- DNA复制过程和特点及相关计算
- 共403题
(2015秋•宜昌月考)含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P质量大.现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞.然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后分别得到G1、G2代细胞.再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA经密度梯度离心后得到结果如图.由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同.若①②③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,请回答:
(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的:
G0______
G1______
G2______.
(2)培养基中需加入ATP,说明______.培养基中还需加入______.
(3)图中条带③用32P-32P表示,则①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是:条带①______,条带②______.
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是______.
(5)DNA能够准确复制原因:______为复制提供精确的模板______原则保证复制准确进行.
正确答案
解:(1)G0是由题意可知,哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到,G0的2个DNA分子的两条DNA链中都是31P,应位于试管的上方“轻”的位置,和A一致;
G1是将G0代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,细胞分裂一次获得的,2个DNA分子中都是一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置,符合B类型;
G2是将G0代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,经过第2次细胞分裂后获得的,两个DNA分子中,一个DNA分子一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置,另一个DNA分子两条链都是32P,分布在试管的下方“重”的位置,符合D类型.
(2)ATP是生物体生命活动的直接能源物质.培养基中需加入ATP,说明DNA复制需要能量.培养基中还需加入酶.
(3)图中条带③用32P-32P表示,则条带①用31P-31P表示,条带②31P-32P表示.
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是半保留复制.
(5)DNA能够准确复制原因:DNA双螺旋结构为复制提供精确模板,碱基互补配对原则保证复制准确进行.
故答案为:
(1)ABD
(2)DNA复制需要能量 酶
(3)31P-31P 31P-32P
(4)半保留复制
(5)DNA双螺旋结构 碱基互补配对
解析
解:(1)G0是由题意可知,哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到,G0的2个DNA分子的两条DNA链中都是31P,应位于试管的上方“轻”的位置,和A一致;
G1是将G0代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,细胞分裂一次获得的,2个DNA分子中都是一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置,符合B类型;
G2是将G0代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,经过第2次细胞分裂后获得的,两个DNA分子中,一个DNA分子一条链是31P、另一条链是32P,分布在试管的“中”的位置,另一个DNA分子两条链都是32P,分布在试管的下方“重”的位置,符合D类型.
(2)ATP是生物体生命活动的直接能源物质.培养基中需加入ATP,说明DNA复制需要能量.培养基中还需加入酶.
(3)图中条带③用32P-32P表示,则条带①用31P-31P表示,条带②31P-32P表示.
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是半保留复制.
(5)DNA能够准确复制原因:DNA双螺旋结构为复制提供精确模板,碱基互补配对原则保证复制准确进行.
故答案为:
(1)ABD
(2)DNA复制需要能量 酶
(3)31P-31P 31P-32P
(4)半保留复制
(5)DNA双螺旋结构 碱基互补配对
如图是DNA分子复制图解.请据图回答下列问题:
(1)DNA分子复制发生在______期.
(2)过程②称为______.在③中,子链是______.
(3)③过程必须遵循______原则.在DNA复制过程中,参与的酶有______.
(4)在子代DAN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______特点.
(5)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.则含有14N的DNA细胞占总细胞数的______,含有15N的DNA细胞占总细胞数的______.
(6)已知原来DNA中有100个碱基对,其中A有40个.若复制4次,则此过程需要______个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加.
(7)DNA分子具有______的特性.
正确答案
解:(1)DNA分子复制发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期.
(2)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.在③中,子链是Ⅱ和Ⅲ,母链是Ⅰ和Ⅳ.
(3)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.
(4)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.
(5)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.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,含15N的DNA细胞占总细胞数的,即12.5%.
(6)已知原来DNA中有100个碱基对,其中A40个,根据碱基互补配对原则,A=T、C=G,因此一个DNA分子中有60个C.DNA分子复制4次,形成24=16个DNA分子中,因此在复制过程中将需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸=60×(16-1)=900个.
(7)DNA分子具有稳定性、特异性、多样性等特性.
故答案为:
(1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期
(2)解旋Ⅱ和Ⅲ
(3)碱基互补配对 解旋酶、DNA聚合酶等
(4)半保留复制
(5)100% 12.5%
(6)900
(7)稳定性、特异性、多样性
解析
解:(1)DNA分子复制发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期.
(2)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.在③中,子链是Ⅱ和Ⅲ,母链是Ⅰ和Ⅳ.
(3)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.
(4)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.
(5)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.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,含15N的DNA细胞占总细胞数的,即12.5%.
(6)已知原来DNA中有100个碱基对,其中A40个,根据碱基互补配对原则,A=T、C=G,因此一个DNA分子中有60个C.DNA分子复制4次,形成24=16个DNA分子中,因此在复制过程中将需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸=60×(16-1)=900个.
(7)DNA分子具有稳定性、特异性、多样性等特性.
故答案为:
(1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期
(2)解旋Ⅱ和Ⅲ
(3)碱基互补配对 解旋酶、DNA聚合酶等
(4)半保留复制
(5)100% 12.5%
(6)900
(7)稳定性、特异性、多样性
如图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程.请回答下列问题:
(1)细胞中过程①发生的主要场所是______,完成过程②需要的酶是______.
(2)过程①需要的原料是______,过程③需要的模板是______.
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是______(提示:用“A∥T”形式表示碱基对).
(4)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,其原因是______.
正确答案
解:(1)过程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.过程②是以DNA的一条链为模板,进行转录,需要的酶是RNA聚合酶.
(2)已知过程①是DNA复制,是以4种脱氧核苷酸为原料合成DNA的过程.过程③是以mRNA为模板,进行翻译.
(3)异亮氨酸对应的密码子与苏氨酸对应的密码子中一个不同碱基是第2个碱基,由U变为C,则模板基因中碱基替换情况是A∥T替换成G∥C.
