3 第3节 DNA的复制-【金版新学案】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 不定项）

第3节　DNA的复制 　 第3章　基因的本质 学习目标 1.运用假说—演绎法探究DNA的复制方式。　 2.概述DNA通过半保留的方式进行复制。　 3.理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。 知识点一　DNA半保留复制的实验证据 1 知识点二　DNA复制的过程 2 课时测评 5 学习小结 3 内容索引 随堂达标演练 4 DNA半保留复制的实验证据 知识点一 返回 新知导学 1．对DNA复制的推测 (1)提出者：______________。 (2)假说内容 ①解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的_____断裂。 ②复制 ③特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式称作___________。 沃森和克里克 氢键 两条单链 脱氧核苷酸 碱基互补配对 半保留复制 2．DNA半保留复制的实验证据 (1)实验材料：__________。 (2)实验方法：运用____________技术。 (3)实验过程 大肠杆菌 同位素标记 (4)实验预期 两条链被标记情况 密度大小 离心位置 都是15N 最大 靠近试管的__________部 一条15N，一条14N 居中 位置__________ 都是14N 最小 靠近试管的__________部 底 居中 上 (5)实验结果 ①提取亲代DNA→离心→位置靠近试管__________。 ②繁殖一代后，提取DNA→离心→位置__________。 ③繁殖两代后，提取DNA→离心→1/2位置__________，1/2位置更__________。 (6)实验结论：DNA的复制是以________________进行的。 提醒：15N没有放射性，是一种稳定同位素，不能通过检测放射性的方法对实验结果进行分析。 底部 居中 居中 靠上 半保留的方式 判断正误 1．沃森和克里克证明DNA的复制方式是半保留复制。 ( ) 2．证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术。( ) 3．证明DNA半保留复制实验中用14N标记NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，是通过产物的质量不同来进行区分的。 ( ) 4．DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。 ( ) × √ √ √ 合作探究 任务　DNA的复制方式的实验探究 科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(复制完成后，亲代DNA双链被切成片段后，分散进入子代复制品的每条链中)，如图所示。 请据图回答下列问题： (1)用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？ 提示：同位素标记技术。 (2)若DNA复制的方式是全保留复制，请你预期实验结果并完善表格： (3)若DNA复制的方式是分散复制，则第一代和第二代出现条带的数量及位置如何？ 提示：第一代只出现1条中带，第二代只出现1条位于中带和轻带之间的条带。 大肠杆菌 DNA在离心管中的位置及比例 DNA分子所含N的类型 亲代 下部，100% 15N/15N－DNA 第一代 下部__________，上部__________ ______________ _____________ 第二代 下部__________，上部__________ ______________ _____________ 50% 50% 25% 75% 15N/15N－DNA、 14N/14N－DNA 15N/15N－DNA、 14N/14N－DNA (4)科学家的实验结果显示第一代只出现一条中带，这个结果排除了哪种复制方式？ 提示：排除了全保留复制的方式。 (5)科学家的实验结果显示第二代出现了一条中带和一条轻带，这个结果可以进一步将哪种复制方式排除掉？ 提示：排除了分散复制的方式。 应用1.将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是 A．细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层 B．细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层 C．细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层 D．该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制 √ 细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的上层，1/4的DNA位于试管的中层，C错误。 应用2.某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动， 结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl 或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆 菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述不正确 的是(不定项) A．