第六单元第3课时DNA的复制课件-2023届高三生物一轮复习

课标要求概述DNA分子通过半保留方式进行复制。DNA的复制第3课时1.DNA复制方式的实验证据(1)实验者：美国生物学家

和

。(2)研究方法：

。(3)实验材料：大肠杆菌。(4)实验技术：

技术和离心技术。(5)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。(6)实验假设：

。梳理归纳

夯实必备知识梅塞尔森斯塔尔假说—演绎法同位素标记DNA以半保留的方式复制(7)实验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA；轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。(8)实验过程及分析①实验过程②实验分析a.立即取出：提取DNA→离心→

。b.细胞分裂一次(即细菌繁殖一代)取出：提取DNA→离心→

。c.细胞再分裂一次(即细菌繁殖(9)实验结论：

。全部重带全部中带DNA的复制是以半保留的方式进行的2.DNA的复制(1)概念、时间、场所线粒间期体叶绿体(2)过程(3)结果：一个DNA分子形成了两个

的DNA分子。(4)特点__________________________边解旋边复制半保留复制完全相同解旋酶解开的每一条母链脱氧核苷酸DNA聚合酶(5)DNA准确复制的原因DNA具有独特的

结构，为复制提供精确的模板，

原则，保证了复制能准确地进行。(6)DNA复制的意义：DNA通过复制，将

从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了

的连续性。双螺旋碱基互补配对遗传信息遗传信息热图分析下列为DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。热图分析①若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，理论上此DNA分子复制约需30s，而实际上只需约16s，根据A→C过程分析，这是因为

。②哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2m之长，若按A～C图的方式复制，至少需要8h，而实际上只需约6h，根据D～F图分析，原因是

。复制是双向进行的DNA分子从多个起点(双向)复制热图分析③A～F图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制的特点是

。④哺乳动物成熟的红细胞能否进行上述过程？

。边解旋边复制不能3.“图解法”分析DNA复制相关计算(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则：①子代DNA共2n个含15N的DNA分子：

个只含15N的DNA分子：

个含14N的DNA分子：

个只含14N的DNA分子：

个②脱氧核苷酸链共2n＋1条含15N的脱氧核苷酸链：

条含14N的脱氧核苷酸链：

条202n(2n－2)2(2n＋1－2)(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为__________。②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为

。m·(2n－1)m·2n－1考向一DNA复制过程及实验证据辨析1.图示DNA复制过程，下列叙述正确的是A.DNA复制过程中不需要引物，也不需要能量B.新形成的两条单链复制的方向不同且均为连

续复制C.该过程在蛙的红细胞和哺乳动物的红细胞均能发生D.复制后的两个DNA分子位于一条或两条染色体上考向突破强化关键能力√DNA复制过程需要引物引导复制的开始，也需要消耗ATP，A错误；DNA分子是反向平行的，而复制的时候只能是从5′－端向3′－端延伸，所以两条子链合成方向相反，且据图可知，并非两条链均为连续复制，B错误；哺乳动物成熟红细胞不能进行DNA分子复制，C错误；复制后的两个DNA分子位于一条(着丝粒断裂之前)或两条染色体上(着丝粒断裂之后)，D正确。2.(2022·北京丰台区高三模拟)14N和15N是N元素的两种稳定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。为探究DNA复制的方式，科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，繁殖若干代得到的大肠杆菌，其DNA几乎都被15N标记；再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中培养。收集不同时期的大肠杆菌，提取DNA并进行离心处理，离心后试管中DNA的位置如图所示。下列推测不合理的是A.子代DNA的两条链可能都含有15NB.1号带中的DNA的氮元素都是14NC.实验结果证明DNA复制方式为半保留复制D.3号带的DNA为亲代大肠杆菌的DNA√由于DNA分子的复制方式为半保留复制，培养液中含有14NH4Cl，所以子代DNA的两条链不可能都含有15N，A错误；1号带中的DNA的氮元素都是14N，相对质量最轻，离心后分布在试管上端，B正确；3号带分布在试管的下端，说明DNA分子的两条链都是15N，为亲代大肠杆菌的DNA，D正确。考向二DNA复制过程的有关计算3.某DNA分子片段中共含有3000个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用15N标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是A.X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3600个C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1√X层(2个DNA分子含有14N和15N)与Y层(6个DNA分子只含15N)中DNA分子质量比小于1∶3，A错误；1个DNA中鸟嘌呤G＝450个，Y层(6个DNA分子只含15N)中含15N标记的鸟嘌呤G＝450×6＝2700个，B错误；X层中有2个DNA分子，Y层中有6个DNA分子，故X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍，C正确；W层(14个含有15N的DNA单链)与Z层(2个含有14N的DNA单链)的核苷酸数之比是14∶2＝7∶1，D错误。4.(2022·广东高三模拟)一个被15N标记的、含1000个碱基对的DNA分子片段，其中一条链中T＋A占30%，若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复制3次，相关叙述正确的是A.该DNA分子的另一条链中T＋A占70%B.该DNA分子中含有A的数目为400个C.该DNA分子第3次复制时需要消耗2800个GD.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为7/8√DNA分子片段的一条链中T＋A占30%，根据碱基互补配对原则，另一条链中T＋A也为30%，A错误；根据题意分析可知，该DNA分子中含有A的数目为300个，B错误；根据题意分析可知，G＝C＝700，该DNA分子第3次复制时需要消耗G的数量＝22×700＝2800个，C正确；经3次复制后，8个子代DNA分子中都含14N，故比例为1，D错误。考向三DNA复制与细胞分裂的关系5.将马蛔虫(2n＝4)的甲、乙两个精原细胞核DNA双链用32P标记，接着置于不含32P的培养液中培养，在特定的条件下甲细胞进行两次连续的有丝分裂、乙细胞进行减数分裂。下列相关叙述正确的是A.甲在第一个细胞周期后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体

