第3節(jié) DNA的復(fù)制,新課導(dǎo)入 導(dǎo)入1:請(qǐng)同學(xué)們思考:細(xì)胞有絲分裂的意義是什么? 提示:親代細(xì)胞的染色體復(fù)制(實(shí)質(zhì)為DNA復(fù)制)之后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。對(duì)于生物的遺傳具有重要意義。 那么DNA是怎樣復(fù)制的? 導(dǎo)入2:展示兩幅相同的“中國(guó)印?舞動(dòng)的北京 ”,讓同學(xué)看看兩幅圖有什么區(qū)別? 提示:沒(méi)有區(qū)別。 同學(xué)們,這兩幅圖是復(fù)制而來(lái)的,所以兩者沒(méi)有區(qū)別,那么在生物界中的DNA要保持親代子代之間相同。它也需要復(fù)制。DNA是如何完成復(fù)制的呢?引入課題,教師參考,自主學(xué)習(xí),要點(diǎn)探究,自主學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)目標(biāo): 1.概述DNA分子的復(fù)制。 2.探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。,知識(shí)梳理,一、對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè) 1.提出者: 。 2.假說(shuō)內(nèi)容 (1)解旋:DNA分子復(fù)制時(shí),DNA分子的雙螺旋解開(kāi),互補(bǔ)堿基之間的 斷裂。,沃森和克里克,氫鍵,(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)制方式稱做 。,半保留復(fù)制,(2)復(fù)制,A,二、DNA分子復(fù)制 1.DNA復(fù)制的概念、時(shí)間、場(chǎng)所,DNA分子,間期,間期,細(xì)胞核,2.DNA復(fù)制的過(guò)程,3.DNA復(fù)制的特點(diǎn) (1)過(guò)程: 。 (2)方式: 。 4.意義 將遺傳信息從親代傳給了子代,從而保持了 的連續(xù)性。 5.準(zhǔn)確復(fù)制的原因 (1)DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板。 (2)通過(guò) 原則保證了復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行。,邊解旋邊復(fù)制,半保留復(fù)制,遺傳信息,堿基互補(bǔ)配對(duì),判斷 (1)經(jīng)過(guò)DNA復(fù)制得到的子代DNA是由親代DNA鏈和復(fù)制的新鏈隨機(jī)結(jié)合而成的。( ) (2)不同生物的DNA復(fù)制場(chǎng)所都相同。( ) (3)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。( ) (4)DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制,一個(gè)DNA分子經(jīng)過(guò)4次復(fù)制形成16個(gè)DNA分子。( ),問(wèn)題引領(lǐng): 1.DNA復(fù)制的場(chǎng)所有哪些?哪些生物在什么時(shí)期進(jìn)行DNA復(fù)制? 2.DNA復(fù)制過(guò)程中需要哪些酶?復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA分子位于哪種結(jié)構(gòu)?,要點(diǎn)探究,對(duì)DNA復(fù)制的理解,要點(diǎn)一,教師參考,1.DNA復(fù)制的場(chǎng)所 主要場(chǎng)所是細(xì)胞核,但在擬核、線粒體、葉綠體中也能進(jìn)行DNA復(fù)制。 2.真核生物細(xì)胞核中DNA復(fù)制發(fā)生的時(shí)間 在體細(xì)胞中發(fā)生在有絲分裂間期;在有性生殖過(guò)程中發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前的間期。 3.復(fù)制所需的酶是指一個(gè)酶系統(tǒng),不僅僅是指解旋酶和DNA聚合酶,還包括DNA連接酶等 (1)解旋酶的作用是破壞堿基間的氫鍵。 (2)DNA聚合酶的作用是連接游離的脫氧核苷酸。 (3)DNA連接酶的作用是連接DNA片段。 4.兩個(gè)子代DNA的位置及分開(kāi)時(shí)間 復(fù)制產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子位于一對(duì)姐妹染色單體上,由著絲點(diǎn)連在一起,在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲點(diǎn)分裂時(shí)分開(kāi),分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中。,【典例1】 體外進(jìn)行DNA復(fù)制的實(shí)驗(yàn),向試管中加入有關(guān)的酶、4種脫氧核苷酸和ATP,37 下保溫。下列敘述中正確的是( ) A.能生成DNA,DNA的堿基比例與4種脫氧核苷酸的比例一致 B.不能生成DNA,因?yàn)槿鄙貲NA模板 C.能生成DNA,DNA的堿基比例不確定,且與酶的來(lái)源有一定的關(guān)聯(lián) D.不能生成DNA,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中缺少酶催化的適宜的體內(nèi)條件,解析:DNA復(fù)制需要的條件是模板、原料、酶、能量等,題目的條件缺少模板,不能生成DNA。,答案:B,方法透析 DNA的復(fù)制過(guò)程中的“一、二、三、四”,備選例題,C,解析:從圖中無(wú)法獲得有關(guān)DNA分子多起點(diǎn)復(fù)制的信息,C項(xiàng)錯(cuò)誤。,【題組演練】 1.已知DNA分子的一條母鏈上的部分堿基排列順序?yàn)锳CGT,那么以另一條母鏈為模板,經(jīng)復(fù)制后得到的對(duì)應(yīng)子鏈的堿基排列順序是( ) A.TGCA B.ACGT C.UGCA D.ACGU,B,解析:審題是關(guān)鍵,“以另一條母鏈為模板”,其堿基序列為T(mén)GCA,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知經(jīng)復(fù)制后得到的對(duì)應(yīng)子鏈的堿基排列順序是ACGT。