2025屆高三一輪復(fù)習(xí)生物：DNA復(fù)制

學(xué)習(xí)目標(biāo)01

通過對探究DNA復(fù)制方式實驗的分析，學(xué)習(xí)分析實驗的方法（科學(xué)探究）02基于科學(xué)史資料提供的實驗證據(jù)，運(yùn)用假說-演繹法，概述DNA通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制（科學(xué)探究生命觀念）03通過分析DNA復(fù)制的圖解，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，掌握DNA復(fù)制的條件、過程、特點(diǎn)和意義等（生命觀念、科學(xué)思維）課程標(biāo)準(zhǔn)：概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制制1.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基。(必修2P50圖

3-8)

()2.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—脫氧核糖—磷酸相連。(必修2P

50圖3-8)

()3.將已被15N標(biāo)記了DNA的大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)繁殖一代,若子

代大腸桿菌的DNA分子中既含有14N,又含有15N,則可說明DNA的復(fù)制為半保

留復(fù)制。(必修2P54思考·討論)

()4.DNA分子復(fù)制時,解旋酶與DNA聚合酶不能同時發(fā)揮作用。(必修2P55圖3

-10)

()????5.DNA復(fù)制遵循堿基互補(bǔ)配對原則,新合成的DNA分子中兩條鏈均是新合成

的。(必修2P55圖3-10)

()6.單個脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下連接合成新的子鏈。(必修2P55圖

3-10)

()7.分子大小相同、堿基含量相同的核酸分子所攜帶的遺傳信息一定相同。

(必修2P59正文)

()8.真核細(xì)胞基因中核糖核苷酸的排列順序代表遺傳信息。(必修2P59正文)

()9.真核細(xì)胞的基因只存在于細(xì)胞核中,而核酸并非僅存在于細(xì)胞核中。(必修

2P59正文)

()

?????1.(必修2P50圖3-8拓展)DNA中的堿基是如何連接的?提示:雙鏈DNA中,反向平行的兩條鏈之間的堿基通過氫鍵連接成堿基對,而

同一條鏈上相鄰堿基之間是通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接

的。2.(必修2P54思考·討論拓展)若DNA的復(fù)制方式為如圖所示的全保留方式或

分散方式,繪出連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)的實驗結(jié)果中各條帶的分布圖像(重

帶、中帶和輕帶)。

如圖所示

1.DNA分子結(jié)構(gòu)的解讀

DNA的結(jié)構(gòu)模式圖2.雙鏈DNA分子中堿基的計算規(guī)律

(1)互補(bǔ)的兩種堿基數(shù)量相等,即A=T,C=G。(2)任意兩種不互補(bǔ)的堿基數(shù)量之和占堿基總數(shù)的50%,即嘌呤之和=嘧啶之

和=總堿基數(shù)×50%,A+G=T+C=A+C=T+G=(A+T+C+G)×50%,

=

=1。(3)互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。設(shè)在雙鏈DNA分子的一條鏈上A1+T1=n%,因為A1=T2,A2=T1,則:A1+T1=A2+T2=n%。所以A+T=

=

=n%。簡記為“配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。(4)非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)。設(shè)雙鏈DNA分子中,一條鏈上:

=m,則:

=

=m,即互補(bǔ)鏈上

=

。簡記為“DNA兩互補(bǔ)鏈中,不配對兩堿基之和的比值乘積為1”。3.DNA復(fù)制過程中相關(guān)計算的規(guī)律方法DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制,若將一個被15N標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)

基中培養(yǎng)(復(fù)制)若干代,其結(jié)果分析如下:

(1)第n代DNA分子數(shù):2n①無論復(fù)制多少次,含15N的DNA分子始終是2個。②含14N的DNA分子有2n個,只含14N的DNA分子有(2n-2)個,做題時應(yīng)看準(zhǔn)是

