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最新高考生物考点一遍过讲义 考点29 DNA的复制
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这是一份最新高考生物考点一遍过讲义 考点29 DNA的复制，共20页。
2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。
不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。
这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。
这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
考点29 DNA的复制
高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆
DNA分子的复制
（1）概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
（2）时间：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。
（3）过程
（4）特点：边解旋边复制。
（5）方式：半保留复制。
（6）结果：形成两个完全相同的DNA分子。
（7）意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
考向一 DNA复制过程的分析
1．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
【参考答案】A
【试题解析】从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，所以A错误。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与。这种半保留复制的模式不仅能保持前后代的稳定性，同时每次复制都可产生两个DNA分子，提高了复制速率。
2．下面为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，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．由图可知DNA在复制过程中需要模板、原料、能量、酶和多种引物
D．由图可知DNA复制时在DNA聚合酶的作用下，游离的脱氧核苷酸的碱基和模板链上的碱基互补配对形成氢键
【答案】D
【解析】DNA分子复制时都保留了原来DNA分子中的一条链，这种方式叫做半保留复制，A正确；解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA解开，需要消耗ATP，B正确；DNA复制过程中需要模板、原料、能量、酶、多种引物（RNA引物或DNA引物），C正确；DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸，形成磷酸二酯键，而不是氢键，D错误。
考向二 DNA复制的相关计算
3．15N标记的含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。其结果可能是
A．含有14N的DNA分子占7/8
B．含有15N的DNA分子占1/8
C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸700个
D．复制结果共产生8个DNA分子
【参考答案】B
【试题解析】由于DNA分子的复制是半保留复制，最终只有2个子代DNA各含1条15N链，1条14N链，其余DNA都含14N，故全部子代DNA都含14N，A错误；DNA复制为半保留复制，不管复制几次，最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链，故最终有2个子代DNA分子含15N，所以含有15N的DNA分子占1/8，B正确；含有100个碱基对200个碱基的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，解得A=40个，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为（24﹣1）×40=600（个），C错误；复制4次后产生24=16个DNA分子，D错误。
解题技巧
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次复制需消耗脱氧核苷酸数为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。
4．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是
A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
【答案】C
【解析】由题干可得，噬菌体的DNA含有10 000个碱基，那么A＝T＝2 000，G＝C＝3 000。在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，100个子代噬菌体含有100个DNA分子，相当于新合成了99个DNA分子，至少需要鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸的数目为99×3 000＝297 000，A错误；噬菌体增殖的过程中需要自身的DNA作为模板，而原料和酶由细菌提供，B错误；根据半保留复制方式，在100个子代噬菌体的DNA中，同时含32P和31P的DNA分子有2个，只含31P的DNA分子有98个，C正确；DNA发生突变，其控制的性状不一定改变，如AA突变为Aa或者发生密码子的简并性等，D错误。
考向三 DNA复制方式的实验探究
5．DNA复制可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。
（1）根据图中的示例对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则一个DNA分子形成两个DNA分子，其中一个是亲代的，而另一个是新形成的。
②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有________________________________。
③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中__________________________________________。
（2）究竟是哪种复制方式呢？请大家设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
①在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
②在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离。
实验预测：
①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带，即一条轻带(14N/14N)和_____________，则可以排除______________；
②如果子代Ⅰ只有一条______，则可以排除________但不能肯定是___________；
③如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出__________和__________，则可以排除__________，同时肯定______________；
④如果子代Ⅱ不能分出__________密度两条带，则排除___________，同时确定为_______________。
【答案】（1）②一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的 ③每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片段
（2）①一条重带(15N/15N) 半保留复制和分散复制
②中等密度带 全保留复制 半保留复制或分散复制
③中等密度带 轻密度带 分散复制 半保留复制
④中等和轻 半保留复制 分散复制
【解析】（1）②如果是半保留复制，则以亲代DNA的两条链分别为模板，新形成的两个DNA分子，各有一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的。③如果是分散复制，根据题意和图示分析，新形成的DNA分子中每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片段。（2）实验预测：①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带，即一条轻带(14N/14N)和一条重带(15N/15N)，说明是全保留复制，而不可能是半保留复制和分散复制。②如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，则不可能是全保留复制，可能是半保留复制或者分散复制。③如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出中等密度带和轻密度带，说明是半保留复制，而不是分散复制。④如果子代Ⅱ不能分出中等和轻密度两条带，说明是分散复制，而不是半保留复制。
解题技巧
将含有15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养，复制n次。
