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第3节　DNA的复制
课时学习目标　(1)概述DNA分子通过半保留方式进行复制。(2)结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA通过复制传递遗传信息。
一、对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据
1.对DNA复制的推测
(1)半保留复制
①提出者：沃森和克里克。
②假说内容
(2)全保留复制：DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
2.DNA半保留复制的实验证据
(1)实验方法
同位素标记技术和离心技术。
(2)实验原理
只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。
(3)实验假设
DNA分子以半保留的方式复制。
(4)实验结果预期
离心后应出现三条DNA带。
①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。
②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。
③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
(5)实验过程
(6)实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。
[微思考]
第一代只出现了一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？
提示：全保留复制。
[辨正误]
(1)沃森和克里克证明了DNA分子的复制方式是半保留复制。(×)
提示：克里克和沃森提出了遗传物质自我复制的假说，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，证明了DNA分子的半保留复制。
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术。(√)
(3)DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。(√)
(4)全保留复制的子代DNA的双链都是新合成的。(√)
科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(复制完成后，亲代DNA双链被切成片段后，分散进入子代复制品的每条链中)，如图所示。
请据图回答下列问题：
(1)用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？
提示：同位素标记技术。
(2)如何测定子代DNA带有同位素的情况？
提示：对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。
(3)若DNA复制的方式是全保留复制，请你预期实验结果并完善表格：
大肠杆菌 DNA在离心管中的位置及比例 DNA分子所含N的类型
亲代 下部，100% 15N/15N－DNA
第一代 下部　　　　， 上部　　　　 ______________________________________________________________
第二代 下部　　　　， 上部　　　　
______________________________________________________________
提示：50%　50%　15N/15N－DNA、14N/14N－DNA　25%　75%　15N/15N－DNA、14N/14N－DNA
●若DNA复制的方式是分散复制，则第一代和第二代出现条带的数量及位置如何？
提示：第一代只出现1条中带，第二代只出现1条位于中带和轻带之间的条带。
●科学家的实验结果显示第二代出现了一条中带和一条轻带，这个结果可以进一步将哪种复制方式排除掉？
提示：排除了分散复制的复制方式。　　　
【学以致用】
1.(2024·广东二中高一质检)如图为科学家利用大肠杆菌探究DNA的复制过程，下列叙述正确的是(　　)
A.实验中采用了放射性同位素标记和密度梯度离心的研究方法
B.通过比较试管②和①的结果，无法证明DNA复制为半保留复制
C.可用T2噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便
D.大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中只有DNA含15N
答案　B
解析　本实验应用了14N和15N，14N和15N都没有放射性，所以本实验采用了同位素标记和密度梯度离心的研究方法，A错误；通过比较试管②和①的结果，说明其复制方式不是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制，B正确；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养液中独立生活和繁殖，因而不能代替大肠杆菌进行题述实验，C错误；蛋白质和核酸等物质都含有N，所以大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中含15N的物质有DNA、RNA、蛋白质等，D错误。
二、DNA复制的过程
[微思考]
DNA的子链是朝着哪个方向延伸的？
提示：根据教材图示可知，DNA的两条子链均是朝着3′端延伸的。
[辨正误]
(1)所有的真核细胞内都能进行DNA复制。(×)
提示：哺乳动物成熟的红细胞因无细胞核和各种细胞器而不能进行DNA复制。
(2)DNA复制时，双螺旋的两条链全部解开后，才开始子链的合成。(×)
提示：DNA复制是一个边解旋边复制的过程。
(3)在DNA复制过程中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA水解为脱氧核苷酸。(√)
(4)DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板。(√)
(5)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中。(×)
提示：也可以发生在线粒体、叶绿体中。
1.DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物，下图表示DNA复制过程。
(1)据图可知，DNA聚合酶使两条子链从5′端到3′端，还是从3′端到5′端进行合成？
提示：从5′端到3′端进行合成。
(2)合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？
提示：互补。
●DNA分子的复制具有哪些特点？
提示：半保留复制、边解旋边复制。　　　
2.如果用15N标记某一DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次，结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题：
