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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3节 DNA的复制同步训练题
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3节 DNA的复制同步训练题，共27页。试卷主要包含了实验结果等内容，欢迎下载使用。
3.3 DNA的复制
目标导航
1.根据DNA的结构特点以及生命所需的基本条件，推测DNA复制的基础和条件。
2.基于科学史资料提供的实验数据，运用假说-演绎的科学方法，概述DNA通过半保留方式进行复制。
3.通过对DNA半保留复制过程的分析、讨论，从结构和功能相统一的角度探讨生命系统的正常运转离不开遗传信息的传递，DNA准确复制时遗传信息传递的基础。
知识精讲
知识点01 对DNA半保留复制的推测
沃森和克里克提出的遗传物质自我复制假说认为：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键
断裂。解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称作半保留复制。
知识点02 DNA半保留复制的实验证据
1.1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，设计了一个巧妙的实验，证明了DNA复制时半保留复制。
2.实验原理
①DNA的两条链都用15N标记，那么这样的DNA分子密度最大，离心时应该在试管的底部。
②DNA的两条链都没有被15N标记，那么这样的DNA分子密度最小，离心时应该在试管的上部。
③DNA的两条链中只有一条单链被15N标记，那么这样的DNA分子离心时应该在试管的中部。
3.实验过程
①科学家先用含有15NH4Cl培养液的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，目的是将大肠杆菌的DNA用15N标记。
②将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl培养液中，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。
4.实验结果
①将在含有15NH4Cl培养液培养若干代的大肠杆菌取出，提取DNA后离心后得到15N/15N-DNA带。
②将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl培养液中繁殖一代后取出，提取DNA后离心后得到15N/14N-DNA带。
③将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl培养液中繁殖两代后取出，提取DNA后离心后得到1/215N/14N-DNA,1/214N/14N-DNA带。
5.实验结果说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
知识点03 DNA半保留复制的过程
1.以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程称为DNA复制。 在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的；真核生物的DNA复制发生在细胞核、线粒体和叶绿体；原核生物的DNA复制发生在拟核和细胞质。
2.DNA分子复制的过程：
①能量 ②解旋 ②脱氧核苷酸 ③DNA聚合 双螺旋结构
3.DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了能够准确地进行。DNA复制的方式是半保留复制，DNA复制的结果是形成两个完全相同的DNA分子。
4.DNA复制的意义是将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
能力拓展
考法01 DNA的复制过程及特点
①DNA复制是以两条链为模板合成子代DNA分子的过程。 在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，发生的场所是细胞核、线粒体和叶绿体。
②DNA复制是开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA的双螺旋的两条链解开。然后以解开的每一条链为模板进行的。
③解开的每一条链在DNA聚合酶等的作用下，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成互补的子链。每条新链(子链)与其对应的模板链(母链)盘绕成双螺旋结构。
④DNA的复制边解旋边复制的，复制方式是半保留复制。
【典例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效率
【答案】A
【解析】由图可看出，此段DNA分子有三个复制起点，但多个复制起点并不一定是同时开始的；由图中的箭头方向可知，DNA分子是双向复制的；半保留复制的模式可以保持前后代的遗传稳定性，多起点复制可以大大提高复制效率；DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等的催化。
考法02 DNA能够精确复制的原因和意义
①原因：DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板；碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。
②意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。
【典例2】真核细胞中DNA复制如图所示，下列表述错误的是( )
A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
【答案】C
【解析】DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，但氢键的形成不需要酶的催化，C错误。
考法03 子代DNA分子数与复制次数的关系
子代DNA分子数与复制次数的关系（以被15N完全标记的DNA分子转移到14N培养液为例）
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次，则：
①子代DNA共2n个，含15N的DNA分子2个，只含15N的DNA分子0个，含的14N的DNA分子2n 个，只含14N的DNA分子2n-2个。
②脱氧核苷酸链共2n＋1条，含15N的脱氧核苷酸链2条，含14N的脱氧核苷酸链2n＋1-2条。
【典例3】若用32P标记人的“类胚胎干细胞”的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养液中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是( )
A.中期是46和46、后期是92和46
B.中期是46和46、后期是92和92
C.中期是46和23、后期是92和23
D.中期是46和23、后期是46和23
【答案】A
【解析】有丝分裂中期、后期染色体条数的分析：“类胚胎干细胞”来自人体，人体的一个正常细胞中含有染色体条数为46，有丝分裂过程中后期染色体条数加倍(92)，中期染色体条数与体细胞相同(46)，故无论经过几次分裂，在有丝分裂中期染色体条数都是46，后期染色体条数都是92。有丝分裂中期、后期被32P标记的染色体条数的分析：以1个DNA分子为例，双链被32P标记，转入不含32P的培养液中培养，由于DNA具有半保留复制的特点，第一次有丝分裂完成时，每个DNA分子中都有1条链被32P标记；第二次有丝分裂完成时，只有1/2的DNA分子被32P标记。中期时，染色单体没有分开，而这2条没有分开的染色单体上，其中有1条被32P标记，导致整条染色体也被32P标记。
考法04 DNA复制过程中消耗脱氧核苷酸数的计算
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。
【典例4】用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断不正确的是( )
A.复制结果共产生16个DNA分子
B.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个
C.含有15N的DNA分子占1/8
D.含有14N的DNA分子占7/8
【答案】D
【解析】根据题意，DNA分子中有胞嘧啶＝鸟嘌呤＝60(个)，则A＝T＝100－60＝40(个)。该DNA分子连续复制4次，形成的子代DNA分子有24＝16(个)，含有15N的DNA分子只有2个，占1/8。含有14N的DNA分子是16个，占100%。复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸＝(16－1)×40＝600(个)。
考法06 减数分裂过程中染色体标记情况分析
①过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图：
②规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
【典例6】用15N标记精原细胞的一个DNA分子，并供给含14N的原料。则该细胞产生的4个精子中，含15N的有( )
A．1个 B．2个
C．3个 D．4个
【答案】B
【解析】用15N标记的一个DNA分子，即该精原细胞中一对同源染色体中的一条染色体被15N标记，在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，被标记的一条染色体进入一个次级精母细胞中，由该次级精母细胞最终产生的两个精子中含15N，其他两个精子不含15N。
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列有关DNA复制过程的叙述中，正确的顺序是 （ ）
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间氢键合成 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构
A.①③④②⑤ B.③①⑤④②
C.③①④②⑤ D.①④②⑤③
1.【答案】C
