1、3.33.3 DNADNA 的复制的复制【学习目标学习目标】1.概述 DNA 分子复制的条件、过程和特点。2.探讨 DNA 复制的生物学意义。【课前预习案】课前预习案】1.DNA 分子复制的过程(1)解旋:DNA 分子首先在细胞提供的和的作用下解旋。(2)合成子链:模板:;酶:;原料:;配对原则:。(3)形成子代 DNA:和螺旋形成新的 DNA。2.结果:1 个 DNA。3.DNA 分子复制的特点(1)从过程上看:边,边。(2)从复制的结果上看:复制的方式为复制。4.DNA 分子复制准确性的原因(1)DNA 分子独特的结构,为复制提供了精确的。(2)原则保证了复制能够准确的进行。5.意义:DN
2、A 分子通过,将从亲代传给子代,从而保证了遗传信息的性。【课堂探究案】课堂探究案】导入新课震惊世界的“911”事件夺去了很多无辜的生命,两幢大楼轰然倒塌,死伤者数以千计,从废墟中清理出的尸体面目全非,无法辨认,如何来确定罹难者的身份呢?警方利用 PCR 技术获得了罹难者大量的 DNA 序列,通过与失踪人员的亲人进行 DNA 检测鉴定来认定失踪人员的身份。从案例可知 PCR 技术起到了什么作用?它的原理是什么?探究一探究一:对对 DNA 分子复制的推测分子复制的推测阅读教材 P52 第二自然段,回答下列问题。1.什么是半保留复制?2.以上复制方式是由谁提出的?探究二探究二:DNA 半保留复制的实
3、验证据半保留复制的实验证据合作探究 1阅读教材 P5253,回答下列问题。1.科学家选择什么材料进行实验?2.DNA 是用肉眼观察不到的,那么用什么方法可以区分亲代与子代的 DNA?3.科学家是怎样用 15N 标记大肠杆菌的 DNA 的?4.如果是全保留复制,DNA 离心结果会出现几种带?如果是半保留复制,又会出现几种带?5.在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取出的 DNA 离心的结果说明了什么?探究三探究三:DNA 分子复制的过程分子复制的过程阅读教材 P54 第一、二自然段和观察图 313,回答下列问题。1.DNA 分子复制的时间是什么时候?2.DNA 分子复制的场所在哪里?3.复制
4、开始时,DNA 的结构会发生什么变化?4.子链形成后,如何形成新的 DNA 分子?5.DNA 分子复制的过程包含哪些步骤?6.DNA 分子复制需要哪些条件?7.DNA 分子复制的结果是什么?8.DNA 分子复制的意义是什么?9.DNA 分子复制的特点是什么?【重点点拨（方法学习）】【重点点拨（方法学习）】: :DNA 分子半保留复制的有关计算亲代 DNA 分子复制 n 代后：(1)形成的 DNA 分子总数为 2n 个。(2)其中含有亲代 DNA 分子母链的只有两个，占子代 DNA 分子总数的比值为 2/2n，即 1/2n1。(3)亲代母链只有两条，占子代 DNA 总的脱氧核苷酸链数的 2/(2
5、n2)，即 1/2n。(4)合成的 2n 个 DNA 分子的碱基对的排列顺序是完全一样的。【课后巩固案】课后巩固案】1下列关于 DNA 复制的叙述，正确的是()ADNA 分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸B在全部解旋之后才开始碱基配对C解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D复制后，每个新 DNA 分子中都含有一条母链和一条子链2如果把只含15N 的 DNA 分子叫做重 DNA，把只含14N 的 DNA 分子叫做轻 DNA，把一条链含15N、 另一条链含14N 的 DNA 分子叫做中 DNA。 那么， 将一个完全被15N 标记的 DNA分子放入到含14N 的培养基上培养，让其连续复制三代，
6、则培养基内重 DNA、中 DNA 和轻DNA 的分子数分别是()A0、2、6B2、0、6C2、4、2D6、0、23DNA 分子复制时解旋酶作用的结构可以是()A.B.CAUDGC4某个 DNA 片段由 500 对碱基组成，AT 占碱基总数的 34%。若该 DNA 片段复制 2 次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为()A330B660C990D13205 假如一个 DNA 分子含有 1000 个碱基对， 将这个 DNA 分子放在用32P 标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次，则新形成的一个子代 DNA 分子的相对分子质量比原来增加了()A1000B2000C500D无法确定6如图表示 DN