本活动运用了同位素标记技术和差速离心技术 B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N/14N－DNA D．实验结果无法说明DNA的复制是半保留复制的 √ √ √ 题意显示“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或 15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心 管中的分布位置”可知，本活动运用了同位素标记 技术和密度梯度离心技术，A错误；分析图示可知， a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在 含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误；b管中的DNA密度介于a、c管中的中间，表明该管中的大肠杆菌的DNA都是一条链为15N与另一条链为14N，C正确；实验结果说明了DNA分子的复制是半保留复制，D错误。 返回 DNA复制的过程 知识点二 返回 新知导学 1．DNA复制的概念：以__________为模板合成__________的过程。 2．发生时期：在真核生物中，这一过程是在_______________期，随着染色体的复制而完成的。 亲代DNA 子代DNA 细胞分裂前的间 3．过程 解旋酶 解开的每一条母链 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 4．结果：一个DNA分子形成了两个__________的DNA分子。 5．特点 (1)_____________。 (2)________复制。 6．准确复制的原因 (1)DNA独特的__________结构，为复制提供了精确的模板。 (2)通过______________，保证了复制能够准确地进行。 7．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。 完全相同 边解旋边复制 半保留 双螺旋 碱基互补配对 遗传信息 遗传信息 精通教材 (教材P56“拓展应用”)真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100 bp/s，果蝇DNA的电镜照片中有一些泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分，果蝇DNA上形成多个复制泡，这说明了什么问题？ 提示：果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。 合作探究 任务一　分析DNA复制过程和特点 1．DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′-端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物，下图表示DNA复制过程。 (1)据图可知，DNA聚合酶使两条子链从5′-端到3′-端，还是从3′-端到5′-端进行合成？ 提示：从5′-端到3′-端进行。 (2)合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？ 提示：互补。 (3)DNA分子的复制具有哪些特点？ 提示：半保留复制、边解旋边复制。 (4)DNA分子的哪些结构特点保证了其精确复制？复制过程是否绝对精确，不出差错？ 提示：DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。但是复制过程也可能出现差错，发生基因突变。 应用3.下列有关DNA复制的叙述，错误的是 A．DNA复制可发生在真核细胞有丝分裂前的间期 B．DNA复制时所需要的原料是脱氧核苷酸，且消耗ATP C．DNA复制时，以DNA的一条链作为模板先后合成两条子链 D．DNA通过复制保持了亲代和子代细胞中遗传信息的连续性 √ 在真核生物中，DNA复制是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的，A正确；复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，然后，DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链，B正确，C错误；DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性，D正确。 应用4.下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图。下列叙述错误的是(不定项) A．①和②分别是解旋酶和DNA聚合酶 B．图中DNA复制的模板链是a链和d链 C．该图示无法体现边解旋边复制边螺旋 D．该图示能体现DNA半保留复制的特点 √ √ ①和②分别是解旋酶(破坏氢键，解开双螺旋)和DNA聚合酶(催化磷酸二酯键的形成)，A正确；图中DNA复制的模板链是a链和b链，即DNA的两条母链，B错误；该图示部分双螺旋未解开，因此可以体现边解旋边复制边螺旋，C错误；该图示能体现DNA半保留复制的特点，即以一条母链为模板，依据碱基互补配对，合成另一条子链，D正确。 任务二　分析DNA复制的相关计算 2．如果用15N标记某DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次，结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题： (1)复制n次后，DNA分子总数和含有15N的DNA分子数分别是多少？ 