3.3 DNA的复制课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第3节 DNA的复制 前情回顾：DNA的结构 两条单链 反向平行 双螺旋结构 链 数： 方 向： 空间结构： 3′ 5′ 3′ 5′ 碱基互补配对形成氢键 G C A T 核苷酸之间连接的化学键 3',5'-磷酸二酯键 脱氧核糖和磷酸交替 连接构成基本骨架 外 侧： 碱基 内 侧： 问题探讨 教材P53 1.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。 2.科学研究需要大胆的想象，但得出结论必须建立在确凿的证据之上。 如何理解复制？ 有模板、数量加倍、种类一样 两个DNA分子相同或不同，体现在DNA的哪部分？ DNA复制的关键步骤？ 碱基对排列在内侧，推测复制前DNA结构要发生什么变化？ 01 对DNA复制的推测 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。 有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？ 一、对DNA复制的推测 一模一样， 一新一旧 一全新， 一全旧 教材P53 采用什么科学方法来证明哪种观点正确？ 一、对DNA复制的推测 DNA复制：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 1 提出问题 DNA以什么方式复制？ 2 作出假说 (1)提出假说1： 半保留复制。 (2)提出假说2： 全保留复制。 3 演绎推理 4 实验验证 假说-演绎法 5 得出结论 6 3 演绎推理 P: F1: F2: 复制 （1）半保留复制 （2）全保留复制 复制 复制 复制 画一画分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次，亲代DNA和子代DNA的情况 一、对DNA复制的推测 1.要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？” 关键思路是什么？ 2.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。 同位素标记法 3.该实验用什么元素做标记? 15N和14N 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； 一、对DNA复制的推测 P: F1: F2: 复制 （1）半保留复制 （2）全保留复制 复制 复制 复制 一、对DNA复制的推测 同位素标记法:15N和14N 15N15N 15N14N 15N14N 15N14N 15N14N 14N14N 14N14N 15N15N 15N15N 14N14N 15N15N 14N14N 14N14N 14N14N 4.在实验中,形成的不同密度的DNA分子是随机混合在一起的， 应如何区分？ 密度梯度离心 密度 低 高 密度梯度离心技术 一、对DNA复制的推测 但受当时技术水平限制，无法直接在体外复制合成DNA，该实验应如何设计？ 10 02 DNA半保留复制的实验证据 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。 有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？ ①实验者： ②实验材料： ③实验方法 ： 梅塞尔森和斯塔尔 大肠杆菌 同位素标记技术、 4 实验验证 密度梯度离心 梅塞尔森 斯塔尔 单细胞生物（繁殖快，20min一代） 二、DNA半保留复制的实验证据 教材P53 关键思路： 二、DNA半保留复制的实验证据 教材P54 密度梯度离心 大肠杆菌繁殖一代所需时间 二、DNA半保留复制的实验证据 2.实验过程 4 实验验证 （1）获得15N标记的大肠杆菌DNA 15NH4Cl 繁殖若干代 15N/ 15N DNA 目的？ 14 二、DNA半保留复制的实验证据 （2）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，在进行离心，记录位置。 2.实验过程 15N/ 15N-DNA 14NH4Cl 再分裂一次 分裂一次 提取DNA 离心 提取DNA 离心 ？ ？ ？ 哪个位置 ？ ？ ？ 哪个位置 15 15N 14N 14N 14N 15N 14N P: F1: F2: 15N 15N 转移到含14NH4Cl的培养液中培养一代 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 中带 轻带1/2 中带1/2 复制 再次复制 重带 15N 14N 14N 14N 15N 14N 大肠杆菌分裂 大肠杆菌再分裂 15N 15N 15N 14N 继续在含14NH4Cl的培养液中培养一代 15N 14N 14N 14N 二、DNA半保留复制的实验证据 演绎推理—假设是半保留复制 15N15N 14N 14N 15N 15N P: F1: F2: 15N 15N 转移到含14NH4Cl的培养液中培养一代 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 轻带3/4 复制 再次复制 重带 14N 14N 14N 14N 14N 14N 大肠杆菌分裂 大肠杆菌再分裂 15N 15N 继续在含14NH4Cl的培养液中培养一代 14N 14N 二、DNA半保留复制的实验证据 演绎推理—假设是全保留复制 重带1/2 15N 15N 轻带1/2 14N 14N 重带1/4 15N 15N 二、DNA半保留复制的实验证据 教材P54 14N/ 15N-DNA 14N/ 14N-DNA 14N/ 15N-DNA 二、DNA半保留复制的实验证据 二、DNA半保留复制的实验证据 3.