【解析】
DNA复制时，在③解旋酶的作用下①打开氢键，以DNA的两条链为④模板，利用环境中游离的脱氧核苷酸为原料，合成子链，②互补碱基对之间氢键合成，⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。
2.如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。下列相关叙述错误的是（ ）
A.a、d链是复制的模板
B.b、c链的碱基排列顺序相同
C.真核细胞中，DNA复制主要发生在细胞分裂的间期
D.DNA复制所需要的原料是4种脱氧核苷酸
2.【答案】B
【解析】a链和d链是复制的模板链，A正确；a链和c链都与d链互补，因此a链和c链的碱基序列相同；a链和b链的碱基序列互补，则b链和c链的碱基序列也互补，B错误；DNA复制发生在真核细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，C正确；DNA复制所需要的原料是4种脱氧核苷酸，D正确。
3.关于DNA分子复制的叙述，正确的是（ ）
A.DNA复制发生在细胞分裂的后期 B.复制都是从一个起点开始
C.子代DNA分子只一条单链与亲代相同 D.复制过程需DNA聚合酶等多种酶
3.【答案】D
【解析】DNA分子复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数分裂前的间期，A错误；原核生物每个DNA分子只有一个复制起点，真核生物DNA分子有多个复制起点，B错误；DNA复制的结果是形成两个完全相同的子代DNA分子，子代DNA分子与亲代DNA相同，C错误；DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，D正确。
4.下列有关噬菌体侵染细菌实验的说法，正确的是（ ）
A.搅拌不充分或培养时间不当，对两组检测结果均有影响
B.噬菌体DNA在细菌体内复制利用的是自身的模板和原料
C.若噬菌体DNA复制了三次，则含有32P的噬菌体占子代总数的1/4
D.因为噬菌体结构简单也可选用其作为探究DNA的复制过程的实验材料
4.【答案】C
【解析】搅拌不充分影响35S标记组，培养时间不当影响32P标记组，A错误；噬菌体DNA在细菌体内复制利用的是自身的模板和寄主细胞的原料，B错误；若噬菌体DNA复制了三次，则含有32P的噬菌体有2个，子代总数共8个，占1/4，C正确；因为噬菌体营寄生生活，DNA复制发生在宿主细胞内，不可选用其作为探究DNA的复制过程的实验材料，D错误。
5.一个双链DNA，在复制过程中解旋时，由于某种原因，一条链上的一个“A”变成了“T”，则该DNA经n次复制后，发生差错的DNA占DNA总数的（ ）
A.1/2 B.1/n C.1/2n D.1/4n
5.【答案】A
【解析】由题意可知，一个双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上的一个“A”变成了“T”，另一条链是正常的，不论复制多少次，以突变链为模板形成的子代DNA都是发生差错的DNA，以不发生突变的链为模板形成的子代DNA都是正常DNA，因此该DNA分子不论复制多少次，发生差错的DNA总占1/2，A正确，BCD错误。
6.图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是（ ）
A.②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C.当DNA复制时，DNA聚合酶的作用是使⑨形成
D.当DNA复制时，解旋酶的作用是使⑨断裂
6.【答案】D
【解析】①磷酸和②脱氧核糖的交替排列构成了DNA分子的基本骨架，A错误；图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②、③和下一个磷酸才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；DNA复制时，⑨氢键的形成不需要酶，C错误；解旋酶的作用是使⑨氢键断裂，D正确。
7.一个T2噬菌体的DNA双链被32P标记，其侵染被35S标记的大肠杆菌后释放出N个子代噬菌体。下列叙述中正确的是（ ）
A.将T2噬菌体培养在含32P标记的脱氧核苷酸的培养基中，即可标记其DNA
B.T2噬菌体侵染肺炎双球菌也可释放出DNA被32P标记的子代噬菌体
C.N个子代噬菌体中蛋白质均被35S标记，有2个子代噬菌体的DNA中含31P
D.有2个子代噬菌体的DNA被32P标记可表明DNA复制方式为半保留复制
7.【答案】D
【解析】T2噬菌体为病毒，不能用培养基进行直接培养，A错误；T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，不能侵染肺炎双球菌，B错误；N个子代噬菌体中蛋白质均被35S标记，由于DNA的复制为半保留复制，故这些子代噬菌体的DNA中均含31P，C错误；有2个子代噬菌体的DNA被32P标记可表明亲本DNA的两条链分别进入不同的子代噬菌体中，故DNA的复制方式为半保留复制，D正确。
8.某基因片段含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。则有关该DNA分子的叙述，正确的是（ ）
A.该基因片段的碱基对之间是以磷酸二酯键相连
B.该基因片段另一条链上的4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4
C.该基因片段连续复制两次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸420个
D.该基因片段中的碱基A+T的量始终等于C+G的量
8.【答案】C
【解析】该基因片段的碱基对之间是以氢键相连，A-T之间2个氢键，C-G之间3个氢键，A错误；根据碱基互补配对可知，该基因片段另一条链上的4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝2:1:4:3，B错误；该基因片段连续复制两次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（22-1）×140=420个，C正确；该基因片段中的碱基A+G的量始终等于C+T的量，D错误。
9.（不定项）将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到15N-DNA培养液中，培养若干代后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA加热处理，使双螺旋解开形成单链，进行密度梯度离心，试管中出现两种条带，14N条带占1/8，15N条带占7/8。下列叙述错误的是（ ）
A.子代共8个DNA分子，其中2个DNA分子含有14N
B.该实验可用于探究DNA分子的半保留复制方式
C.加热处理会破坏DNA分子的磷酸二酯键
D.若将提取的DNA分子进行离心，也将出现两种条带
9.【答案】BC
【解析】由分析可知，子代一共含有8个DNA分子，其中2个DNA分子含有14N，所有DNA分子都含有15N，A正确；无论DNA是半保留复制还是全保留复制，将DNA加热处理后进行密度梯度离心，后代出现的条带均是14N条带占 1/8 ，15N条带占 7/8，B错误；DNA加热处理使双链解开，破坏的是DNA两条链之间的氢键，C错误；DNA的复制方式为半保留复制，若复制一次后将子代DNA进行密度梯度离心，将出现中带和重带两种，D正确。
10.科学工作者关于DNA复制曾提出过三种假说：半保留复制、全保留复制和弥散复制，三种假说的复制过程如图1所示。他们对这三种假说进行了演绎推理，并根据推理过程进行了相关实验，实验结果如图2所示。回答下列问题：
（1）科学工作者提出假说并演绎推理后，选用某种大肠杆菌作为实验材料，进行了一系列的实验研究，最终确定了DNA的复制方式，这样的研究方法称为_______。他们选用大肠杆菌作为实验材料的优点：一是其易培养，繁殖速度快，安全性高；二是_______，有利于分离提纯DNA。
（2）科学工作者根据DNA复制的三种假说进行演绎推理，将含15N标记的DNA的大肠杆菌，接种到含14N的培养基中繁殖一代，提取DNA后进行________，若是全保留复制方式，则离心管中将出现________带，而实际结果是只有一条中带，由此可以说明DNA的复制方式是________。
（3）为了进一步确定DNA的复制方式，需要让子一代的大肠杆菌在含14N的培养基中再繁殖一代，当离心管中出现________带时，可确定是半保留复制。或者可以将子一代DNA分子进行_______处理后再离心，当离心管中出现_______带时，则为半保留复制方式。
10.【答案】（1）假说--演绎法 其只有一个拟核DNA，并且不形成染色体（答出DNA不与蛋白质结合形成染色体即可） （2）密度梯度离心 一轻一重两条 半保留复制或弥散复制 （3）一中一轻两条 热变性（或解旋、加热） 一轻一重两条
【解析】（1）科学工作者提出假说并演绎推理后，选用某种大肠杆菌作为实验材料，进行了一系列的实验研究，最终确定了DNA的复制方式，这样的研究方法称为假说--演绎法。由于大肠杆菌是单细胞、原核生物，选用它作为实验材料的优点：一是其易培养，繁殖速度快，安全性高；二是其只有一个拟核DNA，并且不形成染色体或DNA不与蛋白质结合形成染色体，有利于分离提纯DNA。
（2）将含15N的大肠杆菌转移到14N的培养基中，若是全保留复制方式，繁殖一代，得到子代DNA中全为15N和全为14N，提取DNA后进行密度梯度离心，若是全保留复制方式，则离心管中将出现一轻一重两条，而实际结果是只有一条中带，由此可以说明DNA的复制方式是半保留复制或弥散复制。
（3）为了进一步确定DNA的复制方式，需要让子一代的大肠杆菌在含14N的培养基中再繁殖一代，进行密度梯度离心，如果离心后DNA分子在离心管中出现一中一轻两条（即1/2在中带，1/2在轻带）带时，可确定是半保留复制。或者可以将子一代DNA分子（一条链是15N，另一条链是14N）进行热变性（或解旋、加热）处理后形成单链DNA，再离心，当离心管中出现一轻一重两条带时，则为半保留复制方式。
题组B 能力提升练
11.将一个双链被15N标记的DNA片段放入没有同位素标记的培养液中培养，下列相关叙述错误的是（ ）
A.独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板
B.保证复制能准确进行的关键是碱基互补配对原则
