1、第三章第三章基因的本质基因的本质第第3 3节节 DNADNA的复制的复制生物亲子代之间是通过遗传物质传生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何质如何“多出一份多出一份”来传递给子代？来传递给子代？DNADNA的复制的复制是指以亲是指以亲DNADNA为为模板合成子代模板合成子代DNADNA的过程，的过程，即即1DNA2DNA1DNA2DNA。新产生的新产生的DNADNA分子是一个全新的分子是一个全新的DNADNA分子吗？是否像洗分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？DNADNA是
2、主要遗传物质是主要遗传物质绝大多数生物绝大多数生物的的遗传物质遗传物质是是DNADNA。具有具有稳定的结构稳定的结构并且能并且能精确复制精确复制大多呈大多呈双螺旋结构双螺旋结构DNADNA如何进行如何进行复制复制呢？呢？问题探讨问题探讨沃森和克里克在发表沃森和克里克在发表DNADNA双螺旋结构的那篇双螺旋结构的那篇短文的结尾处写道：短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们值得注意的是，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机制。传物质进行复制的一种可能机制。”1.1.碱基互补配对原则暗示碱基互补配对原则暗示DNADNA的复制机制可
3、的复制机制可能是怎样的？能是怎样的？2.2.这句话中为什么要用这句话中为什么要用“可能可能”二字？这反映科学研究具有什么特点二字？这反映科学研究具有什么特点?碱基互补配对原则是指碱基互补配对原则是指DNADNA两条链的碱基之间有准确的一一对应两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示关系，暗示DNADNA的复制可能需要先解开的复制可能需要先解开DNADNA双螺旋的两条链，然后双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。通过碱基互补配对合成互补链。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。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。DNADNA复制的所有
4、可能保留情况复制的所有可能保留情况1 1、半保留复制（沃森、半保留复制（沃森&克里克）克里克）DNADNA复制时，复制时，DNADNA双链螺旋解开，互补的碱基之间双链螺旋解开，互补的碱基之间的的氢键氢键断裂，解开的断裂，解开的2 2条单链分别作为复制的模板，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，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。通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。新合成的新合成的DNADNA分子都分子都保留了原保留了原DNADNA分子中的一条链分子中的一条链。1.1.半保留复制模型图半保留复制模型图特点：一模一样，一新一旧特
5、点：一模一样，一新一旧一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测日常生活中，利用模具来复制东西的思想引发了人们对日常生活中，利用模具来复制东西的思想引发了人们对于于DNADNA复制的猜想。复制的猜想。不同观点不同观点DNADNA复制的所有可能保留情况复制的所有可能保留情况2 2、全保留复制、全保留复制 以两条母链为模板合成两条以两条母链为模板合成两条DNADNA子链，子链，子代子代DNADNA中母链重新结合，两条子链彼此中母链重新结合，两条子链彼此结合成结合成另一个子代另一个子代DNADNA分子。分子。3 3、弥散复制、弥散复制 亲代亲代DNADNA双链被切成片段后合成，双链被切成片段后合成
6、，然后子然后子、母双链聚集成、母双链聚集成“杂种链杂种链”。特点：一全新，一全旧特点：一全新，一全旧2.2.全保留复制全保留复制特点：新旧都有，随机组合特点：新旧都有，随机组合3.3.弥散复制弥散复制一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据证明证明DNADNA半保留复制的实验半保留复制的实验美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔实验材料：实验材料：大肠杆菌大肠杆菌实验运用技术：实验运用技术：同位素标记技术、密度梯度离心技术同位素标记技术、密度梯度离心技术标记元素：标记元素：1515N N（无放射性）和（无放射性）