提示：2n个；2个。 (2)复制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？ 提示：2n个；(2n－2)个。 (3)复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少？ 提示：2n+1条；2条；(2n+1－2)条。 (4)当测得含有15N的DNA分子数为12.5%时，该DNA分子复制了几次？ 提示：4次。含15N的DNA分子在含14N培养基中复制n次，则形成2n个DNA分子，其中含15N的DNA分子占2/2n，已知2/2n＝12.5%，则n＝4。 核心归纳 “图解法”分析DNA复制相关计算 核心归纳 1.将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次(如上图)，则： (1)子代DNA 共2n个 (2)脱氧核苷酸链 共2n+1条 核心归纳 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m·(2n－1)个。 (2)第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n-1个。 应用5.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养液中连续复制5次。下列有关判断错误的是 A．含有15N的DNA分子有2个 B．只含有14N的DNA分子占15/16 C．复制过程中共需腺嘌呤脱氧核苷酸1 280个 D．第5次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸640个 √ DNA分子进行半保留复制，不论经过几次复制，含有15N的DNA分子总是2个，A正确；复制5次共得到25＝32个DNA分子，只含有14N的DNA分子数为32－2＝30个，占15/16，B正确；该DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，则含有腺嘌呤(200－120)/2＝40个，复制过程中共需腺嘌呤脱氧核苷酸40×(25－1)＝1 240个，C错误；第5次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸40×(25－24)＝640个，D正确。 应用6.(2023·安徽马鞍山期末)某双链DNA分子共有400个碱基对，一条单链上含有的鸟嘌呤和胞嘧啶的比例分别为20%和30%。若该DNA分子复制3次，下列有关说法错误的是 A．该双链DNA分子中鸟嘌呤占20%，腺嘌呤占30% B．该DNA分子复制3次所需消耗的鸟嘌呤总数是1 400 C．该双链DNA分子复制一次需要解开1 000个氢键 D．第3次复制比第2次复制多消耗400个腺嘌呤 √ 双链DNA分子共有400个碱基对，则每条单链含有400个碱基，因此该单链上G鸟嘌呤的个数为20%×400＝80(个)，C胞嘧啶的个数是30%×400＝120(个)，因为碱基G总是与碱基C相配对，则另一条单链上的C胞嘧啶为80个，G鸟嘌呤为120个，因此该双链DNA分子中鸟嘌呤共80＋120＝200(个)，占该DNA分子碱基总数的200/800＝25%，该DNA双链中胞嘧啶C总数＝鸟嘌呤G总数＝200，则该DNA分子双链中的A＋T总数为800－2×200＝400(个)，且A＝T，则可推知，A＝T＝200(个)，占双链DNA的200/800＝25%，A错误；该DNA片段复制3次形成的DNA分子数是23＝8(个)，相当于增加了7个DNA分子，且由A项详解可知，该DNA分子双链中共含G鸟嘌呤的数量为200个，因此该过程中需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸分子是200×7＝1 400(个)，B正确； 由A项详解可知，该双链DNA共含C－G碱基对200个，A－T碱基对200个，每个C－G碱基对之间有3个氢键，每个A－T碱基对之间有2个氢键，因此总氢键数为200×3＋200×2＝1 000(个)，C正确；第1次复制完成后形成2个DNA分子，第2次复制完成后形成22＝4(个)DNA分子，第3次复制完成后形成23＝8(个)DNA分子，则第2次复制多形成4－2＝2(个)DNA分子，第3次复制多形成8－4＝4(个)DNA分子，第3次复制比第2次复制多形成2个DNA分子，每个DNA分子含200个腺嘌呤，因此第3次复制比第2次复制多消耗2×200＝400(个)腺嘌呤，D正确。 返回 学　习　小　结 返回 思维导图 要语必背 1.DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸为原料以及酶和能量等。 2.DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。 3.DNA通过复制将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 4.遗传信息蕴藏在DNA(RNA)4种碱基的排列顺序中。 返回 随　堂　达　标　演　练 返回 1．(2023·河南洛阳高一期末)将 DNA双链均只含有14N的大肠杆菌，放在含有15N的培养基上繁殖3代，下列有关说法正确的是 A．DNA 的复制是以半保留的方式进行的 B．含有14N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的1/2 C．子代大肠杆菌的 DNA分子有 14N/15N－DNA和14N/14N－DNA两种类型 D．