(1)复制n次后，DNA分子总数和含有15N的DNA分子数分别是多少？
提示：2n个；2个。
(2)复制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？
提示：2n个；(2n－2)个。
●复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少？
提示：2n＋1条；2条；(2n＋1－2)条。　　　
1.DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制
(2)真核生物：多起点双向复制
多起点复制提高了复制的效率。在复制速率相同的前提下，真核生物细胞的复制泡大小不一，原因是它们的复制起始时间有先后，上图中DNA是从其最右边开始复制的。
2.DNA复制中相关计算的规律方法
DNA复制为半保留复制，若将一个双链均被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：
(1)子代DNA分子数：2n个。
①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。
②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个，做题时应看准是“含”，还是“只含”。
(2)子代DNA分子的总链数：2n×2＝2n＋1(条)。
①无论复制多少次，含15N的链数始终是2条，做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
②含14N的链数是(2n＋1－2)条。
(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，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m×(2n－1)个。
②若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。
【学以致用】
2.(2024·湖南长沙一中高一联考)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
答案　B
解析　酶①是解旋酶，作用于氢键，酶②是DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸的连接，A错误；解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP提供的能量，C错误；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D错误。
●(2024·山东淄博临淄中学高一下期中)图甲、乙分别表示大肠杆菌、小麦细胞的DNA复制模式图，箭头处表示复制起点。下列叙述错误的是(　　)
A.将甲放在含15N的培养液中复制3次，子代中含15N的DNA占
B.小麦细胞的DNA有多个复制起点，而大肠杆菌的DNA只有一个复制起点
C.两者均从复制起点开始向两个方向进行复制
D.小麦细胞的DNA在不同起点处开始复制的时间可能不同　　　
答案　A
解析　因原料中含有15N，故将甲放在含15N的培养液中复制3次，子代中的DNA全部含15N，A错误；由图中箭头可知，小麦细胞的DNA有多个复制起点，而大肠杆菌的DNA只有一个复制起点，B正确；根据DNA的双向复制可知，两者均从复制起点开始向两个方向进行复制，C正确；根据图乙中复制泡的大小不同可知，小麦细胞的DNA在不同起点处开始复制的时间可能不同，D正确。
3.(2024·辽宁部分高中高一联考)某DNA分子含2 000个碱基对，其中A＋T所占的比例为40%。将该DNA分子的一条链用15N标记，然后将其置于不含15N的培养基中复制n代。若该过程共消耗了8 400个培养基中的鸟嘌呤脱氧核苷酸，则全部子代DNA分子中含15N的DNA分子所占的比例为(　　)
A.1/4 B.1/8
C.1/16 D.1/32
答案　B
解析　某DNA分子含2 000个碱基对，其中A＋T所占的比例为40%，则G占30%，该DNA分子中的G＝2 000×2×30%＝1 200(个)。DNA复制n次共消耗8 400个鸟嘌呤脱氧核苷酸，则1 200×(2n－1)＝8 400，解得n＝3。因为DNA分子的一条链被15N标记，所以子代中含15N的DNA仅1个，因此全部子代DNA分子中含15N的DNA分子所占比例为1/23＝1/8，B正确。
随堂检测
1.下列细胞结构中，不会发生DNA复制的是(　　)
A.线粒体 B.核糖体
C.细胞核 D.叶绿体
答案　B
解析　线粒体、叶绿体和细胞核中都含有DNA，都能进行DNA复制，核糖体中不含DNA，不会发生DNA复制，B符合题意。
2.以DNA的一条链“—TAG—”为模板，经复制后的子链是(　　)
A.“—TAG—” B.“—AUC—”
C.“—ATC—” D.“—TUG—”
答案　C
解析　DNA分子复制时遵循严格的碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对，故以DNA的一条链“—TAG—”为模板，经复制后的子链是“—ATC—”，C正确。
●(2024·河南信阳高一期中)研究人员将1个含14N—DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养1小时后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链，然后进行离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法错误的是(　　)
A.解开DNA双螺旋的实质是使碱基对之间的氢键断裂
B.根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式
C.由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为20分钟
D.若让大肠杆菌繁殖四代，则条带1中的DNA单链所占比例减小　　　
答案　B
解析　由于DNA解开了双螺旋，变成单链，因此无论DNA的复制方式是半保留复制还是全保留复制，均会出现题目中的条带数目和位置，B错误；由于14N单链∶15N单链＝1∶7，说明DNA复制了3次，由此可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为60÷3＝20(分钟)，C正确；若让大肠杆菌繁殖四代，产生子代DNA的数目为24＝16(个)，则条带1中的单链在所有DNA单链中占2/32＝1/16，比例减小，D正确。
3.(2024·福建泉州高一期末)大肠杆菌环状DNA(碱基数目为m)的复制过程如下图所示，其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。下列叙述错误的是(　　)
A.DNA聚合酶只能从5′端→3′端催化子链的延伸
B.该过程体现了DNA的解旋可以双向进行
C.合成的两条子链的嘌呤数目一定相同
D.该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键
答案　C
