資源簡介

第3章 基因的本質
3.3 DNA的復制
1.概括 DNA 分子構造的主要特點。
2.概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。
通過展示林志穎和兒子Kimi的照片進行提問：這對父子長相為何如此相似？原因是遺傳物質DNA通過復制傳遞給子代。引入新課學習。
新課講授
對DNA復制的推測
半保留復制
沃森和克里克提出半保留復制假說。該假說認為新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。
全保留復制
全保留復制假說認為新合成的親代DNA的雙鏈都是新合成的。
分散復制
分散復制假說認為DNA復制完成后，親代DNA雙鏈被切割成小片段分散在新合成的DNA雙鏈中。
[提問]：究竟哪種假說才是正確的呢？可以通過假說—演繹法來探究一下。
知識點01 對DNA復制的推測
方法：假說-演繹法
1.提出問題：DNA的復制方式是三種方式中的哪一種？
2.作出假設：
①半保留復制：形成的兩個DNA分子各有一條鏈來自親代，另一條鏈是新形成的
②全保留復制：新復制出的兩個DNA分子，一個是親代的，另一個是新形成的
③彌散復制：新復制出的兩個DNA分子每條鏈中既有母鏈片段又有新形成的片段
3.演繹推理：同位素示蹤技術 大腸桿菌 同位素(15N)示蹤（繁殖快，20min一代） 密度梯度離心
4.實驗驗證：
5.得出結論：DNA的復制方式為半保留復制
知識點02 DNA的復制
1.DNA復制的場所和時期 場所：細胞核（主要）、線粒體和葉綠體
時期：有絲分裂和減數第一次分裂前的間期
2.DNA復制的必需的條件 模板：DNA兩條鏈為模板
原料：4種游離的脫氧核苷酸
能量：ATP
酶：解旋酶和DNA聚合酶等
3.DNA復制的方式和特點 方式：半保留復制
特點： 半保留復制、邊解旋邊復制
4.DNA復制的結果：形成2條DNA
5.DNA復制的意義：（1）將遺傳信息從親代傳遞給了子代，保持了遺傳信息的連續性
（2）復制出現差錯，產生的影響可能很大，也可能沒有
6.DNA能夠準確復制的原因：（1）DNA獨特的雙螺旋結構提供精確模板
（2）通過堿基互補配對原則保證了復制的準確進行
知識點03 相關計算
1.已知一條全部N原子被15N標記的DNA分子（親代），轉移到含14N的培養基上培養n代,其結果如下，回答下列問題：
分子總數___2n_____ 只含15N的分子__0____
含15N 14N的分子__2___ 只含14N的分子_2n-2__
含14N的分子___2n__ 脫氧核苷酸鏈總數__2n+1__
含15N的鏈為__2___ 含14N的鏈為__2n+1-2__
2.雙鏈DNA中，含某種堿基a個，復制n次，則需加入該堿基或脫氧核苷酸a×(2n -1) 個。
3.雙鏈DNA中，含某種堿基a個，第n次復制，則需加入該堿基或脫氧核苷酸a×2n-1 個。
4.雙鏈DNA不論復制多少代，產生的DNA分子中含母鏈的DNA分子總是2個，含母鏈也是2條。
一、探究DNA復制的方式
1.提出假說
DNA復制的可能方式有三種：半保留復制、全保留復制以及分散復制。
設計實驗
完成【學習任務一】
請同學們以小組為單位討論相關問題：
如果要通過實驗區分DNA復制方式的三種假說，那么實驗中區分的關鍵是什么？
實驗重點要能區別在子代DNA分子中兩條鏈的來源。
如何區分來自模板DNA的母鏈和新合成的DNA子鏈呢？
利用同位素標記法，先將細菌培養在只含有15N的培養基里，得到被15N標記的親代DNA，再將細菌轉移至只含14N的培養基里，這樣，新合成的子鏈就是含14N的。
（3）如何測定子代DNA帶有同位素標記的情況？
利用密度梯度離心技術，由于含有不同氮元素使DNA分子密度不同，經離心后會分布在離心管的不同位置。
15N/15N標記的DNA，其密度最大，經離心后離心管中會出現一條重帶；只有一條單鏈被15N標記的，其密度居中，經離心后離心管中會出現一條中帶，如果兩條單鏈都沒有被15N標記，其密度最小，離心后離心管中會出現一條輕帶。
完成【學習任務二】
進行演繹推理，根據不同假說，預測實驗結果：
親代DNA 子一代DNA 子二代DNA
DNA標記類型 離心后試管中位置 DNA標記類型 離心后試管中位置 DNA標記類型 離心后試管中位置
半保留復制
全保留復制
演繹推理
實驗驗證
1958年梅塞爾森和斯塔爾兩位科學家以大腸桿菌為實驗材料，利用同位素標記技術和密度梯度離心法進行了相關實驗。最終實驗結果與半保留復制假說預測的結果相同，最終得出結論。
實驗結論
DNA的復制是以半保留的方式進行的。
探究一、為了探究DNA的復制過程，科學家做了下列實驗。
實驗一：將大腸桿菌中提取出的DNA聚合酶加到含有足量的四種脫氧核苷酸的試管中。在適宜溫度條件下培養，一段時間后，測定其中的DNA含量。
實驗二：在上述試管中加入少量單鏈DNA和ATP，其他條件均適宜，一段時間后，測定其中的DNA含量。
實驗三：取四支試管，分別放入等量的四種脫氧核苷酸、等量的ATP和等量的DNA聚合酶，再在各試管中分別放入等量的四種DNA分子，它們分別是枯草桿菌、大腸桿菌、小牛胸腺細胞、T2噬菌體的DNA。在適宜溫度條件下培養一段時間，測定各試管中殘留的每一種脫氧核苷酸含量。分析以上實驗，回答下列問題：
(1)大腸桿菌中與DNA復制相關酶有 ，DNA能夠準確復制的原因除了其獨特的雙螺旋結構提供精確的模板外，還包括 。
(2)與實驗一相比，實驗二中測定出DNA含量增多，這說明DNA的復制除了酶、原料外，還需要 。實驗三要探究的是四種生物DNA分子的脫氧核苷酸的組成是否相同，若結果發現 ，則說明四種生物DNA分子的脫氧核苷酸組成不同。
(3)科學家又進一步實驗研究DNA復制與減數分裂的關系：將某卵原細胞（2N＝4）中每對同源染色體中的一條染色體DNA分子兩條鏈用15N標記，再將該卵原細胞放在14N的環境中進行減數分裂，那么減數第一次分裂后期的初級卵母細胞中含有14N的染色單體有 條；減數第二次分裂中期的次級卵母細胞中含有15N標記的染色體有 條。其產生含有15N標記的卵細胞的概率為 。
【答案】(1) 解旋酶、DNA聚合酶 通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行
(2) DNA模板和ATP 各試管中殘留的每一種脫氧核苷酸的含量不同
(3) 8 0或1或2 3/4
【分析】1、DNA分子的復制時間：有絲分裂和減數分裂間期；
2、條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）；
3、結果：一條DNA復制出兩條DNA；
4、特點：半保留復制、邊解旋邊復制。
【詳解】（1）細胞中DNA復制相關酶有解旋酶、DNA聚合酶等。DNA能夠準確復制的原因①DNA具有獨特的雙螺旋結構能為復制提供模板②通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行。
（2）圖中實驗一加入DNA聚合酶和脫氧核苷酸，但缺少DNA模板和ATP（能量），則不能測出DNA。要探究四種生物DNA分子的脫氧核苷酸的組成是否相同，可以根據實驗結果中各試管中殘留的每一種脫氧核苷酸得含量不同來說明四種生物DNA分子的脫氧核苷酸組成不同。
（3）由題意可知，含有4條即2對同源染色體，其中有2條即每對同源染色體僅有一條染色體上的DNA分子兩條鏈均被15N標記的某卵原細胞在14N的環境中進行減數分裂，依據DNA分子半保留復制的原理，當DNA即染色體復制結束時，2條被15N標記的染色體所含有的4條染色單體上的DNA分子的均為一條鏈含15N，另一條鏈含14N，因此處于減數第一次分裂后期的初級卵母細胞中所有染色單體都含有14N。減數第一次分裂的主要特點是同源染色體分離，分別移向細胞兩極，因染色體減移向細胞兩極的過程是隨機的，所以減數第一次分裂結束時所形成的次級卵母細胞中所含有的被15N標記的染色體數是0或1或2。減數第二次分裂后期由于著絲點分裂，1條染色體形成2條子染色體，因此處于減數第二次分裂后期的次級卵母細胞中含有15N標記的染色體有0或2或4條，其產生含有15N標記的卵細胞的概率為3/4。
【點睛】本題主要考查DNA分子的結構和復制，要求考生識記DNA分子的結構，掌握DNA分子復制的過程、時期、條件、特點、方式及意義，能結合所學的知識準確答題。
探究二、圖1表示噬菌體侵染大腸桿菌的部分過程，圖2所示的是赫爾希和蔡斯利用同位素標記法完成的噬菌體侵染大腸桿菌實驗的部分實驗過程。
請回答下列問題。
(1)圖1中噬菌體侵染大腸桿菌的正確順序：B→ →C。
(2)由圖2實驗結果分析，用于標記噬菌體的同位素是 （填“35S”或“32P”），請完成標記T2噬菌體的操作步驟；
①配制適合大腸桿菌生長的培養基，在培養基中加入用放射性標記的 ，作為合成DNA的原料。
②在培養基中接種大腸桿菌，培養一段時間后，再用 培養T2噬菌體。
(3)圖2實驗結果表明，經離心處理后上清液中具有很低的放射性，請分析該現象出現的可能原因有 。
(4)噬菌體侵染大腸桿菌后，合成子代噬菌體的蛋白質外殼需要 。
①大腸桿菌的DNA及其氨基酸 ②噬菌體的DNA及其氨基酸
③噬菌體的DNA和大腸桿菌的氨基酸 ④大腸桿菌的DNA及噬菌體的氨基酸
(5)若1個帶有32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，大腸桿菌裂解后釋放出100個子代噬菌體，其中帶有32P標記的噬菌體有 個，出現該數目說明DNA的復制方式是 。
(6)在35S組實驗中，保溫時間和上清液放射性強度的關系為 。
【答案】(1)D→A→E
(2) 32P （4種）脫氧核苷酸 此細菌（或此標記的大腸桿菌）
(3)培養時間過短，部分噬菌體未侵入大腸桿菌體內；培養時間過長，增殖的子代噬菌體從大腸桿菌內釋放出來
(4)③
(5) 2 半保留復制
(6)④
【分析】噬菌體侵染細菌的實驗設計思路：設法把DNA和蛋白質分開，直接地、單獨地去觀察它們的作用。T2噬菌體僅僅由DNA和蛋白質構成， 其外殼由蛋白質構成，內部有DNA。蛋白質含有特異性的S元素，而DNA含有特異性的P元素。DNA復制特點是半保留復制。
(1)
T2噬菌體在侵染大腸桿菌之后，就會在自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增殖，當噬菌體增殖到一定數量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。B是噬菌體吸附在大腸桿菌表面，D是噬菌體將DNA注入大腸桿菌，A是合成子代噬菌體的DNA和蛋白質，E是組裝成子代噬菌體，C是釋放出子代噬菌體，因此，正確的排列順序是B→D→A→E→C。
(2)
圖2沉淀物的放射性較高，上清液的放射性較低，可知32P的DNA進入細菌，所以該組是32P標記的噬菌體。DNA的基本單位是脫氧核苷酸，DNA的特有元素是P。在培養基中接種大腸桿菌，培養一段時間后，32P標記大腸桿菌，T2噬菌體是病毒，能寄生在大腸桿菌里，進而得到32P標記的噬菌體。
(3)
若用32P標記的噬菌體侵染細菌實驗中，從理論上講噬菌體已將含32P標記的DNA全部注入到大腸桿菌內，所以上清液放射性應該為0，而實驗數據和理論數據之間有較大的誤差。原因有二：一是如果保溫時間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，使上清液出現放射性；二是保溫時間如果過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液，也會使上清液的放射性升高。
(4)
T2噬菌體在侵染大腸桿菌之后，就會在自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分。合成子代噬菌體的蛋白質外殼需要噬菌體的DNA和大腸桿菌的氨基酸 。
(5)
DNA是半保留復制，1個帶有32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，32P標記的的兩條DNA鏈分別進入兩個子代DNA中，進而組裝成兩個子代噬菌體。
(6)
在35S組實驗中，35S標記蛋白質外殼，蛋白質外殼不進入大腸桿菌，上清液是蛋白質外殼，所以上清液的放射性強度和保溫時間沒有關系，保持不變。
【點睛】理解噬菌體侵染細菌的實驗設計思路，理解該實驗各步操作的目的，分析實際實驗結果不符合理論實驗結果的原因。理解DNA的半保留復制。
探究三、科學家早期推測DNA的復制可能有三種方式。
1958年，科學家將大腸桿菌在含有15NH4Cl的培養液中培養若干代（親代），使DNA雙鏈被充分標記，再轉移到含有14NH4C1的培養液中連續繁殖兩代（子代I和子代II），逐代提取DNA樣品，離心，探究DNA的復制方式：

(1)實驗分析：
①如果子代I能分辨出兩條DNA帶：一條 帶和一條 帶，則說明是 。
②如果子代I只有一條中密度帶，則可能是 或 。
③再繼續做子代II的DNA密度鑒定：若子代II的DNA離心后有 位于中帶， 位于輕帶，則可以確定DNA分子的復制方式是半保留復制；若子代II的DNA離心后不能分出中、輕兩條密度帶，則DNA分子的復制方式是 。
(2)實驗結果證明DNA是半保留復制，若上述實驗中大腸桿菌繁殖n代，提取DNA離心后，輕帶、中帶、重帶的比值為 。
【答案】(1) 輕 重 全保留復制 半保留復制 分散復制 1/2/50% 1/2/50% 分散復制
(2)（2n-2）：2：0
【分析】分析實驗的原理可知，由于15N與14N的質量不同，形成的DNA的相對質量不同，若DNA分子的兩條鏈都是15N，DNA分子的相對質量最大，離心后分布在試管的下端，如果DNA分子的兩條鏈含有14N，相對質量最輕，離心后分布在試管上端。
【詳解】（1）①若DNA分子的復制方式是全保留復制，則得到的2個DNA分子分別是15N/15N和14N/14N，離心后能分辨出輕和重兩條密度帶。
②結合①可知，如果子代I離心后只有1條中等密度帶，則肯定不可能是全保留復制，可能是半保留復制或分散復制。
③若是半保留復制，則子代均為15N/14N，子代II離心后能分出中、輕兩條密度帶，且各占1/2；若是分散復制，子代DNA離心后不能分出中、輕兩條密度帶。
（2）若實驗結果證明DNA是半保留復制，上述實驗中大腸桿菌繁殖n代，得到2n個DNA分子，其中有個DNA分子是15N/14N，其余的（2n-2）個DNA分子都是14N/14N，故提取DNA離心后，輕帶、中帶、重帶的比值為（2n-2）：2：0。
一、DNA的復制
DNA復制始于基因組中的復制起點，即啟動蛋白的靶標位點。一旦復制起點被識別，啟動蛋白就會募集其他蛋白質一起形成前復制復合物，從而解開雙鏈DNA，形成復制叉。復制叉的形成是多種蛋白質及酶參與的較復雜的過程。這些酶包括單鏈DNA結合蛋白和DNA解鏈酶。單鏈DNA結合蛋白作用是保證解旋酶解開的單鏈在復制完成前能保持單鏈結構，不起解旋作用。 DNA解鏈酶能通過水解ATP獲得能量以解開雙鏈DNA。
兩條單鏈DNA復制的引發過程有所差異，但是不論是前導鏈還是后隨鏈，都需要一段RNA引物用于開始子鏈DNA的合成。因此前導鏈與后隨鏈的差別在于前者從復制起始點開始按5’→3’持續的合成下去，不形成岡崎片段，后者則隨著復制叉的出現，不斷合成岡崎片段。
多種DNA聚合酶在DNA復制過程中扮演不同的角色。在大腸桿菌中，DNA Pol III是主要負責DNA復制的聚合酶。它在復制分支上組裝成復制復合體，具有極高的持續性，在整個復制周期中保持完整。DNA Pol I是負責用DNA替換RNA引物的酶，還具有5'至3'外切核酸酶活性，并利用其外切核酸酶活性降解RNA引物。
在復制叉附近，形成了以兩套DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引發體和螺旋構成的類似核糖體大小的復合體，稱為DNA復制體。復制體在DNA前導鏈模板和滯后鏈模板上移動時便合成了連續的DNA前導鏈和由許多岡崎片段組成的滯后鏈。在DNA合成延伸過程中主要是DNA聚合酶Ⅲ的作用。當岡崎片段形成后，DNA聚合酶Ⅰ通過其5'→3'外切酶活性切除岡崎片段上的RNA引物，同時，利用后一個岡崎片段作為引物由5'→3'合成DNA。最后兩個岡崎片段由DNA連接酶將其接起來，形成完整的DNA滯后鏈。
DNA復制的終止發生在特定的基因位點，即復制終止位點。該位點的終止位點序列被與該序列結合的阻止DNA復制的蛋白質識別并結合，阻止了復制叉前進，復制終止。
二、DNA復制的特點：
半保留復制：DNA在復制時，以親代DNA的每一個單鏈作模板，合成完全相同的兩個雙鏈子代DNA，每個子代DNA中都含有一個親代DNA鏈，這種現象稱為DNA的半保留復制。
有一定的復制起始點：DNA在復制時，需在特定的位點起始，這是一些具有特定核苷酸排列順序的片段，即復制起始點（復制子）。在原核生物中，復制起始點通常為一個，而在真核生物中則為多個。
需要引物（primer)：DNA聚合酶必須以一段具有3'端自由羥基（3'-OH）的RNA作為引物，才能開始聚合子代DNA鏈。
雙向復制：DNA復制時，以復制起始點為中心，向兩個方向進行復制。但在低等生物中，也可進行單向復制。
半不連續復制：由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA鏈，因此兩條親代DNA鏈作為模板聚合子代DNA鏈時的方式是不同的。以3'→5'方向的親代DNA鏈作模板的子代鏈在聚合時基本上是連續進行的，這一條鏈被稱為領頭鏈（前導鏈）。而以5'→3'方向的親代DNA鏈為模板的子代鏈在聚合時則是不連續的，這條鏈被稱為隨從鏈（滯后鏈）。DNA在復制時，由隨從鏈所形成的一些子代DNA短鏈稱為岡崎片段。
【例題解析】
【例1】細菌在15N培養基中繁殖數代后,使細菌DNA的含氮堿基皆含有15N,然后再移入14N培養基中培養,提取其子代的DNA經離心分離,下圖①~⑤為可能的結果,下列敘述錯誤的是(　　)。
A.第一次分裂的子代DNA應為⑤
B.第二次分裂的子代DNA應為①
C.第三次分裂的子代DNA應為③
D.親代的DNA應為⑤
【解析】親代DNA為15N/15N,如圖⑤;經第一次分裂所形成的子代DNA應均為15N/14N,如圖②;第二次分裂的子代DNA為15N/14N和14N/14N,且數量比為1∶1,如圖①;第三次分裂的子代DNA為15N/14N和14N/14N,且數量比為1∶3,如圖③。故選A
【例2】下圖為真核細胞DNA復制過程的模式圖,據圖分析,下列相關敘述不正確的是(　　)。
