第6单元 第2课时 DNA的结构、复制及基因的本质（课件）-【创新方案】2026年高考生物一轮复习（多选版）

DNA的结构、复制及 基因的本质 第2课时 3.1.2　概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息 3.1.3　概述DNA分子通过半保留方式进行复制 课标要求 目录 再认再现——教材基础落实 课时跟踪检测 互动课堂——核心深化学习 再认再现——教材基础落实 一、DNA的结构和基因的本质 1.连线串知——了解DNA模型构建的探索成果 2.识图作答——理清DNA双螺旋结构的主要特点 某班级开展制作DNA分子双螺旋结构模型的活动，体验科学家构建模型的过程。下图是某学习小组制作模型的流程图。 (1)由图1的配件构成的图2的结构称为 ____________。图4中①所示配件的中文名称是________。  (2)脱氧核苷酸链按__________方式盘旋成双链DNA分子，__________和_____交替连接形成基本骨架，两条链上的碱基通过_____连接成碱基对。 (3)各小组制作的模型彼此不同，体现了DNA分子的多样性，其主要原因是_____的排列顺序千变万化。 脱氧核苷酸 胞嘧啶 反向平行 脱氧核糖 磷酸 氢键 碱基 (4)该小组制作完成的DNA模型应该是一个立体的________结构模型。图4模型中有一处错误，请写出正确的配对方式：_____________，原因是碱基配对要遵循______________原则。  双螺旋 A-T（或T-A ） 碱基互补配对 3.分析资料——辨清基因的本质 铁皮石斛具有良好的药用和保健价值，常见的石斛属植物有十多种，市场上有人用其他近缘物种假冒铁皮石斛。质检人员从市场上抽检部分商品，对这类植物中较为稳定的“matK基因”进行序列分析，得到四种碱基含量如下表。 组别 matK基因中碱基含量/% T C A G 样品1 37.4 17.4 29.5 15.7 样品2 37.5 17.1 29.8 15.6 样品3 37.6 16.9 30.0 15.5 样品4 37.3 17.4 29.6 15.7 铁皮石斛 37.5 17.1 29.8 15.6 (1)matK基因是___________________片段，其碱基排列顺序具有________。 (2)据表可知，质检人员检测的是该基因的__________ (填“双链”或“一条单链”)，判断的理由是________________________________________________。 (3)与铁皮石斛的 matK基因中碱基含量比较，能初步确定抽检样品中_________为“假冒品”。 有遗传效应的DNA 特异性 一条单链 检测结果中A与T的含量不相等，C与G的含量不相等 1、3、4 (4)仅依据上述信息，质检人员还无法判断样品 2 一定是铁皮石斛，理由是______________________________________________________ ____________。 样品2的matK基因与铁皮石斛的matK基因碱基的排列顺序可能不同 二、DNA的复制 1.判断正误——辨清教材微点 (1)(2024•北京卷)科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的核苷酸种类。 ( ) (2)(2023•河北卷)双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反。 ( ) (3)(2024•贵州卷)依据DNA双螺旋结构推测其半保留复制。 ( ) (4)对RNA病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 ( ) √ × √ √ (5)把培养在轻氮(14N)中的大肠杆菌，转移到含有重氮(15N)的培养基中培养，细胞分裂一次后，每个DNA都能检测到放射性。 ( ) × 2.识图作答——理清DNA半保留复制的证据和过程 为了解DNA分子的复制方式，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了相关实验，如图1所示。离心后试管中DNA的位置有3种可能，如图2所示。某DNA含a、d两条链，其复制的过程如图3所示。 (1)图1所示实验中，科学家探究DNA的复制方式，首先通过___________法来区分亲代DNA和子代DNA，再利用______________技术将含有不同氮元素的DNA分开。 (2)按图2所示离心后试管中DNA的可能位置，若图1中第一代大肠杆菌提取DNA并离心后_____________，第二代大肠杆菌提取DNA并离心后 ___________________________，说明DNA复制方式一定是半保留复制。  同位素标记 密度梯度离心 全部位于中带 一半位于轻带，一半位于中带 (3)有人认为，将子一代的DNA分子用解旋酶处理后再离心，离心管出现1/2为轻带、1/2为重带，说明DNA复制是半保留复制。你是否认同该观点?并说明理由。 提示：不认同，用解旋酶处理后会使DNA两条链解开，无论是全保留复制还是半保留复制，都会出现一样的结果。 (4)在人体细胞中，DNA复制主要发生的场所是_______，图3中A和B均是DNA分子复制过程所需要的酶，其中A是________，B是____________。 (5)图3中的d链上端是______ (填“3'端”或“5'端”)。从DNA复制结果看，DNA复制的特点是____________；从DNA复制过程看，DNA复制的特点是_____________。DNA分子的复制需要_____、原料、酶、能量等基本条件。 细胞核 解旋酶 DNA聚合酶 5'端 半保留复制 边解旋边复制 模板 融通大概念——建构知识体系 互动课堂——核心深化学习 [系统知能] 1.图解DNA结构 核心点(一)　DNA结构的模型分析和计算 图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，③是氢键。解旋酶作用于③部位，限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶作用于①部位 2.DNA结构中的两种关系和两种化学键 数量 关系 ①每个双链DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个； ②A—T碱基对有2个氢键，G—C碱基对有3个氢键； ③脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数 位置 关系 ①单链中相邻碱基：通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接； ②互补链中相邻碱基：通过氢键连接 两种 化学键 氢键：连接互补链中配对的碱基； 磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸 3.碱基互补配对原则及相关计算 (1)碱基互补配对原则 DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子两条链上的碱基形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。 (2)有关规律 ①规律一：双链DNA分子中，任意两个非互补碱基之和恒等。如A+G=T+C=A+C=T+G=50%碱基总量；嘌呤碱基=嘧啶碱基。 ②规律二：在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。 设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%，则A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。另外，与转录出的RNA中相应碱基和的比例也相等，即A+U=n%。 ③规律三：双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中，一条链上=m，则==m，所以互补链上=。简记为“DNA两互补链中，不配对两碱基和的比值乘积为1”。 [典例]　(2024·浙江6月选考)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是 (　 ) A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B.双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D.若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% √ [解析]　DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，A正确；双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；在双链DNA分子中，若一条链的G+C占47%，则另一条链的G+C也占47%，A+T占1-47%=53%，D错误。 [微点拨] 与DNA氢键有关的3个问题 (1)DNA两条链间配对碱基以氢键连接，一条单链上相邻的碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。 (2)氢键是一种分子间的作用力，其形成不需要酶，但解链断裂氢键需要酶，如DNA解旋酶、RNA聚合酶等(细胞外可通过高温解链)。 (3)DNA含有的氢键越多热稳定性越高。相同大小的DNA所含碱基C和G的比例越高越稳定，因为每个A和T碱基对之间包含2个氢键，每个C和G碱基对之间包含3个氢键。 [题点全练] 题点1　DNA的结构及基因的本质 1. (2025·长春期末)如图为 DNA 测序仪显示的某真核生物 DNA 片段一条链的碱基排列顺序图片，其中图1的碱基序列已经解读，其顺序是GGTTATGCGT，下列分析不正确的是(　 ) A.在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份，是因为每个 DNA分子都具有特定的碱基排列顺序 B.