《3.3 DNA的复制（第2课时）》学与练

学而优·教有方PAGEPAGE1第3章第3节第2课时DNA的复制课程标准学习目标概述DNA分子通过半保留方式进行复制。1.概述DNA复制的过程2.进行与DNA复制相关的问题计算自主梳理1.DNA分子复制的过程（1）DNA的复制是指的过程。在真核生物中，这一过程发生在，随着的复制而完成的。（2）复制开始时，在细胞提供的的驱动下，(图中序号)将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫做，既下图中序号对应过程。然后，(图中序号)等以解开的每一条为模板，以细胞中游离的4种(图中序号)为原料，按照原则，各自合成与母链互补的一条。随着模板链过程的进行，新合成的子链也在不断地延伸。同时，每条新链与其对应的盘绕成结构。这样，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个的DNA分子。图中⑤⑥⑦⑧序号处对应碳原子的序号依次是：。新复制出的两个子代DNA分子，通过分配到子细胞中去。2.DNA复制的特点和意义（1）DNA分子的复制是一个的过程，复制需要等基本条件。DNA分子独特的结构，为复制提供了精确的，通过，保证了复制能够准确地进行。（2）DNA分子通过复制，将从亲代传给了子代，从而保持了的连续性。预习检测1．某DNA分子有400个碱基对，其中胸腺嘧啶120个，那么DNA分子中含有的氢键和游离的磷酸基数分别是（）A．400个、2个B．400个、4个C．920个、800个D．1080个、2个2．某DNA中碱基总数为200个，A＋T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占DNA碱基总数的比例是（

）A．35% B．29% C．28% D．17.5%3．已知某DNA分子片段中有800个碱基，其中鸟嘌呤有220个，该DNA分子中含有胸腺嘧啶的个数是（）A．180 B．220 C．400 D．3604．DNA的一个单链中（A+G）/（T+C）=0．2，该比值在其互补链和整个DNA分子中分别是（）A．0．4和0．6 B．5和1．0 C．0．4和0．4 D．0．6和1．05．一条双链DNA分子,G和C占全部碱基的44%,其中一条链的碱基中,26%是A,20%是C,那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比是（

）A．28%和22% B．30%和24% C．26%和20% D．24%和30%6．已知DNA分子中，碱基对A=T以两个氢键相连，G=C以三个氢键相连。若某DNA分子中含100个腺嘌呤（占总数的20%），则该DNA分子中共有氢键（

）A．350个 B．500个 C．650个 D．1000个7．在果蝇DNA的碱基组成中，如果腺嘌呤占29．30％，那么鸟嘌呤的百分比是（）A．29．3％ B．20．7％ C．58．6％ D．41．4％8．已知某DNA分子中，C占全部碱基总数的17%，其中一条链中的A与G分别占该链碱基总数的37%和16%，则在它的互补链中，A与G占该链碱基总数的比例分别为（

）A．37%，16% B．29%，18% C．16．5%，17% D．33%，17%9.DNA复制时子链从5′端到3′端延伸，合成的两条链分别称为前导链和后随链，复制过程如图所示，下列相关叙述正确的是()A.DNA聚合酶作用的部位是氢键，DNA连接酶作用的部位是磷酸二酯键B.DNA聚合酶沿母链的3′端到5′端移动，两条子链都是由左向右合成C.DNA复制过程中解旋酶将两条链完全解旋后进行复制，可以减少复制所需时间D.引物在前导链的合成过程中引发一次，后连续合成，而后随链需多个引物参与10.将两个两条链均被3H标记的M基因导入某动物(2n＝40)精原细胞的染色体中，然后置于不含3H的培养液中培养，经过两次细胞分裂后产生4个子细胞，测定子细胞的染色体被标记情况。不考虑互换和染色体变异，下列叙述错误的是()A.4个子细胞中被3H标记的染色体总条数最多为4条，最少为2条B.每个子细胞中被3H标记的染色体所占比例可能有4种情况C.若4个子细胞中只有3个含有3H，则一定进行了有丝分裂D.若4个子细胞中只有2个含有3H，则一定进行了减数分裂11.下图是某染色体DNA分子的局部结构示意图。请据图分析回答：（1）该DNA分子有____个游离的磷酸基团，两条单链按_______方式盘旋成双螺旋结构。（2）如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，细胞在该培养液中分裂5次，DNA分子也复制5次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子数和含15N的DNA分子数的比例为________。（3）若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制5次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸_______个。►探究DNA的复制相关计算【情景材料】1个DNA片段含有脱氧核苷酸a个、腺嘌呤脱氧核苷酸b个，复制n次要消耗脱氧核苷酸多少个？其中腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？其中，第n次复制要消耗脱氧核苷酸多少个？其中腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？【问题探究】1.一个DNA经过n次复制，子代DNA的分子数有多少个？含亲代DNA分子链的DNA分子有几个？不含亲代DNA链的DNA有多少个？2.一个DNA分子经n次复制，子代DNA脱氧核苷酸链共有多少条？亲代DNA链有几条？新合成的脱氧核苷酸链有多少链？3.复制n次要消耗脱氧核苷酸多少个？其中消耗腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？4.第n次复制产生子代DNA多少个？要消耗脱氧核苷酸多少个？其中腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？其中，第n次复制要消耗脱氧核苷酸多少个？其中腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？要点归纳1．DNA分子复制的过程2．归纳法求解DNA分子中的碱基数1）在DNA双链中，嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A+G=T+C。2）在DNA双链中，互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中想等，即若在一条链中（A+T）/（G+C）=m，则在互补链及整个DNA分子中，（A+T）/（G+C）=m。3）在DNA双链中，非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中（A+G）/（T+C）=a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）=1/a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=13．分析DNA复制的相关计算1）将1个含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则2）DNA复制过程中消耗脱氧核苷酸数（若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个）（1）若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为：m·（2n－1）。（2）第n次复制所需该种脱氧核苷酸数目为：m·2n-1。【注意问题】1.DNA能够自我复制的基础是规则的双螺旋结构为复制提供了精确的模版，碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确进行。2.1个DNA分子复制1次产生2个DNA分子。3.DNA复制过程中，游离的脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成子链。4.1个DNA分子经过n次复制，产生的子代DNA分子数为2n个，且2n=2+(22－2)，其中n≥1，2指不论n是几，含亲代DNA分子链的都只有2个，不含亲代链的DNA分子都是22－2。5.1个DNA分子经过n次复制，产生的子代DNA分子的总链数为2n+1个，且2n+1=2+(22+1－2)，其中n≥1，2指不论n是几，含亲代DNA分子的链都只有2个，新合成的DNA链都是22+1－2。典例精讲【例1】下图为DNA复制过程模式图，下列相关分析错误的是（