A.由圖示得知,DNA復制的方式是半保留復制
B.解旋酶能使雙鏈DNA解開,且需要消耗ATP
C.從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向都是5'-端到3'-端
D.DNA聚合酶的作用位點為兩條脫氧核苷酸鏈之間的氫鍵
【解析】由圖示可知,新合成的每個DNA中,都保留了原來DNA中的一條鏈,因此DNA復制的方式是半保留復制,A正確;解旋酶使DNA雙鏈解開,該過程需要消耗ATP,B正確;DNA復制的時候只能從5'-端向3'-端延伸,C正確;DNA聚合酶的作用位點為一條鏈中相鄰的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵,D不正確。故選D
【例3】若兩條鏈都含32P的DNA分子的相對分子質量是M,兩條鏈都不含32P的DNA分子的相對分子質量為N。現將含32P的DNA的細菌放在不含32P的培養基上讓其分裂a次,則子代細菌的DNA的平均相對分子質量是(　　)。
A.[N(2a-2)+M]/2a　　　B.[N(2a-1)+M]/2a
C.[M(2a-2)+N]/2a D.[N(2a-1)+M]/(2a-2)
【解析】根據DNA分子半保留復制的特點分析,細菌分裂a次后得到2a個DNA分子,兩條鏈都含32P的DNA有0個,兩條鏈都不含32P的DNA有(2a-2)個,只有一條鏈含32P的DNA有2個。根據題干信息可求得子代細菌的DNA的平均相對分子質量是{(2a-2)×N
+[(M+N)/2]×2}/2a=[N(2a-1)+M]/2a。故選B
【例4】下列有關DNA復制過程的敘述中，正確的順序是（　　）
①互補堿基對之間氫鍵斷裂
②互補堿基對之間氫鍵合成
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對
⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結構
A．①③④⑤② B．③①⑤④②
C．①④②⑤③ D．③①④②⑤
【答案】D
【解析】
DNA復制是以親代DNA分子為模板，合成子代DNA的過程。DNA復制時期：有絲分裂和減數分裂前的間期。
【詳解】
DNA復制過程為：（1）解旋：需要細胞提供能量，在解旋酶的作用下，互補堿基對之間氫鍵斷裂，兩條螺旋的雙鏈解開；（2）合成子鏈：以解開的每一段母鏈為模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，互補堿基對之間氫鍵形成，合成與母鏈互補的子鏈；（3）形成子代DNA分子：延伸子鏈，母鏈和相應子鏈盤繞成雙螺旋結構。
故選D。
【例5】下列關于DNA分子復制的敘述，錯誤的是（ ）
A．模板是親代DNA B．原料是氨基酸
C．邊解旋邊復制 D．半保留復制
【答案】B
【解析】
DNA復制時間：有絲分裂和減數分裂間期DNA復制條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）DNA復制過程：邊解旋邊復制。DNA復制特點：半保留復制。DNA復制結果：一條DNA復制出兩條DNA。DNA復制意義：通過復制，使親代的遺傳信息傳遞給子代，使前后代保持一定的連續性。
【詳解】
A、DNA復制的模板是親代DNA分子的兩條鏈，A正確；
B、DNA復制的原料是脫氧核苷酸，B錯誤；
C、DNA復制是邊解旋邊復制的過程，C正確；
D、DNA復制方式是半保留復制，子代DNA分子一條鏈來自親代，一條鏈是新合成的，D正確。
故選B。
【例6】以DNA的一條鏈“－G－T－C－A－”為模板，經復制后得到的對應子鏈堿基的排列順序是（ ）
A．－C－A－G－T－ B．－U－A－G－C－
C．－T－A－C－C－ D．－T－U－G－T－
【答案】A
【解析】
堿基互補配對原則是指在DNA分子結構中，由于堿基之間的氫鍵具有固定的數目和DNA兩條鏈之間的距離保持不變，使得堿基配對必須遵循一定的規律，這就是A（腺嘌呤）一定與T（胸腺嘧啶）配對，G（鳥嘌呤）一定與C（胞嘧啶）配對，反之亦然，DNA的復制、轉錄和翻譯、RNA的復制和逆轉錄過程中都會發生堿基互補配對原則。
【詳解】
根據堿基互補配對原則（A與T配對，C與G配對），若DNA分子的一條母鏈上的部分堿基排列順序為－G－T－C－A－，則以此鏈為模板，經復制后得到的對應子鏈的堿基排列順序是－C－A－G－T－，故A符合題意。
故選A。
【例7】某雙鏈DNA分子含有200個堿基對，其中一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶1∶3∶5.下列關于該DNA分子的敘述，正確的是（　　）
A．共有20個腺嘌呤脫氧核苷酸
B．4種堿基的比例為A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2
C．若該DNA分子中的這些堿基隨機排列，排列方式最多有4200種
D．若該DNA分子連續復制兩次，則需480個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸
【答案】D
【解析】
已知一-條鏈上A：T： G：C=1：1：3：5,即A1：T1：G1：C1=1：1：3：5，根據堿基互補配對原則可知另一條鏈中A2：T2：G2：C2=1：1：5：3，該基因中含有200個堿基對，即400個堿基，則A1=T2=20，T1=A2=20， G1=C2=60，C1=G2=100，即該DNA分 子中A=T=40個，C=G=160個。
【詳解】
A、由以上分析可知，該DNA片段中共有40個腺嘌呤脫氧核苷酸，A錯誤；
B、由以上分析可知，該DNA分子中A=T=40個，C=G=160個，則四種含氮堿基A：T： G ：C= 1：1：4：4，B錯誤；
C、由于堿基比例已經確定，因此該DNA分子中的堿基排列方式少于4200種，C錯誤；
D、由以上分析可知，該DNA分子含有胞嘧啶脫氧核苷酸160個，根據DNA半保留復制特點，該基因片段連續復制兩次，需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸(22 - 1) 160 = 480個，D正確。
故選D。
【例8】下列屬于DNA分子結構特點的是（ ）
A．雙鏈直線結構 B．單鏈直線結構
C．雙鏈螺旋結構 D．單鏈螺旋結構
【答案】C
【解析】
DNA分子結構的主要特點：
1、DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的雙螺旋結構；
2、DNA的外側由脫氧核糖和磷酸交替連接構成的基本骨架，內側是堿基通過氫鍵連接形成的堿基對；
3、堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則，即A與T配對、C與G配對。
【詳解】
根據分析可知，DNA分子為雙螺旋結構，ABD錯誤，C正確。
故選C。
【例9】下列有關真核細胞 DNA分子復制的敘述，錯誤的是 （ ）
A．是邊解旋邊復制的過程 B．可在細胞核和核糖體上進行
C．DNA的兩條鏈均可作模板 D．需要四種脫氧核苷酸作原料
【答案】C
【解析】
DNA分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程，復制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行。
【詳解】
A、DNA分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程，A正確；
B、對于真核細胞而言，DNA分子的復制主要在細胞核中，少量在線粒體和葉綠體中。核糖體是蛋白質合成的場所，B錯誤；
C、DNA分子的復制時兩條鏈均可作模板，C正確；
D、DNA分子的基本單位是四種脫氧核苷酸，所以復制時需要，D正確。
故選D。
【例10】．如圖為真核生物DNA的結構（圖甲）及發生的生理過程（圖乙），請據圖答題：
（1）圖甲為DNA的結構示意圖，其基本骨架由_____和______（填序號）交替排列構成，④為______。
（2）堿基配對遵循_______原則。
（3）從圖甲中可以看出，組成DNA分子的兩條鏈的方向是________的。
（4）圖乙為______過程，圖中所示的酶為__________ 酶，作用于圖甲中的_______（填序號）。
【答案】 ① ② 胞嘧啶脫氧核苷酸 堿基互補配對原則 反向平行 DNA復制 解旋 ⑨
【解析】
分析甲圖：①為磷酸，②為脫氧核糖，③為胞嘧啶，④為胞嘧啶脫氧核苷酸，⑤為腺嘌呤，⑥為鳥嘌呤，⑦為胸腺嘧啶，⑧為胞嘧啶，⑨為氫鍵，⑩為磷酸二酯鍵。
分析乙圖：乙圖表示DNA分子復制過程。
【詳解】
（1）DNA的基本骨架由①磷酸和②脫氧核糖交替排列構成；圖中④為胞嘧啶脫氧核苷酸。
（2）堿基配對遵循堿基互補配對原則，A（腺嘌呤）與 T（胸腺嘧啶）配對，G（鳥嘌呤）與C（胞嘧啶）配對。
（3）由甲圖DNA的平面結構圖可知，組成DNA分子的兩條鏈的方向是反向平行的。
（4）圖乙為DNA復制過程，圖中所示的酶能將雙鏈DNA打開，因此為解旋酶，其作用于圖甲中的⑨氫鍵。
【點睛】
本題主要考查DNA分子的結構以及復制等內容，識記相關知識是解答本題的關鍵。
【例11】如圖所示，圖甲中的DNA分子有a和d兩條鏈，將圖甲中某一片段放大后如圖乙所示，結合所學知識回答下列問題：
（1）圖甲中，A和B均是DNA分子復制過程中所需要的酶，其中B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，則A是_____________酶，B是_______________酶。
（2）在綠色植物根尖細胞中進行圖甲過程的場所有 ________________________。
（3）圖乙中，5是___________。3的中文名稱是________________，DNA分子的基本骨架由__________和___________(用文字表示)交替連接而成；DNA分子一條鏈上相鄰的脫氧核苷酸通過_____________________連接。
【答案】 解旋酶 DNA聚合酶 細胞核、線粒體 脫氧核糖 鳥嘌呤 磷酸 脫氧核糖 磷酸二酯鍵
【解析】
1、分析甲圖可知，該圖是DNA分子復制過程，A的作用是使DNA分子的雙螺旋結構解開，形成單鏈DNA，因此A是DNA解旋酶，B是催化以DNA單鏈d為模板形成DNA分子的子鏈c，因此B是DNA聚合酶，由圖可以看出形成的新DNA分子中都含有一條模板鏈和一條子鏈，因此DNA分子的復制是半保留復制；
2、分析圖乙可知，該圖是DNA分子的平面結構，1是堿基C，2是堿基A，3是堿基G，4是堿基T，5是脫氧核糖，6是磷酸，7是脫氧核糖核苷酸，8是堿基對，9是氫鍵，10是脫氧核糖核苷酸鏈。
【詳解】
（1）A的作用是使DNA分子的雙螺旋結構解開，形成單鏈DNA，因此A是DNA解旋酶，B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，是DNA聚合酶。
（2）圖甲是DNA分子復制過程，在綠色植物根尖細胞中進行圖甲過程的場所有細胞核和線粒體。
（3）乙圖是DNA分子的平面結構，其中5是脫氧核糖，3和C堿基互補配對，其的中文名稱是鳥嘌呤，DNA分子的基本骨架由磷酸和脫氧核糖交替連接而成；DNA分子一條鏈上相鄰的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接。
【點睛】
對于DNA分子的結構和DNA分子復制過程和特點的理解和綜合應用是本題考查的重點，屬于考綱識記和理解層次的考查。
【例11】圖為DNA（片段）平面結構模式圖。請回答下列問題
（1）②、④、⑥的中文名稱分別是_______、_______、______。
（2）DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按______________方式盤旋成____________結構。
（3）DNA在復制時，需要的酶主要是________和_________。
（4）DNA分子復制的方式是_____________________（填半保留復制或全保留復制），在真核細胞中進行的主要場所是______________________。
【答案】 脫氧核糖 胞嘧啶脫氧（核糖）核苷酸 鳥嘌呤 反向平行 雙螺旋 解旋酶 DNA聚合酶 半保留復制 細胞核
【解析】
分析題圖：①是磷酸，②是脫氧核糖，③是胞嘧啶，④是胞嘧啶脫氧核苷酸，⑤是腺嘌呤，⑥是鳥嘌呤，⑦是胞嘧啶，⑧是胸腺嘧啶。
【詳解】
（1）根據分析可知，②是脫氧核糖，④是胞嘧啶脫氧核苷酸，⑥是鳥嘌呤。
（2）DNA的兩條鏈按反向平行的方式盤旋成雙螺旋結構。
（3）DNA復制時需要解旋酶和DNA聚合酶。
（4）DNA分子的復制方式半保留復制，在真核細胞中復制的主要場所是細胞核。
【點睛】本題考查了DNA的結構及DNA復制的相關知識，考查學生的識記能力，比較簡單。
【基礎提升】
1．用32P標記玉米精原細胞（染色體數量為20條）所有DNA分子的雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，在細胞減數第二次分裂的中期、后期，一個細胞中被32P標記的染色體條數分別是
A．中期20、后期20 B．中期10、后期20
C．中期20、后期10 D．中期10、后期10
2．下列關于DNA分子復制過程的敘述，正確的是（　　）
A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核苷酸
B．DNA獨特的雙螺旋結構就能保證DNA的準確復制
C．解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈
D．每條子鏈與其模板鏈形成一個新的DNA分子
3．下列有關同位素示蹤法的應用，敘述錯誤的是（ ）
A．在噬菌體侵染大腸桿菌實驗中，不用C、H等元素標記DNA和蛋白質的原因是二者中都含有C、H等元素
B．在噬菌體侵染大腸桿菌實驗中，如果可以通過檢測區分出是35S還是32P的放射性，則可以用35S和32P對同一組噬菌體進行標記
C．在探究植物有機物和無機物的運輸途徑過程中，可同時提供14CO2和KH14CO3，并檢測放射性出現的部位和含量
D．證明DNA半保留復制實驗中用15N標記NH4Cl培養液來培養大腸桿菌，是通過產物的質量不同來進行區分的
4．用15N標記一個DNA分子的兩條鏈，讓該DNA分子在14N的培養液中連續復制3次，則含15N的子代DNA分子個數是（ ）
A．32 B．16 C．8 D．2
5．若將即將進入有絲分裂間期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含 3H 標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養液中，培養至第二次分裂中期。下列有關敘述不正確的是（ ）
A．形成的 DNA 分子有一半只有一條脫氧核苷酸鏈含3H
B．形成的 DNA 分子一半兩條脫氧核苷酸鏈均含3H
C．所有染色體的 DNA 分子中，含 3H 的脫氧核苷酸鏈占總鏈數的3/4
D．每條染色體中，只有一條染色單體含3H
6．下列有關雙鏈DNA的結構和復制的敘述，正確的是（　　）
A．DNA分子復制需要模板、原料、酶和ATP等條件
B．DNA分子中每個脫氧核糖均連接著兩個磷酸基團
C．DNA分子一條鏈上相鄰的堿基通過氫鍵連接
D．DNA聚合酶催化兩個游離的脫氧核苷酸之間的連接
7．下圖為大腸桿菌的細胞分裂過程，其DNA含有m個脫氧核苷酸，相關說法正確的是（　　）
A．大腸桿菌的染色體呈環狀結構
B．大腸桿菌進行DNA復制時需要線粒體提供能量
C．大腸桿菌DNA的合成過程中脫去m個水分子
D．大腸桿菌的分裂方式是無絲分裂
8．下列關于遺傳學史上重要探究活動的敘述，錯誤的是（ ）
A．孟德爾用統計學方法分析實驗結果發現了遺傳規律
B．薩頓運用類比推理的方法提出基因在染色體上的假說
C．赫爾希和蔡斯用對比實驗證明DNA是遺傳物質
D．沃森和克里克用放射性同位素標記法證明了DNA的雙螺旋結構
9．現有DNA分子的兩條鏈均只含有31P（表示為31P31P）的大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有32P的培養基中繁殖一代，再轉到含有31P的培養基中繁殖兩代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是
A．有31P31P和32P32P兩種，其比例為1：1
B．有31P32P和31P31P兩種，其比例為1：3
C．有31P31P和31P32P兩種，其比例為1：1
D．有31P32P和32P32P兩種，其比例為3：1
10．DNA復制的結果是形成兩個攜帶完全相同遺傳信息的DNA分子，這兩個相同DNA分子形成在（　　）
A．減數第二次分裂前期
B．有絲分裂前期和減數第一次分裂中期
C．有絲分裂的間期和減數第一次分裂前的間期
D．有絲分裂后期和減數第二次分裂后期
11．如圖為某真核細胞中DNA復制過程模式圖，下列分析錯誤的是（ ）
A．酶A和酶B均作用于氫鍵 B．該過程的模板鏈是a、b鏈
C．a鏈和b鏈為互補鏈 D．DNA復制是邊解旋邊復制的過程
12．下列有關科學研究方法的應用，正確的是（ ）
A．“碳是生命的核心元素”這一結論的得出運用了歸納法
B．光合作用探索歷程中魯賓和卡門運用了放射性同位素示蹤法
C．證明DNA以半保留方式復制運用了差速離心法
D．制作DNA雙螺旋結構模型是構建概念模型
13．下列關于DNA在細胞內復制過程的描述不正確的是
A．DNA分子的兩條鏈都是復制的模板
B．需要DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶
C．涉及到氫鍵斷裂和氫鍵重新形成的過程
D．在一個細胞的生命歷程中，核DNA需要復制多次而增殖
14．細菌是生物學常用的實驗材料，下列相關敘述錯誤的是
A．恩格爾曼以水綿和好氧細菌為實驗材料證明葉綠體是進行光合作用的場所
B．赫爾希和蔡斯以大腸桿菌和噬菌體為實驗材料證明DNA是噬菌體的遺傳物質
C．格里菲思以小鼠和肺炎雙球菌為實驗材料證明DNA是R型菌的轉化因子
D．科學家以大腸桿菌為實驗材料通過同位素標記法證明DNA復制為半保留復制