真核生物的遗传信息蕴藏在 DNA的4种碱基排列顺序之中 C.根据图1，可推知图2的碱基序列为GATGCGTAAG D.真核生物DNA的主要载体是染色体，一条染色体上含有一个或两个DNA分子 √ 解析： DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性，因此在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份，A正确；真核生物的遗传物质是DNA，真核生物的遗传信息蕴藏在DNA的4种碱基排列顺序之中，B正确；图1的碱基排列顺序是GGTTATGCGT，因此图中碱基序列从下往上读，而且按由左至右的顺序依次是ACGT，进而推出图2的碱基序列为GATGCGTTCG，C错误；真核生物DNA的主要载体是染色体，一条染色体上含有一个(未复制)或两个DNA分子(已经复制)，D正确。 2.[多选](2025·唐山期末)下列有关基因、DNA、染色体关系的叙述，错误的是 (　 ) A.基因就是指具有遗传效应的DNA片段，在染色体上成对存在 B.对于真核生物而言，DNA位于染色体上，基因的载体就是染色体 C.DNA中碱基特定的排列顺序体现了DNA分子具有特异性 D.一个DNA分子中有一个基因 √ √ √ 解析：有些病毒的遗传物质是RNA，对于这类病毒而言，基因就是具有遗传效应的RNA片段，故基因通常是指具有遗传效应的DNA片段，但是位于性染色体上的基因不一定成对存在，A错误；对于真核生物而言，DNA主要位于染色体上，有些位于线粒体、叶绿体中，故除染色体外，线粒体、叶绿体也是基因的载体，B错误；不同DNA分子中碱基排列顺序不同，故DNA中碱基特定的排列顺序体现了DNA分子具有特异性，C正确；一个DNA分子中有多个基因，D错误。 题点2　DNA结构的相关计算 3.(2025·武汉模拟)某双链DNA分子中，腺嘌呤(A)占全部碱基的15%，则胞嘧啶(C)占全部碱基的比例为 (　 ) A.20% B.35% C.40% D.45% 解析：由题意和碱基互补配对原则可知，在某双链DNA分子中，腺嘌呤(A)=胸腺嘧啶(T)=15%，则胞嘧啶(C)=鸟嘌呤(G)=(1-2×15%)÷2=35%，B正确。 √ 4.(2025·青岛模拟)物理模型有助于直观的表达认识对象的特征。某学习小组打算构建脱氧核糖核苷酸和DNA等物质的物理模型。若4种碱基塑料片共32个，其中6个C、10个G、8个A、8个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物24个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氢键的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料均充足，则下列对构建脱氧核糖核苷酸和DNA数量的描述，正确的是 (　 ) A.若构建脱氧核糖核苷酸，最多能够构建24个 B.若构建DNA分子，则最长为7个碱基对 C.构建DNA分子，最多需要34个氢键连接物 D.能搭建出424种不同的DNA分子模型 √ 解析：已知碱基塑料片共32个，脱氧核糖和磷酸之间的连接物有24个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料充足，因此若构建脱氧核糖核苷酸，最多能够构建24个；结合碱基塑料片有6个C、10个G、8个A、8个T可知，若构建DNA分子，则最长为6个碱基对，若6个碱基对全是G—C碱基对，最多需要6×3=18(个)氢键连接物，A正确，B、C错误。由于所搭建的DNA分子片段最长为6个碱基对，所以不可能搭建出424种不同的DNA分子模型，D错误。 5.(2025·天水模拟)构建DNA双螺旋结构的重要依据是DNA两条单链的碱基数量关系，以下说法正确的是 (　 ) A.一般来说，DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、C、G四种碱基 B.在同一DNA分子中，两条单链的(A+C)/(T+G)的值相同 C.在双链DNA分子中，腺嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量 D.当(A+T)/(G+C)=(A+C)/(T+G)时，可判断这个DNA分子是双链 √ 解析： DNA两条链之间通过碱基互补配对，一般来说，DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、C、G四种碱基，A正确；由于DNA两条链之间A与T配对，G与C配对，因此在同一DNA分子中，两条单链的(A+C)/(T+G)的值互为倒数，B错误；由于DNA两条链之间A与T配对，G与C配对，故在双链DNA分子中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量，C错误；当(A+T)/(G+C)=(A+C)/(T+G)时，不能判断这个DNA分子是双链，D错误。 [系统知能] 1.证明DNA半保留复制的实验分析 (1)实验假设：DNA以半保留的方式复制。 (2)实验过程 核心点(二)　DNA复制的相关实验和计算 (3)过程分析 ①提取亲代DNA→离心→全部重带。 ②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。 ③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。 2.归纳概括DNA复制的四个问题 复制的场所 主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制 续表 影响因素 DNA复制需要酶和ATP，凡是影响酶活性和细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制 过程特点 边解旋边复制；多起点解旋和复制 DNA复制 的准确性 ①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行 3.分类总结DNA复制相关的计算方法 (1)DNA复制n次的相关数量计算 将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次，则 子代DNA 共2n个 含15N的DNA分子：2个 只含15N的DNA分子：0个 含14N的DNA分子：2n个 只含14N的DNA分子：2n-2个 脱氧核苷酸 链共2n+1条 含15N的脱氧核苷酸链：2条 含14N的脱氧核苷酸链：2n+1-2条 (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)。 ②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·。 　[典例]　(2025·荆州模拟)一个被32P标记的DNA分子(两条核苷酸链均被标记)在不含32P的培养液中，连续复制3次，所有子代DNA分子中含有32P的DNA分子数为 (　 ) A.2个　　　 B.4个　　 　 C.6个　　 　D.8个 [解析]　1个DNA复制3次后得到8个DNA，由于DNA分子的复制为半保留复制，所以无论复制多少次，2条被32P标记的DNA单链只能分别存在于2个子代DNA中，故最终只有2个子代DNA中含有32P，A正确。 √ [微点拨] “草图法”计算DNA复制后含标记的分子数(或链数) 为清晰计算DNA复制后含标记的分子数(或链数)，可先画出“草图”(如图)，再根据题目的要求进行作答。如第1代含15N的DNA的分子数和链数都是2。 [题点全练] 题点1　DNA半保留复制的实验证据 1.(2025·日照模拟)研究者将1个含14N/14N⁃DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24 h后，提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA双链解开再进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如图)。下列叙述正确的是(　 ) A.该种大肠杆菌的细胞周期大约为6 h B.根据条带数目和位置可确定DNA的复制方式 C.直接将子代DNA密度梯度离心也能得到两种条带 D.也可通过检测15N放射性强度的高低得到实验结果 √ 解析：据题图及题意分析可知，条带1为14N单链，条带2为15N单链，由于14N单链∶15N单链=1∶7，说明DNA复制了3次，可推知该细菌的细胞周期大约为24÷3=8(h)，A错误；将DNA双链解开再进行密度梯度离心，根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，无法判断 DNA的复制方式，B错误；DNA复制3次，有2个DNA是15N/14N⁃DNA，在中带，有6个DNA都是N⁃DNA，在重带，即直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两种条带，C正确；15N没有放射性，D错误。 [微点拨] 同位素示踪技术应用中实验结果检测的不同方法 (1)14C、32P、35S等属于放射性同位素，常用放射性自显影技术检测放射性。 (2)18O、15N等属于稳定性同位素，常用质量测定(如光合作用释放O2)、密度梯度离心(如DNA半保留的实验证据)。 2.[多选](2025·扬州模拟)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说，如图1。为探究DNA复制的方式，科学家做了图2的实验。下列相关叙述正确的是 (　 ) A.若第一代细菌DNA离心后，试管中只出现1条带，说明DNA复制方式不可能为全保留复制 B.若第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条带，说明DNA复制方式是分散复制 C.若第一代细菌DNA离心后，试管中只出现1条带，第二代细菌DNA离心后，试管中出现2条带，说明DNA复制方式是半保留复制 D.