7、和1414N N选取原因：相对原子质量不同，含选取原因：相对原子质量不同，含1515N N的的DNADNA比比1414N N的的DNADNA密度大密度大 分裂快，约分裂快，约2020分钟分裂一次分钟分裂一次首要问题，如何区分开亲代与子代的首要问题，如何区分开亲代与子代的DNADNA？实验过程实验过程 先用先用1515N NH H4 4ClCl培养液培养大肠杆菌培养液培养大肠杆菌 让大肠杆菌繁殖若干代（让大肠杆菌繁殖若干代（DNADNA几乎都是几乎都是1515N N标记）标记）将大肠杆菌转移到含有将大肠杆菌转移到含有1414N NH H4 4ClCl的普通培养液中的普通培养液中 在不同时刻收集大
8、肠杆菌并提取在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNADNA 将提取的将提取的DNADNA进行进行离心离心，记录离心管中记录离心管中DNADNA的位的位置置二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据高高密密度度带带中中密密度度带带低低密密度度带带1515N N1414N N1515N N1515N N1414N N1414N N密度梯度离心法密度梯度离心法提出问题提出问题做出做出假说假说演绎推理演绎推理全保留复制假说全保留复制假说分散复制假说分散复制假说半保留复制假说半保留复制假说如果是如果是复制，第一代和第二代离心后试管中复制，第一代和第二代离心后试管中DNADNA的位置如何？的位
9、置如何？二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据实验结果预测：实验结果预测：实验现象：实验现象：亲代：亲代：1 1条条DNADNA带带 位置靠近底部（位置靠近底部（1515N/N/1515N-DNAN-DNA）子一代：子一代：1 1条条DNADNA带带 位置居中（位置居中（1515N/N/1414N-DNA N-DNA）子二代：子二代：2 2条条DNADNA带带 一条居中，一条靠近上方一条居中，一条靠近上方 （1515N/N/1414N-DNAN-DNA，1414N/N/1414N-DNAN-DNA）实验结论：实验结论：DNADNA是半保留复制。是半保留复制。二、二、DNA
10、DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据在含在含1515NHNH4 4ClCl的培养液的培养液中生长若干代中生长若干代提取提取DNADNA并离心并离心转移到含转移到含1414NHNH4 4ClCl的培养液的培养液细胞分裂一次细胞分裂一次密度密度低低高高1515N/N/1515N-DNAN-DNA提取提取DNADNA并离心并离心1515N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1414N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA细胞再分裂一次细胞再分裂一次提取提取DNADNA并离心并离心排除了哪种复制方式？排除了哪种复制方式？中带中带(中间中间)1515N N
11、/1414N N-DNA-DNA重带重带(下部下部)1515N N/1515N N-DNA-DNA 轻带轻带(上部上部)1414N N/1414N N-DNA-DNA1515N N/1414N N-DNA-DNA中带中带(中间中间)复制复制1 1次次复制复制2 2次次1515N N1414N N亲代亲代子一代子一代子二代子二代1515N N1515N N1414N N1515N N1515N N1414N N1 14 4N N1414N N1414N N1515N N1414N N1414N N二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1.1.请运用演绎推理来分析实验过程，请
12、运用演绎推理来分析实验过程，完成上述实验预期，填完成上述实验预期，填写图中的方框。写图中的方框。细胞分裂一次后，方框中填细胞分裂一次后，方框中填1515N/N/1414N-DNAN-DNA；细胞再分裂一次后，试管上部的方框中填细胞再分裂一次后，试管上部的方框中填1414N/N/1414N-DNAN-DNA，试，试管中部的方框中填管中部的方框中填1515N/N/1414N-DNAN-DNA。2.2.假如全保留复制是正确的，实验预期又会是怎样的？假如全保留复制是正确的，实验预期又会是怎样的？假如全保留复制是正确的，第一代的结果：一半的细胞中假如全保留复制是正确的，第一代的结果：一半的细胞中DNAD
