DNA的分子復(fù)制【考點(diǎn)打靶+定向訓(xùn)練】高考生物一輪復(fù)習(xí) （新教材新高考）

核心知識(shí)全面復(fù)習(xí)高考一輪復(fù)習(xí)——必修二《遺傳與進(jìn)化》——第27講DNA的分子復(fù)制1.概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制復(fù)習(xí)目標(biāo)要求

DNA復(fù)制方式考點(diǎn)一1.沃森和克里克的DNA半保留復(fù)制假說一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)復(fù)制?ACGTGTACTGCACATGACGTGTACTGACCATGTGCACATGACGTTGAC模板鏈（母鏈）模板鏈（母鏈）子鏈子鏈半保留復(fù)制：新合成的每個(gè)DNA都保留原來DNA分子的一條鏈2.全保留復(fù)制：ACGTGTACTGCACATGACGTGTACTGCACATGACGTGTACTGCACATG一個(gè)子代DNA全部保留親代DNA的兩條鏈，另一個(gè)子代DNA的兩條鏈全是新合成的那么DNA究竟是那一種復(fù)制方式呢？一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)2.DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)者：美國(guó)生物學(xué)家

和

。(2)研究方法：

。(3)實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌。(4)實(shí)驗(yàn)技術(shù)：

技術(shù)和離心技術(shù)。(5)實(shí)驗(yàn)原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。(6)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：

。梅塞爾森斯塔爾假說—演繹法同位素標(biāo)記DNA以半保留的方式復(fù)制一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)14N14N15N15N你覺得這兩種DNA最大的區(qū)別是什么？分子質(zhì)量輕DNA重DNA如何依據(jù)兩種DNA分子質(zhì)量不同這一特點(diǎn)來區(qū)分兩種DNA？離心14N15N中DNA輕帶中帶重帶14N

/14N

－DNA15N/14N－DNA15N/15N－DNA同位素標(biāo)記15N14NP含氮堿基一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)半保留復(fù)制大腸桿菌15NH4Cl培養(yǎng)液提取DNA離心15N/15N-DNA14NH4Cl培養(yǎng)液細(xì)胞分裂一次第一代提取DNA離心細(xì)胞分裂兩次第二代提取DNA離心全保留復(fù)制所以DNA的復(fù)制的確是半保留重帶

中帶?輕帶1/2中帶一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)主要在：細(xì)胞核場(chǎng)所：有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期時(shí)間：概念：是指以親代DNA兩條鏈為模板合成子代DNA的過程。3.DNA分子復(fù)制的過程無絲分裂之前其次在：細(xì)胞質(zhì)的線粒體、葉綠體等部位解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋模板（在DNA聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）復(fù)制以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子代DNA同時(shí)進(jìn)行(邊解旋邊復(fù)制）組成以DNA的兩條鏈為模板一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)3.DNA分子復(fù)制的過程一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)1.解旋解旋酶在解旋酶的作用下，雙鏈螺旋的DNA打開氫鍵，解開成為兩條單鏈，每條單鏈均作為模板合成新的DNA。2.合成DNA聚合酶以兩條母鏈為模板，4種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成為兩條新的子鏈。母鏈(模板鏈)子鏈(新合成的鏈)四種脫氧核苷酸3.復(fù)旋一條母鏈和一條子鏈盤繞成為一個(gè)新的DNA分子。3’3’5’3’5’5’3’5’3.DNA分子復(fù)制的過程5′端3′端復(fù)制泡5′端3′端復(fù)制叉復(fù)制叉解旋酶、DNA聚合酶解旋酶、DNA聚合酶先導(dǎo)鏈先導(dǎo)鏈后隨鏈后隨鏈岡崎片段岡崎片段RNA引物RNA引物復(fù)制方向一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)

模板：（親代DNA分子的）兩條母鏈細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸ATPDNA解旋酶，DNA聚合酶等能量：酶：原料：邊解旋邊復(fù)制半保留式復(fù)制復(fù)制可以朝一個(gè)方向，也可以向兩個(gè)方向進(jìn)行，后者更為常見。真核生物有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)

