- DNA复制过程和特点及相关计算
- 共403题
如图为细胞内DNA分子复制简图,请据图回答:
(1)该过程发生的时间为细胞周期的______.
(2)该过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有______.
(3)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链为模板,以游离的______为原料,按照______原则,合成与母链互补的子链.
(4)若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子中A+T占______%.
(5)将14N标记的DNA分子放在只含15N的环境中培养,当测得含有14N的DNA分子数占12.5%时,则该DNA分子复制了______次,15N标记的DNA分子占______.
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)DNA主要存在于细胞核中,叶绿体和线粒体也含有少量的DNA.
(3)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链为模板,以4种游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则(A与T,G与C),合成与母链互补的子链.
(4)DNA复制前后,DNA的结构遗传信息完全一样,所以若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子中A+T也占60%.
(5)将14N标记的DNA分子放在只含15N的环境中培养,使细胞连续分裂n次,共产生2n个DNA分子;DNA分子是半保留复制,含有14N的细胞的DNA分子的两条链分别和一条新的15N链组成2个新的DNA分子,最终获得的子代DNA分子中,含14N占=12.5%,故n=4.因为DNA分子是半保留复制所以新形成的DNA分子都含有5N,即100%.
故答案为:
(1)分裂间期(有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期)
(2)细胞核、叶绿体、线粒体
(3)脱氧核苷酸 碱基互补配对
(4)60
(5)4 100%
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)DNA主要存在于细胞核中,叶绿体和线粒体也含有少量的DNA.
(3)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链为模板,以4种游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则(A与T,G与C),合成与母链互补的子链.
(4)DNA复制前后,DNA的结构遗传信息完全一样,所以若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子中A+T也占60%.
(5)将14N标记的DNA分子放在只含15N的环境中培养,使细胞连续分裂n次,共产生2n个DNA分子;DNA分子是半保留复制,含有14N的细胞的DNA分子的两条链分别和一条新的15N链组成2个新的DNA分子,最终获得的子代DNA分子中,含14N占=12.5%,故n=4.因为DNA分子是半保留复制所以新形成的DNA分子都含有5N,即100%.
故答案为:
(1)分裂间期(有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期)
(2)细胞核、叶绿体、线粒体
(3)脱氧核苷酸 碱基互补配对
(4)60
(5)4 100%
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)由图示得知,1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子,其方式是______.
(2)DNA解旋酶能使双链DNA解开的原因是______,但需要细胞提供______.
(3)从图中可以看出合成两条子链的方向______.
(4)细胞中DNA复制的场所______;在复制完成后,乙、丙分开的时期为______.
(5)若一个卵原细胞的一条染色体上的β-珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T,则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是______.
(6)若该DNA分子中,鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54%,其中一条链的碱基中,22%是腺嘌呤,28%是胞嘧啶,则另一条链中腺嘌呤占该链碱基的比例是______.
正确答案
解:(1)乙、丙2个DNA分子各含有一条母链和一条新合成的子链,可见其复制方式是半保留复制.
(2)DNA解旋酶能使DNA双链之间的氢键断裂,从而使双链DNA解开,但需要细胞提供能量(ATP).
(3)由于DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成,而复制都是从5′到3′,所以合成两条子链的方向相反.
(4)DNA主要分布在细胞核,此外在线粒体和叶绿体也含有少量DNA,所以细胞中DNA复制的场所细胞核、线粒、叶绿体;在复制完成后,乙、丙位于姐妹染色单体上,而姐妹染色体单体是着丝点分裂后分开的,所以乙、丙分开的时期为有丝分裂后期、减数第二次分裂后期.
(5)若一个卵原细胞的一条染色体上的β-珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T,则以这条脱氧核苷酸链为模板合成的子代DNA分子发生基因突变,而以另一条脱氧核苷酸链为模板合成的DNA分子正常,该正常DNA分子进入次级卵母细胞的概率是,再由次级卵母细胞进入卵细胞的概率也为
,所以由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是
.
(6)由于在该DNA分子中,G+C=54%,而G与C配对,所以一条链的碱基中的G+C也为54%,因此这条链的碱基中的A+T=46%.因为这条链的碱基中,22%是腺嘌呤,所以T是46%-22%=24%.由于这条链的碱基中T与另一条链的碱基中A配对,因此,另一条链中腺嘌呤占该链碱基的比例是24%.
故答案为:
(1)半保留复制
(2)使DNA双链之间的氢键断裂 能量(ATP)
(3)相反
(4)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期、减数第二次分裂后期
(5)
(6)24%
解析
解:(1)乙、丙2个DNA分子各含有一条母链和一条新合成的子链,可见其复制方式是半保留复制.
