第3節(jié)DNA的復(fù)制,第3章基因的本質(zhì),學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解沃森和克里克對(duì)DNA分子復(fù)制方式的早期推測(cè)。 2.理解DNA分子的復(fù)制。 3.了解DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。,核心素養(yǎng) 1.生命觀(guān)念結(jié)構(gòu)與功能觀(guān)：DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與自我復(fù)制相統(tǒng)一。 2.科學(xué)探究分析與討論：DNA復(fù)制的機(jī)制半保留復(fù)制。,新知導(dǎo)學(xué),達(dá)標(biāo)檢測(cè),內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),1.對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè) (1)提出者： 。 (2)假說(shuō) 解旋：DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA分子的雙螺旋將解開(kāi)，互補(bǔ)的堿基之間的 斷裂。 復(fù)制：解開(kāi)的 作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù) 原則，通過(guò)形成 ，結(jié)合到作為模板的單鏈上。 (3)特點(diǎn)：新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈，這種復(fù)制方式被稱(chēng)做 。,一、DNA分子復(fù)制方式的推測(cè)和實(shí)驗(yàn)證據(jù),沃森和克里克,氫鍵,兩條單鏈,堿基互補(bǔ)配對(duì),氫鍵,半保留復(fù)制,2.DNA分子復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(選學(xué)) (1)實(shí)驗(yàn)方法： 法和密度梯度離心技術(shù)。 (2)實(shí)驗(yàn)原理 DNA的兩條鏈都用15N標(biāo)記，那么這樣的DNA分子密度最大，離心時(shí)應(yīng)該在試管的 部。 兩條鏈中都含有14N，那么這樣的DNA分子密度最小，離心時(shí)應(yīng)該在試管的 部。 兩條鏈中一條含有15N，一條含有14N，那么這樣的DNA分子離心時(shí)應(yīng)該在試管的 部。,放射性同位素標(biāo)記,底,上,中,(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 立即取出，提取DNA離心 帶。 繁殖一代后取出，提取DNA離心帶。 繁殖兩代后取出，提取DNA離心 輕帶、 中帶。 (5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)期的一致，說(shuō)明DNA的復(fù)制是以 的方式進(jìn)行的。,全部重,全部中,半保留,例1沃森和克里克在發(fā)表了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的論文后，又提出了DNA自我復(fù)制的假說(shuō)。下列有關(guān)假說(shuō)內(nèi)容的敘述不正確的是 A.DNA復(fù)制時(shí)，雙螺旋將解開(kāi)，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂 B.以解開(kāi)的兩條單鏈為模板，以游離的脫氧核苷酸為原料，依據(jù)堿基互補(bǔ) 配對(duì)原則，通過(guò)氫鍵結(jié)合到作為模板的單鏈上 C.形成的DNA分子包括一條模板單鏈和一條新鏈 D.形成的兩個(gè)DNA分子是由兩條母鏈、兩條子鏈分別結(jié)合而成,答案,解析,解析沃森和克里克提出的DNA自我復(fù)制的假說(shuō)為半保留復(fù)制，即形成的DNA分子包括一條母鏈和一條子鏈。,例2在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子分別為14NDNA(相對(duì)分子質(zhì)量為a)和15NDNA(相對(duì)分子質(zhì)量為b)。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(和)，用某種離心方法分離得到的結(jié)果如下圖所示。下列對(duì)此實(shí)驗(yàn)的敘述不正確的是,A.代細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?4N，另一條鏈?zhǔn)?5N B.代細(xì)菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的 C.預(yù)計(jì)代細(xì)菌DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為 D.上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制,答案,解析,解析15NDNA在14N的培養(yǎng)基上進(jìn)行第一次復(fù)制后，產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子均含有一條15N的DNA鏈和一條14N的DNA鏈。這樣的DNA用離心法分離后，應(yīng)該全部處在試管的中部。代的兩個(gè)DNA分子再分別進(jìn)行復(fù)制，它們所產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分別為全14NDNA分子和14N、15NDNA分子。此時(shí)，將該DNA作離心處理，產(chǎn)生的DNA沉淀應(yīng)該分別位于試管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的 。代細(xì)菌DNA分子共有8個(gè)，各條單鏈的相對(duì)分子質(zhì)量之和為(7ab)，則代細(xì)菌DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為 。,二、DNA分子復(fù)制的過(guò)程,1.DNA復(fù)制的概念：以 為模板合成 的過(guò)程。 2.時(shí)間：細(xì)胞有絲分裂的 期和減數(shù) 期。