所占的比例是()

A.0B.25%C.50%D.100%

解题分析含有一对同源染色体的精原细胞，每个DNA分子的双链均用15N

标记，以MN的脱氧核苗酸为原料，依据DNA分子的半保留复制，在减数分裂

前的间期DNA完成复制后，每个亲代DNA分子经过复制形成的2个子代DNA

分子都有1条链含有"N、另一条链含有l4N,这两个DNA分子分别存在于同1

条染色体所含有的2条姐妹染色单体上；减数分裂I结束所形成的2个次级精母

细胞中的每条染色单体都含有l5N；在减数分裂H后期，着丝粒分裂，染色单体

分离成为染色体，分别移向细胞两极，所以减数分裂II结束所形成的4个精细胞

都含有QN；精细胞变形发育形成精子。可见，含AN标记的DNA的精子所占的

比例是100%o

答案D

［例8］洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺喀碇脱氧核苗酸的培养液中完成一

个细胞周期，然后转入不含3H标记的培养液中继续培养至第一个细胞周期的分

裂中期，如图能正确表示该细胞分裂中期的是（只考虑其中一条染色体上的DNA

分子）（）

解题分析洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺I］密碇脱氧核昔酸的培养液中完

成一个细胞周期后，每个细胞中的每条染色体上的DNA分子中有且只有一条链

被3H标记，然后转入不含3H标记的培养液中继续培养，待培养至第一个细胞周

期的分裂中期时，每条染色体中只有一条染色单体被标记，而且该染色单体的

DNA分子中只有一条链被3H标记。

答案D

课后课时作业

KEHOUKESHIZUO

［基础对点］

•知识点一对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据

1.如图表示早期科学家对DNA复制方式的两种推测。据图不能作出的推断是

）

亲代DNA

双链DNA分子

/\

E|||||||

全保留复制半保留复制

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

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，半保留复制指子代DNA

链中，一条为母链，一条为子链，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。

，•知识点二DNA复制的过程

一AT(JT(>-

2.某DNA分子片段为-TACAC—,可进行人工复制使其数量增加，复制时应给

予的条件是()