实验结果 亲代 第一代 第二代 15N/ 14N 15N/ 15N 15N/ 14N 14N/ 14N 重带 中带 1/2中带 1/2轻带 4.实验结论 DNA复制是 复制。 半保留 教材P55 全保留复制 15N15N P 15N14N F1 15N14N 14N14N F2 20 分散复制（弥散复制） 亲代DNA双链被切成片段后合成，然后子、母双链聚集成“杂合链”。 特点：新旧都有，随机组合 拓展 15N 15N P F1 F2 15N 15N 提出DNA离心 重带 提出DNA离心 中带 提出DNA离心 介于中带和轻带之间 演绎推理—假设是分散复制 第二代 第一代 含14N的培养液 15N/14N 15N/14N 15N 14N 15N 14N 半保留复制 全保留复制 分散复制 第二代 第一代 15N/14N 中带 15N/14N 介于中带和轻带之间 小结 提出问题 作出假设 得出结论 演绎推理 实验验证 DNA复制的方式？ DNA以半保留方式复制（全保留、半保留） 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 24 03 DNA复制的过程 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。 有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？ 4.DNA复制过程有何特点? 5.精确复制的原因？ 6.复制有何生物学意义？ 2.DNA复制过程需要哪些条件? 1.DNA复制的概念是什么?时间？场所？ 3.简述DNA复制过程怎么进行? 三、DNA复制的过程 请同学们自主阅读教材P55-56，思考完成问题。 教材P55-56 26 三、DNA复制的过程 27 三、DNA复制的过程 教材P55 概念： 场所：真核生物的细胞核、叶绿体、线粒体 原核生物的拟核、质粒 时期：有丝/减数 条件：能量、酶、模板、原料 边解旋边复制 注意复制方向： 从子链的5′端向3′端延伸 三、DNA复制的过程 体外复制DNA 科恩伯格 1959年获诺贝尔奖 资料一：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶，结果并未得到DNA分子。 资料二：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶。又加入了微量的DNA分子。结果有新的DNA产生，且与加入的微量DNA分子相同。 亲代DNA分子中的两条母链 以细胞中游离的4种脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶等 ATP等 条件： 注：DNA聚合酶不能从头合成DNA 29 （1）解旋：在能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。 断开氢键 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 三、DNA复制的过程 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 A G T A T ATP ATP DNA聚合酶 C G T C C A G T A G T A C T A C T G G A C G A C T T A T （2）合成子链 ①模板： 解开的每一条母链 ②原料： 游离的4种脱氧核苷酸 ③能量： 细胞提供的能量（ATP） ④酶： DNA聚合酶（形成磷酸二酯键） 注意：氢键的形成不需要酶的催化！！！ ⑤原则： 碱基互补配对原则 ⑥方向： 从子链的5′端向3′端延伸 三、DNA复制的过程 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' （3）重新螺旋 每条新链和对应的模板链盘绕成双螺旋结构 三、DNA复制的过程 三、DNA复制的过程 33 三、DNA复制的过程 新合成的子链 DNA聚合酶 DNA解旋酶 DNA聚合酶 游离的脱氧核苷酸 解旋 合成子链 重新螺旋 复制特点 ①半保留复制 ②边解旋边复制 加快复制速度，减少DNA突变可能 保证了复制的准确进行 34 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 模板链：3’→ 5’ 合成子链方向：5’→ 3’ DNA的复制特点 复制特点：③半不连续复制 35 5’ 3’ 3’ 5’ 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，只能催化游离的脱氧核苷酸加入已有链的3' -OH末端。