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必修2《遗传与进化》第3节 DNA的复制教学设计及反思
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这是一份必修2《遗传与进化》第3节 DNA的复制教学设计及反思，共13页。教案主要包含了DNA复制的过程等内容，欢迎下载使用。
一、对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据
1．对DNA复制的推测
(1)提出者：沃森和克里克。
(2)假说
①解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂。
②复制：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。
(3)特点：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。
2．DNA半保留复制的实验证据
(1)实验方法：同位素标记技术和离心技术。
(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
(4)实验结果
①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→eq \f(1,2)轻带、eq \f(1,2)中带。
(5)实验结果和预期的一致，说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
(1)沃森和克里克证明DNA分子复制方式是半保留复制( )
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术( )
答案 (1)× (2)√
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下图所示。
1．Ⅰ代细菌DNA分子的结构是怎样的？
提示 Ⅰ代细菌DNA分子中只有一条链被15N标记。
2．Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量是多少？
提示 Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为eq \f(7a＋b,8)。
二、DNA复制的过程
1．DNA复制的概念
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2．发生时期
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。
3．过程
4．结果
形成两个完全相同的DNA分子。
5．特点
(1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
6．意义：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。
(1)DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板( )
(2)DNA双螺旋全部解开后，再开始进行DNA复制( )
(3)在DNA复制过程中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA分解成脱氧核苷酸( )
答案 (1)√ (2)× (3)√
1．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。线粒体和叶绿体中也有DNA，也进行DNA复制。
2．DNA复制时，解旋酶作用于DNA的什么部位？
提示 解旋酶作用于连接碱基对的氢键。
1．沃森和克里克在发表了DNA双螺旋结构的论文后，又提出了DNA自我复制的假说。下列有关该假说内容的叙述，不正确的是( )
A．DNA复制时，双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂
B．以解开的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上
C．形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链
D．形成的两个DNA分子是由两条母链、两条子链分别结合而成
答案 D
解析 沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制，即形成的DNA分子包括一条母链和一条子链，D项错误。
2．(2019·福建厦门一中期中)下列关于DNA复制的叙述，不正确的是( )
A．DNA复制时只以DNA的一条链作为模板
B．DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料
C．DNA复制过程需要消耗能量
D．DNA分子的复制方式是半保留复制
答案 A
解析 DNA复制时以解开的两条单链分别作为模板，A错误；DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料，B正确；DNA复制过程需要细胞呼吸产生的ATP作为直接能源物质，C正确；DNA分子的复制方式是半保留复制，通过半保留复制，每条子链与对应的模板链构成一个新的DNA分子，D正确。
3．下列关于DNA复制过程的正确顺序是( )
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键 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．①④②⑤③
C．①③⑤④② D．③①④②⑤
答案 D
4．(2019·成都高新实验中学高二月考)以DNA的一条链“—A—T—C—”为模板，经复制后产生的子链是( )
A．—G—A—T— B．—U—A—G—
C．—T—A—G— D．—T—U—G—
答案 C
解析 依据碱基互补配对原则，以“—A—T—C—”链为模板复制得到的子链碱基顺序为“—T—A—G—”。
5．细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是( )
A．第一次分裂的子代DNA应为⑤
B．第二次分裂的子代DNA应为①
C．第三次分裂的子代DNA应为③
D．亲代的DNA应为⑤
答案 A
解析 亲代DNA为15N－15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N－14N，应如图②所示。
6．如图为DNA复制的图解，请据图回答下列问题：