（1）含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个，做题时看准是“含”还是“只含”。
（2）子代DNA分子中，总链数为2n×2＝2n＋1条，模板链始终是2条，做题时应看准是“DNA分子数”，还是“链数”。
6．在研究DNA复制机制的过程中，为检验“DNA半保留复制”假说是否成立，研究者用蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：
请回答问题：
（1）步骤①目的是标记细胞中的___________分子。依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制的产物应符合甲图中的_________（选甲图中字母填写）。
（2）若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体上的姐妹染色单体都具有放射性，则该结果_____(填写“能”或“不能”）确定假说成立。
（3）若第二个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的_________〔选乙图中字母填写），且第三个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的_____________(选乙图中字母填写)，则假说成立。
【答案】（1）DNA a
（2）不能
（3）e e和f
【解析】分析甲图，a表示半保留复制；b表示全保留复制；c表示混合复制。分析乙图，d染色体的两条姐妹染色单体均含有放射性；e染色体的两条姐妹染色单体中只有一条含有放射性；f染色体的两条姐妹染色单体均不含放射性。（1）胸腺嘧啶是合成DNA的原料，因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子；依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制形成的子代DNA分子种有一条链为亲代链，另一条链为新合成的子链，即图甲中的a。（2）若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体上的姐妹染色单体都具有放射性，则可能是半保留复制，也可能是混合复制，因此该结果不能确定假说成立。（3）若假说成立，即DNA分子的复制方式为半保留复制，则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图乙中的e；第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图中的e和f。
考向四 DNA复制与细胞分裂的关系
7．若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是
A．每条染色体中的两条染色单体均含3H
B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C．每个DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的1/4
【参考答案】A
【试题解析】若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在间期的S期时DNA复制1次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞中DNA分子都只有1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H标记，A正确。第二次分裂中期，1/2的DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H，1/2的DNA分子一条脱氧核苷酸链含3H，BC错误。所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的3/4，D错误。
解题技巧
利用图示法理解细胞分裂与DNA复制的相互关系
此类问题可通过构建模型图解答，如图：
这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是；第2种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。
8．将蚕豆根尖细胞在含5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）培养液中完成一个细胞周期，然后在含BrdU培养液中继续培养至分裂中期，取出根尖组织用姬姆萨染料染色（含BrdU的脱氧核苷酸链为浅蓝色，不含BrdU的脱氧核苷酸链为深蓝色），其染色体被染色的情况是
A．每条染色体的两条单体均为深蓝色
B．每条染色体的两条单体都为浅蓝色
C．每条染色体中都只有一条单体为浅蓝色
D．只有半数的染色体中一条单体为浅蓝色
【答案】C
【解析】根据DNA半保留复制特点，经过一个细胞周期（该过程中DNA只进行了一次半保留复制）形成的2个子细胞中，每条染色体的DNA中都有一条链含有BrdU。然后在含BrdU培养液中继续培养至分裂中期，由于间期DNA又进行了一次半保留复制，因此此时每条染色体含有2条染色单体，其中一条染色单体上的DNA只含BrdU，还有一条染色单体上的DNA中只有一条链含有BrdU，即此时每条染色体中都只有一条单体为浅蓝色。综上分析，C正确，ABD错误。
1．图中A→B→C表示哺乳动物的DNA分子复制片段。（图中黑点表示复制起点，双向箭头表示复制方向，单向箭头表示时间顺序），下列有关叙述不正确的是
A．在DNA复制过程中还需要解旋酶和RNA聚合酶的参与
B．多起点复制，大大缩短了复制所需要的时间
C．复制后所形成的两条子链的方向相反
D．复制所产生的每一个DNA片段需要DNA连接酶参与“缝合”
2．将蚕豆幼苗在含胸腺嘧啶核苷（3H—T)的培养基中培养一段时间，让3H掺入DNA中，从而使染色体带有放射性。随后，将幼苗转到含有秋水仙素（可持续发挥作用且不会导致细胞死亡）的普通培养基（2H—T)中培养一段时间，剪取根尖，制片并检测染色体的放射性，结果如图，相关说法错误的是
A．秋水仙素的作用是使染色体数目加倍
B．从染色体水平分析，该实验结果证明了DNA进行半保留复制
C．在着丝点分裂后含3H的染色体比例减半，说明核DNA经历了3次复制
D．若改用尿嘧啶核苷（3H—U）的培养基进行该实验，无法得到相同结果
3．1958年，科学家设计了DNA复制的同位素示踪实验，实验的培养条件与方法是：（1）在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如下图的甲：（2）转至含14N的培养基培养，每20分钟繁殖一代；（3）取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。下图的乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论，正确的是
A．出现丁的结果需要60分钟
B．乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果
C．转入含14N的培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4
D．丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论
4．若以1分子含500个碱基对的DNA（不含放射性）为模板，在含15N的环境中进行复制n次，下列相关叙述正确的是
A．复制过程中，需要消耗（2n-1）×1 000个核糖核苷酸
B．子代DNA中，两条链均含有15N的DNA分子有（2n-1）个
C．细胞内DNA复制主要发生在细胞核、线粒体和核糖体中
D．DNA复制过程可以在体外完成，但在体外复制时模板DNA不能太大
5．用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，如图（纵坐标为DNA分子个数），这三种DNA分子的比例正确的是
A． B．
C． D．
6．H2O2能将鸟嘌呤（G）氧化损伤为8-氧-7-氢脱氧鸟嘌呤（8-x dG），8-x dG可与A互补配对。若DNA片段有两个G发生上述氧化损伤，则该片段复制两次形成的子代DNA中不可能出现
A．一半分子碱基序列保持不变
B．一半分子含有8-x dG
C．全部分子G—C碱基对数减少
D．嘌呤数与嘧啶数不相同
7．15N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14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断正确的是
A．含有15N的DNA分子有两个
B．含有14N的DNA分子占15/16
C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸320个
D．复制结果共产生16个DNA分子，其中1/2含15N
8．将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌（拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶）放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图I、Ⅱ两种类型的DNA（虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链）。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是
