3.3DNA的复制课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

马修·梅塞尔森（Matthew Meselson，1930年5月24日－）是美国著名的分子生物学家，以其在DNA复制机制和分子遗传学领域的开创性研究而闻名。 主要贡献 1. DNA半保留复制的证明:梅塞尔森与富兰克林·斯塔尔（Franklin Stahl）在1958年合作完成了著名的“梅塞尔森-斯塔尔实验” 2. 限制性内切酶的研究:他参与了对限制性内切酶的早期研究，这类酶能够特异性切割DNA，为基因工程和重组DNA技术的发展奠定了基础。 3. 化学生物武器的科学与政策倡导:梅塞尔森长期关注化学生物武器的危害，曾调查越南战争期间的橙剂使用，并推动国际社会禁止生物武器。他参与了《生物武器公约》的制定，并致力于科学伦理的倡导。 4.教育与职业生涯:本科就读于芝加哥大学，1957年获加州理工学院博士学位，师从诺贝尔奖得主莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）。自1960年起长期担任哈佛大学生物学教授，并建立实验室专注于DNA修复、重组及化学武器相关研究。全政策。 必修2：遗传与进化 马修·梅塞尔森 第3节 DNA的复制 必修2：遗传与进化 第3单元 基因的本质 学习目标 核心素养要求 1、运用假说-演绎法探究DNA“半保留复制”的方式。 2、概述DNA分子的复制的条件、过程和特点。 3、理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。 1. 生命观念：通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。 2. 科学思维：分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力。 3.社会责任：通过对DNA复制方式的推测及对探究DNA复制方式实验的分析,再一次体会假说—演绎法。 DNA的复制 必修2：遗传与进化 DNA的复制 内容2 DNA半保留复制的证据 内容1 对DNA复制的推测 内容聚焦 内容3 DNA复制的过程 预习检测 预习教材P53~56，解决以下问题。 （1） DNA复制的可能方式有哪些？并使用什么科学方法验证？ （2）推测DNA复制的方法是？ （3）DNA复制：时间？场所？过程？结果？特点?方式？ （4）DNA准确复制的原因？ 解旋酶、DNA聚合酶作用？ （5） DNA准确复制的意义？ （6）解旋酶、DNA聚合酶作用？ 【资料】沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制” 《核酸的分子结构》论文节选 1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？ 2.为什么用“可能”？ 碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。 科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的证据之上。 【发现问题】 【问题探讨】 无论细胞有丝分裂还是减数分裂，都要经历一个较长的细胞分裂间期。细胞在分裂间期主要有什么变化？ DNA分子是怎样进行复制的呢? 【思考】 1.DNA复制的可能方式有哪些？ 2.并使用什么科学方法？推测DNA复制的方法是？ 内容1 对DNA复制的推测 ①解旋：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋结构解开，互补的碱基 之间的 断裂。 ②复制：解开的 作为复制的模板，游离的 依据 原则，通过形成 ，结合到作为模板的单链上。 (1)内容： (2) 结果： 新合成的每个DNA分子中，都保留原来DNA分子中的 条链，这种方式被称为半保留复制。 两条单链 脱氧核苷酸 碱基互补配对 氢键 氢键 一 1.沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说： 内容1 对DNA复制的推测 2.科学家们产生不同观点： 半 保 留 复 制 弥散复制 全保 留 复 制 DNA 复制是镶嵌型的复制，即在子代 DNA 两条链中，母链和子链片段镶嵌存在，也叫弥散复制。 内容1 对DNA复制的推测 【思考】到底哪种假说是正确的呢？如何来证明哪个观点是正确的？ 1.这三种复制方式最关键的区别是？ 在子代DNA分子中，来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链的结合情况不同。 2.要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？ 3.肉眼看不见DNA，如何区分亲代和子代的DNA呢？ 把复制出的子代DNA链（子链）和原来的链（母链）区别开，观察它在新DNA中出现的情况。 同位素标记技术 内容1 对DNA复制的推测 【思考讨论】 5.该实验用什么元素做标记? 15N和14N 4.能用32P，14C等具有放射性的同位素标记吗? 不能，用32P，14C等具有放射性的同位素标记无法区分亲代和子代DNA。 15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性)，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。 内容1 对DNA复制的推测 【思考讨论】 6.形成的不同密度的DNA分子应如何区分？ 密度梯度离心技术 密度梯度离心法≠差速离心法 提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心后，分子量不同的DNA会出现在离心管的不同位置。密度越大（分子量越大）的DNA分子位于离心管的最下部。 内容1 对DNA复制的推测 【思考讨论】 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA (轻带) (中带) (重带) 背景知识：高密度介质氯化铯（CsCl）经过高速离心后， CsCl会形成一个密度梯度，离心管底部最大，顶部最小。当加入DNA分子后，经过离心DNA会停留在与周围的氯化铯密度相同的位置；通过观察DNA在CsCl梯度中的位置就能区分含15N的DNA和含14N的DNA。 一、DNA半保留复制的实验证据 1. 实验者： 2.实验材料： 3.主要实验技术 ： 梅塞尔森和斯塔尔 大肠杆菌 梅塞尔森 斯塔尔 大肠杆菌： （繁殖快，20min一代） 同位素标记技术、 密度梯度离心技术 内容2 DNA半保留复制的证据 2.