）A．该过程可发生在细胞核中，也可发生在细胞质中B．酶②为DNA聚合酶，其作用是催化碱基对之间形成氢键C．该过程以游离的脱氧核苷酸为原料，并遵循碱基互补配对原则D．一般情况下，甲、乙两个子代DNA分子是完全相同的【答案】B【解析】由于DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，故图示DNA复制的场所可发生在细胞核、细胞质（线粒体和叶绿体）中，A正确；酶②为DNA聚合酶，其作用是催化一条DNA单链的磷酸二酯键的形成，B错误；DNA复制过程以游离的核苷酸为原料，并遵循碱基互补配对（A-T、G-C）原则，C正确；一般情况下，甲、乙两个子代DNA分子是完全相同的，子代DNA分子与亲代DNA分子所蕴含的遗传信息相同，D正确。【例2】如图表示真核细胞中核DNA的合成过程，下列相关叙述错误的是（）A．图示过程每个起点在一个细胞周期中只起始一次B．DNA聚合酶只能从引物的3'端连接脱氧核苷酸C．图中的酶能使A与U、G与C之间的氢键断裂D．图中DNA的复制为多起点半保留复制【答案】C【解析】在一个细胞周期中，DNA只复制一次，因此图示过程每个起点在一个细胞周期中只起始一次，A正确；DNA复制时，DNA聚合酶只能从引物的3'端连接脱氧核苷酸，因此子链只能从5'端向3'端延伸，B正确；图中的酶是解旋酶，能使DNA中的A与T、G与C之间的氢键断裂，C错误；据图可知，DNA的复制有多个起点；新合成的DNA保留了原来DNA分子中的一条链，所以DNA的复制是半保留复制，D正确。【例3】把含14N的大肠杆菌培养在氮源为15N的培养液中。完成一次细胞分裂后，再放回氮源为14N的环境中培养，DNA复制一次后，将大肠杆菌进行密度梯度离心，分离DNA，如果DNA是以半保留方式复制，则DNA组成分析应为（

）A．3/4轻氮型、1/4中间型 B．1/4轻氮型、3/4中间型C．1/2中间型、1/2重氮型 D．1/2轻氮型、1/2中间型【答案】D【解析】将含14N的大肠杆菌转移到含15N的培养液中，完成一次细胞分裂后所形成的2个子代DNA分子都是中间型，再放回原环境中复制一次后，形成4个DNA分子，其中有2个DNA分子的一条链含15N，另一条链含14N；另外2个DNA分子两条链均含14N，所以子代DNA组成分析为1/2轻氮型、1/2中间型。ABC错误，D正确。1．DNA分子复制的过程2．归纳法求解DNA分子中的碱基数1）在DNA双链中，嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A+G=T+C。2）在DNA双链中，互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中想等，即若在一条链中（A+T）/（G+C）=m，则在互补链及整个DNA分子中，（A+T）/（G+C）=m。3）在DNA双链中，非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中（A+G）/（T+C）=a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）=1/a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=13．分析DNA复制的相关计算1）将1个含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则2）DNA复制过程中消耗脱氧核苷酸数（若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个）（1）若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为：m·（2n－1）。（2）第n次复制所需该种脱氧核苷酸数目为：m·2n-1。1．关于DNA分子的复制方式曾有三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制，科学家以大肠杆菌为材料进行如图1实验，并分别在第6、13、20分钟时提取大肠杆菌DNA，经密度梯度离心后，测定紫外光吸收光谱，结果如图2中b、c、d所示，则下列说法错误的是（）