A．DNA第二次复制产生的子代DNA有I、Ⅱ两种类型，比例为1︰3
B．DNA复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离定律
C．复制n次需要胞嘧啶的数目是（2n﹣1）
D．复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链的数目是为2n+1﹣2
9．下面是DNA复制的有关图示，A→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→G表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起始点，“→”表示复制方向。
（1）分析DNA复制过程所需条件：原料是____________；酶需要______________________等（至少两种），若A中含48 502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/分，则此DNA分子复制完成约需30 s。而实际上只需约16 s。根据A→C图分析，是因为______。
（2）哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按A→C的方式复制，至少8 h，而实际上约6 h左右。据D→G图分析，是因为____________________________________。
（3）A→C、D→G均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制______。
（4）C与A相同，G与D相同，C、G能被如此准确地复制出来，是因为______________。
10．双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20 °C时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答：
（1）若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗________个胞嘧啶脱氧核苷酸。
（2）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是_________________________________________________________。
（3）DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，但能________________________。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度越高的原因是______________________。
（4）图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是_________________。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是___________________________________________。
11．（2019天津卷·1）用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究
A．DNA复制的场所
B．mRNA与核糖体的结合
C．分泌蛋白的运输
D．细胞膜脂质的流动
12．（2019浙江4月选考·25）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是
A．1/2的染色体荧光被抑制
B．1/4的染色单体发出明亮荧光
C．全部DNA分子被BrdU标记
D．3/4的DNA单链被BrdU标记
13．（2018·浙江卷）某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是
A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术
B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA
D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
14．（2018·海南卷）现有DNA分子的两条单链均只含有14N（表示为14N14N）的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是
A．有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3
B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1
C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
15．（2016·新课标I卷）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ）。回答下列问题：
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_________（填“α”、“β”或“γ”）位上。
（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的____________（填“α”、“β”或“γ”）位上。
（3）将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是___________________________________。
步骤①
将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间
在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。
步骤②
取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。
1．【答案】A
【解析】在DNA复制过程中还需要解旋酶和DNA聚合酶的参与，而RNA聚合酶参与转录过程，A错误；DNA多起点复制，缩短了复制所需要的时间，B正确；由于DNA复制都是从3′端向5′端进行，而DNA的两条链是反向平行的，所以DNA经半保留复制所形成的两条子链的方向相反，C正确；由于DNA连接酶能使不同DNA片段的磷酸与脱氧核糖连接，所以多起点复制所产生的DNA片段需要DNA连接酶参与“缝合”，D正确。
2．【答案】C
【解析】秋水仙素一般可用于单倍体和多倍体育种，其作用机理为：在有丝分裂前期时抑制纺锤体的形成，从而使分开的染色体不能移向两极形成两个子细胞，进而导致细胞中染色体数目加倍。据图分析，3H—T培养基培养很长一段时间后，染色体上的DNA分子的两条链都带有放射性，然后放到2H—T培养基培养，染色体数目由1条变成了4条，说明DNA复制了2次；含有放射性的染色体具有2条，说明DNA的复制具有半保留复制的特点。秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，A正确；根据以上分析已知，DNA分子的复制具有半保留复制的特点，B正确；根据以上分析已知，核DNA经历了2次复制，C错误；DNA不含尿嘧啶，因此若改用尿嘧啶核苷（3H—U）的培养基进行该实验，无法得到相同结果，D正确。
3．【答案】D
【解析】由题意可知，含15N的样本比14N样本重，样品含15N越多，越处在离心管的下方，故甲图是在含15N培养基中培养的结果，全部DNA的两条链均含15N，为重带；转入含14N培养基后，由于DNA的半保留复制，繁殖一代后全部DNA均为一条链含15N，一条链含14N，为中带，与丙图结果吻合；繁殖两代后，一条链含15N、一条链含14N的DNA占50%，两条链均含14N的DNA占50%，为中带和轻带，与丁图结果吻合；繁殖三代后，一条链含15N、一条链含14N的DNA占50%×50%=25%，两条链均含14N的DNA占1-25%=75%。出现丁的结果需要繁殖两代，所以时间为40分钟，故A错误；乙中的结果不会出现，繁殖一代应为丙的结果，故B错误；1个DNA分子转入含14N的培养基中繁殖三代后含有15N的DNA分子有2个，所有DNA分子中都含有14N，故C错误；丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心，发现有一半的DNA链含 15N，一半含14N，分析可得出半保留复制的结论，故D正确。
4．【答案】D
【解析】依题意可知：该DNA分子共含1 000个脱氧核苷酸，在含15N的环境中进行复制n次，共产生2n个子代DNA分子，在此过程中，需要消耗（2n-1）×1 000个脱氧核苷酸，A错误；依据DNA分子的半保留复制，在这2n个DNA分子中，有2个DNA分子的1条链含15N、另1条链含14N，余下的（2n-2）个DNA分子的2条链均含15N，B错误；细胞内DNA复制主要发生在细胞核中，C错误；DNA复制过程可以在体外完成，但在体外复制时模板DNA不能太大，D正确。
5．【答案】A
【解析】用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖4代，共形成24=16个DNA分子。根据DNA分子半保留复制特点，不管亲代DNA分子复制几次，子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数都只有两个，所以在子代的16个DNA分子中，只含15N的DNA分子为0，同时含15N和14N的DNA分子为2个，只含14N的DNA分子为16﹣2=14个。故选A。
6．【答案】D
