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(共76张PPT)
第3章　基因的本质
人教版高中生物 必修2
第3节
DNA的复制
1、DNA是由 条 组成的，这两条链按 方式盘旋成 结构。
两
脱氧核苷酸单链
反向平行
双螺旋
2、DNA中的 和 交替连接，排列在外侧，构成 。 排列在内侧。
脱氧核糖
磷酸
基本骨架
碱基
DNA分子的结构
3、两条链上的碱基通过 连接成 ，且碱基配对具有一定的规律： 一定与 配对、 一定与 配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作 。
氢键
碱基对
A T
C G
碱基互补配对原则
温故知新
4、DNA分子的特性：
①稳定性 ②多样性 ③特异性
1
运用假说—演绎法探究DNA的复制方式(难点)。
2
概述DNA通过半保留方式进行复制(重点)。
3
理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
1.复制机制可能是怎样的？
碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系,暗示DNA的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链,然后通过碱基互补配对合成互补链。
2.为什么用“可能”？
科学研究需要大胆的想象,但是得出结论必须建立在确凿的证据之上。
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制”
《核酸的分子结构》论文节选
问题探讨
>
<
目标一
对DNA复制的推测及DNA
半保留复制的实验证据
1.2对DNA复制的推测
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的这一假说。
亲代DNA分子
半
保
留
复
制
DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。
内容
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。
结果
脱氧
核糖
P
T
脱氧
核糖
P
T
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
5'
3'
脱氧
核糖
P
T
5'
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
3'
A
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
A
C
脱氧
核糖
P
1.2对DNA复制的推测
有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。
亲代DNA分子
指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
概念
全
保
留
复
制
要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”，关键思路是什么？
关键思路：区分亲代和子代的DNA，标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分布。
1958 年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔的实验。
实验材料：
方法技术：
大肠杆菌
同位素标记技术
如何把不一样的DNA区分开呢？
【同位素标记技术】
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的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。
密度梯度离心法
重带
中带
轻带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
同位素标记技术(N)、密度梯度离心技术
含15N的DNA比含14N的DNA密度大
亲 代
子一代
子二代
细胞再分裂一次
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提取DNA离心
提取DNA离心
提取DNA离心
大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
？
？
？
实验过程：
15N
14N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
3、演绎推理
15N/15N
重带
15N/14N
14N/14N
15N/14N
中带、轻带
中带
若为半保留复制
细胞再分裂一次
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
含14N的培养基
细胞再分裂一次
含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
3、演绎推理
若为全保留复制
15N
15N
P
F1
F2
14N
14N
提出DNA离心
重带
轻带、重带
轻带、重带
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
排除DNA的全保留复制方式！
DNA复制方式是半保留复制！
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
实验验证，得出结论：
亲 代
子一代
子二代
细胞再分裂一次
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提取DNA离心
提取DNA离心
提取DNA离心
含15NH4Cl的培养液中
结论：
亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后，试管中只出现了一条DNA带，位置靠近试管的底部，说明其密度最大，是15N标记的亲代双链DNA( 15N/15N-DNA )。
将转移培养后第一代细菌DNA离心后，试管中也只有一条带，但位置居中，说明其密度居中，是只有一条单链被15N标记的子代双链DNA( 15N/14N-DNA)。
将第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中，为15N/14N-DNA,另一条带的位置更靠上， 说明其密度最小，是两条单链都没有被15N标记的子代双链DNA(14N/14N-DNA )。
实验结果与半保留复制的预期结果相符
科学的研究方法
（二）推测可能的复制方式
（三）推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果
（四）完成实验
（一）DNA的是如何复制的
半保留复制
全保留复制
假说—演绎法
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
分散
复
制
1.2对DNA复制的推测
DNA 复制是镶嵌型的复制，即在子代 DNA 两条链中，母链和子链片段镶嵌存在，也叫弥散复制。
概念
亲代DNA分子
3. 若DNA复制的方式是分散复制，则第一代和第二代分别出现几条带，位置如何？
活动1
探究DNA复制方式
分散
复
制
P
F1
F2
15N
15N
提出DNA离心
重带
提出DNA离心
中带
提出DNA离心
一条带
（轻中带之间）
4.科学家的实验结果显示第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？
5.科学家的实验结果显示第二代出现了一条居中的条带和一条靠上的条带，这个结果可以进一步将哪种复制方式排除掉？
排除全保留复制方式
排除分散复制方式
DNA的复制是以半保留的方式进行的
活动1
探究DNA复制方式
1.(2022·山西蒲县高一期中)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是