解析　DNA子链延伸的方向只能从子链的5′端到3′端，DNA子链延伸需要DNA聚合酶的催化，A正确；该DNA从起始点向两端解旋，有两个复制叉，并且边解旋边复制，B正确；合成的两条子链的碱基是互补的，两条子链全部碱基中的嘌呤数等于嘧啶数，C错误；大肠杆菌环状DNA的碱基数目为m，即含有m个脱氧核苷酸，环状DNA分子中磷酸二酯键的数目等于脱氧核苷酸的数目，因此该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键，D正确。
4.(2024·广东中山市高一质检)某双链DNA分子共有含氮碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5。该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶数目是(　　)
A.300 B.400
C.600 D.1 200
答案　C
解析　在双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，一条链上的(A＋T)占该链碱基的比例与整个DNA分子中(A＋T)占全部碱基的比例相等。由题意可知，某双链DNA分子一条单链上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5，则该链上(A＋T)占，在整个DNA分子中，(A＋T)也占，即T有1 400××＝200(个)。该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶数目是200×(22－1)＝600(个)，C正确。
课时精练
(时间：30分钟　分值：60分)
【基础对点】
知识点1　DNA半保留复制的实验证据
1.(2024·湖南长郡中学高一联考)细菌在含15N的培养液中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含14N的培养液中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，图中①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)
A.第一次分裂的子代DNA应为⑤
B.第二次分裂的子代DNA应为①
C.第三次分裂的子代DNA应为③
D.亲代的DNA应为⑤
答案　A
解析　亲代DNA为15N/15N－DNA，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N/14N－DNA，应如图②所示。
2.(2024·广东韶关高一下学业考试)下列关于科学研究的方法，说法错误的是(　　)
A.研究人鼠细胞融合，利用了荧光标记法
B.研究分泌蛋白的合成与分泌，利用了放射性同位素标记法
C.萨顿利用假说—演绎法提出“基因位于染色体上”
D.证明DNA的半保留复制，利用了密度梯度离心法和同位素标记技术
答案　C
解析　研究人鼠细胞融合，用不同颜色的荧光染料标记不同细胞表面的蛋白质分子，利用了荧光标记法，A正确；同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律，研究分泌蛋白的合成与分泌利用了放射性同位素标记法，B正确；萨顿推测基因在染色体上，摩尔根利用假说—演绎法证明了“基因位于染色体上”，C错误；证明DNA的半保留复制，用同位素标记技术形成不同密度的DNA，用密度梯度离心法分离不同的DNA，D正确。
知识点2　DNA复制的过程
3.(2024·黑龙江双鸭山一中高一下期中)在DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是(　　)
A.解旋酶破坏氢键并使DNA双链分开
B.游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对
C.与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链
D.子链与母链盘绕成双螺旋结构
答案　B
解析　解旋酶破坏氢键并使DNA双链分开、与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链、子链与母链盘绕成双螺旋结构是DNA复制的过程，但不能保证复制的准确性，A、C、D不符合题意；DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对保证复制准确无误进行，B符合题意。
4.(2024·天津蓟州区高一下期末)下列关于真核细胞DNA复制的叙述正确的是(　　)
A.方式为全保留复制 B.过程需消耗能量
C.只在细胞核内进行 D.需要RNA聚合酶
答案　B
解析　DNA复制方式为半保留复制，A错误；真核细胞DNA复制过程需消耗能量，B正确；真核细胞DNA复制的场所主要是细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也可进行DNA复制，C错误；DNA复制时需要解旋酶和DNA聚合酶，D错误。
5.(2024·甘肃张掖高台一中高一下期中)如图表示洋葱根尖分生区某细胞内正在发生的某种生理过程，图中甲、乙、丙均表示DNA分子，a、b、c、d均表示DNA的一条链，A、B表示相关酶。下列相关叙述错误的是(　　)
A.图中酶A是解旋酶，能使甲解旋
B.合成两条子链时，两条子链延伸的方向是相反的
C.图示过程主要发生在该细胞的细胞核
D.正常情况下，a链与c链的碱基排列顺序互补
答案　D
解析　由题图可知，酶A是解旋酶，能使甲解旋，A正确；由于DNA是反向平行的双螺旋结构，子链延伸方向均为5′端→3′端，因此合成两条子链时，两条子链延伸的方向是相反的，B正确；DNA主要分布在细胞核中，少量分布在细胞质中，因此图示过程(DNA复制)主要发生在该细胞的细胞核，C正确；a链与d链的碱基排列顺序互补，c链是以d链为模板合成的子链，根据碱基互补配对原则，a链与c链的碱基排列顺序相同，D错误。
6.(2024·江苏徐州高一下期中)下图表示DNA分子的平面结构，两条链分别含有15N、14N，有关叙述错误的是(　　)
A.沃森和克里克共同提出DNA分子双螺旋结构模型
B.在该DNA分子中，同位素15N只能标记四种碱基
C.DNA在细胞中复制时需要破坏③
D.DNA分子中②所示的碱基对所占比例越高，稳定性越强
答案　D
解析　沃森和克里克利用构建物理模型的方法，共同提出DNA分子双螺旋结构模型，A正确；在该DNA分子中，脱氧核糖和磷酸都不含N，只有含氮碱基含有N，因此同位素15N只能标记四种碱基，B正确；DNA在细胞中复制时需要破坏③，即氢键，使两条链解开螺旋，C正确；A—T碱基对间有2个氢键，G—C碱基对间有3个氢键，故DNA分子中②所示的碱基对所占比例越高，稳定性越弱，D错误。
7.(2024·安徽合肥高一下期末联考)用15N标记一个DNA分子的两条链，让该DNA分子在含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
答案　D
解析　用15N标记的一个DNA分子在含14N的培养液中连续复制3次，共得到DNA分子8个，由于DNA分子是半保留复制的，故最初被15N标记的DNA分子的两条链分别形成两个新的DNA分子，则含15N的子代DNA分子个数是2个，D正确。
【综合提升】