DNA复制过程中子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到5′-端 √ DNA复制的特点是半保留复制，A正确；将DNA双链均只含有14N的大肠杆菌，放在含有15N的培养基上繁殖3代，共含有23个DNA分子，含14N/15N－DNA有2个，含15N/15N－DNA有6个，因此，含有14N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的1/4，B错误；子代大肠杆菌的 DNA分子有 14N/15N－DNA和15N/15N－DNA两种类型，不含14N/14N－DNA，C错误；复制时，子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′-端，D错误。 2．(2023·河南郑州高一期末)DNA的复制是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，下列有关这一过程的叙述错误的是 A．真核生物的DNA复制发生在细胞分裂前的间期 B．解旋过程是一个需要酶催化的耗能过程 C．真核细胞中DNA复制和染色体复制是分别独立进行的 D．碱基互补配对原则保证了复制的准确性 √ 真核生物的DNA复制发生在有丝分裂前的间期和减数分裂Ⅰ前的间期，A正确；DNA分子的复制需要消耗能量且需要解旋酶解旋，B正确；染色体的主要成分是DNA和蛋白质，染色体是DNA的主要载体，真核细胞中DNA复制和染色体复制是同时进行的，C错误；双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制的准确性，D正确。 3．(2023·河南周口期末)生物学家为探究DNA的复制方式，将15N标记的大肠杆菌放到只含14N的培养基中培养，根据密度不同通过离心技术，将细胞中含有不同N元素的DNA分离开来，在试管中得到不同密度的DNA带。下列有关DNA复制的说法，错误的是 A．复制所得子代DNA分子中(A＋C)/(T＋G)的值为1 B．若DNA复制方式是半保留复制，第二代细胞中的DNA分子离心后可以得到两条DNA带 C．DNA分子复制时，边解旋边复制，同时需要模板、原料、能量和酶等 D．连续培养三代(复制了三次)，在第三代大肠杆菌中含15N的链占该代DNA分子总链数的1/16 √ 在双链DNA分子中，A＝T，C＝G，故复制所得子代DNA分子中(A＋C)/(T＋G)的值为1，A正确；如果DNA复制方式是半保留复制，那么第二代细胞中的DNA分子离心后可以得到两条DNA带，一条(14N/14N－DNA)位于上部，另一条(15N/14N－DNA)位于中部，B正确；DNA分子复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等，C正确；连续培养三代(复制了三次)，第三代大肠杆菌中含15N的链有2条，该代DNA分子总链数为16条，在第三代大肠杆菌中含15N的链占该代DNA分子总链数的1/8，D错误。 4．大肠杆菌的一个DNA 片段由1 000个碱基组成，其一条链中T＋A的占比为40%。将大肠杆菌的DNA双链用15N标记，再转移到含14N的培养基中培养3代。下列叙述正确的是 A．该DNA 片段的另一条链中T＋A 占60% B．该DNA 片段中碱基A的数目为400个 C．含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例为3/4 D．含15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4 √ DNA分子片段的一条链中T＋A占一条链的40%，根据碱基互补配对原则，另一条链中T＋A 占另一条链也为40%，A错误；大肠杆菌的一个DNA 片段由1 000个碱基组成，其一条链中T＋A的占比为40%，整个DNA分子中T＋A的占比也为40%，因此整个DNA分子中T＋A数目为 1 000×40%＝400，其中A＝T，因此该DNA分子中含有 A的数目为200个，B错误；经3次复制后，得到8个DNA分子， 8个子代DNA中2个DNA一条链含有15N，一条链含有14N，6个DNA 两条链含有14N，故含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1，C错误；该DNA分子第3次复制后，8个子代DNA中2个含有15N，占比1/4，D正确。 5．如图为真核细胞的核DNA分子复 制模式图。下列相关说法正确的是(不 定项) A．图中酶A的作用是使氢键断裂， 酶B的作用是形成新的氢键 B．由图可知，DNA分子的复制为半 保留复制，由梅塞尔森通过密度梯度 离心法证明 C．由图可知，DNA新合成的子链延伸的方向都是5′-端到3′-端，故有一条子链为不连续复制 D．该过程发生在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成 √ √ √ 由题图判断，酶A为解旋酶，使氢键 断裂，从而将DNA双螺旋的两条链解 开；酶B为DNA聚合酶，其作用是在 已有核苷酸片段的3′-端加上单个的脱 氧核苷酸，并形成磷酸二酯键，A错 误。由图可知，新合成的DNA分子一 条链是母链，一条是新合成的子链，故DNA分子的复制为半保留复制，梅塞尔森和斯塔尔利用了密度梯度离心法和同位素标记技术证明DNA半保留复制，B正确。由图可知，DNA新合成的子链延伸的方向都是5′-端到3′-端，故有一条子链为不连续复制，C正确。细胞核DNA分子的复制过程发生在细胞分裂的间期，随着染色体的复制而完成，D正确。 返回 课　时　测　评 返回 知识点一　DNA半保留复制的实验证据 1．