（注：大肠杆菌约20分钟繁殖一代；紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多）A．实验过程中需要提取亲代DNA分子，用于对照B．本实验不可以通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式C．若将实验产物加热至100℃后再离心，无论是哪种复制方式，每个峰值均等大D．将实验延长至40分钟，若为半保留复制，则峰值个数为2，一个峰值出现在Q点位置，另一个出现在Q点上方位置2．1958年,Meselson和Stahl用¹⁵N和¹⁴N标记大肠杆菌,并提取其DNA进行检测。某小组将含14N-DNA的大肠杆菌转移到含15NH4Cl的培养液中，培养24h后提取子代细菌的DNA，然后将DNA进行热变性处理（即解旋变成单链），再进行密度梯度离心，结果如图所示，离心管中出现的两种条带分别对应图中的两个峰。下列叙述不正确的是（

）A．定时取样大肠杆菌并提取其DNA进行离心，无法通过检测其放射性确定其在离心管中的位置B．随着大肠杆菌增殖代数的增加，离心管内距离离心轴最远处的DNA的含量比例减小C．由图中实验结果可推知该细菌的细胞周期大约为8hD．未经热变性处理的子代DNA进行密度梯度离心也能出现两种条带3．科学家用DNA分子的两条单链均只含有15N（表示为15N15N）的大肠杆菌作为实验材料，在以14NH4Cl为唯一氮源的普通培养液中繁殖一代后，在转移到以15NH4Cl为唯一氮源的普通培养液中繁殖两代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是（

）A．有15N14N和15N15N两种，其比例为1：3B．有15N14N和15N14N两种，其比例为3：1C．有15N14N和15N14N两种，其比例为3：1D．有15N14N和14N14N两种，其比例为1：34．“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是（）A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制B．离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体C．提取A组试管III沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32PD．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比5．结核分枝杆菌又称结核杆菌，是引起结核病的病原菌，可侵染全身器官，其中以肺结核最为常见。结核杆菌的拟核中含有裸露的环状双链DNA分子，假设该DNA分子中含有1000个碱基对，其中腺嘌呤有400个。下列相关叙述正确的是（

）A．结核杆菌拟核DNA分子的一条单链中，相邻的两个碱基通过磷酸二酯键连接B．一个结核杆菌的拟核DNA分子中含有两个游离的磷酸基团C．欲探究DNA的复制方式，可用15N标记结核杆菌的拟核DNA，并检测其子代DNA的放射性D．一个结核杆菌的拟核DNA分子复制3次，共需要4.2×103个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6．DNA在生物的遗传和变异中发挥着重要的作用，真核细胞内存在着游离于染色体基因组外的环状DNA（eccDNA）。某eccDNA分子中含有1200个碱基对，其中一条链上C+G所占的比例为60%。下列有关叙述错误的是（）A．DNA复制时，脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接到脱氧核苷酸链的3'端B．该eccDNA连续复制3次，会消耗3360个腺嘌呤脱氧核苷酸C．细胞缺水和营养不足将影响DNA的碱基组成D．DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接7．左氧氟沙星的作用机制是通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性，阻止细菌DNA的复制而导致细菌死亡。迄今为止，只在原核生物中发现了DNA旋转酶。下列相关叙述正确的是（

）A．左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶从而抑制人体细胞的DNA复制，故毒副作用很大B．DNA复制时以每条单链为模板，DNA聚合酶沿模板链的5'端向3'端方向移动C．一个含有m个腺嘌呤的DNA分子经过n次复制，共消耗腺嘌呤脱氧核苷酸m·2n-1个D．一个DNA在体外复制n次所得的DNA分子中，含有亲代母链的DNA分子占1/2n-18．如图为真核细胞内某基因（15N标记）的结构示意图，假设该DNA分子中有碱基5000对，A+T占碱基总数的56%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，下列叙述正确的是（）A．第4次复制过程中需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸17600个B．子代DNA中含15N的DNA比例为1/8C．④表示腺嘌呤，DNA聚合酶作用于①处D．②处碱基对丢失，一定会导致转录出的mRNA改变，但不一定引起生物性状改变9．大肠杆菌在含有15N标记的NH4Cl培养液中培养后，再转移到含有14N的普通培养液中培养，9小时后提取DNA进行分析，得出含15N的DNA占总DNA的比例1/16，则大肠杆菌的分裂周期是（）A．1.1小时 B．1.3小时C．1.8小时 D．2.2小时10．下列与某生物双链DNA的结构和复制有关的叙述，错误的是（

