1、母題 05 DNA復制方式相關問題【母題原題】1 （ 2018 浙江卷，22）某研究小組進行“探究DNA 的復制過程”的活動，結果如圖所示。其中培養大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl 或 15NH4Cl。 a、 b、 c表示離心管編號，條帶表示大腸桿菌DNA 離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是（）A 本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術B a管的結果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl 的培養液中培養的C b 管的結果表明該管中的大腸桿菌的DNA 都是14N 15N-DNAD 實驗結果說明DNA 分子的復制是半保留復制的【答案】B【命題透析】本題考查“探究DNA的復制過程”，

2、屬于對理性思維和科學探究層次的考查。【名師點睛】掌握該實驗用到的基本方法、實驗過程及結果即可答題。2 （ 2018海南卷，15）現有DNA 分子的兩條單鏈均只含有14N（表示為14N14N）的大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有15N 的培養基中繁殖兩代，再轉到含有14N 的培養基中繁殖一代，則理論上DNA 分子的組成類型和比例分別是（）A有15N14N 和 14N14N 兩種，其比例為1:3B有15N15N和14N14N 兩種，其比例為1:1C有15N15N和14N14N 兩種，其比例為3:1D有15N14N和14N14N 兩種，其比例為3:1【答案】D【命題透析】本題考查DNA 復制的特點，屬于

3、對生命觀和理性思維的考查。【解析】將含有14N14N 的大腸桿菌置于含有15N 的培養基中繁殖兩代后，由于 DNA 的半保留復制，得到的子代DNA 為2 個 14N14NDNA 和2 個 14N15NDNA，再將其轉到含有14N 的培養基中繁殖一代，會得到6 個15N14NDNA 和 2 個14N14NDNA，比例為3： 1，D 正確。【名師點睛】結合DNA 復制特點，借助圖形來演繹實驗結果最準確和直觀。【命題意圖】通過 DNA復制方式的探究，培養實驗設計及結果分析的能力，落實理性思維和科學探究的學科核心素養的培養。【命題規律】主要從兩個角度進行考查：展示實驗結果，聯系DNA半保留復制的特點，

4、解釋實驗結果產生的原因；創設實驗情景，聯系DNA半保留復制的特點，預期可能產生的結果及得出的結論。【答題模板】DNA半保留復制的實驗分析(1) 實驗方法：放射性同位素示蹤法和離心技術。(2) 實驗原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。(3) 實驗假設：DNA以半保留的方式復制。(4) 實驗預期：離心后應出現3 條 DNA帶。重帶(密度最大) ：兩條鏈都為15N標記的親代雙鏈DNA。中帶 (密度居中) ：一條鏈為14N標記，另一條鏈為15N標記的子代雙鏈DNA。輕帶(密度最小) ：兩條鏈都為14N標記的子代雙鏈DNA。(

5、5) 實驗過程：(6) 過程分析：立即取出，提取DNA離心全部重帶。繁殖一代后取出，提取DNA離心全部中帶。繁殖兩代后取出，提取DNA離心1/2 輕帶、 1/2 中帶。(7) 實驗結論：DNA的復制是以半保留方式進行的。1 【全國 100 所名校高考模擬金典卷(六)理綜生物試題】線粒體DNA分子通常是由H鏈和L 鏈構成的環狀雙鏈。 該 DNA復制時,OH 首先被啟動, 以 L 鏈為模板, 合成一段RNA作為引物, 然后合成H鏈片段 , 新 H鏈一邊合成 , 一邊取代原來的H鏈 , 被取代的H鏈以環的形式游離出來, 由于其像字母D,所以被稱為D環復制。 當H鏈合成約2/3 時 ,OL 啟動 ,

