第3節(jié)遺傳信息的傳遞DNA的復(fù)制

1．復(fù)制的概念：以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過程。

2．復(fù)制的時(shí)間：體細(xì)胞為有絲分裂間期，原始生殖細(xì)胞為減數(shù)第一次分裂前的間期。

3．復(fù)制的條件：(1)模板：親代DNA分子的2條脫氧核苷酸鏈分別做模板；(2)原料：4種脫氧核苷酸；(3)能量：ATP供能；(4)酶：

解旋酶、DNA聚合酶等。另外，還需相對(duì)穩(wěn)定的細(xì)胞內(nèi)部條件：一定的溫度、pH等。

4．復(fù)制的過程：DNA的解旋、以親代DNA分子的兩條鏈為模板，以脫氧核苷酸為單位，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

合成子鏈，子鏈與相應(yīng)的母鏈盤繞成子代DNA分子。

5．復(fù)制的特點(diǎn)：邊解旋

邊復(fù)制(不是2條母鏈完全解開后才合成新的子鏈)；半保留復(fù)制

(新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈)。6．復(fù)制的結(jié)果：1個(gè)DNA分子形成了2個(gè)完全相同的DNA分子。

7．復(fù)制的意義：保持了遺傳信息的連續(xù)性(使遺傳信息從親代傳給了子代)。

8．復(fù)制的保障：DNA分子之所以能自我復(fù)制，取決于DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，它為復(fù)制提供了模板；同時(shí)，由于堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的特性，因此能確保復(fù)制的準(zhǔn)確。在復(fù)制過程中，脫氧核苷酸序列具有相對(duì)的穩(wěn)定性，但也可能發(fā)生差錯(cuò)，這種穩(wěn)定性和可變性的統(tǒng)一，是生物遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)和根本原因。1.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是()A．單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈B．有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂都要發(fā)生DNA復(fù)制C．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后，開始DNA的復(fù)制D．DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生染色體的加倍B2.在體外進(jìn)行DNA復(fù)制的實(shí)驗(yàn)，向試管中加入有關(guān)酶、4種脫氧核苷酸和ATP,37℃下保溫、適宜的酸堿度。下列敘述中正確的是()A．能生成DNA，DNA的堿基比例與4種脫氧核苷酸的比例一致B．不生成DNA，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中缺少DNA模板C．能生成DNA，DNA的堿基比例不確定，且與酶的來源有一定的關(guān)聯(lián)D．不生成DNA，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中缺少酶催化的適宜條件B考點(diǎn)1DNA的復(fù)制【例1】(原創(chuàng)題)下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的敘述中，錯(cuò)誤的是(

)A．DNA復(fù)制時(shí)伴隨有氫鍵的斷裂和重新形成B．DNA復(fù)制時(shí)伴隨有磷酸二酯鍵的斷裂和重新形成C．DNA復(fù)制時(shí)伴隨有高能磷酸鍵的斷裂和重新形成D．DNA復(fù)制時(shí)伴隨有雙螺旋結(jié)構(gòu)的破壞與重新形成【解析】DNA復(fù)制時(shí)需要先在解旋酶的作用下解旋并水解氫鍵，復(fù)制完成時(shí)模板母鏈與子鏈之間形成氫鍵，然后重新螺旋化；在復(fù)制過程中要消耗ATP，所以伴隨有ATP中高能磷酸鍵的斷裂和重新形成；復(fù)制時(shí)只在DNA聚合酶的作用下伴隨有磷酸二酯鍵的形成，而沒有磷酸二酯鍵的斷裂。【答案】B考點(diǎn)2DNA復(fù)制過程中的堿基數(shù)量關(guān)系(1)某DNA分子中含某堿基a個(gè)。復(fù)制n次需要游離的含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a·(2n－1)個(gè)；(2)第n次復(fù)制，需要游離的含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a·2n－1個(gè)。【例2】某雙鏈DNA分子中共有含氮堿基1400個(gè)，其中一條單鏈上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5。問該分子連續(xù)復(fù)制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是(

)A．200個(gè)B．400個(gè)

C．600個(gè)D．1200個(gè)【解析】雙鏈DNA分子中一條單鏈上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5，則整個(gè)雙鏈DNA分子中(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5，而雙鏈DNA分子中共有堿基1400個(gè)，所以A＝T＝200個(gè)，該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是(22－1)×200＝600個(gè)。

