第3节 DNA的复制
知识点一 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据
1.沃森和克里克在发表了DNA分子双螺旋结构的论文后，又提出了DNA自我复制的假说。下列有关假说内容的叙述，错误的是（ ）
A.DNA复制时，双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂
B.以解开的两条单链为模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上
C.新形成的DNA分子由一条模板单链和一条新链组成
D.新形成的两个DNA分子分别由两条母链、两条子链结合而成
2.体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP，37 ℃下保温。下列叙述中，正确的是（ ）
A.能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致
B.不能生成DNA，因为缺少DNA模板
C.能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联
D.不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件
3.（2024·河北迁安高一月考）将DNA全部用15N进行标记的大肠杆菌置于含有14NH4Cl的普通培养液中，使大肠杆菌连续繁殖三代，利用密度梯度离心技术检测DNA的离心位置，图中阴影是密度梯度离心结果，则亲代、子一代、子二代、子三代DNA带依次是（ ）
A.①②③④ B.③①④②
C.①③②④ D.①②④③
知识点二 DNA复制的过程
4.下列关于DNA复制的叙述中，正确的是（ ）
A.DNA的复制只发生于有丝分裂前的间期
B.DNA的复制只能发生于细胞核中
C.DNA的复制需要解旋酶和DNA聚合酶，原料是八种游离的核苷酸
D.DNA复制有精确的模板，并严格遵守碱基互补配对原则，所以能准确地将遗传信息传递给子代
5.（2024·河南省直辖县高一月考）在遗传工程中，若有一个控制有利性状的DNA分子片段，要使其数量增加，可进行人工复制，复制时应给予的条件是（ ）
①模板链 ②A、U、G、C碱基 ③A、T、C、G碱基
④核糖 ⑤脱氧核糖 ⑥DNA聚合酶 ⑦ATP ⑧磷酸 ⑨DNA水解酶
A.①③④⑦⑧⑨ B.①②④⑥⑦⑧
C.①②⑤⑥⑦⑨ D.①③⑤⑥⑦⑧
6.DNA一般能准确复制，其原因是（ ）
①DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板 ②DNA复制发生于细胞分裂前的间期
③碱基互补配对是严格的 ④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A.②④ B.②③
C.①④ D.①③
7.（2024·河北任丘高一月考）DNA的复制开始于复制起点——“富含AT”的碱基对序列，一旦复制起点被启动蛋白识别，启动蛋白就会募集其他蛋白质，从而解开双链DNA，形成复制叉。下列有关DNA复制的叙述，错误的是（ ）
A.“其他蛋白质”应当包括解旋酶
B.DNA复制时会同时出现多个复制叉
C.“富含AT”序列更易于DNA双链的分离
D.复制形成的两条DNA子链碱基互补、方向相反
8.（2024·辽宁庄河高一月考）DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持遗传信息的连续性。下图为DNA复制过程模式图，下列相关说法，正确的是（ ）
A.复制时两条子链的延伸方向相反
B.该过程中需要解旋酶和RNA聚合酶
C.亲代DNA的双螺旋结构全部打开再复制
D.合成的两条子链的碱基序列可互补配对
9.（2024·福建福州连江第一中学高一期中）真核细胞的DNA分子复制时可观察到多个复制泡（如图所示）。请结合所学知识分析，下列叙述正确的是（ ）
A.DNA分子复制时需要RNA聚合酶
B.真核细胞DNA以一端为起点复制至另一端
C.这种复制方式不利于提高复制效率
D.复制起始时间越早，复制泡越大
10.（2024·山东青岛高一期末）如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接。一个15N标记的双链DNA片段含有500个碱基对，其中胞嘧啶有150个，提供含14N的脱氧核苷酸，共进行4次复制。下列说法错误的是（ ）
A.真核生物DNA复制的场所有细胞核和细胞质
B.复制时共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸2 450个
C.产生的含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/8
D.阻断DNA连接酶的活性，会出现短片段子链的积累
11.（多选）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
12.（多选）（2024·河南濮阳高一月考）如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34％。若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述错误的是（ ）
A.复制时作用于③处的酶为解旋酶
B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个
C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D.子代中含15N的DNA分子占1/2
13.（2024·山东青岛高一期中）DNA可以通过自我复制完成遗传信息的传递。下图表示真核生物DNA复制的示意图（引物是一段引导DNA子链合成的RNA片段）。
（1）图中A物质是 ，据图分析可得出DNA分子复制的特点有 。
（2）DNA双链之间的碱基配对方式是 。若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶450个，该DNA连续复制四次，在第五次复制时需要消耗 个胞嘧啶脱氧核苷酸。
（3）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是 。用3H充分标记的大肠杆菌培养噬菌体，得到的子代噬菌体含有3H标记的比例是 。
（4）引物的3'端和脱氧核苷酸靠 键相连。复制过程中，引物最终会被酶切除，从核酸的碱基组成分析，该酶能准确识别出引物的原因是
。
第3节 DNA的复制
1.D DNA复制时，双链解旋，互补的碱基之间的氢键断裂，A正确；以解开的两条单链为模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上，B正确；新形成的DNA分子由一条模板母链和一条新的子链组成，C正确，D错误。
2.B DNA复制的四个基本条件是模板、酶、能量、原料。没有加入模板DNA，所以无DNA生成。
3.B 亲代DNA为15N/15N-DNA，离心结果为③；子一代DNA为14N/15N-DNA，离心结果为①；子二代DNA为1/214N/14N-DNA、1/214N/15N-DNA，离心结果为④；子三代DNA为3/414N/14N-DNA、1/414N/15N-DNA，离心结果为②，B正确。
4.D DNA的复制发生于有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，A错误；DNA的复制也可以发生于线粒体和叶绿体中，B错误；DNA的复制原料是四种游离的脱氧核苷酸，C错误。
5.D DNA分子复制时以两条链分别为模板，所以需要模板链，①正确；碱基U是RNA分子特有的，DNA分子复制时不需要U，②错误；DNA分子的基本单位——脱氧核苷酸中含有A、T、C、G碱基，③正确；核糖是构成RNA分子的物质，④错误；脱氧核糖是构成脱氧核苷酸的五碳糖，⑤正确；DNA聚合酶能催化合成脱氧核苷酸链，⑥正确；ATP能为DNA分子复制提供能量，⑦正确；磷酸是构成脱氧核苷酸的物质，⑧正确；DNA水解酶催化DNA分子水解，所以在DNA分子复制过程不需要，⑨错误。综上所述，复制时应给予的条件是①③⑤⑥⑦⑧，D正确。
