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2017高考考点一遍过生物课标通用第4辑:考点4 DNA的复制

资料类别: 生物/同步

所属版本: 通用

所属地区: 全国

上传时间:2016/11/30

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考点4  DNA的复制

一、DNA半保留复制的实验证据
1.实验材料和方法:以大肠杆菌为实验材料,运用放射性同位素示踪技术。
实验过程
a.用15N标记的NH4Cl培养大肠杆菌数代,获得子代大肠杆菌的DNA;
b.将上述大肠杆菌转移至含14N的普通培养液中培养;
c.提取在14N培养液中分裂一次后形成的大肠杆菌的DNA;
d.提取在14N培养液中分裂二次后形成的大肠杆菌的DNA;
e.将提取的三类DNA进行密度梯度离心,记录离心后试管中DNA的位置。
3.实验现象:试管中出现条DNA带。
实验结论:DNA的复制是以的方式进行的。 DNA分子的复制
(2)时间:有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
(3)条件:

(4)过程: 
(5)方式:半保留复制。
(6)特点:边解旋边复制。
(7)结果:1个DNA分子→子代DNA分子。

(9)DNA分子准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板,通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。


1.如图表示发生在细胞核内的某生理过程,其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是

A.此过程需要ATP和尿嘧啶脱氧核苷酸
B.真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核
C.b中(A+G)/(T十C)的比值一定与c中的相同
D.正常情况下a、d链将会分到不同的细胞中去
【参考答案】D
【解题思路】图示过程表示细胞核内的DNA复制,而尿嘧啶这种碱基是RNA中特有的碱基,因此不存在尿嘧啶脱氧核苷酸,A项错误;真核生物细胞中,DNA复制可以发生在细胞核、线粒体和叶绿体中,B项错误;a、d为亲代DNA分子的模板链,b、c为新形成的子链,DNA分子复制过程中,形成的子链与非模板链完全相同,与模板链互补,分析图示可知, b链和d链均与a链互补配对,因此b中(A+G)/(T+C)的比值一定与d中的相同,C项错误;DNA复制为半保留复制,一般发生在有丝分裂或减数分裂过程中,正常情况下a、d两条模板链分别参与两个子代DNA分子的组成,而这两个子代DNA分子将会随着细胞分裂而分到不同的细胞中去,D项正确。
2.已知一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对,其中腺嘌呤(A)有40个,在不含15N的培养液中经过n次复制后,不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1,需游离的胞嘧啶(C)为m个,则n、m分别是
A.3      900                    B.4      900         
C.4      420                    D.3      420
【参考答案】B
【解题思路】被15N标记的DNA分子不管复制多少次,其子代DNA分子中必然有两个DNA分子携带15N标记。根据不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1,可知共得到DNA分子16个,则DNA分子需要复制4次;根据题中腺嘌呤有40个,可知A=T=40,G=C=60,16个DNA分子共需要60×16个胞嘧啶(C),除去开始时作为模板的DNA分子,还需要胞嘧啶(C)的个数为960-60=900个。

DNA分子复制中的相关计算
DNA分子的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,其结果分析如下:

(1)DNA分子数
①子代DNA分子数=2n个;
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个;
③不含亲代DNA链的子代DNA分子数=(2n-2)个。
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条;
②亲代脱氧核苷酸链数=2条;
③新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n-1)个;
②第n次复制所需该脱氧核苷酸数=2n个DNA分子中该脱氧核苷酸数-2n-1个DNA分子中该脱氧核苷酸数=2n·m-m·2n-1=m·(2n-2n-1)=m·2n-1。

1.(2016新课标全国卷2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
1.【答案】C
【解析】DNA无法解旋,会影响DNA的复制和转录,使细胞周期停留在间期癌细胞的增殖方式为有丝分裂,阻断DNA复制,可抑制癌细胞增殖。

1.下列关于DNA复制的叙述,正确的是
A.DNA分子在解旋酶的作用下,水解形成脱氧核苷酸
B.在全部解旋之后才开始碱基配对
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.复制后,每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链
2.DNA—般能准确复制,其原因是
①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板    
②DNA复制发生于细胞周期的间期 
③碱基互补配对是严格的                
④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A.②④                   B.②③     
C.①④                   D.①③
3.具有100个碱基对的一个DNA分子区段,内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制4次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为
A.60个                    B.120个         
C.180个                   D.240个
4.某含有1 000个碱基对的环状DNA分子,其中含腺嘌呤300个。该DNA分子复制时,首先1链被断开形成3'、5'端口,接着5'剪切端与2链发生分离,随后DNA分子以2链为模板,通过滚动从1链的3'端开始延伸子链,同时还会以分离出来的5'端单链为模板合成另一条子链,其过程如图所示。下列相关叙述错误的是

A.该DNA分子中每个脱氧核糖都有两个磷酸基团与之相连
B.外链充当了1链延伸时的引物,需要DNA聚合酶的催化作用
C.复制过程中2条链分别作模板,且边解旋边复制
D.若该DNA连续复制3次,则第三次共需要鸟嘌呤4 900个
5.5-BrU(5—溴尿嘧啶)既可以与A配对,又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞,接种到含有A、G、C、T、5—BrU五种核苷酸的适宜培养基上,至少需要经过几次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到C—C的替换
A.2次                    B.3次     
C.4次                    D.5次
6.将一个用15N标记的DNA放到含14N的培养基上培养,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次后的分层结果的是