15．將DNA雙鏈都被15N標記的大腸桿菌放在含有14N的培養基中培養，使其分裂3次，下列敘述正確的是（ ）
A．3次分裂都是有絲分裂，所有的大腸桿菌都含有14N
B．含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2
C．含有14N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2
D．含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4
16．雙脫氧三磷酸核苷酸（如圖1）在人工合成DNA體系中，可脫去兩個磷酸基團形成焦磷酸和雙脫氧核苷酸并釋放能量，雙脫氧核苷酸可使DNA子鏈延伸終止。在人工合成DNA體系中，有適量某單鏈模板、某一種雙脫氧三磷酸核苷酸（ddNTP）和四種正常脫氧三磷酸核苷酸（dNTP），反應終止時對合成的不同長度子鏈進行電泳（如圖2）。下列說法錯誤的是（ ）

A．雙脫氧核苷酸可與模板鏈發生堿基互補配對
B．此人工合成DNA體系中需要加入ATP提供能量
C．雙脫氧核苷酸使子鏈延伸終止的原因是3號C上無羥基
D．據圖2推測，模板鏈的堿基序列應為ATGATGCGAT
17．科學家將被15N標記了DNA的大腸桿菌轉移到含14N的培養液中培養，來研究DNA的復制，下列敘述不正確的是（ ）
A．DNA 復制過程需要消耗能量 B．DNA分子的復制方式是半保留復制
C．復制3次后，子代中含14N的DNA占75% D．DNA復制時以4種游離的脫氧核苷酸為原料
18．若用放射性同位素32P、35S分別標記T2噬菌體的DNA和蛋白質，再讓其侵染未被標記的大腸桿菌、噬菌體在細菌體內復制了4次，從細菌體內釋放出的子代噬菌體中含有的噬菌體和含有的噬菌體分別占子代噬菌體總數的（ ）
A．1/8和1 B．1/8和0 C．3/8和1 D．3/8和0
19．用32P標記某動物體細胞（2n=4）的 DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，讓其進行有絲分裂，若一個細胞中的染色體總條數是8條，第3次分裂的該時期一個細胞內含有被P標記的染色體條數可能有（ ）
A．0、1、2 B．1、2、3、4 C．1、3、5、7 D．0、1、2、3、4
20．大腸桿菌在含15NH4Cl的培養液中生長若干代，然后轉移到含14NH4Cl的培養液中，細菌連續分裂兩次，含15N的DNA分子所占的比例是
A．100% B．50%
C．25% D．12．5%
21．把培養在含輕氮（14N）環境中的一細菌，轉移到含重氮（15N）環境中，培養相當于復制一輪的時間，然后將其中一個DNA分子放回原環境中培養相當于連續復制兩輪的時間后，細菌DNA分子組成分析表明（ ）
A．3/4輕氮型、1/4中間型 B．1/4輕氮型、3/4中間型
C．1/2輕氮型、1/2中間型 D．3/4重氮型、1/4中間型
22．現有核DNA分子的兩條單鏈均含有32P的精原細胞，若將該細胞在含有31P的培養基中連續分裂至第二次分裂的中期，則理論上對染色體的放射性標記分布情況和分裂方式的分析，正確的是（ ）
A．若每條染色體都被標記，則進行的是有絲分裂
B．若每條染色體都被標記，則進行的是減數分裂
C．若每條染色單體都被標記，則進行的是有絲分裂
D．若每條染色單體都被標記，則進行的是減數分裂
23．下列關于DNA分子及復制的敘述，錯誤的是（　　）
A．DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側，構成基本骨架
B．堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的特異性
C．四分體時期中的1條染色體含有2個雙鏈的DNA分子
D．DNA分子獨特的雙螺旋結構能為復制提供精確的模板
24．生物學是一門實驗性學科，往往通過嚴謹的科學思維、巧妙的科學方法，增強直接經驗，獲得生動表象，有助于形成概念，理解原理，掌握規律。下列相關研究的敘述正確的是（ ）
A．薩頓采用假說演繹法證明基因在染色體
B．艾弗里利用減法原理設計肺炎鏈球菌的體外轉化實驗
C．可采用噬菌體侵染大腸桿菌的實驗設計思路來證明RNA是HIV的遺傳物質
D．科學家通過同位素標記和差速離心技術驗證DNA 的半保留復制
25．細胞（2N=8）的核DNA分子雙鏈均用15N標記后置于含14N的培養基中培養，經過連續兩次細胞分裂后，檢測子細胞中的標記情況。下列推斷錯誤的是（ ）
A．若進行有絲分裂，則第二次分裂中期含14N的染色單體有16條
B．若進行有絲分裂，則含15N染色體的子細胞所占比例不唯一
C．若某個子細胞中的每條染色體都含15N，則細胞分裂過程中一定發生基因重組
D．若進行減數分裂，則減數第二次分裂后期每個細胞中含14N的染色體有8條
26．現有從生物體內提取出的一個具有100個脫氧核苷酸對的DNA分子片段，兩條鏈都已用放射性同位素3H標記，另外還配備了多個沒用放射性同位素3H標記的4種脫氧核苷酸，想在實驗室中合成出多個該DNA分子片段。請回答：
（1）除上述幾種物質外，還需要配備 和有關的 。
（2）在第一代的兩個DNA分子中，含3H的鏈叫 。
（3）到第二代時，共合成出 個DNA分子。經過測定，該DNA分子片段中共含有30個堿基T，那么此時共消耗了 個胞嘧啶脫氧核苷酸。
（4）第三代DNA分子中，不含3H的DNA、一條鏈中含3H的DNA和兩條鏈中均含3H的DNA的數目分別是 。
27．下圖1表示細胞分裂某一時期的示意圖，圖2是細胞分裂過程中每條染色體上DNA含量變化曲線。分析圖示回答問題：
(1)結合細胞形狀及染色判斷，從細胞種類及細胞分裂時期來看，圖1細胞應為 ，細胞中②和⑥在前一細胞分裂時期是 ，該時期可對應圖2中的 段。
(2)由圖1可知該生物的體細胞中染色體有 條，在圖1細胞中核DNA有 個。
(3)圖2中CD發生變化的原因是 。細胞有絲分裂的重要意義在于通過 ，保持親子代細胞之間的遺傳穩定性。
(4)若在A點時的細胞全部染色體的DNA被3H標記，然后放在不含放射性的培養基中培養，一次分裂完成，則E點時最多有 條含放射性的染色體。
28．關于DNA復制方式，人們曾提出了“全保留復制”、“半保留復制”等假說。科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了 DNA 復制方式的探索實驗，實驗內容及結果見下表。請分析并回答下列問題：
組別 1組 2組 3組 4組
培養液中唯一氮源 14NH4C1 15NH4C1 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代數 多代 多代 一代 兩代
培養產物 A B B的子I代 B的子II代
操作 提取DNA并離心
離心結果 僅為輕帶 （14N/14N） 僅為重帶 （15N/15N） 僅為中帶 （15N/14N） 1／2輕帶（14N／14N） 1／2中帶（15N／14N）
(1)要得到DNA中的N全部被15N標記的大腸桿菌B，必須經過 代培養，且培養液中的 是唯一氮源。
(2)綜合分析本實驗的DNA 離心結果，第 組結果對于否定“全保留復制”的假說起到了關鍵作用，但需把它與第 組的結果進行比較，才能說明DNA分子的復制方式是 。
(3)分析討論：
①若子I代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于 ，據此可判斷DNA分子的復制方式不是 復制。
②若將子I代DNA雙鏈分開后再離心，其結果 （選填“能”或“不能”）判斷DNA的復制方式。
③若在同等條件下將子II代繼續培養，子n代DNA離心的結果是：密度帶的數量和位置 ，密度帶變寬的是 帶。
④若某次實驗的結果中，子I代DNA的“中帶”比以往實驗結果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為 。
(4)假定該大腸桿菌含14N的DNA的相對分子質量為a，含15N的DNA相對分子質量為b。子一代DNA的相對分子質量平均為 ，子二代DNA的相對分子質量平均為 。
29．下面是DNA分子的結構模式圖，請據圖回答：
(1)該圖中5表示的是 ， 連接G與1之間的化學鍵是 。
(2)圖中1、2、3、4代表的堿基分別是 (填英文字母)。
(3)與DNA相比較，RNA分子中特有的堿基是 。
(4)DNA分子具有獨特的 結構，復制時需要 酶和DNA聚合酶參與。DNA分子的復制從過程看其特點是 ；從結果來看其特點是 。
30．如圖所示，圖甲中的DNA分子有 a和d兩條鏈，將圖甲中某一片段放大后如圖乙所示，結合所學知識回答下列問題:
(1)圖甲中，A和B均是DNA分子復制過程中所需要的酶，其中B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，則A是 酶，B是 酶。
(2)在綠色植物葉肉細胞中進行圖甲過程的場所有 。
(3)圖乙中有 個游離的磷酸基團。7 是 。DNA 分子的基本骨架由 (用圖中字母表示)交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過 (用圖中字母表示)連接成堿基對，并且遵循 原則。
31．科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗，實驗內容及結果如表所示。
組別 1組 2組 3組 4組
培養液中唯一氮源 14NH4C1 I5NH4C1 14NH4C1 14NH4C1
繁殖代數 多代 多代 一代 兩代
培養產物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代
操作 提取DNA并離心
離心結果 僅為輕帶 （14N/14N） 僅為重帶 （15N/15N） 僅為中帶 （15N/14N） 1/2輕帶 （14N/14N）1/2中帶 （15N/14N）
請分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被15N標記的大腸桿菌B，必須經過 代培養，且培養液中的 是唯一氮源。
（2）綜合分析本實驗的DNA離心結果，說明DNA分子的復制方式是 。
（3）分析討論：
①若子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩種密度帶，則“重帶”DNA來自 ，據此可判斷DNA分子的復制方式不是 復制。
②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結果 （填“能”或“不能”）判斷DNA的復制方式。
③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續培養，子n代DNA離心的結果是：密度帶的數量和位置 ，標記強度發生變化的是 帶。
32．DNA雙螺旋結構模型的提出在遺傳學中具有里程碑式的意義，科學地解釋了遺傳信息的傳遞過程。已知：在氮源為14N的培養基生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA（稱為輕鏈）；在氮源為15N的培養基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA（稱為重鏈）。為了研究DNA復制的特點，科學家進行了如下實驗探究：將親代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上，再繼續繁殖兩代（Ⅰ和Ⅱ），用某種離心方法分離得到結果如甲圖所示。請分析：
（1）在細胞內，DNA復制的主要場所為 ，圖示表明DNA復制的特點是 。
（2）本研究使用了 技術和 法，從而成功的對DNA分子進行了標記和分離。
（3）實驗結果可推測第一代（Ⅰ）細菌DNA兩條鏈的標記情況是 。若將第一代（Ⅰ）細菌轉移到含15N的培養基上繁殖一代，將所得到細菌的DNA用同樣方法分離，請參照上圖，將DNA分子可能出現在試管中的位置在答題紙中標出，并注明比例 。
33．1958年，生物學家梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實驗材料，運用同位素標記技術和密度梯度離心法成功證實了DNA分子的復制方式為半保留復制。
(1)大腸桿菌DNA分子可以精確復制的原因是 。
(2)將DNA分子用15N標記的大腸桿菌培養在含有14NH4C1的普通培養液中，經歷兩次分裂后提取子代細菌DNA進行密度梯度離心，其在試管中的分布為 (用右圖中標號描述)；若將上述提取的DNA分子熱變性處理后再進行密度梯度離心，則試管中條帶的位置為 (用右圖中標號描述)。
(3)病毒DNA有雙鏈和單鏈之分。有些單鏈DNA病毒也會感染人或動物引發疾病，并且容易變異，所以研究病毒DNA是雙鏈還是單鏈非常必要。新發現一種能引發豬瘟的DNA病毒，欲利用同位素標記技術和密度梯度離心法研究該病毒的DNA是雙鏈還是單鏈結構，請簡要寫出實驗方案。
實驗思路：
實驗結果及結論：
34．某校一個生物興趣小組要進行研究性學習，對生物學史上的經典實驗進行驗證，也是研究學習內容之一。這個小組借助某大學的實驗設備，對有關DNA復制的方式進行探索，有人認為DNA是全保留復制，也有人認為是半保留復制。為了證明這假設，這個小組設計了下列實驗程序，請完成實驗并對結果進行預測。
（1）實驗步驟：
第一步：在氮源為14N的培養基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA分子；在氮源為15N的培養基生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA。用某種離心方法分離得到的結果如圖所示，其DNA分別分布在輕帶和重帶上。
第二步：將親代大腸桿菌（含15N）轉移到含14N的培養基上繁殖一代（Ⅰ），請分析：如果其DNA分布的位置是 ，則DNA的復制方式為全保留復制；如果DNA分布的位置是 ，則是半保留復制。
第三步：為了進一步驗證第二步的推測結果，將子一代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上再繁殖一代（Ⅱ），請分析：
如果其DNA分布的位置是 ，則是全保留復制；如果其DNA分布的位置是 ，則是半保留復制。
（2）有人提出：第一代（Ⅰ）的DNA用解螺旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復制方式，如果輕帶和重帶各占1/2，則一定為半保留復制。
你認為這位同學的說法是否正確？ 。原因是 。
35．正常細胞可以自主合成組成核酸的核糖和脫氧核糖。現在有某突變細胞群不能 自主合成核糖和脫氧核糖，需從培養基中攝取。為驗證 DNA 分子復制的原料是脫氧核苷酸， 而不是核糖核苷酸，現提供如下實驗材料，請你完成實驗方案。
（1）實驗目的：驗證 DNA 分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
（2）實驗材料：突變細胞群、基本培養基、核糖核苷酸、14C﹣核糖核苷酸（有放射性）、脫 氧核苷酸、14C﹣脫氧核苷酸（有放射性）、放射性探測顯微儀等。
（3）實驗原理：
DNA 主要分布在 ，其基本組成單位是 ；
RNA 主要分布在 ，其基本組成單位是 。
（4）實驗步驟：
第一步： 。
第二步：在甲、乙兩組培養基中分別接種相同數量的突變細胞群，在5%CO2恒溫培養箱中培養一段時間，使細胞增殖。
第三步：分別取出甲、乙兩組培養基中的細胞，檢測細胞中出現放射性的主要部位。
（5）預期結果： 。
（6）實驗結論：DNA分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
36．下面甲圖中DNA分子有a和d兩條鏈，將甲圖中某一片段放大后如乙圖所示，結合所學知識回答下列問題：
(1)甲圖中，A和B均是DNA分子復制過程中所需要的酶，其中B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈：則A是 酶，B是 酶。
(2)甲圖中，DNA復制的復制方式是 。
(3)寫出乙圖中序號代表的結構的中文名稱：7 ，10 。
(4)從乙圖看，DNA雙螺旋結構的主要特點是：①DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈按 方式盤旋成雙螺旋結構。②DNA分子中的 交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基排在內側。
37．科學家以T4噬菌體和大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心法進行了DNA復制方式具體過程的探索實驗。
(1)從結構上看（圖1），DNA兩條鏈的方向 。DNA的半保留復制過程是邊 邊復制。DNA復制時，催化脫氧核苷酸添加到DNA子鏈上的酶是 。該酶只能使新合成的DNA鏈從5′向3′方向延伸，依據該酶催化DNA子鏈延伸的方向推斷，圖中的DNA復制模型 （選填“是”或“不是”）完全正確。

(2)為探索DNA復制的具體過程，科學家做了如下實驗。20℃條件下，用T4噬菌體侵染大腸桿菌，進入T4菌體DNA活躍復制期時，在培養基中添加含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷，培養不同時間后，阻斷DNA復制，將DNA變性處理為單鏈后，離心分離不同長度的T4噬菌體的DNA片段，檢測離心管不同位置的放射性強度，結果如圖2所示（DNA片段越短，與離心管頂部距離越近）。
①根據上述實驗結果推測，DNA復制形成互補子鏈時，存在先合成較短的DNA片段，之后較短的DNA片段 的過程，依據是時間較短時（30s內），與離心管頂部距離較近的位置 ，隨著時間的推移， 。
②若抑制DNA片段連接的相關酶功能，再重復上述實驗，則可能的實驗結果是隨著時間的推移距離心管頂部距離較近的區域 。
(3)下圖3表示“證明DNA半保留復制”實驗中的幾種可能離心結果。

①將15N標記的大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養液中增殖一代，如果DNA為全保留復制，則離心后試管中DNA的位置應如圖3中試管 所示；如果DNA為半保留復制，則離心后試管中DNA的位置應如圖3中試管 所示。