6.D DNA独特的双螺旋结构在解旋后为DNA复制提供了精确的两条模板，严格的碱基互补配对保证了DNA复制的准确性，保证了子代DNA与亲代DNA相同。
7.B 解旋酶的作用是把双链DNA氢键打断，形成两条单链。依题意，“其他蛋白质”参与解开双链DNA，故应包括解旋酶，A正确；DNA分子可以多起点双向复制，可以形成多个复制叉，但复制叉的形成并不是同步的，B错误；A—T碱基对具有2个氢键，C—G碱基对有3个氢键，“富含A—T”序列更易于DNA双链的分离，C正确；由于两条DNA模板链碱基互补、方向相反，所以复制形成的两条链也是碱基互补，方向相反，D正确。
8.D DNA双链是反向平行的，且子链的合成方向都是从5'端→3'端，因此复制时两条子链的延伸方向相同，A错误；该复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶，RNA聚合酶参与转录过程，B错误；DNA分子复制过程是边解旋边复制，不需要把DNA双螺旋结构全部解旋才开始复制，C错误；复制时合成的两条子链是分别以两条母链为模板合成的，故合成的两条子链可互补配对，D正确。
9.D DNA分子复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，A错误；真核细胞的DNA分子复制时可观察到多个复制泡，说明真核细胞DNA是多起点复制，B错误；真核细胞的DNA分子具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率，C错误；复制起始时间越早，复制时间越长，复制泡越大，D正确。
10.B 真核生物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发生，A正确；一个DNA分子含有500个碱基对，即1 000个脱氧核糖核苷酸，其中胞嘧啶150个，则该DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸＝（1 000－150×2）÷2＝350个，该DNA分子连续复制4次后共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸＝350×（24－1）＝5 250个，B错误；子代DNA中含有15N的DNA有2个，经过4次复制子代DNA分子有16个，故子代DNA中含有15N标记的占全部DNA的比例为2/16＝1/8，C正确；题中显示延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接，因此，若阻断DNA连接酶的活性，则会导致短片段无法连接，会出现短片段子链的积累，D正确。
11.BC 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；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D错误。
12.CD ③处是氢键，复制时作用于③处的酶为解旋酶，A正确；DNA分子中有碱基5 000对，A＋T占碱基总数的34％，则G＋C＝66％，G＝C＝3 300个，复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为：3 300×（22－1）＝9 900个，B正确；DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，C错误；DNA分子只有一条链含15N，其复制是半保留复制，连续复制2次后，形成的4个DNA分子，只有一个DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D错误。
13.（1）解旋酶 半保留复制、边解旋边复制 （2）A和T、G和C 8 800 （3）噬菌体复制DNA需要宿主细胞大肠杆菌提供原料 100％ （4）磷酸二酯 RNA中含有U（尿嘧啶），DNA中没有
解析：（1）该图表示真核生物DNA复制的示意图，酶A是打开DNA分子双螺旋结构的解旋酶，由图分析可知，新合成的子链与母链结合，体现出半保留复制的特点，解旋酶A边向左移动，DNA分子形成的子链边延长，这体现出边解旋边复制的特点。（2）DNA碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A—T、C—G、T—A、G—C。1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶450个，则胞嘧啶有1 000－450＝550个，若该DNA连续复制四次，在第五次复制时需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数为×550＝8 800个。（3）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性。用3H充分标记的大肠杆菌培养噬菌体，由于DNA的半保留复制，得到的子代噬菌体含有3H标记的比例是100％。（4）引物的3'端通过磷酸二酯键与脱氧核苷酸相连，引物的本质是RNA，其被酶切除时DNA分子并没有受到影响，因而可能是该酶能够准确识别出引物RNA中特有的碱基U（尿嘧啶），DNA中没有。
4 / 4第3节 DNA的复制
导学 聚焦 1.掌握DNA复制的过程。 2.理解DNA的复制方式及特点。 3.分析DNA半保留复制的实验，认同在探究过程中开展合作的必要性
知识点（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
（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）实验材料： 。
（2）实验方法： 技术和离心技术。
（3）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 。
（4）实验过程
（5）实验预期
两条链被标记情况 密度大小 离心位置
都是15N 最大 靠近试管的 部
一条15N，一条14N 居中 位置
都是14N 最小 靠近试管的 部
（6）实验结果
①提取亲代DNA→离心→位置靠近试管 。
②繁殖一代后，提取DNA→离心→位置 。
③繁殖两代后，提取DNA→离心→1/2位置 ，1/2位置 。
（7）实验结论：DNA的复制是以 进行的。
小提醒：①该实验也可以用P、C等元素进行标记。②15N没有放射性，是一种稳定性同位素，不能通过检测放射性的方法对实验结果进行分析。
3.判断下列说法是否正确
（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）全保留复制的子代DNA的双链都是新合成的。（ ）
（3）子代DNA分子中都含有一条母链和一条子链，称为半保留复制。（ ）
（4）DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。（ ）
（5）在证明DNA半保留复制的实验中，从第一代开始细菌DNA分子中至少有一条链含14N。（ ）
探讨 分析实验过程和结果，提高实验分析能力
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
（4）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？
（5）科学家的实验结果显示第一代只出现一条中带，这个结果排除了哪种复制方式？
（6）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？
1.将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并提取DNA进行离心。下列相关说法中，不正确的是（ ）
A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层
C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层
D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制
2.（2024·湖南邵东高二月考）细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA，离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是（ ）
