【創(chuàng)新設計】2022年高三生物(人教版)一輪復習-基礎課時案19-DNA分子的復制-考點探究

考點一DNA分子復制的過程、特點及相關計算[典例引領]【典例1】一個雙鏈均被32P標記的DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復制3次。下列敘述不正確的是()A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3×104個B．復制過程需要2.4×104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C．子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7D．子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3解析該DNA分子中A－T堿基對的數(shù)目為5000×2×20%＝2000個，G－C堿基對的數(shù)目為5000－2000＝3000個，則該DNA分子中含有的氫鍵數(shù)目為2000×2＋3000×3＝1.3×104個；該復制過程需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(23－1)×3000＝21000個；子代中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為2∶(23×2－2)＝1∶7；子代中含32P與只含31P的DNA分子數(shù)之比為2∶(23－2)＝1∶3。答案B【典例2】(2022·上海卷)某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復制出的DNA子鏈，以黑色表示其次次復制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復制兩次后的產(chǎn)物是()解析DNA的復制方式為半保留復制，復制后不存在親代的DNA分子(雙鏈均為白色)，排解A、B項；其次次復制后得到的4個DNA分子中，每個DNA分子各有1條鏈是其次次復制形成的(黑色)，排解C項。進一步分析可知D項符合題意。答案D1．DNA的復制(1)復制方式：半保留復制。新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。(2)過程特點：邊解旋邊復制。(3)影響DNA復制的外界條件(4)DNA復制的精確?????性①一般狀況下，DNA分子能精確?????地進行復制。緣由：DNA具有獨特的雙螺旋結構，能為復制供應精確的模板；通過堿基互補配對，保證了復制能夠精確?????地進行。②在特殊狀況下，在外界因素和生物內(nèi)部因素的作用下，可以造成堿基配對發(fā)生差錯，引發(fā)基因突變。2．DNA復制相關計算時4個易錯點(1)“DNA復制了n次”和“第n次復制”的區(qū)分，前者包括全部的復制，但后者只包括最終一次復制。(2)堿基的數(shù)目單位是“對”還是“個”。(3)在DNA復制過程中，無論復制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個。(4)另外，還要看清是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關鍵詞，以免掉進陷阱。[跟進題組]1．(2022·浙江溫州八校聯(lián)考，19)用15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在含14N的培育基中連續(xù)復制4次。下列結果不行能的是()A．含有14N的DNA分子占7/8B．含有15N的脫氧核苷酸鏈占1/16C．復制過程中需游離腺嘌呤脫氧核苷酸600個D．復制后共產(chǎn)生16個DNA分子解析DNA進行的是半保留復制，又因所用培育基含14N，所以后代含14N的DNA分子占100%，A錯誤；1個DNA分子連續(xù)復制4次會得到16個DNA分子，32條脫氧核苷酸鏈，其中有2條脫氧核苷酸鏈為母鏈(含15N)，位于兩個子代DNA分子中，故含15N的脫氧核苷酸鏈占1/16，B、D正確；DNA分子中不配對的兩種堿基之和等于堿基總數(shù)的一半，C與A不配對，故該DNA中A有200×eq\f(1,2)－60＝40個，而該DNA分子連續(xù)復制4次會得到16個DNA，相當于新合成15個DNA分子，故需要游離腺嘌呤脫氧核苷酸15×40＝600(個)，C正確。答案A2．如圖為真核細胞DNA復制過程的模式圖，據(jù)圖分析，下列相關敘述錯誤的是()A．由圖示得知，DNA分子復制的方式是半保留復制B．解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要消耗ATPC．從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的D．DNA在復制過程中是先進行解旋，后半保留復制解析DNA分子的復制是邊解旋邊復制。答案D考點二DNA分子半保留復制[典例引領]【典例】DNA的復制方式可以通過設想來進行猜測，可能的狀況是全保留復制、半保留復制、分散復制三種。到底是哪種復制方式呢？下面設計試驗來證明DNA的復制方式。試驗步驟：a．在氮源為14N的培育基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對比)。b．在氮源為15N的培育基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N－DNA(親代)。c．將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為14N的培育基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分別，不同相對分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。試驗猜測：(1)假如與對比(14N/14N)相比，子代Ⅰ能辨別出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排解________。(2)假如子代Ⅰ只有一條中密度帶，則可以排解________，但不能確定是________。(3)假如子代Ⅰ只有一條中密度帶，再連續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定：若子代Ⅱ可以分出________和________，則可以排解分散復制，同時確定半保留復制；假如子代Ⅱ不能分出________密度兩條帶，則排解________，同時確定為________。解析從題目中的圖示可知，深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈)，淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復制后得到的兩個DNA分子，一個是原來的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子，一個是兩條子鏈形成的子代DNA分子；半保留復制后得到的每個子代DNA分子的一條鏈為母鏈，一條鏈為子鏈；分散復制后得到的每個子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子代片段間隔連接而成的。答案(1)輕(14N/14N)重(15N/15N)半保留復制和分散復制(2)全保留復制半保留復制還是分散復制(3)一條中密度帶一條輕密度帶中、輕半保留復制分散復制試驗探究DNA的復制方式1．試驗材料：大腸桿菌。2．試驗方法：放射性同位素標記法和密度梯度離心法。3．試驗假設：DNA以半保留的方式復制。4．試驗過程(如圖)5．試驗預期：離心后應消滅3條DNA帶(如上圖)。(依據(jù)標記狀況作答)(1)重帶(密度最大)：15N標記的親代雙鏈DNA(15N/15N)。(2)中帶(密度居中)：一條鏈為15N，另一條鏈為14N標記的子代雙鏈DNA(15N/14N)。(3)輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標記的子代雙鏈DNA(14N/14N)。6．試驗結果：與預期的相符。7．試驗結論：DNA分子的復制方式是“半保留復制”。名師點睛如圖為將15N標記的DNA分子放入14N培育基中連續(xù)培育兩代的狀況如下：[跟進題組]1．將一個用15N標記的DNA放到14N的培育基上培育，讓其連續(xù)復制三次，將每次復制產(chǎn)物置于試管內(nèi)進行離心，圖中分別代表復制1次、2次、3次后的分層結果是()A．c、e、fB．a(chǎn)、e、bC．a(chǎn)、b、dD．c、d、f解析DNA分子的復制特點是半保留復制，一個用15N標記的DNA在14N的培育基上培育，復制1次后，每個DNA分子的一條鏈含15N，一條鏈含14N，離心后全部位于中密度帶，對應圖中的c；復制2次后，產(chǎn)生4個DNA分子，其中含15N、14N的DNA分子為2個，只含14N的DNA分子為2個，離心后一半位于中密度帶，一半位于低密度帶，對應圖中的e；復制3次后，產(chǎn)生8個DNA分子，其中含15N、14N的DNA分子為2個，只含14N的DNA分子為6個，離心后少部分位于中密度帶，大部分位于低密度帶，對應圖中的f。答案A2．細菌在15N培育基中繁殖數(shù)代后，使細菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培育基中培育，抽取親代及子代的DNA經(jīng)高速離心分別，如圖①～⑤為可能的結果，下列敘述錯誤的是()A．子一代DNA應為②B．子二代DNA應為①C．子三代DNA應為④