（新人教版）新高考生物一輪復(fù)習精講課件41 DNA分子的復(fù)制（含答案）

這是一份（新人教版）新高考生物一輪復(fù)習精講課件41 DNA分子的復(fù)制（含答案），共60頁。PPT課件主要包含了教學過程，概念圖，課堂練習鞏固，典型習題，規(guī)律總結(jié)，特點1雙向復(fù)制，特點3邊解旋邊復(fù)制，第一次分裂，第二次分裂，解析第一次分裂等內(nèi)容，歡迎下載使用。
Teaching Prcess
2.課堂教 學內(nèi)容
一.DNA復(fù)制的推測—— 假說-演繹法
DNA以什么方式復(fù)制？
關(guān)鍵思路：通過實驗區(qū)分親代和子代的DNA
科學方法：同位素標記法、密度梯度離心法
1958年，美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾
轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中
排除DNA的復(fù)制是全保留復(fù)制
排除DNA復(fù)制是分散復(fù)制
證明DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制
1.概念： 2.DNA復(fù)制場所 真核細胞：
DNA的復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。
主要在細胞核中，但在線粒體、葉綠體也有DNA的復(fù)制；
主要在擬核中，在質(zhì)粒處也 有DNA的復(fù)制。
3.發(fā)生時期(真核生物)
細胞分裂前的間期(有絲分裂前的間期、減數(shù)分裂前的間期)，隨著染色體的復(fù)制而完成。
6.DNA復(fù)制需要的基本條件
由細胞提供(如ATP提供)
7.DNA精確復(fù)制的原因
（1）DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精確的模板。
（2）通過堿基互補配對,保證了復(fù)制能夠準確地進行。
將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。
例1.下面是DNA復(fù)制的有關(guān)圖示。A→B→C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制。D→F表示哺乳動物的DNA復(fù)制。圖中黑點表示復(fù)制起點，“→”表示復(fù)制方向，“?”表示時間順序。
(1)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(shè)DNA分子從頭到尾復(fù)制，則理論上此DNA分子復(fù)制約需30 s，而實際上只需約16 s，根據(jù)A→C過程分析，這是因為_____________________。
(2)哺乳動物的DNA分子展開可達2m之長，若按A→C的方式復(fù)制，至少需要8 h，而實際上只需要約2 h，根據(jù)D→F過程分析，是因為_________________________________。
DNA分子中有多個復(fù)制起點
特點2：多起點復(fù)制（真核生物）
(3)A→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(fù)制是______________________的。
(4)C與A相同，F(xiàn)與D相同，C、F能被如此準確地復(fù)制出來，是因為 ____________________________________________________ ____________________________________________________
① DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板。
② 復(fù)制過程嚴格遵循堿基互補配對原則。
DNA聚合酶不能催化DNA新鏈從頭合成，只能催化dNTP加入核苷酸鏈的3'-OH末端。因而復(fù)制之初需要一段RNA(DNA)引物的3’一OH端為起點，合成5’→3’方向的新鏈。
模 板 鏈：3’→5’合成子鏈方向：5’→3’
DNA聚合酶只能從引物3′端延伸DNA鏈
(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)制n次，則：
9.DNA復(fù)制的相關(guān)計算
共產(chǎn)生子代DNA分子____個； 子代DNA分子中，含15N的DNA分子_____個； 子代DNA分子中，含14N的DNA分子_____個； 子代DNA分子中，只含15N的DNA分子_____個； 子代DNA分子中，只含14N的DNA分子______個；
(2)DNA復(fù)制中消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)。②第n次復(fù)制需要該種脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1。
(1)注意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別，前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)制。(2)注意堿基的單位是“對”還是“個”。(3)切記在DNA復(fù)制過程中，無論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個。(4)看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進陷阱。
特別提醒：“DNA復(fù)制”相關(guān)題目的4點“注意”