A.本活动运用了同位素标记技术和密度梯度离心技术
B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中
培养的
C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N/15N－DNA
D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制
√
解析　分析图示可知，a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误。
2.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，提取亲代及子代的DNA并离心，如图①~⑤为可能的结果。下列叙述正确的是(　　)
C
A.子一代DNA应为①
B.子二代DNA应为②
C.子三代DNA应为③
D.亲代的DNA应为④
2.某学习小组以某种细菌(大约20 min分裂一次)为材料探究了DNA的复制方式(半保留复制或全保留复制)，实验结果如图所示。下列说法错误的是
A.若实验三的结果只出现重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制
B.若将实验三得到的DNA解旋后再离心，其结果无法判断DNA的复制方式
C.若实验四的结果只出现中带和重带，则DNA的复制方式为半保留复制
D.若将实验四的实验时间改为60 min，密度带的位置不变，则DNA的复制方式为全保
留复制
√
解析　将实验四的实验时间改为60 min，即DNA复制3次，如果DNA的复制方式为半保留复制，则有1/4的DNA分子一条链含14N、一条链含15N，3/4的DNA分子两条链全是15N，离心结果是出现重带和中带；如果DNA的复制方式为全保留复制，则有1/8的DNA分子两条链全是14N,7/8的DNA分子两条链全是15N，离心结果是出现重带和轻带；不管是半保留复制还是全保留复制，和前一次复制相比，密度带的位置都不会发生改变，D错误。
1、将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，
使其分裂3次，下列叙述正确的是( )
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
2、把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)环境中培
养相当于复制一次的时间，然后放回原环境相当于连续复制两次
的时间后，细菌DNA组成分析结果是(　　)
A．3/4轻氮型、1/4中间型 B．1/4轻氮型、3/4中间型
C．1/2中间型、1/2重氮型 D．1/2轻氮型、1/2中间型
A
C
1.如图所示是研究DNA复制方式的实验，根据这
些实验结果进行的推论，正确的是
菌种：大肠杆菌
培养条件与方法：
(1)在含15NH4Cl的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记(甲图)；
(2)转至含14NH4Cl的培养基中培养，每30分钟繁殖一代；
(3)取出每代DNA样本，并离心。
典题应用
①丙是转入含14NH4Cl培养基中复制一代的结果　②乙是转入含14NH4Cl培养基中复制二代的结果　③出现丁的结果至少需要60分钟　④戊图表示复制三代后不再具有15N标记的DNA
A.①④ 　　　B.①③ 　　　C.②③ 　　　D.①②③
√
>
<
目标一
DNA复制的过程
阅读课本P54思考如下问题：
1.DNA复制的时间？场所？
2.DNA复制过程怎么进行
3.DNA复制过程需要哪些条件
4.DNA复制过程有何特点
5.DNA复制有何生物学意义
2.1 DNA复制的过程
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。
有丝分裂间期和
减数分裂前的间期
2.1 DNA复制的过程
1
DNA复制的概念：
2
发生时期：
3
场所：
①真核生物：
②原核生物：
③DNA病毒：
细胞核(主要场所)、叶绿体、线粒体
拟核、细胞质（如质粒DNA的复制）
宿主细胞内
过程
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
利用能量，在解旋酶作用下，DNA双链解开
以解开的每一段母链为模板
在DNA聚合酶等酶的作用下
利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料；按照碱基互补配对原则
各自合成与母链互补的一条子链
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
2.1 DNA复制的过程
（1）解旋：利用能量，在解旋酶作用下，氢键断裂，DNA双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
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G
T
A
T
A
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A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
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A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
解旋酶
4.过程：
三.DNA复制的过程
打开氢键
P54
（2）合成子链： DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
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C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
形成氢键
4.过程：
三.DNA复制的过程
注：氢键形成不需酶
P54
（2）合成子链： DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
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A
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G
G
C
C
G
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A
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G
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C
G
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C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
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T
T
A
T
A
T
G
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G
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C
G
A
G
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T
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
DNA聚合酶
5'
3'
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
ATP
ATP