(4)由于基因的选择性表达,人体不同细胞中相同DNA转录的起始点不完全相同.
故答案为:
(1)细胞核 RNA聚合酶
(2)脱氧核苷酸 信使RNA
(3)T∥A替换为C∥G(A∥T替换为G∥C)
(4)不同组织细胞中基因进行选择性表达
解析
解:(1)过程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.过程②是以DNA的一条链为模板,进行转录,需要的酶是RNA聚合酶.
(2)已知过程①是DNA复制,是以4种脱氧核苷酸为原料合成DNA的过程.过程③是以mRNA为模板,进行翻译.
(3)异亮氨酸对应的密码子与苏氨酸对应的密码子中一个不同碱基是第2个碱基,由U变为C,则模板基因中碱基替换情况是A∥T替换成G∥C.
(4)由于基因的选择性表达,人体不同细胞中相同DNA转录的起始点不完全相同.
故答案为:
(1)细胞核 RNA聚合酶
(2)脱氧核苷酸 信使RNA
(3)T∥A替换为C∥G(A∥T替换为G∥C)
(4)不同组织细胞中基因进行选择性表达
在研究DNA复制机制的过程中,为验证DNA分子的半保留复制方式,研究者用蚕豆根尖进行实验,主要步骤如下:
步骤①:将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中,培养大约一个细胞周期的时间.
步骤②:取出根尖,洗净后转移至不含放射性物质的培养液中,继续培养大约两个细胞周期的时间.
分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样,通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布.
(1)本实验最主要的研究方法称为______.实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的______区,步骤①目的是标记细胞中的______分子.
(2)若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体的姐妹染色单体都具有放射性,如下图A所示.第二个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的______(选填字母),且第三个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的______(选填字母),说明DNA分子的复制方式为半保留复制.
正确答案
解:(1)根据题意可知,本实验最主要的研究方法称为同位素示踪法.只有能进行连续有丝分裂的细胞才具有细胞周期,因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区;分裂的细胞胸腺嘧啶是合成DNA的原料,因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子.
(2)若DNA分子的复制方式为半保留复制,则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中的B;第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性,另一半染色体的姐妹染色单体中,有一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图中的B和C.
故答案为:
(1)同位素示踪法 分生 DNA
(2)B B和C
解析
解:(1)根据题意可知,本实验最主要的研究方法称为同位素示踪法.只有能进行连续有丝分裂的细胞才具有细胞周期,因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区;分裂的细胞胸腺嘧啶是合成DNA的原料,因此步骤①目的是标记细胞中DNA分子.
(2)若DNA分子的复制方式为半保留复制,则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中的B;第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性,另一半染色体的姐妹染色单体中,有一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图中的B和C.
故答案为:
(1)同位素示踪法 分生 DNA
(2)B B和C
碱基类似物是一种化学诱变剂,与正常碱基结构相似,在DNA复制过程中,取代正常碱基渗入DNA分子.5-BU(酮式)是胸腺嘧啶碱基类似物,与A配对.5-BU(酮式)在和A配对后转变成的互变异构体(烯醇式)能与G配对.请回答下列问题:
(1)若只含有一个A-T碱基对的DNA片段,在第一次复制时加入5-BU(酮式)结构,则第一次复制产生的异常DNA比例是______.以上过程中DNA的分子结构发生了碱基对的______.
(2)某DNA的一条链上的某片段只含有一个碱基A,其碱基排列顺序为-CACCGGGGG-,反应体系内有5-BU(酮式),若该DNA进行若干次复制后,以该链为模板转录后翻译成的肽链的氨基酸顺序是丙氨酸-丙氨酸一脯氨酸,这至少经过______次复制才出现此现象?合成此多肽的模板DNA的该位点能否再突变成A-T碱基对?______,这说明基因突变具有______.
(部分密码子如下:GGG为甘氨酸;GCG、GCC为丙氨酸;GUG为缬氨酸;CCC为脯氨酸)
正确答案
解:(1)由于DNA片段中只含有一个A-T碱基对,在第一次复制时加入5-BU(酮式)结构,只能与一条链中的A配对,所以第一次复制产生的异常DNA比例只有一半.这种变异过程中DNA的分子结构发生了碱基对的替换.
(2)某DNA的一条链上的某片段只含有一个碱基A,其碱基排列顺序为-CACCGGGGG-,复制1次后,其互补链中T变为5-BU(酮式);再复制1次,该链中的互变异构体(烯醇式)能与G配对,说明其相当于C;经转录后会出现mRNA为GCG GCC CCC,翻译成的肽链的氨基酸顺序为丙氨酸-丙氨酸一脯氨酸.由于基因突变具有不定向性,所以合成此多肽的模板DNA的该位点能再突变成A-T碱基对.
故答案为:
(1) 替换
(2)2 能 不定向性
解析
解:(1)由于DNA片段中只含有一个A-T碱基对,在第一次复制时加入5-BU(酮式)结构,只能与一条链中的A配对,所以第一次复制产生的异常DNA比例只有一半.这种变异过程中DNA的分子结构发生了碱基对的替换.
(2)某DNA的一条链上的某片段只含有一个碱基A,其碱基排列顺序为-CACCGGGGG-,复制1次后,其互补链中T变为5-BU(酮式);再复制1次,该链中的互变异构体(烯醇式)能与G配对,说明其相当于C;经转录后会出现mRNA为GCG GCC CCC,翻译成的肽链的氨基酸顺序为丙氨酸-丙氨酸一脯氨酸.由于基因突变具有不定向性,所以合成此多肽的模板DNA的该位点能再突变成A-T碱基对.
故答案为:
(1) 替换
(2)2 能 不定向性
扫码查看完整答案与解析