3.3.1 dna的復(fù)制(1)課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版

第3章基因的本質(zhì)人教版高中生物必修2第3節(jié)3.3.1DNA的復(fù)制一.對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)觀點(diǎn)一：半保留復(fù)制1.提出者：①解旋:

DNA分子復(fù)制時(shí),DNA分子的雙螺旋解開,互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂。②復(fù)制:

解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板,游離的脫氧核酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,通過形成氫鍵,結(jié)合到作為模板的單鏈上。新合成的每個(gè)DNA分子中,都保留了原來DNA分子中的一條鏈,是半保留復(fù)制。沃森和克里克。2.內(nèi)容：3.特點(diǎn)：評(píng)一.對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)觀點(diǎn)二：全保留復(fù)制2.半保留復(fù)制和全保留復(fù)制的區(qū)別：DNA復(fù)制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。1.特點(diǎn)：全保留復(fù)制半保留復(fù)制二.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.實(shí)驗(yàn)材料：2.實(shí)驗(yàn)方法：3.實(shí)驗(yàn)過程：大腸桿菌（繁殖快，20min一代）同位素標(biāo)記法和密度梯度離心技術(shù)提出問題DNA以什么方式復(fù)制？作出假說DNA以半保留方式復(fù)制讓大腸桿菌在15NH4Cl的培養(yǎng)若干代，再放置在14NH4Cl培養(yǎng)。背景知識(shí)15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。二.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（1）半保留復(fù)制15N14N14N14N15N14NP:F1:F2:15N15N14N復(fù)制14N復(fù)制重帶DNA中帶DNA1/2輕帶DNA1/2中帶DNA演繹推理二.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（2）全保留復(fù)制15N15N15N15N14N14N14N復(fù)制14N復(fù)制14N14N15N15N重帶DNA1/2輕帶DNA1/2重帶DNA3/4輕帶DNA1/4重帶DNAP:F1:F2:演繹推理評(píng)二.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證第二次轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中第一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心排除DNA的復(fù)制是全保留復(fù)制得出結(jié)論DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。假說演繹法評(píng)15NH4Cl2.時(shí)間：1.概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。間期（有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期）三.DNA復(fù)制的過程真核細(xì)胞：

主要在細(xì)胞核中，但在線粒體、葉綠體也有原核細(xì)胞：主要在擬核中，質(zhì)粒也可以。3.DNA復(fù)制場(chǎng)所4.條件：模板原料酶能量DNA分子的兩條母鏈細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶ATP評(píng)三.DNA復(fù)制的過程5.過程新合成的子鏈DNA聚合酶DNA聚合酶解旋酶游離的脫氧核苷酸解旋需要細(xì)胞提供能量需要解旋酶的作用結(jié)果：氫鍵斷裂，雙鏈打開合成子鏈模板原料酶能量原則方向解開的每一條母鏈四種脫氧核苷酸DNA聚合酶細(xì)胞提供ATP堿基互補(bǔ)配對(duì)原則5‘端至3‘端評(píng)三.DNA復(fù)制的過程6.特點(diǎn)：①邊解旋邊復(fù)制

②半保留復(fù)制9.精確復(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）堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。7.原則：8.結(jié)果：一個(gè)DNA分子形成了兩個(gè)完全相同的DNA分子堿基互補(bǔ)配對(duì)原則10.意義：將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續(xù)性。評(píng)三.DNA復(fù)制的過程DNA復(fù)制的起點(diǎn)和方向(1)原核生物：?jiǎn)纹瘘c(diǎn)雙向復(fù)制(2)真核生物：多起點(diǎn)雙向復(fù)制在復(fù)制速率相同的前提下，圖中DNA是從其最右邊開始復(fù)制的，這種復(fù)制方式提高了DNA復(fù)制的效率。評(píng)假設(shè)將一個(gè)全部被15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)n代，結(jié)果如下：四．DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算親代第一代第二代第三代15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N212223評(píng)四．DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算假設(shè)將一個(gè)全部被15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)n代，結(jié)果如下：(1)DNA分子數(shù)①子n代DNA分子總數(shù)為______個(gè)。②含15N的DNA分子數(shù)為______個(gè)。③含14N的DNA分子數(shù)為______個(gè)。④只含15N的DNA分子數(shù)為______個(gè)。⑤只含14N的DNA分子數(shù)為_________個(gè)。2n22n0(2n－2)評(píng)四．DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算假設(shè)將一個(gè)全部被15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)n代，結(jié)果如下：(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)①子代DNA中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝_______條。②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝______條。③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝____________條。2n＋12(2n＋1－2)評(píng)判斷正誤評(píng)(1)沃森和克里克證明DNA分子復(fù)制方式是半保留復(fù)制(

