2023屆新高考生物沖刺復(fù)習(xí)DNA的復(fù)制

2023屆新高考生物沖刺精品復(fù)習(xí)

IDNA的復(fù)制

課標(biāo)要求

概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制o

梳理歸納I夯實(shí)必備知識(shí)

1.DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

(1)實(shí)驗(yàn)者：美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾。

(2)研究方法：假說一演繹法。

⑶實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌。

(4)實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。

⑸實(shí)驗(yàn)原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含MN的雙鏈DNA密度小，一條

鏈含MN、一條鏈含UN的雙鏈DNA密度居中。

⑹實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。

⑺實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。重帶（密度最大）：兩條鏈都為

阿標(biāo)記的親代雙鏈DNA；中帶（密度居中）：一條鏈為個(gè)標(biāo)記，另一條

鏈為15N標(biāo)記的子代雙鏈DNA；輕帶（密度最?。簝蓷l鏈都為MN標(biāo)記的

子代雙鏈DNA。

(8)實(shí)驗(yàn)過程及分析

①實(shí)驗(yàn)過程

大腸桿菌在含ANH4cl的培養(yǎng)

液中生長若干代，使DNA雙鏈A

被充分標(biāo)記u

轉(zhuǎn)移到含14NH4cl的培養(yǎng)遐史J

(a)親代大(b)細(xì)胞分(c)細(xì)胞再

腸桿菌裂一次分裂一次

提取DNA,離心|Ii

輕帶口—一口一耳--------fl

密度中帶營二二甘二二二電二二二二二?

重帶

②實(shí)驗(yàn)分析

a.立即取出：提取DNAf離心一全部重帶。b.細(xì)胞分裂一次（即細(xì)菌繁殖

一代）取出：提取DNA一離心一全部中帶。c.細(xì)胞再分裂一次（即細(xì)菌繁殖

兩代）取出：提取DNA-*離心J輕帶、；中帶。

（9）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。

2.DNA的復(fù)制

(1)概念、時(shí)間、場所

概念以親代DNA為模板合成子代DNA的

過程

呼匚膽細(xì)胞分裂前的間期

復(fù)制J---------

主要是細(xì)胞核，真核生物還在線粒

5和葉綠體;原核生物在擬核和

細(xì)胞質(zhì)

(

重'每條新鏈與其

(■需要細(xì)胞提供能量新

對(duì)應(yīng)的模板鏈

(2)過程I需要解旋酶的作用螺<

〔結(jié)果：斷裂氫鍵，解開雙鏈旋盤繞成雙螺旋

)

(3)結(jié)果：一個(gè)DNA分子形成了I結(jié)構(gòu)

兩個(gè)完全相同的DNA分子。

［邊解旋邊復(fù)制

(4)特點(diǎn)［半保留復(fù)制DNA

解旋酶

「模板解開的每一條母鏈

原料：游離的4種脫氧核昔酸

合成子鏈酶：DNA聚合酶等

原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(A-T、

T-A、G-C、C-G)

方向：5，一端一*3'一端

(5)DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因

DNA具有獨(dú)特的叁螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供精確的模板，堿基互補(bǔ)配對(duì)原

則，保證了復(fù)制能準(zhǔn)確地進(jìn)行。

(6)DNA復(fù)制的意義：DNA通過復(fù)制，將一遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子

代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。

熱圖

分析A

下列為DNA復(fù)制的有關(guān)圖示，A-B-C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制,

D-E-F表示哺乳動(dòng)物的DNA分子復(fù)制。圖中黑點(diǎn)表示復(fù)制起點(diǎn),

“一”表示復(fù)制方向，“o”表示時(shí)間順序。

ABCDEF

熱圖

分析▲

①若A中含有48502個(gè)堿基對(duì)，而

子鏈延伸速率是105個(gè)堿基對(duì)/min,‘oq,Q…

假設(shè)DNA分子從頭到尾復(fù)制，理論?