）A．从双链DNA的一端起始，若一条链从3'端到5'端，则另一条链为5'端到3'端B．不同细胞生物遗传信息存在差异的根本原因是其DNA的碱基排列顺序不同C．若该DNA中含m个碱基对，其中A占全部碱基的比例为n，则该DNA中氢键有3m+2mn个D．若亲代DNA被15N标记后置于14N培养基中复制x次，则含15N的DNA分子占总数的1/2(x-1)11．端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶，可合成染色体末端的DNA。端粒酶在人类肿瘤细胞中可被重新激活。如图所示，被激活的端粒酶可以维持肿瘤细胞的端粒长度，还可以启动特定的基因表达。端粒酶可结合并延长DNA分子末端的端粒酶识别序列，合成新的端粒重复序列。人工转录因子（转录激活物）表达之后，可以识别并结合端粒重复序列，激活效应基因表达载体上效应基因的表达，产生特定的物质杀灭癌细胞。回答下列问题：(1)②过程的原料是；若基因表达载体1来自质粒，则其基本骨架由交替排列构成。(2)过程③端粒酶结合并延长DNA分子末端端粒重复序列过程中，不同于DNA复制的碱基配对方式有。该肿瘤细胞中处于有丝分裂中期的染色体，含有的端粒个数是个。(3)图④经过端粒修复的完整的DNA分子的两条母链共含有X个碱基，将该DNA分子放在含有用32P标记的复制原料的培养液中复制a次，则获得的所有DNA分子的平均相对分子质量比原来增加。若图中效应基因的mRNA碱基总数是34+3n其中A+U占全部碱基的比例为40%，则以一个目的基因为模板，经连续复制三次，在此过程中消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数目至少是。第3章第3节第2课时DNA的复制课程标准学习目标概述DNA分子通过半保留方式进行复制。1.概述DNA复制的过程2.进行与DNA复制相关的问题计算自主梳理1.DNA分子复制的过程（1）DNA的复制是指的过程。在真核生物中，这一过程发生在，随着的复制而完成的。（2）复制开始时，在细胞提供的的驱动下，(图中序号)将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫做，既下图中序号对应过程。然后，(图中序号)等以解开的每一条为模板，以细胞中游离的4种(图中序号)为原料，按照原则，各自合成与母链互补的一条。随着模板链过程的进行，新合成的子链也在不断地延伸。同时，每条新链与其对应的盘绕成结构。这样，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个的DNA分子。图中⑤⑥⑦⑧序号处对应碳原子的序号依次是：。新复制出的两个子代DNA分子，通过分配到子细胞中去。2.DNA复制的特点和意义（1）DNA分子的复制是一个的过程，复制需要等基本条件。DNA分子独特的结构，为复制提供了精确的，通过，保证了复制能够准确地进行。（2）DNA分子通过复制，将从亲代传给了子代，从而保持了的连续性。【答案】1.（1）以亲代DNA为模板合成子代DNA细胞分裂前的间期染色体（2）能量解旋酶①解旋②DNA聚合酶③母链脱氧核苷酸④碱基互补配对子链解旋模板链双螺旋完全相同3’、5’、5’、3’细胞分裂2.（1）边解旋边复制模板、原料、能量和酶双螺旋模板碱基互补配对（2）遗传信息遗传信息预习检测1．某DNA分子有400个碱基对，其中胸腺嘧啶120个，那么DNA分子中含有的氢键和游离的磷酸基数分别是（）A．400个、2个B．400个、4个C．920个、800个D．1080个、2个【答案】D【解析】DNA分子是由两条脱氧核糖核苷酸链组成的两条链之间的碱基通过氢键连接形成碱基对，碱基对之间遵循A与T配对，G与C配对的配对原则，配对的碱基数量相等。由题意知，某DNA分子中含有400个碱基对，800个碱基，胸腺嘧啶T是120个，那么腺嘌呤A=T=120个，该DNA分子中G=C=（800-120×2）÷2=280个，又因为A=T对含有2个氢键，G=C对3个氢键，所以氢键数=120×2+280×3=1080个；根据DNA分子的结构特点可知一个双链的链状DNA分子有2个游离的磷酸基团，D正确。2．某DNA中碱基总数为200个，A＋T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占DNA碱基总数的比例是（

）A．35% B．29% C．28% D．17.5%【答案】D【解析】已知DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的44%，则C+G=C（a）+G（a）=56%，又已知一条链（a）上的G占该链碱基总数的21%，即G（a）=21%，则对应的另一条互补链(b)上的C（b）=21%，G（b）=56%-21%=35%，故另一条互补链(b)上的G占DNA碱基总数的比例是35%÷2=17.5%。3．已知某DNA分子片段中有800个碱基，其中鸟嘌呤有220个，该DNA分子中含有胸腺嘧啶的个数是（）A．180 B．220 C．400 D．360【答案】A【解析】在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，则A+C=G+T，即G+T占整个碱基数目的一半，所以胸腺嘧啶的数目=800÷2-220=180个。4．DNA的一个单链中（A+G）/（T+C）=0．2，该比值在其互补链和整个DNA分子中分别是（）A．0．4和0．6 B．5和1．0 C．0．4和0．4 D．0．6和1．0【答案】B【解析】假设第一条链中（A1+G1）/（T1+C1）=0.2，根据碱基互补配对原则A1=T2，G1=C2，则（A1+G1）/（T1+C1）=（T2+C2）/（A1+G2）=0.2，所以互补链中（A+G）/（T+C）=5；由于两条链中，A=T，G=C，所以在整个DNA分子中（A+G）/（C+T）=1。5．一条双链DNA分子,G和C占全部碱基的44%,其中一条链的碱基中,26%是A,20%是C,那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比是（

）A．28%和22% B．30%和24% C．26%和20% D．24%和30%【答案】B【解析】双链DNA分子，G和C占全部碱基的44%，且G1+C1=G2+C2=44%，则A+T的含量为56%，且A1+T1=A2+T2=56%，现已知A1=26%，C1=20%，那么其互补链，即A2=T1=56%-26%=30%，C2=G1=44%-20%=24%，即B正确。6．已知DNA分子中，碱基对A=T以两个氢键相连，G=C以三个氢键相连。若某DNA分子中含100个腺嘌呤（占总数的20%），则该DNA分子中共有氢键（

