苏教版2024届高考生物一轮复习DNA的复制课件

这是一份苏教版2024届高考生物一轮复习DNA的复制课件，共60页。PPT课件主要包含了米西尔森，斯塔尔，同位素标记，全部轻链，全部重链，全部杂合链，半保留复制，叶绿体，2过程，边解旋边复制等内容，欢迎下载使用。
概述DNA分子通过半保留方式进行复制。
1.DNA复制方式的实验证据(1)实验者：美国科学家_________和_______。(2)实验材料：细菌。(3)实验技术：___________技术和离心技术。(4)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。
归纳 夯实必备知识
(5)实验过程及分析①实验的基本步骤a.用含14N的普通培养基培养细菌，一段时间后取样并提取DNA(作为对照)。b.用含_____的培养基连续培养细菌。c.将细菌转移到含_____的普通培养基中培养。d.在不同时刻取样并提取DNA分子，放入盛有氯化铯溶液的试管中_____处理，记录试管中DNA的位置。
②实验分析a.提取对照组DNA→离心→__________带。b.提取亲代DNA→离心→__________带。c.子一代细菌提取DNA→离心→____________带。
(6)结论DNA分子____________：在新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。
2.DNA的复制(1)概念、时间、场所
(3)结果：一个DNA分子形成了两个_________的DNA分子。(4)特点(5)DNA准确复制的原因DNA具有独特的_______结构，为复制提供精确的模板，_____________原则，保证了复制能准确地进行。(6)DNA复制的意义：DNA通过复制，确保了__________代代传递的连续性。
_____________________复制
下列为DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。
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.“图解法”分析DNA复制相关计算(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_______。
考向一　DNA复制过程及实验证据辨析1.图示DNA复制过程，下列叙述正确的是A.DNA复制过程中不需要引物，也不需要能量B.新形成的两条单链复制的方向不同且均为连 续复制C.该过程在蛙的红细胞和哺乳动物的红细胞均 能发生D.复制后的两个DNA分子位于一条或两条染色体上
突破 强化关键能力
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
考向二　DNA复制过程的有关计算3.(多选)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。下列有关分析不正确的是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
4.一个被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
考向三　DNA复制与细胞分裂的关系5.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.乙在减数第一次分裂后，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.乙在减数第二次分裂后，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
6.洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一个细胞周期。下列叙述正确的是A.第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期B.第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记C.第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记D.一个细胞完成两个细胞周期后，产生的含3H的子细胞数为1或2或3或4
重温高考 真题演练
1.(2021·北京，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是A.DNA复制后A约占32%B.DNA中C约占18%C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1D.RNA中U约占32%
2.(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
N是由M细胞形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T－DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，所以M细胞含有T－DNA，因此N的每一个细胞中都含有T－DNA，A正确；N植株的一条染色体中含有T－DNA，可以记为＋，因此N植株关于是否含有T－DNA的基因型记为＋－，如果自交，则子代中相关的基因型为＋＋∶＋－∶－－＝1∶2∶1，有3/4的植株含T－DNA，B正确；
M中只有1个DNA分子上的单链上的一个C脱去氨基变为U，所以复制n次后，产生的子细胞有2n个，但脱氨基位点为A－U的细胞只有1个，所以这种细胞的比例为1/2n，C正确；如果M经3次有丝分裂后，形成子细胞有8个，由于M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，是G和U配对，所以复制三次后，有4个细胞脱氨基位点为C－G,3个细胞脱氨基位点为A－T，1个细胞脱氨基位点为U－A，因此含T－DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占3/8，D错误。
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.(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
5.(2021·辽宁，7)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′－端B.子链的合成过程不需要引物参与C.DNA每条链的5′－端是羟基末端D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
一、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.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(　 　)
二、填空默写1.DNA复制的特点：__________________________。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
一、单项选择题1.(2023·江苏苏北七市高三调研)端粒是真核生物线性染色体末端的一段复合结构，端粒DNA会随细胞分裂而缩短(如图)，直到细胞不能再分裂。下列相关叙述错误的是A.组成端粒的主要成分是DNA和蛋白质B.子链5′－端引物水解后不能补齐，导 致端粒DNA缩短C.染色体复制后，每条染色体的4个端粒都缩短D.可通过修复缩短的端粒DNA，延长细胞寿命
2.(2023·盐城伍佑中学高三期中)复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。在复制启动时，尚未解开螺旋的亲代双链DNA同新合成的两条子代双链DNA的交界处形成的Y型结构，就称为复制叉。图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡，图2为DNA复制时，形成的复制泡和复制叉的示意图，其中a～h代表相应位置。下列相关叙述不正确的是
