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新高考生物一轮复习讲练课件：第18讲 DNA的结构和复制基因通常是有遗传效应的DNA片段（含解析）
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这是一份新高考生物一轮复习讲练课件：第18讲 DNA的结构和复制基因通常是有遗传效应的DNA片段（含解析），共60页。PPT课件主要包含了素养目标，沃森和克里克，HONP，反向平行，脱氧核糖，碱基对，磷酸和脱氧核糖，碱基互补配对，脱氧核苷酸，碱基排列顺序等内容，欢迎下载使用。
一、DNA的结构1.DNA双螺旋结构模型构建者: 。 2.DNA分子的结构层次
特别提醒一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团,而环状DNA不存在。
3.DNA的双螺旋结构内容(1)DNA由 条脱氧核苷酸单链组成,并按 的方式盘旋成双螺旋结构。 (2)外侧: 和 交替连接构成基本骨架。 (3)内侧:两条链上的碱基通过氢键连接成 。碱基互补配对遵循以下原则:A═T(2个氢键)、G≡C(3个氢键)。
4.DNA的结构特点
旁栏边角1.(必修2,第48页,“思考·讨论”改编)沃森和克里克在构建模型过程中,利用他人的经验和成果有:①组成DNA分子的单位是 ,DNA分子是由含 碱基的 构成的;②英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的 ;③美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法(1950年),即按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法;④奥地利著名生物化学家 的研究成果:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量这一碱基之间的数量关系。
DNA的X射线衍射图谱
2.(必修2,第52页,“科学·技术·社会”改编)DNA指纹图谱法的基本操作:从生物样品中提出DNA(DNA一般都有部分的降解),可运用哪项技术扩增出DNA片段或完整的基因组DNA?然后将扩增出的DNA用哪种合适的酶切割成DNA片段?
提示 可运用PCR技术扩增出DNA片段或完整的基因组DNA。用限制酶将扩增出的DNA切割成DNA片段。
易错辨析基于DNA的双螺旋结构及其特点,判断下列表述是否正确。(1)沃森和克里克构建的DNA分子模型和富兰克林拍摄的DNA分子的X光衍射照片都属于物理模型。( )(2)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定。( )(3)相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。( )(4)DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。( )
(5)DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。( )(6)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同。( )(7)同一生物个体不同细胞中DNA分子的(A+T)/(C+G)的值不同。( )
二、DNA的复制及基因的概念1.DNA半保留复制的实验证据
1/2轻带、1/2中带
2.DNA的复制 病毒不能独立完成DNA的复制(1)概念、时间、场所。
(3)特点: 边复制(过程上)、半保留复制(结果上)。 (4)准确复制的原因和意义:每个子代DNA分子都保留原DNA的一条链。①DNA具有独特的 结构,为复制提供精确的模板, 原则,保证了复制能准确进行。 ②DNA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 。
3.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
旁栏边角(必修2,第55页,图3-10改编)下图为DNA分子的复制过程,据图分析回答下列问题。
图示DNA复制过程若发生在细胞核内,形成的两个子DNA位置如何?其上面对应片段中基因是否相同?两个子DNA将于何时分开?
提示 染色体复制后形成两条姐妹染色单体,刚复制产生的两个子DNA分子分别位于两条姐妹染色单体上,由着丝粒相连;其对应片段所含基因在无基因突变等变异情况下应完全相同;两个子DNA分子将于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时,随两条姐妹染色单体的分离而分开,分别进入两个子细胞中。
易错辨析基于对DNA分子的半保留复制的原理及DNA分子多样性的认识,判断下列表述是否正确。(1)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。( )(2)在人体内,成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制。( )(3)将已被15N标记了DNA的大肠杆菌放在含14N的培养基中培养繁殖一代,若子代大肠杆菌的DNA分子中既含有14N,又含有15N,则可说明DNA的复制为半保留复制。( )(4)DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因。( )(5)人体内控制β- 珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对可能的排列方式有41 700种。( )
角度一、DNA的结构特点考向探究1.(2022山东青岛期中)20世纪50年代初,查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析,发现(A+T)/(C+G)的比值如下表。结合所学知识据表分析,能得出的结论是( )
A.猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些B.小麦和鼠的DNA分子所携带的遗传信息相同C.小麦的DNA分子数量比猪的DNA分子数量少D.同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
答案 D 解析 C和G所占的比例越高,DNA分子的稳定性就越高,根据表中数据可知,大肠杆菌的DNA结构比猪DNA结构更稳定一些,A项错误;小麦和鼠中(A+T)/(C+G)的比值相等,但两者的DNA分子数不一定相同,B项错误;根据表中数据无法得知小麦DNA数量和猪DNA数量的大小,C项错误;同一生物不同组织的DNA是相同的,故其碱基组成也相同,D项正确。
2.(2012山东邹城期中)如下图为某DNA分子片段示意图,下列有关叙述错误的是( )A.图中①②③是构成DNA分子的基本单位B.DNA复制时,④的形成不需要DNA聚合酶C.①和②交替排列构成DNA分子的基本骨架D.DNA分子中碱基对⑨越多,其热稳定性越低