②將15N標記的大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養液中增殖三代，若DNA為半保留復制，則15N標記的DNA分子占 %。第3章 基因的本質
3.3 DNA的復制
1.概括 DNA 分子構造的主要特點。
2.概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。
通過展示林志穎和兒子Kimi的照片進行提問：這對父子長相為何如此相似？原因是遺傳物質DNA通過復制傳遞給子代。引入新課學習。
新課講授
對DNA復制的推測
半保留復制
沃森和克里克提出半保留復制假說。該假說認為新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。
全保留復制
全保留復制假說認為新合成的親代DNA的雙鏈都是新合成的。
分散復制
分散復制假說認為DNA復制完成后，親代DNA雙鏈被切割成小片段分散在新合成的DNA雙鏈中。
[提問]：究竟哪種假說才是正確的呢？可以通過假說—演繹法來探究一下。
知識點01 對DNA復制的推測
方法：假說-演繹法
1.提出問題：DNA的復制方式是三種方式中的哪一種？
2.作出假設：
①半保留復制：形成的兩個DNA分子各有一條鏈來自親代，另一條鏈是新形成的
②全保留復制：新復制出的兩個DNA分子，一個是親代的，另一個是新形成的
③彌散復制：新復制出的兩個DNA分子每條鏈中既有母鏈片段又有新形成的片段
3.演繹推理：同位素示蹤技術 大腸桿菌 同位素(15N)示蹤（繁殖快，20min一代） 密度梯度離心
4.實驗驗證：
5.得出結論：DNA的復制方式為半保留復制
知識點02 DNA的復制
1.DNA復制的場所和時期 場所：細胞核（主要）、線粒體和葉綠體
時期：有絲分裂和減數第一次分裂前的間期
2.DNA復制的必需的條件 模板：DNA兩條鏈為模板
原料：4種游離的脫氧核苷酸
能量：ATP
酶：解旋酶和DNA聚合酶等
3.DNA復制的方式和特點 方式：半保留復制
特點： 半保留復制、邊解旋邊復制
4.DNA復制的結果：形成2條DNA
5.DNA復制的意義：（1）將遺傳信息從親代傳遞給了子代，保持了遺傳信息的連續性
（2）復制出現差錯，產生的影響可能很大，也可能沒有
6.DNA能夠準確復制的原因：（1）DNA獨特的雙螺旋結構提供精確模板
（2）通過堿基互補配對原則保證了復制的準確進行
知識點03 相關計算
1.已知一條全部N原子被15N標記的DNA分子（親代），轉移到含14N的培養基上培養n代,其結果如下，回答下列問題：
分子總數___2n_____ 只含15N的分子__0____
含15N 14N的分子__2___ 只含14N的分子_2n-2__
含14N的分子___2n__ 脫氧核苷酸鏈總數__2n+1__
含15N的鏈為__2___ 含14N的鏈為__2n+1-2__
2.雙鏈DNA中，含某種堿基a個，復制n次，則需加入該堿基或脫氧核苷酸a×(2n -1) 個。
3.雙鏈DNA中，含某種堿基a個，第n次復制，則需加入該堿基或脫氧核苷酸a×2n-1 個。
4.雙鏈DNA不論復制多少代，產生的DNA分子中含母鏈的DNA分子總是2個，含母鏈也是2條。
一、探究DNA復制的方式
1.提出假說
DNA復制的可能方式有三種：半保留復制、全保留復制以及分散復制。
設計實驗
完成【學習任務一】
請同學們以小組為單位討論相關問題：
如果要通過實驗區分DNA復制方式的三種假說，那么實驗中區分的關鍵是什么？
實驗重點要能區別在子代DNA分子中兩條鏈的來源。
如何區分來自模板DNA的母鏈和新合成的DNA子鏈呢？
利用同位素標記法，先將細菌培養在只含有15N的培養基里，得到被15N標記的親代DNA，再將細菌轉移至只含14N的培養基里，這樣，新合成的子鏈就是含14N的。
（3）如何測定子代DNA帶有同位素標記的情況？
利用密度梯度離心技術，由于含有不同氮元素使DNA分子密度不同，經離心后會分布在離心管的不同位置。
15N/15N標記的DNA，其密度最大，經離心后離心管中會出現一條重帶；只有一條單鏈被15N標記的，其密度居中，經離心后離心管中會出現一條中帶，如果兩條單鏈都沒有被15N標記，其密度最小，離心后離心管中會出現一條輕帶。
完成【學習任務二】
進行演繹推理，根據不同假說，預測實驗結果：
親代DNA 子一代DNA 子二代DNA
DNA標記類型 離心后試管中位置 DNA標記類型 離心后試管中位置 DNA標記類型 離心后試管中位置
半保留復制
全保留復制
演繹推理
實驗驗證
1958年梅塞爾森和斯塔爾兩位科學家以大腸桿菌為實驗材料，利用同位素標記技術和密度梯度離心法進行了相關實驗。最終實驗結果與半保留復制假說預測的結果相同，最終得出結論。
實驗結論
DNA的復制是以半保留的方式進行的。
探究一、為了探究DNA的復制過程，科學家做了下列實驗。
實驗一：將大腸桿菌中提取出的DNA聚合酶加到含有足量的四種脫氧核苷酸的試管中。在適宜溫度條件下培養，一段時間后，測定其中的DNA含量。
實驗二：在上述試管中加入少量單鏈DNA和ATP，其他條件均適宜，一段時間后，測定其中的DNA含量。
實驗三：取四支試管，分別放入等量的四種脫氧核苷酸、等量的ATP和等量的DNA聚合酶，再在各試管中分別放入等量的四種DNA分子，它們分別是枯草桿菌、大腸桿菌、小牛胸腺細胞、T2噬菌體的DNA。在適宜溫度條件下培養一段時間，測定各試管中殘留的每一種脫氧核苷酸含量。分析以上實驗，回答下列問題：
(1)大腸桿菌中與DNA復制相關酶有 ，DNA能夠準確復制的原因除了其獨特的雙螺旋結構提供精確的模板外，還包括 。
(2)與實驗一相比，實驗二中測定出DNA含量增多，這說明DNA的復制除了酶、原料外，還需要 。實驗三要探究的是四種生物DNA分子的脫氧核苷酸的組成是否相同，若結果發現 ，則說明四種生物DNA分子的脫氧核苷酸組成不同。
(3)科學家又進一步實驗研究DNA復制與減數分裂的關系：將某卵原細胞（2N＝4）中每對同源染色體中的一條染色體DNA分子兩條鏈用15N標記，再將該卵原細胞放在14N的環境中進行減數分裂，那么減數第一次分裂后期的初級卵母細胞中含有14N的染色單體有 條；減數第二次分裂中期的次級卵母細胞中含有15N標記的染色體有 條。其產生含有15N標記的卵細胞的概率為 。
【答案】(1) 解旋酶、DNA聚合酶 通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行
(2) DNA模板和ATP 各試管中殘留的每一種脫氧核苷酸的含量不同
(3) 8 0或1或2 3/4
【分析】1、DNA分子的復制時間：有絲分裂和減數分裂間期；
2、條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）；
3、結果：一條DNA復制出兩條DNA；
4、特點：半保留復制、邊解旋邊復制。
【詳解】（1）細胞中DNA復制相關酶有解旋酶、DNA聚合酶等。DNA能夠準確復制的原因①DNA具有獨特的雙螺旋結構能為復制提供模板②通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行。
（2）圖中實驗一加入DNA聚合酶和脫氧核苷酸，但缺少DNA模板和ATP（能量），則不能測出DNA。要探究四種生物DNA分子的脫氧核苷酸的組成是否相同，可以根據實驗結果中各試管中殘留的每一種脫氧核苷酸得含量不同來說明四種生物DNA分子的脫氧核苷酸組成不同。
（3）由題意可知，含有4條即2對同源染色體，其中有2條即每對同源染色體僅有一條染色體上的DNA分子兩條鏈均被15N標記的某卵原細胞在14N的環境中進行減數分裂，依據DNA分子半保留復制的原理，當DNA即染色體復制結束時，2條被15N標記的染色體所含有的4條染色單體上的DNA分子的均為一條鏈含15N，另一條鏈含14N，因此處于減數第一次分裂后期的初級卵母細胞中所有染色單體都含有14N。減數第一次分裂的主要特點是同源染色體分離，分別移向細胞兩極，因染色體減移向細胞兩極的過程是隨機的，所以減數第一次分裂結束時所形成的次級卵母細胞中所含有的被15N標記的染色體數是0或1或2。減數第二次分裂后期由于著絲點分裂，1條染色體形成2條子染色體，因此處于減數第二次分裂后期的次級卵母細胞中含有15N標記的染色體有0或2或4條，其產生含有15N標記的卵細胞的概率為3/4。
【點睛】本題主要考查DNA分子的結構和復制，要求考生識記DNA分子的結構，掌握DNA分子復制的過程、時期、條件、特點、方式及意義，能結合所學的知識準確答題。
探究二、圖1表示噬菌體侵染大腸桿菌的部分過程，圖2所示的是赫爾希和蔡斯利用同位素標記法完成的噬菌體侵染大腸桿菌實驗的部分實驗過程。
請回答下列問題。
(1)圖1中噬菌體侵染大腸桿菌的正確順序：B→ →C。
(2)由圖2實驗結果分析，用于標記噬菌體的同位素是 （填“35S”或“32P”），請完成標記T2噬菌體的操作步驟；
①配制適合大腸桿菌生長的培養基，在培養基中加入用放射性標記的 ，作為合成DNA的原料。
②在培養基中接種大腸桿菌，培養一段時間后，再用 培養T2噬菌體。
(3)圖2實驗結果表明，經離心處理后上清液中具有很低的放射性，請分析該現象出現的可能原因有 。
(4)噬菌體侵染大腸桿菌后，合成子代噬菌體的蛋白質外殼需要 。
①大腸桿菌的DNA及其氨基酸 ②噬菌體的DNA及其氨基酸
③噬菌體的DNA和大腸桿菌的氨基酸 ④大腸桿菌的DNA及噬菌體的氨基酸
(5)若1個帶有32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，大腸桿菌裂解后釋放出100個子代噬菌體，其中帶有32P標記的噬菌體有 個，出現該數目說明DNA的復制方式是 。
(6)在35S組實驗中，保溫時間和上清液放射性強度的關系為 。
【答案】(1)D→A→E
(2) 32P （4種）脫氧核苷酸 此細菌（或此標記的大腸桿菌）
(3)培養時間過短，部分噬菌體未侵入大腸桿菌體內；培養時間過長，增殖的子代噬菌體從大腸桿菌內釋放出來
(4)③
(5) 2 半保留復制
(6)④
【分析】噬菌體侵染細菌的實驗設計思路：設法把DNA和蛋白質分開，直接地、單獨地去觀察它們的作用。T2噬菌體僅僅由DNA和蛋白質構成， 其外殼由蛋白質構成，內部有DNA。蛋白質含有特異性的S元素，而DNA含有特異性的P元素。DNA復制特點是半保留復制。
(1)
T2噬菌體在侵染大腸桿菌之后，就會在自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增殖，當噬菌體增殖到一定數量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。B是噬菌體吸附在大腸桿菌表面，D是噬菌體將DNA注入大腸桿菌，A是合成子代噬菌體的DNA和蛋白質，E是組裝成子代噬菌體，C是釋放出子代噬菌體，因此，正確的排列順序是B→D→A→E→C。
(2)
圖2沉淀物的放射性較高，上清液的放射性較低，可知32P的DNA進入細菌，所以該組是32P標記的噬菌體。DNA的基本單位是脫氧核苷酸，DNA的特有元素是P。在培養基中接種大腸桿菌，培養一段時間后，32P標記大腸桿菌，T2噬菌體是病毒，能寄生在大腸桿菌里，進而得到32P標記的噬菌體。
(3)
若用32P標記的噬菌體侵染細菌實驗中，從理論上講噬菌體已將含32P標記的DNA全部注入到大腸桿菌內，所以上清液放射性應該為0，而實驗數據和理論數據之間有較大的誤差。原因有二：一是如果保溫時間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，使上清液出現放射性；二是保溫時間如果過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液，也會使上清液的放射性升高。
(4)
T2噬菌體在侵染大腸桿菌之后，就會在自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分。合成子代噬菌體的蛋白質外殼需要噬菌體的DNA和大腸桿菌的氨基酸 。
(5)
DNA是半保留復制，1個帶有32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，32P標記的的兩條DNA鏈分別進入兩個子代DNA中，進而組裝成兩個子代噬菌體。
(6)
在35S組實驗中，35S標記蛋白質外殼，蛋白質外殼不進入大腸桿菌，上清液是蛋白質外殼，所以上清液的放射性強度和保溫時間沒有關系，保持不變。
【點睛】理解噬菌體侵染細菌的實驗設計思路，理解該實驗各步操作的目的，分析實際實驗結果不符合理論實驗結果的原因。理解DNA的半保留復制。
探究三、科學家早期推測DNA的復制可能有三種方式。
1958年，科學家將大腸桿菌在含有15NH4Cl的培養液中培養若干代（親代），使DNA雙鏈被充分標記，再轉移到含有14NH4C1的培養液中連續繁殖兩代（子代I和子代II），逐代提取DNA樣品，離心，探究DNA的復制方式：

(1)實驗分析：
①如果子代I能分辨出兩條DNA帶：一條 帶和一條 帶，則說明是 。
②如果子代I只有一條中密度帶，則可能是 或 。
③再繼續做子代II的DNA密度鑒定：若子代II的DNA離心后有 位于中帶， 位于輕帶，則可以確定DNA分子的復制方式是半保留復制；若子代II的DNA離心后不能分出中、輕兩條密度帶，則DNA分子的復制方式是 。
(2)實驗結果證明DNA是半保留復制，若上述實驗中大腸桿菌繁殖n代，提取DNA離心后，輕帶、中帶、重帶的比值為 。
【答案】(1) 輕 重 全保留復制 半保留復制 分散復制 1/2/50% 1/2/50% 分散復制
(2)（2n-2）：2：0
【分析】分析實驗的原理可知，由于15N與14N的質量不同，形成的DNA的相對質量不同，若DNA分子的兩條鏈都是15N，DNA分子的相對質量最大，離心后分布在試管的下端，如果DNA分子的兩條鏈含有14N，相對質量最輕，離心后分布在試管上端。
【詳解】（1）①若DNA分子的復制方式是全保留復制，則得到的2個DNA分子分別是15N/15N和14N/14N，離心后能分辨出輕和重兩條密度帶。
②結合①可知，如果子代I離心后只有1條中等密度帶，則肯定不可能是全保留復制，可能是半保留復制或分散復制。
③若是半保留復制，則子代均為15N/14N，子代II離心后能分出中、輕兩條密度帶，且各占1/2；若是分散復制，子代DNA離心后不能分出中、輕兩條密度帶。
（2）若實驗結果證明DNA是半保留復制，上述實驗中大腸桿菌繁殖n代，得到2n個DNA分子，其中有個DNA分子是15N/14N，其余的（2n-2）個DNA分子都是14N/14N，故提取DNA離心后，輕帶、中帶、重帶的比值為（2n-2）：2：0。
一、DNA的復制
DNA復制始于基因組中的復制起點，即啟動蛋白的靶標位點。一旦復制起點被識別，啟動蛋白就會募集其他蛋白質一起形成前復制復合物，從而解開雙鏈DNA，形成復制叉。復制叉的形成是多種蛋白質及酶參與的較復雜的過程。這些酶包括單鏈DNA結合蛋白和DNA解鏈酶。單鏈DNA結合蛋白作用是保證解旋酶解開的單鏈在復制完成前能保持單鏈結構，不起解旋作用。 DNA解鏈酶能通過水解ATP獲得能量以解開雙鏈DNA。
兩條單鏈DNA復制的引發過程有所差異，但是不論是前導鏈還是后隨鏈，都需要一段RNA引物用于開始子鏈DNA的合成。因此前導鏈與后隨鏈的差別在于前者從復制起始點開始按5’→3’持續的合成下去，不形成岡崎片段，后者則隨著復制叉的出現，不斷合成岡崎片段。
多種DNA聚合酶在DNA復制過程中扮演不同的角色。在大腸桿菌中，DNA Pol III是主要負責DNA復制的聚合酶。它在復制分支上組裝成復制復合體，具有極高的持續性，在整個復制周期中保持完整。DNA Pol I是負責用DNA替換RNA引物的酶，還具有5'至3'外切核酸酶活性，并利用其外切核酸酶活性降解RNA引物。
在復制叉附近，形成了以兩套DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引發體和螺旋構成的類似核糖體大小的復合體，稱為DNA復制體。復制體在DNA前導鏈模板和滯后鏈模板上移動時便合成了連續的DNA前導鏈和由許多岡崎片段組成的滯后鏈。在DNA合成延伸過程中主要是DNA聚合酶Ⅲ的作用。當岡崎片段形成后，DNA聚合酶Ⅰ通過其5'→3'外切酶活性切除岡崎片段上的RNA引物，同時，利用后一個岡崎片段作為引物由5'→3'合成DNA。最后兩個岡崎片段由DNA連接酶將其接起來，形成完整的DNA滯后鏈。
DNA復制的終止發生在特定的基因位點，即復制終止位點。該位點的終止位點序列被與該序列結合的阻止DNA復制的蛋白質識別并結合，阻止了復制叉前進，復制終止。
二、DNA復制的特點：
半保留復制：DNA在復制時，以親代DNA的每一個單鏈作模板，合成完全相同的兩個雙鏈子代DNA，每個子代DNA中都含有一個親代DNA鏈，這種現象稱為DNA的半保留復制。
有一定的復制起始點：DNA在復制時，需在特定的位點起始，這是一些具有特定核苷酸排列順序的片段，即復制起始點（復制子）。在原核生物中，復制起始點通常為一個，而在真核生物中則為多個。
需要引物（primer)：DNA聚合酶必須以一段具有3'端自由羥基（3'-OH）的RNA作為引物，才能開始聚合子代DNA鏈。
雙向復制：DNA復制時，以復制起始點為中心，向兩個方向進行復制。但在低等生物中，也可進行單向復制。
半不連續復制：由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA鏈，因此兩條親代DNA鏈作為模板聚合子代DNA鏈時的方式是不同的。以3'→5'方向的親代DNA鏈作模板的子代鏈在聚合時基本上是連續進行的，這一條鏈被稱為領頭鏈（前導鏈）。而以5'→3'方向的親代DNA鏈為模板的子代鏈在聚合時則是不連續的，這條鏈被稱為隨從鏈（滯后鏈）。DNA在復制時，由隨從鏈所形成的一些子代DNA短鏈稱為岡崎片段。
【例題解析】
【例1】細菌在15N培養基中繁殖數代后,使細菌DNA的含氮堿基皆含有15N,然后再移入14N培養基中培養,提取其子代的DNA經離心分離,下圖①~⑤為可能的結果,下列敘述錯誤的是(　　)。
A.第一次分裂的子代DNA應為⑤
B.第二次分裂的子代DNA應為①
C.第三次分裂的子代DNA應為③
D.親代的DNA應為⑤