C.复制三次后被15N标记的DNA分子占DNA分子总数的1/8
D.新形成的DNA分子的子链和DNA母链之一的序列相同
11.【答案】C
【解析】DNA分子具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，A正确；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行，B正确；复制三次后，DNA分子共有8个，其中被15N标记的DNA分子有2个，占总数的1/4，C错误；新形成的DNA分子的子链和DNA母链之一的序列相同，D正确。
12.某双链DNA 分子由500 个碱基对组成，其中，胞嘧啶为300 个，复制数次后，消耗周围环境中的腺嘌呤3000 个，该DNA 分子复制了（ ）
A.4 次 B.5 次 C.6 次 D.7 次
12.【答案】A
【解析】某DNA分子中含有腺嘌呤是200，复制n次后消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸3000个，则有关系式200×（2n-1）=3000，解得n=4。
13.如图表示细菌质粒DNA复制示意图。如果按照单起点复制，此质粒复制约需20s，而实际上复制从开始到结束只需约9s。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A.“甲→乙”的场所与真核生物DNA复制的场所相同
B.实际复制时间减半，说明该DNA可能是从一个起点双向进行复制的
C.细菌质粒DNA甲含有2个游离的磷酸基团
D.将甲放在含15N的培养液中复制三代，子代中含15N的DNA占7/8
13.【答案】B
【解析】真核生物和原核生物DNA存在的场所不同，所以复制的场所也不同，A错误；实际复制时间减半，说明该DNA可能是从一个起点双向进行复制的，这样可以节省一半时间，B正确；细菌质粒DNA是环状DNA，所以没有游离的磷酸基团，C错误；将甲放在含15N的培养液中复制三代，子代中每个DNA都含有15N，因为DNA是半保留复制，D错误。
14.在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N-DNA（相对分子质量为a）和15N-DNA（相对分子质量为b）。将含15N-DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述不正确的是（ ）
A.Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为（7a+b）/8
D.上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
14.【答案】B
【解析】Ⅰ代细菌DNA分子离心后都为中，说明一条链是14N，另一条链是15N，A正确；Ⅱ代细菌含15N的DNA分子为一半，所以占全部DNA分子的一半 ，B错误；预计Ⅲ代细菌DNA分子中，含15N-DNA为2个，只含14N-DNA的为6个。因此，Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为 （7a+b）/8，C正确；
D、上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制，D正确。
15.假设一个双链均被31P标记的噬菌体DNA由5000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32P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.只含32P与含31P的子代噬菌体的比例为49：1
D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
15.【答案】C
【解析】DNA为半保留复制，产生100个子代噬菌体的过程中，需要消耗的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为：（100-2）×2000=1.96×105个，A错误；噬菌体增殖模板来自噬菌体，B错误；只含32P的噬菌体有98个，含31P的子代噬菌体有2个，比例为49：1，C正确；该DNA发生突变，由于密码子的简并性，其控制的性状不一定发生改变，D错误。
16.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.在着丝粒分裂后含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
16.【答案】C
【解析】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，无法得到此结果，D正确。
17.（不定项）如图，双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）的结构与脱氧核苷三磷酸（dNTP）相似（N 代表 A、G、C、T 中的一种），都能作 DNA 复制的原料。DNA 复制时，若连接上的是 ddNTP，子链延伸终止；若连接上的是 dNTP，子链延伸继续。某同学要获得被32P 标记的以碱基“T”为末端的、各种不同长度的 DNA 子链，在人工合成体系中，已有适量的 GTACATACATC……单链模板、引物、DNA 聚合酶和相应的缓冲液，还要加入下列哪些原料？（ ）
A.α 位32P 标记的 ddTTP B.γ 位32P 标记的 ddTTP
C.dGTP，dATP，dTTP，dCTP D.dGTP，dATP，dCTP
17.【答案】AC
【解析】ddTTP要作为DNA复制的原料则需要脱去两个磷酸基团，故应将放射性32P标记于α位；该同学的目的是为得到放射性标记T为末端的、不同长度的子链DNA片段。则必须提供四种dNTP，即dGTP、dATP、dTTP、dCTP，如果没有dTTP，则所有片段长度均一致，因为所有子链在合成时均在第一个T处掺入双脱氧的T而停止复制，AC正确，
18.（不定项）某二倍体高等动物（2n＝6）雄性个体的基因型为AaBb，将一个精原细跑放入含32P标记的培养液中离体培养，分裂过程中某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图（不考虑基因突变）.以下分析错误的是（ ）
A.该细胞中核DNA与染色体数之比等于2
B.该生物细胞中最多可有4个染色体组，6个四分体
C.该细胞产生的子细胞中含32P的染色体所占的比例为100%
D.图示细胞曾经发生过染色体片段的交换
18.【答案】B
【解析】该细胞内含有3条染色体，每条染色体上有两个DNA，故核DNA与染色体之比等于2，A正确；该生物的体细胞含有6条染色体，共3对同源染色体，所以形成该生物的细胞中最多可有3个四分体，B错误；由于DNA分子为半保留复制，所以将精原细胞放入含32P的培养液中离体培养，经过复制后，每条单体上的DNA分子都有一条链含有32P，所以产生的子细胞中含32P的染色体所占的比例为100%，C正确；图中姐妹染色单体上含有A和a基因，且A基因所在的片段颜色与a基因所在片段不同，说明其发生了染色体片段的交换，D正确。
19.（不定项）某基因（14N）含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子用15N同位素标记过的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到的结果如图1所示；然后加入解旋酶再离心，得到的结果如图2所示。则下列有关分析完全正确的是（ ）
A.X层全部是含14N的基因
B.W层中含15N标记的胞嘧啶3150个
C.W层与Z层的核苷酸数之比为8∶1
D.X层中含有的氢键数是Y层的 1/3
19.【答案】BD
【解析】根据以上分析已知，X层全部是一条链含14N、另一条链含15N的基因，A错误；根据以上分析已知，Z层有两条链，只含14N；W层有14条链，只含15N ，则W层相当于含有7个完整的DNA分子，因此其含有15N标记胞嘧啶数=7×450个=3150个，B正确；W层有14条链，Z层有2条链，因此W层与Z层的核苷酸数之比为7:1，C错误；X层中含有2个DNA分子，Y层中含有6个DNA分子，因此X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍，D正确。
20.某基因型为AaBb的二倍体生物是XY型性别决定类型且Y染色体为端着丝粒染色体，图甲表示其正在分裂的一个细胞，图乙表示其生物体内细胞分裂过程中mRNA含量和每条染色体中DNA含量的变化。请回答：
（1）甲细胞的名称为_____，该细胞对应图乙的_____时期。甲细胞产生的配子的基因型为_____。
（2）乙图的e时期可以表示_____（分裂时期）。若降低培养液中的氨基酸、核苷酸等物质的含量，则处于乙图中_____时期的细胞数目增多。
（3）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，当用姬姆萨染料染色时，两条染色单体的DNA都含BrdU的染色体为浅蓝色，其余的染色体为深蓝色。先将该动物一个能连续分裂的细胞放在含BrdU的培养液中培养，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察所有细胞，可观察到有_____（填比例）细胞的染色体为深蓝色。该实验证明了DNA的_____复制。
20.【答案】（1）初级精母细胞 d AbY、bY、aBXA、aBX （2）有丝分裂后期和末期或减数第二次分裂后期和末期 a （3）1/4 半保留
【解析】（1）甲细胞中同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期，含Y染色体。据分析可知，该细胞对应图乙的d时期。 甲细胞由于发生了染色体易位，经减数第一次分裂后，产生的次级精母细胞为aaBBXAX和AbbYY。aaBBXAX经减数第二次分裂形成的配子是aBXA、aBX。AbbYY经减数第二次分裂形成的配子是AbY、bY。所以，甲细胞产生的配子的基因型为AbY、bY、aBXA、aBX。
（2）乙图的e时期着丝点已分裂，每条染色体上只含1个DNA分子，可以表示有丝分裂后期和末期或减数第二次分裂后期和末期。由于G1期进行蛋白质的合成，若降低培养液中的氨基酸、核苷酸等物质的含量，会抑制蛋白质的合成，则处于乙图中a即G1时期的细胞数目增多。