答案 A 解析 图中①与②③不是同一个脱氧核苷酸的组成部分,所以①②③不能构成一个DNA的基本单位,A项错误;DNA复制时,④的形成不需要DNA聚合酶的催化,脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键形成需要DNA聚合酶的催化,B项正确;①和②交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C项正确;DNA分子中碱基对⑨(A—T)越多,氢键的相对含量越少,其热稳定性越低,D项正确。
3.关于DNA结构与功能的说法,错误的是( )A.DNA分子中能储存大量的遗传信息B.DNA分子中每个五碳糖上连接一个磷酸和一个含氮碱基C.DNA分子中G与C碱基对含量越高,其分子结构稳定性相对越大D.若DNA分子的一条链中(A+G)/(T+C)<1,则其互补链中该比例大于1
答案 B 解析 DNA分子中的碱基对排列顺序蕴含着大量的遗传信息,A项正确;DNA分子中脱氧核苷酸链的脱氧核糖上连接1个或2个磷酸基团和1个含氮碱基,B项错误;G、C间有3个氢键,A、T间有2个氢键,故DNA分子中G与C碱基对含量越高,分子结构越稳定,C项正确;DNA分子的2条单链中的(A+G)/(T+C)的值互为倒数,D项正确。
方法突破有关“DNA结构”的六点提醒
角度二、DNA结构的相关计算考向探究考向1碱基所占比例的计算4.(2022黑龙江哈尔滨一中期中)下列有关计算结果,错误的是( )A.若某DNA分子中,一条链中的A占该链的30%,另一条链的A占另一条链的20%,则DNA双链中A占双链的30%B.在某双链DNA分子的所有碱基中,鸟嘌呤占26%,则腺嘌呤占24%C.某DNA分子的一条单链中(A+T)/(C+G)=0.4,其互补链中该碱基比例也是0.4D.若某DNA分子中A占双链的比例为c,则一条链中的A占该单链的比值为0到2c
答案 A 解析 根据双链中A占双链的比例等于单链中A占单链的比例之和的一半,应为25%,A项错误;在某双链DNA分子的所有碱基中,非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半,因此鸟嘌呤的分子数占26%,则腺嘌呤的分子数占24%,B项正确;某DNA分子的一条单链中(A+T)/(C+G)=0.4,根据碱基互补配对原则,其互补链中该碱基比例也是0.4,C项正确;若DNA分子中A占双链的比例为c,则一条链中的A占该单链的比值范围为0~2c,D项正确。
5.(2022广东深圳外国语学校月考)一个双链DNA分子中,G与C总和占全部碱基的1/3;其中一条单链的碱基中,G占1/4,T占2/5;那么另一条单链中的G和T分别占该单链碱基总数的比例是( )A.1/4和2/5B.1/12和4/15C.1/12和1/6D.1/5和4/15
答案 B 解析 一个双链DNA分子中,G与C总和占全部碱基的1/3,则A与T之和占全部碱基的2/3,每条单链中,G与C之和占单链全部碱基的1/3,A与T之和占单链全部碱基的2/3,其中一条单链的碱基中,G占1/4,T占2/5,则C占1/3-1/4=1/12,A占2/3-2/5=4/15,另一条单链中的G和T分别占该单链碱基总数的比例是1/12和4/15。
考向2特殊配对方式引起的碱基比例变化6.(2022湖北荆门龙泉中学月考)7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。某DNA分子中腺嘌呤占碱基总数的30%,其中的鸟嘌呤全部被7-乙基化,该DNA分子正常复制产生的两个DNA分子,其中一个DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的45%,另一个DNA分子中胸腺嘧啶所占比例为( )A.30%B.20%C.35%D.45%
答案 C 解析 某双链DNA分子中A占碱基总数的30%,则根据碱基互补配对原则可知A+G=50%,所以G=20%。鸟嘌呤(G)全部被7-乙基化而且与胸腺嘧啶配对,所以在DNA复制时,子代中A和G的比例不受影响,而C和T的比例受影响,一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%,由于A的比例不变仍为30%,所以7-乙基鸟嘌呤为15%,由此推出另一个DNA分子中7-乙基鸟嘌呤为5%,而A=30%不变,所以T=30%+5%=35%。
角度一、DNA的复制过程及实验证据分析考向探究考向1DNA的复制过程及特点1.(2022江苏质量检测)如图为真核细胞DNA复制过程示意。据下图分析,下列相关叙述错误的是( )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,DNA聚合酶移动的方向是相反的,A、B两项正确;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。
2.(2022山东泰安期中)如下图表示DNA复制的过程,结合图示判断,下列说法错误的是( )A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,解开双链B.DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链的方向相反C.DNA分子从一个起点复制,保证了复制能够准确地进行D.DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要DNA聚合酶的参与
答案 C 解析 DNA复制过程的第一步是解旋,需要用解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开,A项正确;由图可知,DNA分子的复制具有双向复制的特点,且生成的两条子链的方向相反,B项正确;DNA分子通过碱基互补配对,保证了复制能够准确进行,C项错误;DNA复制是一个边解旋边复制的过程,复制时需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段,D项正确。
考向2原核生物的DNA复制过程3.(2022湖北荆州测试)下图表示环状DNA复制的一种方式,因只有一个复制原点,该DNA分子复制形成复制泡而呈现希腊字母“θ”形,随着复制的进行,复制泡逐渐扩大,直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述错误的是( )A.复制泡的逐渐扩大与解旋酶和DNA聚合酶相关B.在复制泡的扩大过程中有氢键的断裂和形成C.复制泡中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸D.子代DNA中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团
