DNA通过复制传递遗传信息

例 题 .(2019·浙 江 4 月 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 A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光 C.全部DNA分子被BrdU标记
假说—演绎法
4.DNA复制的过程
1.条件
DNA复制的条件： ①模板：亲代DNA分子的两条母链。 ②原料：4种游离的脱氧核苷酸。 ③能量：ATP ④酶：解旋酶断开氢键
DNA聚合酶形成磷酸二酯键
2.过程
特点1：边解旋边复制
特点2：半保留
2.过程
DNA复制的过程 (1)形成“模板链”（解旋）：DNA复制时在解旋酶的作用下，两条链的 配对碱基之间的 氢键 断开，碱基暴露出来，形成了两条“模板链”(母
A.0条 B.20条 C.大于0小于20条 D.以上都有可能
6.把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌转移到含重氮(15N)的环境中培养相 当于复制一代的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两代的时 间后，细菌的DNA组成为
√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
例5.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，在第二次细胞分裂中期每
个细胞中被32P标记的染色体条数是（ B ）
A.0条 B.20条 C.大于0小于20条 D.以上都有可能
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
（ D）
8、若某DNA分子含某碱基（脱氧核苷酸）m个，则该DNA复制n次， 则需消耗游离的该碱基（脱氧核苷酸）数：
（2n-1）×m
9、若某DNA分子含某碱基（脱氧核苷酸）m个，则该DNA 第n次复制 时，则需消耗游离的该碱基（脱氧核苷酸）数：
2n-1×m
小资料DNA复制与染色体复制、细胞分裂的关系
BrdU（5-溴尿嘧啶脱氧核苷）能替代T与A配对而掺入新合成的DNA链 中，当用姬姆萨染料对染色体进行染色时，不含BrdU的链为深蓝色， 含BrdU的链为浅蓝色。
8.(2020·温州测试)如图所示为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分 析，下列相关叙述中错误的是 A.由图示得知，DNA分子复制的方式是
半保留复制 B.DNA解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP C.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的
√D.DNA在复制过程中先全部解旋，后半保留复制
链)。 (2)合成子链：每一条母链按照 碱基互补配对 的原则，腺嘌呤与胸腺嘧啶
核苷酸配对，鸟嘌呤与胞嘧啶核苷酸配对等。最后相邻核苷酸的脱氧核 糖和磷酸基团间形成 磷酸二酯键，产生一条子链。这一过程还需要__D_N_A_ 聚合酶 的参与，同时DNA复制过程需要_能__量__。
(3)形成新的DNA分子：每条子链与其母链盘旋成双螺旋结构，即一个双 螺旋DNA分子变成了 两个 双螺旋DNA分子，并且新形成的DNA分子与亲 代DNA分子 相同 。 特点 (1) 半保留复制 ，即新合成的双链DNA分子中，一条链是来自亲代的DNA， 另一条链则是新合成的。 (2) 边解旋边复制 。
第三章 遗传的分子基础
第三节 DNA通过复制传递遗传信息
DNA复制的有关问题：
1. DNA复制的时间？ 有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
2.关于DNA的复制，还有哪些疑问？ 如：DNA复制过程如何？需要什么条件？复制的结果如何？
一、DNA通过半保留进行复制
DNA的复制：以亲代DNA为模板，合成两个与亲代DNA相同 的子代DNA分子的过程。
菌体和含有35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的
A.14和 1
B.34和 0
√C.14和 0
D.34和 1
11.研究人员将1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中， 培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理，即解开双螺 旋，变成单链；然后进行离心，甲图试管中出现的两种条带分别对应乙 图中的两个峰，则大肠杆菌的细胞周期为
（3）实 验过程
下部：重带
中间：中带
中间：1/2中带 上部：1/2轻带
（4）实验结果
(1)立即取出，提取DNA→离心→
。
(2)繁殖一代后取出，提取DNA→离心→
。
(3)繁殖两代后取出，提取DNA→离心→
。
3. DNA复制方式的验证
演绎推理一
半保留
结果：三条带
演绎推理二 全 保 留
亲 代： 15N/15N-DNA (全部)
√C.第3次复制时，需要周围环境中1 600个含A的脱氧核苷酸
D.3次复制共需周围环境中4 800个含G的脱氧核苷酸
