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第3章 第3节 DNA的复制（第2课时）
一、DNA复制的相关计算
亲代
1代
2代
n代
……
……
无论DNA复制多少次，含有母链的DNA分子永远只有两条
DNA分子数目
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
⑥第n次复制的DNA分子数为 个
2n
2
2n
0
2n-2
2n-1
一、DNA复制的相关计算
T
G
A
A
C
T
G
C
T
A
C
T
T
G
A
C
G
A
脱氧核苷酸链数
①子代DNA中脱氧核苷酸链数为 条
②亲代（含15N）脱氧核苷酸链数为 条
③新合成（含14N）脱氧核苷酸链数为 条
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：1）复制n次，需要多少腺嘌呤和鸟嘌呤脱氧核苷酸
2）第n次复制，需要多少腺嘌呤和鸟嘌呤脱氧核苷酸
2n+1
2
2n+1-2
(2n-1)(m-a)
(m-a) 2n-1
a (2n-1)
a 2n-1
二、DNA复制与细胞分裂相关问题
一条染色体
15
15
15 14
14 15
15
14
15
14
复制1次
1条染色体上的双链DNA分子
1条染色体上的姐妹染色单体上的DNA分子
复制1次
着丝粒分裂
复制一次，产生的子染色体都带有标记
二、DNA复制与细胞分裂相关问题
一条染色体
复制2次
15
14
15 14
14 14
15
14
14
14
复制1次
着丝粒分裂
复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记
二、DNA复制与细胞分裂相关问题
一对同源染色体
复制1次
二、DNA复制与细胞分裂相关问题
一对同源染色体
复制2次
第1种可能
第2种可能
二、DNA复制与细胞分裂相关问题
一对同源染色体
复制2次
二、DNA复制与细胞分裂相关问题
具有标记同位素的核DNA所占比例的问题分析：
(1)一个细胞中的所有染色体(假定染色体数目为m)上的DNA被标记后，经过n次细胞分裂，产生的子细胞数目为2n，带有标记的染色体总数为2m，子细胞中带有标记的比例情况如下
①若2n≤2m，则带有标记的子细胞所占比例最大为1(每个子细胞中至少有1条带有标记的染色体)，所占比例最小为1/2n-1(带有标记的染色体集中分布在2个子细胞中)
②若2n>2m，则带有标记的子细胞所占比例最大为m/2n-1(每个子细胞中最多有1条带有标记的染色体)，所占比例最小为1/2n-1(带有标记的染色体集中分布在2个子细胞中)
二、DNA复制与细胞分裂相关问题
具有标记同位素的核DNA所占比例的问题分析：
(2)除N元素外，P元素也可以作为标记元素，若已知1个被32P标记的DNA分子被转移到31P的培养基中复制n代，则：
①被标记的DNA分子(含32P)占全部DNA分子的比例为1/2n-1。
②被标记的DNA单链(含32P)占全部DNA单链的比例为1/2n。
由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子代染色体都带有标记
三、“酶”有话说
在DNA复制过程中，有一套酶系统的参与，解旋酶和DNA聚合酶只是其中主要的两类酶。
(1)解旋酶：是一类断开氢键的酶，可以和单链DNA以及ATP结合，利用ATP水解生成ADP时产生的能量帮助DNA链向前运动，同时促使DNA双链间更多的氢键断裂，从而打开双链。
(2)DNA聚合酶：作用是以亲代DNA为模板，催化游离的脱氧核苷酸间通过脱水缩合形成子代DNA。其实质是催化形成3′，5′ 磷酸二酯键的一类酶，具有5′→3′聚合酶的活性，能催化底物加到延伸中的DNA链的3′ OH端，即催化DNA合成的方向是5′→3′。
巩固训练
1、假设一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，将其置于只含有31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是(　　)
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104
B．子代DNA分子平均分子量与亲代相比减少3.75×103
C．子代DNA分子中含32P的脱氧核苷酸单链与含31P的脱氧核苷酸单链之比为1∶7
D．复制过程中需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
B
巩固训练
2、一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被32P标记及氨基酸被15N标记的细菌内，连续繁殖三代，子代噬菌体中含有32P和15N的噬菌体分别占子代噬菌体总数的百分数为(　　)　　　　　　　　　　　　　　
A．100%、100% B．25%、50% C．50%、50% D．25%、0
A
3.(不定项)某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，关于该DNA分子说法不正确的是(　 　)
A.四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
B.连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C.碱基排列方式共有4100种
D.含有4个游离的磷酸基
BCD
巩固训练
4、用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断正确的是( 　)
A.含有14N的DNA分子占7/8 B.含有15N的DNA分子占1/16
C.复制结果共产生15个DNA分子
D.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D
5、取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放在含14N的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含15N的细胞个数可能是（　　）
A．2 B．3 C．4 D．前三项都对
D
巩固训练
6 、将一个含有两对同源染色体，且DNA分子双链都已用32P标记的精原细胞，放在不含32P的普通培养液中进行减数分裂。下列有关叙述正确的是(　　)
A．此细胞产生的4个精子中所有的染色体都含有32P
B．初级精母细胞中，半数的染色体中有一条染色单体含有32P
C．初级精母细胞中，每条染色体中有一条染色单体含有32P
D．某个时期的次级精母细胞中，半数的染色体含有32P
A
7、用32P标记了玉米体细胞(含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。在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是(　　)
A．0条 B．20条 C．大于0条小于20条 D．以上都有可能
D
巩固训练
7、用32P标记玉米体细胞(含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，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是(　 　)
A.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20
C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10
A
8、假设果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，正常情况下该细胞分裂形成的精细胞中，含15N的精细胞所占的比例为多少？假设果蝇的一个体细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，正常情况下该细胞进行两次有丝分裂形成的子细胞中，含15N的细胞所占的比例为(　 　)
A.50%、100%　 B.100%、100% C.50%、50% D.100%、50%
C
巩固训练
（2021·6月浙江月选考）含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A+T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2 次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为（ ）
A.240个 B.180个 C.114个 D.90个
B
（2018海南生物）现有DNA分子的两条单链均只含有14N（表示为14N14N）的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有的15N培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是（　　）
A．有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3
B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1
C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D
巩固训练
（2021·6月浙江月选考）在 DNA 复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用 Giemsa 染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有 BrdU 的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有 BrdU 的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用 Giemsa 染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是（ ）
A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4
D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体
C
巩固训练
（ 2019·4月浙江生物选考）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是(　　)
D

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