- DNA复制过程和特点及相关计算
- 共403题
DNA复制的有关图示.A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制.D→F表示哺乳动物的DNA分子复制片段.图中黑点表示复制起点,“→”表示复制方向,“
”表示时间顺序.
(1)若A中含有48 502个碱基对,而子链延伸速度是105个碱基对/分,则此DNA分子复制约需30s,而实际上只需约16s,根据A~C图分析,这是因为______.
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长,若按A~C图的方式复制,至少8h,而实际上约6h左右,根据D~F图分析,这是因为______.
(3)A~F图均有以下特点:延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是______.
(4)C图与A图,F图与D图相同,C图、F图能被如此准确地复制出来,是因为______.
(5)保证DNA复制准确无误的关键是______.
正确答案
解:(1)单起点单向复制,按正常的子链延伸速度,此DNA分子复制约需30s,而实际上复制从开始到结束只需约16s,说明该DNA的复制是单起点双向复制的.
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长,按A~C图的方式,即单起点双向复制,至少8h,而实际上约6h左右,根据D~F图分析,说明该DNA的复制是从多个起点同时进行复制.
(3)由于延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是边解旋边复制.
(4)保证DNA复制准确无误的是:DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板、DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成.
(5)保证DNA复制准确无误的关键原则是遵循碱基互补配对原则,即复制过程中,A与T配对、G与C配对.
故答案为:
(1)复制是双向进行的
(2)从多个起始点同时进行复制
(3)边解旋边复制
(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板,DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成
(5)碱基互补配对
解析
解:(1)单起点单向复制,按正常的子链延伸速度,此DNA分子复制约需30s,而实际上复制从开始到结束只需约16s,说明该DNA的复制是单起点双向复制的.
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长,按A~C图的方式,即单起点双向复制,至少8h,而实际上约6h左右,根据D~F图分析,说明该DNA的复制是从多个起点同时进行复制.
(3)由于延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复制是边解旋边复制.
(4)保证DNA复制准确无误的是:DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板、DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成.
(5)保证DNA复制准确无误的关键原则是遵循碱基互补配对原则,即复制过程中,A与T配对、G与C配对.
故答案为:
(1)复制是双向进行的
(2)从多个起始点同时进行复制
(3)边解旋边复制
(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板,DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成
(5)碱基互补配对
如图为DNA复制的图解,请据图回答下列问题:
(1)DNA复制发生时期______.
(2)②过程称为______.
(3)③中的子链是______.
(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复制具有______的特点.
(6)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧 啶60个,若该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次,则结果不可能是______
A.含有15N的DNA分子占
B.含有14N的DNA分子占
C.复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D.共产生16个DNA分子
(7)具有N个碱基对的一个DNA分子片段中,含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸.
①该片段完成n次复制需要______个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸.
②该片段完成第n次复制需要______个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸.
A.(2n-1)(N-m) B.2n-1(N-m) C.2n-1() D.2n(
)
正确答案
解:(1)DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期.
(2)②是解旋过程,需要解旋酶.
(3)根据碱基互补配对原则可知,③中Ⅱ和Ⅲ是子链.
(4)③表示复制过程,该过程必须遵循碱基互补配对原则.
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,还有一条链是新合成的子链,由此说明DNA的复制具有半保留复制的特点.
(6)将一个细胞的DNA用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续分裂4次形成16个DNA分子,D正确;根据DNA半保留复制,其中有两个DNA分子一条链含有14N,另一条链含有15N,其余14个DNA分子只含14N.所以16个DNA分子均含14N,即含有14N的DNA分子占100%,B错误.含15N的DNA细胞占总细胞数的2÷16,即,A正确;复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸(100-60)×(24-1)=600个,C正确.故选:B.
(7)①不配对碱基之和的比值占DNA分子碱基数的一半,N个碱基对,腺嘌呤脱氧核苷酸m个,则胞嘧啶脱氧核苷酸为(N-m)个,完成n次复制需要(2n-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,故选:A.