若DNA复制方式为半保留复制，继续培养至第n代(n≥3)，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带 √ √ √ 解析：若第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条带，则可以排除全保留复制，但不能确定是半保留复制还是分散复制，A正确，B错误；由以上分析可知，若第一代细菌DNA离心后，试管中只出现1条带，可排除全保留复制，第二代细菌DNA离心后，试管中出现2条带，则可以排除分散复制，同时确定DNA复制方式是半保留复制，C正确；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第n代(n≥3)，形成的子代DNA有两种类型(15N/14N、14N/14N)，因此细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。 题点2　DNA复制过程与特点 3.(2024·浙江1月选考)大肠杆菌在含有3H⁃脱氧核苷培养液中培养，3H⁃脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H⁃脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图如图。DNA双链区段①②③对应的显色情况可能是(　 ) A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色 C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色 解析：根据DNA半保留复制的特点，结合题干信息和题图可知，区段①②③对应的显色情况依次为浅色、深色、浅色，B项符合题意。 √ 4.[多选](2025·承德模拟)细胞中DNA分子复制时，在解旋酶的作用下DNA双链解开，DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。如图是原核细胞中DNA复制过程的DNA单链结合蛋白示意图，下列有关分析正确的是 (　 ) A.在真核细胞中，间期DNA复制与染色体复制是先后进行的 B.DNA是边解旋边复制，两条子链的合成有一条是不连续的 C.DNA能准确复制取决于其具有独特的双螺旋结构 D.DNA单链结合蛋白能防止解旋的DNA单链重新配对 √ √ 解析：在真核细胞中，间期DNA复制与染色体复制是同步进行的，A错误；由题图可知，DNA是边解旋边复制，在复制的过程中，两条子链的合成有一条是不连续的，B正确；DNA能准确复制的原因有独特的双螺旋结构提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行，C错误；DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，可避免两条单链间相互配对而复旋，D正确。 　[微点拨] DNA复制时模板链的方向和子链延伸的方向 (1)DNA复制时子链延伸的方向是5'端→3'端，相应的模板链的方向是3'端→5'端。 (2)DNA复制时需要引物，DNA聚合酶只能催化游离的脱氧核苷酸连接在引物的3'端。 题点3　DNA分子的相关计算 5.(2025·温州期末)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分子以14N标记的脱氧核苷酸为原料连续复制4次，其结果可能是(　 ) A.含有14N的DNA分子占100% B.复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个 C.含15N的脱氧核苷酸链占1/8 D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3 √ 解析：由于DNA分子的复制是半保留复制，用15N标记的 DNA分子以14N标记的脱氧核苷酸为原料复制4次生成16个DNA分子，其中2个子代DNA各含1条15N链和1条14N链，其余DNA分子都只含14N，故全部子代DNA都含14N，A正确；亲代DNA含100个碱基对，其中C=G=60(个)，则A=T=40(个)，则复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为(24-1)×40=600(个)，B错误；子代DNA分子中只有两条含15N的单链，因此含15N的脱氧核苷酸链占2÷(24×2)=1/16，C错误；由于双链DNA分子中嘌呤和嘧啶碱基互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数，即子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是1∶1，D错误。 6.[多选](2025·通化模拟)用DNA测序仪测出的某生物的一个DNA分子片段上被标记的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序(5'⁃TGCGTATTGG⁃3')如图1所示，图2为某条脱氧核苷酸链的碱基序列示意图，下列相关分析正确的是 (　 ) A.