A.该实验运用了离心技术和同位素标记技术
B.子一代结果若为②，可以排除全保留复制的学说
C.根据半保留复制学说，推测子二代结果应为①
D.若加入解旋酶后离心，推测子一代结果应为①
规律方法
离心后，DNA分子在试管中的分布
（1）两条链都被15N标记的DNA分子密度最大，离心后应位于试管的底部；
（2）两条链都被14N标记的DNA分子密度最小，密度梯度离心后应位于试管的顶部；
（3）两条链中一条链被14N标记，另一条链被15N标记的DNA分子，密度梯度离心后应位于试管的中部。
知识点（二） DNA复制的过程
1.DNA复制的概念：以 为模板合成 的过程。
2.发生时期：在真核生物中，这一过程是在 期，随着染色体的复制而完成的。
3.DNA复制的过程
4.结果：一个DNA分子形成了两个 的DNA分子。
5.DNA复制的特点
（1）过程： ，多起点复制。
（2）方式：半保留复制。
6.准确复制的原因
（1）DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
（2）通过 ，保证了复制能够准确地进行。
7.DNA复制的意义
将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了 的连续性。
8.判断下列说法是否正确
（1）DNA复制时，双螺旋的两条链全部解开后，才开始子链的合成。（ ）
（2）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。（ ）
（3）DNA复制只以亲代DNA分子的一条链为模板。（ ）
（4）DNA分子复制时，两条子链的合成方向是相反的。（ ）
（5）DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同。（ ）
（6）真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中。（ ）
探讨 分析DNA复制过程和特点，提高推理能力
1.如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图回答相关问题：
（1）说出图中酶①和酶②的名称。
（2）图示过程主要发生在什么时期？
（3）据图可知，酶②使两条子链从5'端到3'端，还是从3'端到5'端进行合成？
（4）合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？
（5）DNA分子的复制具有哪些特点？
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？
（3）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？
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.“图解法”分析DNA复制相关计算
（1）将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次（如上图），则：
①子代DNA
共2n个
②脱氧核苷酸
链共2n＋1条
（2）DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·（2n－1）个。
②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
1.如图为真核细胞DNA复制过程模式图，相关分析错误的是（ ）
A.酶①为解旋酶，酶②为DNA聚合酶
B.图示体现了边解旋边复制及半保留复制的特点
C.在复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期分开
D.复制结束后形成的两个DNA分子是完全相同的
2.（2024·山西运城高一期末）一个用15N标记的细菌DNA分子，含100个碱基对，腺嘌呤有40个，其中一条链上含胞嘧啶30个，将它们放入含14N的培养基中连续繁殖3代。下列叙述错误的是（ ）
A.子代只含14N的DNA分子数为6个
B.第3次复制需游离的胞嘧啶160个
C.子代DNA分子两条链中的鸟嘌呤含量相等
D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是1∶1
易错提醒
DNA复制相关计算的3个易错点
（1）“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。
（2）在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
（3）看清碱基的数目单位是“对”还是“个”，是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词。
（1）DNA复制是 的过程。
（2）DNA复制的特点是 。
（3）DNA准确复制的原因是
。
（4）DNA复制的意义是DNA通过复制，
。
1.（2024·四川遂宁射洪中学高一月考）科研工作者用大肠杆菌提取液（不含大肠杆菌DNA）构建细胞外DNA人工合成体系，向提取液中加入4种带放射性同位素标记的脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP…）、微量的T2噬菌体DNA，静置一段时间，经检测生成了放射性DNA分子。关于上述实验叙述错误的是（ ）
A.脱氧核苷三磷酸既能为DNA的合成提供原料，也能提供能量
B.新合成的DNA链在DNA聚合酶的催化下从5'端向3'端延伸
C.新合成的DNA碱基序列与大肠杆菌的DNA碱基序列相同
D.新合成的DNA碱基序列与T2噬菌体的DNA碱基序列相同
2.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，细胞只有DNA含15N
3.如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是（ ）
A.酶①和酶②均作用于氢键
B.该过程的模板链是a、b链
C.该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期
D.DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制
4.（2024·湖北宜昌高一期末）一个被15N标记的、含1 000个碱基对的DNA分子片段，其中T＋A占30％，若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复制3次，相关叙述错误的是（ ）
A.用放射性同位素标记法证明DNA分子是半保留复制
B.DNA分子边解旋边复制
C.3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为100％
D.第3次复制需消耗1 200个A
5.如图1为大肠杆菌的DNA分子结构示意图（片段），图2为DNA分子复制图解。请据图回答问题：
（1）图1中1、2、3结合在一起的结构叫 。
（2）图1中若3是鸟嘌呤，4的中文名字应该是 。
（3）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个，则该DNA片段中共有腺嘌呤 个，C和G共有 对。
（4）图2中的DNA复制完成后，A'链与 链相同、B'链与 链相同，因此该过程形成的两个DNA分子完全相同。每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链，这与复制过程中的 有关，这种复制方式称为 。
第3节 DNA的复制
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1） 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）DNA双链 新合成
2.（1）大肠杆菌 （2）同位素标记 （3）居中 （5）底 居中 上 （6）①底部 ②居中 ③居中 更靠上 （7）半保留的方式
3.（1）× 提示：克里克和沃森提出了遗传物质自我复制假说，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的半保留复制。
（2）√ （3）√ （4）√ （5）√