(1)DNA复制发生在___________________________期。
(2)②过程称为____________。
(3)③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复制具有_____________的特点。
答案 (1)细胞分裂前的间 (2)解旋 (3)Ⅱ、Ⅲ
(4)碱基互补配对 (5)半保留复制
A组 基础对点练
题组一 DNA半保留复制的实验证据
1．(2019·邢台高二下期末)将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行离心。下列相关说法中不正确的是( )
A．细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B．细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层
C．细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层
D．该实验可以证明DNA的复制是半保留复制
答案 C
解析 细胞经过一次分裂和离心后，所形成的每个子代DNA分子的两条链中一条链含15N，另一条链含14N，位于试管的中层，A项正确；细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层，B项正确；细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的上层，1/4的DNA位于试管的中层，C项错误；该实验可以证明DNA的复制是半保留复制，D项正确。
2．把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)环境中培养相当于复制一轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，分析表明细菌DNA组成为( )
A.eq \f(3,4)轻氮型、eq \f(1,4)中间型 B.eq \f(1,4)轻氮型、eq \f(3,4)中间型
C.eq \f(1,2)中间型、eq \f(1,2)重氮型 D.eq \f(1,2)轻氮型、eq \f(1,2)中间型
答案 A
解析 将含轻氮(14N)的细菌转移到含重氮(15N)环境中培养相当于复制一轮的时间，则得到的每个DNA分子都是一条链含14N、一条链含15N；再转回至含轻氮(14N)的环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，由1个DNA分子得到4个DNA分子，其中3个DNA分子只含14N，另外1个DNA分子一条链含14N、一条链含15N，即eq \f(3,4)轻氮型、eq \f(1,4)中间型，A项正确。
3．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 因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将进入不同的子代DNA分子中，故A、B项错误；因为第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C项中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，故C项错误、D项正确。
题组二 DNA复制的过程
4．(2019·河南南阳一中期中)下列有关双链DNA分子复制的叙述，不正确的是( )
A．DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点
B．DNA复制时按照A与T配对，G与C配对的原则进行
C．减数分裂中，细胞连续分裂两次，DNA只复制一次
D．有丝分裂中，DNA复制发生在细胞分裂前期
答案 D
解析 DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点，A项正确；DNA复制时按照A与T配对，G与C配对的原则进行，正是这种严格的碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确进行，B项正确；减数分裂中，细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，从而形成染色体和DNA减半的配子，C项正确；有丝分裂中，DNA复制发生在细胞分裂间期，D项错误。
5．体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP,37 ℃下保温。下列叙述中正确的是( )
A．能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致
B．不能生成DNA，因为缺少DNA模板
C．能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联
D．不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件
答案 B
解析 DNA复制的四个基本条件是模板、酶、ATP、原料。没有加入模板DNA，所以无DNA生成。
6．(2019·太原高一检测)DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构( )
答案 D
解析 解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键，使DNA双螺旋解开，只有D项属于DNA上的碱基对。
7．(2019·宣城检测)DNA一般能准确复制，其原因是( )
①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板 ②DNA复制发生于细胞周期的间期 ③碱基互补配对是严格的 ④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A．②④ B．②③ C．①④ D．①③
答案 D
解析 DNA规则的双螺旋结构在解旋后为DNA复制提供两条模板，严格的碱基互补配对保证了DNA复制的准确性，它保证了子代DNA与亲代DNA相同。
8．(2019·济南高一检测)在DNA复制形成子代DNA分子的过程中，与模板链上腺嘌呤配对的碱基是( )
A．胸腺嘧啶 B．胞嘧啶 C．尿嘧啶 D．鸟嘌呤
答案 A
9．下图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析正确的是( )
A．酶①和酶②均作用于氢键
B．该过程的模板链是a、d链
