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3.3 DNA的复制
一、自主总结与梳理（一、二任选一项完成即可）
二、复习导学（根据书上的“本节聚焦”查漏补缺）
三、基础知识复习与填空
（一） 对DNA复制的推测
在发现DNA结构和提出碱基互补配对原则后，沃森和克里克提出了DNA半保留复制的假说。同时期，也有全保留复制、混合复制等不同假说：
(
半保留复制
全保留复制
混合复制
)
（二） 演绎推理+实验验证 (梅塞尔森和斯塔尔)
1. 实验方法：__________________和密度梯度离心法。
2. 实验原理：15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同。含15N越多的DNA，其密度越大，离心后的位置越靠下侧；含14N越多的DNA，其密度越____，离心后的位置越靠____侧。
(
用含有
15
NH
4
Cl
的培养液
培养
大肠杆菌
，使之繁殖若干代
大肠杆菌
分裂一次
大肠杆菌
再分裂一次
转移到含
1
4
NH
4
Cl
的
普通
培养液
DNA
组成示意图
DNA
预期位置
提取
DNA
离心
)3. 演绎推理(在右侧画出DNA组成示意图，和离心后DNA的预期位置)与实验验证
【结果分析】科学家进行实验的结果是，亲代大肠杆菌的DNA经离心后，只有一条带，位置靠近试管底部(重带)；转移培养后的第一代细菌DNA离心后也只有一条带，位置居中；第二代细菌的DNA则有2条带，一条居中，一条更靠上(轻带)。请你分析，实验结果支持哪种假说？
（三） DNA复制的过程
1. 定义：以亲代DNA为模板合成子代DNA。在真核生物中，这一过程在____期。
2. 特点：半保留复制，边解旋边复制。
3. 过程：
(1)解旋
(2)合成新链
(3)新链与模板链盘绕成双螺旋结构，形成两个新的DNA分子。
4. DNA复制的条件，需要______、_______、_________和_____等条件。
5. 请尝试制作DNA复制模型，演示DNA复制过程。
判断正误
(1)DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同(　　)
(2)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制(　　)
(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链(　　)
(4)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中(　　)
(5)解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
四、DNA复制 练习习题
1．将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是(　　)
A．细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B．细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层
C．细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层
D．该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制
2. 将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在只含14N的普通培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确（ ）
A. 所有的大肠杆菌都含有15N
B. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2
C. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4
D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8
3. 一个DNA分子复制完成后，新形成的DNA子链（2020年春季合格考）
A．是DNA母链的片段 B．与DNA母链之一相同
C．与DNA母链相同，但U取代T D．与DNA母链完全不同
4. 判断正误
(1)梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料，证明DNA复制方式是半保留复制的研究过程中运用了同位素标记技术(　　)
(2)证明DNA为半保留复制的研究过程中运用了假说—演绎法(　　)
5. 在研究DNA复制机制的过程中，为检验“DNA半保留复制”假说是否成立，研究者用蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：（2014年夏季会考）
步骤① 将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间。 在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。
步骤② 取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。
请回答问题：
（1）步骤①目的是标记细胞中的___________分子。依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制的产物应符合下图中的___________（选填字母）。
（2）若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体上的姐妹染色单体都具有放射性，则该结果___________（能、不能）确定假说成立。
（3）若第二个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的___________（选填字母），且第三个细胞周期的放射性检测结果符合下图中的___________（选填字母），则假说成立。
A B C
中期的染色体示意图 （深色代表染色单体具有放射性）
6．下列有关“证明DNA半保留复制的实验”的叙述，不正确的是(　　)
A．培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成DNA的基本骨架
