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第8 讲 DNA 的复制
考点一 DNA半保留复制的实验证据
（一）对DNA分子复制的推测
1.沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：____________。
（二）DNA半保留复制的实验证据（同位素标记法）
1.DNA半保留复制的实验分析
(1)科学家：1958年，美国生物学家____________（M.Meselson）和 ____________
（F.Stahl）
(2)实验材料：____________
(3)科研方法：____________
(4)实验方法：____________和____________。
(5)实验原理：含15N的双链DNA密度____________，含14N的双链DNA密度
____________，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居____________。
(6)实验假设：DNA以____________的方式复制。
(7)实验预期：
(密度最大) 两条链都为____________标记的亲代双链DNA
(密度居中) 一条链为_____标记，另一条链为_____标记的子代双链DNA
(密度最小) 两条链都为_________标记的子代双链DNA
(8)过程分析：
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→____________。
(9)实验结论：DNA的复制是以____________方式进行的。
考点二 DNA半保留复制的过程
（一）DNA分子复制的过程
复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的______，在______酶的作
第一步：解旋
用下，把两条螺旋的双链解开，这个过程叫做______。
以解开的每一段______为模板， 在______等酶的作用下，以细胞中
第二步：合成子 游离的4种______为原料，按照______原则，各自合成与母链互补的
链 一段子链。随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断地延
伸。同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成______结构。
第三步：重新
复制结束后，一个DNA分子就形成了两个______的DNA分子。新复制
螺旋形成子代
出的两个子代DNA分子，通过______分配到子细胞中去。
DNA分子
（二）DNA分子复制相关知识总结
概念 指以____________为模板合成__________的过程。（表示为：DNA→DNA）
时间 发生在细胞分裂的______，即____________和 ___________ _。
场所 ____________(主要场所)、____________和____________。
模板 ____________
原料 4种游离的____________
条件
能量 ____________
酶 ____________、____________
过程 解旋提供模板→合成____________→重新螺旋形成两个新的DNA分子。
特点 过程：____________，方式：____________。
准确复制的 （1）DNA分子独特的____________结构，为复制提供了精确的模板。
原因 （2）通过____________，保证了复制能够准确的进行。
DNA分子通过____________，将____________从亲代传递给子代，从而
意义
保持了____________的连续性。
考点三 DNA半保留复制的相关计算
（1）子代DNA分子数＝____________个
DNA分子数 （2）含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝____________个
（3）不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝____________个
（1）子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝____________条
脱氧核苷酸链数 （2）亲代脱氧核苷酸链数＝____________条
（3）新合成的脱氧核苷酸链数＝____________条
（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
消耗的脱氧核苷 要消耗该脱氧核苷酸数为 ___________ _个
酸数 （1）n次复制需该脱氧核苷酸数＝m·2n个，第n次复制需该脱氧核
苷酸数＝____________个
【真题训练】
一、单选题
1．（2021·海南·高考真题）已知5-溴尿嘧啶（BU）可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上
某个碱基位点已由A-T转变为A-BU，要使该位点由A-BU转变为G-C，则该位点所在的DNA
至少需要复制的次数是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
2．（2021·辽宁·高考真题）下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是
（ ）A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
3．（2021·山东·高考真题）利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的 T-DNA 插入到水
稻细胞 M 的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个 DNA 分子单链上的一个 C 脱
去氨基变为 U，脱氨基过程在细胞 M 中只发生一次。将细胞 M 培育成植株 N。下列说
法错误的是（ ）
A．N 的每一个细胞中都含有 T-DNA
B．N 自交，子一代中含 T-DNA 的植株占 3/4
C．M 经 n（n≥1）次有丝分裂后，脱氨基位点为 A-U 的细胞占 1/2n
D．M 经 3 次有丝分裂后，含T-DNA 且脱氨基位点为 A-T 的细胞占 1/2
4．（2021·浙江·高考真题）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
5．（2021·浙江·高考真题）含有100个碱基对的—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
6．（2019·天津·高考真题）用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于
研究（ ）
A．DNA复制的场所 B．mRNA与核糖体的结合
C．分泌蛋白的运输 D．细胞膜脂质的流动
7．（2014·上海·高考真题）某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出
的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次
后的产物是
A． B．C． D．
8．（2013·海南·高考真题）关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是
A．DNA复制需要消耗能量
B．光合作用的暗反应阶段需要消耗能量
C．物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP
D．细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生
9．（2010·山东·高考真题）蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一
个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记
分布情况是（ ）
A．每条染色体中都只有一条单体被标记 B．每条染色体的两条单体都被标记
C．半数的染色体中只有一条单体被标记 D．每条染色体的两条单体都不被标记
二、解答题
10．（2010·北京·高考真题）科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度
梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
组别 1组 2组 3组 4组
培养液中唯一氮源 14NH Cl 15NH Cl 14NH Cl 14NH Cl
4 4 4 4
繁殖代数 多代 多代 一代 两代
培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代
操作 提取DNA并离心
1/2轻（14N/
仅为轻带 仅为重带 仅为中带 14N）
离心结果
（14N/14N） （15N/15N） （15N/14N） 1/2中（15N/
14N）
请分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过______代培养，且培养
液中的______是唯一氮源。
（2）综合分析本实验的DNA离心结果，第______组结果对得到结论起到了关键作用，但
需把它与第______组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是
______。
（3）分析讨论：①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于___代，
据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果_______（选填“能”或“不能”）判断
DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置
_______，宽度发生变化的是______带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的
原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为________。
