2023届高三生物二轮复习课件遗传学的分子基础

这是一份2023届高三生物二轮复习课件遗传学的分子基础，共60页。PPT课件主要包含了人物线梳理，具体实验分析，减法原理，细胞生物，遗传物质是DNA，遗传物质是RNA，DNA的结构，DNA分子的结构，①构建脱氧核苷酸，两条链反向平行等内容，欢迎下载使用。
认同DNA是主要遗传物质的过程 DNA的结构 基因和DNA的关系（基因通常是由遗传效应的DNA片段） DNA通过复制遗传给后代
一、认同DNA是主要遗传物质的过程
（1）20世纪20年代：蛋白质是遗传物质
（2）20世纪30年代：DNA可能蕴含着遗传信息，蛋白质是遗传物质仍占主导地位
（3）1928年，格里菲斯的肺炎链球菌的体内转化实验证明：加热杀死的S型细菌中，含有某种促R型活细菌转化为S型细菌的活性物质——“转化因子”
（4）20世纪40年代，艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验证明：DNA是遗传物质（转化因子），蛋白质等其他物质不是遗传物质。
（5）1952年，赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明：DNA是遗传物质
（6）烟草花叶病毒侵染实验和重建实验证明：RNA是遗传物质
（7）分析细胞生物和非细胞生物的遗传物质发现：绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质。
思考1:从单体的角度分析，DNA和蛋白质能作为遗传物质的原因
DNA和蛋白质单体的排列顺序多种多样，可以储存大量的遗传信息
（3）格里菲斯肺炎链球菌体内转化实验
思考1:格里菲斯做了几组实验？对照组是？实验组是？自变量？因变量？
4组，1,2组是对照组，3,4组是实验组；自变量：注射菌种类，因变量：小鼠是否死亡
思考2:为什么第四组小鼠死亡？转化原理是？转化率？
出现了S型活菌 基因重组
转化率极低，小鼠死亡的原因是转化成功的S型活菌大量繁殖
思考3:该实验的结论是？
加热杀死的S型细菌中，含有某种促R型活细菌转化为S型细菌的活性物质——“转化因子”
例1（2021年全国乙卷）：在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（ ）A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌
例2：在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将加热致死的S型细菌与活的R型细菌混合后一起注射到小鼠体内，小鼠死亡，小鼠体内S型细菌、R型细菌数量的变化情况如图所示。下列分析正确的是(　　)
A．ab段R型细菌数量减少的原因是部分R型细菌不断被小鼠的免疫系统所清除B．bc段R型细菌数量上升是S型细菌大量转化成R型细菌所致C．S型活细菌是由R型细菌中的“转化因子”进入加热致死的S型细菌体内产生的D．该实验可以证明“转化因子”是S型细菌的DNA
（4）艾弗里肺炎链球菌体外转化实验
思考1:艾弗里的实验思路是？如何操作的？
能够将加热杀死的S型细菌的各种物质分开，单独直接观察其作用酶解法
思考2:艾弗里做了几组实验？对照组是？实验组是？自变量？因变量？
5组，1组是对照组，2-5组是实验组；自变量：是否加入酶及酶的种类，因变量：培养基中是否有S型活菌
思考3:艾弗里实验的原理是？
思考4:艾弗里实验的结论是？
DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。
例1（2019浙江4月选考·20）：为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：下列叙述正确的是（ ）A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNAD．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA
例2（2022年1月·浙江·高考真题）：S型肺炎双球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是（       ）A．步骤①中，酶处理时间不宜过长， 以免底物完全水解B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响 实验结果C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
例3（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·12）：下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，正确的是（ ）A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
（5）赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验
思考1:选择噬菌体和细菌作为实验材料的优点是？T2噬菌体的特点和结构？
个体很小,结构简单,易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化；繁殖快
思考2:赫尔希和蔡斯的实验思路是？
将蛋白质和DNA完全分开，单独观察他们的作用。
思考3:如何将DNA和蛋白质分开？能否利用“减法原理”？
放射性同位素标记法 32P标记DNA，35S标记蛋白质
T2噬菌体营寄生生活，只侵染大肠杆菌，由蛋白质外壳和内部DNA构成
思考4:如何进行噬菌体标记？
标记DNA：先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌
标记蛋白质：先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌
明确：蛋白质和DNA需要单独标记，不能标记在同一个噬菌体上
思考5:噬菌体侵染细菌过程？
思考6:如何进行实验？每一步的目的是？