某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是 因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将分别进入不同的子代DNA分子中，A、B错误；第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，C错误，D正确。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2．细菌在含15N的培养液中繁殖数代后，使 细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入 含14N的培养液中培养，抽取其子代的DNA经 高速离心分离，图中①～⑤为可能的结果，下 列叙述错误的是 A．第一次分裂的子代DNA应为⑤ B．第二次分裂的子代DNA应为① C．第三次分裂的子代DNA应为③ D．亲代的DNA应为⑤ √ 亲代DNA为15N/15N－DNA，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N/14N－DNA，应如图②所示，A错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 3．(2023·河南信阳高一期末)某兴趣小组的同学对美国科学家梅塞尔森和斯塔尔的实验进行了改编，让大肠杆菌在以14NH4Cl为唯一氮源的培养基上培养一段时间，当大肠杆菌全部标记上14N后，再将其转移到含15N的培养基中培养。连续培养两代后，提取大肠杆菌的DNA分子用氯化铯进行密度梯度离心。下列相关叙述正确的是 A．大肠杆菌每分裂一次，DNA就复制一次，而纺锤体在前期形成，末期消失 B．本实验所用研究方法为放射性同位素标记法，通过离心将不同密度的DNA分离 C．若复制方式为全保留复制，则子一代DNA经氯化铯密度梯度离心后会出现轻带和重带 D．子二代大肠杆菌中，一半大肠杆菌的DNA含有15N，另一半大肠杆菌的DNA含有14N √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 大肠杆菌每分裂一次，DNA就复制一次，大肠杆菌为原核生物，分裂方式为二分裂，该过程中无纺锤体出现，A错误；本实验所用研究方法为同位素标记法，通过离心将不同密度的DNA分离，所用的15N没有放射性，B错误；若子一代DNA经氯化铯密度梯度离心后会出现轻带和重带，则复制方式为全保留复制，C正确；子二代大肠杆菌中，所有大肠杆菌的DNA都含有15N，有一半大肠杆菌的DNA含有14N，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 4．如图所示是研究DNA复制方式的实验，根据这些实验 结果进行的推论，正确的是 菌种：大肠杆菌 培养条件与方法： (1)在含15NH4Cl的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记(图甲)。 (2)转至含14NH4Cl的培养基中培养，每30分钟繁殖一代。 (3)取出每代DNA样本，并离心。 ①丙是转入含14NH4Cl培养基中复制一代的结果 ②乙是转入含14NH4Cl培养基中复制二代的结果 ③出现丁的结果至少需要60分钟　 ④戊表示复制三代后不再具有15N标记的DNA A．①④ B．①③ C．②③ D．②④ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 由于DNA分子是半保留复制，而丙中全为中带，所以 丙是转入14NH4Cl培养基中复制一代的结果，①正确； 乙中是1/2重带、1/2中带，而DNA分子是半保留复制， 所以复制后不可能有全重带的DNA存在，②错误；丁 中是1/2中带、1/2轻带，说明DNA已复制两次，而复制一次需要30分钟，所以出现丁的结果至少需要60分钟，③正确；戊中全为轻带，表示不具有15N标记的DNA，而DNA分子是半保留复制，15N标记的DNA一直存在，④错误。故B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 知识点二　DNA复制的过程和相关计算 5．(2023·安徽芜湖高一期末)下列关于细胞中DNA复制的叙述，正确的是 A．DNA复制方式为全保留复制 B．DNA复制过程不需要能量 C．DNA复制过程不需要酶 D．DNA复制是边解旋边复制的过程 DNA复制方式为半保留复制，A错误；DNA复制过程中，需要消耗能量并且需要酶的催化，B、C错误；DNA的复制过程是边解旋边复制，D正确。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 6．(2023·湖北襄阳高一期末)下列关于真核细胞DNA复制的说法，正确的是 A．DNA复制过程中由3′-端向5′-端延伸子链 B．DNA复制时，解旋酶和DNA聚合酶不能同时发挥作用 C．若DNA中部分A—T被G—C替换，解旋时会消耗更多ATP D．若DNA与某物质结合后导致双链不能解开，则不会影响复制过程 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 DNA复制过程中由5′-端向3′-端延伸子链，A错误；DNA复制时，边解旋边复制，解旋酶和DNA聚合酶可同时发挥作用，B错误；若DNA中部分A—T被G—C替换，解旋时会消耗更多ATP，因为G—C碱基对之间有3个氢键，而A—T碱基对之间有2个氢键，C正确；若DNA与某物质结合后导致双链不能解开，则会影响DNA的复制，因为DNA复制的模板链为DNA单链，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 7．