,C,解析:DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制,故A錯(cuò)誤;新合成的兩條DNA子鏈與原來(lái)的兩條母鏈發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì),因此這兩條新鏈中脫氧核苷酸的排列順序是不相同的,故B錯(cuò)誤;復(fù)制時(shí)兩條鏈同時(shí)作為模板進(jìn)行復(fù)制,故C正確;復(fù)制過(guò)程中需要解旋酶、DNA聚合酶,不需要RNA聚合酶,故D錯(cuò)誤。,問(wèn)題引領(lǐng): 1.若將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),復(fù)制n次后,子代DNA會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果? 2.DNA復(fù)制過(guò)程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)有什么規(guī)律?,DNA分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算,要點(diǎn)二,教師參考,DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制,將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),復(fù)制n次,則,(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù) 若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè),經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸為m(2n-1)個(gè)。 第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n-1。,【典例2】 用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子,其中有胞嘧啶60個(gè),該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制5次。下列有關(guān)判斷錯(cuò)誤的是( ) A.含有15N的DNA分子有兩個(gè) B.只含有14N的DNA分子占15/16 C.復(fù)制過(guò)程中需腺嘌呤脫氧核苷酸320個(gè) D.復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生32個(gè)DNA分子,解析:共復(fù)制5次,DNA的總數(shù)應(yīng)為25=32(個(gè))。因?yàn)橛H代DNA中兩條脫氧核苷酸鏈都含有放射性,半保留復(fù)制后兩條含有放射性的脫氧核苷酸鏈不會(huì)消失,所以復(fù)制后仍有2個(gè)DNA有放射性,所占比率是2/32,那么其余都不含有放射性即只含有14N,所占比率為15/16。因?yàn)镃=60個(gè) ,所以G=60個(gè),那么A+T=1002-602=80(個(gè)),則A=80/2=40(個(gè))。32個(gè)子代DNA中,相當(dāng)于全新原料DNA有31個(gè),故復(fù)制過(guò)程中需腺嘌呤脫氧核苷酸共4031=1 240(個(gè))。,答案:C,備選例題,假定某高等生物體細(xì)胞內(nèi)染色體是10條,其中染色體中的DNA用3H標(biāo)記,將該體細(xì)胞放入不含有標(biāo)記的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)2代,則在第二次有絲分裂后期,每個(gè)細(xì)胞中沒(méi)有被標(biāo)記的染色體為( ) A.5條 B.40條 C.20條 D.10條,D,解析:DNA是半保留復(fù)制,體細(xì)胞中10條染色體都被3H標(biāo)記,經(jīng)過(guò)第一次有絲分裂后,每個(gè)DNA分子一條鏈被3H標(biāo)記,另一條鏈不被標(biāo)記。第二次有絲分裂間期DNA進(jìn)行復(fù)制,而原料不被標(biāo)記,所以含有3H標(biāo)記與不含3H標(biāo)記的染色體之比為11,即有絲分裂后期,細(xì)胞中含有3H標(biāo)記與不含3H標(biāo)記的染色體各有10條,D選項(xiàng)正確。,B,【題組演練】 1.(2015山東滕州第三中學(xué)期末)洋蔥根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中完成一個(gè)細(xì)胞周期,然后轉(zhuǎn)入不含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng),第二代如圖所示: 則經(jīng)過(guò)兩代培養(yǎng)后獲得的子細(xì)胞內(nèi)DNA分子的標(biāo)記情況不可能為(只考慮其中一對(duì)染色體上的DNA分子)( ),解析:根據(jù)題意分析圖形可知,由于DNA分子的半保留復(fù)制,使得第一次分裂后的DNA一條鏈有放射性標(biāo)記,另一條鏈沒(méi)有放射性標(biāo)記;洋蔥根尖細(xì)胞第二次分裂時(shí)培養(yǎng)液中不含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸,復(fù)制后得到的DNA分子中,一半的DNA兩條鏈均不含放射性,一半的DNA只有一條鏈有放射性;在后期著絲點(diǎn)分裂后染色體隨機(jī)移向細(xì)胞兩極,使得子細(xì)胞內(nèi)DNA的標(biāo)記情況會(huì)出現(xiàn)A、C、D項(xiàng)的結(jié)果。,2.(2015安徽安慶懷寧中學(xué)期中)某噬菌體中的DNA分子含有800個(gè)堿基對(duì),其中含有600個(gè)堿基A。該噬菌體侵入大腸桿菌后增殖了若干代,共消耗大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸6 200個(gè),理論上,該噬菌體已經(jīng)增殖了( ) A.4代 B.5代 C.6代 D.7代,B,解析:每個(gè)DNA中含有G數(shù)量=800-600=200(個(gè))。消耗了6 200個(gè)G,即形成了31個(gè)DNA,加上本來(lái)就有的1個(gè)親代DNA,共有32個(gè)DNA,說(shuō)明復(fù)制了5次,B項(xiàng)正確。,