13、NA是是1515N/N/1515N-DNAN-DNA，另一半的细胞中，另一半的细胞中DNADNA是是1414N/N/1414N-DNAN-DNA；第二代；第二代的结果：的结果：1/41/4的细胞中的细胞中DNADNA是是1515N/N/1515N N，3/43/4的细胞中的细胞中DNADNA是是1414N/N/1414N N。讨论：讨论：二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1 1、细菌在含、细菌在含1515N N的培养基中繁殖数代后，细菌的培养基中繁殖数代后，细菌DNADNA的含氮碱基皆含的含氮碱基皆含有有1515N N，然后再将其移入含，然后再将其移入含1414N N
14、的培养基中培养，抽取亲代及子代的的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNADNA离心分离，如图为可能的结果，下列叙述错误的是离心分离，如图为可能的结果，下列叙述错误的是 A A子一代子一代DNADNA应为应为 B B子二代子二代DNADNA应为应为 C C子三代子三代DNADNA应为应为 D D亲代的亲代的DNADNA应为应为C C练习练习（1 1）由 实 验 结 果 可 以 推 出 第 一 代（）由 实 验 结 果 可 以 推 出 第 一 代（I I）细 菌）细 菌 D N AD N A 分 子 中 一 条 链分 子 中 一 条 链是是 ，另一条链是，另一条链是 。（2 2）中链含有氮元素是）中
15、链含有氮元素是 。（3 3）将第一代（）将第一代（I I）转移到含）转移到含1515N N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNADNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是 。（4 4）上述实验表明）上述实验表明DNADNA分子复制的特点是分子复制的特点是 。1515N N母链母链 1414N N新链新链 1515N N和和1414N N 1/21/2中链中链1/21/2重链重链半保留复制半保留复制 对照对照亲代亲代I IIIII轻链轻链1414N-DNAN-DNA全轻链全轻链 1/21/2轻链轻链中链中链 全中
16、链全中链1/21/2中链中链重链重链1515N-DNAN-DNA 全重链全重链 2 2、在氮源为、在氮源为1414N N的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为分子均为1414N-DNAN-DNA（对照）；在氮源为（对照）；在氮源为1515N N的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为分子均为1515N-DNAN-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含1414N N的培养基上，再连续繁殖两代（的培养基上，再连续繁殖两代（I I和和IIII），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：），
17、用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：练习练习概念：以亲代概念：以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程。的过程。DNADNADNADNA。场所：场所：主要在细胞核，主要在细胞核，但在线粒体、叶绿体、但在线粒体、叶绿体、原核生物的拟核、细菌质粒中也发生原核生物的拟核、细菌质粒中也发生时间：时间：细胞分裂前的间期细胞分裂前的间期（有丝分裂前的间期、减数第一次分裂前的间期）（有丝分裂前的间期、减数第一次分裂前的间期）结果：结果：1 1个个DNADNA复制形成复制形成2 2个完全相同的个完全相同的DNADNA三、三、DNADNA复制的过程复制的过程三、三、DNADNA
18、复制的过程复制的过程复制过程：复制过程：解旋（解旋酶）解旋（解旋酶）在能量驱动下，解旋酶将在能量驱动下，解旋酶将DNADNA双螺旋的双螺旋的2 2条链解开条链解开合成子链（合成子链（DNADNA聚合酶）聚合酶）以解开的每一条母链为模板，将以解开的每一条母链为模板，将4 4种脱氧核苷酸按照种脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则，在碱基互补配对原则，在DNADNA聚合酶的作用下合成与聚合酶的作用下合成与母链互补的母链互补的1 1条子链条子链形成形成DNADNA新合成的子链不断延伸，每条新链与其对应的模板链新合成的子链不断延伸，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构盘绕成双螺旋结构复制方向复制方向子链合