8.(2024·青海海东高一下期末统考)假设某噬菌体DNA含有α链和β链两条链，其中α链被32P标记(β链未标记)。该噬菌体侵染只含31P的细菌后，共释放了n个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)
A.噬菌体DNA和细菌DNA的碱基种类是不同的
B.磷酸和核糖交替连接构成了噬菌体DNA的基本骨架
C.噬菌体在细菌中增殖时不需要细菌提供模板
D.子代噬菌体中被32P标记的噬菌体所占比例为
答案　C
解析　噬菌体DNA和细菌DNA的碱基种类都是A、G、C、T 4种，A错误；磷酸和脱氧核糖交替连接构成了噬菌体DNA的基本骨架，B错误；噬菌体在细菌体内增殖时模板由噬菌体自身提供，不需要细菌提供模板，C正确；DNA复制方式是半保留复制，新合成的子链都含有31P，母链中只有一条链被32P标记，所以子代噬菌体中被32P标记的噬菌体只有1个，占子代的比例为，D错误。
9.(2024·西工大附中高一下期中)DNA的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制、弥散复制(子代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成)。科研小组的同学以细菌为材料，进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是(　　)
实验一：将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。
实验二：将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心。
A.若实验一离心结果为重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制
B.若实验一离心结果为中带，可确定DNA的复制方式是半保留复制
C.若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制
D.若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为弥散复制
答案　B
解析　若实验一离心结果为重带(两条链均为15N)和轻带(两条链均为14N)，则DNA的复制方式为全保留复制，A正确；若实验一离心结果为中带(一条链为15N，一条链为14N或两条链上均含有15N和14N)，则可确定DNA的复制方式是半保留复制或弥散复制，B错误；若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制，若为全保留复制，则一定有重带，C正确；若DNA的复制方式为弥散复制，则不论复制几次，离心后均可能只有一个条带，D正确。
10.(2024·黑龙江哈尔滨六校高一下联考)如图表示DNA复制过程示意图，①代表参与DNA复制过程的一种酶，②③④分别代表一条链，a和b为经复制得到的两个DNA。下列叙述错误的是(　　)
A.①是解旋酶，其参与的过程会消耗能量
B.两条子链的延伸方向都是从5′端到3′端
C.图中③链上的碱基排列顺序一般和④链相同
D.a和b在减数分裂Ⅰ末期分别进入两个子细胞
答案　D
解析　①是解旋酶，其作用是使碱基对之间的氢键断裂，DNA的解旋过程消耗能量，A正确；DNA复制过程中，两条子链的延伸方向都是从5′端到3′端，B正确；图中③链是以②链为模板生成的子链，其碱基排列顺序一般和②链的互补链④链相同，C正确；a和b分布于一条染色体的两条姐妹染色单体上，而姐妹染色单体的分离发生在减数分裂Ⅱ后期，在减数分裂Ⅱ末期，由这两条染色单体分开得到的两条染色体分别进入两个子细胞，D错误。
●(2024·湖南雅礼中学联考)为了探究DNA的复制方式，科学家将DNA带15N标记的大肠杆菌(0代)转入以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养。提取不同培养时期的细菌的DNA进行密度梯度超速离心，并绘制了DNA分布情况的示意图，其中A组表示0代与1.9代的DNA混合的结果。下列叙述错误的是(　　)
A.图中越靠下的条带密度越大，条带宽度与DNA含量有关
B.图中B组可能表示0代与4.1代的DNA混合之后的分布情况
C.4.1代的条带中宽带DNA含量理论上为窄带DNA含量的7倍左右
D.综合0代、1.0代、1.9代、3.0代、4.1代的结果才能证明DNA的半保留复制机制
答案　D
解析　密度梯度离心法可将密度不同的物质分离开，越靠下的条带密度越大，条带宽度与DNA含量有关，A正确；图中B组中，轻带和中带的宽度和4.1代的接近，重带的宽度和0代的接近，所以B组可能表示0代与4.1代的DNA混合之后的分布情况，B正确；4.0代时，两个DNA条带(轻带与中带)中DNA的含量比例为(16－2)∶2＝7∶1，因此4.1代的条带中宽带DNA含量理论上为窄带DNA含量的7倍左右，C正确；证明DNA的半保留复制机制无需综合4.1代的结果，一般DNA复制至2代的结果就可以证明，D错误。
●(2024·河南新乡高一下期末)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
C.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为
D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为
答案　C
解析　由题意可知，子代大肠杆菌有8个，其中含有15N的大肠杆菌有2个，即含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为，A、B错误，C正确；子代共有8个DNA分子，其中含有15N的DNA分子有2个，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为，D错误。
11.(2024·重庆巫山高一下月考)如图表示DNA复制的过程。结合图示判断，下列有关叙述错误的是(　　)
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链的方向相反
C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上
D.DNA分子复制形成的两条子链都是连续合成的
答案　D
解析　由题图可知，DNA分子的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链的方向相反，B正确；DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸按碱基互补配对原则加到已形成的DNA片段上，C正确；由题图可知，DNA分子复制形成的两条子链中，一条子链是连续合成的，另一条子链是不连续合成的，D错误。
12.(2024·广东深圳高一期中)下图为真核细胞DNA复制过程的模式图，请根据图示过程回答问题。
(1)由图示得知，1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是_____________________________________________________________________。