图1所示单链的互补链的碱基序列为3'⁃ACGCATAACC⁃5' B.图2所示单链的互补链的碱基序列为5'⁃GGCGCACTGG⁃3' C.图1所示单链及其互补链组成的DNA片段复制3次，需要35个鸟嘌呤脱氧核苷酸 D.与图2所示的单链及其互补链组成的DNA片段相比，图1所示的单链及其互补链组成的DNA片段耐高温的能力更强 √ √ √ 解析：图1所示单链的碱基序列为5'⁃TGCGTATTGG⁃3'，其互补链的碱基序列为3'⁃ACGCATAACC⁃5'，A正确；根据图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序可知，图中碱基序列应从上向下读，且由左至右的顺序依次是A、C、G、T，所以图2所示单链为5'⁃CCAGTGCGCC⁃3'，其互补链的碱基序列为5'⁃GGCGCACTGG⁃3'，B正确；图1所示单链及其互补链组成的DNA片段中有5个鸟嘌呤脱氧核苷酸，其复制3次需要鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为5×(23-1)=35(个)，C正确；图1所示单链及其互补链组成的DNA片段中碱基对C—G 有5个，图2所示单链及其互补链组成的DNA片段中碱基对C—G有8个，所以图2所示的单链及其互补链组成的DNA片段耐高温能力更强，D错误。 [系统知能] 1.DNA分子复制与染色体 核心点(三)　DNA复制与细胞分裂的关系 2个子 DNA 位置 当1个DNA分子复制形成2个新DNA分子后，这2个子DNA恰位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起(如图所示)。 续表 子DNA 去向 在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，当着丝粒分裂时，两条姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开 2.有丝分裂中染色体标记情况 过程 图解 复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)： 转至不含标记同位素的培养液中再培养一个细胞周期： 续表 规律 总结 若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记 3.减数分裂中染色体标记情况分析 过程 图解 减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象(母链标记，培养液不含标记同位素)： 规律 总结 由于减数分裂DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记 　[典例]　将正常生长的玉米根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，待其经历一个细胞周期的时间后，再转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，让其再经历一个细胞周期的时间。此时获得的子细胞内DNA分子的标记情况不可能为(只考虑其中一对同源染色体上的DNA分子) (　 ) √ [解析]　依据DNA的半保留复制方式可知，玉米根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，待其完成1个细胞周期后，每个子细胞中的核DNA分子均为1条链含3H，1条链不含3H；再转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，在有丝分裂前的间期，每一个核DNA分子经过复制后所形成的2个子代DNA分子中，有1个DNA分子的1条链含3H，另1条链不含3H，另一个DNA分子的2条链都不含有3H，这2个DNA分子分别位于每条染色体的2条姐妹染色单体上，在有丝分裂的后期，着丝粒分裂，2条姐妹染色单体分开成为2条子染色体，由于子染色体移向两极是随机的，获得的子细胞内DNA分子的标记情况可能会出现A、C、D中的结果；B中有一个DNA分子两条链都带有3H标记，不会出现这样的DNA分子，B符合题意。 [题点全练]　　　　　　　　 1.(2025·淄博模拟)一个含有2n条染色体的生物体细胞，其染色体中DNA的两条链都被标记，在不含标记的原料中进行有丝分裂，下列叙述错误的是(　 ) A.第一次分裂的后期细胞中有4n条带标记的染色体 B.第二次分裂的中期每个细胞中有2n条带标记的染色单体 C.第二次分裂的后期每个细胞中有4n条带标记的染色体 D.第二次分裂结束后有的子细胞中可能不带有标记 √ 解析：含有2n条染色体的生物体细胞，其染色体中DNA的两条链都被标记，在不含标记的原料中进行有丝分裂，根据DNA的半保留复制原理可知，第一次分裂后期的细胞中有4n条染色体，且均带标记，A正确；第一次分裂结束后，每条染色体的DNA分子中均为一条链带标记而另一条链不带标记，第二次分裂时DNA复制后两条姐妹染色单体由一个着丝粒相连，其中只有一条姐妹染色单体被标记，因此第二次分裂中期每个细胞中有2n条带标记的染色单体，第二次分裂后期每个细胞中有2n条带标记的染色体，B正确，C错误；由于有丝分裂后期姐妹染色单体分离后形成的子染色体随机移向两极，结合以上分析可知，第二次分裂结束后有的子细胞中可能不带有标记，D正确。 