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

第 3節(jié) DNA的 復(fù) 制 新 課 導(dǎo) 入導(dǎo) 入 1:請 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 質(zhì) 為 DNA復(fù) 制 )之 后 ,精 確 地 平 均 分 配 到 兩 個子 細(xì) 胞 中 。 對 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 印 ?舞 動 的 北 京 ” ,讓 同 學(xué) 看 看 兩 幅 圖 有 什 么區(qū) 別 ?提 示 :沒 有 區(qū) 別 。同 學(xué) 們 ,這 兩 幅 圖 是 復(fù) 制 而 來 的 ,所 以 兩 者 沒 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 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 梳 理一 、 對 DNA分 子 復(fù) 制 的 推 測1.提 出 者 : 。2.假 說 內(nèi) 容(1)解 旋 :DNA分 子 復(fù) 制 時 ,DNA分 子 的 雙 螺 旋 解 開 ,互 補 堿 基 之 間 的 斷 裂 。沃 森 和 克 里 克 氫 鍵(3)特 點 :新 合 成 的 每 個 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 。半 保 留 復(fù) 制(2)復(fù) 制 DNA 模 板 ： 分 子 解 開 的 原 料 ： 兩 條 單 鏈 脫 氧 核 苷 酸 堿 基 互 補 配 對 游 離 的 4種原 則 ： 原 則 A二 、 DNA分 子 復(fù) 制1.DNA復(fù) 制 的 概 念 、 時 間 、 場 所概 念 以 為 模 板 合 成 子 代 DNA的 過 程時 間 有 絲 分 裂 和 減 數(shù) 第 一 次 分 裂 前 的 .場 所 主 要 是 .DNA分 子 間 期 間 期細(xì) 胞 核 2.DNA復(fù) 制 的 過 程 3.DNA復(fù) 制 的 特 點(1)過 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 特 的 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 為 復(fù) 制 提 供 了 精 確 的 模 板 。(2)通 過 原 則 保 證 了 復(fù) 制 準(zhǔn) 確 無 誤 地 進 行 。邊 解 旋 邊 復(fù) 制半 保 留 復(fù) 制 遺 傳 信 息堿 基 互 補 配 對 判 斷 (1)經(jīng) 過 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 結(jié) 合 而 成 的 。( )(2)不 同 生 物 的 DNA復(fù) 制 場 所 都 相 同 。 ( )(3)新 合 成 的 每 個 DNA分 子 中 ,都 保 留 了 原 來 DNA分 子 中 的 一 條 鏈 。 ( )(4)DNA的 復(fù) 制 是 半 保 留 復(fù) 制 ,一 個 DNA分 子 經(jīng) 過 4次 復(fù) 制 形 成 16個 DNA分 子 。 ( ) 問 題 引 領(lǐng) :1.DNA復(fù) 制 的 場 所 有 哪 些 ?哪 些 生 物 在 什 么 時 期 進 行 DNA復(fù) 制 ? 2.DNA復(fù) 制 過 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 探 究對 DNA復(fù) 制 的 理 解要 點 一教 師 參 考 1.DNA復(fù) 制 的 場 所主 要 場 所 是 細(xì) 胞 核 ,但 在 擬 核 、 線 粒 體 、 葉 綠 體 中 也 能 進 行 DNA復(fù) 制 。2.真 核 生 物 細(xì) 胞 核 中 DNA復(fù) 制 發(fā) 生 的 時 間在 體 細(xì) 胞 中 發(fā) 生 在 有 絲 分 裂 間 期 ;在 有 性 生 殖 過 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 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 子 代 DNA的 位 置 及 分 開 時 間 復(fù) 制 產(chǎn) 生 的 兩 個 子 代 DNA分 子 位 于 一 對 姐 妹 染 色 單 體 上 ,由 著 絲 點 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 分 裂 時 分 開 ,分 別 進 入 兩 個 子 細(xì) 胞 中 。 【 典 例 1】 體 外 進 行 DNA復(fù) 制 的 實 驗 ,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 為 缺 少 DNA模 板C.能 生 成 DNA,DNA的 堿 基 比 例 不 確 定 ,且 與 酶 的 來 源 有 一 定 的 關(guān) 聯(lián)D.不 能 生 成 DNA,因 為 實 驗 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 程 中 的 “ 一 、 二 、 三 、 四 ” 備 選 例 題 C 解 析 :從 圖 中 無 法 獲 得 有 關(guān) DNA分 子 多 起 點 復(fù) 制 的 信 息 ,C項 錯 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 為 ACGT,那 么 以 另 一 條母 鏈 為 模 板 ,經(jīng) 復(fù) 制 后 得 到 的 對 應(yīng) 子 鏈 的 堿 基 排 列 順 序 是 ( )A.TGCA B.ACGTC.