“含”還是“只含”。(2)第n代DNA分子的總鏈數(shù):2n×2=2n+1①無論復(fù)制多少次,含15N的單鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子

數(shù)”還是“單鏈數(shù)”。②含14N的單鏈?zhǔn)?2n+1-2)條。3.(2019浙江4月選考,20,2分)為研究R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎雙球菌的

轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì),進(jìn)行了肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗,其基本過程

如圖所示。

4.(2019浙江4月選考,25,2分)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制時,BrdU

會取代胸苷摻入新合成的鏈中,形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料對復(fù)制

后的染色體進(jìn)行染色,發(fā)現(xiàn)含半標(biāo)記DNA(一條鏈被標(biāo)記)的染色單體發(fā)出明

亮熒光,含全標(biāo)記DNA(兩條鏈均被標(biāo)記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒

光)。若將一個細(xì)胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中,培養(yǎng)到第三個細(xì)胞周期的中期

進(jìn)行染色并觀察。下列推測錯誤的是()A.1/2的染色體熒光被抑制B.1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光C.全部DNA分子被BrdU標(biāo)記D.3/4的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記D歸納

夯實必備知識1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建(1)構(gòu)建者：

。(2)構(gòu)建過程沃森和克里克氧核苷酸A＝T，G＝CTC相反的脫2.DNA的結(jié)構(gòu)C、H、O、N、P脫氧核苷酸磷酸脫氧核糖堿基A與T配對，G與C配對多樣性若DNA含有n個堿基對，則其可能有4n種堿基排列順序特異性每個DNA分子都有特定的______________穩(wěn)定性兩條主鏈上

交替排列的順序不變，______________不變等3.DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)堿基排列順序磷酸與脫氧核糖堿基配對方式源于必修2P50圖3－8：DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團(tuán)，稱作___________，另一端有一個羥基(—OH)，稱作_________，兩條單鏈走向______，一條單鏈?zhǔn)菑?′－端到3′－端的，另一條單鏈?zhǔn)菑?′－端到5′－端的。5′－端3′－端相反DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的熱考點(diǎn)歸納總結(jié)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的熱考點(diǎn)歸納總結(jié)4.DNA中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。(1)A1＋A2＝_______；G1＋G2＝_______。即：雙鏈中A＝

，G＝

，A＋G＝

＝

＝

＝T＋C)。規(guī)律一：雙鏈DNA中嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)，任意兩個不互補(bǔ)堿基之和為堿基總數(shù)的一半。T1＋T2C1＋C2TCT＋CA＋CT＋G(2)A1＋T1＝_______；G1＋C1＝_______。規(guī)律二：互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補(bǔ)則等”。A2＋T2G2＋C2規(guī)律三：非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，簡記為“不補(bǔ)則倒”。互為倒數(shù)規(guī)律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。根據(jù)DNA分子結(jié)構(gòu)圖像分析回答下列問題：(1)圖中④能表示胞嘧啶脫氧核苷酸嗎？拓展