(2)DNA解旋酶能使DNA双链之间的氢键断裂,从而使双链DNA解开,但需要细胞提供能量(ATP).
(3)由于DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成,而复制都是从5′到3′,所以合成两条子链的方向相反.
(4)DNA主要分布在细胞核,此外在线粒体和叶绿体也含有少量DNA,所以细胞中DNA复制的场所细胞核、线粒、叶绿体;在复制完成后,乙、丙位于姐妹染色单体上,而姐妹染色体单体是着丝点分裂后分开的,所以乙、丙分开的时期为有丝分裂后期、减数第二次分裂后期.
(5)若一个卵原细胞的一条染色体上的β-珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T,则以这条脱氧核苷酸链为模板合成的子代DNA分子发生基因突变,而以另一条脱氧核苷酸链为模板合成的DNA分子正常,该正常DNA分子进入次级卵母细胞的概率是,再由次级卵母细胞进入卵细胞的概率也为
,所以由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是
.
(6)由于在该DNA分子中,G+C=54%,而G与C配对,所以一条链的碱基中的G+C也为54%,因此这条链的碱基中的A+T=46%.因为这条链的碱基中,22%是腺嘌呤,所以T是46%-22%=24%.由于这条链的碱基中T与另一条链的碱基中A配对,因此,另一条链中腺嘌呤占该链碱基的比例是24%.
故答案为:
(1)半保留复制
(2)使DNA双链之间的氢键断裂 能量(ATP)
(3)相反
(4)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期、减数第二次分裂后期
(5)
(6)24%
图①~③分别表示细胞中发生的3种生物大分子的合成过程.请回答下列问题:
(1)真核细胞中过程①发生的主要场所是______.
(2)已知过程②的α链中腺嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的60%,其模板链的碱基中胸腺嘧啶占10%,则模板链的互补链的胸腺嘧啶占基因总碱基数的比例为______.
(3)在上述过程中原核生物能够完成的过程有______.(填数字)
(4)①②③过程所需要的原料分别是______、______、______.
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点______ (在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是______.
正确答案
解:(1)①是以DNA的两条链为模板,进行的是DNA复制过程,主要发生在细胞核中;②是以DNA的一条链为模板,进行的是转录过程,主要发生在细胞核中.
(2)已知过程②的α链中腺嘌呤A与尿嘧啶U之和占碱基总数的60%,其模板链的碱基中胸腺嘧啶T占10%,则腺嘌呤A占60%-10%=50%.因此,模板链的互补链的胸腺嘧啶占50%,占基因总碱基数的比例为50%÷2=25%.
(3)DNA复制、转录和翻译过程在原核生物中都能够完成.
(4)①②③过程的产物分别是DNA、RNA和蛋白质.因此,所需要的原料分别是四种脱氧核苷酸、四种核糖核酸、氨基酸.
(5)由于不同组织细胞中基因进行选择性表达,所以人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点不完全相同.
故答案为:
(1)细胞核
(2)25%
(3)①②③
(4)四种脱氧核苷酸 四种核糖核酸 氨基酸
(5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
解析
解:(1)①是以DNA的两条链为模板,进行的是DNA复制过程,主要发生在细胞核中;②是以DNA的一条链为模板,进行的是转录过程,主要发生在细胞核中.
(2)已知过程②的α链中腺嘌呤A与尿嘧啶U之和占碱基总数的60%,其模板链的碱基中胸腺嘧啶T占10%,则腺嘌呤A占60%-10%=50%.因此,模板链的互补链的胸腺嘧啶占50%,占基因总碱基数的比例为50%÷2=25%.
(3)DNA复制、转录和翻译过程在原核生物中都能够完成.
(4)①②③过程的产物分别是DNA、RNA和蛋白质.因此,所需要的原料分别是四种脱氧核苷酸、四种核糖核酸、氨基酸.
(5)由于不同组织细胞中基因进行选择性表达,所以人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点不完全相同.
故答案为:
(1)细胞核
(2)25%
(3)①②③
(4)四种脱氧核苷酸 四种核糖核酸 氨基酸
(5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
如图为DNA分子的某生理过程示意图.请据图回答下列问题:
(1)结构①代表______;②所代表的碱基是______(写中文).
(2)此生理过程叫______,所需的原料是______.此过程主要在细胞的______(结构)内进行.
(3)结构③发生改变所引起的变异属于______.
(4)若该DNA分子片段中A和C共有1500个,则此DNA分子片段中G和T共有______个.
正确答案
解:(1)DNA分子是一个独特的双螺旋结构,是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成,外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基对(A-T;C-G)通过氢键连接.②所代表的碱基名称是腺嘌呤,构成的基本单位是腺嘌呤脱氧核苷酸.