保温：为侵染提供充足的反应时间；为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。
搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离
离心：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
思考7:赫尔希和蔡斯做了几组实验？实验结果是？结论是？
思考8:第一组沉淀、第二组上清液为什么也有很低的放射性？
第一组：搅拌不充分，导致少量含35S的噬菌体蛋白质外壳还吸附在细菌表面，离心时随细菌到沉淀物中。
第二组：保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌（注意：细菌存活率接近100%）；或保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放（部分细菌裂解死亡）。
例1（2019江苏卷·3）：赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是A．实验中可用15N代替32P标记DNAB．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
例2（2022·湖南·高考真题）T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生（　　）A．新的噬菌体DNA合成B．新的噬菌体蛋白质外壳合成C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNAD．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
例3：1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了T2噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能。用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物。检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。请回答下列问题：
（1）要获得DNA被标记的T2噬菌体，其培养方法是 　 　。（2）实验中搅拌的目的 　 　，搅拌时间应大于 　 　min，否则上清液中的放射性会比较 　 　。
先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌
使吸附在细菌表面的噬菌体和细菌分离
（3）上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能适度 　 　。图中被侵染细菌的存活率曲线的意义是作为对照，如果明显低于100%，则上清液放射性物质32P的含量会 　 　，原因是 　 。
（4）上述实验中不用14C来标记T2噬菌体DNA或蛋白质量，原因是 　 　。（5）T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了 　 　。
部分噬菌体未侵染进入细菌
大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放到上清液中
DNA和蛋白质中均含有C元素，无法起到分离DNA和蛋白质来研究的目的
DNA是T2噬菌体的遗传物质
（6）烟草花叶病毒侵染实验和重组实验
思考1:两个实验流程？实验结果是？结论是？
实验结论：烟草花叶病毒（RNA病毒）的遗传物质是RNA。
例1：甲、乙为两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂种病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为（　）
例2：（2018年全国II卷）下列关于病毒的叙述，错误的是A. 从烟草花叶病毒中可以提取到RNAB. T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解C. HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征D. 阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率
（7）为什么说DNA是主要的遗传物质？
绝大多数生物的遗传物质是DNA
DNA是主要的遗传物质
例1（2018浙江卷，23）下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，正确的是（　　）A．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬幽体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性B．肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果C．肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质D．烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMVA的遗传物质
例2（2018年全国II卷）：下列关于病毒的叙述，错误的是（ ）A. 从烟草花叶病毒中可以提取到RNAB. T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解C. HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征D. 阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率
1.DNA分子结构模型的构建过程
思考1:DNA分子的结构模型是？属于什么模型？构建者是？
DNA双螺旋结构模型 物理模型 沃森和克里克
思考2:模型构建过程中哪些科学家提供了资料支持？
