2023届全国新高考生物精准冲刺复习：DNA 的复制

2023届全国新高考生物精准冲刺复习

DNA的复制

［课标

要求］概述DNA分子通过半保留方式进行复制

1.应用假说一演绎法探究DNA的复制方式，并归纳其中的数学规律；

2.DNA复制的条件、过程和特点（重）

3.DNA准确复制是遗传信息稳定遗传的基础（DNA准确复制的原因及意义）

教材P53-56,步步高P170-172

DNA的复制

I

对DNA复DNA半保留复DNA复制DNA复制的

制的推测制的实验证据的过程相关计算

半

全假说一演绎法解旋

保

保

留

的

复

曼合成子链

制

制

形成子代DNA

沃森和克里克脱氧核糖核酸的一种结构

inthefollowing,communications.Wewerenotaware

ofthedetailsoftheresultspresentedtherewhen,we

devisedourstructure,whichrestsmainlythoughnot

entirelyonpublishedexperimentaldataandstereo-

■jciwmiaLacguognts---------------------------------------n

IIthasnotescapedournoticethatthespecific1

Ipairingwehavepostulatedimmodiat-elysuggestsa

।possiblecopyhigmechanismforthe_genetic_material?

J^uirdetails'o?7KeHmcture,"including-tKe-con^

ditionsassumedinbuildingit,togetherwithaset

ofcO'Ordinatesfortheatoms,willbepublished

elsewhere.

WearemuchindebtedtoDr.JerryDonohuefor

constantadviceandcriticism,especiallyoninter­

atomicdistances.Wehavealsobeenstimulatedby

aknowledgeofthegeneralnatureoftheunpublished

experimentalresultsandideasofDr.M.H.F.

Wilkins,Dr.R.E.Franklinandtheirco-workersat

值得注意的是，我们提出的这种碱

基特异性配对方式，暗示着遗传物克里克当年为13岁儿子讲解

质进行复制的一种可能机制。DNA复制时所画的图稿

>

轻带

14N-DNA

15N-DNA重带

一氯化钠溶液

elson和Stahl实验原图

MeseIson-StahI实验密度梯度离心

一.DNA复制方式的实验证据

大圈杆菌在含iRiH4a的培养液中生长若干代

提取DNA密度

离心

如果DNA匿制15N/,5N-DNA

是半保留宜制

离

转移到含15N/15N-DNA

i«NH,Cl的

假说演绎法培养液中

第一代会出l5N/14N-DNA------

现的结果是细康分裳一次

技术:

第一代

同位素标记法・14N/l5N-DNA

细康再分整一次

提取DNA

密度梯度离心法第二代会出

现的结果是

第二代WZ-DNA

,4N/,SN-DNA

证明DNA复制方式的实验示意图

对位练习

用15N标记的一个DNA分子，放在含有14N的培养基中复制三次，则子代中,

1）含有"hl的DNA分子占全部DNA分子的比例是1/4

2）含15N链占全部DNA单链的比例是1/8

3）含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例是1

4）只含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例是3/4

5）含14N链占全部DNA单链的比例是7/8

对位练习

（2018•海南，15）现有DNA分子的两条单链均只含有UN（表示为14NMN）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

MN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15NMN和MN14N两种，其比例为1：3

B.有15N15N和MN14N两种，其比例为1：1D

C有15N5N和14N14N两种，其比例为3：1

D.有15N14N和14NMN两种，其比例为3：1

二DNA!

1.概念：以亲代DNA的为模板合成子代DNA的过程

2.时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期

3•场所：真核生物：细胞核（主要）叶绿体、线粒体2

原核生物：拟核、细胞质（质粒）

4.条件：1）模板（母链DNA）

2）能量（ATP）L飞

3）4种脱氧核甘酸

「解旋酶脱氧核昔酸

4）酶-DNA聚合酶.DNA片段//

-DNA连接酶人

5.过程：3"?冈崎片段

3’

