必修2《遗传与进化》第三节 DNA通过复制传递遗传信息学案设计

第三节　DNA通过复制传递遗传信息

[学习目标]　1.概述DNA分子的复制。2.通过“活动：探究DNA的复制过程”，感悟科学实验中蕴含的理性精神与求真意识、批判精神与创新意识，逐步领悟科学的本质特征。

知识点一　探究DNA的复制过程

1．目的要求

通过阅读“DNA复制过程的实验”资料，分析实验原理，了解实验过程，并说明实验结论。

2．DNA复制过程的同位素示踪试验

(1)实验方法：同位素示踪法和密度梯度离心技术。

(2)实验原理

①含15N的双链DNA密度较大，离心后的条带应分布于离心管的下部。

②含14N的双链DNA密度较小，离心后的条带应分布于离心管的上部。

③两条链分别含15N和14N的双链DNA密度介于双链均含15N的DNA和双链均含14N的DNA之间，离心后的条带应分布于离心管的中部。

(3)实验过程

(4)实验结论

根据同位素示踪实验的结果，新合成的双链DNA分子中，有一条链是来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的。DNA的复制方式为半保留复制。

　实验中条带的位置代表什么？

提示：条带的位置代表DNA分子量的大小。

　若本实验离心的是DNA单链，则能否推测出DNA复制方式？

提示：不能。

　若用15N标记一个DNA分子的两条链，用含14N标记的脱氧核苷酸为原料复制一次。那么，半保留复制和全保留复制两种情况下产生的子代DNA有什么不同？

提示：半保留复制：两个子代DNA分子都为一条链含15N，一条链含14N。

全保留复制：两个子代DNA分子中有一个DNA的两条链都为14N，一个DNA的两条链都为15N。

[例1]　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15N－14N－DNA

D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制

解题分析　探究DNA的复制活动中运用了同位素示踪和密度梯度离心技术，A正确；a管中的条带是重带，所以该管中大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养，B错误；b管条带是中带，所以该管中的大肠杆菌的DNA都是15N－14N－DNA，C正确；本实验结果说明DNA复制是半保留复制，D正确。

答案　B

[例2]　将以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养若干代后的大肠杆菌(记为第一代)转移到15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养(分裂一次的子细胞为第二代，以此类推)。下列叙述错误的是(　　)

A．大肠杆菌DNA复制过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数

B．第一代大肠杆菌的核糖体上能检测到14N

C．第二代时，大肠杆菌含14N的DNA和含15N的DNA之比为1∶1

D．若对第三代大肠杆菌进行密度梯度离心，将出现一条中带和一条重带

解题分析　大肠杆菌DNA属于双链DNA分子，因此复制过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数，A正确；核糖体由蛋白质和RNA组成，将大肠杆菌放在以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的核糖体中含有14N，B正确；根据题意可知第一代大肠杆菌的DNA双链被14N标记，由于DNA复制的特点为半保留复制，在15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养分裂一次，则第二代时大肠杆菌的DNA为15N－14N－DNA，故大肠杆菌含14N的DNA和含15N的DNA之比为1∶1，C正确；将第二代15N－14N－DNA的大肠杆菌在15NH4Cl培养液中接着繁殖一代后，子代大肠杆菌DNA有一半为15N－14N－DNA分子，一半为15N－15N－DNA分子，如果提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心，离心管中出现2个条带，即中带和重带，但是不能对大肠杆菌进行密度梯度离心处理，必须从大肠杆菌中提取DNA，然后进行密度梯度离心，D错误。

答案　D

知识点二　DNA通过半保留方式进行复制

1．概念

产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程，称为DNA的复制。

2．DNA复制过程

(1)结果：一个DNA分子形成了两个与亲代完全相同的DNA分子。

(2)特点：①边解旋边复制；②半保留复制。

3．DNA复制的条件

模板：亲代DNA解旋产生的两条母链。

原料：游离的四种脱氧核苷酸。

酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶。

能量：ATP。

4．DNA复制的特点：半保留复制，即子代DNA双链＝一条母链＋一条新子链。

5．DNA复制的意义：DNA复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础。

(1)DNA的复制保证了多细胞生物体的每个体细胞都携带相同的遗传信息。

(2)通过生殖细胞将遗传信息从亲代传递给子代，保持了前后代遗传信息的连续性。

　DNA复制是否只在有丝分裂和减数分裂过程中进行？是否只发生于细胞核中？

提示：不是，无丝分裂过程中也发生DNA复制；不是，线粒体和叶绿体中也有DNA，也进行DNA复制。

　哺乳动物成熟红细胞能否进行DNA分子的复制？不再进行细胞分裂的细胞的核DNA能否进行DNA的复制？

提示：哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。不再进行细胞分裂的细胞，不再进行核DNA的复制。