）A．350个 B．500个 C．650个 D．1000个【答案】C【解析】在双链DNA分子中，A=T、G=C，若某DNA分子中含100个腺嘌呤（占总数的20%），则该DNA分子中T=A=100个，碱基总数=100÷20%=500个。G=C=(500-100-100)÷2=150个，即该DNA分子中具有A-T碱基对100个，G-C碱基对150个。故氢键=100×2+150×3=650个。C正确，ABD错误。7．在果蝇DNA的碱基组成中，如果腺嘌呤占29．30％，那么鸟嘌呤的百分比是（）A．29．3％ B．20．7％ C．58．6％ D．41．4％【答案】B【解析】果蝇DNA是双链DNA分子，腺嘌呤和鸟嘌呤是两个不互补配对的碱基，之和是所有的碱基的一半，因此如果腺嘌呤占29.30％，那么鸟嘌呤的百分比是50%-29.30％=20.7％，B正确，ACD错误。8．已知某DNA分子中，C占全部碱基总数的17%，其中一条链中的A与G分别占该链碱基总数的37%和16%，则在它的互补链中，A与G占该链碱基总数的比例分别为（

）A．37%，16% B．29%，18% C．16．5%，17% D．33%，17%【答案】B【解析】已知某DNA分子中，G与C配对，则C＝G＝17%，A＝T＝50%﹣17%＝33%。其中一条链中的A与G分别占该链碱基总数的37%和16%，即A1＝37%、G1＝16%，根据碱基互补配对原则，双链DNA分子中，A＝（A1+A2）÷2，计算可得A2＝29%，同理，G2＝18%，B正确。9.DNA复制时子链从5′端到3′端延伸，合成的两条链分别称为前导链和后随链，复制过程如图所示，下列相关叙述正确的是()A.DNA聚合酶作用的部位是氢键，DNA连接酶作用的部位是磷酸二酯键B.DNA聚合酶沿母链的3′端到5′端移动，两条子链都是由左向右合成C.DNA复制过程中解旋酶将两条链完全解旋后进行复制，可以减少复制所需时间D.引物在前导链的合成过程中引发一次，后连续合成，而后随链需多个引物参与【答案】D【解析】DNA聚合酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键，A错误；据题干信息可知，子链的延伸方向为5′→3′，则DNA聚合酶是从母链的3′→5′方向移动，两条子链合成的方向相反，B错误；DNA复制为边解旋边复制，C错误；从图中分析可知，前导链的合成过程中需要一个引物参与，然后连续合成，而后随链则需要多个引物参与，合成的是DNA片段，D正确。10.将两个两条链均被3H标记的M基因导入某动物(2n＝40)精原细胞的染色体中，然后置于不含3H的培养液中培养，经过两次细胞分裂后产生4个子细胞，测定子细胞的染色体被标记情况。不考虑互换和染色体变异，下列叙述错误的是()A.4个子细胞中被3H标记的染色体总条数最多为4条，最少为2条B.每个子细胞中被3H标记的染色体所占比例可能有4种情况C.若4个子细胞中只有3个含有3H，则一定进行了有丝分裂D.若4个子细胞中只有2个含有3H，则一定进行了减数分裂【答案】D【解析】若两个M基因插入到两条染色体中，则共有4条DNA单链被标记，则该精原细胞进行两次有丝分裂或减数分裂，含3H的染色体共有4条，则4个子细胞中被标记染色体的总条数为4条；若2个M基因插入到同一条染色体上，则4个子细胞中被标记染色体的总条数为2条，A正确；M基因可能插入一条或两条染色体上，则有丝分裂和减数分裂产生的子细胞中被3H标记的染色体数可能为0、1、2，而有丝分裂产生的子细胞中染色体数目是减数分裂产生的子细胞的两倍，因此每个子细胞中被3H标记的染色体所占比例可能有4种情况，B正确；有丝分裂可能出现4个子细胞中只有3个含有3H，而减数分裂不会，C正确；有丝分裂和减数分裂产生的4个子细胞都可能是2个含有3H，还有两个不含3H，D错误。11.下图是某染色体DNA分子的局部结构示意图。请据图分析回答：（1）该DNA分子有____个游离的磷酸基团，两条单链按_______方式盘旋成双螺旋结构。（2）如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，细胞在该培养液中分裂5次，DNA分子也复制5次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子数和含15N的DNA分子数的比例为________。（3）若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制5次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸_______个。【答案】（1）2反向平行（2）1：16（3）31·(a/2－m)【解析】分析题图可知，图中①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鸟嘌呤，④是磷酸，⑤是胸腺嘧啶，⑥是脱氧核糖，⑦是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，⑧是脱氧核苷酸链。（1）DNA分子结构的主要特点之一：DNA分子是由两条链组成的，每一条链上含有1个游离的磷酸基团，因此该DNA分子有2个游离的磷酸基团，DNA分子中两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（2）将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中培养，细胞分裂5次，即DNA复制5次，获得32个DNA分子，其中有2个DNA分子同时含有14N和15N，30个DNA分子只含有15N，所以子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为2：32=1：16。（3）若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，所以胞嘧啶数为（a/2－m），复制5次，共增加DNA分子(25－1)=31个，故需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为31·(a/2－m)个。►探究DNA的复制相关计算【情景材料】1个DNA片段含有脱氧核苷酸a个、腺嘌呤脱氧核苷酸b个，复制n次要消耗脱氧核苷酸多少个？其中腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？其中，第n次复制要消耗脱氧核苷酸多少个？其中腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？【问题探究】1.一个DNA经过n次复制，子代DNA的分子数有多少个？含亲代DNA分子链的DNA分子有几个？不含亲代DNA链的DNA有多少个？2.一个DNA分子经n次复制，子代DNA脱氧核苷酸链共有多少条？亲代DNA链有几条？新合成的脱氧核苷酸链有多少链？3.复制n次要消耗脱氧核苷酸多少个？其中消耗腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？4.第n次复制产生子代DNA多少个？要消耗脱氧核苷酸多少个？其中腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？其中，第n次复制要消耗脱氧核苷酸多少个？其中腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？【答案】1.一个DNA经过n次复制，子代DNA的分子数有2n个,含亲代DNA分子链的DNA分子有2个？不含亲代DNA链的DNA有(2n－2)个。2.一个DNA分子经n次复制，子代DNA脱氧核苷酸链共有2n＋1条？亲代DNA链有2条？新合成的脱氧核苷酸链有(2n＋1－2)链。3.复制n次要消耗脱氧核苷酸(2n－1)×a个？其中消耗腺嘌呤脱氧核苷酸(2n－1)×b个，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸(2n－1)×（a/2－b）个。44.第n次复制产生子代DNA2n个？要消耗脱氧核苷酸（2n－1）×a个？其中消耗腺嘌呤脱氧核苷酸（2n－1）×b个，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸（2n－1）×（a/2－b）个。要点归纳1．DNA分子复制的过程2．归纳法求解DNA分子中的碱基数1）在DNA双链中，嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A+G=T+C。2）在DNA双链中，互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中想等，即若在一条链中（A+T）/（G+C）=m，则在互补链及整个DNA分子中，（A+T）/（G+C）=m。3）在DNA双链中，非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中（A+G）/（T+C）=a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）=1/a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=13．分析DNA复制的相关计算1）将1个含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则2）DNA复制过程中消耗脱氧核苷酸数（若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个）（1）若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为：m·（2n－1）。（2）第n次复制所需该种脱氧核苷酸数目为：m·2n-1。【注意问题】1.DNA能够自我复制的基础是规则的双螺旋结构为复制提供了精确的模版，碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确进行。2.1个DNA分子复制1次产生2个DNA分子。3.DNA复制过程中，游离的脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成子链。4.1个DNA分子经过n次复制，产生的子代DNA分子数为2n个，且2n=2+(22－2)，其中n≥1，2指不论n是几，含亲代DNA分子链的都只有2个，不含亲代链的DNA分子都是22－2。5.1个DNA分子经过n次复制，产生的子代DNA分子的总链数为2n+1个，且2n+1=2+(22+1－2)，其中n≥1，2指不论n是几，含亲代DNA分子的链都只有2个，新合成的DNA链都是22+1－2。典例精讲【例1】下图为DNA复制过程模式图，下列相关分析错误的是（