（3）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，当用姬姆萨染料染色时，两条染色单体的DNA都含BrdU的染色体为浅蓝色，其余的染色体为深蓝色。由于DNA分子是半保留复制，可以1个DNA分子进行逐次分析细胞分裂过程。一个细胞放在含BrdU的培养液中培养，经过第一次有丝分裂产生的2个子细胞中，其中一个细胞的DNA分子中出现A-U碱基对，另一个细胞的DNA分子是正常的。继续进行第二次有丝分裂，产生4个细胞，其中有3个细胞的DNA分子中出现A-U碱基对，1个细胞的DNA是正常的。然后在第三次有丝分裂中，经DNA复制，在有丝分裂中期，在3个细胞中，每条染色体的两条染色单体上，都含有含A-U碱基对的DNA分子，被姬姆萨染料染成浅蓝色，占3/4，在一个细胞中，每条染色体的两条染色单体上，一条染色单体上含有正常的DNA，另一条染色单体上含有A-U碱基对的DNA分子，被姬姆萨染料染成深蓝色，占1/4。该实验证明了DNA的半保留复制。
题组C 培优拔尖练
21.（2019·浙江4月卷，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
21.【答案】D
【解析】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7/8的DNA单链被BrdU标记，D选项错误。
22.（2018·上海卷，26）某个DNA片段由500对碱基组成，Ａ＋Ｔ占碱基总数的34％，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为（ ）
A．330 B．660 C．990 D．1320
22.【答案】C
【解析】DNA片段由500对碱基组成即有1000个碱基。Ａ＋Ｔ占碱基总数的34％，则C G占碱基总数的66%，又DNA分子中C G互补，所以C=G=66%/2=33%，即一个DNA分子中有C，1000×0.33=330个，DNA片段复制2次产生DNA分子4个，需要C，所以330×4=1320个，去除原DNA分子的330个，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为1320-330=990个，C正确，ABD错误。
23.（2018·海南卷，15）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
23.【答案】D
【解析】DNA分子的两条单链均只含有14N，该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代，形成4个DNA，其中2个DNA为15N14N，另外2个DNA为15N15N。；再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代，DNA为15N14N形成的子代DNA中，一个DNA为15N14N，另外1个DNA为 14N14N；而DNA为 15N15N 形成的2个子代DNA都为 15N14N；因此理论上 DNA 分子的组成类有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 3：1。
24.（2018·浙江4月卷，22）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
24.【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15 NH4Cl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。
25.（2017·浙江4月卷，24）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分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H
25.【答案】A
【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个子细胞都是每一条染色体的DNA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，故A正确。
26.（2015·上海卷，18）若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为AT碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为（ ）
A． B． C． D．
26.【答案】C
【解析】N个DNA分子第i轮复制结束后，得到的DNA分子数为N*2i，在此基础上复制一次得到的DNA分子的总数为Nx2i+1,其中以变异的DNA分子为模板复制一次，，得到一个DNA分子和一个正常的的DNA分子，由此可推知突变位点为AT碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例=1/（Nx2i+1）,若再复制两次，得到的变异的DNA分子为2，总DNA分子数为Nx2i+2，则比例为2/（Nx2i+2）=1/（Nx2i+1），因此可推知答案选C。
27.（2013·广东卷，2）1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于（ ）
①证明DNA是主要的遗传物质 ②确定DNA是染色体的组成成分
③发现DNA如何存储遗传信息 ④为DNA复制机构的阐明奠定基础
A．①③ B．②③ C．②④ D．③④
27.【答案】D
【解析】噬菌体浸染细菌的试验证明了DNA是主要的遗传物质，故①错误；Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型之前，就已经明确了染色体的组成成分，故②错误；结构决定功能，清楚了DNA双螺旋结构，就可以发现DNA如何存储遗传信息，故③正确；清楚了DNA双螺旋结构，就为DNA复制机构的阐明奠定基础，而且Watson和Crick也对DNA复制进行了描述，故④正确。
28．（2010·山东卷，7）蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（ ）
A．每条染色体中都只有一条单体被标记
B．每条染色体的两条单体都被标记
C．半数的染色体中只有一条单体被标记
D．每条染色体的两条单体都不被标记
28.【答案】A
【解析】根据DNA半保留复制及有丝分裂的特点，第一次有丝分裂后产生的细胞的DNA都是一条被3H标记，一条不被3H标记。第二次有丝分裂过程中，DNA分子复制时，以被3H标记的那条链为模板形成的DNA，一条被3H标记，一条不被3H标记；以不被3H标记的那条链为模板形成的DNA，两条链都不被3H标记；在有丝分裂中期，这两个DNA分子仍在一条染色体上（因为此时姐妹染色单体还没有分开），每条染色体上都有一条染色单体被3H标记。故选A。
29.（2016·课标Ⅰ卷，29）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______。
29．【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，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。
30.（2010·北京卷，30）科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
组别
1组
2组
3组
4组
培养液中唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产物
A
B
B的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带（14N/14N）
仅为重带（15N/15N）
仅为中带（15N/14N）
1/2轻带（14N/14N）
1/2中带（15N/14N）
请分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过______代培养，且培养液中的______是唯一氮源。
（2）综合分析本实验的DNA离心结果，第______组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第______组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是______。
（3）分析讨论：
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于___代，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果_______（选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置_______，宽度发生变化的是______带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为________。
30．【答案】（1）多 15NH4Cl （2）3 1 2 半保留复制 （3）①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻 ④15N
【解析】（1）培养液中以15NH4Cl为唯一氮源，需经过多代培养，才能要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B。
（2）若证明DNA的复制为半保留复制，则需证明后代DNA的两条链，一条链是母链，另一条链是新合成的子链，第3组结果与第1组、第2组的结果对比可以证实。
（3）①若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于B，据此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。
②将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，无法判断后代DNA的两条链的来源，不能判断DNA的复制方式；
③将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA的情况是有两个为14N/15N-DNA，其余全部为14N/14N-DNA，所以子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，宽度发生变化的是轻带；