上此DNA分子復(fù)制約需30s,而實(shí)ABcDEF

際上只需約16s,根據(jù)A-C過程分析，這是因?yàn)橐粡?fù)制是雙向進(jìn)行的。

②哺乳動(dòng)物體細(xì)胞中的DNA分子展開可達(dá)2m之長，若按A?C圖的

方式復(fù)制，至少需要8h,而實(shí)際上只需約6h,根據(jù)D?F圖分析，

原因是DNA分子從多個(gè)起點(diǎn)（雙向）復(fù)制。

③A?F圖均有以下特點(diǎn)：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA分

子復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制。

④哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞能否進(jìn)行上述過程？不能一

15N15N

3.“圖解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算親代

(1)將含有中的DNA分子放在含有R的

培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制〃次，則：

2代

「含I5N的DNA分子：2個(gè)

只含15N的DNA分子：2個(gè)“代

①子代DNA共2〃個(gè)d人以3八7人

含14N的DNA分子：2n個(gè)

只含14N的DNA分子：個(gè)

含I5N的脫氧核甘酸鏈:2條

②脫氧核甘酸鏈共2〃十】條

含14N的脫氧核昔酸鏈:(2〃+-2)條

(2)DNA分子復(fù)制過程中消耗的脫氧核甘酸數(shù)

①若親代DNA分子含有某種脫氧核甘酸加個(gè),

經(jīng)過〃次復(fù)制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為

1)o

②第〃次復(fù)制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為

o

考向突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力

考向一DNA復(fù)制過程及實(shí)驗(yàn)證據(jù)辨析

1.圖示DNA復(fù)制過程，下列敘述正確的是

A.DNA復(fù)制過程中不需要引物，也不需要能量

B.新形成的兩條單鏈復(fù)制的方向不同且均為連

續(xù)復(fù)制

C.該過程在蛙的紅細(xì)胞和哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞均能發(fā)生

V復(fù)制后的兩個(gè)DNA分子位于一條或兩條染色體上

解析

DNA復(fù)制過程需要引物引導(dǎo)復(fù)制的開始，

也需要消耗ATP,A錯(cuò)誤；

DNA分子是反向平行的，而復(fù)制的時(shí)候只

能是從5，一端向3'—端延伸，所以兩條子

鏈合成方向相反，且據(jù)圖可知，并非兩條鏈

均為連續(xù)復(fù)制，B錯(cuò)誤；

哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞不能進(jìn)行DNA分子復(fù)制,C錯(cuò)誤;

復(fù)制后的兩個(gè)DNA分子位于一條（著絲粒斷裂之前）或兩條染色體上

（著絲粒斷裂之后），D正確。

2.（2022.北京豐臺(tái)區(qū)高三模擬）"N和中是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，含味

的DNA比含MN的DNA密度大。為探究DNA復(fù)制的方式，科學(xué)家先用含

有15NH4CI的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，繁殖若干代得到的大腸桿菌，其DNA

幾乎都被15N標(biāo)記；再將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有14NH4cl的普通培養(yǎng)液中培

養(yǎng)。收集不同時(shí)期的大腸桿菌，提取DNA并進(jìn)行離心處理，離心后試管

中的位置如圖所示。下列推測不合理的是

DNA密度

心在代DNA的兩條鏈可能都含有15N1—低

2——

B.1號(hào)帶中的DNA的氮元素都是MNV

3?曷

C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制

D.3號(hào)帶的DNA為親代大腸桿菌的DNA

解析

密度

由于DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，培養(yǎng)液中含有

1低

14

NH4C1,所以子代DNA的兩條鏈不可能都含有15N,A2

錯(cuò)誤；3

1號(hào)帶中的DNA的氮元素都是MN,相對(duì)質(zhì)量最輕，離心后分布在試

管上端，B正確；

3號(hào)帶分布在試管的下端，說明DNA分子的兩條鏈都是UN,為親代

大腸桿菌的DNA,D正確。

考向二DNA復(fù)制過程的有關(guān)計(jì)算

3.某DNA分子片段中共含有3000個(gè)堿基，其中腺喋吟占35%?，F(xiàn)將該

DNA分子片段用15N標(biāo)記過的四種游離脫氧核甘酸為原料復(fù)制3次，將全

部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，得到圖甲結(jié)果；如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加