）A．该过程可发生在细胞核中，也可发生在细胞质中B．酶②为DNA聚合酶，其作用是催化碱基对之间形成氢键C．该过程以游离的脱氧核苷酸为原料，并遵循碱基互补配对原则D．一般情况下，甲、乙两个子代DNA分子是完全相同的【答案】B【解析】由于DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，故图示DNA复制的场所可发生在细胞核、细胞质（线粒体和叶绿体）中，A正确；酶②为DNA聚合酶，其作用是催化一条DNA单链的磷酸二酯键的形成，B错误；DNA复制过程以游离的核苷酸为原料，并遵循碱基互补配对（A-T、G-C）原则，C正确；一般情况下，甲、乙两个子代DNA分子是完全相同的，子代DNA分子与亲代DNA分子所蕴含的遗传信息相同，D正确。【例2】如图表示真核细胞中核DNA的合成过程，下列相关叙述错误的是（）A．图示过程每个起点在一个细胞周期中只起始一次B．DNA聚合酶只能从引物的3'端连接脱氧核苷酸C．图中的酶能使A与U、G与C之间的氢键断裂D．图中DNA的复制为多起点半保留复制【答案】C【解析】在一个细胞周期中，DNA只复制一次，因此图示过程每个起点在一个细胞周期中只起始一次，A正确；DNA复制时，DNA聚合酶只能从引物的3'端连接脱氧核苷酸，因此子链只能从5'端向3'端延伸，B正确；图中的酶是解旋酶，能使DNA中的A与T、G与C之间的氢键断裂，C错误；据图可知，DNA的复制有多个起点；新合成的DNA保留了原来DNA分子中的一条链，所以DNA的复制是半保留复制，D正确。【例3】把含14N的大肠杆菌培养在氮源为15N的培养液中。完成一次细胞分裂后，再放回氮源为14N的环境中培养，DNA复制一次后，将大肠杆菌进行密度梯度离心，分离DNA，如果DNA是以半保留方式复制，则DNA组成分析应为（