C．该过程中的c、d链结构相同
D．DNA的复制是半保留复制
答案 D
解析 图中酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键，A项错误；该过程中a、b链为模板链，c、d链分别是以a、b链为模板合成的子链，B、C项错误；DNA的复制是半保留复制，D项正确。
10．如图为真核细胞DNA复制过程模式图，请根据图示过程回答问题：
(1)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供________。
(2)从图中可以看出合成的两条子链的方向是________(填“相同”或“相反”)的。
(3)真核细胞中DNA复制发生的场所是____________________________等；细胞分裂过程中，在复制完成后，乙、丙分开的时期为________________________________________________。
(4)DNA分子通过复制，将____________从亲代细胞传给了子代细胞，从而保持了____________的连续性。
答案 (1)能量(ATP) (2)相反 (3)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期 (4)遗传信息 遗传信息
解析 (1)解旋过程需要细胞提供能量(ATP)。(2)DNA的2条脱氧核苷酸链是反向平行的关系，那么以这两条链为模板合成的子链的方向也应该是相反的。(3)真核细胞内DNA复制发生的场所有细胞核、线粒体和叶绿体等；复制后的DNA分别存在于两条染色单体中，染色单体分开发生的时期是有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期。(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。
B组 综合强化练
1～5题为选择题，1～3题中只有一个选项符合题目要求，4、5题中有一个或多个选项符合题目要求。
1．(2019·湖北沙市中学月考)1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验，证实了DNA是以半保留方式复制的。如图所示各试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的是( )
培养条件与方法：
(1)在含15N的培养基中培养若干代，使DNA双链均被标记(试管①)。
(2)转至含14N的培养基中培养，每30分钟繁殖一代。
(3)取出每代DNA样本，并离心分层。
A．该实验运用了同位素标记技术，出现试管④的结果至少需要90分钟
B．试管③是转入14N培养基中复制一代的结果，试管②是复制两代的结果
C．对得到DNA以半保留方式复制的结论起关键作用的是试管③的结果
D．给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示
答案 C
解析 该实验运用了同位素标记技术，试管④是复制两代的结果，至少需要60分钟，A项错误；试管③是转入14N培养基中复制一代的结果，试管④是复制两代的结果，B项错误；DNA分子一条链含14N，一条链含15N，对得到DNA以半保留方式复制的结论起关键作用，即试管③，C项正确；试管④中DNA一半是15N/14N，一半是14N/14N，加入解旋酶一段时间后，所有DNA分子双链被打开形成单链，不是试管⑤所示，D项错误。
2．(2019·山东滨州期中)DNA复制执照因子(RLF)在真核细胞中参与启动DNA复制的过程，是一种随DNA复制的完成便失去活性的蛋白质分子，已知RLF不能通过核孔进入细胞核，其存在能严格控制真核细胞DNA在一个细胞周期当中只复制一次。据此分析，下列说法错误的是( )
A．RLF在细胞分裂前的间期发挥作用
B．RLF的失活发生在细胞分裂前的间期
C．RLF是在核糖体上合成的
D．DNA重新获取RLF发生在间期DNA复制前
答案 D
解析 在细胞周期中，DNA复制发生在细胞分裂前的间期，而RLF在真核细胞中参与启动DNA复制，故RLF在细胞分裂前的间期发挥作用，A正确；RLF是一种随DNA复制的完成便失去活性的蛋白质分子，而DNA复制完成也是发生在细胞分裂前的间期，故RLF的失活发生在细胞分裂前的间期，B正确；RLF是一种蛋白质分子，是在核糖体上合成的，C正确；已知RLF不能通过核孔进入细胞核，故在分裂期，核膜解体后，RLF和染色体才能结合，使染色体获得DNA分子复制所需的执照，D错误。
3．(2019·内蒙古包头四中期中)如图为真核细胞DNA复制过程示意图。据图分析，下列相关叙述中错误的是( )
A．由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的
B．合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的
C．细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体
D．解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP
答案 D
解析 DNA分子是反向平行的，而复制的时候只能是从5′端向3′端延伸，所以子链是沿着一定方向延伸的，A项正确；DNA分子是反向平行的，而复制的时候只能是从5′端向3′端延伸，所以合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的，B项正确；由于DNA分布在细胞核、叶绿体、线粒体中，所以细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体，C项正确；解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA解开，需要消耗ATP，但解旋不需要DNA聚合酶的催化，合成子链时需要DNA聚合酶的催化，D项错误。
4．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则
B．DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板
C．DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制
D．脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链
答案 AB