6、以被取代的H鏈為模板, 合成新的L鏈 , 待全部復制完成后, 新的H鏈和老的L鏈、新的 L 鏈和老的H 鏈各自組合形成兩個環狀雙螺旋DNA分子, 整個過程如下圖所示。下列相關敘述錯誤的是A. 動物細胞線粒體DNA分子不含游離的磷酸基B. RNA 引物的基本組成單位是核糖核苷酸C. 若此DNA連續復制2 次 , 共需要 4個引物D. D 環復制過程中,H 鏈和 L 鏈不同時完成復制【答案】C【解析】由圖可知，線粒體為環狀雙鏈DNA分子，所以動物細胞線粒體DNA未復制前含0 個游離的磷酸基，由于新 H 鏈和 L 鏈合成是連續的，所以催化合成DNA子鏈合成的酶是DNA聚合酶。RNA引物的基本組成單位

7、是核糖核苷酸，由于DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續結合到雙鏈DNA片段的引物鏈上，所以引物的作用是作為DNA復制的起始點，在核酸合成反應時，作為每個多核苷酸鏈進行延伸的出發點。詳解：由圖可知，線粒體DNA分子為環狀雙鏈，所以不含游離的磷酸基，A正確；RNA的基本組成單位是核糖核苷酸，B 正確；DNA連續復制n 次，最終形成2n個環狀DNA分子，共2n+1條單鏈，由于DNA復制是半保留復制，需新合成2n+1-2 條單鏈，共需要2n+1-2=23-2=6 個引物，C錯誤；當H鏈合成約2/3 時，OL啟動合成新的 L 鏈，所以D環復制過程中，當H鏈完成復制的時候，L 鏈復制完成了約1/3 ， D

8、正確。2 【安徽省宣城市2018 屆高三第二次調研測試理科綜合生物試題】1958 年，科學家以大腸桿菌為實驗材料進行實驗（如下圖），證實了DNA是以半保留方式復制的。、試管是模擬可能出現的結果。下列相關推論正確的是培養條件與方法：（ 1）在含15N的培養基培養若干代，使DNA雙鏈均被15N標記 （ 試管 ）。（ 2）轉至14N的培養基培養，每30 分鐘繁殖一代。（ 3）取出每代DNA樣本，并離心分層。A. 該實驗運用了同位素標記法，出現的結果至少需要90 分鐘B. 是轉入14N培養基中復制一代的結果，是復制二代的結果C. 對得到DNA以半保留方式復制結論起關鍵作用的是試管結果D. 給試管中加入

9、解旋酶一段時間后離心出現的結果如試管所示【答案】C【解析】 根據題意和題圖可知，將大腸桿菌在含15N的培養基培養若干代，使 DNA雙鏈均被15N標記（ 試管 ），由于DNA雙鏈均被15N標記，其密度最大，所以經密度梯度離心后，在最靠近試管底部形成一條DNA帶（假設稱為重帶）。轉至14N 的培養基培養，由于DNA以半保留方式復制，所以復制一代的結果是全部DNA均為一條鏈含有15N標記，另一條鏈不含15N標記而含14N，其密度居中，位置也居中，經密度梯度離心后，在試管中部形成一條DNA帶（假設稱為中帶，如試管）。雙鏈均被15N 標記的DNA復制兩代，形成的子代DNA中有 1/2 是一條鏈含有15N

10、標記，另一條鏈不含15N標記而含14N，位于試管中帶；有1/2 是兩條鏈均未被15N標記而只含14N，其密度最小，經密度梯度離心后，在離試管底部最遠處形成一條帶（假設稱為輕帶，如試14管） 。因此，是轉入14N 培養基中復制一代的結果，是復制二代的結果，B 項錯誤；出現的結果是DNA復制兩代，已知大腸桿菌每30 分鐘繁殖一代，即每30 分鐘DNA復制一代，所以出現的結果至少需要60 分鐘， A 項錯誤；要證明DNA的復制為半保留復制，需要證明后代DNA的兩條鏈一條是原來的，另一條是新合成的。試管的結果表明了將DNA被15N 標記的大腸桿菌放在14N的培養液中培養，子一代的DNA僅有 15N/