互动探究
（1）提示：同位素标记技术。
（2）提示：对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。
（3）50％ 50％ 15N/15N－DNA、14N/14N－DNA 25％ 75％ 15N/15N－DNA、14N/14N－DNA
（4）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。
（5）提示：排除了全保留的复制方式。
（6）提示：排除了分散复制的方式。
学以致用
1.C 细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的上层，1/4的DNA位于试管的中层，C错误。
2.D 本实验运用了同位素标记技术和密度梯度离心法来探究DNA的复制方式，A正确；由于亲代DNA的含氮碱基皆含有15N，将其移入含14N的培养基中培养，得到子一代DNA分子中一条含有15N，另一条含有14N，位于试管中的“中带”区，应为②，该结果不支持全保留复制，B正确；若为半保留复制，则子二代DNA中1/2为14N/15N、1/2为14N/14N，即如图中①，C正确；由于亲代DNA的含氮碱基皆含有15N，将其移入含14N的培养基中培养，得到子一代DNA加入解旋酶后离心，会得到一条重带，一条轻带，与①不符，D错误。
知识点（二）
自主学习
1.亲代DNA 子代DNA
2.细胞分裂前的间
3. 解旋酶 解开的每一条母链 脱氧核苷酸 DNA聚合酶
4.完全相同
5.（1）边解旋边复制
6.（2）碱基互补配对
7.遗传信息
8.（1）× 提示：DNA复制是一个边解旋边复制的过程。
（2）√
（3）× 提示：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。
（4）√
（5）× 提示：DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序互补。
（6）× 提示：真核细胞的DNA复制可发生在细胞核、线粒体和叶绿体中。
互动探究
1.（1）提示：酶①为解旋酶；酶②为DNA聚合酶。
（2）提示：细胞分裂前的间期。
（3）提示：从5'端到3'端进行合成。
（4）提示：互补。
（5）提示：半保留复制、边解旋边复制。
2.（1）提示：2n个；2个。
（2）提示：2n个；（2n－2）个。
（3）提示：2n＋1条；2条；（2n＋1－2）条。
学以致用
1.C 由题图可知，酶①作用于DNA的两条母链之间，使DNA双链配对碱基之间的氢键断开，为解旋酶，酶②是DNA聚合酶，将游离的脱氧核苷酸结合在一起形成子链DNA，A正确；题图显示新形成的甲、乙两条DNA分子中均含有一条亲代DNA母链，符合半保留复制的特点，同时题图也显示了DNA边解旋边复制的特点，B正确；细胞分裂间期1个DNA分子复制形成的2个DNA分子由1个着丝粒连接，有丝分裂后期以及减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，两个DNA分子也随之分开，减数分裂Ⅰ后期着丝粒不分裂，C错误；DNA复制以亲代DNA分子的两条链为模板，并遵循碱基互补配对的原则，所以复制结束后得到的两个DNA分子完全相同，D正确。
2.B DNA复制方式为半保留复制，一个用15N标记的细菌DNA分子，3次复制产生8个DNA分子，其中含有15N/14N的DNA分子为2个，其余只含有14N的DNA分子数为8－2＝6个，A正确；DNA分子中A有40个，故T＝40个，DNA分子中有200个碱基，故C＝G＝60个，故第3次复制需游离的胞嘧啶为23－1×60＝240个，B错误；因子代DNA分子与亲代DNA相同，即G＝60个，其中一条链G＝30个，则另一条链G＝60－30＝30个，C正确；因碱基互补配对原则，双链DNA分子中的嘌呤数与嘧啶数相等，故子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是1∶1，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）以亲代DNA为模板合成子代DNA
（2）边解旋边复制和半保留复制
（3）DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行
（4）将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性
课堂演练
1.C 脱氧核苷三磷酸水解去掉两个磷酸基团成为脱氧核苷酸，该过程释放能量，脱氧核苷酸是DNA的基本单位，故脱氧核苷三磷酸既能为DNA的合成提供原料，也能提供能量，A正确；DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，故新合成的DNA链在DNA聚合酶的催化下从5'端向3'端延伸，B正确；依据题干信息细胞外DNA人工合成体系，不含大肠杆菌DNA，故新合成的DNA碱基序列与大肠杆菌的DNA碱基序列不相同，C错误；依据题干信息细胞外DNA人工合成体系，DNA模板是T2噬菌体DNA，故新合成的DNA碱基序列与T2噬菌体的DNA碱基序列相同，D正确。
2.B 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；T2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实验，C错误；蛋白质和核酸等物质都含有N元素，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。
3.A 由题图可知，酶①（解旋酶）使氢键断裂，而酶②（DNA聚合酶）催化形成磷酸二酯键，A错误。
4.A 15N没有放射性，探究DNA复制时利用的是同位素的质量差异，用不同的DNA条带判定DNA复制的方式，A错误；DNA分子边解旋边复制，以半保留复制方式进行，B正确；由于DNA进行半保留复制，3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为100％，C正确；第3次复制得到23－22＝4个DNA，每个DNA中含有T＋A＝600个，T＝A＝300个，因此第3次复制需消耗300×4＝1 200个A，D正确。
5.（1）脱氧核苷酸 （2）胞嘧啶 （3）40 60 （4）B A 碱基互补配对原则 半保留复制
解析：（1）图1中1、2、3结合在一起的结构叫脱氧核糖核苷酸。（2）如果3是鸟嘌呤，则4是胞嘧啶。（3）已知某DNA片段含有200个碱基，碱基间的氢键共有260个，且A、T之间有2个氢键，C、G之间有3个氢键，假设该DNA分子含有腺嘌呤N个，则胞嘧啶的数量为100－N，所以2N＋3（100－N）＝260，N＝40，所以该DNA片段中共有40个腺嘌呤，共有60对C和G。（4）图2中的DNA复制完成后，A'链与B链相同、B'链与A链相同。每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链，这与复制过程中的碱基互补配对原则有关，这种复制方式称为半保留复制。
8 / 8(共84张PPT)
第3节 DNA的复制
导
学 聚
焦 1.掌握DNA复制的过程。
2.理解DNA的复制方式及特点。
3.分析DNA半保留复制的实验，认同在探究过程中开展合作的必要性
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（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
（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）实验材料： 。
（2）实验方法： 技术和离心技术。
（3）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 。
大肠杆菌
同位素标记
居中
（4）实验过程
（5）实验预期
两条链被标记情况 密度大小 离心位置
都是15N 最大 靠近试管的 部
一条15N，一条14N 居中 位置
都是14N 最小 靠近试管的 部
底
居中
上
（6）实验结果
①提取亲代DNA→离心→位置靠近试管 。
②繁殖一代后，提取DNA→离心→位置 。
③繁殖两代后，提取DNA→离心→1/2位置 ，1/2位
置 。
底部
居中
居中
更靠上