【解析】若该DNA片段发生氧化损伤的两个G在同一条链上，则以该含8-x dG的单链为模板形成的子代DNA碱基序列都发生变化，而以另一条正常单链为模板形成的子代DNA的碱基序列都保持不变，这种情况下子代DNA中一半分子碱基序列保持不变；若该DNA片段发生氧化损伤的两个G在两条链上，该DNA复制两次形成的4个DNA分子中有2个含有亲代DNA单链（即含有8-x dG）；由于氧化后的G与腺嘌呤A配对，因此通过DNA复制，可以将G—C碱基对转化成A—T碱基对，全部分子的G—C碱基对会减少；在氧化后，DNA复制过程中仍然遵循嘌呤与嘧啶配对的原则，即嘌呤与嘧啶碱基相等。综上所述，D符合题意，A、B、C不符合题意。
7．【答案】A
【解析】DNA进行半保留复制，含有15N的DNA分子一直是两个，A项正确，D项错误；子代DNA分子均含有14N，B项错误；该DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，根据DNA中A=T，G=C，该DNA含有G60个，A的数量为（200—120）/2=40个，复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸40×（24—1）=600个，C项错误。
8．【答案】D
【解析】DNA第二次复制产生的子代DNA共4个，有I、Ⅱ两种类型，比例为1︰1，A错误；大肠杆菌是原核生物，而基因的分离定律适用于真核生物，B错误；由题干可知，T=a个，故C=m/2-a，复制n次，需要胞嘧啶的数目是（m/2-a）（2n-1），C错误；复制n次，脱氧核苷酸单链的数目是2n+1，不含放射性的脱氧核苷酸单链有2条，故含放射性的脱氧核苷酸单链的数目是2n+1-2，D正确。
9．【答案】（1）脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 复制是双向进行的
（2）从多个起始点同时进行复制
（3）边解旋边复制
（4）DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成
【解析】（1）DNA复制利用的原料是四种游离的脱氧核苷酸，该过程需要解旋酶打开双链，需要DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成。若A中含48 502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/分，则此DNA分子复制完成约需30 s。而实际上只需约16 s。由A→C图可知，DNA复制可以双向进行。（2）据D→G图分析可知，DNA复制可以从多个起点同时进行复制，故可以大大缩短复制时间。（3） DNA分子复制的特点是边解旋边复制，解旋酶负责打开双链，DNA聚合酶负责催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，实现子链的延伸。（4）DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA分子的碱基互补配对原则（A—T、T—A、C—G、G—C）保证了DNA分子复制准确无误地完成，故C、G能被如此准确地复制出来。
10．【答案】（1）5 200
（2）标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性
（3）降低反应所需要的活化能 DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定
（4）短链片段连接形成长片段 在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段
【解析】（1）已知1个双链DNA片段中共有A＋T＋G＋C＝2 000个碱基，其中T＝350个。依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA片段中，A＝T＝350个，C＝G＝650个。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数＝(24-1)×650-(23-1)×650＝5 200个。（2）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，因3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以最终在噬菌体DNA中检测到放射性。（3）解旋酶能降低反应所需要的活化能。在每个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，而且DNA分子中G＋C的比例越高，含有的氢键数越多，DNA结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度也越高。（4）已知分子越小离试管口距离越近。图2显示：与60秒结果相比，120秒结果中有放射性的单链距离试管口较远，说明短链片段减少，其原因是短链片段连接形成长片段。在图示的实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。
11．【答案】A
【解析】DNA复制需要DNA模板、原料脱氧核苷酸、能量ATP和DNA聚合酶，A正确；mRNA与核糖体的结合，开始翻译mRNA上的密码子，需要tRNA运输氨基酸，不需要脱氧核苷酸，B错误；分泌蛋白的需要内质网的加工，形成囊泡运到高尔基体，加工、分类和包装，形成分泌小泡，运到细胞膜，胞吐出去，与脱氧核苷酸无关，C错误；细胞膜脂质的流动与物质跨膜运输有关，无需脱氧核苷酸，D错误。因此，本题答案选A。
12．【答案】D
【解析】DNA的复制方式为半保留复制。根据题意分析，复制到第三个细胞周期的中期时，共有4个细胞，以第一代细胞中的某一条染色体为参照，含半标记DNA的染色单体共有2条，含全标记DNA的染色单体共有6条。根据题意可知，在第三个细胞周期中期时，含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中，故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制，有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光，一条染色单体荧光被抑制，故A、B选项正确；一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链，由于DNA为半保留复制，故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中，新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记，故所有DNA分子都被BrdU标记，C选项正确；以第一代细胞中的某一条染色体为参照，在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链，含BrdU标记的有14条，故有的DNA单链被BrdU标记，D选项错误。
13．【答案】B
【解析】由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置”可知：本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术，A正确；分析图示可知：a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误；b管中的DNA密度介于a、c管中的之间，表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA，C正确；实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。
14．【答案】D
【解析】将含有14N14N的大肠杆菌置于含有15N的培养基中繁殖两代后，由于DNA的半保留复制，得到的子代DNA为2个14N14N－DNA分子和2个14N15N－DNA分子，再将其转到含有14N的培养基中繁殖一代，会得到6个15N14N－DNA分子和2个14N14N－DNA分子，比例为3∶1，D正确。
15．【答案】（1）γ
（2）α
（3）一个含有32P 标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记
【解析】（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动。据此并结合题意可知：若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上。（2）dA-Pα～Pβ～Pγ（d表示脱氧）脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。因此，若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。（3）每个噬菌体只含有1个DNA分子。噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体的DNA进入到大肠杆菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在大肠杆菌细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用大肠杆菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。已知某种噬菌体DNA分子的两条链都用32P进行标记，该噬菌体所感染的大肠杆菌细胞中不含有32P。综上所述并依据DNA分子的半保留复制可知：一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有两个带有标记，即其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n。