19、成方向子链合成方向子链合成方向子链合成方向5533三、三、DNADNA复制的过程复制的过程边解旋边复制边解旋边复制 思考思考：宫颈瘤细胞的：宫颈瘤细胞的DNADNA长长36mm36mm，DNADNA复制速度复制速度约为约为4um/min,4um/min,但复制过程但复制过程仅需仅需40min40min即可完成，这即可完成，这说明了什么？说明了什么？多多 起起 点点 复复 制制 DNADNA复制复制不是单向不是单向进行的，进行的，而是而是双向多起点双向多起点复制复制,且各个复制起点且各个复制起点并并不是同不是同时开始时开始的。的。真核生物的多起点复制，真核生物的多起点复制，提高提高了复制了复制速
20、率速率三、三、DNADNA复制的过程复制的过程在复制速率相同的前提下，图中在复制速率相同的前提下，图中DNADNA是从其是从其最右边最右边开始复制的。开始复制的。条件：能量：为条件：能量：为DNADNA的复制提供能量的复制提供能量 模板：模板：2 2条条DNADNA分子单链（母链）分子单链（母链）原料：游离的原料：游离的4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 酶：酶：解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶复制特点：复制特点：三、三、DNADNA复制的过程复制的过程 边解旋边复制边解旋边复制（1 1）从过程上看）从过程上看加快复制速度，减少加快复制速度，减少DNADNA突变可能突变可能多起点复制（对于
21、真核生物来说）多起点复制（对于真核生物来说）（2 2）从结果上看）从结果上看半保留复制半保留复制 (1)DNA(1)DNA半保留复制时，半保留复制时，DNADNA的两条链都能作为模板，而的两条链都能作为模板，而DNADNA的两条链是的两条链是反向平行的，但反向平行的，但DNADNA聚合酶只能催化聚合酶只能催化子链从子链从5353方向方向的延伸。的延伸。为了解决为了解决DNADNA在复制时两条链能够同时作为模板合成其互补链这个在复制时两条链能够同时作为模板合成其互补链这个问题，日本学者冈崎等提出问题，日本学者冈崎等提出DNADNA的半不连续复制模型的半不连续复制模型(如上图所示如上图所示)，以，
22、以图中图中b b链为模板时，最终合成的互补链实际上是由许多沿链为模板时，最终合成的互补链实际上是由许多沿5353方向方向合成的合成的DNADNA片段连接起来的。片段连接起来的。半不连续复制半不连续复制三、三、DNADNA复制的过程复制的过程(2)DNA(2)DNA复制时，当以复制时，当以a a链为模板时，链为模板时，DNADNA聚合酶可以沿聚合酶可以沿5353方向连方向连续合成新的互补链，这条新的互补链称为续合成新的互补链，这条新的互补链称为前导链前导链。当以。当以b b链为模板时，链为模板时，DNADNA聚合酶也是沿聚合酶也是沿5353方向合成新链片段，即方向合成新链片段，即DNADNA聚合
23、酶从复制叉聚合酶从复制叉的位置开始向复制叉移动方向的相反方向合成适宜长度的新链片段，的位置开始向复制叉移动方向的相反方向合成适宜长度的新链片段，待复制叉向前移动相应的距离后，待复制叉向前移动相应的距离后，DNADNA聚合酶又重复这一过程，从复制聚合酶又重复这一过程，从复制叉的位置开始向复制叉移动方向的相反方向合成另一个类似大小的新叉的位置开始向复制叉移动方向的相反方向合成另一个类似大小的新链片段，随着复制叉的移动会形成许多不连续的片段，这些片段被称链片段，随着复制叉的移动会形成许多不连续的片段，这些片段被称为为冈崎片段冈崎片段，最后这些冈崎片段被连接成一条完整的子链，这条子链，最后这些冈崎片段
24、被连接成一条完整的子链，这条子链称为称为滞后链滞后链。在生物细胞中，这种前导链的连续复制和滞后链的不连。在生物细胞中，这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制是普遍存在的，称为续复制是普遍存在的，称为DNADNA合成的合成的半不连续复制半不连续复制。独特的双螺旋结构：独特的双螺旋结构：为为DNADNA复制提供了精确的模板复制提供了精确的模板碱基互补配对原则：碱基互补配对原则：保证了复制的准确进行保证了复制的准确进行DNADNA复制的意义：复制的意义：通过复制将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而通过复制将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传保持了遗传信息的连续性（使亲子代保持连续
25、性）。信息的连续性（使亲子代保持连续性）。55 3355 3355 33“准确准确”复制的原理复制的原理lDNADNA复制不会出错吗？复制不会出错吗？P56P56三、三、DNADNA复制的过程复制的过程【激疑】【激疑】1.1.解旋酶破坏的是解旋酶破坏的是DNADNA结构中的哪一种化学键结构中的哪一种化学键?DNA?DNA聚合酶催聚合酶催化化DNADNA结构中哪一种化学键的形成结构中哪一种化学键的形成?提示提示:氢键氢键;磷酸二酯键。磷酸二酯键。【温馨提示】【温馨提示】DNADNA复制的三个易错点复制的三个易错点 (1)DNA (1)DNA复制的场所并非只在细胞核中复制的场所并非只在细胞核中,线
