2027届高三生物一轮复习课件第16课 DNA的结构、DNA的复制、基因通常是有遗传效应的DNA片段第2课时

该高中生物学高考复习课件聚焦“DNA的复制”核心考点，涵盖半保留复制的实验证据（假说-演绎法、同位素标记、密度梯度离心）及相关计算（复制n次的DNA数量、链数、脱氧核苷酸消耗），依据高考评价体系梳理实验分析与计算两大考查维度，通过考向归纳明确高频考点分布，构建“考点梳理-题型突破”的备考体系。 课件亮点在于“实验探究+计算建模+真题实战”的复习策略，如以梅塞尔森-斯塔尔实验为载体，培养科学思维与探究实践素养，通过“n次复制消耗脱氧核苷酸公式m×(2ⁿ-1)”等方法突破计算难点。含典例解析与真题训练，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此高效指导复习，提升备考针对性。

第五单元 遗传的物质基础 第16课 DNA的结构、DNA的复制、 基因通常是具有遗传效应的DNA片段 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据 早期对DNA复制的推测 复制一次 亲代DNA 子代DNA 全保留复制 复制一次 亲代DNA 子代DNA 复制一次 亲代DNA 子代DNA 半保留复制 分散（弥散）复制 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据 1.对DNA复制的推测 （1）提出者：____________________。 沃森和克里克 （2）假说 ① 解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的______断裂。 氢键 ② 复制：解开的__________分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据__________________原则，通过形成______，结合到作为模板的单链上。 两条单链 碱基互补配对 氢键 （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，这种复制方式被称作____________。 半保留复制 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据 2.DNA半保留复制的实验证据 （1）实验者：美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔。 研究方法：假说—演绎法。 实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心法。 实验假设：DNA以半保留的方式复制。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据 （2） 实验原理 ① DNA的两条链都用15N标记，那么这样的DNA分子密度最大，离心时应该在试管的____部。 底 ② DNA的两条链都没有被15N标记，那么这样的DNA分子密度最小，离心时应该在试管的____部。 上 ③ DNA的两条链中只有一条单链被15N标记，那么这样的DNA分子离心时应该在试管的____部。 中 2.DNA半保留复制的实验证据 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据 （3）实验过程 2.DNA半保留复制的实验证据 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据 15N 15N 15N 15N 半保留复制 全保留复制 15N/15N-DNA（重带） 15N/14N-DNA（中带） 14N/14N-DNA（轻带） 15N 14N 15N 14N 15N 15N 14N 14N 15N/15N-DNA（重带） 15N 14N 14N 14N 15N 14N 14N 14N 15N/14N-DNA（中带） 14N/14N-DNA（轻带） 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 14N/14N-DNA（轻带） 15N/15N-DNA（重带） 如果是弥散复制，后代的结果又会是什么样的？ 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据 （4）实验结果 ① 立即取出，提取 DNA→ 离心→______________带。 全部重 ② 繁殖一代后取出，提取 DNA→ 离心→________带。 全部中 ③繁殖两代后取出，提取 DNA→ 离心 →1/2 轻带、1/2中带。 （5） 实验结果和预期的一致，说明DNA的复制是以________的方式进行的。 半保留 2.DNA半保留复制的实验证据 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 DNA半保留复制的实验证据 （1）实验方法：假说—演绎法。 （2）实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心技术。 （3）实验原理：15N 和 14N 是 N 元素的两种稳定同位素，两种同位素的相对分子质量不同，含 15N 的DNA比含 14N 的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同 N 元素的DNA。 （4）实验过程 ①用含 15NH4Cl 的培养液培养大肠杆菌若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是 15N 标记的。 ②将大肠杆菌转移到含有 14NH4Cl 的普通培养液中。 ③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA。 ④将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 （5）实验预期 DNA半保留复制的实验证据 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 （6）实验结果 ①亲代大肠杆菌的DNA经离心处理，试管中出现了一条DNA带。位置在试管底部。 ②第一代大肠杆菌的DNA经离心处理，试管中出现了一条DNA带。