（7）实验结论：DNA的复制是以 进行的。
半保留的方式
小提醒：①该实验也可以用P、C等元素进行标记。②15N没有放射
性，是一种稳定性同位素，不能通过检测放射性的方法对实验结果进
行分析。
3. 判断下列说法是否正确
（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的半保留复制。
（2）全保留复制的子代DNA的双链都是新合成的。 （ √ ）
（3）子代DNA分子中都含有一条母链和一条子链，称为半保留复
制。 （ √ ）
×
√
√
（4）DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。
（ √ ）
（5）在证明DNA半保留复制的实验中，从第一代开始细菌DNA分
子中至少有一条链含14N。 （ √ ）
√
√
探讨 分析实验过程和结果，提高实验分析能力
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。
请据上图回答下列问题：
（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
50％
50％
15N/15N－DNA、14N/14N－DNA
25％
75％
15N/15N－DNA、14N/14N－DNA
（4）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。
（5）科学家的实验结果显示第一代只出现一条中带，这个结果排除
了哪种复制方式？
提示：排除了全保留的复制方式。
（6）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：排除了分散复制的方式。
1. 将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含
14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并提取DNA
进行离心。下列相关说法中，不正确的是（ ）
A. 细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B. 细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半
DNA位于上层
C. 细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的
DNA位于试管的上层
D. 该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制
解析： 细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的
上层，1/4的DNA位于试管的中层，C错误。
2. （2024·湖南邵东高二月考）细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，
细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中
培养，抽取亲代及子代的DNA，离心分离，如图①～⑤为可能的
结果，下列叙述错误的是（ ）
A. 该实验运用了离心技术和同位素标记技术
B. 子一代结果若为②，可以排除全保留复制的学说
C. 根据半保留复制学说，推测子二代结果应为①
D. 若加入解旋酶后离心，推测子一代结果应为①
解析： 本实验运用了同位素标记技术和密度梯度离心法来探究
DNA的复制方式，A正确；由于亲代DNA的含氮碱基皆含有15N，
将其移入含14N的培养基中培养，得到子一代DNA分子中一条含有
15N，另一条含有14N，位于试管中的“中带”区，应为②，该结果
不支持全保留复制，B正确；若为半保留复制，则子二代DNA中
1/2为14N/15N、1/2为14N/14N，即如图中①，C正确；由于亲代DNA
的含氮碱基皆含有15N，将其移入含14N的培养基中培养，得到子一
代DNA加入解旋酶后离心，会得到一条重带，一条轻带，与①不
符，D错误。
规律方法
离心后，DNA分子在试管中的分布
（1）两条链都被15N标记的DNA分子密度最大，离心后应位于试管的
底部；
（2）两条链都被14N标记的DNA分子密度最小，密度梯度离心后应位
于试管的顶部；
（3）两条链中一条链被14N标记，另一条链被15N标记的DNA分子，
密度梯度离心后应位于试管的中部。
知识点（二） DNA复制的过程
1. DNA复制的概念：以 为模板合成
的过程。
2. 发生时期：在真核生物中，这一过程是在 期，
随着染色体的复制而完成的。
亲代DNA
子代DNA
细胞分裂前的间
3. DNA复制的过程
4. 结果：一个DNA分子形成了两个 的DNA分子。
5. DNA复制的特点
（1）过程： ，多起点复制。
（2）方式：半保留复制。
完全相同
边解旋边复制
6. 准确复制的原因
（1）DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
（2）通过 ，保证了复制能够准确地进行。
7. DNA复制的意义
将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了
的连续性。
碱基互补配对
遗传信息
8. 判断下列说法是否正确
（1）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。
（2）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。 （ √ ）
（3）DNA复制只以亲代DNA分子的一条链为模板。 （ × ）
提示：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。
×
√
×
（4）DNA分子复制时，两条子链的合成方向是相反的。
（ √ ）
（5）DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同。
（ × ）
提示：DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序互补。
（6）真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中。 （ × ）
提示：真核细胞的DNA复制可发生在细胞核、线粒体和叶绿
体中。
√
×
×
探讨 分析DNA复制过程和特点，提高推理能力
1. 如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图回答相关问题：
（1）说出图中酶①和酶②的名称。
提示：酶①为解旋酶；酶②为DNA聚合酶。
（2）图示过程主要发生在什么时期？
提示：细胞分裂前的间期。
（3）据图可知，酶②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。
（4）合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？
提示：互补。
（5）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。
（3）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，如图中DNA是从其最右边开始复制的。
2. “图解法”分析DNA复制相关计算
①子代DNA共2n个
②脱氧核苷酸链共2n＋1条
（1）将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次
（如图），则：
（2）DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制
需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·（2n－1）个。
②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
1. 如图为真核细胞DNA复制过程模式图，相关分析错误的是（ ）
A. 酶①为解旋酶，酶②为DNA聚合酶
B. 图示体现了边解旋边复制及半保留复制的特点