A.图1过程发生在分裂间期，以脱氧核苷酸为原料B.图1显示真核生物有多个复制原点，可加快复制速率C.根据子链的延伸方向，可以判断图2中a处是模板链的3′－端D.若某DNA复制时形成了n个复制泡，则该DNA上应有2n个复制叉
3.如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是A.复制时作用于③处的酶为DNA 聚合酶B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
由题图可知，该DNA分子中的两条链一条含有15N，一条含有14N，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，则形成的4个DNA分子中，只有一个含有15N，即占 ，D错误。
4.某果蝇的基因型为AaBb，将其DNA的两条链均被32P标记的精原细胞放在普通培养基中培养。该精原细胞形成了4个有三种基因型(AB、aB、ab)的精子。下列相关叙述正确的是A.该精原细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换导致三种基因 型精子的产生B.处于减数第二次分裂前期的细胞中DNA数/染色体数＝2C.产生的三种基因型的配子中的DNA都有一条链被32P标记D.在减数第一次分裂后期，移向细胞两极的染色体形态大小都相同
5.(2023·江苏扬州高三学情调研)取某XY型性别决定的动物(2n＝8)的一个未用3H标记的精原细胞，在含3H标记脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期后，将所得子细胞全部转移至普通培养基中完成减数分裂(不考虑染色体片段互换、实验误差和质DNA)。下列有关叙述错误的是A.一个初级精母细胞中含3H的染色体共有8条B.一个次级精母细胞可能有2条不含3H的Y染色体C.一个精细胞中可能有1条不含3H的Y染色体D.该过程形成的8个精细胞中可能都含3H
6.(2023·江苏南通高三调研)叶绿体DNA分子上有两个复制起点，同时在起点处解旋并复制，其过程如下图。下列相关叙述正确的是A.脱氧核苷酸链的合成不需要RNA引物B.新合成的两条脱氧核苷酸链的序列相同C.两起点解旋后均以两条链为模板合成子链D.子链合成后需DNA连接酶催化连接成环状
7.一个双链均被32P标记的噬菌体DNA上有x个碱基对，其中腺嘌呤有m个。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出128个子代噬菌体。下列叙述正确的是A.该过程至少需要64(x－m)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸B.噬菌体增殖需要细菌提供原料、模板和酶等C.只含31P与含32P的子代噬菌体的比例为63∶1D.该DNA分子含有3×(x－2m)/2＋2m个氢键
8.DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U－A、A－T、G－C、C－G，推测“P”可能是A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶或鸟嘌呤
二、多项选择题9.如图为科学家设计的DNA合成的同位素标记实验，利用大肠杆菌探究DNA的复制过程。下列叙述不正确的是A.通过比较试管②和①的结果不能 证明DNA复制为半保留复制B.实验中采用了放射性同位素标记 和密度梯度离心的研究方法C.可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便D.大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞只有DNA含15N
10.将某雄性动物细胞的全部DNA分子的两条链经32P标记(染色体数为2n)后，置于不含32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是A.若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例不一定为1/2B.若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1C.若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂D.若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂
11.如图1表示的是细胞内DNA复制过程，图2表示图1中RNA引物去除并修复的过程。相关叙述正确的是A.两条子链合成过程所需的RNA 引物数量不同B.酶1、2可催化RNA降解，去除 引物C.酶3是DNA聚合酶，催化游离的 核糖核苷酸连接到DNA单链上D.酶4是DNA连接酶，催化两个DNA单链片段的连接
12.用荧光标记的特定的DNA片段作为探针，与染色体上对应的DNA片段结合可在染色体上定位特定的基因。探针与染色体上待测基因结合的原理如图所示，下列叙述正确的是A.合成探针的原料是脱氧核苷酸B.此处煮沸的作用相当于解旋酶的作用C.复性时，探针与基因杂交遵循碱基互 补配对原则D.对成熟叶肉细胞进行基因标记时，一条染色体上可观察到两个荧光点
三、非选择题13.(2023·江苏苏北四市高三期末)真核细胞内染色体外环状DNA(eccDNA)是游离于染色体基因组外的DNA，DNA的损伤可能会导致eccDNA的形成。下图中途径1、2分别表示真核细胞中DNA复制的两种情况，a、b、a′和b′表示子链的两端，①～④表示生理过程。请据图回答相关问题：
(1)途径1中酶2为___________，途径2中④过程需要__________酶的作用。
(2)途径2中a、b、a′和b′中为5′－端的是_________。
(3)观察过程①③可推测DNA复制采用了______________等方式，极大地提升了复制速率。eccDNA能自我复制的原因是__________________________________。
eccDNA上有复制起点
(4)下列可能属于eccDNA形成原因的有______。A.DNA发生双链断裂B.染色体片段丢失C.染色体断裂后重新连接D.DNA中碱基互补配对
(5)eccDNA在肿瘤细胞中普遍存在，肿瘤细胞分裂时，因eccDNA无______(填结构)，而无法与________连接，导致不能平均分配到子细胞中。由此可见，eccDNA的遗传_______(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传规律。
14.双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答：
(1)若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗______个胞嘧啶脱氧核苷酸。
(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是_________________________________________________________________________________________。(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，但能________________________。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度越高的原因是_______________________________________________________。
标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性
降低反应所需要的活化能
DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定