(2)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供　　　　。
(3)从图中可以看出合成的两条子链的方向是　　　　(填“相同”或“相反”)的。
(4)真核细胞中DNA复制的场所是　　　　　　　　　　　　　　　　；细胞分裂过程中，在DNA复制完成后，乙、丙分开的时期为________________________。
(5)DNA分子通过复制，将　　　　从亲代细胞传给子代细胞，从而保持了　　　　　　的连续性。
答案　(1)半保留复制 (2)能量(ATP) (3)相反
(4)细胞核、线粒体和叶绿体　有丝分裂后期、减数分裂Ⅱ后期
(5)遗传信息　遗传信息
解析　(1)DNA复制的方式是半保留复制，其特点是边解旋边复制。(2)解旋过程需要细胞提供能量(ATP)。(3)DNA的2条脱氧核苷酸链是反向平行的，那么以这两条链为模板合成的子链的方向也应该是相反的。(4)真核细胞内DNA分子复制的场所有细胞核、线粒体和叶绿体；染色体上的DNA分子复制后，分别存在于两条姐妹染色单体中，姐妹染色单体分开发生的时期是有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期。(5)DNA分子复制的意义是将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
13.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)图二所示的过程叫_______________________________________________。
(3)若用32P标记的1个T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，在释放出来的300个子代T2噬菌体中，含有32P的T2噬菌体占总数的_____________________________。
(4)图二中的亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了C，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.
答案　(1)鸟嘌呤脱氧核苷酸　氢键
(2)DNA的复制　(3)　(4)B
解析　(3)用32P标记1个T2噬菌体，实质标记的是T2噬菌体的DNA分子，由于DNA分子的复制是半保留复制，因此复制形成的DNA分子中有2个含有32P，因此在释放出来的300个子代T2噬菌体中，含有32P的T2噬菌体占总数的。(4)如果亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了C，则以该错误链为模板合成的DNA都是错误的，以另一条链为模板合成的DNA都是正确的，因此无论复制多少次，发生差错的DNA分子数总是占50%，故选B。第3节　DNA的复制
课时学习目标　(1)概述DNA分子通过半保留方式进行复制。(2)结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA通过复制传递遗传信息。
一、对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据
1.对DNA复制的推测
(1)半保留复制
①提出者：____________。
②假说内容
(2)全保留复制：DNA复制以________为模板，子代DNA的双链都是________的。
2.DNA半保留复制的实验证据
(1)实验方法
____________技术和离心技术。
(2)实验原理
只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度________。
(3)实验假设
DNA分子以________的方式复制。
(4)实验结果预期
离心后应出现________条DNA带。
①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。
②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。
③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
(5)实验过程
(6)实验结论：DNA的复制方式为____________。
[微思考]
第一代只出现了一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
[辨正误]
(1)沃森和克里克证明了DNA分子的复制方式是半保留复制。(　　)
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术。(　　)
(3)DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。(　　)
(4)全保留复制的子代DNA的双链都是新合成的。(　　)
科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(复制完成后，亲代DNA双链被切成片段后，分散进入子代复制品的每条链中)，如图所示。
请据图回答下列问题：
(1)用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
(2)如何测定子代DNA带有同位素的情况？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
(3)若DNA复制的方式是全保留复制，请你预期实验结果并完善表格：
大肠杆菌 DNA在离心管中的位置及比例 DNA分子所含N的类型
亲代 下部，100% 15N/15N－DNA
第一代 下部________，上部________ ______________________________________________
第二代 下部________，上部________ ______________________________________________
【学以致用】
1.(2024·广东二中高一质检)如图为科学家利用大肠杆菌探究DNA的复制过程，下列叙述正确的是(　　)
A.实验中采用了放射性同位素标记和密度梯度离心的研究方法
B.通过比较试管②和①的结果，无法证明DNA复制为半保留复制
C.可用T2噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便
D.大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中只有DNA含15N
二、DNA复制的过程
[微思考]
DNA的子链是朝着哪个方向延伸的？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
[辨正误]
(1)所有的真核细胞内都能进行DNA复制。(　　)
(2)DNA复制时，双螺旋的两条链全部解开后，才开始子链的合成。(　　)
(3)在DNA复制过程中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA水解为脱氧核苷酸。(　　)
(4)DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板。(　　)
