1、DNA的复制自主学习目标自主学习目标1.记住记住DNA复制的概念复制的概念2.概述概述DNA复制的过程，并分析、归纳出复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。复制过程的特点。3.培养分析、比较、推理、归纳的科学思培养分析、比较、推理、归纳的科学思维。维。思考：生物亲子代之间是通过遗传物思考：生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何物质如何“多出一份多出一份”来传递给子代？来传递给子代？DNADNA的复制的复制就是指以亲代就是指以亲代DNADNA为模板合为模板合成子代成子代DNADNA的过程，即的过程，即1DNA2DNA1DNA2
2、DNA。新产生的新产生的DNADNA分子是一个全新的分子是一个全新的DNADNA分子吗？分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？许多相片来？半半保留复制保留复制全保留复制全保留复制沃森和克里克推测是半保留复制模型沃森和克里克推测是半保留复制模型2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？么？把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新在新DNA中出现的情况。中出现的情况。一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测(续续)复制一次复制一次1、这些
3、观点各有不同，如何来证明那个观点是正确、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？的？只能用实验来证明。只能用实验来证明。DNADNA是肉眼看不到的如何才能分辨是肉眼看不到的如何才能分辨DNADNA？实验的基本思路是什么？实验的基本思路是什么？实验是如何区分亲子代的实验是如何区分亲子代的DNADNA分子的？分子的？用密度梯度离心后用密度梯度离心后重带重带、中带中带、轻带轻带表表示的示的DNADNA分子的双链构成是怎样的？分子的双链构成是怎样的？在整个实验的亲代、子一代、子二代细在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取的胞中提取的DNADNA离心的结果说明了什么？离心的结果说明了什么？【阅
4、读与分析阅读与分析】P33怎样把不一样的怎样把不一样的DNADNA分开呢？分开呢？N N想一想想一想 ：可以用什么同位素去标记可以用什么同位素去标记DNADNA？14N/14NDNA15N/14NDNA15N/15NDNA轻链轻链中链中链重链重链1、按照半保留复制的原理请大家思考按照半保留复制的原理请大家思考:右右边的亲代边的亲代DNA复制一次和复制二次后复制一次和复制二次后,其其子代子代DNA的组成是怎么样的？（用红色表的组成是怎么样的？（用红色表示新形成的链）示新形成的链）请同学思考下列问题：请同学思考下列问题：2、要用实验来验证这一结论，我们需要对要用实验来验证这一结论，我们需要对旧链和
5、新链进行区分。结合前面的知识，想旧链和新链进行区分。结合前面的知识，想一想我们怎样区分他们？一想我们怎样区分他们？3、若以若以15N来标记亲代细胞来标记亲代细胞DNA的两条链，然后放在含的两条链，然后放在含14N的培的培养基中培养，子一代、子二代养基中培养，子一代、子二代DNA分别含哪种元素？分别含哪种元素？4、选择什么观察指标来说明本实验的假设正确与否？、选择什么观察指标来说明本实验的假设正确与否？5、若假设正确，离心后亲代、子一代、子二代若假设正确，离心后亲代、子一代、子二代DNA会怎么分布？会怎么分布？重带重带(下部下部)1515N/N/1515N N中带中带(中间中间)1515N/N/
6、1414N N轻带轻带(上部上部)1414N/N/1414N N中带中带(中间中间)1515N/N/1414N N子一代子一代子二代子二代亲亲 代代6、如果不断地复制下去，每一次自制后都离心，离心的结果会如果不断地复制下去，每一次自制后都离心，离心的结果会不会有变化？不会有变化？转移到含转移到含1414NHNH4 4ClCl的培养液中的培养液中15N/15N DNA15N/14N DNA14N/14N DNA15N/14N DNA大肠杆菌在含大肠杆菌在含15NH4Cl的的培养液中生长若干代培养液中生长若干代红线代表红线代表15N链链蓝线代表蓝线代表14N链链红线代表红线代表15N链链蓝线代表蓝
7、线代表14N链链一个一个DNA分子复制分子复制几代后的情况如何？几代后的情况如何？因因DNA复制采用半保留的方式，复制采用半保留的方式，所以一个所以一个DNA分子经几代复制后的分子经几代复制后的所有所有DNA中，只有中，只有两个两个DNA分子含分子含有原有原DNA链链。但所有。但所有DNA与原与原DNA所带的信息（脱氧核苷酸的排列顺序）所带的信息（脱氧核苷酸的排列顺序）完全相同。（变异除外）完全相同。（变异除外）拓展延伸拓展延伸亲亲 代代第一代第一代第二代第二代第三代第三代15N15N类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？15N15N14N14
8、N14N14N14N14N世代世代分子分子总数总数DNADNA分子在离心管中位分子在离心管中位置置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比分子之比1515N N分子分子杂种分子杂种分子1414N N分子分子0 01 12 23 3n n拓展延伸拓展延伸根据上面实验过程根据上面实验过程,完成下列表格完成下列表格全在下部全在下部12482n全在中部全在中部中中+上上中中+上上2/2n中中+(1-2/2n)上上112/2n（1-2/2n）三、三、DNADNA复制的过复制的过程程1DNA分子复制的概念是什么分子复制的概念是什么?2.DNA分子复制过程怎么进行分子复制过程怎么进行?3
9、.DNA分子复制过程需要哪些条件分子复制过程需要哪些条件?4.DNA分子复制过程有何特点分子复制过程有何特点?5.DNA分子复制有何生物学意义分子复制有何生物学意义?思考如下问题：思考如下问题：解旋酶催化（氢键断裂）解旋酶催化（氢键断裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）游离的脱氧核苷酸进行）以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）形成两个子代形成两个子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成边解旋复制边解旋复制半保留复制半保留复制多起点复制多起点