答案 C 解析 复制泡的逐渐扩大与解旋酶解开双链及DNA聚合酶催化子链形成有关,A项正确。在复制泡的扩大过程中,解旋酶使氢键断裂,从而解开双链;子链形成时,新的脱氧核苷酸上的碱基和母链上的碱基之间形成氢键,B项正确。图示的复制从一个起点开始,每一条子链从起点开始向两侧复制,其中一侧为连续复制,一侧为不连续复制,C项错误。环状DNA没有游离的磷酸基团,且DNA的复制方式是半保留复制,子代DNA中含一条母链和一条子链,D项正确。
考向3分析DNA半保留复制的实验证据4.(2022山东滕州期中)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:(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的培养基中培养,每20 min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 minB.乙是转入含14N的培养基中繁殖一代的结果C.转入培养基中繁殖3代后含有14N的DNA占3/4D.丙的结果出现后,将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论
答案 D 解析 根据DNA半保留复制特点,转入含14N的培养基中复制二代后所得DNA分子中,有一半DNA分子只含14N,另一半DNA分子是一条链含有15N、一条链含有14N,离心后分布在中带和轻带上,即丁所示结果,即出现丁的结果至少要复制2次,而细菌每20 min繁殖一代,因此至少需要40 min,A项错误;根据DNA半保留复制特点,转入含14N的培养基中复制一代后所得DNA分子都是一条链含有15N,另一条链含有14N,离心后都分布在中带上,即丙所示结果,B项错误;因实验中DNA复制的原料均含14N,故转入培养基中繁殖3代后,所有的DNA都含有14N,C项错误;丙是转入含14N的培养基中复制一代后所得DNA分子,且都是一条链含有15N、另一条链含有14N,因此将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论,D项正确。
方法突破1.明确DNA复制、“剪切”与“水解”中的4种酶
2.真核生物DNA复制的特点
角度二、DNA复制的相关计算考向探究5.(2022辽宁大连一○三中学一模)某病毒的DNA分子共有碱基600个,其中一条链的碱基比例为A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,在侵染宿主细胞时共消耗了嘌呤类碱基2 100个,相关叙述错误的是( )A.该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制B.子代病毒的DNA中(A+T)/(C+G)=7/3C.该病毒DNA第3次复制需要360个腺嘌呤脱氧核苷酸D.该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA
答案 B 解析 该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制,A项正确;该DNA分子中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,则子代病毒的DNA中(A+T)/(C+G)为3/7,B项错误;该病毒DNA第3次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为23-1×90= 360(个),C项正确;该DNA分子共有碱基600个,其中嘌呤碱基数目为300个,其在宿主细胞中共消耗2 100个嘌呤碱基,根据DNA半保留复制原则,假设其在宿主细胞中复制了n次,则(2n-1)×300=2 100,解得n=3,因此该病毒在宿主细胞内复制产生了23=8(个)子代DNA,D项正确。
6.(2022山东东营测试)用15N标记的一个DNA分子,其中G碱基有100个。先将该DNA分子置于14N培养基中培养,复制一次后,再转入15N培养基中培养复制一次。下列关于两次复制后结果的叙述,错误的是( )A.含15N的脱氧核糖核酸占100%B.含14N的脱氧核糖核酸链占25%C.两次复制共需要G碱基300个D.离心处理后,轻密度带占1/2
答案 D 解析 将一个含15N的DNA分子置于14N培养基中培养复制一次后,每个DNA分子一条链为15N链,一条链为14N链,接着再转入15N培养基中培养复制一次后,共有4个DNA分子,其中2个DNA分子全为含15N的DNA,另外2个DNA分子为一条链含15N、一条链含14N的DNA,即含15N的脱氧核糖核酸占100%,含14N的脱氧核糖核酸链占25%,A、B两项正确。该DNA复制2次所需的G碱基的数目为(22-1)×100=300(个),C项正确。DNA复制完成并离心处理后,只有重密度带和中密度带,没有轻密度带,D项错误。
7.(2022河北衡水中学二调)某DNA分子(14N)含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的4种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到如图1所示结果;若将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到如图2所示结果。下列有关分析正确的是( )A.X层全部是仅含14N的DNA分子B.W层中含15N标记的胞嘧啶有6 300个C.Y层中含有的氢键数是X层的3倍D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
答案 C 解析 由于DNA分子的复制方式为半保留复制,所以X层全部是含14N和15N的DNA分子,A项错误。在含有3 000个碱基的DNA分子中,腺嘌呤占35%,所以胞嘧啶占15%,共450个,DNA复制3次,W层中含15N标记的胞嘧啶为450×(23-1)=3 150(个),B项错误;在DNA分子中,碱基对之间通过氢键相连,DNA分子复制了3次,产生的8个DNA分子中,2个DNA分子含14N和15N,6个DNA分子只含15N,所以Y层中含有的氢键数是X层的3倍,C项正确;由于DNA分子复制了3次,产生了8个DNA分子,含16条脱氧核苷酸链,其中含15N标记的有14条,所以W层与Z层的核苷酸数之比为14∶2=7∶1,D项错误。
方法突破图解分析DNA复制过程中的数量关系(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次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n-1)个。②n次复制需该脱氧核苷酸数=m·2n个,n-1次复制需该脱氧核苷酸数=m·2n-1个,则第n次复制需该脱氧核苷酸数=2n·m-m·2n-1=m·(2n-2n-1)=m·2n-1个。
角度三、基因的概念考向探究8.(2022山东潍坊期中)染色质(体)、DNA和基因三者之间有着千丝万缕的联系,但又有较大区别。下列相关说法错误的是( )A.染色质存在于真核细胞的细胞核内,DNA和基因还可存在于细胞质内B.基因可以是DNA片段,但DNA片段不一定是基因C.摩尔根通过白眼果蝇和红眼果蝇杂交实验证明了基因在染色体上呈线性排列D.基因和染色体在杂交过程中保持完整性和独立性