,親代DNA,子代DNA,第一次分裂前的間,間,3.過(guò)程,能量,解旋,兩條螺旋的雙鏈,脫氧核苷酸,DNA聚合酶,雙螺旋結(jié)構(gòu),4.結(jié)果：形成兩個(gè) 的DNA分子。 5.特點(diǎn) (1) 。 (2) 復(fù)制。 6.意義：將 從親代傳給子代，保持了 的連續(xù)性。,完全相同,邊解旋邊復(fù)制,半保留,遺傳信息,遺傳信息,例3下圖表示DNA分子復(fù)制的過(guò)程，結(jié)合圖示，下列有關(guān)敘述不正確的是,答案,解析,A.DNA復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開(kāi) B.DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，生成的兩條子鏈的方向相反 C.從圖示可知，DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，縮短了復(fù)制所需的時(shí)間 D.DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段,解析DNA復(fù)制需要以DNA的兩條鏈為模板，因此DNA分子復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開(kāi)；由圖可知，DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，生成的兩條子鏈方向相反；圖示中復(fù)制的起點(diǎn)只有1個(gè)，不能體現(xiàn)DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)；DNA聚合酶的作用是將單個(gè)游離的脫氧核苷酸連接成DNA片段。,解析DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期，是以親代DNA的兩條鏈為模板，合成兩個(gè)子代DNA的過(guò)程；真核生物DNA復(fù)制的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，線(xiàn)粒體、葉綠體內(nèi)也可進(jìn)行；DNA復(fù)制過(guò)程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。,例4下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是 A.在細(xì)胞有絲分裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制 B.DNA通過(guò)一次復(fù)制后產(chǎn)生四個(gè)子代DNA分子 C.真核生物DNA復(fù)制的場(chǎng)所只有細(xì)胞核 D.單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈,答案,解析,學(xué)習(xí)小結(jié),邊解旋邊復(fù)制,半保留復(fù)制,一,間,間,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.判斷正誤 (1)所有的細(xì)胞都能進(jìn)行DNA復(fù)制() (2)DNA解旋后的每一條脫氧核苷酸鏈都可以作為DNA復(fù)制的模板() (3)DNA雙螺旋全部解開(kāi)后，再開(kāi)始進(jìn)行DNA復(fù)制() (4)DNA解旋酶破壞的是氫鍵，不能將DNA分解成脫氧核苷酸(),答案,1,2,3,4,5,2.下列關(guān)于DNA復(fù)制過(guò)程的順序，正確的是 互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵合成DNA分子在解旋酶的作用下解旋以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)子鏈與母鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu) A. B. C. D.,答案,1,2,3,4,5,解析DNA復(fù)制的基本過(guò)程是：解旋合成子鏈雙鏈螺旋化，在解旋時(shí)互補(bǔ)堿基對(duì)之間的氫鍵斷裂，在合成子鏈時(shí)重新形成新的氫鍵。,解析,3.DNA的復(fù)制保持了親子代間遺傳信息的連續(xù)性，DNA的復(fù)制不可能發(fā)生在 A.細(xì)胞核 B.葉綠體 C.線(xiàn)粒體 D.核糖體,答案,1,2,3,4,5,4.下列有關(guān)探究DNA復(fù)制過(guò)程的說(shuō)法，不正確的是 A.本實(shí)驗(yàn)利用了同位素示蹤法 B.細(xì)胞有絲分裂一次意味著DNA復(fù)制一次 C.密度梯度超速離心后，DNA在試管中的位置與相對(duì)分子質(zhì)量無(wú)關(guān) D.本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了DNA具有半保留復(fù)制的特點(diǎn),解析,答案,1,2,3,4,5,解析探究DNA復(fù)制的實(shí)驗(yàn)是利用15N標(biāo)記親代細(xì)胞的DNA，在含14N的培養(yǎng)液中連續(xù)分裂兩次(在分裂的間期DNA都復(fù)制一次)，分別取分裂一次和分裂兩次的細(xì)胞DNA，進(jìn)行密度梯度超速離心，DNA在試管中的位置取決于DNA分子所含同位素的情況，即相對(duì)分子質(zhì)量的大?。粚?shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了DNA具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)。,1,2,3,4,5,5.如圖為DNA復(fù)制的圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：,(1)DNA復(fù)制發(fā)生在_ _期。 (2)過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)。 (3)中的子鏈?zhǔn)莀。 (4)過(guò)程必須遵循_原則。 (5)子代DNA分子中只有一條鏈來(lái)自親代DNA分子，由此說(shuō)明DNA復(fù)制具有_的特點(diǎn)。,有絲分裂間期和減數(shù),第一次分裂前的間,答案,解旋,、,堿基互補(bǔ)配對(duì),半保留復(fù)制,