资源描述
考点一 DNA分子复制的过程、特点及相关计算
[典例引领]
【典例1】 一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是( )
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104个
B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
解析 该DNA分子中A－T碱基对的数目为5 000×2×20%＝2 000个，G－C碱基对的数目为5 000－2 000＝3 000个，则该DNA分子中含有的氢键数目为
2 000×2＋3 000×3＝1.3×104个；该复制过程需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为
(23－1)×3 000＝21 000个；子代中含32 P的单链与含31P的单链之比为2∶(23×2－2)＝1∶7；子代中含32 P与只含31P的DNA分子数之比为2∶(23－2)＝1∶3。
答案 B
【典例2】 (2022·上海卷)某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示其次次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是( )
解析 DNA的复制方式为半保留复制，复制后不存在亲代的DNA分子(双链均为白色)，排解A、B项；其次次复制后得到的4个DNA分子中，每个DNA分子各有1条链是其次次复制形成的(黑色)，排解C项。进一步分析可知D项符合题意。
答案 D
1．DNA的复制
(1)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。
(2)过程特点：边解旋边复制。
(3)影响DNA复制的外界条件
(4)DNA复制的精确 性
①一般状况下，DNA分子能精确 地进行复制。
缘由：DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制供应精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够精确 地进行。
②在特殊状况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可以造成碱基配对发生差错，引发基因突变。
2．DNA复制相关计算时4个易错点
(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区分，前者包括全部的复制，但后者只包括最终一次复制。
(2)碱基的数目单位是“对”还是“个”。
(3)在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)另外，还要看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。
[跟进题组]
1．(2022·浙江温州八校联考，19)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培育基中连续复制4次。下列结果不行能的是( )
A．含有14N的DNA分子占7/8
B．含有15N的脱氧核苷酸链占1/16
C．复制过程中需游离腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．复制后共产生16个DNA分子
解析 DNA进行的是半保留复制，又因所用培育基含14N，所以后代含14N的DNA分子占100%，A错误；1个DNA分子连续复制4次会得到16个DNA分子，32条脱氧核苷酸链，其中有2条脱氧核苷酸链为母链(含15N)，位于两个子代DNA分子中，故含15N的脱氧核苷酸链占1/16，B、D正确；DNA分子中不配对的两种碱基之和等于碱基总数的一半，C与A不配对，故该DNA中A有200×－60＝40个，而该DNA分子连续复制4次会得到16个DNA，相当于新合成15个DNA分子，故需要游离腺嘌呤脱氧核苷酸15×40＝600(个)，C正确。
答案 A
2．如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是( )
A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制
B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP
C．从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的
D．DNA在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制
解析 DNA分子的复制是边解旋边复制。
答案 D
考点二 DNA分子半保留复制
[典例引领]
【典例】 DNA的复制方式可以通过设想来进行猜测，可能的状况是全保留复制、半保留复制、分散复制三种。到底是哪种复制方式呢？下面设计试验来证明DNA的复制方式。
试验步骤：
a．在氮源为14N的培育基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对比)。
b．在氮源为15N的培育基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。
c．将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培育基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分别，不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
试验猜测：
(1)假如与对比(14N/14N)相比，子代Ⅰ能辨别出两条DNA带：一条________带和一条________带，则可以排解________。
(2)假如子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排解________，但不能确定是________。
(3)假如子代Ⅰ只有一条中密度带，再连续做子代ⅡDNA密度鉴定：若子代Ⅱ可以分出________和________，则可以排解分散复制，同时确定半保留复制；假如子代Ⅱ不能分出________密度两条带，则排解________，同时确定为________。
解析 从题目中的图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔连接而成的。
答案 (1)轻(14N/14N) 重(15N/15N) 半保留复制和分散复制 (2)全保留复制 半保留复制还是分散复制 (3)一条中密度带 一条轻密度带 中、轻 半保留复制
分散复制
试验探究DNA的复制方式
1．试验材料：大肠杆菌。
2．试验方法：放射性同位素标记法和密度梯度离心法。
3．试验假设：DNA以半保留的方式复制。
4．试验过程(如图)
5．试验预期：离心后应消灭3条DNA带(如上图)。(依据标记状况作答)
(1)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。
(2)中带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。
(3)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。
6．试验结果：与预期的相符。
7．试验结论：DNA分子的复制方式是“半保留复制”。
名师点睛 如图为将15N标记的DNA分子放入14N培育基中连续培育两代的状况如下：
[跟进题组]
1．将一个用15N标记的DNA放到14N的培育基上培育，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，图中分别代表复制1次、2次、3次后的分层结果是( )
A．c、e、f B．a、e、b
C．a、b、d D．c、d、f
解析 DNA分子的复制特点是半保留复制，一个用15N标记的DNA在14N
的培育基上培育，复制1次后，每个DNA分子的一条链含15N，一条链含14N，离心后全部位于中密度带，对应图中的c；复制2次后，产生4个DNA分子，其中含15N、14N的DNA分子为2个，只含14N的DNA分子为2个，离心后一半位于中密度带，一半位于低密度带，对应图中的e；复制3次后，产生8个DNA分子，其中含15N、14N的DNA分子为2个，只含14N的DNA分子为6个，离心后少部分位于中密度带，大部分位于低密度带，对应图中的f。
答案 A
2．细菌在15N培育基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培育基中培育，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分别，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是( )
A．子一代DNA应为② B．子二代DNA应为①
C．子三代DNA应为④ D．亲代的DNA应为⑤
解析 由题意可知，子一代的DNA应为全中(14N、15N)，即图②；子二代DNA应为1/2中(14N、15N)、1/2轻(14N、14N)，即图①；子三代DNA应为1/4中(14N、15N)、3/4轻(14N、14N)，即图③，而不是全轻(14N、14N)，即图④；亲代的DNA应为全重(15N、15N)，即图⑤。
答案 C
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