解析 DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则，A项正确；DNA是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的，B项正确；DNA复制是边解旋边复制，C项错误；脱氧核苷酸必须在DNA聚合酶的作用下才能连接形成子链，D项错误。
5．DNA分子片段复制的情况如图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，下列说法正确的是( )
A．b和c的碱基序列可以互补
B．a和c的碱基序列可以互补
C．若a中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．a中eq \f(A＋G,T＋C)的比值与d中eq \f(A＋G,T＋C)的比值一般不相同
答案 ACD
6．科学家推测DNA可能有如图A所示的三种复制方式。1958年，美国生物学家梅塞尔森(M.Meselsn)和斯塔尔(F.Stahl)用离心技术，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N－DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后，离心得到图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：
(1)DNA复制的意义是________________________________________________________。
(2)与对照相比，如果子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明DNA分子的复制方式是______________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则可以排除DNA分子以__________的方式进行复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：①若子代Ⅱ离心后______________________，则可以确定DNA分子的复制方式是半保留复制。②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以推测DNA分子的复制方式是____________。
(3)根据图B所示结果可推知DNA分子的复制方式是______________。
答案 (1)将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持了遗传信息的连续性 (2)全保留复制 全保留 可以分出中、轻两条密度带 分散复制 (3)半保留复制
解析 (1)DNA复制发生在细胞分裂前的间期，通过细胞分裂将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持了遗传信息的连续性。(2)若子代Ⅰ离心后能分辨出轻(两条链均被14N标记)和重(两条链均被15N标记)两条密度带，则复制方式是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则肯定不可能是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制(没有全轻和全重)。若是半保留复制，子代Ⅱ能分出中、轻两条密度带，且各占1/2；若是分散复制，子代DNA离心后不能分出中、轻两条密度带。(3)分析图B，子代Ⅰ都是中等密度带，子代Ⅱ中的中、轻密度带各占1/2，这与半保留复制的特点相吻合。
一、对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据
1．对DNA复制的推测
(1)提出者：沃森和克里克。
(2)假说
①解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂。
②复制：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。
(3)特点：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。
2．DNA半保留复制的实验证据
(1)实验方法：同位素标记技术和离心技术。
(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
(4)实验结果
①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→eq \f(1,2)轻带、eq \f(1,2)中带。
(5)实验结果和预期的一致，说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
(1)沃森和克里克证明DNA分子复制方式是半保留复制( )
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术( )
答案 (1)× (2)√
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下图所示。
1．Ⅰ代细菌DNA分子的结构是怎样的？
提示 Ⅰ代细菌DNA分子中只有一条链被15N标记。
2．Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量是多少？
提示 Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为eq \f(7a＋b,8)。
二、DNA复制的过程
1．DNA复制的概念
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2．发生时期
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。
3．过程
4．结果
形成两个完全相同的DNA分子。
5．特点
(1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
6．意义：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。
(1)DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板( )
(2)DNA双螺旋全部解开后，再开始进行DNA复制( )
(3)在DNA复制过程中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA分解成脱氧核苷酸( )
答案 (1)√ (2)× (3)√