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 TGCA,按 照堿 基 互 補 配 對 原 則 可 知 經(jīng) 復(fù) 制 后 得 到 的 對 應(yīng) 子 鏈 的 堿 基 排 列 順 序 是ACGT。 C 解 析 :DNA復(fù) 制 的 特 點 是 邊 解 旋 邊 復(fù) 制 ,故 A錯 誤 ;新 合 成 的 兩 條 DNA子 鏈 與 原 來 的 兩 條 母 鏈 發(fā) 生 堿 基 互 補 配 對 ,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 誤 ;復(fù) 制 時 兩 條 鏈 同 時 作為 模 板 進 行 復(fù) 制 ,故 C正 確 ;復(fù) 制 過 程 中 需 要 解 旋 酶 、 DNA聚 合 酶 ,不 需 要 RNA聚 合 酶 ,故 D錯 誤 。 問 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 出 現(xiàn) 怎 樣 的 結(jié) 果 ?2.DNA復(fù) 制 過 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 算要 點 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 ,經(jīng) 過 n次 復(fù) 制 需 要 消 耗 該 脫 氧 核苷 酸 為 m(2n-1)個 。 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 堿 基 對 的 DNA分 子 ,其 中 有 胞 嘧 啶 60個 ,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 誤 的 是 ( )A.含 有 15N的 DNA分 子 有 兩 個B.只 含 有 14N的 DNA分 子 占 15/16C.復(fù) 制 過 程 中 需 腺 嘌 呤 脫 氧 核 苷 酸 320個D.復(fù) 制 結(jié) 果 共 產(chǎn) 生 32個 DNA分 子解 析 :共 復(fù) 制 5次 ,DNA的 總 數(shù) 應(yīng) 為 25=32(個 )。 因 為 親 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 消 失 ,所 以 復(fù) 制 后 仍 有 2個 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 為 C=60個 ,所 以 G=60個 ,那 么 A+T=100 2-60 2=80(個 ),則 A=80/2=40(個 )。 32個 子 代 DNA中 ,相 當(dāng) 于 全 新 原 料 DNA有 31個 ,故 復(fù) 制 過 程 中 需 腺 嘌 呤 脫氧 核 苷 酸 共 40 31=1 240(個 )。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 細(xì) 胞 中 沒 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 第 一次 有 絲 分 裂 后 ,每 個 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 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 1 1,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 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 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 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 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 有 放 射 性 標(biāo) 記 ;洋蔥 根 尖 細(xì) 胞 第 二 次 分 裂 時 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 分 裂 后 染 色 體 隨 機 移 向 細(xì)胞 兩 極 ,使 得 子 細(xì) 胞 內(nèi) DNA的 標(biāo) 記 情 況 會 出 現(xiàn) A、 C、 D項 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 堿 基 對 ,其 中 含 有 600個 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 嘌 呤 脫 氧 核 苷 酸 6 200個 ,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 DNA中 含 有 G數(shù) 量 =800-600=200(個 )。 消 耗 了 6 200個 G,即 形 成 了 31個 DNA,加 上 本 來 就 有 的 1個 親 代 DNA,共 有 32個 DNA,說 明復(fù) 制 了 5次 ,B項 正 確 。