2025届高三生物一轮复习课件 DNA的复制

DNA的复制一.DNA复制的推测——假说-演绎法1.提出问题2.作出假说3.演绎推理4.总结结论DNA以什么方式复制？沃森和克里克：半保留复制科学方法：同位素标记法、密度梯度离心法梅塞尔森和斯塔尔：大肠杆菌DNA复制实验15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度

，因此，利用

技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。大密度梯度离心高密度带中密度带低密度带15N14N15N15N14N14N一.DNA复制的推测——假说-演绎法1.提出问题2.作出假说3.演绎推理4.总结结论（3）演绎推理，预测结果15N14N14N14N15N14NP:F1:F2:细胞再分裂一次15N15N转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心高密度带中密度带低密度带中密度带如果是全保留复制，预期结果是？如果是分散复制，预期结果是？一.DNA复制的推测——假说-演绎法1.提出问题2.作出假说3.演绎推理4.总结结论（4）进行实验，总结结论DNA是半保留复制实验结果和预测结果一致15N14N14N14N15N14NP:F1:F2:细胞再分裂一次15N15N转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心高密度带中密度带低密度带中密度带1.概念：DNA的复制是指以

为模板合成

的过程。主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；原核细胞：主要在拟核中，在质粒处也有DNA的复制。3.发生时期(真核生物)细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。真核细胞：

2.DNA复制场所亲代DNA子代DNA4.过程：①解旋：在ATP驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的2条链之间的氢键解开。②合成子链：以每一条母链为模板，以游离的将4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶的作用下合成与母链互补的1条子链。③形成DNA：新合成的子链不断延伸，每条新链与其对应的模板链绕成双螺旋结构。（1）半保留复制（2）边解旋边复制5.DNA复制的特点DNA聚合酶不能催化DNA新链从头合成，只能催化dNTP加入核苷酸链的3'-OH末端。因而复制之初需要一段RNA(DNA)引物的3’一OH端为起点，合成5’→3’方向的新链。模板链：3’→5’；合成子链方向：5’→3’（3）双向复制新合成的子链DNA聚合酶DNA聚合酶解旋酶游离的脱氧核苷酸前导链、后随链、冈崎片段新合成的子代DNA一条链是模板母链，另一条是新合成的子链6.DNA复制需要的基本条件模板原料酶能量亲代DNA的两条链游离的4种脱氧核苷酸解旋酶/DNA聚合酶等由细胞提供(如ATP提供)7.DNA精确复制的原因（1）DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。（2）通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。8.DNA制的意义将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持了遗传信息的连续性。新合成的子链DNA聚合酶DNA聚合酶解旋酶游离的脱氧核苷酸例1.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，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。(1)A→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______________________的。(2)若A中含有48500个碱基对，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_____________________。特点2：双向复制复制是双向进行的边解旋边复制特点1：边解旋边复制例1.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，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。(3)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_________________________________。(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为_________________________________________________________________________DNA分子中有多个复制起点特点3：多起点复制(真核生物)①DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板。②复制过程严格遵循碱基互补配对原则。2023山东卷T5．将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5'端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是（）A．据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象B．甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等C．丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等D．②延伸方向为5'端至3'端，其模板链3'端指向解旋方向D1966年，科学家提出了DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链连续形成，另一条子链不连续，即先形成短片段后再进行连接(如图1)。为验证假说，进行如下实验：用3H标记T4噬菌体，在培养噬菌体的不同时刻，分离出噬菌体DNA并加热使其变性，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。下列相关叙述错误的是()A．与60秒相比，120秒结果中短链片段减少的原因是短链片段连接形成长链片段B．DNA的半不连续复制保证了DNA的两条链能够同时作为模板进行复制C．该实验可用32P标记的脱氧核苷酸代替3H标记的脱氧核苷酸标记DNAD．若以DNA连接缺陷的T4噬菌体为材料，则图2中的曲线峰值将右移D(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，9.DNA复制的相关计算则：

共产生子代DNA分子______个；

子代DNA分子中，含15N的DNA分子________个；

子代DNA分子中，含14N的DNA分子________个；

子代DNA分子中，只含15N的DNA分子______个；

子代DNA分子中，只含14N的DNA分子______个；2n22n02n-2(2)DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数若亲代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______________。第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为____________。m·(2n－1)m·2n－1例3：有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制三次，则含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是_____，含15N的DNA链占全部DNA单链的比例是_____。复制8次，则含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是___________。含15N的DNA链占全部DNA单链的比例是__________。若该DNA分子中含碱基A50个，则：复制n次产生子代DNA分子_______个，总共需A_______________个，第n次复制产生子代DNA分子_____个，需A___________________个。

1/850×2n-11/450×（2n-1）2n2n2/28=1/272/29=1/28例4.某DNA分子中含有1000个碱基对(被32P标记)，若将该DNA分子放在只含被31P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，子代DNA分子相对分子质量平均比原来减少

。1500OPCH2

OHOOHHOHHHHH碱基

磷酸

脱氧核糖PPPPATGCPPPPATGC以每个DNA分子中的1对脱氧核苷酸为例：用是31P复制2次，得到4个DNA=8个脱氧核苷酸（6个是31P+2个是32P），算出每个脱氧核苷酸含P平均质量=（32×2+31×6）/8=31.25；每个脱氧核苷酸含P平均质量减少量=32-31.25=0.75；该DNA分子含有1000个碱基对，每个DNA分子平均质量减少量=1000×2×0.75=1500OPCH2

OHOOHHOHHHHH碱基

磷酸

脱氧核糖PPPPATGCPPPPATGC以每个DNA分子中的1对脱氧核苷酸为例：用是31P复制2次，得到4个DNA=8个脱氧核苷酸（6个是31P+2个是32P），用是32P复制2次，得到4个DNA=8个脱氧核苷酸（0个是31P+8个是32P），算出两次减少的总质量=（8-2）×（32-31）=6每个脱氧核苷酸含P平均质量减少量=6/8=0.75；该DNA分子含有1000个碱基对，每个DNA分子平均质量减少量=1000×2×0.75=1500OPCH2

OHOOHHOHHHHH碱基

磷酸

脱氧核糖PPPPATGCPPPPATGC1个DNA复制2次，得到4个DNA=8条脱氧核苷酸链：用是31P复制2次，得到8条脱氧核苷酸链（6条是31P+2条是32P），用是32P复制2次，得到8条脱氧核苷酸链（0条是31P+8条是32P），该DNA分子含有1000个碱基对，1条是31P链和1条是32P链的差值=（32-31）×1000=1000；两种复制总差值=1000×6=6000子代DNA4个，每个DNA分子平均质量减少量=6000/4=1500(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(3)切记在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。特别提醒：“DNA复制”相关题目的4点“注意”用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，从而示踪物质的运行规律和变化规律。科学方法：同位素标记法1.放射性同位素3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成与运输过程。14C标记CO2，研究暗反应中碳的转移途径。标记DNA3H14C32P35S标记蛋白质探究噬菌体的遗传物质——检测放射性2.稳定同位素18O标记H2O、CO2研究光合产物O2中氧原子的来源。——检测密度或相对分子质量15N标记DNA研究DNA复制方式。01DNA的复制例1.一个被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，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7/8C方法便笺复制染色体数目不变

DNA数目加倍复制产生的两个子代DNA分子位于一条染色体的两条姐妹染色单体上，由着丝点连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开，分别进入两个子细胞中。01DNA的复制方法便笺▲论DNA复制多少次，含有母链的DNA分子永远只有两条01DNA的复制例1.一个被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，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