二,DNA复制的过程②合成以两条母链为模板，4种脱氧核普酸为原

料，按碱基互补配对原则合成为两条新的子链。

DNA聚合酶

母链（模板链）

子链（新合成的链）

I

③复旋

一条母链和一条子链盘绕成为一个新的DNA分子。

四种脱

解旋酶氧核普酸

①解旋在解旋酶的作用下，双链螺旋

的DNA打开氢键，解开成为两条单链,

每条单链均作为模板合成新的DNA。

二.DNA复制的过程

6.复制中形成的化学键：氢键、磷酸二酯键

7.特点:①半保留复制②边解旋边复制③半不连续复制

8.准翻复制的原因：(l)DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板。

(2)通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。

9.意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。

拓展：真核生物与原核生物DNA复制的区别真核生物DNA的复制

原核DNA的复制OriginofParent

replicationstrand从多个起点开始迸行，

4,一：

使得复制能在较短时

间内完成。

原核生物DNA的复制

只有一个复制起点。

人体细胞某DNA的长度为200xl&9m,复制速度为5xl0-9m/s,

但经检测却发现此DNA的复制只需5s的时间。此事实说明什么？

2.已知果蝇的加因组大小为1.8x10*bp（bp

具多个复制起点。若共有个复制起点，则又表示峻基对）,真核细胞中DNA复制的速率一般

4为50〜IOObp/的下图为果蝇DNA的电镜.照片.

可说明什么？图中的泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在

复制的部分请你推测果蝇DNA形成多个凝制泡

的原因一

进行双向复制。

果蝇DNA的电检照片

下面是DNA复制的有关图示。A-B-C表示大肠杆菌的DNA复制。D-F表示哺乳动

物的DNA复制。图中黑点表示复制起点，〃一〃表示复制方向，/〃表示时间顺序。

Q)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，则理论上此DNA分子复制约需30s,而实际上只需约16s,根据

A-C过程分析，这是因为复制是双向迸行的特点1：双向复制特点2:多起点复制(真核生物：

(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长,若按A-C的方式复制，至少需要8h,

而实际上只需要约2h,根据D-F过程分析，是因为DNA分子中有多个复制起点

⑶A-F均有以下特点：延伸的子链紧跟着

解旋酶，这说明DNA分子复制是

边解旋边复制特点3:边解旋边复制

(4)C与A相同,F与D相同，C、F能被如此准

确地胄制出来，是因为

独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板

ABCDEF①DNA

②复制过程严格遵循碱基互补配对原则。

二「DNA；

有关DNA半保留复制的计算方法

(1)1个DNA分子连续复制〃代，共产生L个子代DNA分子，子代DNA分

子中共有单链2〃+i条；其中，旧链2条，新链2〃+「2条。

(2)若一个亲代DNA分子含有某种脱氧核昔酸用个，则：

①经过连续〃次复制，需消耗游离的该脱氧核甘酸数目为上出工个。

②第〃次复制时，需消耗游离的该脱氧核甘酸”21个。

对位练习

如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5000对碱基，A+T占碱基

总数的34%,若该DNA分子在含MN的培养基中连续复制2次，下列叙述正

确的是（）

A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶B

B.DNA分子复制2次需游离的胞口密咤脱氧核苗酸9900个

C.④处指的是腺瞟聆核糖核甘酸一

5N

子代中含15的分子占

D.NDNA1/2二

4N

④

对位练习

9.某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A：T：G：C=1：2：3：4,

则关于该DNA分子的叙述正确的是Q

A.该DNA分子含有4个游离的磷酸基团

B.该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺喋吟脱氧核昔酸120个

C.该DNA分子中四种含氮碱基的比例是A：T：G：C=3：3：7：7

D.该DNA分子的碱基排列方式共有4I。。种

DNA：1.有丝分裂

第一次有丝分裂：〃3ip〃32p〃

中期？每条染色体上两条染色单体都带有放射性：

后期::每条染色体都带有放射性：”|，i

子细向杳凝瓶标注而细胞数:

：2个子细胞都带有放射性：

染色体：1

DM2

子细胞中含放射性标记的染色体条数吼tt染色单体：2

人期

j5n蔡桑•底底：子I代细胞

第二次分裂；

第二次有丝分裂........................

中期:I每条染色体上只有一条染色单体带有放射性

后期::一半染色体带有放射性:

1

子细胞中含放射性标记的细胞数、

染色体条数2或3或4

10—2n家：

1

三.DNA复制与细胞分裂的关系1,有丝分裂

第一种情况是4个细胞都是

DNA被15N标记

第一次分裂形

成的子细胞

第一次有丝分裂

绢胞£■2,减数分裂

对位练习步步高P173T5

5.将马蛔虫Q〃=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B

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0〜4

B.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0〜4

C.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

0-2

D.乙在减数分裂n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

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会取代胸昔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