因而复制之初需要一小段RNA片段的3'-OH端为起点，合成5' →3'方向的新链。 DNA聚合酶只能从已有链的3′端延伸DNA链。 DNA的复制特点 36 3′ 5′ 子链的延伸方向是5 ′→3 ′ DNA聚合酶 3′ 5′ 模板链 子链 DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有链的3′端 子链合成需要引物: 引物为DNA聚合酶提供了游离的3 ′端，使DNA聚合酶从3 ′端延伸子链。(DNA聚合酶不具有从头合成子链的功能) 拓展：DNA聚合酶 37 引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸片段。用于PCR（体外复制合成DNA的一种技术）的引物通常为20~30个核苷酸。在细胞中引物为一段单链RNA片段，由引物酶合成。 子链延伸 子链延伸 -5 ′ 3′- 引物 5′- -3′ 5′- -3′ 引物 3′- -5′ 拓展：什么是引物？ 38 三、DNA复制的过程 三、DNA复制的过程 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复制的效率一般为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。 教材P56 复制泡大小不同的原因是复制时间有先后，复制泡大的复制开始的早。 原核生物： 单个复制起点、双向复制 复制特点：④多个复制起点、双向复制 40 三、DNA复制的过程 教材P56 精确复制的原因： ： 复制的意义： ： 复制特点： ： 你认为DNA复制会百分之百准确吗？如果复制出现错误，可能会产生什么影响（课后习题） 会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。 半保留复制 多起点双向复制 复制条件： ： 复制结果： ： 半不连续复制 1．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程的示意图。下列有关叙述 错误的是(　　) A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物DNA分子的复制过程需要解旋酶 D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率 A 不同时 即学即练 2、氢键的形成需要酶的催化吗？ 巩固练习 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 不需要 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？ 3、a、b、c、d 4条单链中，碱基排列顺序相同的是？ 哪些链的碱基排列顺序是相同的哪些是互补的？ 半保留 复制 母链1 母链2 母链1 母链2 子链1 子链2 （1）三条DNA的碱基排列顺序 。 相同 （2）单链碱基排列顺序互补： ； ； 。 单链碱基排列顺序相同： ； 。 子链和子链 母链和母链 子链1和母链2 子链2和母链1 母链1和子链1 b （1）已知DNA聚合酶只能从5‘向3’移动，当母链是a时，子链DNA的合成方向是？ （2）当母链是b时，子链DNA还能连续合成吗？ 子链DNA的合成方向是5‘到3’（连续合成） 子链DNA按照5‘到3’不连续合成，形成冈崎片段 “片段”该怎么连接成完整的DNA链呢？ DNA连接酶 连接DNA片段 4．如图为DNA分子复制的模型，请据图回答下列问题。 复制叉 冈崎片段 5.复制叉是复制时双链打开，分成两股，各自作为模板，子链沿模板延长所形成的Y字型结构(如图)，复制叉从复制起始点开始沿着DNA链有序移动。下列叙述正确的是 A．解旋酶使DNA双链完全打开后再进行复制 B．DNA聚合酶发挥作用需要母链提供合成模板 C．DNA以两条链为模板进行复制可提高复制速率 D．甲基化修饰DNA链不会影响复制叉的有序移动 √ 练一练 1、DNA复制的条件 2、DNA复制的特点: ①边解旋边复制 ②半保留复制 ③半不连续复制 ④多起点双向复制 ①模板： ②原料： ③能量： ④酶 ： 亲代DNA的两条母链 4种游离的脱氧核苷酸 细胞提供的能量（ATP） 3、DNA复制的方向: 5' 端→ 3' 端（子链） 5、DNA复制的意义： 将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。 复制正确 遗传 复制出错 变异 多起点双向复制 单起点双向复制 4、DNA复制的起点和方向: 原核生物： 真核生物： DNA聚合/连接酶（形成磷酸二酯键） 解旋酶（解螺旋，断开氢键） 总结 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.在DNA的复制过程中，只需要解旋酶和DNA聚合酶(　　) 6.