2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。
不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。
这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。
这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
考点29 DNA的复制
高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆
DNA分子的复制
（1）概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
（2）时间：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。
（3）过程
（4）特点：边解旋边复制。
（5）方式：半保留复制。
（6）结果：形成两个完全相同的DNA分子。
（7）意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
考向一 DNA复制过程的分析
1．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
【参考答案】A
【试题解析】从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，所以A错误。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与。这种半保留复制的模式不仅能保持前后代的稳定性，同时每次复制都可产生两个DNA分子，提高了复制速率。
2．下面为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，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．由图可知DNA在复制过程中需要模板、原料、能量、酶和多种引物
D．由图可知DNA复制时在DNA聚合酶的作用下，游离的脱氧核苷酸的碱基和模板链上的碱基互补配对形成氢键
【答案】D
【解析】DNA分子复制时都保留了原来DNA分子中的一条链，这种方式叫做半保留复制，A正确；解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA解开，需要消耗ATP，B正确；DNA复制过程中需要模板、原料、能量、酶、多种引物（RNA引物或DNA引物），C正确；DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸，形成磷酸二酯键，而不是氢键，D错误。
考向二 DNA复制的相关计算
3．15N标记的含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。其结果可能是
A．含有14N的DNA分子占7/8
B．含有15N的DNA分子占1/8
C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸700个
D．复制结果共产生8个DNA分子
【参考答案】B
【试题解析】由于DNA分子的复制是半保留复制，最终只有2个子代DNA各含1条15N链，1条14N链，其余DNA都含14N，故全部子代DNA都含14N，A错误；DNA复制为半保留复制，不管复制几次，最终子代DNA都保留亲代DNA的2条母链，故最终有2个子代DNA分子含15N，所以含有15N的DNA分子占1/8，B正确；含有100个碱基对200个碱基的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，解得A=40个，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为（24﹣1）×40=600（个），C错误；复制4次后产生24=16个DNA分子，D错误。
解题技巧
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次复制需消耗脱氧核苷酸数为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。
4．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是
A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
【答案】C
【解析】由题干可得，噬菌体的DNA含有10 000个碱基，那么A＝T＝2 000，G＝C＝3 000。在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，100个子代噬菌体含有100个DNA分子，相当于新合成了99个DNA分子，至少需要鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸的数目为99×3 000＝297 000，A错误；噬菌体增殖的过程中需要自身的DNA作为模板，而原料和酶由细菌提供，B错误；根据半保留复制方式，在100个子代噬菌体的DNA中，同时含32P和31P的DNA分子有2个，只含31P的DNA分子有98个，C正确；DNA发生突变，其控制的性状不一定改变，如AA突变为Aa或者发生密码子的简并性等，D错误。
考向三 DNA复制方式的实验探究
5．DNA复制可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。
（1）根据图中的示例对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则一个DNA分子形成两个DNA分子，其中一个是亲代的，而另一个是新形成的。
②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有________________________________。
③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中__________________________________________。
（2）究竟是哪种复制方式呢？请大家设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
①在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
②在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离。
实验预测：
①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带，即一条轻带(14N/14N)和_____________，则可以排除______________；
②如果子代Ⅰ只有一条______，则可以排除________但不能肯定是___________；
③如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出__________和__________，则可以排除__________，同时肯定______________；
④如果子代Ⅱ不能分出__________密度两条带，则排除___________，同时确定为_______________。
【答案】（1）②一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的 ③每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片段
（2）①一条重带(15N/15N) 半保留复制和分散复制
②中等密度带 全保留复制 半保留复制或分散复制
③中等密度带 轻密度带 分散复制 半保留复制
④中等和轻 半保留复制 分散复制
【解析】（1）②如果是半保留复制，则以亲代DNA的两条链分别为模板，新形成的两个DNA分子，各有一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的。③如果是分散复制，根据题意和图示分析，新形成的DNA分子中每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片段。（2）实验预测：①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带，即一条轻带(14N/14N)和一条重带(15N/15N)，说明是全保留复制，而不可能是半保留复制和分散复制。②如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，则不可能是全保留复制，可能是半保留复制或者分散复制。③如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出中等密度带和轻密度带，说明是半保留复制，而不是分散复制。④如果子代Ⅱ不能分出中等和轻密度两条带，说明是分散复制，而不是半保留复制。
解题技巧
将含有15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养，复制n次。
（1）含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个，做题时看准是“含”还是“只含”。