)(2)證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了同位素示蹤法(

)(3)DNA復(fù)制時(shí)新合成的兩條鏈堿基排列順序相同(

)(4)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后，開始DNA的復(fù)制(

)(5)單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈(

)(6)真核細(xì)胞的DNA復(fù)制只發(fā)生在細(xì)胞核中(

)(7)解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均為氫鍵(

)××××××√探究未知評(píng)1.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，不正確的是A.DNA復(fù)制時(shí)只以DNA的一條鏈作為模板B.DNA復(fù)制時(shí)以4種游離的脫氧核苷酸為原料C.DNA復(fù)制過程需要消耗能量D.DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制√探究未知評(píng)2．下圖是真核生物的DNA復(fù)制的圖解，下列敘述錯(cuò)誤的是

A．復(fù)制是多個(gè)起點(diǎn)開始的，但多個(gè)起點(diǎn)并非同時(shí)開始B．DNA復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制，而且是雙向復(fù)制的C．真核生物的這種多起點(diǎn)復(fù)制可以提高復(fù)制的效率D．DNA的復(fù)制過程與解旋酶和RNA聚合酶有關(guān)√探究未知評(píng)3.培養(yǎng)在含重氮（15N）環(huán)境中的細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含輕氮（14N）環(huán)境中培養(yǎng)，連續(xù)復(fù)制兩輪的時(shí)間后，離心分離其DNA，結(jié)果應(yīng)如圖A

B

C

D√探究未知評(píng)4.某DNA片斷含有200個(gè)堿基對(duì)，其中A為60個(gè)，該片段連續(xù)復(fù)制三次所需C的數(shù)量為A．980個(gè)

B．280個(gè) C．320個(gè) D．360個(gè)√5.根據(jù)DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖回答下列問題(1)寫出下列結(jié)構(gòu)的名稱

②___________；④____________

⑤____________；⑥___________；（填文字）(2)兩條鏈按反向平行方式盤旋成________結(jié)構(gòu)。胞嘧啶鳥嘌呤脫氧核糖磷酸雙螺旋探究未知評(píng)(3)DNA分子的基本骨架由___________和_______交替連接而成，兩條鏈上

的堿基通過_____連接成堿基對(duì)，堿基之間的配對(duì)遵循_____________原則。(4)與RNA相比較，DNA分子中特有的堿基是_______（填字母）。(5)DNA分子復(fù)制時(shí)，新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，這種復(fù)制方式稱做_____________。脫氧核糖磷酸氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)T半保留復(fù)制鞏固提升下圖是DNA的復(fù)制圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。(1)將一個(gè)細(xì)胞的DNA用15N標(biāo)記，放入含14N的4種脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，連續(xù)分裂4次，問含14N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的__________。含15N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的__________。(2)已知原來DNA中有100個(gè)堿基對(duì)，其中A有40個(gè)，則復(fù)制4次，在復(fù)制過程中將需要__________個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸參加。100%12.5%900評(píng)鞏固提升2.用15N標(biāo)記一個(gè)含有200個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶80個(gè)，將該DNA分子在含14N的培養(yǎng)環(huán)境中連續(xù)復(fù)制4次，其結(jié)果可能是

A.含有15N的DNA分子占1/16B.含有14N的DNA分子占7/8C.復(fù)制過程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸1500個(gè)D.復(fù)制共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子√評(píng)鞏固提升3.一個(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的DNA由5000個(gè)堿基對(duì)組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3×104B．復(fù)制過程需要2.1×104個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C．含有放射性的子代DNA分子的兩條鏈都有放射性D．子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3√評(píng)鞏固提升4.假設(shè)某果蠅的一個(gè)精原細(xì)胞的全部染色體DNA分子均用15N標(biāo)記，然后培養(yǎng)在含14N的培養(yǎng)基中，則該精原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精子中，含15N標(biāo)記的精子數(shù)目為A.1B.2C.4D.3√評(píng)鞏固提升5.如圖表示某生物的精原細(xì)胞在條件X下最終形成了四個(gè)細(xì)胞，條件X可能是①精原細(xì)胞某一對(duì)同源染色體中的一條染色體上的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記；②精原細(xì)胞某一對(duì)同源染色體中的兩條染色體上的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記；③進(jìn)行減數(shù)分裂；④進(jìn)行有絲分裂。下列有關(guān)說法正確的是