　整个DNA复制过程中氢键的断裂和形成能同时发生吗？

提示：能，因为DNA复制是边解旋边复制。

　DNA复制过程中是先形成氢键还是先形成磷酸二酯键？

提示：先形成氢键进行碱基的定位，然后再通过磷酸二酯键将相邻的脱氧核苷酸连接。

　当一个DNA分子复制后形成两个新DNA分子后，这两个新DNA分布在染色体的哪里？这两个DNA分子什么时候分离？

提示：位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，即：；2个子代DNA分子在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期随着着丝粒分裂分别进入不同细胞中。

[例1]　下列关于DNA复制的叙述中，正确的是(　　)

A．需要解开DNA的双螺旋结构

B．以DNA分子的一条链作为模板

C．4种游离的核糖核苷酸作为原料

D．A与U互相配对、G与C互相配对

解题分析　DNA复制需要解开DNA的双螺旋结构，A正确；DNA复制的模板是两条链，B错误；DNA复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料，C错误；DNA复制是A与T互相配对、G与C互相配对，D错误。

答案　A

[例2]　甲组用被32P标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌，乙组用普通噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌，下列对他们子代噬菌体的描述。判断正确的是(　　)

A．甲组子代全部带32P，乙组子代全部带35S

B．甲组子代全部带32P，乙组子代少部分带35S

C．甲组子代少部分带32P，乙组子代全部带35S

D．甲组子代少部分带32P，乙组子代少部分带35S

解题分析　由于DNA的半保留复制特点，甲组只有部分子代带32P，噬菌体的蛋白质外壳是利用大肠杆菌的原料合成的，乙组子代全部带35S，C正确。

答案　C

[例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，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

解题分析　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4条染色体、8条染色单体、16条DNA单链。不含BrdU标记的脱氧核苷酸链有2条，分别位于2个DNA分子、2条染色单体、2条染色体中，分别占总数的1/8、1/4、1/2，它们能发出荧光；含BrdU标记的有14条，有7/8的DNA单链被BrdU标记。由于DNA为半保留复制，故新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记，所有DNA分子都被BrdU标记。

答案　D

DNA复制与细胞分裂可通过构建模型图解答，如图：

由此分析，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；第二种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第三种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。

知识点三　DNA复制方面的相关计算

假设将1个全部被15N标记的DNA分子(0代)转移到含14N的培养基中培养n代，结果如图所示。

1．关于DNA分子数

(1)子代DNA分子总数＝2n个。

(2)含15N的DNA分子数＝2个。

(3)含14N的DNA分子数＝2n个。

(4)只含15N的DNA分子数＝0个。

(5)只含14N的DNA分子数＝(2n－2)个。

2．关于脱氧核苷酸链数

(1)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。

(2)含15N的脱氧核苷酸链数＝2条。

(3)含14N的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。

3．关于消耗的脱氧核苷酸数

设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：

(1)经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·(2n－1)个。

(2)在第n次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·2n－1个。

　解答DNA复制相关计算题时应该注意的问题有哪些？

提示：(1)分析被标记物质所占的比例时，应注意求的是DNA数，还是脱氧核苷酸链数；看准是“含”还是“只含”；还应注意培养液中化学元素的不同。

(2)在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制。

[例]　某DNA分子中含有1000个碱基对(被32P标记)，其中有胸腺嘧啶400个。若将该DNA分子放在只含被31P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，其结果不可能是(　　)

A．含32P的DNA分子占1/2

B．含31P的DNA分子占1/2

C．子代DNA分子相对分子量平均比原来减少1500

D．共消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸1800个

解题分析　该DNA分子在含31P的培养液中复制两次，可得到22个DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%；含32P的DNA分子占2/4＝1/2。因为DNA复制为半保留复制，亲代DNA分子的两条链只可能进入两个子代DNA分子中；22个DNA分子中有两个DNA分子的每条链都只有31P，还有两个DNA分子都是一条链含31P，另一条链含32P。前两个DNA分子相对分子质量比原DNA分子共减少了4000，后两个DNA分子比原DNA分子共减少了2000，这样4个DNA分子的相对分子量平均比原来减少了6000/4＝1500；在1000个碱基对的DNA分子中，胸腺嘧啶400个，则含有鸟嘌呤个数(1000×2－400×2)/2＝600(个)，复制两次所消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为600×(22－1)＝1800(个)。

答案　B

1．以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是(　　)