1．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。线粒体和叶绿体中也有DNA，也进行DNA复制。
2．DNA复制时，解旋酶作用于DNA的什么部位？
提示 解旋酶作用于连接碱基对的氢键。
1．沃森和克里克在发表了DNA双螺旋结构的论文后，又提出了DNA自我复制的假说。下列有关该假说内容的叙述，不正确的是( )
A．DNA复制时，双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂
B．以解开的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上
C．形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链
D．形成的两个DNA分子是由两条母链、两条子链分别结合而成
答案 D
解析 沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制，即形成的DNA分子包括一条母链和一条子链，D项错误。
2．(2019·福建厦门一中期中)下列关于DNA复制的叙述，不正确的是( )
A．DNA复制时只以DNA的一条链作为模板
B．DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料
C．DNA复制过程需要消耗能量
D．DNA分子的复制方式是半保留复制
答案 A
解析 DNA复制时以解开的两条单链分别作为模板，A错误；DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料，B正确；DNA复制过程需要细胞呼吸产生的ATP作为直接能源物质，C正确；DNA分子的复制方式是半保留复制，通过半保留复制，每条子链与对应的模板链构成一个新的DNA分子，D正确。
3．下列关于DNA复制过程的正确顺序是( )
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键 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．①④②⑤③
C．①③⑤④② D．③①④②⑤
答案 D
4．(2019·成都高新实验中学高二月考)以DNA的一条链“—A—T—C—”为模板，经复制后产生的子链是( )
A．—G—A—T— B．—U—A—G—
C．—T—A—G— D．—T—U—G—
答案 C
解析 依据碱基互补配对原则，以“—A—T—C—”链为模板复制得到的子链碱基顺序为“—T—A—G—”。
5．细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是( )
A．第一次分裂的子代DNA应为⑤
B．第二次分裂的子代DNA应为①
C．第三次分裂的子代DNA应为③
D．亲代的DNA应为⑤
答案 A
解析 亲代DNA为15N－15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N－14N，应如图②所示。
6．如图为DNA复制的图解，请据图回答下列问题：
(1)DNA复制发生在___________________________期。
(2)②过程称为____________。
(3)③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复制具有_____________的特点。
答案 (1)细胞分裂前的间 (2)解旋 (3)Ⅱ、Ⅲ
(4)碱基互补配对 (5)半保留复制
A组 基础对点练
题组一 DNA半保留复制的实验证据
1．(2019·邢台高二下期末)将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行离心。下列相关说法中不正确的是( )
A．细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B．细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层
C．细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层
D．该实验可以证明DNA的复制是半保留复制
答案 C
解析 细胞经过一次分裂和离心后，所形成的每个子代DNA分子的两条链中一条链含15N，另一条链含14N，位于试管的中层，A项正确；细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层，B项正确；细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的上层，1/4的DNA位于试管的中层，C项错误；该实验可以证明DNA的复制是半保留复制，D项正确。
2．把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)环境中培养相当于复制一轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，分析表明细菌DNA组成为( )
A.eq \f(3,4)轻氮型、eq \f(1,4)中间型 B.eq \f(1,4)轻氮型、eq \f(3,4)中间型
C.eq \f(1,2)中间型、eq \f(1,2)重氮型 D.eq \f(1,2)轻氮型、eq \f(1,2)中间型
答案 A
解析 将含轻氮(14N)的细菌转移到含重氮(15N)环境中培养相当于复制一轮的时间，则得到的每个DNA分子都是一条链含14N、一条链含15N；再转回至含轻氮(14N)的环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，由1个DNA分子得到4个DNA分子，其中3个DNA分子只含14N，另外1个DNA分子一条链含14N、一条链含15N，即eq \f(3,4)轻氮型、eq \f(1,4)中间型，A项正确。
3．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 因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将进入不同的子代DNA分子中，故A、B项错误；因为第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C项中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，故C项错误、D项正确。
题组二 DNA复制的过程
4．(2019·河南南阳一中期中)下列有关双链DNA分子复制的叙述，不正确的是( )