（2）子代DNA分子中，总链数为2n×2＝2n＋1条，模板链始终是2条，做题时应看准是“DNA分子数”，还是“链数”。
6．在研究DNA复制机制的过程中，为检验“DNA半保留复制”假说是否成立，研究者用蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：
请回答问题：
（1）步骤①目的是标记细胞中的___________分子。依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制的产物应符合甲图中的_________（选甲图中字母填写）。
（2）若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体上的姐妹染色单体都具有放射性，则该结果_____(填写“能”或“不能”）确定假说成立。
（3）若第二个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的_________〔选乙图中字母填写），且第三个细胞周期的放射性检测结果符合乙图中的_____________(选乙图中字母填写)，则假说成立。
【答案】（1）DNA a
（2）不能
（3）e e和f
【解析】分析甲图，a表示半保留复制；b表示全保留复制；c表示混合复制。分析乙图，d染色体的两条姐妹染色单体均含有放射性；e染色体的两条姐妹染色单体中只有一条含有放射性；f染色体的两条姐妹染色单体均不含放射性。（1）胸腺嘧啶是合成DNA的原料，因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子；依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制形成的子代DNA分子种有一条链为亲代链，另一条链为新合成的子链，即图甲中的a。（2）若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体上的姐妹染色单体都具有放射性，则可能是半保留复制，也可能是混合复制，因此该结果不能确定假说成立。（3）若假说成立，即DNA分子的复制方式为半保留复制，则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图乙中的e；第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图中的e和f。
考向四 DNA复制与细胞分裂的关系
7．若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是
A．每条染色体中的两条染色单体均含3H
B．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H
C．每个DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的1/4
【参考答案】A
【试题解析】若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，在间期的S期时DNA复制1次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞中DNA分子都只有1条链被标记，培养至第二次分裂中期，每条染色体中的两条染色单体均含3H标记，A正确。第二次分裂中期，1/2的DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H，1/2的DNA分子一条脱氧核苷酸链含3H，BC错误。所有染色体的DNA分子中，含3H的脱氧核苷酸链占总链数的3/4，D错误。
解题技巧
利用图示法理解细胞分裂与DNA复制的相互关系
此类问题可通过构建模型图解答，如图：
这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是；第2种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。
8．将蚕豆根尖细胞在含5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）培养液中完成一个细胞周期，然后在含BrdU培养液中继续培养至分裂中期，取出根尖组织用姬姆萨染料染色（含BrdU的脱氧核苷酸链为浅蓝色，不含BrdU的脱氧核苷酸链为深蓝色），其染色体被染色的情况是
A．每条染色体的两条单体均为深蓝色
B．每条染色体的两条单体都为浅蓝色
C．每条染色体中都只有一条单体为浅蓝色
D．只有半数的染色体中一条单体为浅蓝色
【答案】C
【解析】根据DNA半保留复制特点，经过一个细胞周期（该过程中DNA只进行了一次半保留复制）形成的2个子细胞中，每条染色体的DNA中都有一条链含有BrdU。然后在含BrdU培养液中继续培养至分裂中期，由于间期DNA又进行了一次半保留复制，因此此时每条染色体含有2条染色单体，其中一条染色单体上的DNA只含BrdU，还有一条染色单体上的DNA中只有一条链含有BrdU，即此时每条染色体中都只有一条单体为浅蓝色。综上分析，C正确，ABD错误。
1．图中A→B→C表示哺乳动物的DNA分子复制片段。（图中黑点表示复制起点，双向箭头表示复制方向，单向箭头表示时间顺序），下列有关叙述不正确的是
A．在DNA复制过程中还需要解旋酶和RNA聚合酶的参与
B．多起点复制，大大缩短了复制所需要的时间
C．复制后所形成的两条子链的方向相反
D．复制所产生的每一个DNA片段需要DNA连接酶参与“缝合”
2．将蚕豆幼苗在含胸腺嘧啶核苷（3H—T)的培养基中培养一段时间，让3H掺入DNA中，从而使染色体带有放射性。随后，将幼苗转到含有秋水仙素（可持续发挥作用且不会导致细胞死亡）的普通培养基（2H—T)中培养一段时间，剪取根尖，制片并检测染色体的放射性，结果如图，相关说法错误的是
A．秋水仙素的作用是使染色体数目加倍
B．从染色体水平分析，该实验结果证明了DNA进行半保留复制
C．在着丝点分裂后含3H的染色体比例减半，说明核DNA经历了3次复制
D．若改用尿嘧啶核苷（3H—U）的培养基进行该实验，无法得到相同结果
3．1958年，科学家设计了DNA复制的同位素示踪实验，实验的培养条件与方法是：（1）在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如下图的甲：（2）转至含14N的培养基培养，每20分钟繁殖一代；（3）取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。下图的乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论，正确的是
A．出现丁的结果需要60分钟
B．乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果
C．转入含14N的培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4
D．丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论
4．若以1分子含500个碱基对的DNA（不含放射性）为模板，在含15N的环境中进行复制n次，下列相关叙述正确的是
A．复制过程中，需要消耗（2n-1）×1 000个核糖核苷酸
B．子代DNA中，两条链均含有15N的DNA分子有（2n-1）个
C．细胞内DNA复制主要发生在细胞核、线粒体和核糖体中
D．DNA复制过程可以在体外完成，但在体外复制时模板DNA不能太大
5．用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，如图（纵坐标为DNA分子个数），这三种DNA分子的比例正确的是
A． B．
C． D．
6．H2O2能将鸟嘌呤（G）氧化损伤为8-氧-7-氢脱氧鸟嘌呤（8-x dG），8-x dG可与A互补配对。若DNA片段有两个G发生上述氧化损伤，则该片段复制两次形成的子代DNA中不可能出现
A．一半分子碱基序列保持不变
B．一半分子含有8-x dG
C．全部分子G—C碱基对数减少
D．嘌呤数与嘧啶数不相同
7．15N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14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断正确的是
A．含有15N的DNA分子有两个
B．含有14N的DNA分子占15/16
C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸320个
D．复制结果共产生16个DNA分子，其中1/2含15N
8．将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌（拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶）放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图I、Ⅱ两种类型的DNA（虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链）。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是
A．DNA第二次复制产生的子代DNA有I、Ⅱ两种类型，比例为1︰3
B．DNA复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离定律
C．复制n次需要胞嘧啶的数目是（2n﹣1）
D．复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链的数目是为2n+1﹣2