①威尔金斯和富兰克林提供了高质量的DNA衍射图谱。
②查哥夫提供了：在DNA中，腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。
例1（2021年广东卷）：DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（       ）①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制A．①②B．②③C．③④D．①④
思考1:DNA分子的结构特点是？
①DNA分子由两条单链组成，两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧
③两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对，且A只和T配对、G只和C配对（碱基互补配对原则）
思考2:DNA分子中的数量关系与连接关系？
(3) 碱基间的连接：两条链的相邻碱基之间通过氢键相连；A与T之间形成2个氢键；C与G之间形成3个氢键。一条链的相邻碱基之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连
(1) 一个双链DNA分子一般有2个游离的磷酸基团。（环状DNA没有游离的磷酸基团）
(2) 磷酸基团和脱氧核糖的连接：一个DNA分子中绝大多数磷酸基团与两个脱氧核糖相连，只有两个5’端游离的磷酸基团与一个脱氧核糖相连。
思考3:人工构建DNA分子结构模型时需要准备多少相应卡片或连接物？
根据提供的卡片及连接物构建DNA双链模型，对构建步骤做到心中有数。
脱氧核糖的数目=磷酸基团的数目=含氮碱基的数目
一个脱氧核苷酸内部需要两根连接物
在脱氧核糖的对应位点连接磷酸基团和碱基
②构建两条脱氧核苷酸长链
每条链脱水缩合需要的连接物=碱基对数-1
脱氧核苷酸通过脱水缩合连接成长链，形成磷酸二酯键
两条链脱水缩合需要的连接物=2×（碱基对数-1）
一条链相邻的碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连
两条链的碱基通过氢键相连
氢键数目=2×双链中A的数目+3×双链中C的数目
③通过碱基互补配对将两条脱氧核苷酸链连接
所需要的连接物数目=①+②+③
注意：构建过程中给出的卡片不一定都要使用（可能存在过量）
例1（2022年6月浙江·高考真题）：某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料下列叙述正确的是（       ）A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
例2：某同学制作一双链DNA片段模型，现准备了若干不同类型塑料片，如表。若想充分利用现有材料，那么还需准备脱氧核糖的塑料片数目是（　　） A．32 B．26 C．50 D．52
3.DNA分子相关计算
思考1:DNA分子中碱基存在怎样的数量关系？
A1=T2，T1=A2，C1=G2，G1=C2
双链中，A=T，C=G
等式相加，A+C=T+G（不互补碱基和相等，即总碱基数的一半，或A+G=T+C（嘌呤数=嘧啶数，等于总碱基数的一半）
思考2:DNA分子中互补碱基之和在双链和单链中有怎样的数量关系？
因A1=T2，T1=A2，C1=G2，G1=C2
规律：在双链DNA分子中，互补碱基之和（A＋T或C＋G）在全部碱基中所占的比例等于其任何一条单链中A＋T或C＋G所占的比例。
思考3:DNA分子中不互补碱基之和在双链和单链中有怎样的数量关系？
规律：在双链DNA分子中，不互补碱基之和比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1。
思考4:DNA分子中已知某碱基占双链的比例为a%，其在单链中的比例能确定吗？
规律：某碱基在双链中所占的比例为a%，若该碱基在对应单链所占比例无法确定，则最大为2a%，最小为0。
例1：某一链状双链DNA分子中，已知一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则下列有关该DNA分子的说法，正确的是(　　)A．另一条链上的4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4B．该DNA分子中四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7C．若该DNA分子中A的数量为p，则G的数量为7p/3D．该DNA分子中的碱基A＋T的量始终等于C＋G的量
例2：一条双链DNA分子，G和C占全部碱基的44%，其中一条链的碱基中，26%是A，20%是C，那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比是(　　)A．28%和22% B．30%和24%C．26%和20% D．24%和30%
第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
三步解决DNA分子中有关碱基比例的计算（动手就能会）
三、基因通常是由遗传效应的DNA片段
1.根据具体资料明确基因和DNA的关系
[资料1]大肠杆菌的拟核有一个DNA，大约分布了4.4×103个基因。
[资料2]人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
思考1:从这两则资料能得出什么结论？基因和DNA关系示意图为？
一个DNA上是有多个基因的。基因是DNA片段
明确基因是DNA上的片段，但是一段DNA不一定是基因。
[资料3]将某水母的绿色荧光蛋白基因小鼠体内，发现转基因小鼠在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。
[资料4]小鼠体内HMGIC基因与肥胖有关。研究发现缺乏HMGIC基因的老鼠更容易保持正常体重。
思考2:从这两则资料能得出什么结论？
遗传效应是指基因可以复制、转录、翻译、指导蛋白质合成，从而控制生物的性状