A．DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点
B．DNA复制时按照A与T配对，G与C配对的原则进行
C．减数分裂中，细胞连续分裂两次，DNA只复制一次
D．有丝分裂中，DNA复制发生在细胞分裂前期
答案 D
解析 DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点，A项正确；DNA复制时按照A与T配对，G与C配对的原则进行，正是这种严格的碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确进行，B项正确；减数分裂中，细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，从而形成染色体和DNA减半的配子，C项正确；有丝分裂中，DNA复制发生在细胞分裂间期，D项错误。
5．体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP,37 ℃下保温。下列叙述中正确的是( )
A．能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致
B．不能生成DNA，因为缺少DNA模板
C．能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联
D．不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件
答案 B
解析 DNA复制的四个基本条件是模板、酶、ATP、原料。没有加入模板DNA，所以无DNA生成。
6．(2019·太原高一检测)DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构( )
答案 D
解析 解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键，使DNA双螺旋解开，只有D项属于DNA上的碱基对。
7．(2019·宣城检测)DNA一般能准确复制，其原因是( )
①DNA规则的双螺旋结构为复制提供模板 ②DNA复制发生于细胞周期的间期 ③碱基互补配对是严格的 ④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A．②④ B．②③ C．①④ D．①③
答案 D
解析 DNA规则的双螺旋结构在解旋后为DNA复制提供两条模板，严格的碱基互补配对保证了DNA复制的准确性，它保证了子代DNA与亲代DNA相同。
8．(2019·济南高一检测)在DNA复制形成子代DNA分子的过程中，与模板链上腺嘌呤配对的碱基是( )
A．胸腺嘧啶 B．胞嘧啶 C．尿嘧啶 D．鸟嘌呤
答案 A
9．下图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析正确的是( )
A．酶①和酶②均作用于氢键
B．该过程的模板链是a、d链
C．该过程中的c、d链结构相同
D．DNA的复制是半保留复制
答案 D
解析 图中酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键，A项错误；该过程中a、b链为模板链，c、d链分别是以a、b链为模板合成的子链，B、C项错误；DNA的复制是半保留复制，D项正确。
10．如图为真核细胞DNA复制过程模式图，请根据图示过程回答问题：
(1)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供________。
(2)从图中可以看出合成的两条子链的方向是________(填“相同”或“相反”)的。
(3)真核细胞中DNA复制发生的场所是____________________________等；细胞分裂过程中，在复制完成后，乙、丙分开的时期为________________________________________________。
(4)DNA分子通过复制，将____________从亲代细胞传给了子代细胞，从而保持了____________的连续性。
答案 (1)能量(ATP) (2)相反 (3)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期 (4)遗传信息 遗传信息
解析 (1)解旋过程需要细胞提供能量(ATP)。(2)DNA的2条脱氧核苷酸链是反向平行的关系，那么以这两条链为模板合成的子链的方向也应该是相反的。(3)真核细胞内DNA复制发生的场所有细胞核、线粒体和叶绿体等；复制后的DNA分别存在于两条染色单体中，染色单体分开发生的时期是有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期。(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。
B组 综合强化练
1～5题为选择题，1～3题中只有一个选项符合题目要求，4、5题中有一个或多个选项符合题目要求。
1．(2019·湖北沙市中学月考)1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验，证实了DNA是以半保留方式复制的。如图所示各试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的是( )
培养条件与方法：
(1)在含15N的培养基中培养若干代，使DNA双链均被标记(试管①)。
(2)转至含14N的培养基中培养，每30分钟繁殖一代。
(3)取出每代DNA样本，并离心分层。
A．该实验运用了同位素标记技术，出现试管④的结果至少需要90分钟
B．试管③是转入14N培养基中复制一代的结果，试管②是复制两代的结果
C．对得到DNA以半保留方式复制的结论起关键作用的是试管③的结果
D．给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示
答案 C
解析 该实验运用了同位素标记技术，试管④是复制两代的结果，至少需要60分钟，A项错误；试管③是转入14N培养基中复制一代的结果，试管④是复制两代的结果，B项错误；DNA分子一条链含14N，一条链含15N，对得到DNA以半保留方式复制的结论起关键作用，即试管③，C项正确；试管④中DNA一半是15N/14N，一半是14N/14N，加入解旋酶一段时间后，所有DNA分子双链被打开形成单链，不是试管⑤所示，D项错误。
2．(2019·山东滨州期中)DNA复制执照因子(RLF)在真核细胞中参与启动DNA复制的过程，是一种随DNA复制的完成便失去活性的蛋白质分子，已知RLF不能通过核孔进入细胞核，其存在能严格控制真核细胞DNA在一个细胞周期当中只复制一次。据此分析，下列说法错误的是( )