答案 C 解析 染色质存在于真核细胞的细胞核内,DNA和基因还可存在于细胞质线粒体和叶绿体中,A项正确;基因通常是有遗传效应的DNA片段,没有遗传效应的DNA片段不是基因,B项正确;摩尔根通过白眼果蝇和红眼果蝇杂交实验证明了基因在染色体上,C项错误;基因和染色体在杂交过程中保持完整性和独立性,D项正确。
9.将DNA指纹同人体核DNA的酶切片段杂交,可获得由多个位点上的等位基因组成的长度不等的杂交带图纹,这种图纹极少有两个人完全相同故而得名,可用来进行个人识别及亲子鉴定。下列不能作为该项技术的科学依据的是( )A.基因在染色体上呈线性排列B.不同DNA分子具有特定的碱基排列顺序C.同一个体不同体细胞中的核DNA是相同的D.子代的染色体一半来自父方一半来自母方
答案 A 解析 真核生物的基因在染色体上都呈线性排列,这不能作为该技术的科学依据,A项正确;不同DNA分子具有特定的碱基排列顺序,即DNA分子具有特异性,这可用来进行个人识别,B项错误;同一个体不同体细胞中的核DNA是相同的,这可用来进行个人识别,C项错误;子代的染色体一半来自父方一半来自母方,这可用来进行亲子鉴定,D项错误。
DNA复制与细胞分裂中染色体的标记问题知识必备DNA分子复制特点及子DNA存在位置与去向
(1)复制特点:半保留复制即新DNA分子总有一条链来自亲代DNA(即模板链),另一条链为新合成的子链。(2)子DNA位置:当1个DNA分子复制完成形成2个新DNA分子后,这2个子DNA位于两条姐妹染色单体上,且由着丝粒连在一起(如上图所示)。(3)子DNA去向:在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,当着丝粒分裂时,两条姐妹染色单体分开,分别移向细胞两极,此时子DNA随染色单体分开而分开。
专项突破典例.在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入新合成的链中,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时,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
答案 D 解析 根据DNA的半保留复制特点,第一次有丝分裂结束后,细胞中的DNA全部为一条链含有BrdU,一条链不含BrdU;第二次有丝分裂结束,子代所有DNA中有一半DNA的两条链均含BrdU,有一半DNA只有一条链含有BrdU;第三次有丝分裂中期,有1/2的染色体两条染色单体中的DNA双链均含BrdU(即被染色后无明亮荧光),有1/2的染色体一条染色单体中的DNA一条链含BrdU(被染色后有明亮荧光),另一条染色单体中DNA双链均含BrdU(被染色后无明亮荧光)。因此在第三次有丝分裂中期,1/2的染色体荧光被抑制;有1/4的染色单体发出明亮荧光;全部DNA分子被BrdU标记,7/8的DNA单链被BrdU标记。
专项训练1.用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链,再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用,则下列相关叙述不正确的是( )A.通过检测DNA链上3H标记出现的情况,不可推测DNA的复制方式B.细胞中DNA第二次复制完成后,每个细胞都带有3H标记C.秋水仙素可抑制纺锤体的形成,但不影响着丝粒的正常分裂D.通过对细胞中不含染色单体的染色体计数,即可推测DNA复制的次数
答案 A 解析 通过检测DNA链上3H标记出现情况,可以推测DNA的复制方式,A项错误;细胞中DNA第二次复制完成后,每条染色体中都有一条染色单体中的DNA带有3H标记,所以每个细胞都带有3H标记,B项正确;秋水仙素可抑制纺锤体的形成,但不影响着丝粒的正常分裂,所以能使细胞内染色体数加倍,C项正确;1个DNA分子复制n次,形成的DNA分子数是2n,不含染色单体时一条染色体上含有一个DNA分子,因此通过对细胞中不含染色单体的染色体计数,可推测DNA复制的次数,D项正确。
2.将某精原细胞(2n=8)的DNA分子用15N标记后置于含14N的培养基中培养,经过连续两次细胞分裂形成4个子细胞,检测分裂过程和分裂后细胞中的情况。下列推断正确的是( )A.若进行有丝分裂,则含15N染色体的子细胞比例为1/2B.若进行有丝分裂,则第二次分裂中期细胞中含14N的染色单体有8条C.若进行减数分裂,则减数分裂Ⅰ中期含14N的染色单体有8条D.若进行减数分裂,则子细胞中每条染色体均含15N
答案 D 解析 (1)若进行2次有丝分裂,则进行两次DNA分子的复制,如下图所示(以1条染色体为例):第一次有丝分裂形成的2个子细胞中所有染色体上的DNA分子均呈杂合状态,即15N/14N-DNA,第二次有丝分裂复制后的染色体上2条染色单体中只有1条染色单体含有15N,DNA分子为15N/14N-DNA,而另一条染色单体只含有14N,DNA分子为14N/14N-DNA,在后期时两条染色单体的分离是随机的,所以最终形成的子细胞的染色体中可能都含有15N,也可能不含15N,子细胞中含有15N的染色体条数是0~8条。则连续两次分裂形成的4个子细胞中含有15N的细胞个数可能为4、3、2。
一、DNA的结构1.DNA双螺旋结构模型构建者: 。 2.DNA分子的结构层次
特别提醒一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团,而环状DNA不存在。
3.DNA的双螺旋结构内容(1)DNA由 条脱氧核苷酸单链组成,并按 的方式盘旋成双螺旋结构。 (2)外侧: 和 交替连接构成基本骨架。 (3)内侧:两条链上的碱基通过氢键连接成 。碱基互补配对遵循以下原则:A═T(2个氢键)、G≡C(3个氢键)。
4.DNA的结构特点
旁栏边角1.(必修2,第48页,“思考·讨论”改编)沃森和克里克在构建模型过程中,利用他人的经验和成果有:①组成DNA分子的单位是 ,DNA分子是由含 碱基的 构成的;②英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的 ;③美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法(1950年),即按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法;④奥地利著名生物化学家 的研究成果:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量这一碱基之间的数量关系。
DNA的X射线衍射图谱
2.(必修2,第52页,“科学·技术·社会”改编)DNA指纹图谱法的基本操作:从生物样品中提出DNA(DNA一般都有部分的降解),可运用哪项技术扩增出DNA片段或完整的基因组DNA?然后将扩增出的DNA用哪种合适的酶切割成DNA片段?