【解析】親代DNA為15N/15N,如圖⑤;經第一次分裂所形成的子代DNA應均為15N/14N,如圖②;第二次分裂的子代DNA為15N/14N和14N/14N,且數量比為1∶1,如圖①;第三次分裂的子代DNA為15N/14N和14N/14N,且數量比為1∶3,如圖③。故選A
【例2】下圖為真核細胞DNA復制過程的模式圖,據圖分析,下列相關敘述不正確的是(　　)。
A.由圖示得知,DNA復制的方式是半保留復制
B.解旋酶能使雙鏈DNA解開,且需要消耗ATP
C.從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向都是5'-端到3'-端
D.DNA聚合酶的作用位點為兩條脫氧核苷酸鏈之間的氫鍵
【解析】由圖示可知,新合成的每個DNA中,都保留了原來DNA中的一條鏈,因此DNA復制的方式是半保留復制,A正確;解旋酶使DNA雙鏈解開,該過程需要消耗ATP,B正確;DNA復制的時候只能從5'-端向3'-端延伸,C正確;DNA聚合酶的作用位點為一條鏈中相鄰的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵,D不正確。故選D
【例3】若兩條鏈都含32P的DNA分子的相對分子質量是M,兩條鏈都不含32P的DNA分子的相對分子質量為N。現將含32P的DNA的細菌放在不含32P的培養基上讓其分裂a次,則子代細菌的DNA的平均相對分子質量是(　　)。
A.[N(2a-2)+M]/2a　　　B.[N(2a-1)+M]/2a
C.[M(2a-2)+N]/2a D.[N(2a-1)+M]/(2a-2)
【解析】根據DNA分子半保留復制的特點分析,細菌分裂a次后得到2a個DNA分子,兩條鏈都含32P的DNA有0個,兩條鏈都不含32P的DNA有(2a-2)個,只有一條鏈含32P的DNA有2個。根據題干信息可求得子代細菌的DNA的平均相對分子質量是{(2a-2)×N
+[(M+N)/2]×2}/2a=[N(2a-1)+M]/2a。故選B
【例4】下列有關DNA復制過程的敘述中，正確的順序是（　　）
①互補堿基對之間氫鍵斷裂
②互補堿基對之間氫鍵合成
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對
⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結構
A．①③④⑤② B．③①⑤④②
C．①④②⑤③ D．③①④②⑤
【答案】D
【解析】
DNA復制是以親代DNA分子為模板，合成子代DNA的過程。DNA復制時期：有絲分裂和減數分裂前的間期。
【詳解】
DNA復制過程為：（1）解旋：需要細胞提供能量，在解旋酶的作用下，互補堿基對之間氫鍵斷裂，兩條螺旋的雙鏈解開；（2）合成子鏈：以解開的每一段母鏈為模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，互補堿基對之間氫鍵形成，合成與母鏈互補的子鏈；（3）形成子代DNA分子：延伸子鏈，母鏈和相應子鏈盤繞成雙螺旋結構。
故選D。
【例5】下列關于DNA分子復制的敘述，錯誤的是（ ）
A．模板是親代DNA B．原料是氨基酸
C．邊解旋邊復制 D．半保留復制
【答案】B
【解析】
DNA復制時間：有絲分裂和減數分裂間期DNA復制條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）DNA復制過程：邊解旋邊復制。DNA復制特點：半保留復制。DNA復制結果：一條DNA復制出兩條DNA。DNA復制意義：通過復制，使親代的遺傳信息傳遞給子代，使前后代保持一定的連續性。
【詳解】
A、DNA復制的模板是親代DNA分子的兩條鏈，A正確；
B、DNA復制的原料是脫氧核苷酸，B錯誤；
C、DNA復制是邊解旋邊復制的過程，C正確；
D、DNA復制方式是半保留復制，子代DNA分子一條鏈來自親代，一條鏈是新合成的，D正確。
故選B。
【例6】以DNA的一條鏈“－G－T－C－A－”為模板，經復制后得到的對應子鏈堿基的排列順序是（ ）
A．－C－A－G－T－ B．－U－A－G－C－
C．－T－A－C－C－ D．－T－U－G－T－
【答案】A
【解析】
堿基互補配對原則是指在DNA分子結構中，由于堿基之間的氫鍵具有固定的數目和DNA兩條鏈之間的距離保持不變，使得堿基配對必須遵循一定的規律，這就是A（腺嘌呤）一定與T（胸腺嘧啶）配對，G（鳥嘌呤）一定與C（胞嘧啶）配對，反之亦然，DNA的復制、轉錄和翻譯、RNA的復制和逆轉錄過程中都會發生堿基互補配對原則。
【詳解】
根據堿基互補配對原則（A與T配對，C與G配對），若DNA分子的一條母鏈上的部分堿基排列順序為－G－T－C－A－，則以此鏈為模板，經復制后得到的對應子鏈的堿基排列順序是－C－A－G－T－，故A符合題意。
故選A。
【例7】某雙鏈DNA分子含有200個堿基對，其中一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶1∶3∶5.下列關于該DNA分子的敘述，正確的是（　　）
A．共有20個腺嘌呤脫氧核苷酸
B．4種堿基的比例為A∶T∶G∶C＝1∶1∶2∶2
C．若該DNA分子中的這些堿基隨機排列，排列方式最多有4200種
D．若該DNA分子連續復制兩次，則需480個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸
【答案】D
【解析】
已知一-條鏈上A：T： G：C=1：1：3：5,即A1：T1：G1：C1=1：1：3：5，根據堿基互補配對原則可知另一條鏈中A2：T2：G2：C2=1：1：5：3，該基因中含有200個堿基對，即400個堿基，則A1=T2=20，T1=A2=20， G1=C2=60，C1=G2=100，即該DNA分 子中A=T=40個，C=G=160個。
【詳解】
A、由以上分析可知，該DNA片段中共有40個腺嘌呤脫氧核苷酸，A錯誤；
B、由以上分析可知，該DNA分子中A=T=40個，C=G=160個，則四種含氮堿基A：T： G ：C= 1：1：4：4，B錯誤；
C、由于堿基比例已經確定，因此該DNA分子中的堿基排列方式少于4200種，C錯誤；
D、由以上分析可知，該DNA分子含有胞嘧啶脫氧核苷酸160個，根據DNA半保留復制特點，該基因片段連續復制兩次，需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸(22 - 1) 160 = 480個，D正確。
故選D。
【例8】下列屬于DNA分子結構特點的是（ ）
A．雙鏈直線結構 B．單鏈直線結構
C．雙鏈螺旋結構 D．單鏈螺旋結構
【答案】C
【解析】
DNA分子結構的主要特點：
1、DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的雙螺旋結構；
2、DNA的外側由脫氧核糖和磷酸交替連接構成的基本骨架，內側是堿基通過氫鍵連接形成的堿基對；
3、堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則，即A與T配對、C與G配對。
【詳解】
根據分析可知，DNA分子為雙螺旋結構，ABD錯誤，C正確。
故選C。
【例9】下列有關真核細胞 DNA分子復制的敘述，錯誤的是 （ ）
A．是邊解旋邊復制的過程 B．可在細胞核和核糖體上進行
C．DNA的兩條鏈均可作模板 D．需要四種脫氧核苷酸作原料
【答案】C
【解析】
DNA分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程，復制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行。
【詳解】
A、DNA分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程，A正確；
B、對于真核細胞而言，DNA分子的復制主要在細胞核中，少量在線粒體和葉綠體中。核糖體是蛋白質合成的場所，B錯誤；
C、DNA分子的復制時兩條鏈均可作模板，C正確；
D、DNA分子的基本單位是四種脫氧核苷酸，所以復制時需要，D正確。
故選D。
【例10】．如圖為真核生物DNA的結構（圖甲）及發生的生理過程（圖乙），請據圖答題：
（1）圖甲為DNA的結構示意圖，其基本骨架由_____和______（填序號）交替排列構成，④為______。
（2）堿基配對遵循_______原則。
（3）從圖甲中可以看出，組成DNA分子的兩條鏈的方向是________的。
（4）圖乙為______過程，圖中所示的酶為__________ 酶，作用于圖甲中的_______（填序號）。
【答案】 ① ② 胞嘧啶脫氧核苷酸 堿基互補配對原則 反向平行 DNA復制 解旋 ⑨
【解析】
分析甲圖：①為磷酸，②為脫氧核糖，③為胞嘧啶，④為胞嘧啶脫氧核苷酸，⑤為腺嘌呤，⑥為鳥嘌呤，⑦為胸腺嘧啶，⑧為胞嘧啶，⑨為氫鍵，⑩為磷酸二酯鍵。
分析乙圖：乙圖表示DNA分子復制過程。
【詳解】
（1）DNA的基本骨架由①磷酸和②脫氧核糖交替排列構成；圖中④為胞嘧啶脫氧核苷酸。
（2）堿基配對遵循堿基互補配對原則，A（腺嘌呤）與 T（胸腺嘧啶）配對，G（鳥嘌呤）與C（胞嘧啶）配對。
（3）由甲圖DNA的平面結構圖可知，組成DNA分子的兩條鏈的方向是反向平行的。
（4）圖乙為DNA復制過程，圖中所示的酶能將雙鏈DNA打開，因此為解旋酶，其作用于圖甲中的⑨氫鍵。
【點睛】
本題主要考查DNA分子的結構以及復制等內容，識記相關知識是解答本題的關鍵。
【例11】如圖所示，圖甲中的DNA分子有a和d兩條鏈，將圖甲中某一片段放大后如圖乙所示，結合所學知識回答下列問題：
（1）圖甲中，A和B均是DNA分子復制過程中所需要的酶，其中B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，則A是_____________酶，B是_______________酶。
（2）在綠色植物根尖細胞中進行圖甲過程的場所有 ________________________。
（3）圖乙中，5是___________。3的中文名稱是________________，DNA分子的基本骨架由__________和___________(用文字表示)交替連接而成；DNA分子一條鏈上相鄰的脫氧核苷酸通過_____________________連接。
【答案】 解旋酶 DNA聚合酶 細胞核、線粒體 脫氧核糖 鳥嘌呤 磷酸 脫氧核糖 磷酸二酯鍵
【解析】
1、分析甲圖可知，該圖是DNA分子復制過程，A的作用是使DNA分子的雙螺旋結構解開，形成單鏈DNA，因此A是DNA解旋酶，B是催化以DNA單鏈d為模板形成DNA分子的子鏈c，因此B是DNA聚合酶，由圖可以看出形成的新DNA分子中都含有一條模板鏈和一條子鏈，因此DNA分子的復制是半保留復制；
2、分析圖乙可知，該圖是DNA分子的平面結構，1是堿基C，2是堿基A，3是堿基G，4是堿基T，5是脫氧核糖，6是磷酸，7是脫氧核糖核苷酸，8是堿基對，9是氫鍵，10是脫氧核糖核苷酸鏈。
【詳解】
（1）A的作用是使DNA分子的雙螺旋結構解開，形成單鏈DNA，因此A是DNA解旋酶，B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，是DNA聚合酶。
（2）圖甲是DNA分子復制過程，在綠色植物根尖細胞中進行圖甲過程的場所有細胞核和線粒體。
（3）乙圖是DNA分子的平面結構，其中5是脫氧核糖，3和C堿基互補配對，其的中文名稱是鳥嘌呤，DNA分子的基本骨架由磷酸和脫氧核糖交替連接而成；DNA分子一條鏈上相鄰的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接。
【點睛】
對于DNA分子的結構和DNA分子復制過程和特點的理解和綜合應用是本題考查的重點，屬于考綱識記和理解層次的考查。
【例11】圖為DNA（片段）平面結構模式圖。請回答下列問題
（1）②、④、⑥的中文名稱分別是_______、_______、______。
（2）DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按______________方式盤旋成____________結構。
（3）DNA在復制時，需要的酶主要是________和_________。
（4）DNA分子復制的方式是_____________________（填半保留復制或全保留復制），在真核細胞中進行的主要場所是______________________。
【答案】 脫氧核糖 胞嘧啶脫氧（核糖）核苷酸 鳥嘌呤 反向平行 雙螺旋 解旋酶 DNA聚合酶 半保留復制 細胞核
【解析】
分析題圖：①是磷酸，②是脫氧核糖，③是胞嘧啶，④是胞嘧啶脫氧核苷酸，⑤是腺嘌呤，⑥是鳥嘌呤，⑦是胞嘧啶，⑧是胸腺嘧啶。
【詳解】
（1）根據分析可知，②是脫氧核糖，④是胞嘧啶脫氧核苷酸，⑥是鳥嘌呤。
（2）DNA的兩條鏈按反向平行的方式盤旋成雙螺旋結構。
（3）DNA復制時需要解旋酶和DNA聚合酶。
（4）DNA分子的復制方式半保留復制，在真核細胞中復制的主要場所是細胞核。
【點睛】本題考查了DNA的結構及DNA復制的相關知識，考查學生的識記能力，比較簡單。
【基礎提升】
1．用32P標記玉米精原細胞（染色體數量為20條）所有DNA分子的雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，在細胞減數第二次分裂的中期、后期，一個細胞中被32P標記的染色體條數分別是
A．中期20、后期20 B．中期10、后期20
C．中期20、后期10 D．中期10、后期10
【答案】B
【分析】減數分裂過程：（1）染色體的復制。（2）減數第一次分裂：①前期：聯會，同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換；②中期：同源染色體成對的排列在赤道板上；③后期：同源染色體分離，非同源染色體自由組合；④末期：細胞質分裂。（3）減數第二次分裂：①前期：核膜、核仁逐漸解體消失，出現紡錘體和染色體；②中期：染色體形態固定、數目清晰；③后期：著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，并均勻地移向兩極；④末期：核膜、核仁重建、紡錘體和染色體消失。
【詳解】用32P標記玉米精原細胞（染色體數量為20條）所有DNA分子的雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，由于DNA分子的半保留復制，復制后的DNA均有一條鏈被32P標記，經減數第一次分裂，同源染色體分離，細胞中染色體數目減半，故減數第二次分裂中期被32P標記的染色體為10條；后期著絲點分裂，細胞中被32P標記的染色體條數是20條。
故選B。
2．下列關于DNA分子復制過程的敘述，正確的是（　　）
A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核苷酸
B．DNA獨特的雙螺旋結構就能保證DNA的準確復制
C．解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈
D．每條子鏈與其模板鏈形成一個新的DNA分子
【答案】D
【分析】DNA分子復制的場所、過程和時間：
（1）DNA分子復制的場所：細胞核、線粒體和葉綠體。
（2）DNA分子復制的過程：①解旋：在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開；②合成子鏈：以解開的每一條母鏈為模板，以游離的四種脫氧核苷酸為原料，遵循堿基互補配對原則，在有關酶的作用下，各自合成與母鏈互補的子鏈；③形成子代DNA：每條子鏈與其對應的母鏈盤旋成雙螺旋結構，從而形成2個與親代DNA完全相同的子代DNA分子。
（3）DNA分子復制的時間：有絲分裂的間期和減數第一次分裂前的間期。
【詳解】A、DNA分子在解旋酶的作用下，雙螺旋打開，但不能水解成脫氧核苷酸，A錯誤；
B、DNA獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板，堿基互補配對原則保證了DNA的準確復制，B錯誤；
C、解旋后分別以兩條母鏈為模板合成兩條新的子鏈，C錯誤；
D、DNA分子的復制方式為半保留復制，即每條子鏈與其模板鏈形成一個新的DNA分子，D正確。
故選D。
【點睛】
3．下列有關同位素示蹤法的應用，敘述錯誤的是（ ）
A．在噬菌體侵染大腸桿菌實驗中，不用C、H等元素標記DNA和蛋白質的原因是二者中都含有C、H等元素
B．在噬菌體侵染大腸桿菌實驗中，如果可以通過檢測區分出是35S還是32P的放射性，則可以用35S和32P對同一組噬菌體進行標記
C．在探究植物有機物和無機物的運輸途徑過程中，可同時提供14CO2和KH14CO3，并檢測放射性出現的部位和含量
D．證明DNA半保留復制實驗中用15N標記NH4Cl培養液來培養大腸桿菌，是通過產物的質量不同來進行區分的
【答案】C
【分析】放射性同位素標記法在生物學中具有廣泛的應用：
（1）用35S標記噬菌體的蛋白質外殼、用32P標記噬菌體的DNA，分別侵染細菌，最終證明DNA是遺傳物質；
（2）用3H標記氨基酸，探明分泌蛋白的合成與分泌過程；
（3）15N標記DNA分子，證明了DNA分子的復制方式是半保留復制；
（4）卡爾文用14C標記CO2，研究出碳原子在光合作用中的轉移途徑，即CO2→C3→有機物；
（5）魯賓和卡門用18O標記水，證明光合作用所釋放的氧氣全部來自于水。
【詳解】A、由于DNA和蛋白質都含有C和H，所以在噬菌體侵染大腸桿菌實驗中，不能用C、H等元素標記DNA和蛋白質，A正確；
B、在噬菌體侵染大腸桿菌實驗中，S和P分別是蛋白質和DNA的特征元素，如果可以檢測區分出是35S還是32P的放射性，則可以用35S和32P對同一組噬菌體進行標記，B正確；
C、14CO2和KH14CO3都含有14C，在探究植物有機物和無機物的運輸途徑過程中，如果同時提供14CO2和KH14CO3，則放射性的檢測將無法說明問題，C錯誤；
D、用15N標記NH4Cl培養液來培養大腸桿菌，由于含15N的DNA和含14N的DNA鏈的質量不同，因此可根據子代DNA在離心管位置來判斷復制方式，D正確。
故選C。
4．用15N標記一個DNA分子的兩條鏈，讓該DNA分子在14N的培養液中連續復制3次，則含15N的子代DNA分子個數是（ ）
A．32 B．16 C．8 D．2