10.在噬菌体侵染细菌的实验中，如果细菌体内的DNA和蛋白质分别含有
31P和32S，噬菌体中的DNA和蛋白质分别含有32P和35S，噬菌体DNA在细
菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬
如果要你来设计实验证明，你认为最基本的思路是什么？
把复制的新单链和原来的链做上标记，然后观察 它在新DNA中出现的情况。
2.DNA半保留复制的实验证据
1958年，梅塞尔森和斯塔尔（Franklin Stahl设计了一个很 巧妙的实验，证明了DNA复制采取半保留复制机制。
（1）实验材料：大肠杆菌 （2）实验技术：同位素示踪法和密度梯度离心
A 100% B 75% C 50% D 25%
DNA复制与染色体复制、细胞分裂的关系
4.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）
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
7.下图表示DNA分子复制的过程，结合图示，下列有关叙述不正确的是
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链 解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链方向相反
√C.从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间
D.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
√D.3/4的DNA单链被BrdU标记
思考：什为么DNA复制能够形成两个完全相同的子 代DNA，并且它们都和亲代DNA一样？
原因1：DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精 确的模板。 原因2：通过碱基互补配对原则保证了复制能够准确无误地进行。
二、DNA复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础
DNA复制的意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而 保持了遗传信息的稳定性和连续性。
子一代：
15N/15N-DNA (1/2) 14N/14N-DNA (1/2) 子二代： 15N/15N-DNA(1/4) 14N/14N-DNA(3/4)
亲代DNA分子 结果：两条带
（4）实验结果 (1)立即取出，提取DNA→离心→ 离心管的下部。 (2)繁殖一代后取出，提取DNA→离心→ 离心管的中部。 (3)繁殖两代后取出，提取DNA→离心→ 1/2离心管上部、1/2离心管中部。 实验结论：DNA的复制是以 半保留的方式进行的。
(3)2个子代DNA去向：在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分 开，分别进入了两个子细胞中。
DNA复制的应用（有关计算）
一、 当一个亲代DNA复制n次后 1、DNA数：2n 2、含母链的DNA数：2 3、含子链的DNA数：2n 4、只含母链的DNA数：0 5、不含母链的DNA数：2n-2 6、DNA链数：2n+1 7、子链数及所占的比例：（2n-1）/2n
3.结果
含有母链DNA分子数： 含有子链DNA分子数： 只含子链DNA分子数：
一个DNA分子形成两个相同的DNA分子
注意：DNA分子复制特点及子代DNA存在位置与去向 (1) 复 制 特 点 —— 半 保 留 复 制 ， 即 新 DNA 分 子 总 有 一 条 链 来 自 亲 代 DNA(即模板链)，另一条链(子链)由新链构建而成。 (2)2个子代DNA位置：当一个DNA分子复 制 后 形 成 两 个 新 DNA 分 子 后 ， 这 两 个 新 DNA恰位于两条姐妹染色单体上，且由着 丝粒连在一起，即：
（1）时间：有丝分裂间期；减数第一次分裂前的间期。
（2）场所：①真核细胞：细胞核（主要）、线粒体和叶绿体。 ②原核细胞：拟核。
1.对DNA复制的推测
最早提出的DNA复制模型（假说）有三种:
半保留：新合成的DNA分子保留原来DNA分子的一条链
全保留：母链DNA彼此结合，新合成的两条子链彼此结 合成一个新的DNA分子
巩固练习
1.DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的 （ ）
A 前期 B 中期 C 后期 D 间期 2.DNA分子的复制是以周围游离的（ ）为原料？
A 脱氧核苷酸 B 磷酸 C 脱氧核糖 D 含N碱基
3.实验室里，让一个DNA分子（称第一代）连续复制三代， 问：在第四代DNA分子中，有第一代DNA分子链的DNA 分子占（ ）
A.4 h
B.6 h
√C.8 h
D.12 h
9.(2019·杭州测试)已知某DNA分子含有1 000个碱基对，其中一条链中 A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，该DNA分子连续复制了3次。下列说法中正 确的是 A.共形成了8个DNA分子，其中有7个DNA分子中的脱氧核苷酸长链完全
是新合成的 B.新合成的子代DNA分子中，A∶G∶T∶C＝1∶2பைடு நூலகம்3∶4