A．RLF在细胞分裂前的间期发挥作用
B．RLF的失活发生在细胞分裂前的间期
C．RLF是在核糖体上合成的
D．DNA重新获取RLF发生在间期DNA复制前
答案 D
解析 在细胞周期中，DNA复制发生在细胞分裂前的间期，而RLF在真核细胞中参与启动DNA复制，故RLF在细胞分裂前的间期发挥作用，A正确；RLF是一种随DNA复制的完成便失去活性的蛋白质分子，而DNA复制完成也是发生在细胞分裂前的间期，故RLF的失活发生在细胞分裂前的间期，B正确；RLF是一种蛋白质分子，是在核糖体上合成的，C正确；已知RLF不能通过核孔进入细胞核，故在分裂期，核膜解体后，RLF和染色体才能结合，使染色体获得DNA分子复制所需的执照，D错误。
3．(2019·内蒙古包头四中期中)如图为真核细胞DNA复制过程示意图。据图分析，下列相关叙述中错误的是( )
A．由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的
B．合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的
C．细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体
D．解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP
答案 D
解析 DNA分子是反向平行的，而复制的时候只能是从5′端向3′端延伸，所以子链是沿着一定方向延伸的，A项正确；DNA分子是反向平行的，而复制的时候只能是从5′端向3′端延伸，所以合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的，B项正确；由于DNA分布在细胞核、叶绿体、线粒体中，所以细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体，C项正确；解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA解开，需要消耗ATP，但解旋不需要DNA聚合酶的催化，合成子链时需要DNA聚合酶的催化，D项错误。
4．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则
B．DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板
C．DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制
D．脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链
答案 AB
解析 DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则，A项正确；DNA是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的，B项正确；DNA复制是边解旋边复制，C项错误；脱氧核苷酸必须在DNA聚合酶的作用下才能连接形成子链，D项错误。
5．DNA分子片段复制的情况如图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，下列说法正确的是( )
A．b和c的碱基序列可以互补
B．a和c的碱基序列可以互补
C．若a中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．a中eq \f(A＋G,T＋C)的比值与d中eq \f(A＋G,T＋C)的比值一般不相同
答案 ACD
6．科学家推测DNA可能有如图A所示的三种复制方式。1958年，美国生物学家梅塞尔森(M.Meselsn)和斯塔尔(F.Stahl)用离心技术，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N－DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后，离心得到图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：
(1)DNA复制的意义是________________________________________________________。
(2)与对照相比，如果子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明DNA分子的复制方式是______________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则可以排除DNA分子以__________的方式进行复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：①若子代Ⅱ离心后______________________，则可以确定DNA分子的复制方式是半保留复制。②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以推测DNA分子的复制方式是____________。
(3)根据图B所示结果可推知DNA分子的复制方式是______________。
答案 (1)将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持了遗传信息的连续性 (2)全保留复制 全保留 可以分出中、轻两条密度带 分散复制 (3)半保留复制
解析 (1)DNA复制发生在细胞分裂前的间期，通过细胞分裂将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持了遗传信息的连续性。(2)若子代Ⅰ离心后能分辨出轻(两条链均被14N标记)和重(两条链均被15N标记)两条密度带，则复制方式是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则肯定不可能是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制(没有全轻和全重)。若是半保留复制，子代Ⅱ能分出中、轻两条密度带，且各占1/2；若是分散复制，子代DNA离心后不能分出中、轻两条密度带。(3)分析图B，子代Ⅰ都是中等密度带，子代Ⅱ中的中、轻密度带各占1/2，这与半保留复制的特点相吻合。
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