26、粒体、叶绿体中也线粒体、叶绿体中也能进行能进行DNADNA复制。复制。(2)(2)并非所有细胞都进行并非所有细胞都进行DNADNA复制复制,只有分裂的细胞才能进行只有分裂的细胞才能进行DNADNA复制。复制。(3)DNA (3)DNA复制并非单向进行复制并非单向进行,而是双向多起点复制而是双向多起点复制,且各个复制且各个复制起点并不是同时开始的。起点并不是同时开始的。三、三、DNADNA复制的过程复制的过程真核生物与原核生物真核生物与原核生物DNADNA复制的区别复制的区别真核生物真核生物 DNA DNA 的复制从的复制从多个起点多个起点开始开始进行，使得复制能在较短时间内完成。进行，使得复制
27、能在较短时间内完成。原核生物原核生物 DNA DNA 的的复复制只有一个复制起点。制只有一个复制起点。三、三、DNADNA复制的过程复制的过程3 3、下列关于、下列关于DNADNA复制过程的正确顺序是复制过程的正确顺序是 互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键互补碱基对之间形成氢键 DNADNA分子在解旋酶的作用下解旋分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状结构子链与母链盘旋成双螺旋状结构 A.A.B.B.C.C.D.D.4 4、DNADNA分子复制能准确无误地进行原因是分子复制能
28、准确无误地进行原因是 A A碱基之间由氢键相连碱基之间由氢键相连 B BDNADNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构 C CDNADNA的半保留复制的半保留复制 D DDNADNA的边解旋边复制特点的边解旋边复制特点D D练习练习B B5 5、如图为真核细胞中如图为真核细胞中DNADNA复制过程的模式图复制过程的模式图,据图分析据图分析,下下列相关叙述错误的是列相关叙述错误的是 A.A.由图示得知由图示得知,DNA,DNA分子复制的方式为半保留复制分子复制的方式为半保留复制 B.B.解旋酶能使解旋酶能使DNADNA双链解开双链解开,但需要消耗但需要消耗ATPATP C.DNAC.DNA
29、在复制过程中是先进行解旋在复制过程中是先进行解旋,后进行半保留复制后进行半保留复制 D.D.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的C C练习练习6 6、如图是如图是DNADNA分子复制的片段分子复制的片段,图中图中a a、b b、c c、d d表示各条脱氧核表示各条脱氧核苷酸链。一般地说苷酸链。一般地说,下列各项正确的是下列各项正确的是 A.aA.a和和c c的碱基序列互补的碱基序列互补B.bB.b和和c c的碱基序列相同的碱基序列相同C.aC.a链中链中(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)的比值与的比值与b b链中同项比值不同链中同项比值不同
30、D.aD.a链中链中(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)的比值与的比值与c c链中同项比值相同链中同项比值相同D D练习练习7 7、双脱氧核苷酸常用于、双脱氧核苷酸常用于DNADNA测序，其结构与脱氧核苷酸测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与相似，能参与DNA DNA 的合成，且遵循碱基互补配对原则。的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNADNA合成时，在合成时，在DNADNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为链延伸继续
31、。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATGGTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4 4种种脱氧核苷酸，则以该单链为模板合成出的不同长度的子脱氧核苷酸，则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有链最多有 A A2 2种种 B B3 3种种 C C4 4种种 D D5 5种种D D练习练习假设将一个全部被假设将一个全部被1515N N标记的双链标记的双链DNADNA分子分子(亲代亲代)转移到含转移到含1414N N的培养液中培养的培养液中培养n n代，结代，结果果如如图图：从图中可以得到如下规律：从图中可以得到如下规律：(1)DN