①一ATGTG一和一TACAC—作模板链

②四种核糖核苗酸③四种脱氧核苗酸

④DNA聚合酶⑤DNA水解酶

A.①③④B.①②④

C.①②⑤D.①③⑤

答案A

解析DNA的每一条链都作为DNA复制的模板，需要的原料是四种脱氧核

昔酸，需要DNA聚合酶，不需要DNA水解酶。

3.如图表示发生在根尖分生区细胞核内的某生理过程，其中a、b、c、d表

示脱氧核昔酸链，下列叙述错误的是（）

A.该过程表示的是DNA复制，该过程需要解旋酶和DNA聚合酶

B.根尖分生区细胞进行有丝分裂或减数分裂时均可发生图中所示的过程

C.a链和c链中的碱基序列相同，b链和c链属于互补链

D.该过程遵循的碱基配对方式是A—T、T—A、G—C、C—G

答案B

解析图示为DNA分子复制过程，该过程需要DNA聚合酶和解旋酶的催化,

A正确；根尖分生区细胞不能进行减数分裂过程，B错误；DNA分子复制的方式

是半保留复制，a链和d链属于互补链，a链和b链属于互补链，c链和d链属于

互补链，故a链和c链中的碱基序列相同，b链和c链属于互补链，C正确；DNA

分子复制过程中遵循的碱基配对方式有A—T、T—A、G—C、C—G,D正确。

4.图1为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡（DNA

上正在复制的部分）;图2为图1中一个复制泡的模式图。下列说法错误的是（）

A.DNA聚合酶只能催化子链从5，一3,延伸

B.DNA的复制为边解旋边复制，多起点双向复制

C.一个DNA分子上出现多个复制泡可提高DNA复制效率

D.图2中酶甲为解旋酶，酶乙为DNA聚合酶或RNA聚合酶

答案D

解析根据图示，DNA聚合酶在母链上从3,一5,移动，说明其只能催化子链

从延伸，A正确；图2中酶甲为解旋酶，酶乙为DNA聚合酶，D错误。

5.双脱氧核苗酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核昔酸相似，能参与DNA

的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连

接上的是双脱氧核昔酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苜酸，子链延伸继

续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACGTA的单链模板、胸腺口密

碇双脱氧核昔酸和4种脱氧核苦酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链

最多有（）

A.2种B.3种C.4种D.5种

答案C

解析根据碱基互补配对原则，单链模板序列为GTACATACGTA,其合成的

子链为

CATGTATGCATo因为双脱氧核苗酸能使子链延伸终止，所以在胸腺喀咤双

脱氧核昔酸存在时，能形成CAT/GT/AT/GCAT/（“/”表示子链延伸终止处），由此可

见，可以形成4种不同长度的子链。

1•知识点三与DNA复制相关的计算

6.某一DNA中，A为200个，复制数次后消耗周围环境中含A的脱氧核营

酸3000个，该DNA已经复制了几次（）

A.4次B.3次C.5次D.6次

答案A

解析某DNA中含有腺瞟吟是200,复制〃次后消耗腺嚅吟脱氧核苗酸3000

个，则有关系式200X（2"-1）=3000,解得〃=4。

7.一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苗酸被32P标记及氨基酸被

标记的细菌体内，连续繁殖三代，含有32P和15N标记的噬菌体分别占子代噬菌

体总数的比例为（）

A.100%、100%B.25%、50%

C.50%、50%D.25%s0

答案A

解析噬菌体侵染细菌后在亲代噬菌体的DNA的作用下，以细菌细胞内的

脱氧核苗酸和氨基酸为原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳。细菌细胞内

脱氧核昔酸被32P标记，氨基酸被"N标记，则后代每个噬菌体都含有32P和"N。

•知识点四DNA复制与细胞分裂

8.用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞

转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的

染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（）

A.中期20和20、后期40和20

B.中期20和10、后期40和20

C.中期20和20、后期40和10

D.中期20和10、后期40和10

答案A

解析玉米的一个正常细胞中含有的染色体条数为20,有丝分裂过程中只有

后期染色体加倍（40）,其他时期染色体条数与体细胞都相同（20）,故无论经过几次

分裂，在有丝分裂中期染色体条数都是20,后期染色体条数都是40。据分析可知

有丝分裂中期、后期染色体条数分别为20和40条；由于DNA分子的半保留复

制，第一次有丝分裂完成时，每个DNA分子中都有1条链被32P标记；第二次有

丝分裂中期时，每条染色体含有2个DNA分子，一个DNA分子两条链均含Rp,

一个DNA分子一条链被32P标记，一条链含35，故被标记的染色体为20条，而

后期由于染色单体的分开，染色体加倍为40条，被标记的染色体只有一半，即

20条，A正确。

［能力提升］

9.下图表示洋葱根尖分生区某细胞内正在发生的某种生理过程，图中甲、乙、

丙均表示DNA分子，a、b、c、d均表示DNA的一条链，A、B表示相关酶。下

列相关叙述正确的是（）

A.图中酶A能使甲解旋，酶B在c链的形成及c链和d链的连接过程中发挥

作用

B.若该DNA分子含1000个碱基对，其中鸟瞟吟300个，第三次复制时需要

消耗游离的腺瞟吟脱氧核昔酸4900个

C.若图示过程发生在细胞核内，乙、丙分开的时期为减数分裂H后期

D.DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成双螺旋结构的骨架

答案D

解析图中酶A为解旋酶，能使DNA分子解开双螺旋，酶B为DNA聚合

酶，在合成新的子链c链的过程中发挥作用，但在子代DNA的c链和d链的连

接过程中不发挥作用，A错误；据碱基互补配对原则，该DNA分子含1000个碱

基对，其中鸟喋吟300个，由于A+G=l/2碱基总数，则腺喋吟为1000-300=

700（个），第三次复制时需要消耗游离的腺喋吟脱氧核昔酸=（23-22）X700=

2800（个），B错误；图示DNA复制过程发生在洋葱根尖细胞的细胞核内，洋葱根

尖分生区细胞只进行有丝分裂，乙、丙分开的时期为有丝分裂后期，C错误。

10.某DNA分子（两条链均含I4N）含有3000个碱基，腺喋吟占35%,若该

DNA分子用l5N同位素标记过的四种游离脱氧核昔酸为原料复制3次。将全部复

制产物进行密度梯度离心，得到如图1所示结果；如果将全部复制产物加入解旋

酶处理后再离心，则得到如图2所示结果。下列有关分析不正确的是（）

图।

A.X层全部是仅含14N的DNA

B.X层中含有的DNA数是Y层的1/3

C.W层与Z层的核苜酸链数之比为7：1

D.W层中l5N标记的胞喀嚏3150个

答案A

解析由于DNA分子复制为半保留复制，所以X层全部是含I4N和15N的

DNA,A错误；DNA分子复制了3次，产生2个DNA分子含和6N,6个

DNA分子只含"N,所以X层中含有的DNA数是Y层的1/3,B正确；由于DNA

分子复制了3次，产生了8个DNA分子，含16条脱氧核苜酸链，其中含I5N标

记的有14条链，所以W层与Z层的核苗酸链之比为14：2=7：1,C正确；由

于DNA分子复制了3次，产生了8个DNA分子，含16条脱氧核甘酸链，其中

含"N标记的有14条链，相当于7个DNA,每个DNA含有3000个碱基，腺喋

吟占35%,因此胞喀嚏占15%,共450个，所以W层中含L5N标记胞喀嚏为450X7

=3150(个),D正确。

H.如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。

请回答以下问题：

(1)图中甲有种碱基，有个游离的磷酸基团。从主链上看，

两条单链的方向,从碱基关系上看，两条单链_______O

(2)图乙的DNA分子复制过程中保证DNA分子复制精确无误的关键是

(3)若图乙的该DNA分子含有48502个碱基对，而子链延伸的速度为个

碱基对/min,则此DNA分子完成复制约需要30s,而实际只需要16s,根据题图

分析，这是因为；由图可知，延伸的子链紧跟着解旋酶，这说

明DNA分子复制是___________-

(4)DNA分子在复制过程中，某位点上的一个正常碱基(设为P)经诱变变成了

尿口密碇。该DNA分子连续复制两次，得到的4个子代DNA分子的相应位点上的

碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C-Go推测“P”可能是()

A.胸腺II密碇