哺乳动物成熟红细胞能进行DNA复制（ ） × √ × × × × 原则 碱基互补配对 时间 细胞分裂前的间期(有丝分裂/减数分裂) 场所 真核：细胞核、线粒体、叶绿体 原核：拟核、细胞质（质粒） 条件 模板 亲代DNA的两条母链 原料 4种游离的脱氧核苷酸 能量 ATP 酶 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等 方向 从子链的5' 端向 3' 端延伸 特点 ①半保留复制；②边解旋边复制； ③半不连续复制；④多起点双向复制 意义 保持了遗传信息的连续性 总结 04 专题：DNA复制的相关计算 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。 有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？ 专题：DNA复制的相关计算 亲代 1代 2代 3代 n代 (1)DNA分子数 ①子n代DNA分子总数为 个。 ②含15N的DNA分子数为 个。 ③含14N的DNA分子数为 个。 ④只含15N的DNA分子数为 个。 ⑤只含14N的DNA分子数为 个。 2n 2 0 2n－2 2n 取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代 1 DNA分子数 大本P65 52 专题：DNA复制的相关计算 亲代 1代 2代 3代 n代 (2)脱氧核苷酸链数 ①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝ 条。 ②亲代脱氧核苷酸链数＝ 条。 ③新合成的脱氧核苷酸链数＝ 条。 2 2n×2 2n+1 2n+1－2 针对训练：有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制3次， 则含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例_____，只含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例_____， 含15N的链占全部DNA分子单链的比例是 ______。 1/4 2/16 =1/8 2 脱氧核苷酸链数 取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代 3/4 53 专题：DNA复制的相关计算 （2）第1次复制需要 个该游离的脱氧核苷酸 第2次复制需要 个该游离的脱氧核苷酸 第n次复制需要 个该游离的脱氧核苷酸 取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代，若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个。 3 消耗的脱氧核苷酸数 （1）复制1次需 个该游离的脱氧核苷酸 复制2次需 个该游离的脱氧核苷酸 复制n次需要 个该游离的脱氧核苷酸 m 3m m (2n－1) m 2m m·2n－1 54 1、某DNA分子共有a个碱基，其中含C有m个,则该DNA复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个？（ ） A. 7(a-m) B. 8(a-m) C. 7a/2 -7m D. 8(2a-m) C 2、某一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤有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（第四代） B.四次（第五代） C.五次（第六代） D.六次（第七代） B 即学即练 专题：DNA复制的相关计算 第一 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。 第二 第三 注意碱基的单位是“对”还是“个”。 在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸链的DNA分子仅有2个。 第四 注意问的是“DNA分子数”？还是“链数”？是“含”还是“只含”等关键词。 关于“DNA复制”的四点“注意” 56 A C T T G A C G A T G A A C T G C T 复制 染色体数目不变 DNA数目加倍 A C T T G A C G A T G A A C T G C T A C T T G A C G A T G A A C T G C T 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，由着丝粒连在一起，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。 1 有丝分裂中染色体标记问题 1 有丝分裂中染色体标记问题 取一个全部N被15N标记的DNA分子， 转移到含14N的培养基中培养(复制)2代 复制 . . 分裂1次 复制 复制 . . . . 分裂2次 分裂2次 复制一次，两个细胞中所有的染色体都带有15N标记 大本P67 可能① 可能② 复制两次，子代细胞带有15N标记的染色体为0-2条 1 有丝分裂中染色体标记问题 取一个全部N被15N标记的DNA分子， 转移到含14N的培养基中培养(复制)2代 复制 分裂1次 复制 复制 . 