④“中带”为14N/15N-DNA，“中带”略宽，说明新合成的DNA单链中N尚含有部分15N。
3.3 DNA的复制
目标导航
1.根据DNA的结构特点以及生命所需的基本条件，推测DNA复制的基础和条件。
2.基于科学史资料提供的实验数据，运用假说-演绎的科学方法，概述DNA通过半保留方式进行复制。
3.通过对DNA半保留复制过程的分析、讨论，从结构和功能相统一的角度探讨生命系统的正常运转离不开遗传信息的传递，DNA准确复制时遗传信息传递的基础。
知识精讲
知识点01 对DNA半保留复制的推测
沃森和克里克提出的遗传物质自我复制假说认为：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键
断裂。解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称作半保留复制。
知识点02 DNA半保留复制的实验证据
1.1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，设计了一个巧妙的实验，证明了DNA复制时半保留复制。
2.实验原理
①DNA的两条链都用15N标记，那么这样的DNA分子密度最大，离心时应该在试管的底部。
②DNA的两条链都没有被15N标记，那么这样的DNA分子密度最小，离心时应该在试管的上部。
③DNA的两条链中只有一条单链被15N标记，那么这样的DNA分子离心时应该在试管的中部。
3.实验过程
①科学家先用含有15NH4Cl培养液的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，目的是将大肠杆菌的DNA用15N标记。
②将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl培养液中，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。
4.实验结果
①将在含有15NH4Cl培养液培养若干代的大肠杆菌取出，提取DNA后离心后得到15N/15N-DNA带。
②将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl培养液中繁殖一代后取出，提取DNA后离心后得到15N/14N-DNA带。
③将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl培养液中繁殖两代后取出，提取DNA后离心后得到1/215N/14N-DNA,1/214N/14N-DNA带。
5.实验结果说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
知识点03 DNA半保留复制的过程
1.以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程称为DNA复制。 在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的；真核生物的DNA复制发生在细胞核、线粒体和叶绿体；原核生物的DNA复制发生在拟核和细胞质。
2.DNA分子复制的过程：
①能量 ②解旋 ②脱氧核苷酸 ③DNA聚合 双螺旋结构
3.DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了能够准确地进行。DNA复制的方式是半保留复制，DNA复制的结果是形成两个完全相同的DNA分子。
4.DNA复制的意义是将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
能力拓展
考法01 DNA的复制过程及特点
①DNA复制是以两条链为模板合成子代DNA分子的过程。 在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，发生的场所是细胞核、线粒体和叶绿体。
②DNA复制是开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA的双螺旋的两条链解开。然后以解开的每一条链为模板进行的。
③解开的每一条链在DNA聚合酶等的作用下，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成互补的子链。每条新链(子链)与其对应的模板链(母链)盘绕成双螺旋结构。
④DNA的复制边解旋边复制的，复制方式是半保留复制。
【典例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效率
【答案】A
【解析】由图可看出，此段DNA分子有三个复制起点，但多个复制起点并不一定是同时开始的；由图中的箭头方向可知，DNA分子是双向复制的；半保留复制的模式可以保持前后代的遗传稳定性，多起点复制可以大大提高复制效率；DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等的催化。
考法02 DNA能够精确复制的原因和意义
①原因：DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板；碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。
②意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。
【典例2】真核细胞中DNA复制如图所示，下列表述错误的是( )
A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
【答案】C
【解析】DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，但氢键的形成不需要酶的催化，C错误。
考法03 子代DNA分子数与复制次数的关系
子代DNA分子数与复制次数的关系（以被15N完全标记的DNA分子转移到14N培养液为例）
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次，则：
①子代DNA共2n个，含15N的DNA分子2个，只含15N的DNA分子0个，含的14N的DNA分子2n 个，只含14N的DNA分子2n-2个。
②脱氧核苷酸链共2n＋1条，含15N的脱氧核苷酸链2条，含14N的脱氧核苷酸链2n＋1-2条。
【典例3】若用32P标记人的“类胚胎干细胞”的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养液中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是( )
A.中期是46和46、后期是92和46
B.中期是46和46、后期是92和92
C.中期是46和23、后期是92和23
D.中期是46和23、后期是46和23
【答案】A
【解析】有丝分裂中期、后期染色体条数的分析：“类胚胎干细胞”来自人体，人体的一个正常细胞中含有染色体条数为46，有丝分裂过程中后期染色体条数加倍(92)，中期染色体条数与体细胞相同(46)，故无论经过几次分裂，在有丝分裂中期染色体条数都是46，后期染色体条数都是92。有丝分裂中期、后期被32P标记的染色体条数的分析：以1个DNA分子为例，双链被32P标记，转入不含32P的培养液中培养，由于DNA具有半保留复制的特点，第一次有丝分裂完成时，每个DNA分子中都有1条链被32P标记；第二次有丝分裂完成时，只有1/2的DNA分子被32P标记。中期时，染色单体没有分开，而这2条没有分开的染色单体上，其中有1条被32P标记，导致整条染色体也被32P标记。
考法04 DNA复制过程中消耗脱氧核苷酸数的计算
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。
【典例4】用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断不正确的是( )
A.复制结果共产生16个DNA分子
B.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个
C.含有15N的DNA分子占1/8
D.含有14N的DNA分子占7/8
【答案】D
【解析】根据题意，DNA分子中有胞嘧啶＝鸟嘌呤＝60(个)，则A＝T＝100－60＝40(个)。该DNA分子连续复制4次，形成的子代DNA分子有24＝16(个)，含有15N的DNA分子只有2个，占1/8。含有14N的DNA分子是16个，占100%。复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸＝(16－1)×40＝600(个)。
考法06 减数分裂过程中染色体标记情况分析
①过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图：
②规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
【典例6】用15N标记精原细胞的一个DNA分子，并供给含14N的原料。则该细胞产生的4个精子中，含15N的有( )
A．1个 B．2个
C．3个 D．4个
【答案】B
【解析】用15N标记的一个DNA分子，即该精原细胞中一对同源染色体中的一条染色体被15N标记，在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，被标记的一条染色体进入一个次级精母细胞中，由该次级精母细胞最终产生的两个精子中含15N，其他两个精子不含15N。
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列有关DNA复制过程的叙述中，正确的顺序是 （ ）
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间氢键合成 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构
A.①③④②⑤ B.③①⑤④②
C.③①④②⑤ D.①④②⑤③
1.【答案】C
【解析】
DNA复制时，在③解旋酶的作用下①打开氢键，以DNA的两条链为④模板，利用环境中游离的脱氧核苷酸为原料，合成子链，②互补碱基对之间氢键合成，⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。
