2023屆全國新高考生物精準沖刺復習：DNA 的復制

2023屆全國新高考生物精準沖刺復習

DNA的復制

［課標

要求］概述DNA分子通過半保留方式進行復制

1.應用假說一演繹法探究DNA的復制方式，并歸納其中的數(shù)學規(guī)律；

2.DNA復制的條件、過程和特點（重）

3.DNA準確復制是遺傳信息穩(wěn)定遺傳的基礎（DNA準確復制的原因及意義）

教材P53-56,步步高P170-172

DNA的復制

I

對DNA復DNA半保留復DNA復制DNA復制的

制的推測制的實驗證據(jù)的過程相關計算

半

全假說一演繹法解旋

保

保

留

的

復

曼合成子鏈

制

制

形成子代DNA

沃森和克里克脫氧核糖核酸的一種結構

inthefollowing,communications.Wewerenotaware

ofthedetailsoftheresultspresentedtherewhen,we

devisedourstructure,whichrestsmainlythoughnot

entirelyonpublishedexperimentaldataandstereo-

■jciwmiaLacguognts---------------------------------------n

IIthasnotescapedournoticethatthespecific1

Ipairingwehavepostulatedimmodiat-elysuggestsa

?possiblecopyhigmechanismforthe_genetic_material?

J^uirdetails'o?7KeHmcture,"including-tKe-con^

ditionsassumedinbuildingit,togetherwithaset

ofcO'Ordinatesfortheatoms,willbepublished

elsewhere.

WearemuchindebtedtoDr.JerryDonohuefor

constantadviceandcriticism,especiallyoninter-

atomicdistances.Wehavealsobeenstimulatedby

aknowledgeofthegeneralnatureoftheunpublished

experimentalresultsandideasofDr.M.H.F.

Wilkins,Dr.R.E.Franklinandtheirco-workersat

值得注意的是，我們提出的這種堿

基特異性配對方式，暗示著遺傳物克里克當年為13歲兒子講解

質(zhì)進行復制的一種可能機制。DNA復制時所畫的圖稿

>

輕帶

14N-DNA

15N-DNA重帶

一氯化鈉溶液

elson和Stahl實驗原圖

MeseIson-StahI實驗密度梯度離心

一.DNA復制方式的實驗證據(jù)

大圈桿菌在含iRiH4a的培養(yǎng)液中生長若干代

提取DNA密度

離心

如果DNA匿制15N/,5N-DNA

是半保留宜制

離

轉(zhuǎn)移到含15N/15N-DNA

i?NH,Cl的

假說演繹法培養(yǎng)液中

第一代會出l5N/14N-DNA------

現(xiàn)的結果是細康分裳一次

技術:

第一代

同位素標記法?14N/l5N-DNA

細康再分整一次

提取DNA

密度梯度離心法第二代會出

現(xiàn)的結果是

第二代WZ-DNA

,4N/,SN-DNA

證明DNA復制方式的實驗示意圖

對位練習

用15N標記的一個DNA分子，放在含有14N的培養(yǎng)基中復制三次，則子代中,

1）含有"hl的DNA分子占全部DNA分子的比例是1/4

2）含15N鏈占全部DNA單鏈的比例是1/8

3）含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例是1

4）只含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例是3/4

5）含14N鏈占全部DNA單鏈的比例是7/8

對位練習

（2018?海南，15）現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有UN（表示為14NMN）的

大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉(zhuǎn)到含有

MN的培養(yǎng)基中繁殖一代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是

A.有15NMN和MN14N兩種，其比例為1：3

B.有15N15N和MN14N兩種，其比例為1：1D

C有15N5N和14N14N兩種，其比例為3：1

D.有15N14N和14NMN兩種，其比例為3：1

二DNA!

1.概念：以親代DNA的為模板合成子代DNA的過程

2.時間：有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期

3?場所：真核生物：細胞核（主要）葉綠體、線粒體2

原核生物：擬核、細胞質(zhì)（質(zhì)粒）

4.條件：1）模板（母鏈DNA）

2）能量（ATP）L飛

3）4種脫氧核甘酸

「解旋酶脫氧核昔酸

4）酶-DNA聚合酶.DNA片段//

-DNA連接酶人

5.過程：3"?岡崎片段

3’

二,DNA復制的過程②合成以兩條母鏈為模板，4種脫氧核普酸為原

料，按堿基互補配對原則合成為兩條新的子鏈。

DNA聚合酶

母鏈（模板鏈）

子鏈（新合成的鏈）

I

③復旋

一條母鏈和一條子鏈盤繞成為一個新的DNA分子。

四種脫

解旋酶氧核普酸

①解旋在解旋酶的作用下，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。

二.DNA復制的過程

6.復制中形成的化學鍵：氫鍵、磷酸二酯鍵

7.特點:①半保留復制②邊解旋邊復制③半不連續(xù)復制

8.準翻復制的原因：(l)DNA分子獨特的雙螺旋結構提供了精確的模板。

(2)通過堿基互補配對保證了復制的準確進行。

9.意義：將遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。

拓展：真核生物與原核生物DNA復制的區(qū)別真核生物DNA的復制

原核DNA的復制OriginofParent

replicationstrand從多個起點開始迸行，

4,一：

使得復制能在較短時

間內(nèi)完成。

原核生物DNA的復制

只有一個復制起點。

人體細胞某DNA的長度為200xl&9m,復制速度為5xl0-9m/s,

但經(jīng)檢測卻發(fā)現(xiàn)此DNA的復制只需5s的時間。此事實說明什么？

2.已知果蠅的加因組大小為1.8x10*bp（bp

具多個復制起點。若共有個復制起點，則又表示峻基對）,真核細胞中DNA復制的速率一般

4為50?IOObp/的下圖為果蠅DNA的電鏡.照片.