A．“－T－A－G－” B．“－U－A－G－”

C．“－T－A－C－” D．“－T－U－G－”

答案　A

解析　根据碱基互补配对原则，DNA复制时，A与T配对，T与A配对，C与G配对，G与C配对，故以“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是“－T－A－G－”。

2. 某真核生物DNA片段的结构示意图如图。下列叙述正确的是(　　)

A．①的形成需要DNA聚合酶催化

B．②表示腺嘌呤脱氧核苷酸

C．③的形成只能发生在细胞核

D．若α链中A＋T占48%，则DNA分子中G占26%

答案　D

解析　①是氢键，氢键自发形成，不需要DNA聚合酶催化，A错误；②表示腺嘌呤，B错误；③表示磷酸二酯键，其形成主要在细胞核，也可以在线粒体或叶绿体中，C错误；若α链中A＋T占48%，则DNA中A＋T占48%，C＋G＝1－48%＝52%，因为C＝G，所以DNA分子中G占52%÷2＝26%，D正确。

3．下列关于DNA复制的说法，错误的是(　　)

A．通过DNA复制，遗传信息在亲子代细胞间始终保持不变

B．以亲代DNA分子的两条母链分别作为模板进行复制

C．复制过程中，始终按照碱基互补配对原则进行

D．形成子链时，相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸间可形成磷酸二酯键

答案　A

解析　通过DNA复制，将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性，若复制出现差错，则会导致遗传信息在亲子代细胞间发生改变，A错误。

4．如图表示采用同位素示踪技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解，下列说法错误的是(　　)

A．轻带表示14N－14N的DNA分子

B．证明DNA的复制方式为半保留复制

C．细菌繁殖三代后取样，提取DNA，离心后试管中出现三条条带

D．若将DNA双链分开来离心，则b、c两组实验结果相同

答案　C

解析　轻带表示14N－14N的DNA分子，A正确；据分析可知，该实验可以证明DNA的复制方式为半保留复制，B正确；细菌繁殖三代后取样，提取DNA，离心后试管中出现2条条带，一条中带，一条轻带，C错误；若将DNA双链分开来离心，则实验结果均为一条重带，一条轻带，D正确。

5．下列关于DNA的相关计算，正确的是(　　)

A．具有1000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则每一条链上都具有胞嘧啶200个

B．具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后共需2n·m个胸腺嘧啶

C．具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n次复制需要2n－1·m个胸腺嘧啶

D．无论是双链DNA还是单链DNA，(A＋G)所占的比例均是1/2

答案　C

解析　具有1000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则DNA中含胞嘧啶400个，因此一条链上的胞嘧啶数可为0～400个，A错误；具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后DNA数由1个变为2n个，因此需要(2n－1)·m个胸腺嘧啶，其第n次复制，DNA数由2n－1个变为2n个，这一过程需要(2n－2n－1)·m＝2n－1·m个胸腺嘧啶，B错误，C正确；只有在双链DNA中才遵循卡伽夫法则，即A＝T、G＝C，在单链DNA中不存在这一关系，因此只有双链DNA中(A＋G)所占的比例为1/2，单链DNA中该比值不一定为1/2，D错误。

6．蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸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．每条染色体的两条单体都被标记

B．每条染色体中都只有一条单体被标记

C．只有半数的染色体中一条单体被标记

D．每条染色体的两条单体都不被标记

答案　B

解析　蚕豆根尖细胞染色体DNA原来不含3H，含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸作为合成DNA原料，由于DNA为半保留复制，完成一个细胞周期后，细胞每条染色体的每个DNA都含3H(一条链含3H，另一条链没有)。然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，每条染色体含有两条单体，1条单体的DNA的一条链含3H，另一条链没有，即该单体含3H；另一条单体的DNA的两条链都不含3H，即该单体不含3H。

知识点一　探究DNA的复制过程

1. 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，离心结果如右图的甲；(2)转至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。如图的乙、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热变性即解开双螺旋，成为单链后离心分析可得出半保留复制的结论

答案　D

解析　出现丁的结果需要繁殖两代，所以时间为40分钟，A错误；乙中的结果不会出现，繁殖一代应为丙的结果，B错误；1个DNA分子转入培养基中繁殖三代后含有15N的DNA分子占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热变性即解开双螺旋，成为单链后离心，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，D正确。

知识点二　DNA通过半保留方式进行复制

2.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是(　　)

答案　D

解析　亲代DNA双链用白色表示，DNA复制方式是半保留复制，因此复制一次后得到的两个DNA分子只含有白色和灰色，而第二次复制得到的四个DNA分子以这两个DNA分子的四条链为模板合成的四个DNA分子中，都含有黑色的DNA子链。