【答案】D
【分析】DNA分子的復制特點是半保留復制。一個DNA分子復制三次，共得到DNA分子23=8條。
【詳解】用15N標記一個DNA分子的兩條鏈，讓該DNA分子在14N的培養液中連續復制3次，共得到DNA分子8條，由于DNA分子是半保留復制的，故最初的含15N的DNA分子兩條鏈分別形成兩個新的DNA分子，故含有15N的子代DNA分子個數是2個。
故選D。
5．若將即將進入有絲分裂間期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含 3H 標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養液中，培養至第二次分裂中期。下列有關敘述不正確的是（ ）
A．形成的 DNA 分子有一半只有一條脫氧核苷酸鏈含3H
B．形成的 DNA 分子一半兩條脫氧核苷酸鏈均含3H
C．所有染色體的 DNA 分子中，含 3H 的脫氧核苷酸鏈占總鏈數的3/4
D．每條染色體中，只有一條染色單體含3H
【答案】D
【分析】胡蘿卜的愈傷組織不斷的進行有絲分裂，吸收培養液中的核苷酸進行DNA的合成，由于培養基中含有 3H 標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，因此新合成的DNA子鏈上具有放射性。識記有絲分裂過程和DNA的半保留復制是本題的解題關鍵。題干中描述細胞進行了兩次分裂，第一次分裂時所有的子代DNA分子均有一條鏈為3H，另一條鏈為H，第二次細胞分裂間期復制后所有的DNA分子中有一半DNA兩條鏈均為3H，一般DNA一條鏈為3H，一條鏈為H。
【詳解】AB、根據分析可知，在第二次細胞分裂中期，DNA 分子有一半只有一條脫氧核苷酸鏈含3H，另一半兩條脫氧核苷酸鏈均含3H，A、B正確；
C、因此所有的DNA分子中，含3H 的脫氧核苷酸鏈占總鏈數的3/4，C正確；
D、此時染色體的著絲點并沒有分裂，每條染色體中，兩條染色單體都含有3H，D錯誤；
故選D。
6．下列有關雙鏈DNA的結構和復制的敘述，正確的是（　　）
A．DNA分子復制需要模板、原料、酶和ATP等條件
B．DNA分子中每個脫氧核糖均連接著兩個磷酸基團
C．DNA分子一條鏈上相鄰的堿基通過氫鍵連接
D．DNA聚合酶催化兩個游離的脫氧核苷酸之間的連接
【答案】A
【分析】1、DNA分子復制的過程：解旋：在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。合成子鏈：以解開的每一條母鏈為模板，以游離的四種脫氧核苷酸為原料，遵循堿基互補配對原則，在有關酶的作用下，各自合成與母鏈互補的子鏈。形成子代DNA：每條子鏈與其對應的母鏈盤旋成雙螺旋結構。從而形成2個與親代DNA完全相同的子代DNA分子。
2、DNA的雙螺旋結構：DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基在內側。兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接起來，形成堿基對且遵循堿基互補配對原則。
【詳解】A、DNA分子復制需要DNA母鏈作模板、原料—4種游離的脫氧核苷酸、酶和ATP等條件，A正確；
B、DNA分子中大多數脫氧核糖分子都連接著兩個磷酸基團，位于兩條脫氧核糖核苷酸鏈兩端的脫氧核糖連接1個磷酸基團，B錯誤；
C、 DNA分子一條鏈上相鄰的堿基通過脫氧核糖－磷酸－脫氧核糖連接，C錯誤；
D、DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯鍵，D錯誤。
故選A。
【點睛】
7．下圖為大腸桿菌的細胞分裂過程，其DNA含有m個脫氧核苷酸，相關說法正確的是（　　）
A．大腸桿菌的染色體呈環狀結構
B．大腸桿菌進行DNA復制時需要線粒體提供能量
C．大腸桿菌DNA的合成過程中脫去m個水分子
D．大腸桿菌的分裂方式是無絲分裂
【答案】C
【分析】原核細胞與真核細胞相比，最大的區別是原核細胞沒有被核膜包被的成形的細胞核（沒有核膜、核仁和染色體）；原核生物沒有復雜的細胞器，只有核糖體一種細胞器，但原核生物含有細胞膜、細胞質等結構，也含有核酸（DNA和RNA）和蛋白質等物質。
【詳解】A、大腸桿菌是原核生物，不含染色體，A錯誤；
B、大腸桿菌是原核生物，不含線粒體，B錯誤；
C、大腸桿菌的DNA為環狀結構，大腸桿菌的DNA含有m個脫氧核苷酸，合成過程中脫去m個水分子，C正確；
D、大腸桿菌屬于原核生物，其只能通過二分裂方式增殖，D錯誤。
故選C。
8．下列關于遺傳學史上重要探究活動的敘述，錯誤的是（ ）
A．孟德爾用統計學方法分析實驗結果發現了遺傳規律
B．薩頓運用類比推理的方法提出基因在染色體上的假說
C．赫爾希和蔡斯用對比實驗證明DNA是遺傳物質
D．沃森和克里克用放射性同位素標記法證明了DNA的雙螺旋結構
【答案】D
【分析】1、孟德爾發現遺傳定律用了假說—演繹法，其基本步驟：提出問題→作出假說→演繹推理→實驗驗證(測交實驗) →得出結論。
2、 薩頓運用類比推理的方法提出基因在染色體的假說，摩爾根運用假說—演繹法證明基因在染色體上。
【詳解】A、孟德爾用統計學方法分析雜合子自交子代的表現型及比例，發現了遺傳規律，A正確；
B、薩頓運用類比推理的方法提出基因在染色體上的假說，摩爾根等基于果蠅眼色與性別的關聯，通過實驗證明了基因在染色體上，B正確；
C、赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標記T2噬菌體DNA和蛋白質，通過對比兩組實驗結果，證明了DNA是遺傳物質，C正確；
D、梅塞爾森和斯塔爾運用同位素標記法（不是放射性同位素，N不具有放射性）證明了DNA分子的復制是半保留復制，D錯誤。
故選D。
9．現有DNA分子的兩條鏈均只含有31P（表示為31P31P）的大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有32P的培養基中繁殖一代，再轉到含有31P的培養基中繁殖兩代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是
A．有31P31P和32P32P兩種，其比例為1：1
B．有31P32P和31P31P兩種，其比例為1：3
C．有31P31P和31P32P兩種，其比例為1：1
D．有31P32P和32P32P兩種，其比例為3：1
【答案】B
【分析】DNA復制是以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。DNA復制條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）；DNA復制過程：邊解旋邊復制；DNA復制特點：半保留復制。
【詳解】DNA分子的兩條單鏈均只含有31P，該大腸桿菌在含有32P的培養基中繁殖一代，形成2個DNA，每個DNA都為31P32P。再轉到含有31P的培養基中繁殖一代，每個DNA為31P32P形成的子代DNA中，3個DNA為31P31P，1個DNA為31P32P，故繁殖兩代后形成的8個DNA分子中6個是31P31P，2個是31P32P，比例為3：1，故選B。
10．DNA復制的結果是形成兩個攜帶完全相同遺傳信息的DNA分子，這兩個相同DNA分子形成在（　　）
A．減數第二次分裂前期
B．有絲分裂前期和減數第一次分裂中期
C．有絲分裂的間期和減數第一次分裂前的間期
D．有絲分裂后期和減數第二次分裂后期
【答案】C
【分析】在細胞進行分裂的過程中，都會經歷DNA的復制和細胞的分裂過程，該題主要考察了DNA復制發生的時期，識記細胞分裂時染色體和DNA的行為是本題的解題關鍵。
【詳解】在有絲分裂和減數分裂過程中均會在間期進行DNA的復制過程，即DNA的復制主要發生在有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期；
故選C。
11．如圖為某真核細胞中DNA復制過程模式圖，下列分析錯誤的是（ ）
A．酶A和酶B均作用于氫鍵 B．該過程的模板鏈是a、b鏈
C．a鏈和b鏈為互補鏈 D．DNA復制是邊解旋邊復制的過程
【答案】A
【分析】DNA分子復制時，以DNA的兩條鏈為模板，合成兩條新的子鏈，每個DNA分子各含一條親代DNA分子的母鏈和一條新形成的子鏈。
【詳解】A、酶B是解旋酶，酶A是DNA聚合酶，前者作用于氫鍵，后者作用于磷酸二酯鍵，A錯誤；
BC、該過程是DNA分子復制過程，需要a、b鏈分別作模板，c、d鏈分別是以a、b鏈為模板合成的子鏈，其中a鏈和b鏈為互補鏈，BC正確；
D、DNA分子復制邊解旋邊復制的過程，且具有半保留復制的特點，D正確。
故選A。
12．下列有關科學研究方法的應用，正確的是（ ）
A．“碳是生命的核心元素”這一結論的得出運用了歸納法
B．光合作用探索歷程中魯賓和卡門運用了放射性同位素示蹤法
C．證明DNA以半保留方式復制運用了差速離心法
D．制作DNA雙螺旋結構模型是構建概念模型
【答案】A
【分析】魯賓和卡門運用了同位素示蹤法，證明光合作用產生是O2來自于H2O；證明DNA以半保留方式復制，運用了密度梯度離心法。
【詳解】A、沒有碳就沒有生命，“碳是生命的核心元素”這一結論的得出運用了歸納法，A正確；
B、光合作用探索歷程中魯賓和卡門運用了同位素示蹤法，但18O不是放射性同位素，B錯誤；
C、證明DNA以半保留方式復制運用了密度梯度離心法，C錯誤；
D、制作DNA雙螺旋結構模型是構建物理模型，D錯誤。
故選A。
13．下列關于DNA在細胞內復制過程的描述不正確的是
A．DNA分子的兩條鏈都是復制的模板
B．需要DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶
C．涉及到氫鍵斷裂和氫鍵重新形成的過程
D．在一個細胞的生命歷程中，核DNA需要復制多次而增殖
【答案】D
【分析】DNA復制是以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程，DNA復制條件有：模板（DNA的2條鏈）、能量（ATP提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）；DNA復制過程是邊解旋邊復制，且是半保留復制。
【詳解】A. DNA分子復制過程中兩條鏈都做模板，A正確；
B. DNA在細胞內復制過程中，把兩條雙鏈解開用到的酶是DNA解旋酶，DNA聚合酶用于連接DNA片段與單個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，DNA復制時有一條鏈的合成是一個片段一個片段的，這些片段要連成一條完整的鏈還要用到DNA連接酶，B正確；
C. DNA復制時雙螺旋要解開變為單鏈，最后重新形成雙鏈，該過程涉及氫鍵的斷裂和重新形成，C正確；
D. 細胞增殖過程中，核DNA只復制一次，D錯誤。
14．細菌是生物學常用的實驗材料，下列相關敘述錯誤的是
A．恩格爾曼以水綿和好氧細菌為實驗材料證明葉綠體是進行光合作用的場所
B．赫爾希和蔡斯以大腸桿菌和噬菌體為實驗材料證明DNA是噬菌體的遺傳物質
C．格里菲思以小鼠和肺炎雙球菌為實驗材料證明DNA是R型菌的轉化因子
D．科學家以大腸桿菌為實驗材料通過同位素標記法證明DNA復制為半保留復制
【答案】C
【分析】細菌具有結構簡單、繁殖較快的特點，適于進行生物學科學實驗。明確題干中各實驗的實驗方法和實驗過程、實驗結論是解答本題的關鍵。
【詳解】水綿具有帶狀葉綠體，恩格爾曼在沒有空氣的黑暗環境中，用極細的光束照射水綿，用好氧細菌檢測氧氣釋放部位，證明葉綠體是進行光合作用的場所，A項正確；赫爾希和蔡斯通過同位素標記實驗，證明DNA是噬菌體的遺傳物質，B項正確；格里菲思以小鼠和肺炎雙球菌為實驗材料，證明死亡的S型菌含有使R型菌發生轉化的轉化因子，沒有證明DNA是轉化因子，C項錯誤；科學家以大腸桿菌為實驗材料，通過同位素標記和離心技術，證明DNA復制為半保留復制，D項正確。
15．將DNA雙鏈都被15N標記的大腸桿菌放在含有14N的培養基中培養，使其分裂3次，下列敘述正確的是（ ）
A．3次分裂都是有絲分裂，所有的大腸桿菌都含有14N
B．含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2
C．含有14N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2
D．含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4
【答案】D
【分析】大腸桿菌為原核生物，沒有核膜包被的細胞核，擬核只有一個環狀的DNA。
【詳解】A、因為大腸桿菌為原核生物，所以其分裂方式為二分裂，A錯誤；
B、DNA復制方式為半保留復制，經過三次復制后產生的8個DNA分子中只有兩個含有15N標記，因此含有15N標記的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4，B錯誤；
C、由于DNA復制的原料是含有14N的原料，所以經過三次分裂后產生的大腸桿菌全部含14N，C錯誤；
D、由于DNA復制方式為半保留復制，經過三次復制后產生的8個DNA分子中只有兩個含有15N標記，因此含有15N標記的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4，D正確。
故選D。
16．雙脫氧三磷酸核苷酸（如圖1）在人工合成DNA體系中，可脫去兩個磷酸基團形成焦磷酸和雙脫氧核苷酸并釋放能量，雙脫氧核苷酸可使DNA子鏈延伸終止。在人工合成DNA體系中，有適量某單鏈模板、某一種雙脫氧三磷酸核苷酸（ddNTP）和四種正常脫氧三磷酸核苷酸（dNTP），反應終止時對合成的不同長度子鏈進行電泳（如圖2）。下列說法錯誤的是（ ）

A．雙脫氧核苷酸可與模板鏈發生堿基互補配對
B．此人工合成DNA體系中需要加入ATP提供能量
C．雙脫氧核苷酸使子鏈延伸終止的原因是3號C上無羥基
D．據圖2推測，模板鏈的堿基序列應為ATGATGCGAT
【答案】B
【分析】DNA復制時根據堿基互補配對原則和半保留復制原理進行復制。據題意可知，當模板上的堿基雙脫氧核苷酸配對時終止復制。
【詳解】A、分析題圖可知，雙脫氧核苷酸同樣含有堿基，故可與模板鏈發生堿基互補配對，A正確；
B、分析題意可知，雙脫氧三磷酸核苷酸在人工合成DNA體系中，可脫去兩個磷酸基團形成焦磷酸和雙脫氧核苷酸并釋放能量，故人工合成DNA體系中無需加入ATP提供能量，B錯誤；
C、正常情況下，DNA分子復制過程中，單鏈磷酸二酯鍵的形成需要3號碳上提供羥基，雙脫氧核苷酸沒有這個羥基，所以一旦DNA子鏈加入某一個雙脫氧核苷酸則聚合反應終止，C正確；
D、由于存在某一種雙脫氧三磷酸核苷酸(ddNTP)時則復制終止，其余情況能正常進行，則分子量越小，證明終止的越早，根據堿基互補配對原則可知，自下而上讀取的模板鏈的堿基序列應為ATGATGCGAT，D正確。
故選B。
17．科學家將被15N標記了DNA的大腸桿菌轉移到含14N的培養液中培養，來研究DNA的復制，下列敘述不正確的是（ ）
A．DNA 復制過程需要消耗能量 B．DNA分子的復制方式是半保留復制
C．復制3次后，子代中含14N的DNA占75% D．DNA復制時以4種游離的脫氧核苷酸為原料
【答案】C
【分析】DNA復制是指DNA雙鏈在細胞分裂以前進行的復制過程，從一個原始DNA分子產生兩個相同DNA分子的生物學過程。DNA復制的方式為半保留復制。
【詳解】A、DNA是個大分子，由小分子聚合而成，DNA 復制過程需要消耗能量，由ATP提供，A正確；
B、DNA分子的復制方式是半保留復制，即保留一條母鏈，合成一條子鏈，B正確；
C、根據題意“將被15N標記了DNA的大腸桿菌轉移到含14N的培養液中培養”，由于半保留復制，復制3次后，子代中含14N的DNA占100%，C錯誤；
D、脫氧核苷酸是DNA的基本單位，DNA復制時以4種游離的脫氧核苷酸為原料，D正確。
故選C。
18．若用放射性同位素32P、35S分別標記T2噬菌體的DNA和蛋白質，再讓其侵染未被標記的大腸桿菌、噬菌體在細菌體內復制了4次，從細菌體內釋放出的子代噬菌體中含有的噬菌體和含有的噬菌體分別占子代噬菌體總數的（ ）
A．1/8和1 B．1/8和0 C．3/8和1 D．3/8和0
【答案】B
【分析】DNA復制為半保留復制，當噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌細胞，以DNA為模板合成子代噬菌體，合成蛋白質和DNA的原料、能量等全部來自于子代噬菌體。
【詳解】由于噬菌體侵染細菌的過程中，只有DNA進入細菌體內，蛋白質外殼不進入，所以子代噬菌體中含 32P，不含 35S。由于DNA的復制方式是半保留復制，所以一個噬菌體在細菌體內復制4次后，含有32P 的噬菌體為2個，共產生 16個子代噬菌體，因此子代噬菌體中含有32P的噬菌體占子代噬菌體總數的2/16=1/8，含有 35S 的噬菌體分別占子代噬菌體總數的0，B正確。
故選B。
19．用32P標記某動物體細胞（2n=4）的 DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養基中培養，讓其進行有絲分裂，若一個細胞中的染色體總條數是8條，第3次分裂的該時期一個細胞內含有被P標記的染色體條數可能有（ ）
A．0、1、2 B．1、2、3、4 C．1、3、5、7 D．0、1、2、3、4
【答案】D
【分析】親代的DNA分子都被32P標記，放在不含32P的培養基中，復制一次后，每個DNA分子，一條鏈是32P，另一條鏈是31P；在第二次復制時，一個著絲點連著的兩個DNA中，一個DNA分子既含有32P又含有31P，另一個DNA分子的兩條鏈都是31P，以此分析解答。
【詳解】已知體細胞是4條染色體，而具有8條染色體的時期是有絲分裂后期，親代的DNA分子都被32P標記，放在不含32P的培養基中，復制一次后，每個DNA分子，一條鏈是32P，另一條鏈是31P；在第二次復制時，一個著絲點連著的兩個DNA中，一個DNA分子既含有32P又含有31P，另一個DNA分子的兩條鏈都是31，所以第二次分裂形成的子細胞中含有標記的是0個和4個、1個和3個、2個和2個。D符合題意。
故選D。
