- DNA复制过程和特点及相关计算
- 共403题
将细胞置于含有BrdU的某种培养基中培养,细胞能不断增殖.当细胞的DNA复制时,BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA的子链中.将处于不同细胞周期的中期细胞进行常规制片,经特殊染色后,在显微镜下观察每条染色体的姐妹染色单体的着色情况.由于掺入BrdU的情况不同,着色的深浅也不同:在染色单体中,若DNA只有一条单链掺有BrdU,则着色深;若DNA的两条单链都掺有BrdU,使DNA双链螺旋程度降低,从而着色浅.请分析回答:
(1)若细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体着色深,则该细胞正处于第______ 个细胞周期的中期.
(2)若细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体一条着色深、一条着色浅,则该细胞正处于第①______ 个细胞周期的中期.判断的理由是②______
(3)科学研究表明,在细胞周期中,染色体的两条姐妹染色单体之间可能发生部分交换.若用显微镜观察,如何判断姐妹染色单体已发生了部分交换?______.
正确答案
解:(1)若细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体着色深,说明在染色单体中的DNA都只有一条单链掺有BrdU,所以该细胞正处于第一个细胞周期的中期.
(2)若细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体一条着色深、一条着色浅,说明这时细胞内的所有染色体中,一条染色单体的DNA分子只有一条单链含有BrdU,另一条染色单体的DNA分子则两条单链都含有BrdU,所以该细胞正处于第二个细胞周期的中期.
(3)如果在显微镜下观察到染色体上着色深的染色单体中含有着色浅的染色单体片段,着色浅的染色单体中含有着色深的染色单体片段,则说明染色体的两条姐妹染色单体之间可能发生部分交换.
故答案为:
(1)一
(2)①二 ②这时细胞内的所有染色体中,一条染色单体的DNA分子只有一条单链含有BrdU,另一条染色单体的DNA分子则两条单链都含有BrdU
(3)染色体上着色深的染色单体中含有着色浅的染色单体片段,着色浅的染色单体中含有着色深的染色单体片段
解析
解:(1)若细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体着色深,说明在染色单体中的DNA都只有一条单链掺有BrdU,所以该细胞正处于第一个细胞周期的中期.
(2)若细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体一条着色深、一条着色浅,说明这时细胞内的所有染色体中,一条染色单体的DNA分子只有一条单链含有BrdU,另一条染色单体的DNA分子则两条单链都含有BrdU,所以该细胞正处于第二个细胞周期的中期.
(3)如果在显微镜下观察到染色体上着色深的染色单体中含有着色浅的染色单体片段,着色浅的染色单体中含有着色深的染色单体片段,则说明染色体的两条姐妹染色单体之间可能发生部分交换.
故答案为:
(1)一
(2)①二 ②这时细胞内的所有染色体中,一条染色单体的DNA分子只有一条单链含有BrdU,另一条染色单体的DNA分子则两条单链都含有BrdU
(3)染色体上着色深的染色单体中含有着色浅的染色单体片段,着色浅的染色单体中含有着色深的染色单体片段
图①表示某动物b基因正常转录过程中的局部图解;图②表示该生物某个体的体细胞内部分基因和染色体的关系;该生物的黑色素产生需要如图③所示的3类基因参与控制,三类基因的控制均表现为完全显性.请据图回答下列问题:
(1)图①所示过程一般发生在细胞分裂的______期,原因是______;能发生该过程的细胞结构有______.
(2)图①中,若b2为RNA链,当b2含碱基A和U分别为24%和18%时,则b1链所在的DNA分子中,G所占的比例为______;该过程结束时,终止密码子位于______(b1/b2)链上.
(3)正常情况下,该生物细胞中含有b基因最多时为______个,b基因相互分离发生在______(时期)
(4)由图②所示的基因型可以推知,该生物体______(能/不能/不能确定)合成黑色素,其中基因A和a的本质区别是______.
(5)由图③可以得出,基因可以通过______从而控制生物的性状,某一性状也可能受多对基因控制.
正确答案
解:(1)由于细胞分裂间期,染色质没有螺旋化,DNA结构不稳定,容易解旋,所以图①所示过程一般发生在细胞分裂的间期.由于DNA主要分布在细胞核中,在动物细胞的线粒体中也有少量的DNA分布,所以能发生该过程的细胞结构有细胞核和线粒体.
(2)若b2为RNA链,当b2含碱基A和U分别为24%和18%时,则A+U=42%,对应的DNA分子中T+A=42%.因此,b1链所在的DNA分子中,G所占的比例为(1-42%)÷2=29%.密码子位于mRNA上,所以该过程结束时,终止密码子位于b2链上.
(3)图②所示的生物体的基因型为Aabb,该生物的体细胞在有丝分裂后期含有4个b基因.b基因相互分离发生在有丝分裂后期,也可发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期.