分裂2次 分裂2次 复制一次，两个细胞中所有的染色体都带有15N标记 大本P67 . . . . . . . . . . . 复制两次，子代细胞带有15N标记的染色体为0-2n条 2 减数分裂中染色体标记问题 将含有15N的DNA转至含14N标记培养液中培养 复制 . . . . 减Ⅰ . . . . 减Ⅱ 减Ⅱ 减数分裂产生的子染色体都带有15N标记 1.(2022·吉林长春高一期末)某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n次后，共消耗周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸3 000个，则该DNA分子已经复制了几次 A.四次 B.五次 C.六次 D.七次 √ 解析　由题意可知，模板DNA中含有200个腺嘌呤，即含有200个腺嘌呤脱氧核苷酸，复制n次后，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是(2n－1)×200＝3 000(个)，解得n＝4。 及时练 2.假设某果蝇的一个精原细胞的全部染色体DNA分子均用15N标记，然后培养在含14N的培养基中，则该精原细胞经过减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的精子数目为(　　) A．1 B．2 C．4 D．3 C D 4.(2024·重庆高三阶段练)某精原细胞(2N＝6)中DNA被32P充分标记后，在不含32P的培养液中进行一次有丝分裂后再进行减数分裂，共产生8个精细胞(不考虑染色体变异与互换)。下列有关叙述错误的是(　 ) A.减数分裂Ⅰ中期，每个细胞中一定有6条染色体含有32P B.减数分裂Ⅰ后期，每个细胞中一定有6条染色体含有32P C.减数分裂Ⅱ中期，每个细胞中一定有3条染色体含有32P D.每个精细胞中一定有3条染色体含有32P 习题巩固 分析题意，该精原细胞被32P充分标记后，由于DNA分子的半保留复制，经过一次有丝分裂后，每条染色体的DNA都有一条链被标记，再让其进行减数分裂，经过一次半保留复制后，减数分裂Ⅰ中期和减数分裂Ⅰ后期的细胞中，每条染色体(每条染色体中的一条姐妹染色单体)都含有32P标记，A、B正确； 在减数分裂Ⅰ后期，由于同源染色体分离，分到两个次级精母细胞中的染色体数目减半，但都有一条姐妹染色单体含有标记，故减数分裂Ⅱ中期，每个细胞中一定有3条染色体含有32P，C正确； 62 5.将某精原细胞(2n＝8)的核DNA分子用15N标记后置于含14N的培养基中培养，经过三次连续的细胞分裂(不考虑互换与染色体变异)。下列相关叙述错误的是(　 ) A.若三次细胞分裂都为有丝分裂， 则产生的所有子细胞中含15N染色体的细胞最多为8个 B.若进行一次有丝分裂后进行减数分裂， 则减数分裂Ⅱ后期每个细胞中含15N的染色体有8条 C.若三次细胞分裂都为有丝分裂， 则第二次分裂后期每个细胞中含有15N的染色体为8条 D.若进行一次有丝分裂后进行减数分裂， 则产生的所有精细胞中含有15N的染色体共有16条 B 习题巩固 经过三次有丝分裂得到8个子细胞，第二次有丝分裂时不是将含15N的DNA全部移向细胞的一侧，而是随机分配，则第二次有丝分裂得到的4个子细胞可能全有15N标记，同理第三次有丝分裂最多得到8个含15N标记的子细胞，A正确； 如果进行有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2个子细胞中的DNA分子都是15N/14N，再复制一次形成2种DNA分子分别是15N/14N、14N/14N，且着丝粒分裂前这两个DNA分子位于一条染色体上，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离导致减数分裂Ⅱ前、中期含4条上述染色体，则减数分裂Ⅱ后期每个细胞中含15N的染色体有4条，B错误；如果进行三次有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2个子细胞中的DNA分子都是15N/14N，再复制一次形成2种DNA分子分别是15N/14N、14N/14N，且着丝粒分裂前这两个DNA分子位于一条染色体上，则第二次分裂后期每个细胞中含有15N/14N的染色体为8条，含有14N/14N的染色体为8条，C正确； 依据DNA分子的半保留复制，若一个标记的精原细胞先进行一次有丝分裂，则形成的2个子细胞中，每个DNA分子都有1条链含有15N，每个子细胞再进行减数分裂产生的所有精细胞中含有15N的染色体都是8条，共有两个子细胞进行减数分裂，则产生的所有精细胞中含有15N的染色体共有16条，D正确。 63 6.(2024·南京模拟)将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2n＝10)置于不含32P的培养基中培养。经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是(　 ) A.