在子代雙鏈中，有一條是親代原有的鏈，另一條則是新合成的。4.DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)5.DNA分子復(fù)制的條件一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而使生物前后代保持了遺傳信息的連續(xù)性。7.DNA復(fù)制的意義：（1）獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板;（2）堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確進(jìn)行。6.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因：一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)8.解題技巧訓(xùn)練(1)將大腸桿菌（DNA種含15N）放在含14N的培養(yǎng)液培養(yǎng)，繁殖兩代15N15N親代15N15N14N14N一代15N14N15N14N14N14N14N14N二代DNA分子數(shù)=2n脫氧核苷酸鏈數(shù)=2n+1母鏈數(shù)=子鏈數(shù)=22n+1﹣2含母鏈（15N）的DNA分子數(shù)=2只含母鏈（15N

）的DNA分子數(shù)=0含子鏈（14N

）的DNA分子數(shù)=2n只含子鏈（14N

）的DNA分子數(shù)=2n-2復(fù)制N代一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)(2)若親代DNA分子中含有某種堿基m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需要游離的該堿基為多少個(gè)？親代一代二代需要-m2×m含有m需要-m4×mN代需要-m×m2n8.解題技巧訓(xùn)練一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)(3)若親代DNA分子中含有某種堿基m個(gè)，第n次復(fù)制需要游離的該堿基為多少個(gè)？親代一代二代含有mN代第n次需要-m)×m(2n--m)×m(2n-1=2n-1×m8.解題技巧訓(xùn)練一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)9.細(xì)胞分裂與DNA復(fù)制綜合應(yīng)用的原理闡釋(1)首先確定細(xì)胞分裂方式是有絲分裂還是減數(shù)分裂。(2)其次確定標(biāo)記過程中DNA復(fù)制次數(shù)和在未標(biāo)記培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂次數(shù)(時(shí)期)。(3)最后用圖表示細(xì)胞分裂過程，如下圖：一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)ACTTGACGATGAACTGCT復(fù)制染色體數(shù)目不變

DNA數(shù)目加倍復(fù)制產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子位于一條染色體的兩條姐妹染色單體上，由著絲點(diǎn)連在一起，在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲點(diǎn)分裂時(shí)分開，分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中。ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCT一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)有一對(duì)染色體的細(xì)胞，DNA被15N標(biāo)記，于14N的條件下分裂，問連續(xù)分裂兩次，所得子細(xì)胞具有放射性的數(shù)量為________個(gè)ACTTGACGATGAACTGCT復(fù)制染色體數(shù)目不變

DNA數(shù)目加倍ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCT一.知識(shí)梳理

必備知識(shí)一個(gè)含有2n條染色體的細(xì)胞，其染色體DNA的兩條鏈都被標(biāo)記，在不含有標(biāo)記的原料中進(jìn)行連續(xù)兩次分裂，產(chǎn)生４個(gè)子細(xì)胞。規(guī)律總結(jié)：1.若進(jìn)行有絲分裂，則含有標(biāo)記的子細(xì)胞數(shù)為２或３或４2.若進(jìn)行減數(shù)分裂，則含有放射性的子細(xì)胞數(shù)為４。一個(gè)細(xì)胞中最多有2n條染色體被標(biāo)記每個(gè)細(xì)胞中有n條染色體被標(biāo)記二.精題精練考向DNA復(fù)制過程及實(shí)驗(yàn)證據(jù)辨析1.14N和15N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。為探究DNA復(fù)制的方式，科學(xué)家先用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，繁殖若干代得到的大腸桿菌，其DNA幾乎都被15N標(biāo)記；再將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有14NH4Cl的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)。收集不同時(shí)期的大腸桿菌，提取DNA并進(jìn)行離心處Z理，離心后試管中DNA的位置如圖所示。下列推測(cè)不合理的是()A.子代DNA的兩條鏈可能都含有15NB.1號(hào)帶中的DNA的氮元素都是14NC.實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制D.3號(hào)帶的DNA為親代大腸桿菌的DNAA二.精題精練解析：由于DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，培養(yǎng)液中含有14NH4Cl，所以子代DNA的兩條鏈不可能都含有15N，A錯(cuò)誤；1號(hào)帶中的DNA的氮元素都是14N，相對(duì)質(zhì)量最輕，離心后分布在試管上端，B正確；3號(hào)帶分布在試管的下端，說明DNA分子的兩條鏈都是15N，為親代大腸桿菌的DNA，D正確。二.精題精練考向DNA復(fù)制過程的有關(guān)計(jì)算1.某DNA分子片段中共含有3000個(gè)堿基，其中腺嘌呤占35%?，F(xiàn)將該DNA分子片段用15N標(biāo)記過的四種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，得到圖甲結(jié)果；如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到圖乙結(jié)果。下列有關(guān)分析正確的是（