推测可能的复制方式 3.推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果 4.完成实验 1.DNA的是如何复制的? 半保留复制 全保留复制 ...... 假说 — 演绎法 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 内容1 对DNA复制的推测 4. 科学的研究方法 （2）作出假说 推测可能的复制方式。 （1）提出问题 DNA是如何复制的？ （1）半保留复制 （2）全保留复制 （3）弥散复制 （3）演绎推理 关键思路： 标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分布。 通过实验区分亲代和子代的DNA。 内容2 DNA半保留复制的证据 4. 科学的研究方法 实验过程： ➊获得15N标记的大肠杆菌DNA 15NH4Cl 14N/ 14N DNA 繁殖若干代 15N/ 15N DNA 大肠杆菌繁殖多代后，可认为大肠杆菌DNA都是15N标记的 用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌若干代 内容2 DNA半保留复制的证据 （3）演绎推理 实验过程： ➋将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。 15N/ 15N DNA 14NH4Cl 分裂一次 提取DNA 离心 再分裂一次 提取DNA 离心 ？ ？ ？ 哪个位置 ？ ？ ？ 哪个位置 内容2 DNA半保留复制的证据 ①半保留复制 15N / 14N-DNA 15N / 15N-DNA 14N / 14N-DNA 15N / 14N-DNA 15N 14N 15N 15N 14N 15N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 15N 细胞再 分裂一次 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 P F1 F2 （3）演绎推理 内容2 DNA半保留复制的证据 (重带) (中带) (轻带) (中带) ②全保留复制 15N 14N 15N 15N 14N 15N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 15N P F1 F2 15N / 15N-DNA 15N / 15N-DNA 14N / 14N-DNA 15N / 15N-DNA 细胞再 分裂一次 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 14N / 14N-DNA 内容2 DNA半保留复制的证据 （3）演绎推理 (重带) (轻带) (重带) (轻带) (重带) ③弥散复制 14N / 15N-DNA 15N / 15N-DNA 14N / 15N-DNA 15N 14N 15N 15N 15N 14N 14N 15N 15N 14N 15N 14N 15N 14N 细胞再 分裂一次 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 P F1 F2 内容2 DNA半保留复制的证据 （3）演绎推理 (重带) (中带) (中带) （4）实验验证 让大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 提出DNA离心 转移到含14NH4Cl的培养液中，细胞分裂一次 提出DNA离心 排除DNA的复制是全保留复制 细胞再分裂一次 提出DNA离心 排除DNA复制是分散复制 证明DNA的复制是半保留复制 内容2 DNA半保留复制的证据 （5）得出结论 DNA的是以半保留的方式进行复制的 内容2 DNA半保留复制的证据 提出问题 提出假说 得出结论 演绎推理 DNA以什么方式复制？ DNA以半保留方式复制（全保留、分散复制） 推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果 DNA以半保留方式进行复制 证明DNA半保留复制的实验 假说——演绎法 实验验证 内容2 DNA半保留复制的证据 1、判断正误 (1)沃森和克里克以大肠杆菌为材料，运用同位素标记技术证明DNA复制方式是半保留复制(　　) (2)证明DNA为半保留复制的研究过程中运用了假说—演绎法(　　) 2、将一个用15N标记的DNA分子放到14N的培养基上培养，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，图中分别代表复制1次、2次、3次后的分层结果的是（ ） A.c、e、f　　 B.c、e、b C.a、b、d　　 D.c、a、b × √ A 习题检测 3.(2023·江苏百校联考)下图为科学家设计的DNA合成的同位素标记实验，利用大肠杆菌探究DNA的复制过程，下列叙述正确的是 (　　) B 习题检测 A.比较试管①和②的结果可证明DNA复制为半保留复制 B.实验中没有采用放射性同位素示踪的研究方法 C.可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便 D.大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中只有DNA含15N 2.时间： 3.场所: ①真核生物： 1.概念： 指以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程。 ②原核生物： 细胞核（主要）， 叶绿体、线粒体 拟核、细胞质（质粒） ③病毒： 宿主细胞内 一.DNA的复制 内容3 DNA的复制 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。 ⑴解旋： C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' ATP 解旋酶 在 的驱动下， 将DNA部分双螺旋的两条链解开。 ATP 解旋酶 内容3 DNA的复制 4.过程： ⑵合成子链： C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 形成氢键 游离的4种 按 原则随机地与两条母链的碱基配对，确定子链的脱氧核苷酸排列顺序。 