提示 可运用PCR技术扩增出DNA片段或完整的基因组DNA。用限制酶将扩增出的DNA切割成DNA片段。
易错辨析基于DNA的双螺旋结构及其特点,判断下列表述是否正确。(1)沃森和克里克构建的DNA分子模型和富兰克林拍摄的DNA分子的X光衍射照片都属于物理模型。( )(2)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定。( )(3)相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。( )(4)DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。( )
(5)DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。( )(6)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同。( )(7)同一生物个体不同细胞中DNA分子的(A+T)/(C+G)的值不同。( )
二、DNA的复制及基因的概念1.DNA半保留复制的实验证据
1/2轻带、1/2中带
2.DNA的复制 病毒不能独立完成DNA的复制(1)概念、时间、场所。
(3)特点: 边复制(过程上)、半保留复制(结果上)。 (4)准确复制的原因和意义:每个子代DNA分子都保留原DNA的一条链。①DNA具有独特的 结构,为复制提供精确的模板, 原则,保证了复制能准确进行。 ②DNA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 。
3.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
旁栏边角(必修2,第55页,图3-10改编)下图为DNA分子的复制过程,据图分析回答下列问题。
图示DNA复制过程若发生在细胞核内,形成的两个子DNA位置如何?其上面对应片段中基因是否相同?两个子DNA将于何时分开?
提示 染色体复制后形成两条姐妹染色单体,刚复制产生的两个子DNA分子分别位于两条姐妹染色单体上,由着丝粒相连;其对应片段所含基因在无基因突变等变异情况下应完全相同;两个子DNA分子将于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时,随两条姐妹染色单体的分离而分开,分别进入两个子细胞中。
易错辨析基于对DNA分子的半保留复制的原理及DNA分子多样性的认识,判断下列表述是否正确。(1)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。( )(2)在人体内,成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制。( )(3)将已被15N标记了DNA的大肠杆菌放在含14N的培养基中培养繁殖一代,若子代大肠杆菌的DNA分子中既含有14N,又含有15N,则可说明DNA的复制为半保留复制。( )(4)DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因。( )(5)人体内控制β- 珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对可能的排列方式有41 700种。( )
角度一、DNA的结构特点考向探究1.(2022山东青岛期中)20世纪50年代初,查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析,发现(A+T)/(C+G)的比值如下表。结合所学知识据表分析,能得出的结论是( )
A.猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些B.小麦和鼠的DNA分子所携带的遗传信息相同C.小麦的DNA分子数量比猪的DNA分子数量少D.同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
答案 D 解析 C和G所占的比例越高,DNA分子的稳定性就越高,根据表中数据可知,大肠杆菌的DNA结构比猪DNA结构更稳定一些,A项错误;小麦和鼠中(A+T)/(C+G)的比值相等,但两者的DNA分子数不一定相同,B项错误;根据表中数据无法得知小麦DNA数量和猪DNA数量的大小,C项错误;同一生物不同组织的DNA是相同的,故其碱基组成也相同,D项正确。
2.(2012山东邹城期中)如下图为某DNA分子片段示意图,下列有关叙述错误的是( )A.图中①②③是构成DNA分子的基本单位B.DNA复制时,④的形成不需要DNA聚合酶C.①和②交替排列构成DNA分子的基本骨架D.DNA分子中碱基对⑨越多,其热稳定性越低
答案 A 解析 图中①与②③不是同一个脱氧核苷酸的组成部分,所以①②③不能构成一个DNA的基本单位,A项错误;DNA复制时,④的形成不需要DNA聚合酶的催化,脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键形成需要DNA聚合酶的催化,B项正确;①和②交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C项正确;DNA分子中碱基对⑨(A—T)越多,氢键的相对含量越少,其热稳定性越低,D项正确。
3.关于DNA结构与功能的说法,错误的是( )A.DNA分子中能储存大量的遗传信息B.DNA分子中每个五碳糖上连接一个磷酸和一个含氮碱基C.DNA分子中G与C碱基对含量越高,其分子结构稳定性相对越大D.若DNA分子的一条链中(A+G)/(T+C)<1,则其互补链中该比例大于1
答案 B 解析 DNA分子中的碱基对排列顺序蕴含着大量的遗传信息,A项正确;DNA分子中脱氧核苷酸链的脱氧核糖上连接1个或2个磷酸基团和1个含氮碱基,B项错误;G、C间有3个氢键,A、T间有2个氢键,故DNA分子中G与C碱基对含量越高,分子结构越稳定,C项正确;DNA分子的2条单链中的(A+G)/(T+C)的值互为倒数,D项正确。
