【备战2023高考】生物考点全复习——第27讲《DNA的分子复制》复习课件（新教材新高考）

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第27讲 DNA的分子复制
1.概述DNA分子通过半保留方式进行复制
1.沃森和克里克的DNA半保留复制假说
新合成的每个DNA都保留原来DNA分子的一条链
一个子代DNA全部保留亲代DNA的两条链，另一个子代DNA的两条链全是新合成的
那么DNA究竟是那一种复制方式呢？
2.DNA复制方式的实验证据(1)实验者：美国生物学家 和 。(2)研究方法： 。(3)实验材料：大肠杆菌。(4)实验技术： 技术和离心技术。(5)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。(6)实验假设： 。
DNA以半保留的方式复制
你觉得这两种DNA最大的区别是什么？
如何依据两种DNA分子质量不同这一特点来区分两种DNA？
14N /14N －DNA
15N/15N-DNA
所以DNA的复制的确是半保留
有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期
是指以亲代DNA两条链为模板合成子代DNA的过程。
3.DNA分子复制的过程
其次在：细胞质的线粒体、叶绿体等部位
解旋酶催化（氢键断裂）
（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）
以母链为模板进行碱基配对
母链（旧链）子链（新链）
同时进行(边解旋边复制）
以DNA的两条链为模板
在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的DNA。
以两条母链为模板，4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为两条新的子链。
一条母链和一条子链盘绕成为一个新的DNA分子。
（亲代DNA分子的）两条母链
细胞中游离的4种脱氧核苷酸
DNA解旋酶，DNA聚合酶等
复制可以朝一个方向，也可以向两个方向进行，后者更为常见。真核生物有多个复制起始点
在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条则是新合成的。
4.DNA分子复制的特点
5.DNA分子复制的条件
DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而使生物前后代保持了遗传信息的连续性。
7. DNA复制的意义：
（1）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复制能够准确进行。
6.DNA准确复制的原因：
(1)将大肠杆菌（DNA种含15N ）放在含14N的培养液培养，繁殖两代
含母链（ 15N ）的DNA分子数=
只含母链（ 15N ）的DNA分子数=
含子链（ 14N ）的DNA分子数=
只含子链（ 14N ）的DNA分子数=
(2)若亲代DNA分子中含有某种碱基m个，经过n次复制需要游离的该碱基为多少个？
(3)若亲代DNA分子中含有某种碱基m个，第n次复制需要游离的该碱基为多少个？
9.细胞分裂与DNA复制综合应用的原理阐释
(1)首先确定细胞分裂方式是有丝分裂还是减数分裂。 (2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。 (3)最后用图表示细胞分裂过程，如下图：
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，由着丝点连在一起，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。
有一对染色体的细胞，DNA被15N标记，于14N的条件下分裂，问连续分裂两次，所得子细胞具有放射性的数量为________个
一个含有2n条染色体的细胞，其染色体DNA的两条链都被标记，在不含有标记的原料中进行连续两次分裂，产生４个子细胞。
1.若进行有丝分裂，则含有标记的子细胞数为２或３或４
2.若进行减数分裂，则含有放射性的子细胞数为４。
一个细胞中最多有2n条染色体被标记
每个细胞中有n条染色体被标记
考向　DNA复制过程及实验证据辨析1.14N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
解析：由于DNA分子的复制方式为半保留复制，培养液中含有14NH4Cl，所以子代DNA的两条链不可能都含有15N，A错误；1号带中的DNA的氮元素都是14N，相对质量最轻，离心后分布在试管上端，B正确；3号带分布在试管的下端，说明DNA分子的两条链都是15N，为亲代大肠杆菌的DNA，D正确。
考向　DNA复制过程的有关计算1.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.X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
解析：X层(2个DNA分子含有14N和15N)与Y层(6个DNA分子只含15N)中DNA分子质量比小于1∶3，A错误；1个DNA中鸟嘌呤G＝450个，Y层(6个DNA分子只含15N)中含15N标记的鸟嘌呤G＝450×6＝2 700个，B错误；X层中有2个DNA分子，Y层中有6个DNA分子，故X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍，C正确；W层(14个含有15N的DNA单链)与Z层(2个含有14N的DNA单链)的核苷酸数之比是14∶2＝7∶1，D错误。
考向　DNA复制与细胞分裂的关系1.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0～4 B.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
解析：一个细胞周期中DNA分子只进行一次半保留复制，因此甲在第1个细胞周期后，全部细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，即每个细胞中含有32P的染色体数为4，A错误；第一个细胞周期结束形成的2个子细胞的每个DNA分子都有一条链含有32P，另一条链含有31P。在第二个细胞周期中，DNA分子又进行了一次半保留复制，则形成的8个DNA分子中，有4个DNA分子是一条链含有32P，另一条链含有31P，另外4个DNA分子都只含31P，而在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开后随机移向两极，因此甲在第2个细胞周期后，有2个或3个或4个细胞含32P，且每个细胞含有32P的染色体数为0～4，B正确；
解析：减数分裂前的间期，DNA分子只进行一次半保留复制，因此乙经过减数分裂Ⅰ后，形成的2个细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，在减数分裂Ⅱ前期和中期，有2条染色体含有32P，在减数分裂Ⅱ后期和末期，有4条染色体含有32P，即每个细胞中含有32P的染色体数为2或4，C错误；乙在减数分裂Ⅱ后，将形成4个精细胞，每条染色体含有32P，故4个细胞均含32P，D错误。
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(　　)
1.DNA复制的特点是 。2.DNA精确复制的原因： 提供了复制的模板，_________________保证了复制的精确进行。3.与DNA复制有关的碱基计算(1)一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为 。(2)第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占 。(3)若某DNA分子中含碱基T为a，则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 ；第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 。
边解旋边复制、半保留复制