(5)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中。(　　)
1.DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物，下图表示DNA复制过程。
(1)据图可知，DNA聚合酶使两条子链从5′端到3′端，还是从3′端到5′端进行合成？
_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________
(2)合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
2.如果用15N标记某一DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次，结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题：
(1)复制n次后，DNA分子总数和含有15N的DNA分子数分别是多少？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
(2)复制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
1.DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制
(2)真核生物：多起点双向复制
多起点复制提高了复制的效率。在复制速率相同的前提下，真核生物细胞的复制泡大小不一，原因是它们的复制起始时间有先后，上图中DNA是从其最右边开始复制的。
2.DNA复制中相关计算的规律方法
DNA复制为半保留复制，若将一个双链均被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：
(1)子代DNA分子数：2n个。
①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。
②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个，做题时应看准是“含”，还是“只含”。
(2)子代DNA分子的总链数：2n×2＝2n＋1(条)。
①无论复制多少次，含15N的链数始终是2条，做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
②含14N的链数是(2n＋1－2)条。
(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，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m×(2n－1)个。
②若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。
【学以致用】
2.(2024·湖南长沙一中高一联考)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
3.(2024·辽宁部分高中高一联考)某DNA分子含2 000个碱基对，其中A＋T所占的比例为40%。将该DNA分子的一条链用15N标记，然后将其置于不含15N的培养基中复制n代。若该过程共消耗了8 400个培养基中的鸟嘌呤脱氧核苷酸，则全部子代DNA分子中含15N的DNA分子所占的比例为(　　)
A.1/4 B.1/8
C.1/16 D.1/32
1.下列细胞结构中，不会发生DNA复制的是(　　)
A.线粒体 B.核糖体
C.细胞核 D.叶绿体
2.以DNA的一条链“—TAG—”为模板，经复制后的子链是(　　)
A.“—TAG—” B.“—AUC—”
C.“—ATC—” D.“—TUG—”
3.(2024·福建泉州高一期末)大肠杆菌环状DNA(碱基数目为m)的复制过程如下图所示，其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。下列叙述错误的是(　　)
A.DNA聚合酶只能从5′端→3′端催化子链的延伸
B.该过程体现了DNA的解旋可以双向进行
C.合成的两条子链的嘌呤数目一定相同
D.该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键
4.(2024·广东中山市高一质检)某双链DNA分子共有含氮碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5。该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶数目是(　　)
A.300 B.400
C.600 D.1 200(共42张PPT)
第3章　基因的本质
第3节　DNA的复制
(1)概述DNA分子通过半保留方式进行复制。(2)结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA通过复制传递遗传信息。
课时学习目标
目录 CONTENTS
1.对DNA复制的推测及DNA半保留
复制的实验证据
2. DNA复制的过程
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
1.对DNA复制的推测
(1)半保留复制
①提出者：______________。
②假说内容
沃森和克里克
氢键
两条单链
脱氧核苷酸
碱基互补配对
半保留复制
(2)全保留复制：DNA复制以____________为模板，子代DNA的双链都是________的。
DNA双链
新合成
2.DNA半保留复制的实验证据
(1)实验方法
____________技术和离心技术。
(2)实验原理
只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度______。
(3)实验假设
DNA分子以________的方式复制。
同位素标记
居中
半保留
(4)实验结果预期
离心后应出现 条DNA带。
①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。
②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。
③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
三
(5)实验过程
中部
14N/15N
—DNA
15N/14N
—DNA
(6)实验结论：DNA的复制方式为____________。
半保留复制
[微思考]
第一代只出现了一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？
提示：全保留复制。
×
√
[辨正误]
(1)沃森和克里克证明了DNA分子的复制方式是半保留复制。( )
提示：克里克和沃森提出了遗传物质自我复制的假说，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，证明了DNA分子的半保留复制。
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术。( )