C. 在复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期、减
数分裂Ⅰ后期分开
D. 复制结束后形成的两个DNA分子是完全相同的
解析： 由题图可知，酶①作用于DNA的两条母链之间，使
DNA双链配对碱基之间的氢键断开，为解旋酶，酶②是DNA聚
合酶，将游离的脱氧核苷酸结合在一起形成子链DNA，A正
确；题图显示新形成的甲、乙两条DNA分子中均含有一条亲代
DNA母链，符合半保留复制的特点，同时题图也显示了DNA边
解旋边复制的特点，B正确；细胞分裂间期1个DNA分子复制形
成的2个DNA分子由1个着丝粒连接，有丝分裂后期以及减数分
裂Ⅱ后期着丝粒分裂，两个DNA分子也随之分开，减数分裂Ⅰ后
期着丝粒不分裂，C错误；DNA复制以亲代DNA分子的两条链为模板，并遵循碱基互补配对的原则，所以复制结束后得到的两个DNA分子完全相同，D正确。
2. （2024·山西运城高一期末）一个用15N标记的细菌DNA分子，含
100个碱基对，腺嘌呤有40个，其中一条链上含胞嘧啶30个，将它
们放入含14N的培养基中连续繁殖3代。下列叙述错误的是（ ）
A. 子代只含14N的DNA分子数为6个
B. 第3次复制需游离的胞嘧啶160个
C. 子代DNA分子两条链中的鸟嘌呤含量相等
D. 子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是1∶1
解析： DNA复制方式为半保留复制，一个用15N标记的细菌
DNA分子，3次复制产生8个DNA分子，其中含有15N/14N的DNA分
子为2个，其余只含有14N的DNA分子数为8－2＝6个，A正确；
DNA分子中A有40个，故T＝40个，DNA分子中有200个碱基，故C
＝G＝60个，故第3次复制需游离的胞嘧啶为23－1×60＝240个，B
错误；因子代DNA分子与亲代DNA相同，即G＝60个，其中一条链
G＝30个，则另一条链G＝60－30＝30个，C正确；因碱基互补配
对原则，双链DNA分子中的嘌呤数与嘧啶数相等，故子代DNA中
嘌呤与嘧啶之比是1∶1，D正确。
易错提醒
DNA复制相关计算的3个易错点
（1）“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的
复制，但后者只包括最后一次复制。
（2）在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单
链的DNA分子都只有两个。
（3）看清碱基的数目单位是“对”还是“个”，是“DNA分子数”
还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）DNA复制是 的过程。
（2）DNA复制的特点是 。
（3）DNA准确复制的原因是
。
（4）DNA复制的意义是DNA通过复制，
。
以亲代DNA为模板合成子代DNA
边解旋边复制和半保留复制
DNA独特的双螺旋结构，为复制提供
了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进
行
将遗传信息从亲代细胞传
递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性
1. （2024·四川遂宁射洪中学高一月考）科研工作者用大肠杆菌提取
液（不含大肠杆菌DNA）构建细胞外DNA人工合成体系，向提取
液中加入4种带放射性同位素标记的脱氧核苷三磷酸（dATP、
dGTP…）、微量的T2噬菌体DNA，静置一段时间，经检测生成了
放射性DNA分子。关于上述实验叙述错误的是（ ）
A. 脱氧核苷三磷酸既能为DNA的合成提供原料，也能提供能量
B. 新合成的DNA链在DNA聚合酶的催化下从5'端向3'端延伸
C. 新合成的DNA碱基序列与大肠杆菌的DNA碱基序列相同
D. 新合成的DNA碱基序列与T2噬菌体的DNA碱基序列相同
解析： 脱氧核苷三磷酸水解去掉两个磷酸基团成为脱氧核
苷酸，该过程释放能量，脱氧核苷酸是DNA的基本单位，故脱
氧核苷三磷酸既能为DNA的合成提供原料，也能提供能量，A
正确；DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，故
新合成的DNA链在DNA聚合酶的催化下从5'端向3'端延伸，B正
确；依据题干信息细胞外DNA人工合成体系，不含大肠杆菌
DNA，故新合成的DNA碱基序列与大肠杆菌的DNA碱基序列不
相同，C错误；依据题干信息细胞外DNA人工合成体系，DNA
模板是T2噬菌体DNA，故新合成的DNA碱基序列与T2噬菌体
的DNA碱基序列相同，D正确。
2. 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；T2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
实验，C错误；蛋白质和核酸等物质都含有N元素，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。
3. 如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是（ ）
A. 酶①和酶②均作用于氢键
B. 该过程的模板链是a、b链
C. 该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期
D. DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制
解析： 由题图可知，酶①（解旋酶）使氢键断裂，而酶②
（DNA聚合酶）催化形成磷酸二酯键，A错误。
4. （2024·湖北宜昌高一期末）一个被15N标记的、含1 000个碱基对的
DNA分子片段，其中T＋A占30％，若将该DNA分子放在含14N的培
养基中连续复制3次，相关叙述错误的是（ ）
A. 用放射性同位素标记法证明DNA分子是半保留复制
B. DNA分子边解旋边复制
C. 3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为100％
D. 第3次复制需消耗1 200个A
解析： 15N没有放射性，探究DNA复制时利用的是同位素的质
量差异，用不同的DNA条带判定DNA复制的方式，A错误；DNA
分子边解旋边复制，以半保留复制方式进行，B正确；由于DNA进
行半保留复制，3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为100
％，C正确；第3次复制得到23－22＝4个DNA，每个DNA中含有T
＋A＝600个，T＝A＝300个，因此第3次复制需消耗300×4＝1 200
个A，D正确。
5. 如图1为大肠杆菌的DNA分子结构示意图（片段），图2为DNA分
子复制图解。请据图回答问题：
（1）图1中1、2、3结合在一起的结构叫 。
解析：图1中1、2、3结合在一起的结构叫脱氧核糖核苷酸。
脱氧核苷酸
（2）图1中若3是鸟嘌呤，4的中文名字应该是 。
解析：如果3是鸟嘌呤，则4是胞嘧啶。
（3）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个，则
该DNA片段中共有腺嘌呤 个，C和G共有 对。
解析：已知某DNA片段含有200个碱基，碱基间的氢键共有260个，且A、T之间有2个氢键，C、G之间有3个氢键，假设该DNA分子含有腺嘌呤N个，则胞嘧啶的数量为100－N，所以2N＋3（100－N）＝260，N＝40，所以该DNA片段中共有40个腺嘌呤，共有60对C和G。
胞嘧啶
40
60
（4）图2中的DNA复制完成后，A'链与 链相同、B'链
与 链相同，因此该过程形成的两个DNA分子完全相
同。每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单
链，这与复制过程中的 有关，这种复制
方式称为 。
解析：图2中的DNA复制完成后，A'链与B链相同、B'链与A链相同。每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链，这与复制过程中的碱基互补配对原则有关，这种复制方式称为半保留复制。
B
A
碱基互补配对原则
半保留复制
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据