入解旋酶處理后再離心，則得到圖乙結(jié)果。下列有關(guān)分析正確的是

A.X層與Y層中DNA分子質(zhì)量比大于1：3

B.Y層中含UN標(biāo)記的鳥喋吟有3600個(gè)z

W

鏟層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3倍

乙

D.W層與Z層的核甘酸數(shù)之比是4：1

解析

X層（2個(gè)DNA分子含有I4N和15N）與Y層（6個(gè)DNA分『彳

子只含紇2中DNA分子質(zhì)量比小于1:3,A錯(cuò)誤；W=

1個(gè)DNA中鳥喋吟G=450個(gè)，Y層（6個(gè)DNA分子只甲乙

含15N）中含小標(biāo)記的鳥喋吟G=450*6=2700個(gè)，B錯(cuò)誤；

X層中有2個(gè)DNA分子，Y層中有6個(gè)DNA分子，故X層中含有的氫鍵

數(shù)是Y層的1/3倍，C正確；

W層（14個(gè)含有小的DNA單鏈）與Z層（2個(gè)含有小的DNA單鏈）的核昔

酸數(shù)之比是14:2=7：1,D錯(cuò)誤。

4.（2022?廣東高三模擬）一個(gè)被15N標(biāo)記的、含1000個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片

段，其中一條鏈中T+A占30%,若將該DNA分子放在含MN的培養(yǎng)基中

連續(xù)復(fù)制3次，相關(guān)敘述正確的是

A.該DNA分子的另一條鏈中T+A占70%

B.該DNA分子中含有A的數(shù)目為400個(gè)

D.經(jīng)3次復(fù)制后，子代DNA分子中含MN的比例為7/8

解析

DNA分子片段的一條鏈中T+A占30%,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，另

一條鏈中T+A也為30%,A錯(cuò)誤；

根據(jù)題意分析可知，該DNA分子中含有A的數(shù)目為3。0個(gè)，B錯(cuò)誤；

根據(jù)題意分析可知，G=C=700,該DNA分子第3次復(fù)制時(shí)需要消耗

G的數(shù)量=22歹00=2800個(gè)，C正確；

經(jīng)3次復(fù)制后，8個(gè)子代DNA分子中都含小，故比例為1,D錯(cuò)誤。

\)

考向三DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂的關(guān)系

5.將馬蛔蟲(2〃=4)的甲、乙兩個(gè)精原細(xì)胞核DNA雙鏈用32P標(biāo)記，接著置于不含

32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在特定的條件下甲細(xì)胞進(jìn)行兩次連續(xù)的有絲分裂、乙細(xì)胞

進(jìn)行減數(shù)分裂。下列相關(guān)敘述正確的是：

A.甲在第一個(gè)細(xì)胞周期后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2,且每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體

數(shù)為。?4

電中在第二個(gè)細(xì)胞周期后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2?4,且每個(gè)細(xì)胞含有32P的染色

體數(shù)為。?4

C.乙在減數(shù)分裂I后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2,且每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為

0?2

D.乙在減數(shù)分裂H后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2?4,且每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體

數(shù)為。?2

，—解析

一個(gè)細(xì)胞周期中DNA分子只進(jìn)行一次半保留復(fù)制，因此甲在第1個(gè)細(xì)胞周

期后，全部細(xì)胞均含32P,且每個(gè)細(xì)胞中的每條染色體都含有32p,即每個(gè)

細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為4,A錯(cuò)誤；

第一個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束形成的2個(gè)子細(xì)胞的每個(gè)DNA分子都有一條鏈含有32p,

另一條鏈含有3ip。在第二個(gè)細(xì)胞周期中，DNA分子又進(jìn)行了一次半保留

復(fù)制，則形成的8個(gè)DNA分子中，有4個(gè)DNA分子是一條鏈含有32p,另一

條鏈含有3甲，另外4個(gè)DNA分子都只含31，而在有絲分裂后期，姐妹染色

單體分開后隨機(jī)移向兩極，因此甲在第2個(gè)細(xì)胞周期后，有2個(gè)或3個(gè)或4個(gè)