2.如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。下列相关叙述错误的是（ ）
A.a、d链是复制的模板
B.b、c链的碱基排列顺序相同
C.真核细胞中，DNA复制主要发生在细胞分裂的间期
D.DNA复制所需要的原料是4种脱氧核苷酸
2.【答案】B
【解析】a链和d链是复制的模板链，A正确；a链和c链都与d链互补，因此a链和c链的碱基序列相同；a链和b链的碱基序列互补，则b链和c链的碱基序列也互补，B错误；DNA复制发生在真核细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，C正确；DNA复制所需要的原料是4种脱氧核苷酸，D正确。
3.关于DNA分子复制的叙述，正确的是（ ）
A.DNA复制发生在细胞分裂的后期 B.复制都是从一个起点开始
C.子代DNA分子只一条单链与亲代相同 D.复制过程需DNA聚合酶等多种酶
3.【答案】D
【解析】DNA分子复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数分裂前的间期，A错误；原核生物每个DNA分子只有一个复制起点，真核生物DNA分子有多个复制起点，B错误；DNA复制的结果是形成两个完全相同的子代DNA分子，子代DNA分子与亲代DNA相同，C错误；DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，D正确。
4.下列有关噬菌体侵染细菌实验的说法，正确的是（ ）
A.搅拌不充分或培养时间不当，对两组检测结果均有影响
B.噬菌体DNA在细菌体内复制利用的是自身的模板和原料
C.若噬菌体DNA复制了三次，则含有32P的噬菌体占子代总数的1/4
D.因为噬菌体结构简单也可选用其作为探究DNA的复制过程的实验材料
4.【答案】C
【解析】搅拌不充分影响35S标记组，培养时间不当影响32P标记组，A错误；噬菌体DNA在细菌体内复制利用的是自身的模板和寄主细胞的原料，B错误；若噬菌体DNA复制了三次，则含有32P的噬菌体有2个，子代总数共8个，占1/4，C正确；因为噬菌体营寄生生活，DNA复制发生在宿主细胞内，不可选用其作为探究DNA的复制过程的实验材料，D错误。
5.一个双链DNA，在复制过程中解旋时，由于某种原因，一条链上的一个“A”变成了“T”，则该DNA经n次复制后，发生差错的DNA占DNA总数的（ ）
A.1/2 B.1/n C.1/2n D.1/4n
5.【答案】A
【解析】由题意可知，一个双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上的一个“A”变成了“T”，另一条链是正常的，不论复制多少次，以突变链为模板形成的子代DNA都是发生差错的DNA，以不发生突变的链为模板形成的子代DNA都是正常DNA，因此该DNA分子不论复制多少次，发生差错的DNA总占1/2，A正确，BCD错误。
6.图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是（ ）
A.②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C.当DNA复制时，DNA聚合酶的作用是使⑨形成
D.当DNA复制时，解旋酶的作用是使⑨断裂
6.【答案】D
【解析】①磷酸和②脱氧核糖的交替排列构成了DNA分子的基本骨架，A错误；图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②、③和下一个磷酸才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；DNA复制时，⑨氢键的形成不需要酶，C错误；解旋酶的作用是使⑨氢键断裂，D正确。
7.一个T2噬菌体的DNA双链被32P标记，其侵染被35S标记的大肠杆菌后释放出N个子代噬菌体。下列叙述中正确的是（ ）
A.将T2噬菌体培养在含32P标记的脱氧核苷酸的培养基中，即可标记其DNA
B.T2噬菌体侵染肺炎双球菌也可释放出DNA被32P标记的子代噬菌体
C.N个子代噬菌体中蛋白质均被35S标记，有2个子代噬菌体的DNA中含31P
D.有2个子代噬菌体的DNA被32P标记可表明DNA复制方式为半保留复制
7.【答案】D
【解析】T2噬菌体为病毒，不能用培养基进行直接培养，A错误；T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，不能侵染肺炎双球菌，B错误；N个子代噬菌体中蛋白质均被35S标记，由于DNA的复制为半保留复制，故这些子代噬菌体的DNA中均含31P，C错误；有2个子代噬菌体的DNA被32P标记可表明亲本DNA的两条链分别进入不同的子代噬菌体中，故DNA的复制方式为半保留复制，D正确。
8.某基因片段含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。则有关该DNA分子的叙述，正确的是（ ）
A.该基因片段的碱基对之间是以磷酸二酯键相连
B.该基因片段另一条链上的4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4
C.该基因片段连续复制两次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸420个
D.该基因片段中的碱基A+T的量始终等于C+G的量
8.【答案】C
【解析】该基因片段的碱基对之间是以氢键相连，A-T之间2个氢键，C-G之间3个氢键，A错误；根据碱基互补配对可知，该基因片段另一条链上的4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝2:1:4:3，B错误；该基因片段连续复制两次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（22-1）×140=420个，C正确；该基因片段中的碱基A+G的量始终等于C+T的量，D错误。
9.（不定项）将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到15N-DNA培养液中，培养若干代后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA加热处理，使双螺旋解开形成单链，进行密度梯度离心，试管中出现两种条带，14N条带占1/8，15N条带占7/8。下列叙述错误的是（ ）
A.子代共8个DNA分子，其中2个DNA分子含有14N
B.该实验可用于探究DNA分子的半保留复制方式
C.加热处理会破坏DNA分子的磷酸二酯键
D.若将提取的DNA分子进行离心，也将出现两种条带
9.【答案】BC
【解析】由分析可知，子代一共含有8个DNA分子，其中2个DNA分子含有14N，所有DNA分子都含有15N，A正确；无论DNA是半保留复制还是全保留复制，将DNA加热处理后进行密度梯度离心，后代出现的条带均是14N条带占 1/8 ，15N条带占 7/8，B错误；DNA加热处理使双链解开，破坏的是DNA两条链之间的氢键，C错误；DNA的复制方式为半保留复制，若复制一次后将子代DNA进行密度梯度离心，将出现中带和重带两种，D正确。
10.科学工作者关于DNA复制曾提出过三种假说：半保留复制、全保留复制和弥散复制，三种假说的复制过程如图1所示。他们对这三种假说进行了演绎推理，并根据推理过程进行了相关实验，实验结果如图2所示。回答下列问题：
（1）科学工作者提出假说并演绎推理后，选用某种大肠杆菌作为实验材料，进行了一系列的实验研究，最终确定了DNA的复制方式，这样的研究方法称为_______。他们选用大肠杆菌作为实验材料的优点：一是其易培养，繁殖速度快，安全性高；二是_______，有利于分离提纯DNA。
（2）科学工作者根据DNA复制的三种假说进行演绎推理，将含15N标记的DNA的大肠杆菌，接种到含14N的培养基中繁殖一代，提取DNA后进行________，若是全保留复制方式，则离心管中将出现________带，而实际结果是只有一条中带，由此可以说明DNA的复制方式是________。
（3）为了进一步确定DNA的复制方式，需要让子一代的大肠杆菌在含14N的培养基中再繁殖一代，当离心管中出现________带时，可确定是半保留复制。或者可以将子一代DNA分子进行_______处理后再离心，当离心管中出现_______带时，则为半保留复制方式。
10.【答案】（1）假说--演绎法 其只有一个拟核DNA，并且不形成染色体（答出DNA不与蛋白质结合形成染色体即可） （2）密度梯度离心 一轻一重两条 半保留复制或弥散复制 （3）一中一轻两条 热变性（或解旋、加热） 一轻一重两条
【解析】（1）科学工作者提出假说并演绎推理后，选用某种大肠杆菌作为实验材料，进行了一系列的实验研究，最终确定了DNA的复制方式，这样的研究方法称为假说--演绎法。由于大肠杆菌是单细胞、原核生物，选用它作为实验材料的优点：一是其易培养，繁殖速度快，安全性高；二是其只有一个拟核DNA，并且不形成染色体或DNA不与蛋白质结合形成染色体，有利于分离提纯DNA。
（2）将含15N的大肠杆菌转移到14N的培养基中，若是全保留复制方式，繁殖一代，得到子代DNA中全为15N和全为14N，提取DNA后进行密度梯度离心，若是全保留复制方式，则离心管中将出现一轻一重两条，而实际结果是只有一条中带，由此可以说明DNA的复制方式是半保留复制或弥散复制。
（3）为了进一步确定DNA的复制方式，需要让子一代的大肠杆菌在含14N的培养基中再繁殖一代，进行密度梯度离心，如果离心后DNA分子在离心管中出现一中一轻两条（即1/2在中带，1/2在轻带）带时，可确定是半保留复制。或者可以将子一代DNA分子（一条链是15N，另一条链是14N）进行热变性（或解旋、加热）处理后形成单链DNA，再离心，当离心管中出现一轻一重两条带时，则为半保留复制方式。
题组B 能力提升练
11.将一个双链被15N标记的DNA片段放入没有同位素标记的培养液中培养，下列相关叙述错误的是（ ）
A.独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板
B.保证复制能准确进行的关键是碱基互补配对原则
C.复制三次后被15N标记的DNA分子占DNA分子总数的1/8
D.新形成的DNA分子的子链和DNA母链之一的序列相同
11.【答案】C