2.[多选](2025·葫芦岛模拟)将某动物(2N=10)的一个精原细胞置于32P的条件下进行有丝分裂增殖一次得到子细胞A和B，让子细胞A继续在32P条件下进行减数分裂得到精细胞1、2、3、4(1与2、3与4分别来自同一个次级精母细胞)，让子细胞B在不含32P条件下进行减数分裂得到精细胞5、6、7、8(5与6、7与8分别来自同一个次级精母细胞)。不考虑其他变异，则下列叙述正确的是 (　 ) A.精细胞1与2含有放射性的染色体数目一定相同 B.精细胞5与6含有放射性的染色体数目一定不同 C.精细胞1与3含有放射性的染色体数目一定相同 D.精细胞5与7含有放射性的染色体数目一定不同 √ √ √ 解析：将某动物的一个精原细胞置于32P的条件下进行有丝分裂增殖一次得到子细胞A和B，则子细胞A和B的染色体中的DNA分子均为一条链含有32P，另一条链不含32P；让子细胞A继续在32P条件下进行减数分裂，经减数分裂前的间期DNA复制后，得到的初级精母细胞的每条染色体的两条姐妹染色单体均含有32P，则其产生的精细胞1、2、3、4中的染色体均含有32P，所以精细胞1、2、3、4含有放射性的染色体数目一定相同，A、C正确。 子细胞B在不含32P条件下进行减数分裂，经减数分裂前的间期DNA复制后，得到的初级精母细胞中的每条染色体的一条姐妹染色单体含有32P，另一条姐妹染色单体不含32P；由于减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后形成的子染色体随机移向细胞两极，且含有32P的染色体为5条，因此来自同一个次级精母细胞的精细胞5与6含有放射性的染色体数目一定不同，精细胞5与7来自不同的次级精母细胞，则精细胞5与7含有放射性的染色体数目可能相同，B正确，D错误。 [微点拨] 　　染色体复制后染色单体与DNA链数的关系 (1)含32P的DNA在不含32P的培养基上复制一次，由于DNA的半保留复制，每个DNA都只有一条链含有32P标记。复制形成的两条姐妹染色单体都含有一个带 32P标记的DNA。 (2)上述DNA再复制一次，新形成的子染色体DNA只有一条链含32P，所以复制完的染色体都带32P标记，但是两条姐妹染色单体中只有一条含32P标记，到细胞分裂后期染色体加倍后只有一半染色体含有32P标记，形成子细胞时这些染色体随机移向细胞两极。 　目前已知的DNA聚合酶都只能延长已存在的DNA链，而不能从头合成DNA链，因此DNA复制时，子链的延伸需要RNA引物引导，引物的3'端作为新合成子链的起始。图1为某DNA部分片段；图2为真核细胞DNA复制过程及结束阶段示意图，每条链5'→3'的方向由箭头指示，粗线代表母链(a链和b链)，细线代表新生链(滞后链和前导链)。端粒是位于染色体末端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，后来科学研究发现端粒随着细胞分裂的进行逐渐缩短可能与DNA的复制方式密切相关。 破译新情境——DNA的复制和延伸 (1)图1中④为DNA分子的一个完整单体，其名称为________________________，DNA独特的________结构，为复制提供了精确的模板。 (2)细胞内DNA复制解开双链需要______酶，但DNA分子在体外加热条件下也可以解开双链，研究表明对于相同长度的DNA分子，⑤的含量越高，需要的解旋温度也会越____，原因是_________________________ _____________________________________________________________________________________。 |问|题|串|知| 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 双螺旋 解旋 高 A-T碱基对之间有2个氢键，C-G碱基对之间有3个氢键；⑤表示C-G碱基对，其含量越高，氢键数目越多，DNA越稳定 (3)由图2可知，DNA分子复制的方向是__________。图中滞后链延伸的方向和解旋酶的移动方向 ______(填“相同”或“相反”)，其合成需要 _____(填“一个”或“多个”)RNA引物。  (4)DNA复制结束后，需去除所有RNA引物，并由DNA片段继续延伸填补相应缺口。去除引物 ___(填图2中编号)后核苷酸链无法延伸，造成端粒缩短，理由可能是____________________________________ ____________________________________________________。  5'端→3'端 相反 多个 子链的延伸方向为5'端→3'端，去除引物③后，核苷酸链无法延伸，缺口无法填补，造成端粒缩短 ③ 课时跟踪检测 (单击进入电子文档) $$