(4)由图3可知,基因型为A_bbC_的个体才能合成黑色素,图②所示生物体的基因型为Aabb,控制酶3的基因不能确定,所以不能确定该生物体是否能合成黑色素.基因A和a是等位基因,它们的本质区别是碱基对的排列顺序不同.
(5)由图③可以得出,基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程从而控制生物的性状,某一性状也可能受多对基因控制.
故答案为:
(1)间 此时染色质没有螺旋化,DNA结构不稳定,容易解旋 细胞核和线粒体
(2)29% b2
(3)4 有丝分裂后期、减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期
(4)不能确定 碱基对的排列顺序不同
(5)控制酶的合成来控制代谢过程
解析
解:(1)由于细胞分裂间期,染色质没有螺旋化,DNA结构不稳定,容易解旋,所以图①所示过程一般发生在细胞分裂的间期.由于DNA主要分布在细胞核中,在动物细胞的线粒体中也有少量的DNA分布,所以能发生该过程的细胞结构有细胞核和线粒体.
(2)若b2为RNA链,当b2含碱基A和U分别为24%和18%时,则A+U=42%,对应的DNA分子中T+A=42%.因此,b1链所在的DNA分子中,G所占的比例为(1-42%)÷2=29%.密码子位于mRNA上,所以该过程结束时,终止密码子位于b2链上.
(3)图②所示的生物体的基因型为Aabb,该生物的体细胞在有丝分裂后期含有4个b基因.b基因相互分离发生在有丝分裂后期,也可发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期.
(4)由图3可知,基因型为A_bbC_的个体才能合成黑色素,图②所示生物体的基因型为Aabb,控制酶3的基因不能确定,所以不能确定该生物体是否能合成黑色素.基因A和a是等位基因,它们的本质区别是碱基对的排列顺序不同.
(5)由图③可以得出,基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程从而控制生物的性状,某一性状也可能受多对基因控制.
故答案为:
(1)间 此时染色质没有螺旋化,DNA结构不稳定,容易解旋 细胞核和线粒体
(2)29% b2
(3)4 有丝分裂后期、减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期
(4)不能确定 碱基对的排列顺序不同
(5)控制酶的合成来控制代谢过程
如图是DNA的复制图解,请据图回答下列问题.
(1)DNA复制发生在______期.
(2)②过程称为______.
(3)指出③中的子链______.
(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)已知原来DNA中有100个碱基对,其中腺嘌呤40个,则复制4次,在复制过程中将需要______个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加.
正确答案
解:(1)以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程称为DNA复制,这一过程发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期.
(2)复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,此过程称为解旋.
(3)以母链为模板,以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子代DNA,即图中的Ⅱ、Ⅲ.
(4)复制过程遵循碱基互补配对原则,形成与母链互补的子链.
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,一条链是新合成的,这种复制方式称为DNA半保留复制.
(6)1个DNA分子中含有胞嘧啶脱氧核苷酸=100-40=60个.1个该DNA复制4次,产生子代DNA24个,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸=(24-1)×60=900个.
故答案为:
(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)900
解析
解:(1)以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程称为DNA复制,这一过程发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期.
(2)复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,此过程称为解旋.
(3)以母链为模板,以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子代DNA,即图中的Ⅱ、Ⅲ.
(4)复制过程遵循碱基互补配对原则,形成与母链互补的子链.
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,一条链是新合成的,这种复制方式称为DNA半保留复制.
(6)1个DNA分子中含有胞嘧啶脱氧核苷酸=100-40=60个.1个该DNA复制4次,产生子代DNA24个,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸=(24-1)×60=900个.
故答案为:
(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)900
如图是DNA分子复制图解.请据图回答下列问题:
(1)DNA分子复制主要发生在______期.②过程叫______.
(2)③过程必须遵循______原则.在DNA复制过程中,参与的酶有______.
(3)在子代DNA分子中,只有______条链来自亲代DNA分子.由此说明DNA的复制具有______特点.
(4)将一个DNA分子用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续复制4次.则含有14N的DNA分子占总DNA分子数的______,含有15N的DNA分子数有______个.
正确答案
解:(1)DNA分子复制主要发生在有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期.②过程是在解旋酶的作用下,将DNA分子双链解螺旋,所以叫解旋.
(2)③过程必须遵循碱基互补配对原则,即A-T、G-C.在DNA复制过程中,参与的酶有解旋酶和DNA聚合酶等.
(3)DNA分子复制时,以DNA的两条链为模板,合成两条新的子链,每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链,称为半保留复制.
(4)将一个DNA分子用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续复制4次.由于游离的脱氧核苷酸都含14N,所以含有14N的DNA分子占总DNA分子数的100%;而最初含15N标记的DNA分子有两条链,所以最终含有15N的DNA分子数有2个.