A.c、e、f                   B.a、e、b       
 C.a、b、d                 D.c、d、f
7.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入含14N的培养基中培养,抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离,如图①~⑤为可能的结果,下列叙述错误的是

A.第三次分裂的子代DNA应为③
B.第—次分裂的子代DNA应为⑤
C.第二次分裂的子代DNA应为①
D.亲代的DNA应为⑤
8.某基因(14N)含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到图甲结果;如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到图乙结果。下列有关分析正确的是

A.X层全部是仅含14N的基因
B.W层中含15N标记的胞嘧啶有6 300个
C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3
D.W层与Z层的核苷酸数之比是1∶4

1.【答案】D
【解析】解旋酶的作用是使DNA分子解旋,打开双链,A错误;DNA分子复制是边解旋边复制的过程,B错误;解旋后以一条母链为模板按照碱基互补配对原则合成一条子链,C错误;DNA分子复制后,每个新DNA分子都各含有一条母链和一条子链,D正确。
2.【答案】D
【解析】①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板是DNA分子精确复制的原因之一,①正确;②DNA分子复制发生在细胞周期的间期与精确复制无关,②错误;③碱基互补配对原则是DNA分子能精确复制的原因之一,③正确;④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同是DNA分子精确复制的结果,不是精确复制的原因,④错误。故选D。
3.【答案】C
【解析】已知该DNA分子区段具有100个碱基对,即200个碱基,其中含有40个胸腺嘧啶(T),根据碱基互补配对原则,A=T=40个,则C=G=100-40=60个。根据DNA半保留复制的特点,如果该DNA连续复制4次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为(22-1)×60=180(个)。
4.【答案】D
【解析】环状DNA分子的每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连,A项正确;DNA复制是以亲代DNA分子的每一条链为模板进行的,而且是边解旋边复制,需要DNA聚合酶参与催化,B、C项正确;已知由1 000个碱基对组成的环状DNA分子中,A(腺嘌呤)=T=300个,则G(鸟嘌呤)=C=(1 000×2-300-300)÷2=700(个),若该DNA连续复制3次,则第三次共需要鸟嘌呤的数目为(23-1)×700-(22-1)×700=2 800(个),D项错误。
5.【答案】B
【解析】5-BrU既可以与A配对,又可以和C配对。进行第一次复制时会出现模板链上的碱基A与5-BrU配对;进行第二次复制时会出现5-BrU与C配对;进行第三次复制时会出现C与G配对。综上分析,需要经过3次复制,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到G—C的替换,B项正确。
6.【答案】A
【解析】由于DNA分子的复制是半保留复制,一个用15N标记的DNA在含14N的培养基上培养,复制一次后,每个DNA分子的一条链含15N,一条链含14N,离心后全部位于中间层,故对应图中的c;复制两次后,产生4个DNA分子,其中含15N和14N的DNA分子为2个,位于中间层,只含14N的DNA分子为2个,离心后位于小密度层,故对应图中的e;复制三次后,产生8个DNA分子,其中含15N和14N的DNA分子为2个,位于中间层,只含14N的DNA分子为6个,离心后位于小密度层,故对应图中的f。故选A。
7.【答案】B
【解析】随着复制次数增加,离心后都含有中带和轻带两个条带,轻带相对含量增加,即图中③,A正确;被15N标记的DNA放在含14N的培养基中培养,复制1次形成2个DNA分子,一条含有15N,一条含有14N,离心形成中带,即图中的②,B错误;复制两次后形成了4个DNA分子,2个DNA分子一条含有15N,一条含有14N,离心形成中带,2个DNA分子都只含有14N,离心形成轻带,即图中①,C正确;细菌在含15N的培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,即DNA分子的两条链都是15N,离心后形成重带,即图中的⑤,D正确。
8.【答案】C
【解析】由于DNA分子复制为半保留复制,所以X层全部是含14N和15N的基因,A错误。DNA分子复制了3次,产生了8个DNA分子,含16条脱氧核苷酸链,其中含15N标记的脱氧核苷酸链有14条。含有3 000个碱基的DNA分子中,腺嘌呤占35%,因此胞嘧啶占15%,共450个。所以W层中含15N标记的胞嘧啶有450×14÷2=3 l50个,B错误;在DNA分子中,碱基对之间通过氢键相连,DNA分子复制了3次,产生的8个DNA分子中,2个DNA分子含14N和15N,6个DNA分子只含15N,所以X层中含有的氢键数是Y层的1/3,C正确。由于DNA分子复制了3次,产生了8个DNA分子,含16条脱氧核苷酸链,其中含15N标记的脱氧核苷酸链有14条,所以w层与Z层的核苷酸数之比为14∶2=7∶1,D错误。

DNA复制过程中的相关计算
DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结果分析如下:
(1)子代DNA分子数为2n个。
①含有亲代链的DNA分子数为2个。
②只含亲代链的DNA分子数为0个。
③不含亲代链的DNA分子数为(2n-2)个。
④含子代链的DNA分子数有2n个。
(2)子代脱氧核苷酸链数为2n+1条。
①亲代脱氧核苷酸链数为2条。
②新合成的脱氧核苷酸链数为(2n+1-2)条。
(3)若模板DNA中含有m个碱基,其中A有a个,则:
①连续复制n次需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为(m/2-a)×(2n-1)个。
②第n次复制需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为 (m/2-a)×2n-1个。














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