方法突破有关“DNA结构”的六点提醒
角度二、DNA结构的相关计算考向探究考向1碱基所占比例的计算4.(2022黑龙江哈尔滨一中期中)下列有关计算结果,错误的是( )A.若某DNA分子中,一条链中的A占该链的30%,另一条链的A占另一条链的20%,则DNA双链中A占双链的30%B.在某双链DNA分子的所有碱基中,鸟嘌呤占26%,则腺嘌呤占24%C.某DNA分子的一条单链中(A+T)/(C+G)=0.4,其互补链中该碱基比例也是0.4D.若某DNA分子中A占双链的比例为c,则一条链中的A占该单链的比值为0到2c
答案 A 解析 根据双链中A占双链的比例等于单链中A占单链的比例之和的一半,应为25%,A项错误;在某双链DNA分子的所有碱基中,非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半,因此鸟嘌呤的分子数占26%,则腺嘌呤的分子数占24%,B项正确;某DNA分子的一条单链中(A+T)/(C+G)=0.4,根据碱基互补配对原则,其互补链中该碱基比例也是0.4,C项正确;若DNA分子中A占双链的比例为c,则一条链中的A占该单链的比值范围为0~2c,D项正确。
5.(2022广东深圳外国语学校月考)一个双链DNA分子中,G与C总和占全部碱基的1/3;其中一条单链的碱基中,G占1/4,T占2/5;那么另一条单链中的G和T分别占该单链碱基总数的比例是( )A.1/4和2/5B.1/12和4/15C.1/12和1/6D.1/5和4/15
答案 B 解析 一个双链DNA分子中,G与C总和占全部碱基的1/3,则A与T之和占全部碱基的2/3,每条单链中,G与C之和占单链全部碱基的1/3,A与T之和占单链全部碱基的2/3,其中一条单链的碱基中,G占1/4,T占2/5,则C占1/3-1/4=1/12,A占2/3-2/5=4/15,另一条单链中的G和T分别占该单链碱基总数的比例是1/12和4/15。
考向2特殊配对方式引起的碱基比例变化6.(2022湖北荆门龙泉中学月考)7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。某DNA分子中腺嘌呤占碱基总数的30%,其中的鸟嘌呤全部被7-乙基化,该DNA分子正常复制产生的两个DNA分子,其中一个DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的45%,另一个DNA分子中胸腺嘧啶所占比例为( )A.30%B.20%C.35%D.45%
答案 C 解析 某双链DNA分子中A占碱基总数的30%,则根据碱基互补配对原则可知A+G=50%,所以G=20%。鸟嘌呤(G)全部被7-乙基化而且与胸腺嘧啶配对,所以在DNA复制时,子代中A和G的比例不受影响,而C和T的比例受影响,一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%,由于A的比例不变仍为30%,所以7-乙基鸟嘌呤为15%,由此推出另一个DNA分子中7-乙基鸟嘌呤为5%,而A=30%不变,所以T=30%+5%=35%。
角度一、DNA的复制过程及实验证据分析考向探究考向1DNA的复制过程及特点1.(2022江苏质量检测)如图为真核细胞DNA复制过程示意。据下图分析,下列相关叙述错误的是( )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,DNA聚合酶移动的方向是相反的,A、B两项正确;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。
2.(2022山东泰安期中)如下图表示DNA复制的过程,结合图示判断,下列说法错误的是( )A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,解开双链B.DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链的方向相反C.DNA分子从一个起点复制,保证了复制能够准确地进行D.DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要DNA聚合酶的参与
答案 C 解析 DNA复制过程的第一步是解旋,需要用解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开,A项正确;由图可知,DNA分子的复制具有双向复制的特点,且生成的两条子链的方向相反,B项正确;DNA分子通过碱基互补配对,保证了复制能够准确进行,C项错误;DNA复制是一个边解旋边复制的过程,复制时需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段,D项正确。
考向2原核生物的DNA复制过程3.(2022湖北荆州测试)下图表示环状DNA复制的一种方式,因只有一个复制原点,该DNA分子复制形成复制泡而呈现希腊字母“θ”形,随着复制的进行,复制泡逐渐扩大,直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述错误的是( )A.复制泡的逐渐扩大与解旋酶和DNA聚合酶相关B.在复制泡的扩大过程中有氢键的断裂和形成C.复制泡中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸D.子代DNA中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团
答案 C 解析 复制泡的逐渐扩大与解旋酶解开双链及DNA聚合酶催化子链形成有关,A项正确。在复制泡的扩大过程中,解旋酶使氢键断裂,从而解开双链;子链形成时,新的脱氧核苷酸上的碱基和母链上的碱基之间形成氢键,B项正确。图示的复制从一个起点开始,每一条子链从起点开始向两侧复制,其中一侧为连续复制,一侧为不连续复制,C项错误。环状DNA没有游离的磷酸基团,且DNA的复制方式是半保留复制,子代DNA中含一条母链和一条子链,D项正确。