32、A(1)DNA分子数分子数 子子n n代代DNADNA分子总数为分子总数为2 2n n个。个。含含1515N N的的DNADNA分子数分子数为为2 2个个。含含1414N N的的DNADNA分子数为分子数为2 2n n个。个。只含只含1515N N的的DNADNA分子数分子数为为0 0个个。只含只含1414N N的的DNADNA分子数为分子数为(2(2n n2)2)个。个。四、四、DNADNA复制的相关计算规律复制的相关计算规律2 2=2=21 12-4-8-22-4-8-2n n n n为复制的次数为复制的次数4 4=2=22 28 8=2=23 3(2)(2)脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数子
33、代子代DNADNA中脱氧核苷酸链数中脱氧核苷酸链数 条条。亲代脱氧核苷酸链数亲代脱氧核苷酸链数 条条。新合成的脱氧核苷酸链数新合成的脱氧核苷酸链数(2 2n n1 12 2)条。条。(3)(3)消耗的脱氧核苷酸数消耗的脱氧核苷酸数若一亲代若一亲代DNADNA分子含有某种分子含有某种脱氧核苷酸脱氧核苷酸m m个，经过个，经过n n次次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为为 个个。若一亲代若一亲代DNADNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m m个，在个，在第第n n次次复制时，需消耗游离的该脱复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数氧核苷酸数为为 个个。2 2n
34、n1 12 2m m(2(2n n1)1)m m22n n1 1四、四、DNADNA复制的相关计算规律复制的相关计算规律m(2m(2n n-1)-m(2-1)-m(2n-1n-1-1)=m2-1)=m2n n1 1【温馨提示】【温馨提示】“DNADNA复制复制”相关题目的四点注意相关题目的四点注意 (1)(1)注意注意“DNADNA复制了复制了n n次次”和和“第第n n次复制次复制”的区别的区别,前前者包括所有的复制者包括所有的复制,但后者只包括第但后者只包括第n n次的复制。次的复制。(2)(2)注意碱基的单位是注意碱基的单位是“对对”还是还是“个个”。(3)(3)切记在切记在DNADNA
35、复制过程中复制过程中,无论复制了几次无论复制了几次,含有母链含有母链的的DNADNA分子都只有两个。分子都只有两个。(4)(4)看清试题中问的是看清试题中问的是“DNADNA分子数分子数”还是还是“链数链数”，“含含”还是还是“只含只含”等等,以免掉进陷阱。以免掉进陷阱。四、四、DNADNA复制的相关计算规律复制的相关计算规律8 8、某、某DNADNA分子有碱基分子有碱基200200对，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基对，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的总数的60%60%，则该，则该DNADNA分子连续复制两次所需游离的鸟嘌呤脱氧核分子连续复制两次所需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为苷酸分子数
36、为 A A8080 B B160 C160 C240240 D D320320适用公式：适用公式：若该若该DNADNA分子中某碱基有分子中某碱基有m m个则复制个则复制n n次，共需次，共需要游离的该碱基要游离的该碱基m m （2 2n n-1-1）个。个。C C练习练习9 9、有、有100100个碱基对的某个碱基对的某DNADNA分子片段，内含分子片段，内含6060个胞嘧啶脱氧核苷个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制酸，若连续复制n n次，则在第次，则在第n n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸是多少？核苷酸是多少？A A4040n n1 1 B B4040n n C
37、C40402 2n n1 1 D D4040(2(2n n1)1)C C适用公式：适用公式：若该若该DNADNA分子中某碱基有分子中某碱基有m m个则第个则第n n次复制，需次复制，需要游离的该碱基要游离的该碱基m m 2 2n-1n-1个。个。练习练习1010、一个具有、一个具有a a个碱基对的个碱基对的DNADNA，含有，含有b b个个A A，该，该DNADNA完成完成n n次复制，次复制，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？一个一个DNADNA含有胞嘧啶脱氧核苷酸：含有胞嘧啶脱氧核苷酸：(2a-2b)/2(2a-2b)/2完成完成n n次复制，净增次复制，