9．下面是DNA复制的有关图示，A→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→G表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起始点，“→”表示复制方向。
（1）分析DNA复制过程所需条件：原料是____________；酶需要______________________等（至少两种），若A中含48 502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/分，则此DNA分子复制完成约需30 s。而实际上只需约16 s。根据A→C图分析，是因为______。
（2）哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按A→C的方式复制，至少8 h，而实际上约6 h左右。据D→G图分析，是因为____________________________________。
（3）A→C、D→G均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制______。
（4）C与A相同，G与D相同，C、G能被如此准确地复制出来，是因为______________。
10．双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20 °C时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答：
（1）若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗________个胞嘧啶脱氧核苷酸。
（2）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是_________________________________________________________。
（3）DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，但能________________________。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度越高的原因是______________________。
（4）图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是_________________。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是___________________________________________。
11．（2019天津卷·1）用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究
A．DNA复制的场所
B．mRNA与核糖体的结合
C．分泌蛋白的运输
D．细胞膜脂质的流动
12．（2019浙江4月选考·25）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是
A．1/2的染色体荧光被抑制
B．1/4的染色单体发出明亮荧光
C．全部DNA分子被BrdU标记
D．3/4的DNA单链被BrdU标记
13．（2018·浙江卷）某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是
A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术
B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA
D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
14．（2018·海南卷）现有DNA分子的两条单链均只含有14N（表示为14N14N）的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是
A．有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3
B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1
C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
15．（2016·新课标I卷）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ）。回答下列问题：
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_________（填“α”、“β”或“γ”）位上。
（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的____________（填“α”、“β”或“γ”）位上。
（3）将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是___________________________________。
步骤①
将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间
在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。
步骤②
取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。
1．【答案】A
【解析】在DNA复制过程中还需要解旋酶和DNA聚合酶的参与，而RNA聚合酶参与转录过程，A错误；DNA多起点复制，缩短了复制所需要的时间，B正确；由于DNA复制都是从3′端向5′端进行，而DNA的两条链是反向平行的，所以DNA经半保留复制所形成的两条子链的方向相反，C正确；由于DNA连接酶能使不同DNA片段的磷酸与脱氧核糖连接，所以多起点复制所产生的DNA片段需要DNA连接酶参与“缝合”，D正确。
2．【答案】C
【解析】秋水仙素一般可用于单倍体和多倍体育种，其作用机理为：在有丝分裂前期时抑制纺锤体的形成，从而使分开的染色体不能移向两极形成两个子细胞，进而导致细胞中染色体数目加倍。据图分析，3H—T培养基培养很长一段时间后，染色体上的DNA分子的两条链都带有放射性，然后放到2H—T培养基培养，染色体数目由1条变成了4条，说明DNA复制了2次；含有放射性的染色体具有2条，说明DNA的复制具有半保留复制的特点。秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，A正确；根据以上分析已知，DNA分子的复制具有半保留复制的特点，B正确；根据以上分析已知，核DNA经历了2次复制，C错误；DNA不含尿嘧啶，因此若改用尿嘧啶核苷（3H—U）的培养基进行该实验，无法得到相同结果，D正确。
3．【答案】D
【解析】由题意可知，含15N的样本比14N样本重，样品含15N越多，越处在离心管的下方，故甲图是在含15N培养基中培养的结果，全部DNA的两条链均含15N，为重带；转入含14N培养基后，由于DNA的半保留复制，繁殖一代后全部DNA均为一条链含15N，一条链含14N，为中带，与丙图结果吻合；繁殖两代后，一条链含15N、一条链含14N的DNA占50%，两条链均含14N的DNA占50%，为中带和轻带，与丁图结果吻合；繁殖三代后，一条链含15N、一条链含14N的DNA占50%×50%=25%，两条链均含14N的DNA占1-25%=75%。出现丁的结果需要繁殖两代，所以时间为40分钟，故A错误；乙中的结果不会出现，繁殖一代应为丙的结果，故B错误；1个DNA分子转入含14N的培养基中繁殖三代后含有15N的DNA分子有2个，所有DNA分子中都含有14N，故C错误；丙图的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心，发现有一半的DNA链含 15N，一半含14N，分析可得出半保留复制的结论，故D正确。
4．【答案】D
【解析】依题意可知：该DNA分子共含1 000个脱氧核苷酸，在含15N的环境中进行复制n次，共产生2n个子代DNA分子，在此过程中，需要消耗（2n-1）×1 000个脱氧核苷酸，A错误；依据DNA分子的半保留复制，在这2n个DNA分子中，有2个DNA分子的1条链含15N、另1条链含14N，余下的（2n-2）个DNA分子的2条链均含15N，B错误；细胞内DNA复制主要发生在细胞核中，C错误；DNA复制过程可以在体外完成，但在体外复制时模板DNA不能太大，D正确。
5．【答案】A
【解析】用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖4代，共形成24=16个DNA分子。根据DNA分子半保留复制特点，不管亲代DNA分子复制几次，子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数都只有两个，所以在子代的16个DNA分子中，只含15N的DNA分子为0，同时含15N和14N的DNA分子为2个，只含14N的DNA分子为16﹣2=14个。故选A。
6．【答案】D
【解析】若该DNA片段发生氧化损伤的两个G在同一条链上，则以该含8-x dG的单链为模板形成的子代DNA碱基序列都发生变化，而以另一条正常单链为模板形成的子代DNA的碱基序列都保持不变，这种情况下子代DNA中一半分子碱基序列保持不变；若该DNA片段发生氧化损伤的两个G在两条链上，该DNA复制两次形成的4个DNA分子中有2个含有亲代DNA单链（即含有8-x dG）；由于氧化后的G与腺嘌呤A配对，因此通过DNA复制，可以将G—C碱基对转化成A—T碱基对，全部分子的G—C碱基对会减少；在氧化后，DNA复制过程中仍然遵循嘌呤与嘧啶配对的原则，即嘌呤与嘧啶碱基相等。综上所述，D符合题意，A、B、C不符合题意。