位置在试管中部。 ③第二代大肠杆菌的DNA经离心处理，试管中出现了二条DNA带。一条在试管中部，一条在试管上部。 （7）实验结论 DNA的复制是以半保留的方式进行的。 DNA半保留复制的实验证据 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 典例 细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N然后再移入 14N 培养基中培养，提取其子代的DNA经离心分离，如图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 [解析] 亲代DNA为15N/​15N，如图⑤；经第一次分裂所形成的子代DNA均为15N/​14N，如图②所示；第二次分裂的子代DNA为15N/​14N和14N/​14N，且数量比为1:1，如图①所示；第三次分裂的子代DNA为15N/​14N和14N/​14N，且数量比为 1:3, 如图③所示。 A 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向一 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据 变式训练 探究DNA复制的方式采用了假说—演绎法，下列说法不正确的是( ) A.提出假说：DNA复制是半保留复制 B.演绎推理：亲代为 15N/​15N−DNA，密度最大，应位于试管底部；子一代为 15N/​14N−DNA，密度居中，应位于试管中部；子二代为15N/​14N−DNA和 14N/​14N−DNA，密度分别居中、最小，应位于试管中部和上部 C.实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的 D.演绎推理的过程即实验验证过程 [解析] 演绎推理过程是根据假说进行演绎推理，推出预期的结果。 D 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 ①含15N的DNA： 个；②只含15N的DNA： 个 ③含14N的DNA： 个；④只含14N的DNA： 个 1.亲代DNA分子经 n 次复制后，则 2 2n-2 2n 0 （2）脱氧核苷酸链共 个 m×（2n-2n-1）= m×2n-1 ①含15N的脱氧核苷酸链： 条 ②含14N的脱氧核苷酸链： 条 2 2n+1-2 （1）子代DNA共 个 2n+1 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸 个；第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数为 m(2n－1) （3）消耗的脱氧核苷酸数： 2n 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 2.公式应用 （1）15N 标记DNA的细菌，在 14N 培养基中连续分裂三次，子代DNA中含 14N 链与 15N 链的比例是多少？ 思路点拨：分裂三次后，DNA共有 23=8</m> （个），脱氧核苷酸链共有 8×2=16 （条），其中母链（含 15N）2条，所以子链（含 14N）＝总链数－母链 =16−2=14（条），所以​14N：​15N=7:1。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 （2）一个DNA的碱基总数为 m，A占碱基总数的 a%，连续复制 n 次后，共需要 G 多少个？ 思路点拨：先求亲代DNA中 G=C= ？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数等于亲代DNA胞嘧啶（C）数，再求出DNA复制 n 代后子链数；最后求出DNA连续复制 n代后需要的鸟嘌呤数。 因为 A=ma%，A=T、G=C，A+T=2ma%，所以 G=C=1/2(m−2ma%)=m(1/2−a%) ，每形成两条新链所必需的游离鸟嘌呤数（G）等于亲代DNA胞嘧啶数 (C)=m(1/2−a%)。 DNA复制 n 代后的子链数 =2n+1−2 。 复制 n 代需要鸟嘌呤 =[(2n+1−2)/2]×m(1/2−a%)=m(2n−1)(1/2−a%)。 2.公式应用 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 （3）若用 15N 标记亲代DNA，在含 14N 的培养基中培养，则子代DNA分子中，含 14N 的有 2n 个，只含 14N 的有 (2n−2) 个，做题时应看准是“含”还是“只含”。 （4）子代DNA分子中，总链数是 条。含 15N 的链始终是2条，占总数比例为 。做题时，应看准是“DNA分子数”还是“链数”。 2.公式应用 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 3.半保留复制与细胞分裂综合题解题方法 （1）进行有丝分裂的细胞在细胞增殖过程中核DNA和染色体的标记情况分析 细胞DNA复制一次细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图（以一条染色体为例）。 由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是 0∼2n（以体细胞染色体数为 2n为例）。 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 （2）进行减数分裂的细胞在分裂过程中核DNA和染色体的标记情况分析 在进行减数分裂之前，DNA复制一次，减数分裂过程中细胞连续分裂两次。如图是一次减数分裂的结果（以一对同源染色体为例）。 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。 3.半保留复制与细胞分裂综合题解题方法 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 1.DNA复制中消耗某碱基的计算分两步,先计算亲代DNA分子中该碱基的数量及比例，再计算复制共合成了多少子链（换算成子代DNA分子的数量），两者的积即为所求。 