例1.某DNA分子中含有1 000個堿基對(被32P標記)，其中有胸腺嘧啶400個。若將該DNA分子放在只含被31P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次，子代DNA分子相對分子質(zhì)量平均比原來減少 。
DNA分子共有4個，前兩個DNA 分子相對分子質(zhì)量比原DNA分子共減少了2000，后兩個DNA分子比原DNA分子共減少了4000，這樣4個DNA分子的相對分子質(zhì)量平均比原來減少了6000/4＝1500；
例2.(2021·安徽合肥高三調(diào)研)如圖為某DNA分子片段，假設(shè)該DNA分子中有5 000對堿基，A＋T占堿基總數(shù)的34%，若該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制2次，下列敘述正確的是（ ）A.復(fù)制時作用于③處的酶為DNA聚合酶B.DNA分子復(fù)制2次需游離的胞嘧啶脫氧　核苷酸9 900個C.④處指的是腺嘌呤核糖核苷酸D.子代中含15N的DNA分子占1/2
DNA分子的基本單位是脫氧核糖核苷酸，所以④處指的是腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，C錯誤；由題圖可知，該DNA分子中的兩條鏈一條含有15N，一條含有14N，若該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制2次，則形成的4個DNA分子中，只有一個含有15N ，即占1/4，D錯誤。
解析　復(fù)制時作用于③處的酶為DNA解旋酶，A錯誤；
由題意知，DNA分子中A＋T占堿基總數(shù)的34%，則C＋G占66%，DNA分子中G＝C＝5 000×2×66%÷2＝3 300(個)，該DNA分子復(fù)制2次增加3個DNA分子，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸3 300×3＝9 900(個)，B正確；
例3.（2021CS周練12）若親代DNA分子經(jīng)過誘變，某位點上一個正常堿基變成了5-溴尿嘧啶（BU）．誘變后的DNA分子連續(xù)進行2次復(fù)制，得到4個子代DNA分子如圖所示，則BU替換的堿基可能是（　?。?br/>A.腺嘌呤 B.胸腺嘧啶或腺嘌呤 C.胞嘧啶 D.鳥嘌呤或胞嘧啶
例4.（2021CS周測12）5-BrU(5-溴尿嘧啶)既可以與A配對，又可以與C配對。將一個正常的具有分裂能力的細胞，接種到含有A、G、C、T、5-BrU五種核苷酸的適宜培養(yǎng)基上，至少需要經(jīng)過幾次復(fù)制后，才能實現(xiàn)細胞中某DNA分子某位點上堿基對從T—A到G—C的替換（ ） A．2次 B．3次 C．4次 D．5次
例5.（2021CS周測12）假設(shè)一個雙鏈均被32P標記的噬菌體DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%，用這個噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個子代噬菌體。下列敘述正確的是（ ）A.該過程至少需要3×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸B.噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等C.含32P與含31P的子代噬菌體的比例為1:49D.新合成的100個子代DNA的相對分子質(zhì)量平均比原來減少了9900
例6.有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個磷酸基團所處的位置（A-Pα~ Pβ~ Pγ或dA-Pα~ Pβ~ Pγ）。回答下列問題；（1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP.若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應(yīng)在ATP的__________（填“α”“β”或γ”）位上。（2）若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應(yīng)在dATP的__________（填“α”“β”或γ”）位上。
一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標記的兩條鏈只能分配到兩個噬菌體雙鏈DNA分子中，因此得到n個噬菌體中只有2個帶有標記
（3）將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個）并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是 。
1.減數(shù)分裂中染色體標記情況分析
三.減數(shù)分裂與有絲分裂中染色體標記情況分析
以一個細胞中的所有DNA的兩條鏈被標記為例
減數(shù)分裂過程中所以四個子細胞中所有DNA分子均呈雜合狀態(tài)，即“31P//32P”。
2.有絲分裂中染色體標記情況分析
分析：后期時，著絲點分裂，這時攜帶標記元素的染色體向兩極移動時（分配時）是隨機的，導(dǎo)致細胞的一極含標記元素的染色體的個數(shù)為0 ~ 10條（玉米：2N=20）
例1.用32P標記玉米體細胞(含有20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的中期、后期及所產(chǎn)生的子細胞中被32P標記的染色體數(shù)分別為（ ）A.20、40、20 B.20、20、20C.20、20、0～20 D.20、40、0～20