提升科學(xué)思維提示不能。①磷酸基團(tuán)屬于胸腺嘧啶脫氧核苷酸。(2)解旋酶作用于圖中哪個部位？限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶作用于圖中哪個部位？提示解旋酶作用于⑨，限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶作用于⑩。(3)DNA初步水解的產(chǎn)物和徹底水解的產(chǎn)物分別是什么？提示DNA初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸；徹底水解的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。(4)“A＋T與G＋C的比值一定相等嗎？”由此可概括出什么結(jié)論？此值的大小體現(xiàn)了什么呢？提示不一定。不同DNA分子中的互補(bǔ)堿基之和的比值不一定相同。體現(xiàn)DNA分子的特異性。一、對DNA復(fù)制的推測提出問題作出假設(shè)演繹推理史料驗證得出結(jié)論DNA是怎樣復(fù)制的？史料1:保留復(fù)制(1953年沃森和克里克提出)DNA分子復(fù)制時，DNA分子的雙螺旋將解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式被稱做半保留復(fù)制。一、對DNA復(fù)制的推測提出問題作出假設(shè)演繹推理史料驗證得出結(jié)論當(dāng)時研究人員對半保留復(fù)制模型是持懷疑態(tài)度的，因雙螺旋模型中存在的最大問題是雙鏈如何打開的?其所需的能量從何而來?Watson和Crick也承認(rèn)這是“最大的問題”。研究者為了避開“如何打開雙鏈”這個難題，又提出了全保留復(fù)制(conservativereplicationmodel)和彌散復(fù)制(disp-ersivemodel)2個模型。一、對DNA復(fù)制的推測提出問題作出假設(shè)演繹推理史料驗證得出結(jié)論任務(wù)一：用黑色代表母鏈，紅色表示新合成的鏈，在學(xué)案上畫出各種假說下親代，子一代和子二代DNA狀態(tài)任務(wù)二：如果原DNA是15N的,原料是14N的,那請推演復(fù)制后的第1代DNA與第2代DNA中N的情況如何?

思考1.利用所學(xué)知識，要在實驗中直觀地標(biāo)識母鏈和子鏈，可采取怎樣的方法？同位素標(biāo)記法2.如果用同位素進(jìn)行標(biāo)記,可標(biāo)記什么元素?可標(biāo)記C、H、O、N、P等元素提出問題作出假設(shè)演繹推理史料驗證得出結(jié)論二、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)實驗方法：1958年，美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾設(shè)計實驗實驗材料：大腸桿菌同位素標(biāo)記法15N14N提出問題作出假設(shè)演繹推理史料驗證得出結(jié)論閱讀課本P54證明DNA半保留復(fù)制的實驗過程，分析實驗結(jié)果并思考下列問題（3min）思考

問題2:第3步實驗結(jié)果足以否定彌散復(fù)制模型嗎?為什么?實驗結(jié)果支持3個模型中的哪一個?問題3:如果實驗繼續(xù)進(jìn)行，在14N培養(yǎng)基上得到子三代，提取DNA離心后，離心管內(nèi)會出現(xiàn)幾條帶?該結(jié)果和第3步實驗結(jié)果完全一樣嗎?問題1:第2步實驗結(jié)果足以否定“全保留模型”嗎?足以否定“彌散復(fù)制模型”嗎?為什么?實驗結(jié)果與半保留推理結(jié)果相同。生物材料：大腸桿菌（特點(diǎn)：單細(xì)胞原核生物，每20分鐘繁殖一代）實驗驗證：提出問題作出假設(shè)演繹推理史料驗證得出結(jié)論溫故知新

什么是DNA的復(fù)制DNA復(fù)制發(fā)生的場所DNA復(fù)制發(fā)生的時期以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。真核生物：主要在細(xì)胞核（線粒體、葉綠體）原核生物：主要在擬核細(xì)胞分裂前的間期（有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期）歸納總結(jié)1.條件模板原料能量酶原則特點(diǎn)堿基互補(bǔ)配對4種游離的脫氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶等半保留復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制親代DNA的兩條鏈DNA復(fù)制的推測課堂小結(jié)DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)DNA復(fù)制的過程DNA能準(zhǔn)確復(fù)制的原因提出問題→作出假設(shè)→演繹推理→實驗驗證→得出結(jié)論方法：同位素標(biāo)記法、密度梯度離心（2）堿基互補(bǔ)配對原則保證復(fù)制準(zhǔn)確無誤（1）DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確的模板半保留復(fù)制和全保留復(fù)制場所、時間、模板、原料、能量、酶、堿基互補(bǔ)配對、特點(diǎn)(2)過程解旋酶解開雙螺旋母鏈脫氧核苷酸DNA聚合酶堿基互補(bǔ)配對結(jié)構(gòu)(3)結(jié)果：一個DNA分子形成了兩個