数为0～4B.甲在第二个细胞周期后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞含有32P的染色

体数为0～4C.乙在减数分裂Ⅰ后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体数为

0～2D.乙在减数分裂Ⅱ后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞中含有32P的染色体

数为0～2√一个细胞周期中DNA分子只进行一次半保留复制，因此甲在第1个细胞周期后，全部细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，即每个细胞中含有32P的染色体数为4，A错误；第一个细胞周期结束形成的2个子细胞的每个DNA分子都有一条链含有32P，另一条链含有31P。在第二个细胞周期中，DNA分子又进行了一次半保留复制，则形成的8个DNA分子中，有4个DNA分子是一条链含有32P，另一条链含有31P，另外4个DNA分子都只含31P，而在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开后随机移向两极，因此甲在第2个细胞周期后，有2个或3个或4个细胞含32P，且每个细胞含有32P的染色体数为0～4，B正确；减数分裂前的间期，DNA分子只进行一次半保留复制，因此乙经过减数分裂Ⅰ后，形成的2个细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，在减数分裂Ⅱ前期和中期，有2条染色体含有32P，在减数分裂Ⅱ后期和末期，有4条染色体含有32P，即每个细胞中含有32P的染色体数为2或4，C错误；乙在减数分裂Ⅱ后，将形成4个精细胞，每条染色体含有32P，故4个细胞均含32P，D错误。6.(2019·浙江4月选考，25)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是A.1/2的染色体荧光被抑制B.1/4的染色单体发出明亮荧光C.全部DNA分子被BrdU标记D.3/4的DNA单链被BrdU标记√DNA复制方式是半保留复制，第一次分裂结束后所有染色体的DNA分子中一条链不含BrdU，另外一条链含有BrdU；第二次分裂结束后有1/2的染色体上DNA分子两条链均含有BrdU，1/2的染色体上DNA分子中一条链不含BrdU，另外一条链含有BrdU；到第三次有丝分裂中期，全部DNA分子被BrdU标记，所有染色体均含有姐妹染色单体，其中有1/2的染色体上2个DNA分子的两条链均含有BrdU(荧光被抑制)，有1/2的染色体上2个DNA分子中的1个DNA分子的两条链中的1条含BrdU、1条不含BrdU，另1个DNA分子的两条链均含BrdU，所以有1/4的染色单体会发出明亮荧光，7/8的DNA单链被BrdU标记。重温高考真题演练1.(2021·山东，5)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T－DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是A.N的每一个细胞中都含有T－DNAB.N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4C.M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A－U的细胞占1/2nD.M经3次有丝分裂后，含T－DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占1/2√123451234N是由M细胞形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T－DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，所以M细胞含有T－DNA，因此N的每一个细胞中都含有T－DNA，A正确；N植株的一条染色体中含有T－DNA，可以记为＋，因此N植株关于是否含有T－DNA的基因型记为＋－，如果自交，则子代中相关的基因型为＋＋∶＋－∶－－＝1∶2∶1，有3/4的植株含T－DNA，B正确；M中只有1个DNA分子上的单链上的一个C脱去氨基变为U，所以复制n次后，产生的子细胞有2n个，但脱氨基位点为A－U的细胞只有1个，所以这种细胞的比例为1/2n，C正确；51234如果M经3次有丝分裂后，形成子细胞有8个，由于M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，是G和U配对，所以复制三次后，有4个细胞脱氨基位点为C－G,3个细胞脱氨基位点为A－T，1个细胞脱氨基位点为U－A，因此含T－DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占3/8，D错误。52.(2021·浙江，22)在DNA复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体√12345据题意分析第一个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有BrdU，故呈深蓝色，A正确；第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有BrdU呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有BrdU呈深蓝色，故着色都不同，B正确；第二个细胞周期结束后，不同细胞中含有的带有双链都含有BrdU的染色体和只有一条链含有BrdU的染色体的数目是不确定的，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体比例不能确定，C错误；12345根尖分生区细胞可以持续进行有丝分裂，且DNA复制为半保留复制，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以观察到一条链含有BrdU的染色单体，成深蓝色，D正确。123453.(2021·浙江，14)含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为A.240个

B.180个C.114个

D.90个√123451234分析题意可知：该DNA片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中一条链(设为1链)的A＋T占40%，即A1＋T1＝40个，则C1＋G1＝60个；互补链(设为2链)中G与T分别占22%和18%，即G2＝22，T2＝18，可知C1＝22，则G1＝60－22＝38＝C2，故该DNA片段中C＝22＋38＝60。已知DNA复制了2次，则DNA分子的个数为22＝4，4个DNA分子中共有胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数量为4×60＝240，原DNA片段中有60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，则需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为240－60＝180，B正确，A、C、D错误。54.(2018·海南，15)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3B.有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1C.有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1D.有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1√123451234DNA分子的两条单链均只含有14N，该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，形成4个DNA，其中2个DNA为15N14N，另外2个DNA为15N15N。再转到含有14N的培养基中繁殖一代，DNA为15N14N形成的子代DNA中，1个DNA为15N14N，另外1个DNA为14N14N；而DNA为15N15N形成的2个子代DNA都为15N14N；因此，理论上DNA分子的组成类型有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1。55.(2021·辽宁，7)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′－端B.子链的合成过程不需要引物参与C.DNA每条链的5′－端是羟基末端D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链√123451234子链延伸时由5′→3′合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′－端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′－端是磷酸基团末端，3′－端是羟基