【答案】C1.(2011·安徽卷)甲、乙圖示真核細(xì)胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程，下列敘述正確的是()A．甲、乙所示過程通過半保留方式進(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B．甲所示過程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，乙在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行C．DNA分子解旋時(shí)，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一個(gè)細(xì)胞周期中，甲所示過程在每個(gè)起點(diǎn)只起始一次，乙可起始多次【解析】甲圖描述的是DNA復(fù)制，乙圖描述的是DNA轉(zhuǎn)錄。

【答案】D2.(2010·山東卷)蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是()A．每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記B．每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記C．只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記D．每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記【解析】由于DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，在有放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)DNA分子中有一條鏈含放射性。繼續(xù)在無放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，由于DNA的半保留復(fù)制，DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每條染色單體含一個(gè)DNA分子，所以一半的染色單體含放射性。

【答案】B3.(2010·海南卷)下列關(guān)于遺傳信息傳遞的敘述，錯(cuò)誤的是()A．線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則B．DNA中的遺傳信息是通過轉(zhuǎn)錄傳遞給mRNA的C．DNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序D．DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則【解析】本題考查遺傳信息傳遞的中心法則。在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制的過程中，遺傳信息的傳遞都遵循中心法則。線粒體和葉綠體中存在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯；細(xì)胞核DNA中的遺傳信息是通過轉(zhuǎn)錄傳遞給mRNA的；DNA中的遺傳信息可通過轉(zhuǎn)錄和翻譯決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序；DNA病毒中沒有RNA，但其遺傳信息的傳遞仍遵循中心法則。

【答案】D4.(2010·杭州聯(lián)考)某DNA分子中含有1000個(gè)堿基對(duì)(P元素只是32P)，若將該DNA分子放在只含31P的脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中讓其復(fù)制兩次，則子代DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量平均比原分子()A．減少1500B．增加1500C．減少1000D．增加1000【解析】復(fù)制兩次之后，4個(gè)DNA分子，一共8條鏈。兩條最初的32P，六條31P，由題意可知，每形成一條鏈相對(duì)分子質(zhì)量減少1000，則子代DNA分子相對(duì)分子量平均比原分子減少1500。

【答案】A5.(2010·寧波模擬)具有A個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片段，含有m個(gè)腺嘌呤，該片段完成第n次復(fù)制需要多少個(gè)游離的胞嘧啶核苷酸()A．2n(A－m)B．(2n－1)(A－m)C．(2n－1)(A/2－m)D．2n(A/2－m)B6.(2010·溫州一模)關(guān)于下圖中DNA分子片段的說法不正確的是()A．把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，子代中含15N的DNA單鏈占總鏈的7/8B．②處的堿基對(duì)缺失導(dǎo)致基因突變C．該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和(A＋C)/(T＋G)的比例上D．限制性核酸內(nèi)切酶作用于①部位，解旋酶作用于③部位【解析】DNA雙鏈中，(A＋C)/(T＋G)永遠(yuǎn)等于1。

【答案】C7.在生命科學(xué)研究中，“放射性元素示蹤”是經(jīng)常使用的研究手段。某生物科研所做了如下幾個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)仔細(xì)閱讀分析并回答有關(guān)問題。(1)將大腸桿菌的DNA分子用3H標(biāo)記后，放在普通培養(yǎng)基上按圖甲所示方式繁殖8代，那么在子代中含1H的DNA分子的比例是_____。DNA分子復(fù)制所需要的條件是_____________________，這種復(fù)制方式叫_______________。100%模板、原料、能量、酶半保留復(fù)制(2)如上圖乙所示，科研人員合成了一段含15N的特定DNA片段，用它作為探針，利用______________原理，可檢測(cè)待測(cè)標(biāo)本中的遺傳信息。這項(xiàng)技術(shù)目前在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面可用于______________________。DNA分子雜交檢測(cè)飲水中病毒含量(3)若把帶上3H標(biāo)記的蠶豆根尖細(xì)胞(2n＝12)移入含有秋水仙素的普通培養(yǎng)基中(秋水仙素不影響復(fù)制，但可抑制紡綞體形成)，連續(xù)分裂兩次，則第二次分裂前期細(xì)胞中有______條染色體。如果DNA的半保留復(fù)制假設(shè)成立，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)為：第一次分裂中期染色體全部都顯示放射性