故答案为:
(1)细胞分裂间期 解旋
(2)碱基互补配对 解旋酶和DNA聚合酶
(3)1 半保留复制
(4)100% 2
解析
解:(1)DNA分子复制主要发生在有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期.②过程是在解旋酶的作用下,将DNA分子双链解螺旋,所以叫解旋.
(2)③过程必须遵循碱基互补配对原则,即A-T、G-C.在DNA复制过程中,参与的酶有解旋酶和DNA聚合酶等.
(3)DNA分子复制时,以DNA的两条链为模板,合成两条新的子链,每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链,称为半保留复制.
(4)将一个DNA分子用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续复制4次.由于游离的脱氧核苷酸都含14N,所以含有14N的DNA分子占总DNA分子数的100%;而最初含15N标记的DNA分子有两条链,所以最终含有15N的DNA分子数有2个.
故答案为:
(1)细胞分裂间期 解旋
(2)碱基互补配对 解旋酶和DNA聚合酶
(3)1 半保留复制
(4)100% 2
请回答下列有关DNA结构、复制及表达的相关问题:
(1)DNA分子由两条链按反向平行的方式盘旋成______结构.
(2)若一个DNA分子的一条单链的某个区段的碱基顺序为ATGGCA,则与之互补的另一条单链相应区段的碱基顺序为______.
(3)在操作过程中,需要许多的DNA样品,因此要使DNA大量复制.在正常情况下,1个14N∕14N的DNA分子复制5次后,应产生______个DNA分子,该过程遵循______原则,若以15N为原料,则复制5次后的DNA分子中含有14N的DNA分子有______个.
(4)在DNA分子的复制过程中,需要的原料是______,若在复制过程中DNA分子上某基因发生了碱基对的替换,则该基因控制的性状是否一定发生改变?______.
(5)若核基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图,起始密码子均为AUG.若基因M的b链中箭头所指的碱基C替换为A,其对应的密码子将由______变为______.正常情况下,基因R在细胞中最多有______个,其转录时的模板位于______(填“a”或“b”)链中.
正确答案
解:(1)DNA分子为规则的双螺旋结构,它的分子结构特点为:①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构.②外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架;内侧:由氢键相连的碱基对组成.
(2)DNA分子的一条单链的某个区段的碱基顺序为ATGGCA,根据碱基互补配对原则,与之互补的另一条单链相应区段的碱基顺序为TACCGT.
(3)1个DNA分子复制5次,子代DNA分子数为2n=25=32;DNA分子的复制过程遵循碱基互补配对原则;DNA分子的复制方式为半保留复制,因此不管亲代DNA分子复制多少次,子代中总有2个DNA分子含有亲代的一条链.
(4)DNA复制过程中以四种游离的脱氧核苷酸为原料;若在复制过程中DNA分子上某基因发生了碱基对的替换,由于密码子的简并性,则该基因控制的性状不一定发生改变.
(5)根据题意和图示分析可知:基因M中b链为转录的模板链,若b链中箭头所指的碱基C突变为A,则基因由CAG→AAG,因此其转录形成的密码子由GUC→UUC.正常情况下,基因R有2个,经过复制后数量最多,即有4个;由于起始密码子为AUG,所以基因R转录时的模板位于a链中.
故答案为:
(1)双螺旋
(2)TACCGT
(3)32 碱基互补配对 2
(4)4种脱氧核糖核苷酸 否
(5)GUC UUC 4 a
解析
解:(1)DNA分子为规则的双螺旋结构,它的分子结构特点为:①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构.②外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架;内侧:由氢键相连的碱基对组成.
(2)DNA分子的一条单链的某个区段的碱基顺序为ATGGCA,根据碱基互补配对原则,与之互补的另一条单链相应区段的碱基顺序为TACCGT.
(3)1个DNA分子复制5次,子代DNA分子数为2n=25=32;DNA分子的复制过程遵循碱基互补配对原则;DNA分子的复制方式为半保留复制,因此不管亲代DNA分子复制多少次,子代中总有2个DNA分子含有亲代的一条链.
(4)DNA复制过程中以四种游离的脱氧核苷酸为原料;若在复制过程中DNA分子上某基因发生了碱基对的替换,由于密码子的简并性,则该基因控制的性状不一定发生改变.
(5)根据题意和图示分析可知:基因M中b链为转录的模板链,若b链中箭头所指的碱基C突变为A,则基因由CAG→AAG,因此其转录形成的密码子由GUC→UUC.正常情况下,基因R有2个,经过复制后数量最多,即有4个;由于起始密码子为AUG,所以基因R转录时的模板位于a链中.
故答案为:
(1)双螺旋
(2)TACCGT
(3)32 碱基互补配对 2
(4)4种脱氧核糖核苷酸 否
(5)GUC UUC 4 a
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