高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 第3節(jié) DNA的復(fù)制課件 新人教版必修2

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1、第3節(jié)DNA的復(fù)制第3章基因的本質(zhì)學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.結(jié)合DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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.結(jié)合教材圖文，了解DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。3.歸納DNA分子的復(fù)制過(guò)程及總結(jié)DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因。重難點(diǎn)擊1.DNA分子的復(fù)制過(guò)程和特點(diǎn)。2.DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算。課堂導(dǎo)入生物親子代之間是通過(guò)遺傳物質(zhì)傳遞遺傳信息的，那么親代的遺傳物質(zhì)如何“多出一份”來(lái)傳遞給子代？DNA的復(fù)制就是以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程，即1DNA2DNA。新產(chǎn)生的DNA分子是一個(gè)全新的DNA分子嗎？是否像洗相片似的，有一張底片就可以洗出許多相片來(lái)？這一節(jié)我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的過(guò)

2、程。 一、DNA分子復(fù)制方式的推測(cè)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)當(dāng)堂檢測(cè)二、DNA分子復(fù)制的過(guò)程內(nèi)容索引一、DNA分子復(fù)制方式的推測(cè)和實(shí)驗(yàn)證據(jù) 1.對(duì)對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)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 ?；A(chǔ)梳理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)分子復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(選學(xué)選學(xué))(1)實(shí)驗(yàn)方法： 法和密度梯

3、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分子質(zhì)量大，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分子質(zhì)量小，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(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如果用15N標(biāo)記DNA分子的兩條鏈，讓其在含有14N的環(huán)境中復(fù)制n次。結(jié)合DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)，回答下

4、列問(wèn)題：1.復(fù)制n次后，DNA分子總數(shù)和含有15N的DNA分子數(shù)分別是多少？答案答案2n個(gè)、2個(gè)。問(wèn)題探究答案答案答案2n個(gè)、(2n2)個(gè)。2.復(fù)制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子數(shù)和只含14N的DNA分子數(shù)分別是多少？答案答案2n1條、2條、(2n12)條。3.復(fù)制n次后，DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)、含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)、含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)分別是多少？答案答案答案m(2n1)個(gè)。4.設(shè)親代DNA分子中含有腺嘌呤脫氧核苷酸m個(gè)，則：(1)經(jīng)過(guò)n次復(fù)制，共需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸多少個(gè)？答案答案m2n1個(gè)。(2)在第n次復(fù)制時(shí)，需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸多少個(gè)？答案知

5、識(shí)知識(shí)整合整合將含有15N標(biāo)記的1個(gè)DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，復(fù)制n次：(1)產(chǎn)生2n個(gè)DNA分子，其中含15N的DNA分子有2個(gè)，含14N的DNA分子有2n個(gè)，只含14N的DNA分子數(shù)是(2n2)個(gè)。(2)2n個(gè)DNA分子有2n1條脫氧核苷酸鏈，其中：含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)是2條、含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)是(2n12)條。(3)若親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則：經(jīng)過(guò)n次復(fù)制，共需要消耗該脫氧核苷酸：m(2n1)個(gè)。在第n次復(fù)制時(shí)，需要消耗該脫氧核苷酸：m2n1個(gè)。拓展應(yīng)用1.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)

6、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)的敘述不正確的是答案解析A.代細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?4N，另一條鏈?zhǔn)?5NB.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

7、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)，平均相對(duì)分子質(zhì)量為2.某一個(gè)DNA分子中，A為200個(gè)，復(fù)制數(shù)次后，消耗周?chē)h(huán)境中含A的脫氧核苷酸3 000個(gè)，該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了幾次A.4次 B.3次 C.5次 D.6次答案解析解析利用DNA復(fù)制規(guī)律得知，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制利用腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目3 000(2n1)200，得n4。解析3.用經(jīng)3H標(biāo)記的n個(gè)噬菌體侵染大腸桿菌，在普通培養(yǎng)基中培

8、養(yǎng)一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)得知培養(yǎng)基中共有后代噬菌體m個(gè)，其中含有標(biāo)記元素的噬菌體占的比例為答案解析解析解析每個(gè)噬菌體共有2條被標(biāo)記的DNA鏈，n個(gè)噬菌體DNA經(jīng)復(fù)制后被標(biāo)記的DNA鏈進(jìn)入2n個(gè)子代噬菌體內(nèi)，所以被標(biāo)記的噬菌體所占比例為二、DNA分子復(fù)制的過(guò)程基礎(chǔ)梳理1.DNA復(fù)制的概念：復(fù)制的概念：以 為模板合成 的過(guò)程。2.時(shí)間：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：結(jié)果：形成兩個(gè) 的DNA分子。5.特點(diǎn)特點(diǎn)(1) 。(2) 復(fù)制。6.意義：意義：將 從親代傳給子代，保持了 的連續(xù)性。完