(2)图示的过程分别以DNA的双链为模板,形成两个子代DNA,所以叫DNA复制,此过程所需的原料是游离的脱氧核苷酸.由于DNA主要分布在细胞核中,所以DNA复制主要在细胞核内进行.
(3)结构③发生改变属于基因结构的改变,所引起的变异属于基因突变.
(4)由于DNA分子内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G),所以该DNA分子片段中A和C共有1500个,则DNA分子片段中G和T的数目与A和C的数目相等,也为1500个.
故答案为:
(1)①氢键 ②腺嘌呤
(2)DNA分子的复制 游离的脱氧核苷酸 细胞核
(3)基因突变
(4)1500个
解析
解:(1)DNA分子是一个独特的双螺旋结构,是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成,外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基对(A-T;C-G)通过氢键连接.②所代表的碱基名称是腺嘌呤,构成的基本单位是腺嘌呤脱氧核苷酸.
(2)图示的过程分别以DNA的双链为模板,形成两个子代DNA,所以叫DNA复制,此过程所需的原料是游离的脱氧核苷酸.由于DNA主要分布在细胞核中,所以DNA复制主要在细胞核内进行.
(3)结构③发生改变属于基因结构的改变,所引起的变异属于基因突变.
(4)由于DNA分子内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G),所以该DNA分子片段中A和C共有1500个,则DNA分子片段中G和T的数目与A和C的数目相等,也为1500个.
故答案为:
(1)①氢键 ②腺嘌呤
(2)DNA分子的复制 游离的脱氧核苷酸 细胞核
(3)基因突变
(4)1500个
某校一个生物兴趣小组要进行研究性学习,对生物学史上的经典实验进行验证,也是研究学习内容之一.这个小组借助某大学的实验设备,对有关DNA复制的方式进行探索,有人认为DNA是全保留复制,也有人认为是半保留复制.为了证明这假设,这个小组设计了下列实验程序,请完成实验并对结果进行预测.
(1)实验步骤:
第一步:在氮源为N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为
N-DNA分子;在氮源为15N的培养基生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N.用某种离心方法分离得到的结果如图所示,其DNA分别分布在轻带和重带上.
第二步:将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含N的培养基上繁殖一代(Ⅰ),请分析:
如果其DNA分布的位置是一半在轻带,一半在重带,则DNA的复制方式为______复制;如果DNA分布的位置是______,则是半保留复制.
第三步:为了进一步验证第二步的推测结果,将子一代大肠杆菌转移到含N的培养基上再繁殖一代(Ⅱ),请分析:如果其DNA分布的位置是一半在轻带.一半在中带,则是半保留复制;如果其DNA分布的位置是______,则是全保留复制.
有人提出:第一代(Ⅰ)的DNA用解螺旋酶处理后再离心,就能直接判断DNA的复制方式,如果轻带和重带各占,则一定为半保留复制.
(2)你认为这位同学的说法是否正确?______.
正确答案
解:(1)亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)后,全保留复制的话,2个DNA分子中1个DNA是14N-DNA、另外1个DNA是15N-DNA,故一半在轻带位置,一半在重带位置;半保留复制的话,2个DNA分子中都是各一条链含14N、一条链含15N,故全部位于中带位置.亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ)后,全保留复制的话,4个DNA分子中1个DNA是15N-DNA、另外3个DNA是14N-DNA,故在轻带位置,
在重带位置;半保留复制的话,2个DNA分子中都是各一条链含14N、一条链含15N,另2个DNA分子全是14N-DNA,故一半在中带位置,一半在轻带位置.
(2)第一代(Ⅰ)的DNA用解螺旋酶处理后再离心,半保留复制和全复制形成的DNA链中2条14N,2条15N,则一半在轻带位置,一半在重带位置.
故答案为:
(1)全保留 全部位于中带位置 在轻带、
在重带
(2)不正确
解析
解:(1)亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)后,全保留复制的话,2个DNA分子中1个DNA是14N-DNA、另外1个DNA是15N-DNA,故一半在轻带位置,一半在重带位置;半保留复制的话,2个DNA分子中都是各一条链含14N、一条链含15N,故全部位于中带位置.亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ)后,全保留复制的话,4个DNA分子中1个DNA是15N-DNA、另外3个DNA是14N-DNA,故在轻带位置,
在重带位置;半保留复制的话,2个DNA分子中都是各一条链含14N、一条链含15N,另2个DNA分子全是14N-DNA,故一半在中带位置,一半在轻带位置.
(2)第一代(Ⅰ)的DNA用解螺旋酶处理后再离心,半保留复制和全复制形成的DNA链中2条14N,2条15N,则一半在轻带位置,一半在重带位置.
故答案为:
(1)全保留 全部位于中带位置 在轻带、
在重带
(2)不正确
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