例2.將DNA分子雙鏈用3H標記的蠶豆(2n＝12)根尖移入普通培養(yǎng)液(不含放射性元素)中，再讓細胞連續(xù)進行有絲分裂。某普通培養(yǎng)液中的第三次有絲分裂中期，根據(jù)圖示，判斷該細胞中染色體的標記情況最可能是 。
b＋c＝12個，但b和c數(shù)目不確定
例3.下圖表示某生物的精原細胞在N的環(huán)境中最終形成了4個細胞，有關(guān)說法正確的是X可能是：①精原細胞某一對同源染色體中的一條染色體上的DNA雙鏈均被15N標記②精原細胞某一對同源染色體中的兩條染色體上的DNA雙鏈均被15N標記③進行減數(shù)分裂④進行有絲分裂A．若X為①③，則兩某個次級精母細胞后期時含有 條15N標記的染色體
例3.下圖表示某生物的精原細胞在N的環(huán)境中最終形成了4個細胞，有關(guān)說法正確的是X可能是：①精原細胞某一對同源染色體中的一條染色體上的DNA雙鏈均被15N標記②精原細胞某一對同源染色體中的兩條染色體上的DNA雙鏈均被15N標記③進行減數(shù)分裂④進行有絲分裂B．若X為②③，則某個次級精母細胞后期時含有 條15N標記的染色體
例3.下圖表示某生物的精原細胞在N的環(huán)境中最終形成了4個細胞，有關(guān)說法正確的是X可能是：①精原細胞某一對同源染色體中的一條染色體上的DNA雙鏈均被15N標記②精原細胞某一對同源染色體中的兩條染色體上的DNA雙鏈均被15N標記③進行減數(shù)分裂④進行有絲分裂C．若X為①③，則產(chǎn)生四個子細胞含15N標記的染色體的細胞占比 。
例3.下圖表示某生物的精原細胞在N的環(huán)境中最終形成了4個細胞，有關(guān)說法正確的是X可能是：①精原細胞某一對同源染色體中的一條染色體上的DNA雙鏈均被15N標記②精原細胞某一對同源染色體中的兩條染色體上的DNA雙鏈均被15N標記③進行減數(shù)分裂④進行有絲分裂D．若X為②④，則產(chǎn)生四個子細胞中某個細胞含15N標記的染色體的個數(shù)為 。
例4（2021CS培優(yōu)8-6）現(xiàn)建立“動物精原細胞（2n=4）有絲分裂和減數(shù)分裂過程”模型。將染色體DNA都被32P標記的1個精原細胞置于不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng)，分裂為2個子細胞，其中1個子細胞發(fā)育為下圖細胞①。細胞①和②的染色體組成如圖所示，H（h）、R（r）是其中的兩對基因。下列敘述正確性的是（ ）A．細胞②和③含有的DNA分子數(shù)相等B．該模型中動物精原細胞的基因型為HhRr或HhrrC．細胞①形成過程中發(fā)生了基因突變和基因重組D．細胞④-⑦中含32P的核DNA分子數(shù)可能分別有2、1、2、0E． 細胞①一定發(fā)生了基因突變，但不一定發(fā)生了等位基因的互換
例4（2021CS培優(yōu)8-6）現(xiàn)建立“動物精原細胞（2n=4）有絲分裂和減數(shù)分裂過程”模型。將染色體DNA都被32P標記的1個精原細胞置于不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng)，分裂為2個子細胞，其中1個子細胞發(fā)育為下圖細胞①。細胞①和②的染色體組成如圖所示，H（h）、R（r）是其中的兩對基因。下列敘述正確性的是（ ） F． 細胞②中最多有三條染色體含有32P G．細胞②和細胞③中含有32P的染色體數(shù)相等 H．細胞⑥⑦的基因型相同 L． 細胞④~⑦中含32P的核DNA分子數(shù)可能分別是2、1、2、1
設(shè)標記的為：1 2 3 4
交換的可能是同為32P
在復(fù)制時，復(fù)制子起始點開始解鏈，兩條單鏈各自為模板合成互補鏈，復(fù)制叉單向或雙向位移，此時在電鏡下可以看到如眼的結(jié)構(gòu)，通常稱為復(fù)制眼。
四.“DNA復(fù)制”的其他形式
1.線形DNA的復(fù)制方式
（1）θ型結(jié)構(gòu)復(fù)制環(huán)狀DNA，如大腸桿菌、多瘤病毒DNA，因為只有一個復(fù)制起始點，其復(fù)制眼形成希臘字母θ型結(jié)構(gòu)，隨著復(fù)制的進行，復(fù)制眼逐漸擴大，直至整個環(huán)狀分子。
2.環(huán)狀DNA的復(fù)制方式
例1.質(zhì)粒是能夠自我復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子。將無放射性標記的大腸桿菌質(zhì)粒置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng),使新合成的DNA鏈中的脫氧胸苷均被3H標記。在第二次復(fù)制未完成時將DNA復(fù)制阻斷,結(jié)果如下圖所示。下列理解錯誤的是(　　)
A.Ⅰ所示兩條DNA子鏈的延伸方向不同B.質(zhì)粒DNA的復(fù)制過程是邊解旋邊復(fù)制C.質(zhì)粒DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制D.質(zhì)粒DNA的復(fù)制是多起點雙向進行的
（2）D環(huán)型復(fù)制線粒體DNA的復(fù)制就采用這種模式。環(huán)狀DNA兩條單鏈的復(fù)制起始點不在同一位點。復(fù)制開始時，先在負鏈的起始位點解鏈，然后以負鏈為模板，合成一條與其互補的新鏈，取代另一條仍保持單鏈狀態(tài)的親代正鏈，此時在電鏡下可以看到呈D環(huán)形狀。當負鏈復(fù)制達到一定程度，隨著正鏈置換區(qū)域擴大，暴露出正鏈的復(fù)制起始點，于是以正鏈為模板開始合成與其互補的新鏈，最后生成兩個子代DNA雙鏈分子。由于兩條親代鏈的復(fù)制起始點不同，合成起始并不同步進行，所以D環(huán)型復(fù)制是一種不對稱復(fù)制形式。