【解析】DNA分子具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，A正确；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行，B正确；复制三次后，DNA分子共有8个，其中被15N标记的DNA分子有2个，占总数的1/4，C错误；新形成的DNA分子的子链和DNA母链之一的序列相同，D正确。
12.某双链DNA 分子由500 个碱基对组成，其中，胞嘧啶为300 个，复制数次后，消耗周围环境中的腺嘌呤3000 个，该DNA 分子复制了（ ）
A.4 次 B.5 次 C.6 次 D.7 次
12.【答案】A
【解析】某DNA分子中含有腺嘌呤是200，复制n次后消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸3000个，则有关系式200×（2n-1）=3000，解得n=4。
13.如图表示细菌质粒DNA复制示意图。如果按照单起点复制，此质粒复制约需20s，而实际上复制从开始到结束只需约9s。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A.“甲→乙”的场所与真核生物DNA复制的场所相同
B.实际复制时间减半，说明该DNA可能是从一个起点双向进行复制的
C.细菌质粒DNA甲含有2个游离的磷酸基团
D.将甲放在含15N的培养液中复制三代，子代中含15N的DNA占7/8
13.【答案】B
【解析】真核生物和原核生物DNA存在的场所不同，所以复制的场所也不同，A错误；实际复制时间减半，说明该DNA可能是从一个起点双向进行复制的，这样可以节省一半时间，B正确；细菌质粒DNA是环状DNA，所以没有游离的磷酸基团，C错误；将甲放在含15N的培养液中复制三代，子代中每个DNA都含有15N，因为DNA是半保留复制，D错误。
14.在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N-DNA（相对分子质量为a）和15N-DNA（相对分子质量为b）。将含15N-DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述不正确的是（ ）
A.Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为（7a+b）/8
D.上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
14.【答案】B
【解析】Ⅰ代细菌DNA分子离心后都为中，说明一条链是14N，另一条链是15N，A正确；Ⅱ代细菌含15N的DNA分子为一半，所以占全部DNA分子的一半 ，B错误；预计Ⅲ代细菌DNA分子中，含15N-DNA为2个，只含14N-DNA的为6个。因此，Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为 （7a+b）/8，C正确；
D、上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制，D正确。
15.假设一个双链均被31P标记的噬菌体DNA由5000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32P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.只含32P与含31P的子代噬菌体的比例为49：1
D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
15.【答案】C
【解析】DNA为半保留复制，产生100个子代噬菌体的过程中，需要消耗的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为：（100-2）×2000=1.96×105个，A错误；噬菌体增殖模板来自噬菌体，B错误；只含32P的噬菌体有98个，含31P的子代噬菌体有2个，比例为49：1，C正确；该DNA发生突变，由于密码子的简并性，其控制的性状不一定发生改变，D错误。
16.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.在着丝粒分裂后含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
16.【答案】C
【解析】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，无法得到此结果，D正确。
17.（不定项）如图，双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）的结构与脱氧核苷三磷酸（dNTP）相似（N 代表 A、G、C、T 中的一种），都能作 DNA 复制的原料。DNA 复制时，若连接上的是 ddNTP，子链延伸终止；若连接上的是 dNTP，子链延伸继续。某同学要获得被32P 标记的以碱基“T”为末端的、各种不同长度的 DNA 子链，在人工合成体系中，已有适量的 GTACATACATC……单链模板、引物、DNA 聚合酶和相应的缓冲液，还要加入下列哪些原料？（ ）
A.α 位32P 标记的 ddTTP B.γ 位32P 标记的 ddTTP
C.dGTP，dATP，dTTP，dCTP D.dGTP，dATP，dCTP
17.【答案】AC
【解析】ddTTP要作为DNA复制的原料则需要脱去两个磷酸基团，故应将放射性32P标记于α位；该同学的目的是为得到放射性标记T为末端的、不同长度的子链DNA片段。则必须提供四种dNTP，即dGTP、dATP、dTTP、dCTP，如果没有dTTP，则所有片段长度均一致，因为所有子链在合成时均在第一个T处掺入双脱氧的T而停止复制，AC正确，
18.（不定项）某二倍体高等动物（2n＝6）雄性个体的基因型为AaBb，将一个精原细跑放入含32P标记的培养液中离体培养，分裂过程中某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图（不考虑基因突变）.以下分析错误的是（ ）
A.该细胞中核DNA与染色体数之比等于2
B.该生物细胞中最多可有4个染色体组，6个四分体
C.该细胞产生的子细胞中含32P的染色体所占的比例为100%
D.图示细胞曾经发生过染色体片段的交换
18.【答案】B
【解析】该细胞内含有3条染色体，每条染色体上有两个DNA，故核DNA与染色体之比等于2，A正确；该生物的体细胞含有6条染色体，共3对同源染色体，所以形成该生物的细胞中最多可有3个四分体，B错误；由于DNA分子为半保留复制，所以将精原细胞放入含32P的培养液中离体培养，经过复制后，每条单体上的DNA分子都有一条链含有32P，所以产生的子细胞中含32P的染色体所占的比例为100%，C正确；图中姐妹染色单体上含有A和a基因，且A基因所在的片段颜色与a基因所在片段不同，说明其发生了染色体片段的交换，D正确。
19.（不定项）某基因（14N）含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子用15N同位素标记过的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到的结果如图1所示；然后加入解旋酶再离心，得到的结果如图2所示。则下列有关分析完全正确的是（ ）
A.X层全部是含14N的基因
B.W层中含15N标记的胞嘧啶3150个
C.W层与Z层的核苷酸数之比为8∶1
D.X层中含有的氢键数是Y层的 1/3
19.【答案】BD
【解析】根据以上分析已知，X层全部是一条链含14N、另一条链含15N的基因，A错误；根据以上分析已知，Z层有两条链，只含14N；W层有14条链，只含15N ，则W层相当于含有7个完整的DNA分子，因此其含有15N标记胞嘧啶数=7×450个=3150个，B正确；W层有14条链，Z层有2条链，因此W层与Z层的核苷酸数之比为7:1，C错误；X层中含有2个DNA分子，Y层中含有6个DNA分子，因此X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍，D正确。
20.某基因型为AaBb的二倍体生物是XY型性别决定类型且Y染色体为端着丝粒染色体，图甲表示其正在分裂的一个细胞，图乙表示其生物体内细胞分裂过程中mRNA含量和每条染色体中DNA含量的变化。请回答：
（1）甲细胞的名称为_____，该细胞对应图乙的_____时期。甲细胞产生的配子的基因型为_____。
（2）乙图的e时期可以表示_____（分裂时期）。若降低培养液中的氨基酸、核苷酸等物质的含量，则处于乙图中_____时期的细胞数目增多。
（3）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，当用姬姆萨染料染色时，两条染色单体的DNA都含BrdU的染色体为浅蓝色，其余的染色体为深蓝色。先将该动物一个能连续分裂的细胞放在含BrdU的培养液中培养，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察所有细胞，可观察到有_____（填比例）细胞的染色体为深蓝色。该实验证明了DNA的_____复制。
20.【答案】（1）初级精母细胞 d AbY、bY、aBXA、aBX （2）有丝分裂后期和末期或减数第二次分裂后期和末期 a （3）1/4 半保留
【解析】（1）甲细胞中同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期，含Y染色体。据分析可知，该细胞对应图乙的d时期。 甲细胞由于发生了染色体易位，经减数第一次分裂后，产生的次级精母细胞为aaBBXAX和AbbYY。aaBBXAX经减数第二次分裂形成的配子是aBXA、aBX。AbbYY经减数第二次分裂形成的配子是AbY、bY。所以，甲细胞产生的配子的基因型为AbY、bY、aBXA、aBX。
（2）乙图的e时期着丝点已分裂，每条染色体上只含1个DNA分子，可以表示有丝分裂后期和末期或减数第二次分裂后期和末期。由于G1期进行蛋白质的合成，若降低培养液中的氨基酸、核苷酸等物质的含量，会抑制蛋白质的合成，则处于乙图中a即G1时期的细胞数目增多。