3．下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是(　　)

A．DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸

B．在复制过程中，解旋和复制是同时进行的

C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链

D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子

答案　B

解析　在DNA分子复制过程中，解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键，形成两条脱氧核苷酸长链；边解旋边复制是DNA复制的一个特点；以解开的每一条单链为模板，按照碱基互补配对原则，各合成一条子链，最后每条新合成的子链与对应的模板链螺旋，形成两个一样的DNA分子。

4．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在(　　)

A．两条DNA母链之间

B．DNA子链与其互补的母链之间

C．两条DNA子链之间

D．DNA子链与其非互补母链之间

答案　A

解析　在DNA复制时，首先是构成DNA的两条母链解旋，然后以分开的两条母链为模板，按照碱基互补配对原则合成子链。

5．下列关于DNA复制过程的顺序，正确的是(　　)

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子链与母链盘绕成双螺旋结构

A．①③④②⑤   B.③①⑤④②

C．①④②⑤③   D.③①④②⑤

答案　D

解析　DNA复制的基本过程是：解旋→合成子链→双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。

6．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

答案　A

解析　从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，A错误；图中DNA分子复制是边解旋边双向复制，B正确；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，C正确；这种半保留复制的模式不仅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，D正确。

7．如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是(　　)

A．酶①和酶②均作用于氢键

B．该过程可发生在细胞有丝分裂间期

C．该过程的模板链是a、b链

D．DNA复制的特点是半保留复制

答案　A

解析　酶①是解旋酶，作用于氢键，酶②是DNA聚合酶，作用于磷酸二酯键；细胞有丝分裂间期会发生DNA复制；该过程需要a、b链分别作模板，c、d链分别是以a、b链为模板合成的子链；DNA分子复制具有半保留复制的特点。

8. 将蚕豆根尖置于含放射性3H标记的胸腺嘧啶的培养液中，培养一个细胞周期的时间。取出根尖，移至不含放射性物质的培养液中，继续培养两个细胞周期的时间。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。下列判断不正确的是(　　)

A．第一个细胞周期中的染色体均如甲所示

B．第二个细胞周期中的染色体均如乙所示

C．第三个细胞周期中1/4的染色体如丙所示

D．图丙所示染色体仅出现在第三个细胞周期

答案　C

解析　DNA分子的复制方式为半保留复制，将蚕豆根尖置于含放射性3H标记的胸腺嘧啶的培养液中，培养一个细胞周期的时间，则第一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，其两条单体都含有放射性，如图甲所示，A正确；取出根尖，移至不含放射性物质的培养液中，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，B正确；第三个细胞周期中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，第三个细胞周期中1/2的染色体如丙所示，1/2的染色体如乙所示，C错误；根据选项A、B、C的解释，图丙所示染色体仅出现在第三个细胞周期中，D正确。

知识点三　DNA复制方面的相关计算

9.某双链DNA分子中共有含氮碱基700个，其中一条单链上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5。问该DNA分子连续复制两次共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数目是(　　)

A．200个 B．400个

C．300个 D．500个

答案　C

解析　双链DNA分子中一条单链上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5，则整个双链DNA分子中(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5，而双链DNA分子中共有碱基700个，所以A＋T＝700×＝200(个)，则A＝T＝200÷2＝100(个)，该DNA分子连续复制两次共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数目是(22－1)×100＝300(个)。

10．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培养基中连续复制4次，其结果可能是(　　)

A．含有14N的DNA占100%

B．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个

C．含15N的链占1/8

D．子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3

答案　A

解析　在14N培养基中连续复制4次，得到24＝16个DNA分子，32条链，其中含14N的DNA占100%，含15N的链有2条，占1/16，A正确，C错误；根据已知条件，每个DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有＝40个，复制过程中消耗A＝40×(24－1)＝600个，B错误；每个DNA分子中嘌呤和嘧啶互补相等，两者之比是1∶1，D错误。

11．某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是(　　)

A．甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生含32P的子代噬菌体

B．甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体

C．乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体

D．乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体

答案　C

解析　噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，其增殖产生子代的场所是在细菌细胞中，不能在培养液中独立增殖，32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，离心后，放射性主要在沉淀中，由于部分噬菌体未来得及侵染或子代噬菌体释放等原因，会造成上清中含有少量放射性，由于甲组的上清中不存在大肠杆菌，因此噬菌体无法繁殖产生含32P标记的子代噬菌体，A正确；甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，由于DNA是半保留复制，若1个含32P标记的噬菌体DNA侵染细菌，不管复制多少次，含32P的DNA只有2个，含32P的子代噬菌体只有2个，大多数子代噬菌体不含32P，B正确；35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染细菌的时候，蛋白质外壳留在外部，只有DNA注入到细菌中，因此乙组的悬浮液含大量35S标记的噬菌体蛋白质，不会产生含35S的子代噬菌体，C错误；乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，由于细菌提供的原料中无35S，因此也不产生含35S的子代噬菌体，D正确。