7、A 分子复制的片段，图中 a、b、c、d 表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是()Aa 和 c 的碱基序列互补Bb 和 c 的碱基序列相同Ca 链中(AT)/(GC)的比值与 b 链中同项比值相同Da 链中(AT)/(GC)的比值与 d 链中同项比值不同能力提升7亚硝酸盐可使 DNA 的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：C 转变为 U(U 与A 配对)，A 转变为 I(I 为次黄嘌呤，与 C 配对)。现有一 DNA 片段为AGTCGTCAGC，经亚硝酸盐作用后，若链中的 A、C 发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子代 DNA 片段之一为()A.CGTTGGCAACB.GGTC
8、CCCAGGC.GGTTGCCAACD.CGTAGGCATC8女性子宫肌瘤细胞中最长的 DNA 分子可达 36mm，DNA 复制速度约为 4m/min，但复制过程仅需 40min 左右即可完成。这是因为 DNA 分子()A边解旋边复制B一个复制点双向复制，使子链迅速延伸C以半保留方式复制D复制起点多，分段进行复制9 若将果蝇的一个精原细胞中的一个 DNA 分子用15N 进行标记， 正常情况下在该细胞形成的精细胞中，含15N 的精细胞数占()A1/8B1/4C1/2D1/1610用32P 标记玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA 分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次
9、细胞分裂的中期、后期一个细胞中的染色体数目和被32P 标记的染色体数目分别是()A中期 20 和 20、后期 40 和 20B中期 20 和 10、后期 40 和 20C中期 20 和 20、后期 40 和 10D中期 20 和 10、后期 40 和 1011.根据图示回答：(1)该图表示的生理过程是_，该过程主要发生在细胞的_部位。(2)图中的 1、2、3、4、5 分别是_、_、_、_、_。(3)假如经过科学家的测定，A 链上的一段基因(M)中的 ATCG 为 2113，能不能说明该科学家的测定是错误的？_，原因是_。(4)以 A 链的 M 基因为模板复制出的 B 链，碱基比例应该是_。12
10、在氮源为14N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为14NDNA(对照)；在氮源为15N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为15NDNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N 的培养基上，再连续繁殖两代(和)，用某种离心方法分离得到的结果如图甲所示。(1)由实验结果可以推测第一代()细菌 DNA 分子中一条链是_，另一条链_。(2)将第一代()细菌转移到含15N 的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的 DNA分子用同样的方法分离，请参照图甲，将 DNA 分子可能出现在试管中的位置在图乙中标出。答答案案【课前预习案】【课前预习案】1.(1)能量解旋酶(2)DNA 分子的两条链
11、解旋酶和 DNA 聚合酶四种游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则,A 与 T,C 与 G 配对(3)子链与其相对应的模板链2.完全相同的两个 DNA 分子3.(1)解旋复制(2)半保留4.(1)双螺旋模板(2)碱基互补配对5.复制遗传信息连续【课堂探究案】课堂探究案】导入新课利用PCR技术可以获得大量的失踪人员的DNA序列,通过与失踪人员的亲人进行DNA检测鉴定来判断失踪人员的身份。PCR 工作的原理是 DNA 复制,是一种在体外人工复制 DNA 的技术。探究新知1.复制时新合成的 DNA 分子中保留了原来 DNA 分子中的一条链的复制方式叫做半保留复制。2.沃森和克里克。1.大肠杆菌。2.同位素