A．若條件X為①③，則處于減數(shù)分裂Ⅱ后期的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中均含被15N標(biāo)記的染色體B．若條件X為②③，則處于減數(shù)分裂Ⅱ后期的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中均含有兩條被15N標(biāo)記的

染色體C．若條件X為①③，則產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞一定均含被15N標(biāo)記的染色體D．若條件X為②④，則產(chǎn)生的四個(gè)子細(xì)胞一定均含被15N標(biāo)記的染色體√評(píng)練習(xí)與應(yīng)用一.概念檢測(cè)1.DNA復(fù)制是在為細(xì)胞分裂進(jìn)行必要的物質(zhì)準(zhǔn)備。據(jù)此判斷下列相關(guān)表述是否正確（1）DNA復(fù)制與染色體復(fù)制是分別獨(dú)立進(jìn)行的。（

）（2）在細(xì)胞有絲分裂的中期，每條染色體是由兩條染色單體組成的，所以DNA的復(fù)制也是在這個(gè)時(shí)期完成。

（

）××評(píng)2.DNA的復(fù)制保證了親子代間遺傳信息的連續(xù)性。下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是A.復(fù)制均在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行

B.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性C.1個(gè)DNA分子復(fù)制1次產(chǎn)生4個(gè)DNA分子D.游離的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子鏈練習(xí)與應(yīng)用√評(píng)半保留復(fù)制全保留復(fù)制彌散復(fù)制用氯化銫密度梯度離心，DNA懸停在與其等密度的部位。采用一定技術(shù)手段，將DNA顯現(xiàn)出來，用以區(qū)分不同密度的DNA。14N低高15N15NH4Cl的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代重輕半保留復(fù)制全保留復(fù)制彌散復(fù)制14NH4Cl的培養(yǎng)基ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ預(yù)測(cè)：不同復(fù)制方式的預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。半保留復(fù)制的預(yù)期結(jié)果親代子一代子二代子三代重輕半保留復(fù)制全保留復(fù)制彌散復(fù)制ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ中重輕半保留復(fù)制全保留復(fù)制彌散復(fù)制ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ中重輕半保留復(fù)制全保留復(fù)制彌散復(fù)制ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ中實(shí)驗(yàn)處理：將15N標(biāo)記的大腸桿菌培養(yǎng)在14NH4Cl的培養(yǎng)基中。檢測(cè)子代噬菌體的DNA。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：子一代DNA只有一種：15N//14N。后續(xù)子代DNA均有兩種類型：15N//14N和14N//14N。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合半保留復(fù)制的預(yù)期。2.3.3.2DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——原核生物重輕ⅠⅡⅢ中BrdU可以用代替堿基T與堿基A進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì)。若DNA中含有T，這樣的DNA構(gòu)成的染色（單）體經(jīng)吉姆薩染色呈深色；若DNA中只含有BrdU，這樣的DNA構(gòu)成的染色（單）體經(jīng)吉姆薩染色呈淺色。含有T，染成深色只含有BrdU，染成淺色染色體DNA染色體中含有T置于不含T含BrdU的培養(yǎng)基中培養(yǎng)第一次有絲分裂中期第二次有絲分裂中期預(yù)測(cè)：全保留和彌散復(fù)制時(shí)，第一次和第二次有絲分裂中期染色單體的染色情況？置于不含T含BrdU的培養(yǎng)基培養(yǎng)深深深淺深DNA聚合酶DNA聚合酶子鏈解旋酶5′3′5′5′DNA復(fù)制的過程解旋——在能量驅(qū)動(dòng)下，解旋酶解開DNA雙螺旋合成子鏈——DNA聚合酶等以解開的每一條母鏈為模板，以游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈復(fù)旋——每條新子鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)2.3.3.3DNA復(fù)制的過程DNA復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過程，需要模板、原料、能量和酶等基本條件。DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行2.3.3.3DNA復(fù)制的過程DNA通過復(fù)制，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性2.3.3.3DNA復(fù)制的過程學(xué)霸專享提示：脫氧核苷酸鏈的合成方向是5′→3′，這也是核苷酸鏈的方向。將單個(gè)核苷酸加到已有鏈的3′-端子鏈延伸方向子鏈延伸方向?qū)W霸專享5′3′5′3′5′3′引物