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【高考一轮专题复习】高考生物专题复习——第27讲《DNA的复制》复习课件（全国通用）
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这是一份【高考一轮专题复习】高考生物专题复习——第27讲《DNA的复制》复习课件（全国通用），共36页。PPT课件主要包含了DNA复制的过程，DNA复制相关计算，探究DNA复制的方式，CONTENTS，1半保留复制，2全保留复制，3分散复制，原核细胞，复制原点，①子代DNA共2n个等内容，欢迎下载使用。
讨论1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具有什么特点？
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实验证据之上；
重温高考 真题演练
DNA以什么方式复制？
Q1:若要探究复制方式，关键要观察什么结果？
区分母链和子链(区分亲代和子代DNA)
(2)全保留复制新复制出的分子直接形成，完全没有旧的
(1)半保留复制(沃森和克里克提出）形成的分子一半是新的，一半是旧的
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
同位素标记技术和密度梯度离心技术
让大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
15N和14N是N元素的两种稳定同位素，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，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同N元素的DNA。
转移到含14NH4Cl的培养液中
排除DNA的复制是全保留复制
：DNA的复制方式是半保留复制
1.将在14N培养基中连续多代培养的细菌转移到15N培养基中,培养两代后提取DNA 进行密度梯度离心,实验结果应为
2.14N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15NB.1号带中的DNA的氮元素都是14NC.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
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
利用能量，在解旋酶作用下，DNA双链解开
以解开的每一段母链为模板
在DNA聚合酶等酶的作用下
利用细胞中游离的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
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
真核细胞：
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；
主要在拟核中，在质粒处也 有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。
（1）边解旋边复制（2）半保留复制
加快复制速度，减少DNA突变可能
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。
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？
会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
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(DNA)引物的3’一OH端为起点，合成5’→3’方向的新链。
模 板 链：3’→5’合成子链方向：5’→3’
DNA聚合酶只能从引物3′端延伸DNA链
复制原点处的A和T特别多，相对氢键少，不稳定，DNA容易解旋。
DNA分子复制时不是随机起始的，而是从特定的位点开始的，这一特定的位点叫做复制原点。想想复制原点是含A和T多，还是G和C多？
(1)真核细胞内DNA复制的复制原点
意义：提高了复制速率，减少了变异的发生。
图中的复制环大小不一，因为它们的复制时间有先后，右侧最早，左侧最晚。
(2)原核细胞内DNA复制的复制原点
①若A中含有48 502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A→C过程分析，这是因为 。②哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长，若按A～C图的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需约6 h，根据D～F图分析，原因是 。
DNA分子从多个起点(双向)复制
③A～F图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制的特 点是 。④哺乳动物成熟的红细胞能否进行上述过程？ 。
3.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。DNA甲基化会引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式发生改变。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
明确DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶
4．下图为DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是A．DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的B．除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶等C．由图可知，DNA分子复制为单向复制D．解旋含G—C碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多
1.将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则：
含15N的DNA分子： 个只含15N的DNA分子： 个含14N的DNA分子： 个只含14N的DNA分子： 个
②脱氧核苷酸链共2n＋1条
含15N的脱氧核苷酸链： 条含14N的脱氧核苷酸链： 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__________。②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 。
“DNA复制了n次”PK“第n次复制” 碱基是“对”PK“个”“DNA分子数”PK“链数”，“含”PK“只含”
①包括所有的复制，②只包括最后一次复制。
5.(2022·泰安月考)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．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104B．复制过程需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C．含有放射性的子代DNA分子的两条链都有放射性D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
6.(2022·江门高三月考)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用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，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是 ( )A．X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3B．Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个C．第二次复制结束时，含14N的DNA分子占1/2D．W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
7.(2022·广东高三模拟)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2 800个GD.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为7/8
8.将马蛔虫(2n＝4)的甲、乙两个精原细胞核DNA双链用32P标记，接着置于不含32P的培养液中培养，在特定的条件下甲细胞进行两次连续的有丝分裂、乙细胞进行减数分裂。下列相关叙述正确的是A.甲在第一个细胞周期后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体 数为0～4B.甲在第二个细胞周期后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞含有32P的染色 体数为0～4C.乙在减数分裂Ⅰ后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体数为 0～2D.乙在减数分裂Ⅱ后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞中含有32P的染色体 数为0～2
1.(2021·山东，5)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T－DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是A.N的每一个细胞中都含有T－DNAB.N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4C.M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A－U的细胞占1/2nD.M经3次有丝分裂后，含T－DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占1/2
2.(2021·浙江，22)在DNA复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体
3.(2021·浙江，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A.240个 B.180个C.114个 D.90个