(3)DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。( )
(4)全保留复制的子代DNA的双链都是新合成的。( )
√
√
科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(复制完成后，亲代DNA双链被切成片段后，分散进入子代复制品的每条链中)，如图所示。
请据图回答下列问题：
(1)用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？
提示：同位素标记技术。
(2)如何测定子代DNA带有同位素的情况？
提示：对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。
(3)若DNA复制的方式是全保留复制，请你预期实验结果并完善表格：
50%
大肠杆菌 DNA在离心管中的位置及比例 DNA分子所含N的类型
亲代 下部，100% 15N/15N－DNA
第一代 下部　　　　， 上部________　　　　 ____________________________
第二代 下部　　　　， 上部________ _________________________________________
50%
15N/15N－DNA、14N/14N－DNA
25%
75%
15N/15N－DNA、14N/14N－DNA
●若DNA复制的方式是分散复制，则第一代和第二代出现条带的数量及位置如何？
提示：第一代只出现1条中带，第二代只出现1条位于中带和轻带之间的条带。
●科学家的实验结果显示第二代出现了一条中带和一条轻带，这个结果可以进一步将哪种复制方式排除掉？
提示：排除了分散复制的复制方式。　　　
【 学以致用 】
B
1.(2024·广东二中高一质检)如图为科学家利用大肠杆菌探究DNA的复制过程，下列叙述正确的是(　　)
A.实验中采用了放射性同位素标记
和密度梯度离心的研究方法
B.通过比较试管②和①的结果，无
法证明DNA复制为半保留复制
C.可用T2噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便
D.大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中只有DNA含15N
解析：本实验应用了14N和15N，14N和15N都没有放射性，所以本实验采用了同位素标记和密度梯度离心的研究方法，A错误；
通过比较试管②和①的结果，说明其复制方式不是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制，B正确；
噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养液中独立生活和繁殖，因而不能代替大肠杆菌进行题述实验，C错误；
蛋白质和核酸等物质都含有N，所以大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中含15N的物质有DNA、RNA、蛋白质等，D错误。
A.实验中采用了放射性同位素标记和密度梯度离心的研究方法
B.通过比较试管②和①的结果，无法证明DNA复制为半保留复制
C.可用T2噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便
D.大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中只有DNA含15N
DNA
间期
原料
半保留复制
边解旋边复制
遗传信息
能量
解旋酶
螺
旋
母链
脱
氧核苷酸
碱基互补配
对
模板链
双螺旋结构
碱基互补配对
[微思考]
DNA的子链是朝着哪个方向延伸的？
提示：根据教材图示可知，DNA的两条子链均是朝着3′端延伸的。
×
√
[辨正误]
(1)所有的真核细胞内都能进行DNA复制。( )
提示：哺乳动物成熟的红细胞因无细胞核和各种细胞器而不能进行DNA复制。
(2)DNA复制时，双螺旋的两条链全部解开后，才开始子链的合成。( )
提示：DNA复制是一个边解旋边复制的过程。
(3)在DNA复制过程中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA水解为脱氧核苷酸。( )
(4)DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板。( )
(5)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中。( )
提示：也可以发生在线粒体、叶绿体中。
×
√
×
1.DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物，下图表示DNA复制过程。
(1)据图可知，DNA聚合酶使两条子链从5′端到3′端，还是从3′端到5′端进行合成？
提示：从5′端到3′端进行合成。
(2)合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？
提示：互补。
●DNA分子的复制具有哪些特点？
提示：半保留复制、边解旋边复制。　　　
2.如果用15N标记某一DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次，结合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题：
(1)复制n次后，DNA分子总数和含有15N的DNA分子数分别是多少？
提示：2n个；2个。
(2)复制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？
提示：2n个；(2n－2)个。
●复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少？
提示：2n＋1条；2条；(2n＋1－2)条。　　　
1.DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制
(2)真核生物：多起点双向复制
多起点复制提高了复制的效率。在复制速率相同的前提下，真核生物细胞的复制泡大小不一，原因是它们的复制起始时间有先后，上图中DNA是从其最右边开始复制的。
2.DNA复制中相关计算的规律方法
DNA复制为半保留复制，若将一个双链均被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：
(1)子代DNA分子数：2n个。
①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。
②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个，做题时应看准是“含”，还是“只含”。
(2)子代DNA分子的总链数：2n×2＝2n＋1(条)。
①无论复制多少次，含15N的链数始终是2条，做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
②含14N的链数是(2n＋1－2)条。
(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，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m×(2n－1)个。