DNA分子中碱基的计算方法与规律 DNA碱基互补配对原则及其推论：碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T 配对，G 一定与C配对的一一对应关系，即 A=T， G=C。 方法技巧 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 规律一：在双链DNA分子中，，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 规律二：在双链DNA分子中，配对的两碱基之和（如 或）占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种碱基比例的比值。 规律三：在DNA双链中一条单链的 的值与另一条互补链的 的值互为倒数关系，即不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数，在整个DNA分子中等于1。 方法技巧 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 规律四：DNA双链中，一条单链的 的值，与另一条互补链的的值相等，也与整个DNA分子中的的值相等。 规律五：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即 的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。 规律六：若 ，则 。 规律七：若已知A占双链的比例 ，则单链的比例无法确定，但最大值可求出为，最小值为0。 方法技巧 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 2.DNA复制的结果 染色体上的DNA复制后，两个子代DNA位于同一染色体的两条姐妹染色单体上，在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期分开进入两个子细胞，每个DNA均含一条母链和一条子链。 3.DNA复制过程中的数量关系 次复制后，形成的子代DNA分子中，含亲代DNA母链的有2个，占子代DNA总数的 ；含亲代DNA分子母链数为2条，占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的 。 方法技巧 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 考向二 与DNA复制有关的计算题类型及解题方法 典例 一个被 15N 标记的、含500个碱基对的DNA分子片段，其中一条链中 T+A 占 40% 。若将该DNA分子放在含 14N 的培养基中连续复制3次，下列相关叙述正确的是( ) A.该DNA分子的另一条链中 T+A 占 60% 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1 200个G D.经3次复制后，子代DNA中含 14N 的单链占 1/8 变式 用 32P 标记果蝇体细胞染色体上DNA分子双链，再将该细胞转入不含 32P 的培养液中培养，该细胞连续进行两次有丝分裂后产生的子细胞中含 ​32P 标记的染色体条数是( ) A.8 B. 4 C. 8或4 D.不能确定 C D 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 1.1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验（如下图所示），证实了DNA是以半保留方式复制的，②③④⑤试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的是( )。 A.该实验运用了同位素标记法，出现④的结果至少需要 90 min B.③是转入含 14N 的培养基中复制一代的结果，②是复制两代的结果 C.对得到DNA以半保留方式复制结论起关键作用的是试管③ D.向试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示 C 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 2.某基因（含 ​14N ）含有3000个碱基，其中腺嘌呤占 35% 。若该DNA以用 ​15N 同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图甲所示结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙所示结果。下列有关分析正确的是( )。 A. X 层全部是仅含 ​14N 的基因 B. W 层中含 ​15N 标记的胞嘧啶有6300个 C. X 层中含有的氢键数是 Y 层中的 1/3 D. W 层与 Z 层的核苷酸数之比是 1:4 C 回顾课本,梳理考点 判断正误,测试基础 例析考向,总结方法 题型突破,真题体验 3.用 ​32P 标记某植物体细胞（含12条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含 ​32P 的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期一个细胞中染色体携带 ​32P 标记的情况是( )。 A.带有 ​32P 标记的DNA分子数与染色体数相同 B.带有 ​32P 标记的染色体有6条 C.每条染色体的两条姐妹染色单体均带有 ​32P 标记 D.每条染色体中带有 ​32P 标记的DNA单链为0条或1条 A [解析] 依题意和DNA分子的半保留复制特点,在第一次有丝分裂结束后,每个子细胞中含有12条染色体,每条染色体上所含有的双链DNA分子中只有一条链被 32P 标记；在第二次有丝分裂前的间期DNA分子完成复制后,每条染色体含2个DNA分子,这2个DNA分子分别位于组成该染色体的2条姐妹染色单体上,其中只有一条染色单体上的DNA被 32P 标记,所以有丝分裂中期的细胞中有12条被标记的染色体,与带有 32P 标记的DNA分子数相同,A正确；由A项分析可知,第二次细胞分裂中期一个细胞中,带有 32P 标记的染色体有12条,每条染色体的两条姐妹染色单体中只有一条带有 32P 标记,每条染色体中带有32P标记的DNA单链为1条,B、C、D错误。 $