脱氧核糖苷酸 碱基互补配对 内容3 DNA的复制 DNA聚合酶 1、形成磷酸二酯键 2、作用方向5'端→ 3'端 在 的催化下从 端把子链的 脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T A C G C A A G C T A G T C A T T A DNA聚合酶 5' 3' T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' ATP ATP 合成方向： 子链的 5'端→3'端 ⑵合成子链： DNA聚合酶 子链的5' 内容3 DNA的复制 （3）形成子代DNA分子： C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' T A G C C G T A T A G C C G A T A T 3' 5' T T A C G C G T A T A T A T A 5' 3' 每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。 内容3 DNA的复制 内容3 DNA的复制 DNA复制的视频 【思考讨论】1．如图为DNA分子复制的两个模型，请据图回答下列问题。 (1) 图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分别作用于图2中哪个部位？ (2) 图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，哪些链的碱基排列顺序是相同的？（3）图中子链的延伸紧跟解旋酶，说明DNA复制还有什么特点？ （4）氢键的形成需要酶的催化吗？ a和c，b和d的 碱基排列顺序相同。 解旋酶 DNA聚合酶 磷酸二酯键 氢键 边解旋边复制 不需要 内容3 DNA的复制 冈崎片段 b （1）当母链方向是a时，子链DNA的合成是连续的吗？ （2）当母链方向是b时，子链DNA还能连续合成吗？ 子链DNA按照5‘到3’ 从右向左，连续合成。 子链DNA按照5‘到3’ 从左向右，不连续合成，形成片段。 “片段”该怎么连接成完整的DNA链呢？ DNA连接酶 连接DNA片段 2．如图为DNA分子复制的模型，请据图回答下列问题。 内容3 DNA的复制 解旋酶 酶 5' 3' 3' 5' DNA聚合酶 5' 3' 前导链 5' 3' 冈崎片段 DNA连接酶 DNA聚合酶的底物： 脱氧核苷酸 DNA连接酶的底物： DNA片段 后随链 前导链与后随链（滞后链）： 互补配对 单链附着蛋白 半不连续复制 边解旋边复制 【拓展1】 内容3 DNA的复制 TAGCGCTATCGCATCGACGCT 3’ DNA聚合酶的特点：不能从头合成DNA，而只能从3’端延伸DNA链，因此，DNA复制 ，为DNA聚合酶提供3’。 ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC 5’ 3’ GGAUCG 5’ RNA引物Ⅰ TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG 3’ 5’ AUCGCG 5’ RNA引物Ⅱ ATAGCGTAGCTGCGACCTAGC 3’ DNA的合成方向：总是从子链的5’端向3’端延伸。 3’ 3’ 内容3 DNA的复制 【拓展2】 需要引物 1 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ 前导链 5’ 3’ 冈崎片段 后随链 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引物(DNA)的3’一OH端为起点，合成5’→3’方向的新链。 DNA聚合酶只能从引物3′端延伸DNA链。 【拓展】 内容3 DNA的复制 说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA的复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。 【拓展3】（教材P56）：【资料1】已知果蝇的基因组大小为1.8×108bp（bp 表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50 - 100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，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形成多个复制泡的原因。 内容3 DNA的复制 【资料2】宫颈瘤细胞的DNA长36mm，DNA复制速度约为4um/min,但复制过程仅需40min即可完成，这说明了什么？ 多起点双向复制 DNA复制 进行的， 而是 起点复制, 且各个复制起点并 同时开始的。 真核生物的多起点复制，提高了复制速率 【讨论】在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最 开始复制的。 右边 不是单向 双向多 不是 内容3 DNA的复制 真核生物DNA的复制从 起点开始进行，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。 【资料3】真核生物与原核生物DNA复制的区别 多个 内容3 DNA的复制 A 1.(2023·武汉市调研)如图为真核生物染色体上DNA复制过程示意图，有关叙述错误的是( 　) A.图中DNA复制是从多个起点同时开始的 B.图中DNA复制是边解旋边双向复制的 C.真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于氢键 D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率 习题检测 5.条件: ① 模板 ② 原料 ③ 酶 ④ 能量 亲代DNA的两条链 游离的4种脱氧核苷酸 解旋酶（氢键）、DNA聚合酶、DNA连接酶(磷酸二酯键 ）等 引物酶（合成RNA引物，引导合成DNA，聚合核糖核苷酸与脱氧核糖核苷酸）等 由细胞提供(如ATP提供) 内容3 DNA的复制 6.原则: 碱基互补配对原则 7.特点: 从子链的5' 端向 3' 端延伸 8.方向: ①边解旋边复制 （1）从过程上看 ②多起点双向复制（真核生物）,（原核生物单起点双向） ③半不连续复制 (前导链和滞后链) （2）从结果上看 ④ 半保留复制 原因：DNA聚合酶只能从引物3′端延伸DNA链 内容3 DNA的复制 A T C G A T A G C T A T C G A T A G C T T A G C T A T C G A 1个DNA分子复制出2个完全相同的DNA分子 (碱基排列顺序相同) 9.DNA复制的结果 内容3 DNA的复制 【思考·讨论】 【资料】DNA平均每复制109个碱基对才会产生一个错误。 （1）如何保证复制具有如此高的准确性？ （2）DNA进行高精确性的自我复制有何意义？ ①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。 ②碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。 使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。 （3）如果复制出现错误，可能会产生什么影响？ 基因突变 内容3 DNA的复制 高保真性:DNA 复制配错概率极小 遵守严格的碱基配对规律 聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能 复制出错时有即时的校对功能(3'-5'核酸外切酶活性) 1.（不定项）如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是(　　) A.DNA分子在酶①的作用下水解 成脱氧核苷酸，酶②催化碱基 对之间的连接 B.在复制过程中解旋和复制是同时 进行的 C.解旋酶能使双链DNA解开，并且消耗ATP D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子 B C 习题检测 2.下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ ） A.在细胞分裂前的间期，发生DNA复制 B.DNA通过一次复制后产生四个DNA分子 C.DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制 D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链 A 习题检测 复制代数 1 2 3 … n DNA数 2 8 … 15N/15N 0 0 … 15N/14N 2 … 2 14N/14N 0 6 … DNA链数 4 8 … 15N链数 2 2 … 14N链数 2 6 … 4 2n 0 0 2 2 2 16 2n+1 2 2 14 2n+1-2 2n-2 将一个15N/15N的DNA分子放于14N的原料中复制n代，完成下表并总结规律： 二.DNA复制的有关计算 内容3 DNA的复制 将含15N的DNA分子放在含14N的培养基上培养，一个DNA分子复制n次，则： (1)DNA分子数： ① 子代DNA (含14N)分子数＝ ② 含有亲代DNA单链的子代DNA(15N)分子数＝ 不含亲代链的子代DNA(只含14N)分子数＝ 2n个 2个 (2n－2)个 子一代 子二代 亲代 子三代 ③ 只含有亲代DNA单链的子代DNA(15N)分子数＝ 0个 亲代DNA第n代复制增加的DNA分子数= 2n-1 例题：含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为： 2/ 2n 内容3 DNA的复制 (2)脱氧核苷酸链数： ①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝ ②亲代脱氧核苷酸链数(15N) ＝ ③新合成的脱氧核苷酸链数(14N)＝ 2n＋1条 2条 (2n＋1－2)条 DNA复制的相关计算 子一代 子二代 亲代 子三代 例题：亲代母链与子代DNA链数之比为： 1/2n　　 将含15N的DNA分子放在含14N的培养基上培养，一个DNA分子复制n次，则： 内容3 DNA的复制 DNA复制的相关计算 子一代 子二代 亲代 子三代 (3)消耗的脱氧核苷酸数： 若一个亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则： ①经过连续n次复制，需消耗游离的该脱氧核苷酸数目为 个。 ②第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸 个。 m·(2n－1) m·2n－1 例题：一个具有a个碱基对的DNA，含有b个A，该DNA完成n次复制，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？ （2n-1）X (a-b) 将含15N的DNA分子放在含14N的培养基上培养，一个DNA分子复制n次，则： 内容3 DNA的复制 (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。 【特别提醒】DNA复制相关题目的注意事项 (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，含有母链的DNA分子都只 有 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。 两 内容3 DNA的复制 （5）产生的子代DNA中，亲代链和新生子链分别占所有DNA单链的比例： 亲代子链占所有DNA单链的比例：1/2n，新生子链占所有DNA单链 的比例：1-（1/2n)。 （6）产生的子代DNA中，含亲代链的DNA和不含亲代链的DNA的比例： 含亲代链的DNA占所有DNA的比例：1/2n-1,不含亲代链的DNA占所 有DNA的比例：1-（1/2n-1)。 【特别提醒】DNA复制相关题目的注意事项 内容3 DNA的复制 一.易错辨析 1.DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则，并且新合成的DNA分子中两条链均是新合成的(　　) 2.DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用(　　) 3.在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间 (　　) 4.DNA分子复制过程中的解旋在细胞核中进行，复制在细胞质中进行 (　　) 5.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物 (　　) 6.在DNA的复制过程中，只需要解旋酶和DNA聚合酶 (　　) × √ × × × × 习题检测 1.(2023·襄阳四中调研)一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是(　　) A.DNA复制是一个边解旋边复制的过程 B.第三次复制需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7 D.子代DNA分子中含32P与含31P的分子数之比为1∶4 B 二.选择题 习题检测 2.