4.(2018·海南，15)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3B.有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1C.有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1D.有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
讨论1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具有什么特点？
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实验证据之上；
重温高考 真题演练
DNA以什么方式复制？
Q1:若要探究复制方式，关键要观察什么结果？
区分母链和子链(区分亲代和子代DNA)
(2)全保留复制新复制出的分子直接形成，完全没有旧的
(1)半保留复制(沃森和克里克提出）形成的分子一半是新的，一半是旧的
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
同位素标记技术和密度梯度离心技术
让大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
15N和14N是N元素的两种稳定同位素，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，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同N元素的DNA。
转移到含14NH4Cl的培养液中
排除DNA的复制是全保留复制
：DNA的复制方式是半保留复制
1.将在14N培养基中连续多代培养的细菌转移到15N培养基中,培养两代后提取DNA 进行密度梯度离心,实验结果应为
2.14N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15NB.1号带中的DNA的氮元素都是14NC.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
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
利用能量，在解旋酶作用下，DNA双链解开
以解开的每一段母链为模板
在DNA聚合酶等酶的作用下
利用细胞中游离的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
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
真核细胞：
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；
主要在拟核中，在质粒处也 有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。
（1）边解旋边复制（2）半保留复制
加快复制速度，减少DNA突变可能
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。
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？
会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
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(DNA)引物的3’一OH端为起点，合成5’→3’方向的新链。
模 板 链：3’→5’合成子链方向：5’→3’
DNA聚合酶只能从引物3′端延伸DNA链
复制原点处的A和T特别多，相对氢键少，不稳定，DNA容易解旋。
DNA分子复制时不是随机起始的，而是从特定的位点开始的，这一特定的位点叫做复制原点。想想复制原点是含A和T多，还是G和C多？
(1)真核细胞内DNA复制的复制原点
意义：提高了复制速率，减少了变异的发生。
图中的复制环大小不一，因为它们的复制时间有先后，右侧最早，左侧最晚。
(2)原核细胞内DNA复制的复制原点
①若A中含有48 502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A→C过程分析，这是因为 。②哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长，若按A～C图的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需约6 h，根据D～F图分析，原因是 。
DNA分子从多个起点(双向)复制
③A～F图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制的特 点是 。④哺乳动物成熟的红细胞能否进行上述过程？ 。
3.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。DNA甲基化会引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式发生改变。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
明确DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶
4．下图为DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是A．DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的B．除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶等C．由图可知，DNA分子复制为单向复制D．解旋含G—C碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多
1.将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则：
含15N的DNA分子： 个只含15N的DNA分子： 个含14N的DNA分子： 个只含14N的DNA分子： 个
②脱氧核苷酸链共2n＋1条
含15N的脱氧核苷酸链： 条含14N的脱氧核苷酸链： 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__________。②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 。
“DNA复制了n次”PK“第n次复制” 碱基是“对”PK“个”“DNA分子数”PK“链数”，“含”PK“只含”
①包括所有的复制，②只包括最后一次复制。
5.(2022·泰安月考)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．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104B．复制过程需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C．含有放射性的子代DNA分子的两条链都有放射性D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
6.(2022·江门高三月考)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用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，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是 ( )A．X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3B．Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个C．第二次复制结束时，含14N的DNA分子占1/2D．W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
7.(2022·广东高三模拟)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2 800个GD.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为7/8
8.将马蛔虫(2n＝4)的甲、乙两个精原细胞核DNA双链用32P标记，接着置于不含32P的培养液中培养，在特定的条件下甲细胞进行两次连续的有丝分裂、乙细胞进行减数分裂。下列相关叙述正确的是A.甲在第一个细胞周期后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体 数为0～4B.甲在第二个细胞周期后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞含有32P的染色 体数为0～4C.乙在减数分裂Ⅰ后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体数为 0～2D.乙在减数分裂Ⅱ后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞中含有32P的染色体 数为0～2
1.(2021·山东，5)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T－DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是A.N的每一个细胞中都含有T－DNAB.N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4C.M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A－U的细胞占1/2nD.M经3次有丝分裂后，含T－DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占1/2
2.(2021·浙江，22)在DNA复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体
3.(2021·浙江，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A.240个 B.180个C.114个 D.90个
4.(2018·海南，15)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3B.有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1C.有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1D.有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
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