可說明什么？圖中的泡狀結構叫作DNA復制泡,是DNA上正在

復制的部分請你推測果蠅DNA形成多個凝制泡

的原因一

進行雙向復制。

果蠅DNA的電檢照片

下面是DNA復制的有關圖示。A-B-C表示大腸桿菌的DNA復制。D-F表示哺乳動

物的DNA復制。圖中黑點表示復制起點，〃一〃表示復制方向，/〃表示時間順序。

Q)若A中含有48502個堿基對，而子鏈延伸速率是105個堿基對/min，假設DNA分

子從頭到尾復制，則理論上此DNA分子復制約需30s,而實際上只需約16s,根據(jù)

A-C過程分析，這是因為復制是雙向迸行的特點1：雙向復制特點2:多起點復制(真核生物：

(2)哺乳動物的DNA分子展開可達2m之長,若按A-C的方式復制，至少需要8h,

而實際上只需要約2h,根據(jù)D-F過程分析，是因為DNA分子中有多個復制起點

⑶A-F均有以下特點：延伸的子鏈緊跟著

解旋酶，這說明DNA分子復制是

邊解旋邊復制特點3:邊解旋邊復制

(4)C與A相同,F與D相同，C、F能被如此準

確地胄制出來，是因為

獨特的雙螺旋結構為復制提供精確的模板

ABCDEF①DNA

②復制過程嚴格遵循堿基互補配對原則。

二「DNA；

有關DNA半保留復制的計算方法

(1)1個DNA分子連續(xù)復制〃代，共產(chǎn)生L個子代DNA分子，子代DNA分

子中共有單鏈2〃+i條；其中，舊鏈2條，新鏈2〃+「2條。

(2)若一個親代DNA分子含有某種脫氧核昔酸用個，則：

①經(jīng)過連續(xù)〃次復制，需消耗游離的該脫氧核甘酸數(shù)目為上出工個。

②第〃次復制時，需消耗游離的該脫氧核甘酸”21個。

對位練習

如圖為某DNA分子片段，假設該DNA分子中有5000對堿基，A+T占堿基

總數(shù)的34%,若該DNA分子在含MN的培養(yǎng)基中連續(xù)復制2次，下列敘述正

確的是（）

A.復制時作用于③處的酶為DNA聚合酶B

B.DNA分子復制2次需游離的胞口密咤脫氧核苗酸9900個

C.④處指的是腺瞟聆核糖核甘酸一

5N

子代中含15的分子占

D.NDNA1/2二

4N

④

對位練習

9.某雙鏈DNA分子含有200個堿基，一條鏈上A：T：G：C=1：2：3：4,

則關于該DNA分子的敘述正確的是Q

A.該DNA分子含有4個游離的磷酸基團

B.該DNA分子連續(xù)復制兩次，需要游離的腺喋吟脫氧核昔酸120個

C.該DNA分子中四種含氮堿基的比例是A：T：G：C=3：3：7：7

D.該DNA分子的堿基排列方式共有4I。。種

DNA：1.有絲分裂

第一次有絲分裂：〃3ip〃32p〃

中期？每條染色體上兩條染色單體都帶有放射性：

后期::每條染色體都帶有放射性：”|，i

子細向杳凝瓶標注而細胞數(shù):

：2個子細胞都帶有放射性：

染色體：1

DM2

子細胞中含放射性標記的染色體條數(shù)吼tt染色單體：2

人期

j5n蔡桑?底底：子I代細胞

第二次分裂；

第二次有絲分裂........................

中期:I每條染色體上只有一條染色單體帶有放射性

后期::一半染色體帶有放射性:

1

子細胞中含放射性標記的細胞數(shù)、

染色體條數(shù)2或3或4

10—2n家：

1

三.DNA復制與細胞分裂的關系1,有絲分裂

第一種情況是4個細胞都是

DNA被15N標記

第一次分裂形

成的子細胞

第一次有絲分裂

絹胞￡■2,減數(shù)分裂

對位練習步步高P173T5

5.將馬蛔蟲Q〃=4）的甲、乙兩個精原細胞核DNA雙鏈用32P標記，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胞進行兩次連續(xù)的有絲分裂、乙

細胞進行減數(shù)分裂。下列相關敘述正確的是B

A.甲在第一個細胞周期后，含32P的細胞數(shù)為2,且每個細胞中含有32P的染色體

數(shù)為0?4

B.甲在第二個細胞周期后，含32P的細胞數(shù)為2?4,且每個細胞含有32P的染色

體數(shù)為0?4

C.乙在減數(shù)分裂I后，含32P的細胞數(shù)為2,且每個細胞中含有32P的染色體數(shù)為

0-2

D.乙在減數(shù)分裂n后，含32P的細胞數(shù)為2?4,且每個細胞中含有32P的染色體

數(shù)為0?2

6.（2019?浙江4月選考，25）在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時，

BrdU會取代胸昔摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒

光染料對復制后的染色體進行染色，發(fā)現(xiàn)含半標記DNA（一條鏈被標記）

的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標