若只进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞所占比例≤1/2 B.若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂， 则含32P染色体的子细胞所占比例≥1/2 C.若第一次分裂产生的某细胞中有10条染色体且都含32P， 则可确定第一次分裂为有丝分裂 D.若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行了三次有丝分裂 B 习题巩固 将全部DNA分子的双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2n＝10)置于不含32P的培养基中培养，若只进行有丝分裂，则DNA要复制三次，由于有丝分裂后期着丝粒分裂后，两条子染色体移向细胞两极是随机的，每个子细胞中含有32P染色体的数可能是0～10条，即含有32P的子细胞所占最大比例为1，A错误； 若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，共产生8个细胞，则DNA要复制两次，由于减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后，染色体随机移向细胞两极，因此含32P染色体的子细胞最少有4个，最多有8个，即含32P染色体的子细胞所占比例≥1/2，B正确； 若第一次分裂产生的细胞有10条染色体都含有32P，则可能是有丝分裂，也可能是减数分裂(该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后)，C错误； 若子细胞中的染色体不都含32P，说明DNA分子复制不止一次，可能进行的是一次有丝分裂和一次减数分裂，也可能进行的是三次有丝分裂，D错误。 64 【例2】如图A点时用32P标记果蝇（2n=8）精原细胞所有DNA的双链，然后置于只含31P的培养液中培养，发生了a、b连续两个分裂过程。下列相关叙述中，正确的是(　　) A．CD段细胞中一定有2条Y染色体 B．GH段细胞中可能有2条Y染色体 C．GH段细胞中含32P的染色体一定有8条 D．IJ段细胞中含32P的染色体可能有8条 C 有丝分裂 减数分裂 CD：前、中、后期，只有后期有2条Y染色体 GH：减Ⅰ前、中、后期，不分姐妹染色单体 IJ：有丝分裂后，DNA的双链中，一条单链被32P标记，一条被31P标记。IJ包含减Ⅱ前、中、后期，后期姐妹染色单体分离后，染色体有8条，但含32P标记的染色体只有4条 65 限时练12 6.某双链DNA分子中碱基A和碱基G共有700个，氢键共有X个，其中一条链中碱基A和碱基T共占该条链碱基总数的2/7，该DNA分子连续复制2次，共消耗Y个碱基T。则X、Y分别为(　　) A.700、200 B.1 400、400 D.2 100、800 C.1 900、600 C = A1+T1 A1+C1+G1+T1 A+C+G+T A+T =2/7 A+G=700 碱基互补配对原则：A=T C=G 66 一、概念检测 课本p56 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。 （ ） × × 2.DNA的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 B 叶绿体、线粒体、原核生物和DNA病毒无细胞核 2个 DNA聚合酶 DNA的复制发生在间期 67 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 C 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？ 可能有31.6×2×108÷109≈6个碱基发生错误， 产生的影响可能很大，也可能没有影响。 68 小结 半保留复制 全保留复制 假说演绎法 解旋 重新螺旋 合成子链 69 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 限时练12 10.研究人员将含14N－DNA的大肠杆菌转移到含15NH4Cl的培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA进行热变性处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，管中出现的两种条带分别对应下图中的两个峰，则大肠杆菌的细胞周期为(　　) C.8 h A.4 h B.6 h D.12 h C 14N：15N=1:7 无论DNA复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸链的DNA分子有 个。 2 14N=2 15N=14 DNA单链共16条→ DNA链8条→ 24h复制了3次 70 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 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