1. 沃森和克里克在发表了DNA分子双螺旋结构的论文后，又提出了DNA自我复制的假说。下列有关假说内容的叙述，错误的是（ ）
A. DNA复制时，双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂
B. 以解开的两条单链为模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对
原则，通过氢键结合到作为模板的单链上
C. 新形成的DNA分子由一条模板单链和一条新链组成
D. 新形成的两个DNA分子分别由两条母链、两条子链结合而成
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： DNA复制时，双链解旋，互补的碱基之间的氢键断
裂，A正确；以解开的两条单链为模板，游离的脱氧核苷酸依
据碱基互补配对原则，通过氢键结合到作为模板的单链上，B
正确；新形成的DNA分子由一条模板母链和一条新的子链组
成，C正确，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2. 体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核
苷酸和ATP，37 ℃下保温。下列叙述中，正确的是（ ）
A. 能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致
B. 不能生成DNA，因为缺少DNA模板
C. 能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关
联
D. 不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件
解析： DNA复制的四个基本条件是模板、酶、能量、原料。没
有加入模板DNA，所以无DNA生成。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3. （2024·河北迁安高一月考）将DNA全部用15N进行标记的大肠杆菌
置于含有14NH4Cl的普通培养液中，使大肠杆菌连续繁殖三代，利
用密度梯度离心技术检测DNA的离心位置，图中阴影是密度梯度离心结果，则亲代、子一代、子二代、子三代DNA带依次是（ ）
A. ①②③④ B. ③①④②
C. ①③②④ D. ①②④③
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 亲代DNA为15N/15N-DNA，离心结果为③；子一代DNA
为14N/15N-DNA，离心结果为①；子二代DNA为1/214N/14N-DNA、
1/214N/15N-DNA，离心结果为④；子三代DNA为3/414N/14N-DNA、
1/414N/15N-DNA，离心结果为②，B正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
知识点二 DNA复制的过程
4. 下列关于DNA复制的叙述中，正确的是（ ）
A. DNA的复制只发生于有丝分裂前的间期
B. DNA的复制只能发生于细胞核中
C. DNA的复制需要解旋酶和DNA聚合酶，原料是八种游离的核苷酸
D. DNA复制有精确的模板，并严格遵守碱基互补配对原则，所以能
准确地将遗传信息传递给子代
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： DNA的复制发生于有丝分裂前的间期和减数分裂前的间
期，A错误；DNA的复制也可以发生于线粒体和叶绿体中，B错
误；DNA的复制原料是四种游离的脱氧核苷酸，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5. （2024·河南省直辖县高一月考）在遗传工程中，若有一个控制有
利性状的DNA分子片段，要使其数量增加，可进行人工复制，复
制时应给予的条件是（ ）
①模板链 ②A、U、G、C碱基 ③A、T、C、G碱基
④核糖 ⑤脱氧核糖 ⑥DNA聚合酶
⑦ATP ⑧磷酸 ⑨DNA水解酶
A. ①③④⑦⑧⑨ B. ①②④⑥⑦⑧
C. ①②⑤⑥⑦⑨ D. ①③⑤⑥⑦⑧
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： DNA分子复制时以两条链分别为模板，所以需要模板
链，①正确；碱基U是RNA分子特有的，DNA分子复制时不需要
U，②错误；DNA分子的基本单位——脱氧核苷酸中含有A、T、
C、G碱基，③正确；核糖是构成RNA分子的物质，④错误；脱氧
核糖是构成脱氧核苷酸的五碳糖，⑤正确；DNA聚合酶能催化合
成脱氧核苷酸链，⑥正确；ATP能为DNA分子复制提供能量，⑦正
确；磷酸是构成脱氧核苷酸的物质，⑧正确；DNA水解酶催化
DNA分子水解，所以在DNA分子复制过程不需要，⑨错误。综上
所述，复制时应给予的条件是①③⑤⑥⑦⑧，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6. DNA一般能准确复制，其原因是（ ）
①DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板
②DNA复制发生于细胞分裂前的间期
③碱基互补配对是严格的④产生的两个子代DNA均和亲代DNA相同
A. ②④ B. ②③
C. ①④ D. ①③
解析： DNA独特的双螺旋结构在解旋后为DNA复制提供了精确
的两条模板，严格的碱基互补配对保证了DNA复制的准确性，保
证了子代DNA与亲代DNA相同。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7. （2024·河北任丘高一月考）DNA的复制开始于复制起点——“富
含AT”的碱基对序列，一旦复制起点被启动蛋白识别，启动蛋白
就会募集其他蛋白质，从而解开双链DNA，形成复制叉。下列有
关DNA复制的叙述，错误的是（ ）
A. “其他蛋白质”应当包括解旋酶
B. DNA复制时会同时出现多个复制叉
C. “富含AT”序列更易于DNA双链的分离
D. 复制形成的两条DNA子链碱基互补、方向相反
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 解旋酶的作用是把双链DNA氢键打断，形成两条单链。
依题意，“其他蛋白质”参与解开双链DNA，故应包括解旋酶，A
正确；DNA分子可以多起点双向复制，可以形成多个复制叉，但
复制叉的形成并不是同步的，B错误；A—T碱基对具有2个氢键，
C—G碱基对有3个氢键，“富含A—T”序列更易于DNA双链的分
离，C正确；由于两条DNA模板链碱基互补、方向相反，所以复制
形成的两条链也是碱基互补，方向相反，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8. （2024·辽宁庄河高一月考）DNA通过复制，将遗传信息从亲代细
胞传递给子代细胞，从而保持遗传信息的连续性。如图为DNA复
制过程模式图，下列相关说法，正确的是（ ）
A. 复制时两条子链的延伸方向相反
B. 该过程中需要解旋酶和RNA聚合酶
C. 亲代DNA的双螺旋结构全部打开再复制
D. 合成的两条子链的碱基序列可互补配对
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： DNA双链是反向平行的，且子链的合成方向都是从5'端
→3'端，因此复制时两条子链的延伸方向相同，A错误；该复制过
程中需要解旋酶和DNA聚合酶，RNA聚合酶参与转录过程，B错
误；DNA分子复制过程是边解旋边复制，不需要把DNA双螺旋结
构全部解旋才开始复制，C错误；复制时合成的两条子链是分别以
两条母链为模板合成的，故合成的两条子链可互补配对，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9. （2024·福建福州连江第一中学高一期中）真核细胞的DNA分子复
制时可观察到多个复制泡（如图所示）。请结合所学知识分析，下
列叙述正确的是（ ）
A. DNA分子复制时需要RNA聚合酶
B. 真核细胞DNA以一端为起点复制至另一端
C. 这种复制方式不利于提高复制效率