）A．3/4轻氮型、1/4中间型 B．1/4轻氮型、3/4中间型C．1/2中间型、1/2重氮型 D．1/2轻氮型、1/2中间型【答案】D【解析】将含14N的大肠杆菌转移到含15N的培养液中，完成一次细胞分裂后所形成的2个子代DNA分子都是中间型，再放回原环境中复制一次后，形成4个DNA分子，其中有2个DNA分子的一条链含15N，另一条链含14N；另外2个DNA分子两条链均含14N，所以子代DNA组成分析为1/2轻氮型、1/2中间型。ABC错误，D正确。1．DNA分子复制的过程2．归纳法求解DNA分子中的碱基数1）在DNA双链中，嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A+G=T+C。2）在DNA双链中，互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中想等，即若在一条链中（A+T）/（G+C）=m，则在互补链及整个DNA分子中，（A+T）/（G+C）=m。3）在DNA双链中，非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中（A+G）/（T+C）=a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）=1/a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=13．分析DNA复制的相关计算1）将1个含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则2）DNA复制过程中消耗脱氧核苷酸数（若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个）（1）若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为：m·（2n－1）。（2）第n次复制所需该种脱氧核苷酸数目为：m·2n-1。1．关于DNA分子的复制方式曾有三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制，科学家以大肠杆菌为材料进行如图1实验，并分别在第6、13、20分钟时提取大肠杆菌DNA，经密度梯度离心后，测定紫外光吸收光谱，结果如图2中b、c、d所示，则下列说法错误的是（）

（注：大肠杆菌约20分钟繁殖一代；紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多）A．实验过程中需要提取亲代DNA分子，用于对照B．本实验不可以通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式C．若将实验产物加热至100℃后再离心，无论是哪种复制方式，每个峰值均等大D．将实验延长至40分钟，若为半保留复制，则峰值个数为2，一个峰值出现在Q点位置，另一个出现在Q点上方位置【答案】C【解析】实验过程中需要提取亲代DNA分子，用于与子代DNA对照，A正确；15N不具有放射性，故本实验不能通过测定放射性强度来确定DNA的复制方式，B正确；若将实验产物加热至100℃后再离心，则得到DNA单链，全保留和半保留每个峰值均等大，但与分散复制峰值不同，C错误；若为半保留复制，则40分钟后（DNA复制两代）会出现15N/14N-DNA和14N/14N-DNA两种数量相等的DNA分子，出现峰值个数为2，一个峰值出现在Q点位置，另一个出现在Q点上方位置，D正确。2．1958年,Meselson和Stahl用¹⁵N和¹⁴N标记大肠杆菌,并提取其DNA进行检测。某小组将含14N-DNA的大肠杆菌转移到含15NH4Cl的培养液中，培养24h后提取子代细菌的DNA，然后将DNA进行热变性处理（即解旋变成单链），再进行密度梯度离心，结果如图所示，离心管中出现的两种条带分别对应图中的两个峰。下列叙述不正确的是（

）A．定时取样大肠杆菌并提取其DNA进行离心，无法通过检测其放射性确定其在离心管中的位置B．随着大肠杆菌增殖代数的增加，离心管内距离离心轴最远处的DNA的含量比例减小C．由图中实验结果可推知该细菌的细胞周期大约为8hD．未经热变性处理的子代DNA进行密度梯度离心也能出现两种条带【答案】B【解析】定时取样大肠杆菌并提取其DNA进行离心，无法通过检测其放射性确定其在离心管中的位置，因为15N没有放射性，A正确；随着大肠杆菌增殖代数的增加，离心管内距离离心轴最远处的DNA的含量比例会增大，因为后期是放到含15N的培养液中培养，因此含15N的条带会越来越多，B错误；根据DNA半保留复制的特点和图示信息可知，含14N的单链为两条，含15N的单链为14条，共有8个双链DNA分子，该细菌24小时经过了三次复制，故细胞周期大约为8h，C正确；若子代DNA直接密度梯度离心，则出现2种带，分别为14N/15N-DNA带和15N/15N-DNA带，D正确。3．科学家用DNA分子的两条单链均只含有15N（表示为15N15N）的大肠杆菌作为实验材料，在以14NH4Cl为唯一氮源的普通培养液中繁殖一代后，在转移到以15NH4Cl为唯一氮源的普通培养液中繁殖两代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是（