9、全相同邊解旋邊復(fù)制半保留遺傳信息遺傳信息下圖是真核生物DNA復(fù)制的示意圖，據(jù)圖分析：答案答案有3個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，各個(gè)起點(diǎn)開(kāi)始的時(shí)間不同(最右邊最早)。問(wèn)題探究答案1.圖中有幾個(gè)DNA的復(fù)制起點(diǎn)？它們開(kāi)始的時(shí)間相同嗎？答案答案是雙向的。2.每個(gè)復(fù)制起點(diǎn)的延伸方向是單向的還是雙向的？答案答案不同，原因是DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，因此子鏈的延伸方向也是相反的?.在DNA復(fù)制的過(guò)程中，兩條子鏈延伸的方向是否相同？答案答案答案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；通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。4.DNA分子的復(fù)制是非常精確的，其原因有哪些？知識(shí)知識(shí)整合整合真核生物的DN

10、A復(fù)制是多起點(diǎn)雙向進(jìn)行的，復(fù)制時(shí)兩條子鏈的延伸方向相反；DNA分子精確復(fù)制的原因有：一是獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，二是嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)行。解析解析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。DNA復(fù)制過(guò)程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。真核生物DNA復(fù)制的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，線粒體、葉綠體內(nèi)也可進(jìn)行。拓展應(yīng)用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

11、DNA酶的作用下連接合成新的子鏈答案解析5.下圖表示DNA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片段解析解析DNA分子復(fù)制過(guò)程中的解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開(kāi)；DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，兩條鏈復(fù)制時(shí)箭頭方向是相反的；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

12、作用底物是單個(gè)游離的脫氧核苷酸。方法鏈接方法鏈接巧記巧記DNA分子復(fù)制的分子復(fù)制的“一、二、三、四一、二、三、四”課堂小結(jié)間一間邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制當(dāng)堂檢測(cè)1.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.復(fù)制僅發(fā)生在有絲分裂的間期C.復(fù)制過(guò)程先解旋后復(fù)制D.堿基互補(bǔ)配對(duì)保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性23451答案解析解析只要細(xì)胞分裂，DNA就復(fù)制，DNA不只存于細(xì)胞核內(nèi)；細(xì)胞分裂方式亦不只是有絲分裂；DNA是邊解旋邊復(fù)制，不分先后。解析2.DNA分子復(fù)制時(shí)，解旋酶作用的部位應(yīng)該是A.腺嘌呤與鳥(niǎo)嘌呤之間的氫鍵B.腺嘌呤與胸腺嘧啶之間的氫鍵C.脫氧核糖與含氮堿基之間的化學(xué)鍵D.脫氧核糖與磷

13、酸之間的化學(xué)鍵答案23415解析解析DNA復(fù)制過(guò)程中用到解旋酶和DNA聚合酶，其中解旋酶的作用是把兩條螺旋的雙鏈解開(kāi)，破壞的是A與T、G與C之間的氫鍵。解析A.第一次分裂的子代DNA應(yīng)為B.第二次分裂的子代DNA應(yīng)為C.第三次分裂的子代DNA應(yīng)為D.親代的DNA應(yīng)為234153.細(xì)菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取其子代的DNA經(jīng)高速離心分離，如圖為可能的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是答案解析解析解析親代DNA為15N15N，經(jīng)第一次復(fù)制所形成的子代DNA應(yīng)均為15N14N，應(yīng)如圖所示。234154.女性子宮瘤最長(zhǎng)的DNA分子可達(dá)36

14、mm，DNA復(fù)制速度約為4 m/min，但復(fù)制過(guò)程僅需40 min左右即可完成，這可能是因?yàn)锳.邊解旋邊復(fù)制B.只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，但解旋之后可以向著兩個(gè)方向復(fù)制C.以半保留方式復(fù)制D.復(fù)制起點(diǎn)多，分段同時(shí)復(fù)制答案解析解析真核細(xì)胞中的DNA分子復(fù)制起點(diǎn)多，并且同時(shí)復(fù)制，所以比較迅速。解析5.如圖為高等植物細(xì)胞中DNA復(fù)制過(guò)程模式圖，請(qǐng)根據(jù)圖示過(guò)程，回答下列問(wèn)題：23415答案(1)由圖示可知，1個(gè)DNA分子復(fù)制出乙、丙2個(gè)DNA分子的方式是_。(2)細(xì)胞中DNA復(fù)制的場(chǎng)所為_(kāi)；在復(fù)制完成后，乙、丙分開(kāi)的時(shí)期為_(kāi)。(3)把乙(只含14N)放在含15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，復(fù)制2次后子代DNA單鏈中含15N的DNA單鏈所占的比例是_。半保留復(fù)制細(xì)胞核、線粒體和葉綠體有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期