②已知完成n次复制需要(2n-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,同理完成n-1次复制需要(2n-1-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,所以该片段完成第n次复制需要(2n-1)(N-m)-(2n-1-1)(N-m)=2n-1(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,故选:B.
故答案是:
(1)有丝分裂和减数第一次分裂的间期
(2)解旋酶
(3)Ⅱ、Ⅲ
(4)碱基互补配对原则
(5)半保留复制
(6)B
(7)A B
解析
解:(1)DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期.
(2)②是解旋过程,需要解旋酶.
(3)根据碱基互补配对原则可知,③中Ⅱ和Ⅲ是子链.
(4)③表示复制过程,该过程必须遵循碱基互补配对原则.
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子,还有一条链是新合成的子链,由此说明DNA的复制具有半保留复制的特点.
(6)将一个细胞的DNA用15N标记,放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中,连续分裂4次形成16个DNA分子,D正确;根据DNA半保留复制,其中有两个DNA分子一条链含有14N,另一条链含有15N,其余14个DNA分子只含14N.所以16个DNA分子均含14N,即含有14N的DNA分子占100%,B错误.含15N的DNA细胞占总细胞数的2÷16,即,A正确;复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸(100-60)×(24-1)=600个,C正确.故选:B.
(7)①不配对碱基之和的比值占DNA分子碱基数的一半,N个碱基对,腺嘌呤脱氧核苷酸m个,则胞嘧啶脱氧核苷酸为(N-m)个,完成n次复制需要(2n-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,故选:A.
②已知完成n次复制需要(2n-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,同理完成n-1次复制需要(2n-1-1)(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,所以该片段完成第n次复制需要(2n-1)(N-m)-(2n-1-1)(N-m)=2n-1(N-m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,故选:B.
故答案是:
(1)有丝分裂和减数第一次分裂的间期
(2)解旋酶
(3)Ⅱ、Ⅲ
(4)碱基互补配对原则
(5)半保留复制
(6)B
(7)A B
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14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-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-DNA.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14N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14N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)全保留复制 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)全保留复制 全部位于中带位置 在轻带、
在重带
(2)不正确
如图为DNA分子片段的模式图,请回答下列问题:
(1)图中①结构的名称为______.DNA的两条链是通过②______连接起来的.
(2)DNA复制的过程需要______酶将DNA双链打开,以______作为原料.复制后的子代DNA分子的两条链中,有______条链是新合成的,因此DNA复制的方式被称为______.
正确答案
解:(1)图中①为腺嘌呤脱氧核苷酸.DNA的两条链是通过②氢键连接起来的.
(2)DNA复制的过程需要解旋酶将DNA双链打开,以脱氧核苷酸作为原料.复制后的子代DNA分子的两条链中,有一条链是新合成的,因此DNA复制的方式被称为半保留复制.
故答案为:
(1)腺嘌呤脱氧核苷酸 氢键
(2)解旋 脱氧核苷酸 一 半保留复制
解析
解:(1)图中①为腺嘌呤脱氧核苷酸.DNA的两条链是通过②氢键连接起来的.
(2)DNA复制的过程需要解旋酶将DNA双链打开,以脱氧核苷酸作为原料.复制后的子代DNA分子的两条链中,有一条链是新合成的,因此DNA复制的方式被称为半保留复制.
故答案为:
(1)腺嘌呤脱氧核苷酸 氢键
(2)解旋 脱氧核苷酸 一 半保留复制
在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠扦菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代).将亲代大肠杆茵转移到含l4N的培养基上,再连续繁殖两代(I和Ⅱ),用某种离心法分离得到的结果如图甲、乙所示.请分析:
(1)由实验结果可推测第一代(I)细菌DNA分子中一条链是______,另一条链是______.
(2)如图丙为DNA分子的平面结构,虚线表示碱基间的氢键.请据图回答:
①从主链上看,两条单链______平行;从碱基关系看,两条单链______.