B．该实验运用假说—演绎法，得出DNA复制的特点为半保留复制
C．将含14N/14N—DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的DNA中都含有15N
7．下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是(　　)
A．DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸，酶②催化碱基对之间的连接
B．在复制过程中解旋和复制是同时进行的
C．解旋酶能使双链DNA解开，并且不需要消耗ATP
D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
8. DNA分子片段复制情况如图所示，图中a、b、c、d均表示脱氧核苷酸链的片段。下列说法错误的是(　　)
A．b和c都是新形成的子链，分别与一条DNA模板链通过氢键互补配对
B．a和c的碱基序列可以互补
C．b链的形成，需要DNA聚合酶催化，使游离的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键相连
D．a中A＋T的值与b中A＋T的值相同
9．体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP，37 ℃下保温。下列叙述中，正确的是(　　)
A．能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致
B．不能生成DNA，因为缺少DNA模板
10．真核细胞中DNA复制如图所示，下列表述错误的是(　　)
A．多起点双向复制提高了DNA复制的速度
B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则和精确的模板
(
第
10
题图
第
11
题图
)
11．(2022·天津河北区高一月考)rep蛋白在某DNA复制过程中具有解旋的功能。如图为某DNA分子复制过程示意图，下列相关叙述错误的是(　　)
A．rep蛋白解旋断开了A与C、T与G之间形成的氢键
B．DNA结合蛋白可防止DNA单链重新形成双链
C．图示体现了DNA复制中边解旋边复制和半保留复制的特点
D．正常情况下，复制形成的两个DNA分子完全相同
12. 下列物质中与DNA复制无关的是( )
A. ATP B. DNA的两条模板链
C. 解旋酶 D. 尿嘧啶核糖核苷酸
13. 以DNA的一条链5'——C——T——A——3'为模板，经复制后产生的子链是( )
A. 3'——G——A——T——5' B. 3'——G——A——U——5'
C. 3'——T——A——G——5' D. 3'——U——A——G——5'
14. DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于 DNA复制的叙述，错误的是( )
A. 子链的延伸方向是5' → 3' B. 复制过程需要能量的驱动
C. 以半保留复制的方式进行 D. 先完全解旋后再合成子链
15. 用15N标记一个DNA分子的两条链，让该DNA分子在14N的培养液中连续复制3次，则含15N的子代DNA分子个数是( )
A. 32 B. 16
C. 8 D. 2
16. DNA分子复制的模板是( )
A. DNA的两条链 B. 一个RNA分子
C. DNA的一条链 D. 一条多肽链
17. 已知某DNA分子中共含1000个碱基对，其中腺嘌呤400个，若该DNA分子连续复制2次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸( )
A. 600个 B. 1600个
C. 1800个 D. 2400 个
18. 如图为DNA复制过程示意图，分析该图不能得出的结论是( )
A. 该过程需要的原料是核糖核苷酸
B. ①和③是DNA复制的两条模板链
C. DNA复制的过程是边解旋边复制
D. DNA复制的方式是半保留复制
19．(2022·河北承德高一期中)如图表示真核细胞DNA的复制过程，其中有3个复制泡。下列叙述错误的是(　　)
A．DNA分子的复制遵循了边解旋边复制的特点
B．解开DNA双螺旋结构需要细胞内ATP与解旋酶的参与
C．子链延伸过程中需要DNA聚合酶催化碱基间氢键的形成
D．图示复制方式可加快DNA的复制，但各起点可能不是同时开始的
20. 某DNA分子含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。若该DNA分子用含15N标记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，得到结果如图甲；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到结果如图乙。下列有关分析正确的是(　　)
A．X层全部是仅含14N的DNA分子
B．W层中含15N标记的胞嘧啶脱氧核苷酸有3 150个
C．X层中含有的氢键数是Y层的1/2
D．W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为4∶1
21．仔细阅读图一和图二，据图回答问题：
(1)图中④表示的中文名称是________________；⑨表示______________。
(2)若用32P标记的1个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，在释放出来的300个子代噬菌体中，含有32P的噬菌体占总数的__________。
(3)图二中的亲代DNA分子在复制时，一条链上的某个G变成了A(另一条链未改变)，则该DNA经过n次复制后，发生差错的DNA分子数占______(填字母)。
A. B. C. D.
(4)如果该DNA片段有200个碱基对，氢键共540个，则胞嘧啶脱氧核苷酸有______个，该DNA分子复制3次，需要原料腺嘌呤脱氧核苷酸_________个。
参考答案
1-3. CCB 4.(1)√(2)√ 5.（1） DNA；a （2）不能 （3）B；B和C
6-10.ABBBC 11-15. ADADD 16-20. ACACB
21(1)鸟嘌呤脱氧核苷酸　氢键　(2)　(3)B　(4)410 420

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