細(xì)胞含32P,且每個(gè)細(xì)胞含有32P的染色體數(shù)為0?4,B正確；

解析

減數(shù)分裂前的間期，DNA分子只進(jìn)行一次半保留復(fù)制，因此乙經(jīng)過

減數(shù)分裂I后，形成的2個(gè)細(xì)胞均含32p,且每個(gè)細(xì)胞中的每條染色體

都含有32p,在減數(shù)分裂n前期和中期，有2條染色體含有32p,在減

數(shù)分裂H后期和末期，有4條染色體含有32p,即每個(gè)細(xì)胞中含有32P

的染色體數(shù)為2或4,C錯(cuò)誤；

乙在減數(shù)分裂n后，將形成4個(gè)精細(xì)胞，每條染色體含有32p,故4個(gè)

細(xì)胞均含32p,D錯(cuò)誤。

6.（20及浙江4月選考,25）在含有BrdU的培養(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)，BrdU

會(huì)取代胸昔摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料

對(duì)復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色，發(fā)現(xiàn)含半標(biāo)記DNA（一條鏈被標(biāo)記）的染色單

體發(fā)出明亮熒光，含全標(biāo)記DNA（兩條鏈均被標(biāo)記）的染色單體熒光被抑制

（無明亮熒光）。若將一個(gè)細(xì)胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第三個(gè)細(xì)胞

周期的中期進(jìn)行染色并觀察。下列推測錯(cuò)誤的是

A.1/2的染色體熒光被抑制

B.1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光

C.全部DNA分子被BrdU標(biāo)記

始/4的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記

解析

DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，第一次分裂結(jié)束后所有染色體的DNA

分子中一條鏈不含BrdU,另外一條鏈含有BrdU；第二次分裂結(jié)束后

有1/2的染色體上DNA分子兩條鏈均含有BrdU,1/2的染色體上DNA

分子中一條鏈不含BrdU,另外一條鏈含有BrdU；到第三次有絲分裂

中期，全部DNA分子被BrdU標(biāo)記，所有染色體均含有姐妹染色單體，

其中有1/2的染色體上2個(gè)DNA分子的兩條鏈均含有BrdU（熒光被抑制），

有1/2的染色體上2個(gè)DNA分子中的1個(gè)DNA分子的兩條鏈中的1條含

BrdU、1條不含BrdU,另1個(gè)DNA分子的兩條鏈均含BrdU,所以有

1/4的染色單體會(huì)發(fā)出明亮熒光，7/8的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記。

重溫高考真題演練

1.（2021?山東，5）利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將含有基因修飾系統(tǒng)的T—DNA插

入到水稻細(xì)胞M的某條染色體上，在該修飾系統(tǒng)的作用下，一個(gè)DNA分

子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,脫氨基過程在細(xì)胞M中只發(fā)生一次。

將細(xì)胞M培育成植株N。下列說法錯(cuò)誤的是

A.N的每一個(gè)細(xì)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經(jīng)n（nNl）次有絲分裂后，脫氨基位點(diǎn)為A—U的細(xì)胞占1/2口

於（經(jīng)3次有絲分裂后，含T—DNA且脫氨基位點(diǎn)為A—T的細(xì)胞占1/2

?②③④G

解析

N是由M細(xì)胞形成的，在形成過程中沒有DNA的丟失，由于T-DNA

插入到水稻細(xì)胞M的某條染色體上，所以M細(xì)胞含有T—DNA,因此

N的每一個(gè)細(xì)胞中都含有T—DNA,A正確；

N植株的一條染色體中含有T—DNA,可以記為十,因此N植株關(guān)于是

否含有T—DNA的基因型記為+一,如果自交，則子代中相關(guān)的基因

型為++:H■—：一一=1：2：1,有3/4的植株含T—DNA,B正確；

M中只有1個(gè)DNA分子上的單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,所以復(fù)

制n次后，產(chǎn)生的子細(xì)胞有2n個(gè)，但脫氨基位點(diǎn)為A—U的細(xì)胞只有1

個(gè)，所以這種細(xì)胞的比例為1/21C正確；

。②③④⑤

解析

如果M經(jīng)3次有絲分裂后，形成子細(xì)胞有8個(gè)，由于M細(xì)胞DNA分子

單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,是G和U配對(duì)，所以復(fù)制三次后，

有4個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為C—G,3個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為A—T,1個(gè)細(xì)胞

脫氨基位點(diǎn)為U—A,因此含T—DNA且脫氨基位點(diǎn)為A—T的細(xì)胞占

3/8,D錯(cuò)誤。

。?③④⑤

2.(202卜浙江，22)在DNA復(fù)制時(shí)，5-澳尿喀咤脫氧核甘(BrdU)可作為原料,

與腺喋吟配對(duì)，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對(duì)復(fù)制后的染色體進(jìn)