②若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。
【 学以致用 】
B
2.(2024·湖南长沙一中高一联考)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
解析：酶①是解旋酶，作用于氢键，酶②是DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸的连接，A错误；
解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP提供的能量，C错误；
新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D错误。
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
A
●(2024·山东淄博临淄中学高一下期中)图甲、乙分别表示大肠杆菌、小麦细胞的DNA复制模式图，箭头处表示复制起点。下列叙述错误的是(　　)
B.小麦细胞的DNA有多个复制起点，而大肠杆菌的DNA
只有一个复制起点
C.两者均从复制起点开始向两个方向进行复制
D.小麦细胞的DNA在不同起点处开始复制的时间可能不同　　　
解析：因原料中含有15N，故将甲放在含15N的培养液中复制3次，子代中的DNA全部含15N，A错误；
由图中箭头可知，小麦细胞的DNA有多个复制起点，而大肠杆菌的DNA只有一个复制起点，B正确；
根据DNA的双向复制可知，两者均从复制起点开始向两个方向进行复制，C正确；
根据图乙中复制泡的大小不同可知，小麦细胞的DNA在不同起点处开始复制的时间可能不同，D正确。
B.小麦细胞的DNA有多个复制起点，而大肠杆菌的DNA只有一个复制起点
C.两者均从复制起点开始向两个方向进行复制
D.小麦细胞的DNA在不同起点处开始复制的时间可能不同　　　
3.(2024·辽宁部分高中高一联考)某DNA分子含2 000个碱基对，其中A＋T所占的比例为40%。将该DNA分子的一条链用15N标记，然后将其置于不含15N的培养基中复制n代。若该过程共消耗了8 400个培养基中的鸟嘌呤脱氧核苷酸，则全部子代DNA分子中含15N的DNA分子所占的比例为(　　)
A.1/4 B.1/8 C.1/16 D.1/32
解析：某DNA分子含2 000个碱基对，其中A＋T所占的比例为40%，则G占30%，该DNA分子中的G＝2 000×2×30%＝1 200(个)。DNA复制n次共消耗8 400个鸟嘌呤脱氧核苷酸，则1 200×(2n－1)＝8 400，解得n＝3。因为DNA分子的一条链被15N标记，所以子代中含15N的DNA仅1个，因此全部子代DNA分子中含15N的DNA分子所占比例为1/23＝1/8，B正确。
B
B
1.下列细胞结构中，不会发生DNA复制的是(　　)
A.线粒体 B.核糖体
C.细胞核 D.叶绿体
解析：线粒体、叶绿体和细胞核中都含有DNA，都能进行DNA复制，核糖体中不含DNA，不会发生DNA复制，B符合题意。
C
2.以DNA的一条链“—TAG—”为模板，经复制后的子链是(　　)
A.“—TAG—” B.“—AUC—”
C.“—ATC—” D.“—TUG—”
解析：DNA分子复制时遵循严格的碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对，故以DNA的一条链“—TAG—”为模板，经复制后的子链是“—ATC—”，C正确。
B
●(2024·河南信阳高一期中)研究人员将1个含14N—DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养1小时后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链，然后进行离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法错误的是(　　)
A.解开DNA双螺旋的实质是使碱基
对之间的氢键断裂
B.根据条带的数目和位置可以确定
DNA的复制方式
C.由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为20分钟
D.若让大肠杆菌繁殖四代，则条带1中的DNA单链所占比例减小　　　
A.解开DNA双螺旋的实质是使碱基对之间的氢键断裂
B.根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式
C.由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为20分钟
D.若让大肠杆菌繁殖四代，则条带1中的DNA单链所占比例减小　　
解析：由于DNA解开了双螺旋，变成单链，因此无论DNA的复制方式是半保留复制还是全保留复制，均会出现题目中的条带数目和位置，B错误；
由于14N单链∶15N单链＝1∶7，说明DNA复制了3次，由此可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为60÷3＝20(分钟)，C正确；
若让大肠杆菌繁殖四代，产生子代DNA的数目为24＝16(个)，则条带1中的单链在所有DNA单链中占2/32＝1/16，比例减小，D正确。
C
3.(2024·福建泉州高一期末)大肠杆菌环状DNA(碱基数目为m)的复制过程如下图所示，其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。下列叙述错误的是(　　)
A.DNA聚合酶只能从5′端→3′端催化子链的延伸
B.该过程体现了DNA的解旋可以双向进行
C.合成的两条子链的嘌呤数目一定相同
D.该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键
A.DNA聚合酶只能从5′端→3′端催化子链的延伸
B.该过程体现了DNA的解旋可以双向进行
C.合成的两条子链的嘌呤数目一定相同
D.该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键
解析：DNA子链延伸的方向只能从子链的5′端到3′端，DNA子链延伸需要DNA聚合酶的催化，A正确；
该DNA从起始点向两端解旋，有两个复制叉，并且边解旋边复制，B正确；
合成的两条子链的碱基是互补的，两条子链全部碱基中的嘌呤数等于嘧啶数，C错误；
大肠杆菌环状DNA的碱基数目为m，即含有m个脱氧核苷酸，环状DNA分子中磷酸二酯键的数目等于脱氧核苷酸的数目，因此该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键，D正确。
C
4.(2024·广东中山市高一质检)某双链DNA分子共有含氮碱基1 400个，其中一条单链上(A＋T)∶(C＋G)＝2∶5。该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶数目是(　　)
A.300 B.400 C.600 D.1 200

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