）A.X層與Y層中DNA分子質(zhì)量比大于1∶3B.Y層中含15N標(biāo)記的鳥嘌呤有3600個(gè)C.X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3倍D.W層與Z層的核苷酸數(shù)之比是4∶1C二.精題精練解析：X層(2個(gè)DNA分子含有14N和15N)與Y層(6個(gè)DNA分子只含15N)中DNA分子質(zhì)量比小于1∶3，A錯(cuò)誤；1個(gè)DNA中鳥嘌呤G＝450個(gè)，Y層(6個(gè)DNA分子只含15N)中含15N標(biāo)記的鳥嘌呤G＝450×6＝2700個(gè)，B錯(cuò)誤；X層中有2個(gè)DNA分子，Y層中有6個(gè)DNA分子，故X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3倍，C正確；W層(14個(gè)含有15N的DNA單鏈)與Z層(2個(gè)含有14N的DNA單鏈)的核苷酸數(shù)之比是14∶2＝7∶1，D錯(cuò)誤。二.精題精練考向DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂的關(guān)系1.將馬蛔蟲(2n＝4)的甲、乙兩個(gè)精原細(xì)胞核DNA雙鏈用32P標(biāo)記，接著置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在特定的條件下甲細(xì)胞進(jìn)行兩次連續(xù)的有絲分裂、乙細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A.甲在第一個(gè)細(xì)胞周期后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2，且每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為0～4B.甲在第二個(gè)細(xì)胞周期后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2～4，且每個(gè)細(xì)胞含有32P的染色體數(shù)為0～4C.乙在減數(shù)分裂Ⅰ后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2，且每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為0～2D.乙在減數(shù)分裂Ⅱ后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2～4，且每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為0～2B二.精題精練解析：一個(gè)細(xì)胞周期中DNA分子只進(jìn)行一次半保留復(fù)制，因此甲在第1個(gè)細(xì)胞周期后，全部細(xì)胞均含32P，且每個(gè)細(xì)胞中的每條染色體都含有32P，即每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為4，A錯(cuò)誤；第一個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束形成的2個(gè)子細(xì)胞的每個(gè)DNA分子都有一條鏈含有32P，另一條鏈含有31P。在第二個(gè)細(xì)胞周期中，DNA分子又進(jìn)行了一次半保留復(fù)制，則形成的8個(gè)DNA分子中，有4個(gè)DNA分子是一條鏈含有32P，另一條鏈含有31P，另外4個(gè)DNA分子都只含31P，而在有絲分裂后期，姐妹染色單體分開后隨機(jī)移向兩極，因此甲在第2個(gè)細(xì)胞周期后，有2個(gè)或3個(gè)或4個(gè)細(xì)胞含32P，且每個(gè)細(xì)胞含有32P的染色體數(shù)為0～4，B正確；二.精題精練解析：減數(shù)分裂前的間期，DNA分子只進(jìn)行一次半保留復(fù)制，因此乙經(jīng)過減數(shù)分裂Ⅰ后，形成的2個(gè)細(xì)胞均含32P，且每個(gè)細(xì)胞中的每條染色體都含有32P，在減數(shù)分裂Ⅱ前期和中期，有2條染色體含有32P，在減數(shù)分裂Ⅱ后期和末期，有4條染色體含有32P，即每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為2或4，C錯(cuò)誤；乙在減數(shù)分裂Ⅱ后，將形成4個(gè)精細(xì)胞，每條染色體含有32P，故4個(gè)細(xì)胞均含32P，D錯(cuò)誤。課堂練習(xí)：一、易錯(cuò)辨析1.DNA復(fù)制時(shí)，嚴(yán)格遵循A—T、C—G的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，并且新合成的DNA分子中兩條鏈均是新合成的(

)2.DNA分子復(fù)制時(shí)，解旋酶與DNA聚合酶不能同時(shí)發(fā)揮作用(

)3.在一個(gè)細(xì)胞周期中，DNA復(fù)制過程中的解旋發(fā)生在兩條DNA母鏈之間(

)4.DNA分子復(fù)制過程中的解旋在細(xì)胞核中進(jìn)行，復(fù)制在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行(

)5.原核細(xì)胞內(nèi)DNA的合成都需要DNA片段作為