(2023·江西南昌市调研)一个被15N标记的、含1 000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G D.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为7/8 C 习题检测 3.已知某DNA分子中含腺嘌呤(A)200个，占全部DNA碱基总数的20%，该DNA连续复制4次，环境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C）的数目为( ) A.1600个 B.3200个 C.4500个 D.4800个 C 习题检测 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 4. 有100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸是( ) A．40n－1 B．40n C．40×2n－1 D．40×(2n－1) C 适用公式： 若该DNA分子中某碱基有m个则第n次复制，需要游离的该碱基m×2n-1个。 习题检测 5.某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个，该DNA分子已经复制了几次( ) A．三次 B．四次 C．五次 D．六次 B 200× （2n-1）=3000 6. 某基因的一个片段在解旋时，a链发生差错，C变为G，该基因复制3次后，发生突变的基因占全部基因的 ( ) B A．100％ B．50％ C．25％ D．12.5％ 习题检测 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 7.14N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Z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15N B.1号带中的DNA的氮元素都是14N C.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 A 习题检测 8.(2023·北京，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是（ ） A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18% C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1 D.RNA中U约占32% D 习题检测 9.(2022·广东卷，12)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是(　　) C A.单链序列脱氧核苷酸数量相等 B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C.单链序列的碱基能够互补配对 D.自连环化后两条单链方向相同 习题检测 10.(2021·辽宁卷，4)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 A 习题检测 12.(2021·浙江6月选考，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(　　) B A.240个 B.180个 C.114个 D.90个 习题检测 半保留复制 全保留复制 假说演绎法 解旋 形成子代DNA 合成子链 课堂小结 DNA的复制 对DNA复制的推测 DNA半保留复制的实验证据 DNA复制的 过程 DNA复制的 计算 在我们人体内，每个细胞内大约有60亿个DNA碱基对，DNA自我复制出错的概率是千万分之一。 对于DNA复制过程中出现的错误无法很好地避免。如何从其他方面减少癌症的发生呢？ 《科学》杂志上发表了一项研究报告，科学家基于数据证实了随机DNA复制错误对于癌症所起到的重要作用。癌症相关突变28.9%源于环境因素，5%源于遗传因素，66.1%源于DNA复制错误。 课后阅读和思考 一、概念检测 1．DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。 （1）DNA 复制与染色体复制是分别独立进行的。（ ） （2）在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所 以DNA的复制也是在这个时期完成的。 （ ） ✕ ✕ 复习与提高 2．DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ ） A．复制均在细胞核内进行 B．碱基互补配对原则保证了复制的准确性 C．1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子 D．游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链 复习与提高 B 3． 将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（ ） A．所有的大肠杆菌都含有15N B．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2 C．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4 D．含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8 复习与提高 C 二、拓展应用 1．虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109 个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？ 复习与提高 二、拓展应用 2．已知果蝇的基因组大小为1.8 × 108 bp（bp 表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50 ～ 100 bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，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形成多个复制泡的原因。 说明果蝇的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。 复习与提高 本讲结束，记得点个赞哦！ $$