(2023·河南南阳高一期末)关于DNA分子复制的叙述中，不正确的是 A．DNA双链被32P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占1/2n B．1个含有m个鸟嘌呤的DNA分子复制n次需要鸟嘌呤脱氧核苷酸(2n－1)×m个 C．在酶的作用下，子链的合成方向是5′-端→3′-端 D．在一个双链DNA分子中，A＋T占N%，那么该DNA分子的每条链中A＋T都占该链碱基总数的N% √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 DNA双链被32P标记后，复制n次，共得到2n个DNA分子，其中有两个DNA分子含有32P，因此子代DNA中有标记的占2/2n，A错误；1个含有m个鸟嘌呤的DNA分子复制n次，总共合成了2n个DNA分子，此过程中新合成了(2n－1)个DNA分子，因此需要鸟嘌呤脱氧核苷酸(2n－1)×m个，B正确；在引物作用下，DNA聚合酶从引物3′-端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5′-端向3′-端延伸的，C正确；在一个双链DNA分子中，A＋T占N%，根据碱基互补配对原则可知，该DNA分子的每条链中A＋T都占该链碱基总数的N%，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 8．(2023·河南周口高一期中)复制叉是指 DNA复制时在DNA链上通过解旋等过程 形成的Y型结构，两个靠得很近的复制叉 之间形成的空间称为复制泡，如图所示。 其中a表示相应物质，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ表 示DNA复制的不同区段。下列叙述错误 的是 A．图示说明DNA的复制是双向的 B．物质a的移动方向均为5′-端→3′-端 C．Ⅱ和Ⅳ区段合成的子链碱基序列相同 D．Ⅰ区段中解旋酶和物质a会同向移动 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 图中复制叉往两个方向移动，说明DNA 的复制是双向的，A正确；物质a为DNA 聚合酶，只能识别模板链的3′-端，因此 a的移动方向均为5′-端→3′-端，B正确； Ⅱ和Ⅳ区段合成的子链碱基序列分别与 DNA的两条模板链互补，因此Ⅱ和Ⅳ区 段合成的子链碱基序列互补，C错误；Ⅰ区段是连续合成的，其中解旋酶和物质a会同向移动，均向左移动，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 9．(2022·海南卷)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如图实验(图2)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 下列有关叙述正确的是 A．第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制 B．第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制 C．结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制 D．若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式可能是半保留复制，也可能是分散复制，A错误；第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是半保留复制，B错误；结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是半保留复制，C错误；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 10．(2023·吉林通化高一期中)DNA复制过程中，非复制区保持着亲代双链结构，复制区的双螺旋分开，形成两个子代双链，子代双链与亲代双链的相接区域称为复制叉。如图表示DNA复制的部分过程，下列相关叙述错误的是 A．复制叉向前移动需要解旋酶参与 B．前导链与滞后链的复制方向均为5′-端→3′-端 C．复制完成后，前导链与滞后链中的碱基序列相同 D．前导链的合成是连续的，滞后链的合成是不连续的 复制完成后，前导链和滞后链的碱基序列互补，C错误。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 11．一个DNA分子中共有300个碱基对，其中一条链中腺嘌呤所占的比例是20%，另一条链上G与C之和所占的比例是60%。下列相关叙述错误的是(不定项) A．腺嘌呤在另一条链上的比例也是20% B．若G与C之和所占的比例改为50%，则该DNA分子的热稳定性会降低 C．该DNA复制3次共需要消耗1440个胞嘧啶 D．该DNA第2次复制共需要消耗360个鸟嘌呤 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 一条单链中G和C之和占该链全部碱基数的60%，则整个DNA分子中，G＋C＝60%，A＋T＝40%，则A＝T＝ 20%，其中一条链中腺嘌呤所占的比例是20%，则腺嘌呤在另一条链上的比例也是20%，A正确；双链DNA分子中氢键数目越多，热稳定性越高，碱基对G和C之间有三个氢键，A和T之间有两个氢键，若G与C之和所占的比例改为50%，则该DNA分子的热稳定性会降低，B正确；该DNA分子中共有300个碱基对，G＋C＝60%，则G＝C＝ 600×30%＝180，经过3次复制需消耗游离的胞嘧啶数为180×(23－1)＝1 260个，C错误；该DNA第2次复制时，需消耗游离的鸟嘌呤数为180×22-1＝360个，D 正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 12．玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA分子。下图为该病毒DNA在玉米细胞内的复制过程。下列相关叙述正确的是(不定项) A．复制时A与T、G与C进行配对 B．复制时以4种脱氧核糖核苷酸为原料 C．形成子代DNA时亲本DNA边解旋边复制 D．新合成的互补链是子代病毒的遗传物质 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 DNA复制时，根据碱基互补配对原则，A和T配对，C和G配对，A正确；DNA复制时，以4种脱氧核糖核苷酸为原料，B正确；玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA，单链环状DNA复制过程中亲代DNA不需要解旋，C错误；新合成的互补链与亲本碱基序列不同，不是子代病毒的遗传物质，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 13．研究发现，啤酒酵母中存在一种DNA复制检验点(又称S期检验点)中介蛋白M1，往往以蛋白复合物的形式聚集在复制叉处，当另一种三聚体蛋白复合物M3也被加载到此处时，M1就会被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程。以下说法正确的是(不定项) A．S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度 B．M1蛋白被激活后的移动方向是5′-端→3′-端，该过程中有水生成 C．一个复制叉内两条DNA子链的延伸方向与M1激活后移动方向不一定相同 D．所有啤酒酵母细胞的DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)的数值均相等 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 题干分析，S期M1蛋白聚集在复制叉处，M1蛋白被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程，由此可见，S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度，A正确；新的DNA子链合成方向为5′-端→3′-端，故M1蛋白被激活后的移动方向是5′-端→3′-端，DNA复制过程中形成磷酸二酯键时有水的生成，B正确；DNA分子复制过程中两条子链的延伸方向相反，因此与M1激活后沿复制叉移动的方向不一定相同，C正确；DNA分子一般为双链，且遵循碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，但A与G，C与T数量不一定相等，因此(A＋T)/ (G＋C)的数值不一定相等，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 14．(14分)(2023·河南开封高一期末)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，连续繁 殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用离心方法分离得到的结 果如图所示。回答下列问题： (1)分布在“中带”的DNA分子含有的N元素类型是　　　　。第Ⅱ代大肠杆菌DNA的平均分子质量为　　　　，若将所得大肠杆菌继续在含14N的培养基上繁殖至第Ⅲ代，则得到的子代DNA分子中含15N的DNA分子和含14N的DNA分子的比例为　　　　。 14N、15N (3a＋b)/4 1∶4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 图示离心的结果是根据DNA分子的相对 分子质量大小进行检测的，则分布在重 带的DNA分子只含有15N，分布在轻带的 DNA分子只含有14N，则图中分布在“中 带”的DNA分子含有的N元素类型是14N、 15N。第Ⅱ代大肠杆菌DNA共有4个，2个 DNA分子分布在轻带，2个DNA分子分布在中带，则这4个DNA分子的平均分子质量为(2a＋a＋b)÷4＝(3a＋b)/4；若将所得大肠杆菌继续在含14N的培养基上繁殖至第Ⅲ代，则得到的子代DNA分子(8个)中含15N的DNA分子只有2个，而所有的DNA分子均含14N，因此第Ⅲ代中含15N的DNA分子和含14N的DNA分子的比例为1∶4。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (2)DNA分子的复制发生在__________________________________________ ______________(填时期)，DNA的两条链按　　　　方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子的复制发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，此时细胞中进行的是DNA复制和有关蛋白质的合成；DNA的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期(或细胞分裂前的间期) 反向平行 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (3)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一种长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细　 　，原因是____________________。 