38、净增DNADNA：2 2n n-1-1（2 2n n-1-1）(2a-2b)/2(2a-2b)/2练习练习1111、一个双链、一个双链DNADNA的分子量为的分子量为a a，放在，放在3232P P的培养基中培养数代后，的培养基中培养数代后，分子量变为分子量变为b,b,再把这样一个再把这样一个3232P P标记的标记的DNADNA放在放在3131P P的正常培养基的正常培养基中复制两次，则得到的中复制两次，则得到的DNADNA分子量平均应为？分子量平均应为？（3a3ab b）/4/41212、某一个某一个DNADNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为分子的碱基总数中，腺嘌呤为200200个，复制个，复
39、制n n次后，次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸30003000个，该个，该DNADNA分子已经复分子已经复制了几次制了几次 A A三次三次 B B四次四次 C C五次五次 D D六次六次B B200200 （2 2n n-1-1）=3000=3000练习练习1313、某、某基因的一个片段在解旋时，基因的一个片段在解旋时，a a链发生差错，链发生差错，C C变为变为G G，该基因，该基因复制复制3 3次次后，发生突变的基因占全部基因的后，发生突变的基因占全部基因的 B B A A100100 B B5050 C C2525 D D12.512.51414
40、、由、由1515N N标记细菌的标记细菌的DNADNA，然后又将，然后又将1414N N来供给这种细菌，于是该细菌来供给这种细菌，于是该细菌便用便用1414N N来合成来合成DNADNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们DNADNA中的含中的含1414N N的链与的链与1515N N的链的比例是的链的比例是 A A、7 7：1 B1 B、2 2：1 C1 C、1 1：1 D1 D、3 3：1 1 A A1515、一个由、一个由1515N N标记的标记的DNADNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制分子，放在没有标记的环境中培养，复制5 5
41、次次后标记的后标记的DNADNA分子占分子占DNADNA分子总数的分子总数的 A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/25A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/251616、一段多核苷酸链中的碱基组成为：、一段多核苷酸链中的碱基组成为：3535的的A A、2020的的C C、3535的的G G、1010的的T T。它是一段。它是一段 A.A.双链双链DNADNA B.B.单链单链DNADNA C.C.双链双链RNARNA D.D.单链单链RNARNA C C练习练习B B1717、下图是下图是DNADNA的复制图解，请据图回答下列问题。的复制图解，请据图回答下列问题。(1)D
42、NA(1)DNA复制发生在复制发生在_期。期。(2)(2)过程称为过程称为_。(3)(3)指出中的子链：指出中的子链：_。(4)(4)过程必须遵循过程必须遵循_原则。原则。(5)(5)子代子代DNADNA分子中只有一条链来自亲代分子中只有一条链来自亲代DNADNA分子，分子，由此说明由此说明DNADNA的复制具有的复制具有_特点。特点。(6)(6)将一个细胞的将一个细胞的DNADNA用用1515N N标记，放入含标记，放入含1414N N的的4 4种脱氧种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂核苷酸培养液中，连续分裂4 4次，问含次，问含1414N N的的DNADNA细胞占总细胞占总细胞数的细胞数的_。
43、含。含1515N N的的DNADNA细胞占总细胞数的细胞占总细胞数的_。(7)(7)已知原来已知原来DNADNA中有中有100100个碱基对，其中个碱基对，其中A40A40个，个，则复制则复制4 4次，在复制过程中将需要次，在复制过程中将需要_个游离的个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加。胞嘧啶脱氧核苷酸参加。细胞分裂细胞分裂解旋解旋、碱基互补配对碱基互补配对半保留复制半保留复制100%100%12.5%12.5%900900练习练习复制复制1515N N1515N N1515N N1414N N1515N N复制复制 一个有一个有1515N N标记的染色体在标记的染色体在1414N N的培养基中复制