[资料5]研究表明，有些病毒的遗传物质是RNA,如人类免疫缺陷病毒、新冠病毒等。
思考3:从上述资料能得出什么结论？
基因也可以是具有遗传效应的RNA片段
思考4：从上述五则资料发现基因和DNA是什么关系？
基因通常是有遗传效应的DNA片段
思考5：基因携带的遗传信息储存在？
脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序当中
思考1:在生物体内，一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有4种：A-T、T-A 、G-C 、C-G 。最多有有多少种可能性？
44000种。说明DNA具有多样性
思考2:思考1的结果是建立在所有碱基对都随机排列这一假设上的。实际上，基因组测序结果表明大部分随机排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却重复千百次。这说明了什么？
明确实际上形成的DNA的种类小于4n种
思考4:DNA结构的稳定性与四种碱基的含量有关：G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。这是为什么呢？
G和C形成三个氢键，A和T只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强，DNA的结构越稳定。
思考3:在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。体现了DNA分子的什么特性？
例1：人类基因组计划的实施为人类了解自身的奥秘、增进健康具有无可估量的意义，而其基础是对DNA分子和基因结构和功能的认识。如图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题：
（1）遗传物质的主要载体是[　 ]　 　，基因和i的关系是 　 　 。（2）e和g的关系是 　 　，g被彻底水解后的产物可用字母　 　 表示。（3）细胞内的遗传物质是[ 　]　 　，基因和g的关系是 　 　 。
基因在染色体（i）上呈线性排列
基因是具有遗传效应的DNA片段
（4）g的成分与RNA的成分相比，主要差异在于 　 　。（5）g的空间结构一般表现为 　 　，若其中 ＝0.5，则A占总碱基数的比例为 　 　。
组成g的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T；组成RNA的五碳糖是核糖，RNA特有的碱基是U
1.DNA半保留复制方式的实验证据
思考1:DNA半保留复制方式的确认采用的科学方法是？假说由谁提出？谁证明？
假说-演绎法； 提出：克里克； 证明：梅塞尔森和斯塔尔（美国）
思考2:DNA半保留复制和全保留复制、分散复制的区别是？（学生书写两代）
思考3:如果要设计实验验证假说，那么需要重点观察什么？
DNA单链组合类型，即准确区分亲代DNA链和子代DNA链
思考4:如何做区分亲代和子代的DNA，又如何进行实验观察呢？
将15N标记DNA的大肠杆菌放入含14N的液体培养基中繁殖，通过控制反应时间，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将DNA离心，记录离心后试管中DNA的位置。
思考5:半保留复制、全保留复制、分散复制离心后有何区别？
例1（2018海南卷，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
例2（2018浙江卷，22）:某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是（　　）A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl 的培养液中培养的C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNAD．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
思考1:DNA复制的概念是？场所是？时间？
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
思考2:DNA复制的基本条件是？过程是？
解旋酶、DNA聚合酶等
由细胞呼吸提供（如ATP供能）
解旋 → 合成RNA引物 →合成互补子链 → 形成子代DNA
真核细胞：细胞核（主）、线粒体、叶绿体原核细胞：拟核（主）、质粒（环状DNA）病毒：宿主细胞中
真核细胞中主要是细胞分裂前的间期（有丝分裂前的间期、减数第一次分裂前的间期）
思考3:DNA复制的特点是？
①边解旋边复制 ②半保留复制
思考4:DNA平均每复制109个碱基对才会产生1个错误。DNA能精准复制的原因是？这些错误可能会有什么影响？
①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
思考5:DNA复制的结果是？意义是？
将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性
可能导致基因突变，进而引起生物性状的改变，可能没影响
思考6: 已知果蝇的基因组大小为1.8 ×108bp（bp表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100bp/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。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA的复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
真核生物DNA一般为多起点复制，原核生物一般为单起点复制
思考7:真核生物和原核生物DNA复制的区别是？
由于DNA聚合酶具有专一性（子链从5´→3´延伸），而DNA的2条链是反向平行的，所以复制时一条子链的合成时连续进行的，而另一条子链的合成是反向不连续进行的，合成冈崎片段，由DNA连接酶将这些片段连成一条子链，即半不连续复制。
