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第3章基因的本质素能提升课DNA复制的有关计算[核心精要]DNA复制的有关计算将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：(1)DNA分子数①子代DNA分子数＝2n个。②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。(2)脱氧核苷酸链数①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。②亲代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2条。③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。(3)消耗的脱氧核苷酸数：若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸m(2n－1)个；第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数为m·2n－1。【方法技巧】巧借模式图解答与DNA复制有关问题学会画DNA分子半保留复制图解有助于理解DNA的相关计算规律，如下图所示：注意：开始被15N标记的DNA分子作为0代还是第1代决定了世代数与子代所占比例的计算。A[利用DNA复制规律可知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3000＝(2n－1)·200，得n＝4。][对点训练]1．某一个DNA分子中，A为200个，复制n次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个，则该DNA分子已经复制了几次？()A．4次B．3次C．5次D．6次D[DNA的复制方式为半保留复制，连续复制3次形成8个DNA分子，则含15N的脱氧核苷酸链只有2条，则其占全部脱氧核苷酸链的比例是2/16＝1/8，选项D正确。]2．一个被15N标记的DNA分子，以含14N的4种脱氧核苷酸为原料，连续复制3次，则含15N的脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链的比例是()A．1/2B．1/4C．1/6D．1/83．某个DNA片段由500对碱基组成，G＋C占碱基总数的34%。若该DNA片段连续复制三次，第三次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为()A．1155B．1320C．2310D．2640B[由于G＋C占总数的34%，所以A＋T占66%，A与T各占33%，整个DNA片段中含有500对碱基，该DNA片段中腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为33%×1000＝330个，在第三次复制时需新合成8条DNA单链，相当于4个DNA分子，因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为330×4＝1320(个)。]4．已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4。该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸4500个，则该DNA分子已经复制了()A．3次B．4次C．5次D．6次B[先要计算一个DNA分子中含有G的数目，其中一条链上G的数目＝500×4/(1＋2＋3＋4)＝200(个)，则另一条链上G的数目＝500×2/(1＋2＋3＋4)＝100(个)，所以DNA双链上共有G300个，n次复制结束后共消耗G的数目为4500个，4500/300＝15，即DNA分子增加15个，复制后DNA的数目是16＝24，则n＝4。]5．用15N标记含有100个碱基对的双链DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是()A．含有15N的DNA分子占1/8B．复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个C．含有14N的DNA分子占7/8D．复制结果共产生16个DNA分子C[15N标记的DNA分子在含14N的培养基中复制4次后，产生16个DNA分子，其中含15N的DNA分子有2个，占1/8，A、D项正确；经计算，该DNA分子中A＝40个，则复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸15×40＝600(个)，B项正确；含14N的DNA分子有16个，占总数的100%，C项错误。]6．在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N—DNA(相对分子质量为a)和15N—DNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。下列对此实验的叙述不正确的是()B[由题干和图分析知，该实验证明了DNA分子的复制方式为半保留复制，Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/2。]A．Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15NB．Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4C．预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为7a＋b8D．上述实验结果证明DNA分子的复制方式为半保留复制7．某DNA含有3000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图①所示；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图②所示。则下列有关分析中正确的是()A．X层中的DNA只有14N标记，Y层中的DNA只有15N标记B．W层中含15N标记的胞嘧啶3150个C．W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4D．X层中含有的氢键数是Y层的3倍B[由于DNA复制是半保留复制，故X层为中带，应是含15N和14N的DNA；由于DNA分子复制3次，产生8个DNA，共16条链，故Z含有2条14N链，W含14条15N链。由于DNA含3000个碱基，腺嘌呤占35%，所以胞嘧啶占15%，有3000×15%＝450(个)，所以W层中含15N标记的胞嘧啶为450×14÷2＝3150(个)；W层与Z层的核苷酸数之比为14∶2＝7∶1；X层含2个DNA分子，Y层含6个DNA分子，故X层氢键数为Y层的1/3。]8．(2016·全国卷Ⅰ)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_____________________________________________________________________________。[解析](1)根据题干信息可知，该酶能将ATP水解成ADP和磷酸基团(即Pγ)，同时将Pγ基团转移到DNA末端上。因此需用32P标记到ATP的γ位上。(2)DNA生物合成的原料为脱氧核苷酸。将dATP两个高能磷酸键都水解后产物为dA—Pα(腺嘌呤脱氧核苷酸)，为合成DNA的原料，因此需用32P标记到dATP的α位上。(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记。[答案](1)γ(2)α(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记Thankyouforwatching!