44、后形成两个染色单的培养基中复制后形成两个染色单体，这两个染色单体的标记性是否相同？体，这两个染色单体的标记性是否相同？五、将细胞分裂和五、将细胞分裂和DNADNA复制结合复制结合五、将细胞分裂和五、将细胞分裂和DNADNA复制结合复制结合第第2 2种情况是种情况是2 2个细胞是：个细胞是：试题分析：在第一次有丝分裂后的子细胞中每一条试题分析：在第一次有丝分裂后的子细胞中每一条DNADNA分子都是一条单链含分子都是一条单链含1515N N，另一条单链含，另一条单链含1414N N，因此每个细胞里面都有，因此每个细胞里面都有1414N N和和1515N N；第二次有丝分裂共；第二次有丝分裂共产生产
45、生8 8条条DNADNA分子，其中有分子，其中有4 4条条DNADNA分子的一条单链含有分子的一条单链含有1515N N，另一条单链含有，另一条单链含有1414N N；另外；另外4 4条条DNADNA分子的两条单链都只含有分子的两条单链都只含有1414N N，在细胞分裂后期所有，在细胞分裂后期所有DNADNA分子分子随机分配到随机分配到4 4个子细胞中。个子细胞中。1 1个细胞是：个细胞是：1 1个细胞是：个细胞是：2 2个细胞是：个细胞是：第第1 1种情况是种情况是4 4个细胞都是个细胞都是第第3 3种情况是种情况是2 2个细胞是：个细胞是：因此，最后形成的因此，最后形成的4 4个子细胞有个
46、子细胞有3 3种情况：种情况：五、将细胞分裂和五、将细胞分裂和DNADNA复制结合复制结合染色体染色体DNADNA染色体中只含有染色体中只含有T T置于不含置于不含T T含含BrdUBrdU的培养基培养的培养基培养第一次有丝分裂中期第一次有丝分裂中期第二次有丝分裂中期第二次有丝分裂中期 BrdU BrdU可以用代替可以用代替T T与碱基与碱基A A进行互补配对。进行互补配对。若若DNADNA中含有中含有T T，则染色体经吉姆萨染色为深色；，则染色体经吉姆萨染色为深色；若若DNADNA中只含有中只含有BrdUBrdU，则染色体经吉姆萨染色为浅色。，则染色体经吉姆萨染色为浅色。预测全保留和弥散复制
47、时，第一次和第二预测全保留和弥散复制时，第一次和第二次有丝分裂中期时染色单体的染色情况？次有丝分裂中期时染色单体的染色情况？置于不含置于不含T T含含BrdUBrdU的培养基培养的培养基培养五、将细胞分裂和五、将细胞分裂和DNADNA复制结合复制结合方法技巧：画图法解决染色体和方法技巧：画图法解决染色体和DNADNA复制问题复制问题操作如下操作如下:第一步第一步:画出含有染色体的细胞图画出含有染色体的细胞图,并画出相应染色体上的并画出相应染色体上的DNADNA分子。分子。第二步第二步:用不同颜色区分特殊链或将有关信息标在线段上。如图用不同颜色区分特殊链或将有关信息标在线段上。如图:第三步第三步
48、:与题结合与题结合,处理问题处理问题,必须分清含有同位素标记的是必须分清含有同位素标记的是DNADNA的的单链还是双链。单链还是双链。五、将细胞分裂和五、将细胞分裂和DNADNA复制结合复制结合1818、将某一经、将某一经3 3H H充分标记充分标记DNA DNA 的雄性动物细胞的雄性动物细胞(染色体数为染色体数为2n)2n)置于不置于不含含3 3H H的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成4 4个大小相等的个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是子细胞。下列有关说法正确的是 A A若子细胞中染色体数为若子细胞中染色体数为2n2n，则其中含，则
49、其中含3 3H H的染色体数一定为的染色体数一定为n n B.B.若子细胞中染色体数为若子细胞中染色体数为n n，则其中含，则其中含3 3H H的的DNADNA分子数为分子数为n/2n/2 C.C.若子细胞中染色体都含若子细胞中染色体都含3 3H H，则细胞分裂过程中可能发生基因的，则细胞分裂过程中可能发生基因的自由组合自由组合 D.D.若子细胞中有的染色体不含若子细胞中有的染色体不含3 3H H，其原因是同源染色体分离其原因是同源染色体分离练习练习1919、5-BrU(5-5-BrU(5-溴尿嘧啶溴尿嘧啶)既可以与既可以与A A配对，又可以与配对，又可以与C C配对。将一个配对。将一个正常的
50、具有分裂能力的细胞，接种到含有正常的具有分裂能力的细胞，接种到含有A A、G G、C C、T T、5-BrU5-BrU五种五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某中某DNADNA分子某位点上碱基对从分子某位点上碱基对从TATA到到GCGC的替换的替换 A A2 2次次 B B3 3次次 C C4 4次次 D D5 5次次B B练习练习2020、(2007(2007年高考山东卷年高考山东卷)DNADNA分子经过诱变，某位点上的一分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基个正常碱基(设为设为P)P)变成了尿嘧啶，该变成了