例2.線粒體DNA分子通常是由H鏈和L鏈構(gòu)成的環(huán)狀雙鏈。該DNA復(fù)制時,OH首先被啟動,以L鏈為模板,合成一段RNA作為引物,然后合成H鏈片段,一邊合成新H鏈,一邊取代原來的H鏈,被取代的H鏈以環(huán)的形式游離出來,由于其像字母D,所以被稱為D環(huán)復(fù)制。當H鏈合成約2/3時,OL啟動,以被取代的H鏈為模板,合成新的L鏈,待全部復(fù)制完成后,新的H鏈和老的L鏈、新的L鏈和老的H鏈各自組合形成兩個環(huán)狀雙螺旋DNA分子,整個過程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.動物細胞線粒體DNA分子不含游離的磷酸基團B.RNA引物的基本組成單位是核糖核苷酸 C.若此DNA連續(xù)復(fù)制2次,共需要4個引物D.D環(huán)復(fù)制過程中,H鏈和L鏈不同時完成復(fù)制
（3）滾動環(huán)型復(fù)制指一些簡單低等生物或染色體外DNA，環(huán)狀雙鏈DNA的正鏈由一核酸內(nèi)切酶在特定的位置切開，游離出一個3＇-OH和一個5＇-磷酸基末端。5＇-磷酸末端在酶的作用下，固著到細胞膜上。隨后，在DNA聚合酶催化下，以環(huán)狀負鏈為模板，從正鏈的3＇-OH末端加入與負鏈互補的脫氧核苷酸，使鏈不斷延長，通過滾動而合成新的正鏈。與此同時，以伸展的正鏈為模板，合成互補的新的負鏈。最后合成兩個環(huán)狀子代雙鏈分子。
例3（2021屆高三三月質(zhì)檢）噬菌體ΦX174的遺傳物質(zhì)是單鏈環(huán)狀DNA分子（正鏈）。感染宿主細胞時，首先合成其互補的負鏈，形成閉合的雙鏈DNA.分子，之后正鏈發(fā)生斷裂，產(chǎn)生3'-OH,再以此為引物，以未斷裂的負鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下使3'-OH端不斷延伸。延伸出的長鏈可切割、環(huán)化產(chǎn)生很多拷貝的環(huán)化正鏈，進而與噬菌體的蛋白質(zhì)顆粒組裝產(chǎn)生子代噬菌體。其部分過程如下圖所示。下列說法正確的是( ) A.噬菌體ΦX174中嘌呤堿基與嘧啶堿基數(shù)量相等 B.以正鏈為模板合成雙鏈DNA分子時需要解旋酶參與 C.噬菌體ΦX174的DNA復(fù)制方式可稱做半保留復(fù)制 D.該過程表明可以只以一條鏈為模板進行DNA的合成
例4.(2021·山東，5)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將含有基因修飾系統(tǒng)的T－DNA插入到水稻細胞M的某條染色體上，在該修飾系統(tǒng)的作用下，一個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變?yōu)閁，脫氨基過程在細胞M中只發(fā)生一次。將細胞M培育成植株N。下列說法錯誤的是( )A.N的每一個細胞中都含有T－DNAB.N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4C.M經(jīng)n(n≥1)次有絲分裂后，脫氨基位點為A－U的細胞占1/2nD.M經(jīng)3次有絲分裂后，含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占1/2
例5.(2021·浙江，22)在DNA復(fù)制時，5-溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復(fù)制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色?，F(xiàn)將植物根尖放在含有BrdU的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區(qū)細胞分裂中期染色體的著色情況。下列推測錯誤的是（ ）A.第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色B.第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同C.第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4D.根尖分生區(qū)細胞經(jīng)過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體
例6.(2021·浙江，14)含有100個堿基對的一個DNA分子片段，其中一條鏈的A＋T占40%，它的互補鏈中G與T分別占22%和18%，如果連續(xù)復(fù)制2次，則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量為（ ）A.240個 B.180個C.114個 D.90個
填空默寫：1.DNA復(fù)制的特點是 。2.DNA精確復(fù)制的原因： 提供了復(fù)制的模板，_________________保證了復(fù)制的精確進行。3.與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計算(1)一個DNA連續(xù)復(fù)制n次后，DNA分子總數(shù)為 。(2)第n代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個，占 。(3)若某DNA分子中含堿基T為a，則連續(xù)復(fù)制n次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為 ；第n次復(fù)制時所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為 。
邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制