②______和______相间排列,构成了DNA分子的基本骨架.
(3)如该DNA分子的平面结构为某基因的一部分,该基因中有1500个碱基对,其中腺嘌呤600个,该基因连续复制3次,其需游离的胞嘧啶______个.该基因中的碱基排列顺序,代表______.
(4)已知人的红绿色盲属X染色体隐性遗传,先天性耳聋是常染色体隐性遗传(D对d完全完全显性).图丁中Ⅱ-2为色觉正常的耳聋患者,Ⅱ-5为听觉正常的色盲患者.Ⅱ-4(不携带d基因)和Ⅱ-3婚后生下一个男孩,这个男孩患耳聋、色盲、既聋又色盲的可能性分别是______,人类红绿色盲基因遗传的特点是______.
A.0、、0 B.0、
、
C.0、
、0 D.
、
、
.
正确答案
解:(1)、Ⅰ代细菌DNA分子离心后都为中,说明一条链是14N,另一条链是15N.
(2)①DNA两条单链反向平行构成双螺旋结构;两条单链之间碱基的配对遵循碱基互补配对原则.
②DNA分子中,脱氧核糖和磷酸相间排列,构成了DNA分子的基本骨架.
(3)在DNA分子中,非互补碱基之和占所有碱基的,所以有A+C=1500,C=900.该基因连续复制3次,其需游离的胞嘧啶为:900×(23-1)=6300个.该基因中的碱基排列顺序,代表遗传信息.
(4)已知人的红绿色盲属X染色体隐性遗传,先天性耳聋是常染色体隐性遗传.设色盲基因为b,依题意分析,Ⅱ-5为听觉正常的色盲患者,则他的色盲基因来自他的母亲,因此他母亲基因型为XBXb,又因为Ⅱ-4不携带d基因,则Ⅱ-4的基因型为DDXBXB和
DDX BXb,Ⅱ-3的基因型为DdXBY,Ⅱ4和Ⅱ3婚后生下一个男孩,则这个男孩患耳聋的可能性为0,色盲的可能性为
×
=
,既耳聋又色盲的可能性分别是0.人类红绿色盲基因遗传的特点是隔代交叉遗传.
故答案为:
(1)14N 15N
(2)①反向 碱基互补配对原则 ②脱氧核糖 磷酸
(3)6300 遗传信息
(4)A 隔代交叉遗传
解析
解:(1)、Ⅰ代细菌DNA分子离心后都为中,说明一条链是14N,另一条链是15N.
(2)①DNA两条单链反向平行构成双螺旋结构;两条单链之间碱基的配对遵循碱基互补配对原则.
②DNA分子中,脱氧核糖和磷酸相间排列,构成了DNA分子的基本骨架.
(3)在DNA分子中,非互补碱基之和占所有碱基的,所以有A+C=1500,C=900.该基因连续复制3次,其需游离的胞嘧啶为:900×(23-1)=6300个.该基因中的碱基排列顺序,代表遗传信息.
(4)已知人的红绿色盲属X染色体隐性遗传,先天性耳聋是常染色体隐性遗传.设色盲基因为b,依题意分析,Ⅱ-5为听觉正常的色盲患者,则他的色盲基因来自他的母亲,因此他母亲基因型为XBXb,又因为Ⅱ-4不携带d基因,则Ⅱ-4的基因型为DDXBXB和
DDX BXb,Ⅱ-3的基因型为DdXBY,Ⅱ4和Ⅱ3婚后生下一个男孩,则这个男孩患耳聋的可能性为0,色盲的可能性为
×
=
,既耳聋又色盲的可能性分别是0.人类红绿色盲基因遗传的特点是隔代交叉遗传.
故答案为:
(1)14N 15N
(2)①反向 碱基互补配对原则 ②脱氧核糖 磷酸
(3)6300 遗传信息
(4)A 隔代交叉遗传
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