（3）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，当用姬姆萨染料染色时，两条染色单体的DNA都含BrdU的染色体为浅蓝色，其余的染色体为深蓝色。由于DNA分子是半保留复制，可以1个DNA分子进行逐次分析细胞分裂过程。一个细胞放在含BrdU的培养液中培养，经过第一次有丝分裂产生的2个子细胞中，其中一个细胞的DNA分子中出现A-U碱基对，另一个细胞的DNA分子是正常的。继续进行第二次有丝分裂，产生4个细胞，其中有3个细胞的DNA分子中出现A-U碱基对，1个细胞的DNA是正常的。然后在第三次有丝分裂中，经DNA复制，在有丝分裂中期，在3个细胞中，每条染色体的两条染色单体上，都含有含A-U碱基对的DNA分子，被姬姆萨染料染成浅蓝色，占3/4，在一个细胞中，每条染色体的两条染色单体上，一条染色单体上含有正常的DNA，另一条染色单体上含有A-U碱基对的DNA分子，被姬姆萨染料染成深蓝色，占1/4。该实验证明了DNA的半保留复制。
题组C 培优拔尖练
21.（2019·浙江4月卷，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
21.【答案】D
【解析】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7/8的DNA单链被BrdU标记，D选项错误。
22.（2018·上海卷，26）某个DNA片段由500对碱基组成，Ａ＋Ｔ占碱基总数的34％，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为（ ）
A．330 B．660 C．990 D．1320
22.【答案】C
【解析】DNA片段由500对碱基组成即有1000个碱基。Ａ＋Ｔ占碱基总数的34％，则C G占碱基总数的66%，又DNA分子中C G互补，所以C=G=66%/2=33%，即一个DNA分子中有C，1000×0.33=330个，DNA片段复制2次产生DNA分子4个，需要C，所以330×4=1320个，去除原DNA分子的330个，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为1320-330=990个，C正确，ABD错误。
23.（2018·海南卷，15）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
23.【答案】D
【解析】DNA分子的两条单链均只含有14N，该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代，形成4个DNA，其中2个DNA为15N14N，另外2个DNA为15N15N。；再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代，DNA为15N14N形成的子代DNA中，一个DNA为15N14N，另外1个DNA为 14N14N；而DNA为 15N15N 形成的2个子代DNA都为 15N14N；因此理论上 DNA 分子的组成类有 15N14N 和 14N14N 两种，其比例为 3：1。
24.（2018·浙江4月卷，22）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
24.【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15 NH4Cl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。
25.（2017·浙江4月卷，24）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分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H
D．每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H
25.【答案】A
【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个子细胞都是每一条染色体的DNA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，故A正确。
26.（2015·上海卷，18）若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为AT碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为（ ）
A． B． C． D．
26.【答案】C
【解析】N个DNA分子第i轮复制结束后，得到的DNA分子数为N*2i，在此基础上复制一次得到的DNA分子的总数为Nx2i+1,其中以变异的DNA分子为模板复制一次，，得到一个DNA分子和一个正常的的DNA分子，由此可推知突变位点为AT碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例=1/（Nx2i+1）,若再复制两次，得到的变异的DNA分子为2，总DNA分子数为Nx2i+2，则比例为2/（Nx2i+2）=1/（Nx2i+1），因此可推知答案选C。
27.（2013·广东卷，2）1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于（ ）
①证明DNA是主要的遗传物质 ②确定DNA是染色体的组成成分
③发现DNA如何存储遗传信息 ④为DNA复制机构的阐明奠定基础
A．①③ B．②③ C．②④ D．③④
27.【答案】D
【解析】噬菌体浸染细菌的试验证明了DNA是主要的遗传物质，故①错误；Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型之前，就已经明确了染色体的组成成分，故②错误；结构决定功能，清楚了DNA双螺旋结构，就可以发现DNA如何存储遗传信息，故③正确；清楚了DNA双螺旋结构，就为DNA复制机构的阐明奠定基础，而且Watson和Crick也对DNA复制进行了描述，故④正确。
28．（2010·山东卷，7）蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（ ）
A．每条染色体中都只有一条单体被标记
B．每条染色体的两条单体都被标记
C．半数的染色体中只有一条单体被标记
D．每条染色体的两条单体都不被标记
28.【答案】A
【解析】根据DNA半保留复制及有丝分裂的特点，第一次有丝分裂后产生的细胞的DNA都是一条被3H标记，一条不被3H标记。第二次有丝分裂过程中，DNA分子复制时，以被3H标记的那条链为模板形成的DNA，一条被3H标记，一条不被3H标记；以不被3H标记的那条链为模板形成的DNA，两条链都不被3H标记；在有丝分裂中期，这两个DNA分子仍在一条染色体上（因为此时姐妹染色单体还没有分开），每条染色体上都有一条染色单体被3H标记。故选A。
29.（2016·课标Ⅰ卷，29）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______。
29．【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，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。
30.（2010·北京卷，30）科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
组别
1组
2组
3组
4组
培养液中唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产物
A
B
B的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带（14N/14N）
仅为重带（15N/15N）
仅为中带（15N/14N）
1/2轻带（14N/14N）
1/2中带（15N/14N）
请分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过______代培养，且培养液中的______是唯一氮源。
（2）综合分析本实验的DNA离心结果，第______组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第______组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是______。
（3）分析讨论：
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于___代，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果_______（选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置_______，宽度发生变化的是______带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为________。
30．【答案】（1）多 15NH4Cl （2）3 1 2 半保留复制 （3）①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻 ④15N
【解析】（1）培养液中以15NH4Cl为唯一氮源，需经过多代培养，才能要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B。
（2）若证明DNA的复制为半保留复制，则需证明后代DNA的两条链，一条链是母链，另一条链是新合成的子链，第3组结果与第1组、第2组的结果对比可以证实。
（3）①若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于B，据此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。
②将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，无法判断后代DNA的两条链的来源，不能判断DNA的复制方式；
③将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA的情况是有两个为14N/15N-DNA，其余全部为14N/14N-DNA，所以子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，宽度发生变化的是轻带；
④“中带”为14N/15N-DNA，“中带”略宽，说明新合成的DNA单链中N尚含有部分15N。
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