思考8:下图为真核生物DNA复制示意图，从图中观察，新合成的两条DNA子链都是连续合成的吗？为什么？
例1（2021年山东卷）：我国考古学家利用现代人的 DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类 DNA 从提取自土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是（ ）A．“引子”的彻底水解产物有两种B．设计“引子”的 DNA 序列信息只能来自核 DNAC．设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列D．土壤沉积物中的古人类双链 DNA 可直接与“引子”结合从而被识别
例2：如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题：（1）甲图中有 　 　种碱基，有 　 　个游离的磷酸基团。（2）DNA分子的 　 　是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA与基因的关系是 　 　。 （3）乙图的DNA分子复制过程中除了需要模板和酶外，还需要 　 　等条件，保证DNA分子复制精确无误的关键是 　 　。
例2：如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题：（4）若图乙的该DNA分子含有48502个碱基对，而子链延伸的速度为105个碱基对/min，则此DNA复制约需要30s，而实际只需约16s，据图分析，这是因为　 　 ； （5）由图可知延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制具有 　 　 的特点。
复制是双向进行的，加快了复制效率
例3（2021年海南高考真题）：已知5-溴尿嘧啶（BU）可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A-T转变为A-BU，要使该位点由A-BU转变为G-C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是（ ）A．1 B．2 C．3 D．4
3.DNA的复制相关计算
（1）计算产生的子代DNA分子数
复制n代共产生2n个DNA分子
解题思路：画图，将亲代DNA分子两条链用一种颜色表示，每代新合成的子链用另一种颜色表示。绘制三代即可。
明确：复制完成之后 ，亲代链就进入子代DNA分子中，亲代DNA不复存在
（2）计算子代DNA中脱氧核苷酸链数
（3）计算合成子代DNA需要的脱氧核苷酸数
解题思路：明确合成的子代DNA与亲代一致。即核苷酸数一样多。因此，只需要比较复制前后DNA数目差值即可
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制共需要消耗该脱氧核苷酸个数为 ，第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸个数为 。
m（ 2n-2n-1）= m × 2n-1
例1:将一个不含有放射性同位素标记的大肠杆菌（其拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶）放在含有32P﹣胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，培养一段时间后，检测到如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种类型的拟核DNA（虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链）。下列有关该实验结果的分析，正确的是（　　）A．该拟核DNA分子中每个脱氧核糖都与2分子磷酸基团相连B．第二次复制产生的子代拟核DNA分子中Ⅰ、Ⅱ两种类型的比例为1：3C．复制n次需要胞嘧啶的数目是（2n﹣1）×（m﹣a）÷2D．拟核DNA分子经复制后分配到两个细胞时，其上的基因的遗传遵循基因的分离定律
例2（2021.6月浙江高考真题）：含有100个碱基对的—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.DNA的复制与细胞分裂
（1）DNA复制与减数分裂
以一对同源染色体为例讲解
背景：将被15N标记的细胞放入14N环境中培养，观察经过两次细胞分裂过程中染色体标记情况及产生的子细胞被标记情况
特点：染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次
明确：1条染色体含有1个（复制前）或2个DNA分子（复制后），2条或4条脱氧核苷酸链。绘图时需要将脱氧核苷酸链均绘制出
14N 培养基
规律总结：减数分裂中染色体只复制一次，细胞分裂两次，则产生的子染色体都带有标记；细胞分裂后所有细胞都带标记
（2）DNA复制与有丝分裂
特点：染色体复制一次，细胞分裂一次
两次细胞分裂需要复制两次，分裂两次
若染色体复制一次，细胞分裂一次，则产生的子染色体都带有标记；细胞分裂后所有细胞都带标记
2/4、3/4、4/4 子细胞含15N
规律总结：有丝分裂中若连续分裂两次，产生的子染色体只有一半带有标记，分裂后期随机移向细胞两极，有多种移动情况，带标记的细胞个数无法确定
例1：将某精原细胞(2n=8)的DNA分子用32P标记后置于不含标记物的培养基中培养，经过一次细胞分裂后，检测分裂过程和分裂后细胞的情况，子细胞中被32P标记的染色体条数是______________。
例2：将某精原细胞(2n=8)的DNA分子用32P标记后置于不含标记物的培养基中培养，经过两次细胞分裂后，检测分裂过程和分裂后细胞的情况，子细胞中被32P标记的染色体条数是______________。
例3（2021.6月浙江高考真题）：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
例4（2021年山东卷）：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