考向3分析DNA半保留复制的实验证据4.(2022山东滕州期中)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:(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的培养基中培养,每20 min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 minB.乙是转入含14N的培养基中繁殖一代的结果C.转入培养基中繁殖3代后含有14N的DNA占3/4D.丙的结果出现后,将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论
答案 D 解析 根据DNA半保留复制特点,转入含14N的培养基中复制二代后所得DNA分子中,有一半DNA分子只含14N,另一半DNA分子是一条链含有15N、一条链含有14N,离心后分布在中带和轻带上,即丁所示结果,即出现丁的结果至少要复制2次,而细菌每20 min繁殖一代,因此至少需要40 min,A项错误;根据DNA半保留复制特点,转入含14N的培养基中复制一代后所得DNA分子都是一条链含有15N,另一条链含有14N,离心后都分布在中带上,即丙所示结果,B项错误;因实验中DNA复制的原料均含14N,故转入培养基中繁殖3代后,所有的DNA都含有14N,C项错误;丙是转入含14N的培养基中复制一代后所得DNA分子,且都是一条链含有15N、另一条链含有14N,因此将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论,D项正确。
方法突破1.明确DNA复制、“剪切”与“水解”中的4种酶
2.真核生物DNA复制的特点
角度二、DNA复制的相关计算考向探究5.(2022辽宁大连一○三中学一模)某病毒的DNA分子共有碱基600个,其中一条链的碱基比例为A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,在侵染宿主细胞时共消耗了嘌呤类碱基2 100个,相关叙述错误的是( )A.该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制B.子代病毒的DNA中(A+T)/(C+G)=7/3C.该病毒DNA第3次复制需要360个腺嘌呤脱氧核苷酸D.该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代DNA
答案 B 解析 该病毒DNA在宿主细胞中进行半保留复制,A项正确;该DNA分子中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,则子代病毒的DNA中(A+T)/(C+G)为3/7,B项错误;该病毒DNA第3次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为23-1×90= 360(个),C项正确;该DNA分子共有碱基600个,其中嘌呤碱基数目为300个,其在宿主细胞中共消耗2 100个嘌呤碱基,根据DNA半保留复制原则,假设其在宿主细胞中复制了n次,则(2n-1)×300=2 100,解得n=3,因此该病毒在宿主细胞内复制产生了23=8(个)子代DNA,D项正确。
6.(2022山东东营测试)用15N标记的一个DNA分子,其中G碱基有100个。先将该DNA分子置于14N培养基中培养,复制一次后,再转入15N培养基中培养复制一次。下列关于两次复制后结果的叙述,错误的是( )A.含15N的脱氧核糖核酸占100%B.含14N的脱氧核糖核酸链占25%C.两次复制共需要G碱基300个D.离心处理后,轻密度带占1/2
答案 D 解析 将一个含15N的DNA分子置于14N培养基中培养复制一次后,每个DNA分子一条链为15N链,一条链为14N链,接着再转入15N培养基中培养复制一次后,共有4个DNA分子,其中2个DNA分子全为含15N的DNA,另外2个DNA分子为一条链含15N、一条链含14N的DNA,即含15N的脱氧核糖核酸占100%,含14N的脱氧核糖核酸链占25%,A、B两项正确。该DNA复制2次所需的G碱基的数目为(22-1)×100=300(个),C项正确。DNA复制完成并离心处理后,只有重密度带和中密度带,没有轻密度带,D项错误。
7.(2022河北衡水中学二调)某DNA分子(14N)含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的4种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到如图1所示结果;若将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到如图2所示结果。下列有关分析正确的是( )A.X层全部是仅含14N的DNA分子B.W层中含15N标记的胞嘧啶有6 300个C.Y层中含有的氢键数是X层的3倍D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
答案 C 解析 由于DNA分子的复制方式为半保留复制,所以X层全部是含14N和15N的DNA分子,A项错误。在含有3 000个碱基的DNA分子中,腺嘌呤占35%,所以胞嘧啶占15%,共450个,DNA复制3次,W层中含15N标记的胞嘧啶为450×(23-1)=3 150(个),B项错误;在DNA分子中,碱基对之间通过氢键相连,DNA分子复制了3次,产生的8个DNA分子中,2个DNA分子含14N和15N,6个DNA分子只含15N,所以Y层中含有的氢键数是X层的3倍,C项正确;由于DNA分子复制了3次,产生了8个DNA分子,含16条脱氧核苷酸链,其中含15N标记的有14条,所以W层与Z层的核苷酸数之比为14∶2=7∶1,D项错误。