相同 嘌呤与嘧啶互补配对 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一种长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细相同(或均匀)，这是因为构成DNA分子的两条单链为互补关系，且碱基对由嘌呤与嘧啶互补配对产生。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (4)在噬菌体侵染细菌的实验中，先将40个普通噬菌体(放在含32P的培养基中的大肠杆菌中)进行标记，只得到400个被标记的噬菌体，利用它们进行噬菌体侵染大肠杆菌(未被标记)实验，结果培养时间过长，细菌完全裂解，得到了4 000个子代噬菌体，请问含有32P噬菌体所占比例最多为___%。 20 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 根据DNA复制是半保留复制的特点可推测，若要求的子代噬菌体中被放射性标记的个体数目最多，则这里需要假设亲代噬菌体DNA的两条链均被32P标记，则子代噬菌体中带有标记的最多有800个，因此，在子代噬菌体中含有32P噬菌体所占比例最多为800/4 000×100%＝20%。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 15．(14分)(2023·安徽六安高一期末)在研究DNA复制机制的过程中，为验证DNA分子的半保留复制方式，研究者用蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下： 步骤①：将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间。 步骤②：取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。 分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布。 (1)本实验最主要的研究方法为　　　　　　　　　　　。实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的　 区，步骤①的目的是标记细胞中的_______________分子。 (放射性)同位素标记法 分生 DNA或脱氧核酸 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 3H是放射性同位素，根据题意可知，本实验最主要的研究方法称为(放射性)同位素标记法。只有能进行连续有丝分裂的细胞才具有细胞周期，因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区。胸腺嘧啶是合成DNA的原料，因此步骤①目的是标记细胞中DNA(脱氧核酸)分子。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 若DNA分子的复制方式为半保留复制，第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图中的B；第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图中的B和C。 (2)第二个细胞周期的放射性检测结果符合图中的 　　(填字母)，且第三个细胞周期的放射性检测 结果符合图中的　　　 (填字母)，说明DNA分子 的复制方式为　　　　　　。 B B和C 半保留复制 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 某个DNA片段由400对碱基组成，一条链上A＋T占碱基总数和的40%，则整个DNA分子中A＋T占碱基总数的40%，因此一个DNA分子中C＝G＝[400×2×(1－40%)]÷2＝240，根据DNA半保留复制特点，该DNA片段复制3次，第3次复制时共需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸分子个数为(23－22)×240＝960个。 (3)某个DNA片段由400对碱基组成，一条链上A＋T占碱基总数和的40%，若该DNA片段复制3次，则第3次复制消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸分子个数为　　　　。 960 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 A与T之间含有2个氢键，C与G之间含有3个氢键，因此C与G的比例越多，稳定性越高；a的腺嘌呤含量为42%，则胞嘧啶含量为8%，而b的胞嘧啶含量为18%，因此可以推知稳定性较高的是b。 返回 (4)经分离得到编号为a和b的两个DNA，分析其DNA的碱基组成，发现a的腺嘌呤含量为42%，而b的胞嘧啶含量为18%。可以推知两个DNA中稳定性较高的是　　　　。 b 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 谢 谢 观 看 ！ 第 3 章 　 基 因 的 本 质 $$