DNA的合成方向：从子链的5’端向3’端延伸
4.过程：
三.DNA复制的过程
形成磷酸二酯键
P54
（3）重新螺旋：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
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G
G
C
C
G
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C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
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C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
3'
5'
T
T
A
C
G
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
4.过程：
三.DNA复制的过程
科恩伯格
1959年获诺贝尔奖
资料一：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶，结果并未得到DNA分子。
资料二：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶。又加入了微量的DNA分子。结果有新的DNA产生，且与加入的微量DNA分子相同。
思考1：这两个实验有什么区别？
思考2：说明了什么？
DNA的复制需要模板
模板
原料
酶
能量
DNA分子的两条母链
细胞中游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP（破坏氢键）
2.1 DNA复制的过程
4
条件：
5
结果：
形成两个完全相同的DNA分子。
TCTTGCTC
AGAACGAG
AGAACGAG
TCTTGCTC
AGAACGAG
TCTTGCTC
+
①2条母链碱基顺序是什么关系？
②2条子链碱基顺序是什么关系？
③新的2个DNA碱基顺序是什么
关系？
互补
互补
相同
1．如图为DNA分子复制的两个模型，请据图回答下列问题。
(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分别作用于图2中哪个部位？
(2)图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，哪些链的碱基排列顺序是相同的？
a和c，b和d的碱基排列顺序相同。
活动2
DNA分子复制的过程分析
解旋酶
DNA聚合酶
磷酸二酯键
氢键
6.DNA复制的特点
新合成的子链
DNA聚合酶
DNA聚合酶
游离的脱氧核苷酸
（1）边解旋边复制（过程）
（2）半保留复制（结果）
DNA解旋酶
三.DNA复制的过程
7.DNA复制的方向：
模 板 链：3’→5’
子链合成方向：5’→3’
P56下
5′
3′
5′
3′
5′
3′
引物
DNA聚合酶
三.DNA复制的过程
原因：DNA聚合酶只能从引物3′端延伸DNA子链
子链合成方向：5’→3’
P55图
引物
DNA聚合酶
5′
利用酶将
引物切除
DNA聚合酶
将 “缺口”补齐
用DNA连接酶连接DNA片段
5′
3′
5′
3′
5′
3′
5′
5′
特点（3）：半不连续复制
三.DNA复制的过程
后随链
冈崎片段
前导链
2．已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50～100 bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。
由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
活动2
DNA分子复制的过程分析
复制泡
原核生物DNA复制
单起点双向复制
特点（4）：多起点双向复制
真核生物和原核生物DNA复制的区别
使得复制能在较短时间内完成
真核生物DNA复制
三.DNA复制的过程
复制泡
DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制。
核心归纳
复制泡
(2)真核生物：多起点双向复制。
核心归纳
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。
2.2 DNA复制的意义
【资料】DNA平均每复制109个碱基对才会产生一个错误。
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。
②碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。
使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。
1. 如何保证复制具有如此高的准确性？
2. DNA进行高精确性的自我复制有何意义？
DNA复制 时间 场所 所需条件 模板
原料
酶
能量
引物
特点 意义 分裂间期
主要在细胞核、线粒体、叶绿体
解开的两条母链
4种游离的脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶
ATP
将遗传信息由亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性
RNA引物
半保留复制、边解旋边复制、半不连续复制、多起点双向复制
3.(2022·云南弥勒市第二中学高一期中)下列关于DNA复制的叙述，正确的是
A.在细胞分裂前的间期，发生DNA复制
B.DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C.DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制
D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
√
解析　细胞分裂前的间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，A正确；
由于DNA的半保留复制，所以DNA通过一次复制后产生两个DNA分子，B错误；
DNA复制是边解旋边复制的过程，C错误；
DNA酶的作用是促进DNA水解成脱氧核苷酸，促进单个脱氧核苷酸连接合成新的子链的酶是DNA聚合酶，D错误。
例2. 下图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述不正确的是（ ）
D
A.由图示可知，DNA复制的方式是半保留复制
B.解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP
C.从图中可以看出两条子链的合成方向都是 端到 端
D.DNA聚合酶的作用位点为两条脱氧核苷酸链之间的氢键
4.(2022·吉林高一期中)女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36 mm，DNA复制速度约为4 μm/min，但复制过程仅需40 min左右即可完成。这主要是因为DNA分子
A.边解旋边复制
B.复制起点多，分段进行复制
C.以半保留方式复制
D.一个复制点双向复制，使子链迅速延伸
解析　由题意可知，长为36 mm的DNA分子进行复制，如果只从一个位点开始，需要的时间是36 000/4＝9 000 (min)，而实际仅需40 min就可完成，由此可推测该DNA分子复制时有多个起点，即多个起点同时分段进行复制，B正确。
√
例3.（2009江苏）下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是（ 　　 ）
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
A
不一定同时开始
例4.下面是DNA复制的有关图示。A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA复制。