方法突破图解分析DNA复制过程中的数量关系(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次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n-1)个。②n次复制需该脱氧核苷酸数=m·2n个,n-1次复制需该脱氧核苷酸数=m·2n-1个,则第n次复制需该脱氧核苷酸数=2n·m-m·2n-1=m·(2n-2n-1)=m·2n-1个。
角度三、基因的概念考向探究8.(2022山东潍坊期中)染色质(体)、DNA和基因三者之间有着千丝万缕的联系,但又有较大区别。下列相关说法错误的是( )A.染色质存在于真核细胞的细胞核内,DNA和基因还可存在于细胞质内B.基因可以是DNA片段,但DNA片段不一定是基因C.摩尔根通过白眼果蝇和红眼果蝇杂交实验证明了基因在染色体上呈线性排列D.基因和染色体在杂交过程中保持完整性和独立性
答案 C 解析 染色质存在于真核细胞的细胞核内,DNA和基因还可存在于细胞质线粒体和叶绿体中,A项正确;基因通常是有遗传效应的DNA片段,没有遗传效应的DNA片段不是基因,B项正确;摩尔根通过白眼果蝇和红眼果蝇杂交实验证明了基因在染色体上,C项错误;基因和染色体在杂交过程中保持完整性和独立性,D项正确。
9.将DNA指纹同人体核DNA的酶切片段杂交,可获得由多个位点上的等位基因组成的长度不等的杂交带图纹,这种图纹极少有两个人完全相同故而得名,可用来进行个人识别及亲子鉴定。下列不能作为该项技术的科学依据的是( )A.基因在染色体上呈线性排列B.不同DNA分子具有特定的碱基排列顺序C.同一个体不同体细胞中的核DNA是相同的D.子代的染色体一半来自父方一半来自母方
答案 A 解析 真核生物的基因在染色体上都呈线性排列,这不能作为该技术的科学依据,A项正确;不同DNA分子具有特定的碱基排列顺序,即DNA分子具有特异性,这可用来进行个人识别,B项错误;同一个体不同体细胞中的核DNA是相同的,这可用来进行个人识别,C项错误;子代的染色体一半来自父方一半来自母方,这可用来进行亲子鉴定,D项错误。
DNA复制与细胞分裂中染色体的标记问题知识必备DNA分子复制特点及子DNA存在位置与去向
(1)复制特点:半保留复制即新DNA分子总有一条链来自亲代DNA(即模板链),另一条链为新合成的子链。(2)子DNA位置:当1个DNA分子复制完成形成2个新DNA分子后,这2个子DNA位于两条姐妹染色单体上,且由着丝粒连在一起(如上图所示)。(3)子DNA去向:在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,当着丝粒分裂时,两条姐妹染色单体分开,分别移向细胞两极,此时子DNA随染色单体分开而分开。
专项突破典例.在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入新合成的链中,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时,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
答案 D 解析 根据DNA的半保留复制特点,第一次有丝分裂结束后,细胞中的DNA全部为一条链含有BrdU,一条链不含BrdU;第二次有丝分裂结束,子代所有DNA中有一半DNA的两条链均含BrdU,有一半DNA只有一条链含有BrdU;第三次有丝分裂中期,有1/2的染色体两条染色单体中的DNA双链均含BrdU(即被染色后无明亮荧光),有1/2的染色体一条染色单体中的DNA一条链含BrdU(被染色后有明亮荧光),另一条染色单体中DNA双链均含BrdU(被染色后无明亮荧光)。因此在第三次有丝分裂中期,1/2的染色体荧光被抑制;有1/4的染色单体发出明亮荧光;全部DNA分子被BrdU标记,7/8的DNA单链被BrdU标记。
专项训练1.用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链,再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用,则下列相关叙述不正确的是( )A.通过检测DNA链上3H标记出现的情况,不可推测DNA的复制方式B.细胞中DNA第二次复制完成后,每个细胞都带有3H标记C.秋水仙素可抑制纺锤体的形成,但不影响着丝粒的正常分裂D.通过对细胞中不含染色单体的染色体计数,即可推测DNA复制的次数
答案 A 解析 通过检测DNA链上3H标记出现情况,可以推测DNA的复制方式,A项错误;细胞中DNA第二次复制完成后,每条染色体中都有一条染色单体中的DNA带有3H标记,所以每个细胞都带有3H标记,B项正确;秋水仙素可抑制纺锤体的形成,但不影响着丝粒的正常分裂,所以能使细胞内染色体数加倍,C项正确;1个DNA分子复制n次,形成的DNA分子数是2n,不含染色单体时一条染色体上含有一个DNA分子,因此通过对细胞中不含染色单体的染色体计数,可推测DNA复制的次数,D项正确。
2.将某精原细胞(2n=8)的DNA分子用15N标记后置于含14N的培养基中培养,经过连续两次细胞分裂形成4个子细胞,检测分裂过程和分裂后细胞中的情况。下列推断正确的是( )A.若进行有丝分裂,则含15N染色体的子细胞比例为1/2B.若进行有丝分裂,则第二次分裂中期细胞中含14N的染色单体有8条C.若进行减数分裂,则减数分裂Ⅰ中期含14N的染色单体有8条D.若进行减数分裂,则子细胞中每条染色体均含15N
答案 D 解析 (1)若进行2次有丝分裂,则进行两次DNA分子的复制,如下图所示(以1条染色体为例):第一次有丝分裂形成的2个子细胞中所有染色体上的DNA分子均呈杂合状态,即15N/14N-DNA,第二次有丝分裂复制后的染色体上2条染色单体中只有1条染色单体含有15N,DNA分子为15N/14N-DNA,而另一条染色单体只含有14N,DNA分子为14N/14N-DNA,在后期时两条染色单体的分离是随机的,所以最终形成的子细胞的染色体中可能都含有15N,也可能不含15N,子细胞中含有15N的染色体条数是0~8条。则连续两次分裂形成的4个子细胞中含有15N的细胞个数可能为4、3、2。
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