高中 | 第3节 DNA的复制 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修二 遗传与进化

第三章 基因的本质

第3节 DNA的复制

生物学家在探究$\rm DNA$ 复制方式时,将大肠杆菌在含有¹⁵$\rm N$的培养液中繁殖数代后,其$\rm DNA$几乎都是¹⁵$\rm N$标记的,然后将上述大肠杆菌转移到含¹⁴$\rm N$的普通培养液中培养,在不同时刻收集大肠杆菌并提取其$\rm DNA$,再将提取的$\rm DNA$进行离心,记录离心后试管中 $\rm DNA$的位置,结果如图①~④所示。下列相关叙述正确的是$\rm (\qquad)$

  

["

②为最早收集到的离心结果,$\\rm DNA$位于试管的中层

","

③为细胞分裂两次后的离心结果,¹⁴$\\rm N/$¹⁵$\\rm N-DNA$$\\rm 3/4$,¹⁴$\\rm N/$¹⁴$\\rm N-DNA$$\\dfrac{1}{4}$

","

④为细胞分裂一次后的离心结果,$\\rm DNA$ 位于试管的底部

","

①②③中均出现¹⁴$\\rm N/$¹⁵$\\rm N-DNA$,可以证明$\\rm DNA$ 复制方式是半保留复制

"]
[["D"]]

$\rm DNA$的复制方式为半保留复制,由于$\rm ^{15}N$$\rm ^{14}N$的原子量不同,形成的$\rm DNA$的相对质量不同,若$\rm DNA$分子的两条链都是$\rm ^{15}N$$\rm DNA$分子的相对质量最大,离心后分布在试管的下端,如果$\rm DNA$分子的两条链都含有$\rm ^{14}N$,相对质量最轻,离心后分布在试管上端,如果$\rm DNA$分子的一条链是$\rm ^{14}N$,另一条链是$\rm ^{15}N$,相对分子质量介于二者之间,离心后分布在试管中部。

$\rm A$$\rm DNA$的复制方式为半保留复制,$\rm DNA$母链的含氮碱基皆含有$\rm ^{15}N$,在含$\rm ^{14}N$的培养基中培养,第一次复制结束后,子一代$\rm DNA$的一条链含$\rm ^{15}N$,一条链含$\rm ^{14}N$,第二次复制结束后,子二代有两种:一种$\rm DNA$的一条链含$\rm ^{15}N$,一条链含$\rm ^{14}N$,另一种$\rm DNA$只含有$\rm ^{14}N$,第$\rm n$次复制结束后,产生$\rm 2^{n}$$\rm DNA$分子,其中$\rm 2$条是含模板链的$\rm ^{15}N/^{14}N$,其余都是$\rm ^{14}N$,②离心管中$\rm DNA$的位置为中间,即只含有$\rm ^{15}N/^{14}N-DNA$,可知$\rm DNA$分子已复制一次,而④试管$\rm DNA$只分布在下端即只有$\rm ^{15}N/^{15}N-DNA$,可知④试管中$\rm DNA$没有复制,因此是最早收集到的大肠杆菌$\rm DNA$的离心结果不是②,而是④,$\rm A$错误;

$\rm B$、③离心管中$\rm DNA$的位置为上端和中间,既含有$\rm ^{14}N/^{14}N-DNA$也含有$\rm ^{15}N/^{14}N-DNA$,且$\rm ^{14}N/^{14}N-DNA$的数量比$\rm ^{15}N/^{14}N-DNA$的数量要多,表明$\rm DNA$分子复制不是两次,如果是复制两次,$\rm ^{14}N/^{14}N-DNA$的数量和$\rm ^{15}N/^{14}N-DNA$的数量一样多,$\rm B$错误;

$\rm C$、④试管$\rm DNA$只分布在下端即只有$\rm ^{15}N/^{15}N-DNA$,可知④试管中$\rm DNA$没有复制,$\rm C$错误;

$\rm D$、由图可知,①②③号试管$\rm DNA$分子均发生了复制,且均产生了$\rm ^{14}N^{/15}N-DNA$,若为全保留复制不会出现这样的$\rm DNA$分子,因此是半保留复制的结果,$\rm D$正确。

故选:$\rm D$

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