图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“ ”表示时间顺序。
(1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A→C过程分析，这是因为_____________________。
特点1：双向复制
复制是双向进行的
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长，若按A→C的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需要约2 h，根据D→F过程分析，是因为_________________________________。
DNA分子中有多个复制起点
特点2：多起点复制（真核生物）
(3)A→F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是______________________的。
边解旋边复制
特点3：边解旋边复制
(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为
____________________________________________________
____________________________________________________
① DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板。
② 复制过程严格遵循碱基互补配对原则。
分析甲乙丙三种生物的亲缘关系
具有互补碱基序列的DNA单链，可以通过碱基对之间形成氢键等，形成稳定的杂合双链区。不能互补的区域则会形成环。
杂合双链区的比例越大，则亲缘关系越近。
DNA分子杂交技术 教材P62
知识拓展
>
<
目标一
DNA的复制过程中相关计算规律
DNA复制中的有关计算
亲代DNA复制n代后，DNA分子数为 ＿
亲代DNA第n代复制增加的DNA分子数为______
含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿
完全含亲代母链的DNA分子数为___
不含亲代母链的DNA分子数为__________
2n
2个
2n－2
0
2n-1
一个有m个碱基对的DNA分子，其中含有腺嘌呤脱氧核苷酸a个。
求：复制n次，需要多少鸟嘌呤脱氧核苷酸；
第n次复制，需要多少鸟嘌呤脱氧核苷酸。
解：
1） A=T=a G=C=(2m-2a)/2=m-a
(2n-1)(m-a)
2）2n-1(m-a)
拓展
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
活动3
DNA复制过程中相关计算规律
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
21
22
23
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
(1)DNA分子数
①子n代DNA分子总数为______个。
②含15N的DNA分子数为______个。
③含14N的DNA分子数为______个。
④只含15N的DNA分子数为______个。
⑤只含14N的DNA分子数为_________个。
2n
2
2n
0
(2n－2)
活动3
DNA复制过程中相关计算规律
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝_______条。
②亲代脱氧核苷酸链数＝______条。
③新合成的脱氧核苷酸链数＝____________条。
2n＋1
2
(2n＋1－2)
活动3
DNA复制过程中相关计算规律
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。
②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。
不消耗
m·(2n－1)
m·2n－1
活动3
DNA复制过程中相关计算规律
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
5.一个带有同位素15N标记的DNA分子，以含14N的脱氧核苷酸为原料，连续复制三次，在合成的DNA分子中，带有15N标记的DNA分子占
A.12.5% B.25% C.50% D.100%
√
解析　同位素15N标记的DNA分子，以含14N的脱氧核苷酸为原料，连续复制三次，合成的子代DNA分子共有23＝8(个)，DNA复制具有半保留复制的特点，其中带有15N标记的DNA分子只有2个，故在合成的DNA分子中，带有15N标记的DNA分子占2/8＝1/4＝25%。
2、用15N标记一个含有200个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶80个，将该DNA分子在含14N的培养环境中连续复制4次，其结果可能是(　　)
A.含有15N的DNA分子占1/16
B.含有14N的DNA分子占7/8
C.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸1500个
D.复制共产生16个DNA分子
D
1、1个DNA分子经过4次复制，形成16个DNA分子，其中含有最初DNA母链的有（ ）
A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个
A
6.(2022·吉林长春高一期末)某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n次后，共消耗周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸3 000个，则该DNA分子已经复制了几次
A.四次 B.五次 C.六次 D.七次
√
解析　由题意可知，模板DNA中含有200个腺嘌呤，即含有200个腺嘌呤脱氧核苷酸，复制n次后，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是(2n－1)×200＝3 000(个)，解得n＝4。
五
DNA复制与细胞
分裂染色体标记问题
Part Five
1. 有丝分裂中子染色体标记情况
（1）1条染色体（母链被15N标记，在含14N的培养基中培养）
规律：复制一次，子染色体都带标记；
复制两次，子染色体一半带有标记。
（2）2条染色体
①
②
③
④
①②组合有 个子细胞带有标记
①④组合有 个子细胞带有标记
③④组合有 个子细胞带有标记
2
3
4
①
②
③
④
（2）2条染色体
规律：复制一次，子细胞中每条染色体都带有标记；
复制两次，4个子细胞带有标记的有2、3、4个三种情况。
思考： 如果是2n条染色体，4个子细胞带有标记情况？
①
②
③
④
2或3或4
思考： 如果是2n条染色体，4个子细胞中最多和组少有多少
条染色体被标记？
①
②
③
④
0~2n
规律：形成的4个子细胞中的每条染色体均带有标记。
2. 减数分裂中子染色体标记情况（一对同源染色体）
15N标记
五、DNA复制与细胞分裂染色体标记问题
3. 规律总结：一个含有2n条染色体的细胞，其染色体DNA的两条链都被标记，连续分裂两次，产生4个子细胞。
（2）若进行减数分裂，则含有标记的子细胞数为4；每个细胞中有n条染色体被标记。
（1）若进行有丝分裂，则含有标记的子细胞数为2或3或4；一个子细胞中被标记染色体数为0~2n条。
[例题4]用32P标记玉米体细胞（含有20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为（ ）
A. 20、40、20 B. 20、20、20
C. 20、20、0～20 D. 20、40、0～20
C
练习
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