7．【答案】A
【解析】DNA进行半保留复制，含有15N的DNA分子一直是两个，A项正确，D项错误；子代DNA分子均含有14N，B项错误；该DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，根据DNA中A=T，G=C，该DNA含有G60个，A的数量为（200—120）/2=40个，复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸40×（24—1）=600个，C项错误。
8．【答案】D
【解析】DNA第二次复制产生的子代DNA共4个，有I、Ⅱ两种类型，比例为1︰1，A错误；大肠杆菌是原核生物，而基因的分离定律适用于真核生物，B错误；由题干可知，T=a个，故C=m/2-a，复制n次，需要胞嘧啶的数目是（m/2-a）（2n-1），C错误；复制n次，脱氧核苷酸单链的数目是2n+1，不含放射性的脱氧核苷酸单链有2条，故含放射性的脱氧核苷酸单链的数目是2n+1-2，D正确。
9．【答案】（1）脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 复制是双向进行的
（2）从多个起始点同时进行复制
（3）边解旋边复制
（4）DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成
【解析】（1）DNA复制利用的原料是四种游离的脱氧核苷酸，该过程需要解旋酶打开双链，需要DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成。若A中含48 502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/分，则此DNA分子复制完成约需30 s。而实际上只需约16 s。由A→C图可知，DNA复制可以双向进行。（2）据D→G图分析可知，DNA复制可以从多个起点同时进行复制，故可以大大缩短复制时间。（3） DNA分子复制的特点是边解旋边复制，解旋酶负责打开双链，DNA聚合酶负责催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，实现子链的延伸。（4）DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA分子的碱基互补配对原则（A—T、T—A、C—G、G—C）保证了DNA分子复制准确无误地完成，故C、G能被如此准确地复制出来。
10．【答案】（1）5 200
（2）标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性
（3）降低反应所需要的活化能 DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定
（4）短链片段连接形成长片段 在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段
【解析】（1）已知1个双链DNA片段中共有A＋T＋G＋C＝2 000个碱基，其中T＝350个。依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA片段中，A＝T＝350个，C＝G＝650个。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数＝(24-1)×650-(23-1)×650＝5 200个。（2）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，因3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以最终在噬菌体DNA中检测到放射性。（3）解旋酶能降低反应所需要的活化能。在每个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，而且DNA分子中G＋C的比例越高，含有的氢键数越多，DNA结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度也越高。（4）已知分子越小离试管口距离越近。图2显示：与60秒结果相比，120秒结果中有放射性的单链距离试管口较远，说明短链片段减少，其原因是短链片段连接形成长片段。在图示的实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。
11．【答案】A
【解析】DNA复制需要DNA模板、原料脱氧核苷酸、能量ATP和DNA聚合酶，A正确；mRNA与核糖体的结合，开始翻译mRNA上的密码子，需要tRNA运输氨基酸，不需要脱氧核苷酸，B错误；分泌蛋白的需要内质网的加工，形成囊泡运到高尔基体，加工、分类和包装，形成分泌小泡，运到细胞膜，胞吐出去，与脱氧核苷酸无关，C错误；细胞膜脂质的流动与物质跨膜运输有关，无需脱氧核苷酸，D错误。因此，本题答案选A。
12．【答案】D
【解析】DNA的复制方式为半保留复制。根据题意分析，复制到第三个细胞周期的中期时，共有4个细胞，以第一代细胞中的某一条染色体为参照，含半标记DNA的染色单体共有2条，含全标记DNA的染色单体共有6条。根据题意可知，在第三个细胞周期中期时，含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中，故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制，有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光，一条染色单体荧光被抑制，故A、B选项正确；一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链，由于DNA为半保留复制，故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中，新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记，故所有DNA分子都被BrdU标记，C选项正确；以第一代细胞中的某一条染色体为参照，在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链，含BrdU标记的有14条，故有的DNA单链被BrdU标记，D选项错误。
13．【答案】B
【解析】由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置”可知：本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术，A正确；分析图示可知：a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误；b管中的DNA密度介于a、c管中的之间，表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA，C正确；实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。
14．【答案】D
【解析】将含有14N14N的大肠杆菌置于含有15N的培养基中繁殖两代后，由于DNA的半保留复制，得到的子代DNA为2个14N14N－DNA分子和2个14N15N－DNA分子，再将其转到含有14N的培养基中繁殖一代，会得到6个15N14N－DNA分子和2个14N14N－DNA分子，比例为3∶1，D正确。
15．【答案】（1）γ
（2）α
（3）一个含有32P 标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记
【解析】（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动。据此并结合题意可知：若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上。（2）dA-Pα～Pβ～Pγ（d表示脱氧）脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。因此，若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。（3）每个噬菌体只含有1个DNA分子。噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体的DNA进入到大肠杆菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在大肠杆菌细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用大肠杆菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。已知某种噬菌体DNA分子的两条链都用32P进行标记，该噬菌体所感染的大肠杆菌细胞中不含有32P。综上所述并依据DNA分子的半保留复制可知：一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有两个带有标记，即其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n。
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