12、示踪技术。3.用含有 15N 标记的 NH4Cl 培养液来培养大肠杆菌。4.如果是全保留复制会出现轻带和重带两种带。 如果是半保留复制,会出现轻带、 重带和中带三种带。5.DNA 复制是半保留复制。合作探究 21.细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。2.主要是细胞核,叶绿体和线粒体内也能进行。3.DNA 分子的两条链在解旋酶的作用下解成单链。4.子链与母链形成新的 DNA 分子。5.包括解旋、合成子链和形成子代 DNA 三个步骤。6.模板、能量、酶、原料等。7.形成两个与亲代完全相同的子代 DNA 分子。8.将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性。9.半保留复制和边解旋
13、边复制。【课后巩固案】【课后巩固案】1D在解旋酶的作用下，DNA 分子解螺旋形成两条脱氧核苷酸长链；DNA 复制是边解旋边复制的，并以解开的两条母链为模板合成两个子代 DNA 分子；形成的新的 DNA 分子中都含有一条母链和一条子链。2 A1 个重 DNA 放到含 14N 的培养基上培养， 让其连续复制 3 代后， 总共得到 8 个 DNA分子。而原来重 DNA 的两条链分别在 2 个子代 DNA 中，因此子代中有 2 个中 DNA(含有一条母链的 2 个子代 DNA)和 6 个轻 DNA。3DDNA 分子复制时，解旋酶的作用是使 DNA 碱基对间的氢键断开。DNA 中碱基对有GC、AT 两种
14、。4C该 DNA 片段共有碱基 50021 000 个，已知(AT)34%，所以 CG1 000(134%)/2330。复制 2 次后共有 4 个 DNA 片段，原 DNA 片段上有 330 个胞嘧啶脱氧核苷酸分子，所以需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为 3303990。5A新形成的子代 DNA 分子中一条链含 32P，另一条链含 31P，而一条链中含 1 000 个碱基，因而新形成的 DNA 分子的相对分子质量比原来增加了 1 000(3231)1 000。6Ca、d 两条母链碱基互补，a、b 两条链碱基互补，c、d 两条链碱基互补，可推出 a和 c 碱基序列相同，b 和 c 碱基序列互补
15、；两条互补链中的(AT)/(GC)相同。7C链发生脱氨基后的链突变为IGTUG，根据半保留复制方式写出其复制形成的子代 DNA 片断为GGTTGCCAAC或AGTCGTCAGC，因此选 C。8 D该题应根据长度、 速度和时间进行推算。 DNA 分子长 36 mm， 复制速度为 4 m/min，则复制时间大约是 36103m4m/min9103min，而实际上只需 40 min 左右，所以应推测复制起点多，分段进行复制。9C一个精原细胞减数分裂形成 4 个精细胞，整个过程中，DNA 只复制 1 次，细胞连续分裂 2 次，而 1 个被 15N 标记过的 DNA 复制后形成的 2 个 DNA 分子中
16、都含有 15N。该细胞形成的 4 个精细胞中，有 2 个含有被标记的 DNA 分子，另外 2 个含有其同源染色体上的未被标记的 DNA 分子。10 ADNA 分子的复制为半保留复制， 一个玉米细胞中有 20 条染色体， 其内含 20 个 DNA分子，有 40 条 DNA 分子单链被 32P 标记。第一次分裂形成的 2 个子细胞中所有染色体都被 32P 标记(每个 DNA 分子中一条链被标记，一条链不被标记)；第二次分裂时，中期的染色体都被标记；后期由于染色单体分离变为两条染色体，则有一半染色体被标记，为 20 条。如果是多个细胞也符合这样的规律。11(1)DNA 复制细胞核(2)ATCCT(3)不能在单链中不一定 AT、CG(4)TAGC2113解析此题考查 DNA 分子复制的有关问题。DNA 分子的复制是半保留复制，且复制遵循碱基互补配对原则，复制过程主要发生在细胞核内。12(1)15N 模板链14N 新链(2)如下图解析此题考查 DNA 分子复制的特点。DNA 分子的复制为半保留复制，即新的 DNA 分子是由一条模板链和一条新链组成的。