12．假设DNA复制方式有三种：半保留复制、全保留复制和分散复制，复制过程如图所示。若将蚕豆根尖细胞放在含3H的脱氧核苷酸的培养基中培养，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培养一个细胞周期，下列说法正确的是(　　)

A．若复制方式是半保留复制，则第二次分裂前期，每条染色体上有2条核苷酸链有放射性

B．若复制方式是分散复制，则完成两个细胞周期后，有两个细胞有放射性标记

C．若复制方式是全保留复制，则第一次分裂结束后每个子代细胞中有一半染色体带放射性

D．根据本实验的结果可判断出DNA复制的具体方式

答案　D

解析　根尖细胞只能进行有丝分裂，若复制方式是半保留复制，则第一次分裂结束后的子代细胞中每条染色体上的一个DNA分子上两条核苷酸链一条有放射性，一条没有放射性，第二次培养在不含放射性标记的培养基中，染色体复制后，只有一条染色单体上的一条核苷酸链有放射性，A错误；若复制方式是分散复制，结合题目信息可知，第一次分裂后每条染色体上的两条链上都有放射性，第二次培养在不含放射性标记的培养基中，得到的子代细胞也是每条染色体上的两条链上都有放射性，所以有4个细胞都有放射性，B错误；若复制方式是全保留复制，则染色体复制后一条染色单体上的两条链没有放射性，另一条染色单体上的两条链都有放射性，所以最后得到的两个子细胞中染色体可能全有放射性，也可能全无放射性，C错误；通过连续两次的有丝分裂，三种复制出现的结果不同，所以根据本实验的结果可判断出DNA复制的具体方式，D正确。

13．如图所示为DNA的复制图解，请据图回答下列问题：

(1)DNA的复制发生在__________________________________期。

(2)②过程称为________。

(3)③过程中的子链是________。

(4)③过程必须遵循______________原则。

(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有______________的特点。

(6)将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂4次，则含14N的DNA细胞占细胞总数的________，含15N的DNA细胞占细胞总数的________。

答案　(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间　(2)解旋　(3)Ⅱ、Ⅲ　(4)碱基互补配对　(5)半保留复制　(6)100%　12.5%

解析　(6)DNA分子复制的方式为半保留复制，复制n次后产生的子代DNA分子为2n个，每个DNA分子都含14N，含有15N标记的子代DNA分子为2个，所占比例为。

14．为了探究DNA的复制过程，科学家做了一系列的实验。

实验一：将从大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加到具有足量的四种脱氧核苷酸的试管中，在适宜温度条件下培养，一段时间后，测定其中的DNA含量。

实验二：在上述试管中加入少量DNA和ATP，培养在适宜温度条件下，一段时间后，测定其中的DNA含量。

实验三：取四支试管，分别放入等量的四种脱氧核苷酸、等量的ATP和等量的DNA聚合酶，再在各试管中分别放入等量的四种DNA分子，它们分别是枯草杆菌、大肠杆菌、小牛胸腺细胞、T2噬菌体的DNA。在适宜温度条件下培养一段时间，测定各试管中残留的脱氧核苷酸中每一种的含量。

分析以上实验，回答下列问题：

(1)实验一中________(填“能”或“不能”)测定出DNA，原因是________________。

(2)实验二中________(填“能”或“不能”)测定出DNA含量增加，加入ATP的作用是__________________。

(3)实验三要探究的是________________________________，若结果发现残留的四种脱氧核苷酸的量不同，则说明______________________________。

答案　(1)不能　缺少模板和ATP　(2)能　为DNA复制提供能量　(3)不同生物的DNA分子的脱氧核苷酸序列是否相同　不同生物的DNA分子的脱氧核苷酸序列不同

解析　(1)DNA的复制需要四个条件：模板、能量、酶和原料(四种脱氧核苷酸)。实验一中缺少模板、能量，故不能合成DNA。

(2)实验二中四个条件具备，能够复制合成新的DNA分子。

(3)实验三中，残留的四种脱氧核苷酸的量不同，说明不同生物的DNA分子的脱氧核苷酸序列不同。