D. 复制起始时间越早，复制泡越大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： DNA分子复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，A错误；
真核细胞的DNA分子复制时可观察到多个复制泡，说明真核细胞
DNA是多起点复制，B错误；真核细胞的DNA分子具有多个复制起
点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率，C错误；复
制起始时间越早，复制时间越长，复制泡越大，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10. （2024·山东青岛高一期末）如图为真核细胞DNA复制过程的模式
图，其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶
连接。一个15N标记的双链DNA片段含有500个碱基对，其中胞嘧
啶有150个，提供含14N的脱氧核苷酸，共进行4次复制。下列说法
错误的是（ ）
A. 真核生物DNA复制的场所有细胞核和细胞质
B. 复制时共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸2 450个
C. 产生的含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/8
D. 阻断DNA连接酶的活性，会出现短片段子链的积累
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 真核生物DNA复制的场所主要是细胞核，此外在线粒
体和叶绿体中也可发生，A正确；一个DNA分子含有500个碱基
对，即1 000个脱氧核糖核苷酸，其中胞嘧啶150个，则该DNA分
子中腺嘌呤脱氧核苷酸＝（1 000－150×2）÷2＝350个，该DNA
分子连续复制4次后共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸＝350×
（24－1）＝5 250个，B错误；子代DNA中含有15N的DNA有2个，
经过4次复制子代DNA分子有16个，故子代DNA中含有15N标记的
占全部DNA的比例为2/16＝1/8，C正确；题中显示延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接，因此，若阻断DNA连接酶的活性，则会导致短片段无法连接，会出现短片段子链的积累，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11. （多选）如图为某真核细胞中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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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；新的子链与母链通过氢键形成一
个新的DNA分子，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12. （多选）（2024·河南濮阳高一月考）如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34％。若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述错误的是（ ）
A. 复制时作用于③处的酶为解旋酶
B. DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个
C. ④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D. 子代中含15N的DNA分子占1/2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： ③处是氢键，复制时作用于③处的酶为解旋酶，A正
确；DNA分子中有碱基5 000对，A＋T占碱基总数的34％，则G＋
C＝66％，G＝C＝3 300个，复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
为：3 300×（22－1）＝9 900个，B正确；DNA分子的基本单位
是脱氧核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，C错
误；DNA分子只有一条链含15N，其复制是半保留复制，连续复
制2次后，形成的4个DNA分子，只有一个DNA分子含有15N，因
此子代中含15N的DNA分子占1/4，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13. （2024·山东青岛高一期中）DNA可以通过自我复制完成遗传信息
的传递。如图表示真核生物DNA复制的示意图（引物是一段引导
DNA子链合成的RNA片段）。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（1）图中A物质是 ，据图分析可得出DNA分子复制的
特点有 。
解析：该图表示真核生物DNA复制的示意图，酶A是打开DNA分子双螺旋结构的解旋酶，由图分析可知，新合成的子链与母链结合，体现出半保留复制的特点，解旋酶A边向左移动，DNA分子形成的子链边延长，这体现出边解旋边复制的特点。
解旋酶
半保留复制、边解旋边复制
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（2）DNA双链之间的碱基配对方式是 。若1个
双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶450个，该
DNA连续复制四次，在第五次复制时需要消耗 个
胞嘧啶脱氧核苷酸。
解析：DNA碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，
即A—T、C—G、T—A、G—C。1个双链DNA片段中有1
000个碱基对，其中胸腺嘧啶450个，则胞嘧啶有1 000－450
＝550个，若该DNA连续复制四次，在第五次复制时需要消
耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数为 ×550＝8 800个。
A和T、G和C
8 800
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（3）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终
在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是
。用3H充分标记的
大肠杆菌培养噬菌体，得到的子代噬菌体含有3H标记的比
例是 。
噬菌体复制
DNA需要宿主细胞大肠杆菌提供原料
100％
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析： 以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养
基中，标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA
复制提供原料，所以在噬菌体DNA中检测到放射性。用3H
充分标记的大肠杆菌培养噬菌体，由于DNA的半保留复
制，得到的子代噬菌体含有3H标记的比例是100％。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（4）引物的3'端和脱氧核苷酸靠 键相连。复制过程
中，引物最终会被酶切除，从核酸的碱基组成分析，该酶能
准确识别出引物的原因是
。
解析：引物的3'端通过磷酸二酯键与脱氧核苷酸相连，引物的本质是RNA，其被酶切除时DNA分子并没有受到影响，因而可能是该酶能够准确识别出引物RNA中特有的碱基U（尿嘧啶），DNA中没有。
磷酸二酯
RNA中含有U（尿嘧啶），DNA
中没有
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
感 谢 观 看!