20．大腸桿菌在含15NH4Cl的培養液中生長若干代，然后轉移到含14NH4Cl的培養液中，細菌連續分裂兩次，含15N的DNA分子所占的比例是
A．100% B．50%
C．25% D．12．5%
【答案】B
【解析】略
21．把培養在含輕氮（14N）環境中的一細菌，轉移到含重氮（15N）環境中，培養相當于復制一輪的時間，然后將其中一個DNA分子放回原環境中培養相當于連續復制兩輪的時間后，細菌DNA分子組成分析表明（ ）
A．3/4輕氮型、1/4中間型 B．1/4輕氮型、3/4中間型
C．1/2輕氮型、1/2中間型 D．3/4重氮型、1/4中間型
【答案】A
【分析】根據題干分析，將14N的細菌放于15N環境中復制一次，每個模板DNA可產生2個子DNA分子均為14N、15N的DNA即中間型DNA，而這兩個中間型DNA放回原環境（14N）中再復制兩次后各產生4個DNA，共8個子DNA，這8個子DNA中有2個含15N，其余均為“只含14N”，即中間型DNA應為1/4，輕氮型DNA應為3/4。
【詳解】14N的一個細菌，轉移到含重氮15N環境中培養復制一輪的時間，由半保留復制特點可知，所形成的子代中每個DNA分子都是中間型；再放回原環境中培養復制兩輪的時間后共形成8個DNA分子，而帶15N標記的DNA鏈只有兩條，所以子代有1/4中間型，3/4輕氮型。綜上所述，A正確，B、C、D錯誤。
【點睛】本題考查DNA的復制的知識點，要求學生掌握DNA的復制過程和特點是解決問題的關鍵。要求學生掌握探究DNA的復制過程的知識點，理解DNA的半保留復制的特點，這是該題考查的重點。
22．現有核DNA分子的兩條單鏈均含有32P的精原細胞，若將該細胞在含有31P的培養基中連續分裂至第二次分裂的中期，則理論上對染色體的放射性標記分布情況和分裂方式的分析，正確的是（ ）
A．若每條染色體都被標記，則進行的是有絲分裂
B．若每條染色體都被標記，則進行的是減數分裂
C．若每條染色單體都被標記，則進行的是有絲分裂
D．若每條染色單體都被標記，則進行的是減數分裂
【答案】D
【分析】1.有絲分裂不同時期的特點：（1）間期：進行DNA的復制和有關蛋白質的合成；（2）前期：核膜、核仁逐漸解體消失，出現紡錘體和染色體；（3）中期：染色體形態固定、數目清晰；（4）后期：著絲點分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，并均勻地移向兩極；（5）末期：核膜、核仁重建、紡錘體和染色體消失。
2.減數分裂過程：
（1）減數第一次分裂間期：染色體的復制。
（2）減數第一次分裂：①前期：聯會，同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換；②中期：同源染色體成對的排列在赤道板上；③后期：同源染色體分離，非同源染色體自由組合；④末期：細胞質分裂。
（3）減數第二次分裂過程：①前期：核膜、核仁逐漸解體消失，出現紡錘體和染色體；②中期：染色體形態固定、數目清晰；③后期：著絲點分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，并均勻地移向兩極；④末期：核膜、核仁重建、紡錘體和染色體消失。
3.DNA分子復制方式為半保留復制。
【詳解】根據題意，若精原細胞進行的是有絲分裂，第一次分裂間期時，DNA進行了一次半保留復制，因此第一次分裂形成的每個子細胞中的每個DNA分子都是一條鏈含32P、一條鏈含31P；第二次分裂間期又進行了一次DNA分子的半保留復制，因此第二次分裂中期時，細胞中每條染色體含有兩條姐妹染色單體，其中有一條單體上的DNA是一條鏈含32P、一條鏈含31P，而另一條單體上的DNA的兩條鏈都含31P。若進行的是減數分裂，該過程中DNA分子只進行了一次半保留復制，因此到第二次分裂中期，每條染色體含有兩條姐妹染色單體，這兩條姐妹染色單體上的DNA都是一條鏈含32P、一條鏈含31P。綜上所述，D正確，A、B、C錯誤。
故選D。
23．下列關于DNA分子及復制的敘述，錯誤的是（　　）
A．DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側，構成基本骨架
B．堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的特異性
C．四分體時期中的1條染色體含有2個雙鏈的DNA分子
D．DNA分子獨特的雙螺旋結構能為復制提供精確的模板
【答案】B
【分析】DNA的雙螺旋結構：①DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。②DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基在內側。③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接起來，形成堿基對且遵循堿基互補配對原則。
【詳解】A、磷酸和脫氧核糖交替連接排列在外側構成基本骨架，A正確；
B、特定的堿基排列順序構成了DNA分子的特異性，B錯誤；
C、四分體時期中的1條染色體含有2條染色單體，所以含有2個雙鏈的DNA分子，C正確；
D、DNA分子獨特的雙螺旋結構能為復制提供精確的模板 ，D正確。
故選B。
24．生物學是一門實驗性學科，往往通過嚴謹的科學思維、巧妙的科學方法，增強直接經驗，獲得生動表象，有助于形成概念，理解原理，掌握規律。下列相關研究的敘述正確的是（ ）
A．薩頓采用假說演繹法證明基因在染色體
B．艾弗里利用減法原理設計肺炎鏈球菌的體外轉化實驗
C．可采用噬菌體侵染大腸桿菌的實驗設計思路來證明RNA是HIV的遺傳物質
D．科學家通過同位素標記和差速離心技術驗證DNA 的半保留復制
【答案】B
【分析】肺炎雙球菌轉化實驗包括格里菲斯體內轉化實驗和艾弗里體外轉化實驗，其中格里菲斯體內轉化實驗證明S型細菌中存在某種“轉化因子”，能將R型細菌轉化為S型細菌；艾弗里體外轉化實驗證明DNA是遺傳物質。
【詳解】A、薩頓提出基因位于染色體上的假說，摩爾根以果蠅為實驗材料，通過假說演繹法證明基因在染色體上，A錯誤；
B、艾弗里通過加入相應的酶去除對應物質，利用自變量控制中的“減法原理”設計了肺炎鏈球菌體外轉化實驗，B正確；
C、噬菌體和大腸桿菌的遺傳物質都是DNA，不能用噬菌體侵染大腸桿菌的實驗設計思路來證明RNA是HIV的遺傳物質，C錯誤；
D、科學家通過同位素標記和密度梯度離心法驗證DNA 的半保留復制，差速離心法可用于分離各種細胞器，D錯誤。
故選B。
25．細胞（2N=8）的核DNA分子雙鏈均用15N標記后置于含14N的培養基中培養，經過連續兩次細胞分裂后，檢測子細胞中的標記情況。下列推斷錯誤的是（ ）
A．若進行有絲分裂，則第二次分裂中期含14N的染色單體有16條
B．若進行有絲分裂，則含15N染色體的子細胞所占比例不唯一
C．若某個子細胞中的每條染色體都含15N，則細胞分裂過程中一定發生基因重組
D．若進行減數分裂，則減數第二次分裂后期每個細胞中含14N的染色體有8條
【答案】C
【分析】1、根據DNA分子的半保留復制特點，將某精原細胞的DNA分子用15N標記后置于含14N的培養基中培養。如果進行有絲分裂，經過一次細胞分裂后，形成的2個子細胞中的DNA分子都含有一條14N的單鏈和一條15N的單鏈，再分裂一次，DNA分子復制形成的2個DNA分子中一個是15N-14N，一個是14N-14N，DNA分子進入兩個細胞中是隨機的，因此，形成的子細胞中含15N染色體的子細胞比例為1/2～1。
2、根據DNA分子的半保留復制特點，將某精原細胞的DNA分子用15N標記后置于含14N的培養基中培養。如果進行減數分裂，減數分裂過程中染色體復制一次，細胞分裂兩次，細胞分裂間期DNA復制形成的DNA分子都含有一條14N的單鏈和一條15N的單鏈，因此減數分裂形成的子細胞中都含有15N。
【詳解】A、據上分析可知，若進行有絲分裂，第二次分裂中期同一條染色體不同染色單體上的DNA一個是15N-14N，一個是14N-14N，即染色單體均含14N共有16條，A正確；
B、據上分析可知，經過兩次有絲分裂后形成的四個子細胞含15N的細胞數可能為2個、3個、4個，故子細胞中含15N染色體的子細胞所占比例不唯一，為1/2～1，B正確；
C、據上分析可知，若某個子細胞中的每條染色體都含15N，則該細胞進行減數分裂，分裂過程中可能發生基因重組，C錯誤；
D、若進行減數分裂，DNA分子都含有一條14N的單鏈和一條15N的單鏈，則減數第二次分裂后期每個細胞中染色體都含14N，共有8條，D正確。
故選C。
26．現有從生物體內提取出的一個具有100個脫氧核苷酸對的DNA分子片段，兩條鏈都已用放射性同位素3H標記，另外還配備了多個沒用放射性同位素3H標記的4種脫氧核苷酸，想在實驗室中合成出多個該DNA分子片段。請回答：
（1）除上述幾種物質外，還需要配備 和有關的 。
（2）在第一代的兩個DNA分子中，含3H的鏈叫 。
（3）到第二代時，共合成出 個DNA分子。經過測定，該DNA分子片段中共含有30個堿基T，那么此時共消耗了 個胞嘧啶脫氧核苷酸。
（4）第三代DNA分子中，不含3H的DNA、一條鏈中含3H的DNA和兩條鏈中均含3H的DNA的數目分別是 。
【答案】 ATP 酶 母鏈 4 210 6、2、0
【分析】DNA分子復制時，以DNA的兩條鏈為模板，合成兩條新的子鏈，每個DNA分子各含一條親代DNA分子的母鏈和一條新形成的子鏈，稱為半保留復制。DNA復制條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）。
【詳解】（1）DNA的復制除模板和原料外，還需要能量（ATP）和解旋酶、DNA聚合酶等。
（2）子代DNA分子中含3H的鏈來自親代DNA，因此是母鏈。
（3）到第二代時實際上已復制了2次，共合成出4個DNA分子，根據堿基互補配對原則，每個DNA分子中胞嘧啶脫氧核苷酸數為100-30=70（個），消耗游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數為70×（22-1）=210（個）；
（4）第三代共有DNA分子23=8（個），根據半保留復制的特點，其中一條鏈含3H的DNA為2個，不含3H的DNA為6個，兩鏈均含3H的DNA為0。
【點睛】本題考查DNA分子結構、復制，識記DNA復制的過程，本題重點是要根據半保留復制的特點進行相關的計算。
27．下圖1表示細胞分裂某一時期的示意圖，圖2是細胞分裂過程中每條染色體上DNA含量變化曲線。分析圖示回答問題：
(1)結合細胞形狀及染色判斷，從細胞種類及細胞分裂時期來看，圖1細胞應為 ，細胞中②和⑥在前一細胞分裂時期是 ，該時期可對應圖2中的 段。
(2)由圖1可知該生物的體細胞中染色體有 條，在圖1細胞中核DNA有 個。
(3)圖2中CD發生變化的原因是 。細胞有絲分裂的重要意義在于通過 ，保持親子代細胞之間的遺傳穩定性。
(4)若在A點時的細胞全部染色體的DNA被3H標記，然后放在不含放射性的培養基中培養，一次分裂完成，則E點時最多有 條含放射性的染色體。
【答案】(1) 植物細胞有絲分裂后期圖 同一條染色體上的兩條姐妹染色單體 DE
(2) 4 8
(3) 染色體的著絲粒分裂 染色體正確復制和平均分配
(4)4
【分析】分析圖1：該細胞有細胞壁和同源染色體，染色體的著絲粒分裂，兩條子染色體移向細胞兩極，屬于植物細胞有絲分裂后期的模式圖。
分析圖2：表示細胞分裂的不同時期與每條染色體DNA 含量變化的關系，其中AB段形成的原因是DNA的復制； BC 段表示有絲分裂前期、中期或減數第一次分裂過程、 減數第二次分裂前期和中期；CD段形成的原因是著絲粒分裂； DE段表示有絲分裂后期、末期或減數第二次分裂后期、末期。
(1)
分析圖1：該細胞有細胞壁和同源染色體，染色體的著絲粒分裂，兩條子染色體移向細胞兩極，屬于植物細胞有絲分裂后期的模式圖，細胞中②和⑥是相同染色體，其在前一細胞分裂時期（有絲分裂中期）是同一條染色體上的兩條姐妹染色單體，圖1表示有絲分裂后期的模式圖，該時期粒裂后，每條染色體上只含有一個DNA，可對應圖2中的DE段。
(2)
有絲分裂后期細胞的染色體數是體細胞染色體數的2倍，圖1細胞中有8條染色體，8個DNA分子，可知該生物的體細胞中染色體有4條。
(3)
圖2中CD段由于著絲粒的分裂，姐妹染色單體消失，每條染色體上只有一個DNA分子。在有絲分裂過程中，親代細胞的染色體經過復制之后，精確的平均分配到兩個子細胞中，保持親子代細胞之間的遺傳穩定性。
(4)
由（2）小問可知，該細胞該生物的體細胞中染色體有4條，若在A點時的細胞全部染色體的DNA被3H標記，然后放在不含放射性的培養基中培養，一次分裂完成，即DNA復制一次，又由于DNA是半保留復制，所以E點時最多有4條含放射性的染色體。
28．關于DNA復制方式，人們曾提出了“全保留復制”、“半保留復制”等假說。科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了 DNA 復制方式的探索實驗，實驗內容及結果見下表。請分析并回答下列問題：
組別 1組 2組 3組 4組
培養液中唯一氮源 14NH4C1 15NH4C1 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代數 多代 多代 一代 兩代
培養產物 A B B的子I代 B的子II代
操作 提取DNA并離心
離心結果 僅為輕帶 （14N/14N） 僅為重帶 （15N/15N） 僅為中帶 （15N/14N） 1／2輕帶（14N／14N） 1／2中帶（15N／14N）
(1)要得到DNA中的N全部被15N標記的大腸桿菌B，必須經過 代培養，且培養液中的 是唯一氮源。
(2)綜合分析本實驗的DNA 離心結果，第 組結果對于否定“全保留復制”的假說起到了關鍵作用，但需把它與第 組的結果進行比較，才能說明DNA分子的復制方式是 。
(3)分析討論：
①若子I代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于 ，據此可判斷DNA分子的復制方式不是 復制。
②若將子I代DNA雙鏈分開后再離心，其結果 （選填“能”或“不能”）判斷DNA的復制方式。
③若在同等條件下將子II代繼續培養，子n代DNA離心的結果是：密度帶的數量和位置 ，密度帶變寬的是 帶。
④若某次實驗的結果中，子I代DNA的“中帶”比以往實驗結果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為 。
(4)假定該大腸桿菌含14N的DNA的相對分子質量為a，含15N的DNA相對分子質量為b。子一代DNA的相對分子質量平均為 ，子二代DNA的相對分子質量平均為 。
【答案】(1) 多 15N（15NH4C1）
(2) 3 1和2 半保留復制
(3) B 半保留 不能 沒有變化 輕 15N
(4) （a+b）/2 （3a+b）/4
【分析】分析表格：DNA的復制方式可能為半保留復制、全保留復制和混合復制。若為全保留復制，則3組中子代DNA經離心后應該分為輕帶（14N/14N）和重帶（15N/15N），而實際只有中帶（14N/15N），說明DNA復制不是全保留復制；若為混合復制，則4組中子代DNA經離心后應該只有中帶（14N/15N），而實際結果與之不符，說明DNA復制不是混合復制，則DNA的復制方式為半保留復制。
【詳解】（1）要得到DNA中的N全部被15N標記的大腸桿菌B，必須經過多代培養，且培養液中的15N是唯一氮源。
（2）第3組實驗結果最為重要，因為B的DNA為15N/15N型，B的子Ⅰ代的DNA為15N/14N型，這就說明DNA的復制方式為半保留復制；但中帶只有與輕帶和重帶進行比較才能得出，所以它要與第1組和第2組的結果進行比較。
（3）①若子I代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶，“輕”DNA為14N/14N DNA，“重”DNA為15N/15N DNA，據表，“重帶”DNA來自于B代。則①的結果是：后代DNA的兩條鏈全是原來的或全是新合成的，說明DNA分子的復制方式不是半保留復制。
②將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，無法判斷后代DNA的兩條鏈的來源，不能判斷DNA的復制方式。
③不管任何一代，親本經復制后有兩個14N/15N DNA，故將子Ⅱ代繼續培養，子n代DNA的情況是有兩個為14N/15N DNA，其余全部為14N/14N DNA，所以子n代DNA離心的結果是：密度帶的數量和位置沒有變化，密度帶變寬的是輕帶。
④若子I代DNA的“中帶”14N/15N DNA比以往實驗結果的“中帶”略寬，由于原料為14N，說明新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為15N，從而增加了中帶的寬度。
（4）DNA為雙鏈，子一代2個DNA分子均是一條鏈質量為a/2，另一條鏈為b/2，其相對分子質量為（a+b）/2；子二代共有4個DNA分子，其中有2個DNA分子是一條鏈質量為a/2，另一條鏈為b/2，另2個DNA分子每一條鏈均為a/2，則4個DNA分子相對分子質量為[（a/2+b/2）×2+a/2×4]/4=（3a+b）/4。
29．下面是DNA分子的結構模式圖，請據圖回答：
(1)該圖中5表示的是 ， 連接G與1之間的化學鍵是 。
(2)圖中1、2、3、4代表的堿基分別是 (填英文字母)。
(3)與DNA相比較，RNA分子中特有的堿基是 。
(4)DNA分子具有獨特的 結構，復制時需要 酶和DNA聚合酶參與。DNA分子的復制從過程看其特點是 ；從結果來看其特點是 。
【答案】(1) 脫氧核苷酸長鏈 氫鍵
(2)C、A、G、T
(3)U
(4) 雙螺旋 解旋 邊解旋邊復制 半保留復制
【分析】DNA分子結構的特點:
①DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。
②DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架;堿基排列在內側。
③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配.對有一定的規律: A和T配對, C和G配對。DNA的復制過程是一個邊解旋邊復制的過程， 復制過程需要模板、原料、能量和酶等基本條件。