）A．有15N14N和15N15N两种，其比例为1：3B．有15N14N和15N14N两种，其比例为3：1C．有15N14N和15N14N两种，其比例为3：1D．有15N14N和14N14N两种，其比例为1：3【答案】A【解析】根据DNA半保留复制原理，将两条单链均只含有15N（表示为15N15N）的大肠杆菌在以14NH4Cl为唯一氮源的普通培养液中繁殖一代后，得到的2个子代DNA均为15N14N-DNA，再将其转移到15NH4Cl为唯一氮源的普通培养液中繁殖两代，会得到2个15N14N-DNA和6个15N15N-DNA，比例为1：3，A正确,BCD错误。4．“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是（）A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制B．离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体C．提取A组试管III沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32PD．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比【答案】C【解析】噬菌体侵染大肠杆菌实验，主要是证明DNA是遗传物质，同时也证明了DNA能自我复制，能控制蛋白质的合成，但不能证明DNA是以半保留方式复制的，A错误；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体、蛋白质外壳与大肠杆菌分离，释放出子代噬菌体，搅拌不充分，35S标记的噬菌体及蛋白质外壳没有和大肠杆菌分离而随大肠杆菌到了沉淀物中，这样会造成沉淀物放射性偏高，B错误；35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内。经多次半保留复制，A组试管中沉淀中少量DNA含有32P，C正确；当用噬菌体侵染大肠杆菌后,如果培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌体内释放出来；若培养时间过短，则上清液中放射性强度会变大，即培养时间过短或过长都会导致放射性强度变大，D错误。5．结核分枝杆菌又称结核杆菌，是引起结核病的病原菌，可侵染全身器官，其中以肺结核最为常见。结核杆菌的拟核中含有裸露的环状双链DNA分子，假设该DNA分子中含有1000个碱基对，其中腺嘌呤有400个。下列相关叙述正确的是（

）A．结核杆菌拟核DNA分子的一条单链中，相邻的两个碱基通过磷酸二酯键连接B．一个结核杆菌的拟核DNA分子中含有两个游离的磷酸基团C．欲探究DNA的复制方式，可用15N标记结核杆菌的拟核DNA，并检测其子代DNA的放射性D．一个结核杆菌的拟核DNA分子复制3次，共需要4.2×103个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸【答案】D【解析】结核杆菌拟核DNA分子的一条单链中，相邻的两个碱基通过-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-连接，A错误；与链状DNA分子不同，结核杆菌拟核DNA分子是环状结构，没有游离的磷酸基团，B错误；15N没有放射性，因此不能通过检测其子代DNA的放射性来判断其复制方式，C错误；结核杆菌的拟核DNA分子中含有1000个碱基对，其中腺嘌呤有400个，则胞嘧啶数目为1000-400=600个，复制3次，共需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为（23-1）×600=4.2×103，D正确。6．DNA在生物的遗传和变异中发挥着重要的作用，真核细胞内存在着游离于染色体基因组外的环状DNA（eccDNA）。某eccDNA分子中含有1200个碱基对，其中一条链上C+G所占的比例为60%。下列有关叙述错误的是（）A．DNA复制时，脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接到脱氧核苷酸链的3'端B．该eccDNA连续复制3次，会消耗3360个腺嘌呤脱氧核苷酸C．细胞缺水和营养不足将影响DNA的碱基组成D．DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接【答案】C【解析】DNA复制时，子链的延伸方向是5'端→3'端，在DNA聚合酶的作用下，脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链的3'端，A正确；该eccDNA分子中含有1200个碱基对，其中一条链上C+G所占的比例为60%，由碱基互补配对原则可知，该eccDNA分子中C+G所占的比例为60%，A=T=1200×2×（1－60%）÷2=480个，该eccDNA连续复制3次，会消耗（23-1）×480=3360个腺嘌呤脱氧核苷酸，B正确；细胞缺水和营养不足不会影响DNA的碱基组成，C错误；DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接，C与G之间存在3个氢键，A与T之间存在两个氢键，D正确。7．左氧氟沙星的作用机制是通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性，阻止细菌DNA的复制而导致细菌死亡。迄今为止，只在原核生物中发现了DNA旋转酶。下列相关叙述正确的是（

）A．左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶从而抑制人体细胞的DNA复制，故毒副作用很大B．DNA复制时以每条单链为模板，DNA聚合酶沿模板链的5'端向3'端方向移动C．一个含有m个腺嘌呤的DNA分子经过n次复制，共消耗腺嘌呤脱氧核苷酸m·2n-1个D．一个DNA在体外复制n次所得的DNA分子中，含有亲代母链的DNA分子占1/2n-1【答案】D【解析】左氧氟沙星通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性，阻止细菌DNA的复制而导致细菌死亡，迄今为止，只在原核生物中发现了DNA旋转酶，所以左氧氟沙星不会抑制DNA聚合酶的活性从而抑制人体细胞的DNA复制，A错误；DNA复制时以每条链为模板，DNA聚合酶只能沿模板链的3'端→5'端方向移动，子链延伸方向是5'端→3'端，B错误；一个含有m个腺嘌呤的DNA分子经过n次复制，由于DNA进行半保留复制，所以共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸（2n-1）×m个，C错误；一个DNA复制n次后形成2n个DNA分子，其中含有亲代母链的DNA分子有2个，占1/2n-1，D正确。8．如图为真核细胞内某基因（15N标记）的结构示意图，假设该DNA分子中有碱基5000对，A+T占碱基总数的56%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，下列叙述正确的是（）A．第4次复制过程中需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸17600个B．子代DNA中含15N的DNA比例为1/8C．④表示腺嘌呤，DNA聚合酶作用于①处D．②处碱基对丢失，一定会导致转录出的mRNA改变，但不一定引起生物性状改变【答案】A【解析】DNA分子中有碱基5000对，A+T=56%，则C+G=44%×10000=4400，C=G=2200，第4次复制过程中需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸=2200××24-1=17600个，A正确；连续复制4次，形成的