行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍(lán)色，只有一條鏈

含有BMU的染色單體呈深藍(lán)色?，F(xiàn)將植物根尖放在含有BrdU的培養(yǎng)液中

培養(yǎng)，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區(qū)細(xì)胞分裂中期染色體的

著色情況。下列推測錯(cuò)誤的是

A.第一個(gè)細(xì)胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍(lán)色

B.第二個(gè)細(xì)胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同

夕第三個(gè)細(xì)胞周期的細(xì)胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4

D.根尖分生區(qū)細(xì)胞經(jīng)過若干個(gè)細(xì)胞周期后，還能觀察到深藍(lán)色的染色單體

D?(D@G

解析

據(jù)題意分析第一個(gè)細(xì)胞周期的每條染色體的染色單體都只有一條鏈

含有BrdU,故呈深藍(lán)色，A正確；

第二個(gè)細(xì)胞周期的每條染色體復(fù)制之后，每條染色體上的兩條染色

單體均為一條單體雙鏈都含有BrdU呈淺藍(lán)色，一條單體只有一條

鏈含有BrdU呈深藍(lán)色，故著色都不同，B正確；

第二個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束后，不同細(xì)胞中含有的帶有雙鏈都含有BrdU

的染色體和只有一條鏈含有BrdU的染色體的數(shù)目是不確定的，故

第三個(gè)細(xì)胞周期的細(xì)胞中染色單體著色不同的染色體比例不能確定,

C錯(cuò)誤；

解析

根尖分生區(qū)細(xì)胞可以持續(xù)進(jìn)行有絲分裂，且DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,

所以不管經(jīng)過多少個(gè)細(xì)胞周期，依舊可以觀察到一條鏈含有BrdU

的染色單體，成深藍(lán)色，D正確。

①?③?④

3.（202L浙江，14）含有100個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)DNA分子片段，其中一條鏈的

A+T占40%,它的互補(bǔ)鏈中G與T分別占22%和18%,如果連續(xù)復(fù)制2次,

則需游離的胞喀咤脫氧核糖核甘酸數(shù)量為

A.240個(gè)聲80個(gè)

C.114個(gè)D.90個(gè)

D@0④(5

解析

分析題意可知：該DNA片段含有100個(gè)堿基對(duì)，即每條鏈含有100個(gè)

堿基，其中一條鏈（設(shè)為1鏈）的A+T占40%,即A[+T[=40個(gè)，則C]

+G1=60個(gè)；互補(bǔ)鏈（設(shè)為2鏈）中G與T分別占22%和18%,即G2=22,

T2=18,可知C]=22,則G1=60—22=38=CZ，故該DNA片段中C

=22+38=60。已知DNA復(fù)制了2次，則DNA分子的個(gè)數(shù)為22=4,

4個(gè)DNA分子中共有胞喀咤脫氧核糖核昔酸的數(shù)量為4*60=240,原

DNA片段中有60個(gè)胞喀咤脫氧核糖核甘酸，則需要游離的胞嚏咤脫

氧核糖核甘酸數(shù)量為240—60=180,B正確，A、C、D錯(cuò)誤。

①,。④◎

4.（2018海南，15）現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有對(duì)（表示為i4N"N）的

大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉(zhuǎn)到含有

MN的培養(yǎng)基中繁殖一代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是

A.有15N14N和14W4N兩種，其比例為1：3

B,有15N15N和吶小兩種，其比例為1：1

C.有15N15N和吶吶兩種,其比例為3：1

中有15N14N和吶吶兩種，其比例為3：1

123O5

解析

DNA分子的兩條單鏈均只含有MN,該大腸桿菌在含有I5N的培養(yǎng)基

中繁殖兩代，形成4個(gè)DNA,其中2個(gè)DNA為I5W4N,另外2個(gè)DNA

為I5N15N。再轉(zhuǎn)到含有小的培養(yǎng)基中繁殖一代，DNA為I5N4N形成

的子代DNA中，1個(gè)DNA為15NMN,另外1個(gè)DNA為^N