（1）DNA分子有兩條脫氧核苷酸長鏈組成，5表示的是脫氧核苷酸長鏈，兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接。
（2）按照堿基互補配對原則，可知1、 2、3、4分別是C、A、G、T。
（3）與DNA相比，RNA分子特有的堿基是U。
（4）DNA分子具有獨特的雙螺旋結構，復制時需要解旋酶和DNA聚合酶參與。DNA分子的復制從過程看其特點是邊解旋邊復制；從結果來看其特點是半保留復制。
30．如圖所示，圖甲中的DNA分子有 a和d兩條鏈，將圖甲中某一片段放大后如圖乙所示，結合所學知識回答下列問題:
(1)圖甲中，A和B均是DNA分子復制過程中所需要的酶，其中B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈，則A是 酶，B是 酶。
(2)在綠色植物葉肉細胞中進行圖甲過程的場所有 。
(3)圖乙中有 個游離的磷酸基團。7 是 。DNA 分子的基本骨架由 (用圖中字母表示)交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過 (用圖中字母表示)連接成堿基對，并且遵循 原則。
【答案】(1) 解旋 DNA聚合
(2)細胞核、線粒體、葉綠體
(3) 2 胸腺嘧啶脫氧核苷酸 5和6 9 堿基互補配對
【分析】分析圖乙可知，該圖是DNA分子的平面結構，1是堿基C，2是堿基A，3是堿基G，4是堿基T，5是脫氧核糖，6是磷酸，7是脫氧核糖核苷酸，8是堿基對，9是氫鍵，10是脫氧核糖核苷酸鏈片段。
【詳解】（1）甲圖可知，該圖是DNA分子復制過程，A的作用是使DNA分子的雙螺旋結構解開，形成單鏈DNA，因此A是解旋酶，B是催化以DNA單鏈d為模板形成DNA分子的子鏈c，因此B是DNA聚合酶。
（2）綠色植物葉肉細胞中DNA分子復制的場所有細胞核、線粒體、葉綠體。
（3）DNA分子每條脫氧核苷酸鏈一端都有一個游離的磷酸基團，因此一個DNA分子有2個游離的磷酸基團。圖乙中，4為胸腺嘧啶，5為脫氧核糖，6為磷酸，三者構成的7為胸腺嘧啶脫氧核苷酸。DNA分子的基本骨架由脫氧核糖5和磷酸6交替連接而成；DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵9連接成堿基對，并且遵循堿基互補配對原則。
31．科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗，實驗內容及結果如表所示。
組別 1組 2組 3組 4組
培養液中唯一氮源 14NH4C1 I5NH4C1 14NH4C1 14NH4C1
繁殖代數 多代 多代 一代 兩代
培養產物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代
操作 提取DNA并離心
離心結果 僅為輕帶 （14N/14N） 僅為重帶 （15N/15N） 僅為中帶 （15N/14N） 1/2輕帶 （14N/14N）1/2中帶 （15N/14N）
請分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被15N標記的大腸桿菌B，必須經過 代培養，且培養液中的 是唯一氮源。
（2）綜合分析本實驗的DNA離心結果，說明DNA分子的復制方式是 。
（3）分析討論：
①若子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩種密度帶，則“重帶”DNA來自 ，據此可判斷DNA分子的復制方式不是 復制。
②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結果 （填“能”或“不能”）判斷DNA的復制方式。
③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續培養，子n代DNA離心的結果是：密度帶的數量和位置 ，標記強度發生變化的是 帶。
【答案】 多 15N（或15NH4Cl） 半保留復制 B 半保留 不能 沒有變化 輕
【分析】在探究DNA分子的復制方式為半保留復制的實驗中，“重帶”應為兩條單鏈均被15N標記，“輕帶”為兩條單鏈均被14N標記，“中帶”為一條單鏈被14N標記，另一條單鏈被15N標記。
【詳解】（1）經過一代培養后，只能是標記DNA分子的一條單鏈，所以要想對所有的DNA分子全部標記15N，要在只含15N為唯一氮源的培養液中進行多代培養。
（2）根據B的子Ⅰ代全是中帶，子Ⅱ代一半輕帶，一半中帶，可以說明DNA復制方式是半保留復制。
（3）①若子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩種密度帶，則“重帶”DNA來自親本B，說明子代DNA不是母鏈和子鏈結合的，故不是半保留復制。
②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結果會出現一半重帶，一半輕帶，不能確定DNA的復制方式。
③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續培養，合成的新鏈為14N，子n代DNA依舊只有輕帶和中帶，但輕帶的比例會升高，故密度帶的數量和位置不變，輕帶的標記強度會發生變化。
【點睛】根據子代DNA離心結果可以確定DNA復制是否是半保留復制，但根據雙鏈分開后離心結果不能確定DNA的復制方式。
32．DNA雙螺旋結構模型的提出在遺傳學中具有里程碑式的意義，科學地解釋了遺傳信息的傳遞過程。已知：在氮源為14N的培養基生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA（稱為輕鏈）；在氮源為15N的培養基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA（稱為重鏈）。為了研究DNA復制的特點，科學家進行了如下實驗探究：將親代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上，再繼續繁殖兩代（Ⅰ和Ⅱ），用某種離心方法分離得到結果如甲圖所示。請分析：
（1）在細胞內，DNA復制的主要場所為 ，圖示表明DNA復制的特點是 。
（2）本研究使用了 技術和 法，從而成功的對DNA分子進行了標記和分離。
（3）實驗結果可推測第一代（Ⅰ）細菌DNA兩條鏈的標記情況是 。若將第一代（Ⅰ）細菌轉移到含15N的培養基上繁殖一代，將所得到細菌的DNA用同樣方法分離，請參照上圖，將DNA分子可能出現在試管中的位置在答題紙中標出，并注明比例 。
【答案】 細胞核 半保留復制 同位素標記 密度梯度離心法 一條鏈含15N，一條鏈含14N
【分析】DNA復制的模板是DNA雙鏈，原料是四種游離的脫氧核苷酸，所需的酶是解旋酶和DNA聚合酶，產物是DNA，場所主要是細胞核。
【詳解】（1）DNA復制主要發生在細胞核中，根據親代全是重帶，子一代全是中帶，子二代有中帶和輕帶可知，DNA分子的復制為半保留復制。
（2）該實驗用同位素標記法15N對脫氧核苷酸進行標記，研究DNA分子的復制過程，同時結合密度梯度離心法對每一代的DNA分子進行離心。
（3）第一代DNA全是中帶，推測其一條鏈含15N，一條鏈含14N；若將第一代（Ⅰ）細菌（全是雜合鏈）轉移到含15N的培養基上繁殖一代，將所得到細菌的DNA用同樣方法分離，應該一半是中帶，一半是重帶，如圖所示：
【點睛】本題需要考生根據題干信息分析出DNA的復制方式，然后再結合復制的特點進行分析和推斷。
33．1958年，生物學家梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實驗材料，運用同位素標記技術和密度梯度離心法成功證實了DNA分子的復制方式為半保留復制。
(1)大腸桿菌DNA分子可以精確復制的原因是 。
(2)將DNA分子用15N標記的大腸桿菌培養在含有14NH4C1的普通培養液中，經歷兩次分裂后提取子代細菌DNA進行密度梯度離心，其在試管中的分布為 (用右圖中標號描述)；若將上述提取的DNA分子熱變性處理后再進行密度梯度離心，則試管中條帶的位置為 (用右圖中標號描述)。
(3)病毒DNA有雙鏈和單鏈之分。有些單鏈DNA病毒也會感染人或動物引發疾病，并且容易變異，所以研究病毒DNA是雙鏈還是單鏈非常必要。新發現一種能引發豬瘟的DNA病毒，欲利用同位素標記技術和密度梯度離心法研究該病毒的DNA是雙鏈還是單鏈結構，請簡要寫出實驗方案。
實驗思路：
實驗結果及結論：
【答案】(1)具有規則的雙螺旋結構，遵循堿基互補配對原則
(2) 一半位于①位置，一半位于②位置 ①和③
(3) 將待測病毒接種到用含15N的培養基培養的豬胚細胞中，培養一段時間；提取病毒DNA分子進行密度梯度離心，記錄離心后試管中DNA的位置 若DNA分子分別在試管中間和底部形成條帶，則病毒的DNA為雙鏈；若DNA分子分別在試管上部和底部形成條帶，則病毒的DNA為單鏈
【分析】1、DNA復制時間：有絲分裂和減數分裂間期。
2、DNA復制條件：模板（DNA的雙鏈）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游離的脫氧核苷酸）。
3、DNA復制過程和特點：邊解旋邊復制，半保留復制。
4、DNA復制結果：一條DNA復制出兩條DNA。
5、DNA復制意義：通過復制，使親代的遺傳信息傳遞給子代，使前后代保持一定的連續。
(1)
由于DNA具有規則的雙螺旋結構，且嚴格遵循堿基互補配對原則，因而大腸桿菌DNA分子可以精確復制。
(2)
由于DNA是半保留復制，經歷兩次分裂后產生4 個細胞，提取子代細菌DNA進行密度梯度離心，其在試管中的分布為一半位于①位置，一半位于②位置。若將上述提取的DNA分子熱變性處理，DNA雙鏈解鏈，再進行密度梯度離心，則試管中條帶的位置為①和③。
(3)
由于要研究的是病毒的DNA是雙鏈還是單鏈結構，所以實驗思路為：將待測病毒接種到用含15N的培養基培養的豬胚細胞中，培養一段時間；提取病毒DNA分子進行密度梯度離心，記錄離心后試管中DNA的位置。實驗結果及結論：如果DNA分子分別在試管中間和底部形成條帶，則病毒的DNA為雙鏈；如果DNA分子分別在試管上部和底部形成條帶，則病毒的DNA為單鏈。
【點睛】本題考查DNA的復制過程，要求學生識記相關實驗，并能結合題圖和信息來準確作答。
34．某校一個生物興趣小組要進行研究性學習，對生物學史上的經典實驗進行驗證，也是研究學習內容之一。這個小組借助某大學的實驗設備，對有關DNA復制的方式進行探索，有人認為DNA是全保留復制，也有人認為是半保留復制。為了證明這假設，這個小組設計了下列實驗程序，請完成實驗并對結果進行預測。
（1）實驗步驟：
第一步：在氮源為14N的培養基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA分子；在氮源為15N的培養基生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA。用某種離心方法分離得到的結果如圖所示，其DNA分別分布在輕帶和重帶上。
第二步：將親代大腸桿菌（含15N）轉移到含14N的培養基上繁殖一代（Ⅰ），請分析：如果其DNA分布的位置是 ，則DNA的復制方式為全保留復制；如果DNA分布的位置是 ，則是半保留復制。
第三步：為了進一步驗證第二步的推測結果，將子一代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上再繁殖一代（Ⅱ），請分析：
如果其DNA分布的位置是 ，則是全保留復制；如果其DNA分布的位置是 ，則是半保留復制。
（2）有人提出：第一代（Ⅰ）的DNA用解螺旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復制方式，如果輕帶和重帶各占1/2，則一定為半保留復制。
你認為這位同學的說法是否正確？ 。原因是 。
【答案】 一半在輕帶、一半在重帶 全部在中帶 3/4在輕帶、1/4在重帶 一半在輕帶、一半在中帶 不正確 因為不論是全保留復制還是半保留復制，其第一代DNA分子用解旋酶處理后，都有一半的單鏈含15N，一半的單鏈含14N，離心后，都有一半單鏈在重帶上，一半單鏈在輕帶上
【分析】根據題意和圖示分析可知：如果DNA的復制方式為全保留復制，則一個親代15N-15N的DNA分子復制后，兩個子代DNA分子是：一個15N-15N，一個14N-14N，在離心管中分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果DNA的復制方式為半保留復制，則一個親代15N-15N的DNA分子復制后，兩個子代DNA分子都是15N-14N，在離心管中分布的位置全部在中帶。
【詳解】（1）第二步：親代大腸桿菌（含15N）轉移到含14N的培養基上繁殖一代（Ⅰ）后，若為全保留復制，則2個DNA分子中1個DNA是14N-DNA、另外1個DNA是15N-DNA，故一半在輕帶位置，一半在重帶位置；若為半保留復制，則2個DNA分子中都是各一條鏈含14N、一條鏈含15N，故全部位于中帶位置。
第三步：為了進一步驗證第二步的推測結果，將子一代大腸桿菌轉移到含14N的培養基上再繁殖一代（Ⅱ），則親代大腸桿菌（含15N）轉移到含14N的培養基上連續繁殖兩代（Ⅱ）后，若為全保留復制，則4個DNA分子中1個DNA是15N-DNA、另外3個DNA是14N-DNA，故3/4在輕帶位置，1/4在重帶位置；若為半保留復制，則4個DNA分子中2個DNA分子中都是各一條鏈含14N、一條鏈含15N，另2個DNA分子全是14N-DNA，故一半在中帶位置，一半在輕帶位置。
（2）這位同學的說法不正確。因為不論是全保留復制還是半保留復制，其第一代DNA分子用解旋酶處理后，都有一半的單鏈含15N，一半的單鏈含14N，離心后，都有一半單鏈在重帶上，一半單鏈在輕帶上。
【點睛】本題考DNA復制的相關知識，意在考查學生分析問題和解決問題的能力，半保留復制特點是解答本題的關鍵。
35．正常細胞可以自主合成組成核酸的核糖和脫氧核糖。現在有某突變細胞群不能 自主合成核糖和脫氧核糖，需從培養基中攝取。為驗證 DNA 分子復制的原料是脫氧核苷酸， 而不是核糖核苷酸，現提供如下實驗材料，請你完成實驗方案。
（1）實驗目的：驗證 DNA 分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
（2）實驗材料：突變細胞群、基本培養基、核糖核苷酸、14C﹣核糖核苷酸（有放射性）、脫 氧核苷酸、14C﹣脫氧核苷酸（有放射性）、放射性探測顯微儀等。
（3）實驗原理：
DNA 主要分布在 ，其基本組成單位是 ；
RNA 主要分布在 ，其基本組成單位是 。
（4）實驗步驟：
第一步： 。
第二步：在甲、乙兩組培養基中分別接種相同數量的突變細胞群，在5%CO2恒溫培養箱中培養一段時間，使細胞增殖。
第三步：分別取出甲、乙兩組培養基中的細胞，檢測細胞中出現放射性的主要部位。
（5）預期結果： 。
（6）實驗結論：DNA分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
【答案】 細胞核 脫氧核苷酸 細胞質 核糖核苷酸 取若干基本培養基，隨機均分成甲、乙兩組。在甲組培養基中加入適量的核糖核苷酸和脫氧核苷酸；在乙組培養基中加入等量核糖核苷酸和-脫氧核苷酸。 甲組培養基中細胞的放射性主要分布在細胞核中，乙組培養基中細胞的放射性主要分布在細胞質中
【分析】題意分析，該實驗的目的是驗證DNA分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，實驗的自變量是放射性標記的核苷酸的種類，因變量是放射性存在的位置，其他屬于無關變量，無關變量應該保持一致且適宜。
【詳解】（3）實驗原理：DNA 主要分布在細胞核中，其基本組成單位是脫氧核苷酸；RNA 主要分布在細胞質中，其基本組成單位是核糖核苷酸，最后可通過放射性出現的位置確定DNA的原料。
（4）實驗步驟：由分析可知，該實驗的自變量是放射性標記的核苷酸的種類，按照實驗設計的對照原則和單一變量原則，設計實驗的步驟如下：
第一步：分組編號并給不同處理。取基本培養基若干，隨機分成兩組，編號為甲組和乙組。在甲組培養基中加入適量的核糖核苷酸和14C-脫氧核苷酸；在乙組培養基中加入14C-核糖核苷酸和-脫氧核苷酸。
第二步：在甲、乙兩組培養基中分別接種相同數量的突變細胞群。在5%CO2恒溫培養箱中培養一段時間，使細胞增殖。
第三步：分別取出甲、乙兩組培養基中的細胞，檢測細胞中出現放射性的主要部位。
（5）預期結果：甲組培養基中細胞的放射性主要分布在細胞核中，乙組培養基中細胞的放射性主要分布在細胞質中，結合原理不難得出以下結論：DNA分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
【點睛】熟知DNA和RNA的結構、功能以及二者的區別是解答本題的關鍵，掌握實驗設計的基本原則是解答本題的另一關鍵，能根據實驗目的確定實驗的自變量和因變量以及無關變量的處理是解答本題的必備能力。
36．下面甲圖中DNA分子有a和d兩條鏈，將甲圖中某一片段放大后如乙圖所示，結合所學知識回答下列問題：
(1)甲圖中，A和B均是DNA分子復制過程中所需要的酶，其中B能將單個的脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，從而形成子鏈：則A是 酶，B是 酶。
(2)甲圖中，DNA復制的復制方式是 。
(3)寫出乙圖中序號代表的結構的中文名稱：7 ，10 。
(4)從乙圖看，DNA雙螺旋結構的主要特點是：①DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈按 方式盤旋成雙螺旋結構。②DNA分子中的 交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基排在內側。
【答案】(1) 解旋酶 DNA聚合酶
(2)半保留復制
(3) 胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸 脫氧核糖核苷酸鏈
(4) 反向平行 脫氧核糖和磷酸
【分析

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