11、14N，故C項正確；試管內輕帶（14N/14N）中的DNA數與中帶（15N/14N）中的DNA數相等，給試管中加入解旋酶一段時間后，DNA會解旋變成單鏈，其中含14N的鏈占 3/4 ，含 15N的鏈占 1/4，經密度梯度離心后，試管中會出現1 條輕帶，1 條重帶，且輕帶要比重帶寬，故D項錯誤。3【 浙江省稽陽聯誼學校2018 屆高三3 月聯考生物試題】下圖為科學家設計的DNA 合成的同位素示蹤實驗，利用大腸桿菌來探究DNA 的復制過程，下列說法正確的是A.從獲得試管到試管，細胞內的染色體復制了兩次B.用噬菌體代替大腸桿菌進行實驗，提取DNA 更方便C.試管中含有14N 的 DNA 占 3/4D

12、.本實驗是科學家對DNA 復制方式假設的驗證4 【某公司大聯考2017-2018 學年生物試題】將含14N-DNA的酵母菌轉移到15NH4C1培養液中，培養24 h 后提取子代酵母菌的DNA。將DNA熱變性處理（解開雙螺旋，變成單鏈），然后進行密度梯度離心，管中出現兩種條帶，且分別對應兩個峰，如圖所示。請回答下列問題：（ 1 ）酵母菌細胞中進行DNA復制的場所有 ，復制方式為。在DNA復制過程中， 為復制提供了精確的模板，通過，保證了復制能夠準確地進行。（ 2） 根據圖中信息可知酵母菌的細胞周期為h。 根據條帶的數目和位置（填“能”或“不能”）判斷DNA的復制方式。【答案】 （ 1 ）細胞核和

13、線粒體半保留復制DNA 分子獨特的雙螺旋結構堿基互補配對（ 2） 8 不能【解析】根據題意分析，將含14N-DNA的酵母菌轉移到15NH4C1 培養液中，培養n 代后，含14N的 DNA鏈占全部 DNA鏈的比例=2/2 n+1=1/2 n。據圖分析，14N條帶的相對含量為1， 15N條帶的相對含量為7，說明14N條帶占總數的 1/8 ，則1/2 n=1/8 ，計算得n=3，即DNA復制了3 次，則酵母菌的細胞周期=24÷ 3=8h。（ 1 ）酵母菌是真核生物，細胞中含有DNA的場所有細胞核和線粒體，因此其細胞中可以進行DNA復制的場所有細胞核和線粒體。從結果看，DNA分子的復制具有半

14、保留復制的特點。在DNA復制過程中，DNA分子規則的雙螺旋結構能夠為復制提供精確的模板，它的堿基互補配對原則保證了復制能準確無誤的進行。（ 2）根據以上分析已知，酵母菌的細胞周期為8h；無論是全保留復制，還是半保留復制，復制相同次數以后兩種條帶所占的比例是相同的，因此不能根據條帶的數目和位置判斷DNA的復制方式。5（廣東省廣州市華南師大附中2018 屆高三三模理綜生物試題）通常DNA分子復制從一個復制起始點開始，有單向復制和雙向復制，如下圖所示：放射性越高的3H-胸腺嘧啶脫氧核糖核苷（3H-脫氧胸苷），在放射自顯影技術的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。請利用放射性自顯影技術、低放射性3H-脫氧胸苷和高放射性3H-脫氧胸苷，設計實驗以確定大腸桿菌DNA復制的方向，簡要寫出：（ 1 ）實驗思路：。2）預測實驗結果和得出結論：【答案】（ 1 ）復制開始時，首先用含低放射性 依據實驗思路可知：若DNA分子復制為單向復制，則復制起點處銀顆粒密度低，遠離復制起點的一側 銀顆粒密度高。若DNA分子復制為雙向復制，則復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的兩側銀顆粒密度高。H-脫氧胸苷培養基培養大腸桿菌，一段時間后轉移到含有高3放射性3H-脫氧胸苷的培養基中繼續培養，用放射自顯影技術觀察復制起點和復制起點