10、复制1、DNA分子复制发生在什么时间分子复制发生在什么时间?有丝分裂间期有丝分裂间期 减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 无丝分裂之前无丝分裂之前 2、什么是、什么是DNA分子的复制分子的复制？指以亲代指以亲代DNA为模板合成子代为模板合成子代DNA的过程。的过程。则则1DNA2DNA。由由1DNA2DNA 3、什么叫解旋？解旋的目的是什么叫解旋？解旋的目的是什么？什么？解旋：解旋：在在ATPATP供能、解旋酶的作用下，供能、解旋酶的作用下，DNADNA两两条脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双条脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两条链解开的过程。螺旋的两条链解开的过程。目的
11、：目的：就是为复制提供准确的模板，解开的就是为复制提供准确的模板，解开的两条单链叫两条单链叫母链母链。什么叫什么叫“子链子链”?复制复制一次能形成几条链？一次能形成几条链？以以母链模板母链模板，以周围环境中，以周围环境中游离的游离的4 4种脱氧核苷种脱氧核苷酸为原料，酸为原料，按照按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则，在有关，在有关酶酶的作的作用下，各自合成与母链互补的一段子链，复制一次用下，各自合成与母链互补的一段子链，复制一次形成两条子链。形成两条子链。4、有人认为、有人认为DNA复制就像洗相片一样，复制就像洗相片一样，有一张底片就可以洗出许多相片来。有一张底片就可以洗出许多相片来。这种说
12、法对不对，为什么？这种说法对不对，为什么？1DNA2母母2子子（母十子）（母十子）（母十子）（母十子）2DNA 与洗相片与洗相片不同不同，因为，因为DNADNA分子的复制结果并没分子的复制结果并没有形成一个完整的新的有形成一个完整的新的DNADNA分子，而是形成了分子，而是形成了一半一半新、一半旧新、一半旧的两个的两个DNADNA分子。分子。5、DNA分子复制时分子复制时需何条件？需何条件？模板模板：亲代：亲代DNADNA的两条母链；的两条母链；原料原料：4 4种脱氧核苷酸：种脱氧核苷酸：能量能量：ATP;ATP;酶酶 ：DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。6：DNAD
13、NA复制的特点、原则复制的特点、原则特点特点 边解旋边复制边解旋边复制 多起点、双向复制多起点、双向复制半保留复制半保留复制原则：原则：碱基互补配对原则碱基互补配对原则 7.DNA准确复制的原因准确复制的原因?DNADNA具有具有独特的双螺旋结构，独特的双螺旋结构，能为复制提供能为复制提供精确的模板精确的模板。碱基严格按照碱基严格按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则进进行配对，能够使复制行配对，能够使复制准确无误。准确无误。问题八问题八DNA分子的复制实质分子的复制实质(意义意义)？DNA DNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的给了子代，从而保
14、证了物种的相对稳定相对稳定性性，保持了遗传信息的，保持了遗传信息的连续性连续性，使得种族，使得种族得以延续。得以延续。1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件、条件5、复制过程：、复制过程：6、复制特点、复制特点7、准确复制原因、准确复制原因8、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶：酶：DNADNA的两条母链的两条母链游离的脱氧核苷酸（游离的脱氧核苷酸（A A、G G、C C、T T）ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等 DN
15、ADNA双链提供精确的模板双链提供精确的模板（1 1）边解旋边复制）边解旋边复制（2 2）半保留复制）半保留复制细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞核（主要）、线粒体、叶绿体解旋解旋合成互补子链合成互补子链形成子代形成子代DNADNA碱基互补配对原则碱基互补配对原则P P3434DNADNA的复制的复制就是指以亲代就是指以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程的过程DNA复制的计算复制的计算1.计算产生子代计算产生子代DNA数数2-4-8-2n n为复制的次数为复制的次数2.子代子代DNA分子中含有原来最初亲代分子中含有原来最初亲代DNA链链的的DNA分子数分子数,以及它
16、占总以及它占总DNA分子数的比例分子数的比例.2个个1/2n-13.最初亲代的链占全部子代最初亲代的链占全部子代DNA总链数的比总链数的比例例12n 4.4.DNADNA分子分子经经n n次复制次复制后，需要某游离脱氧核苷酸后，需要某游离脱氧核苷酸数数=5.5.DNADNA分子分子在第在第n n次复制次复制时，需要某游离脱氧核苷时，需要某游离脱氧核苷酸数酸数=（m为每个为每个DNA含有该脱氧含有该脱氧核苷酸数）核苷酸数）(2n-1)m（m为每个为每个DNA含有该脱氧核苷含有该脱氧核苷酸数）酸数）(2n-1)mDNA复制所需原料的计算 例题 一个DNA分子中含有1000个碱基对，其中有400个腺
17、嘌呤。如果它连续复制两次，消耗周围环境中胞嘧啶脱氧核苷酸 。解析：1、计算每个DNA分子中C的个数 2、套用公式计算1800根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则与复制有关的碱基计算解析与复制有关的碱基计算解析一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有多少个次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？母链多少条？子链多少条？DNA分子数分子数=2n脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2n+1母链数母链数=子链数子链数=22n+1 2 解析：所用知识为解析：所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，
18、并图示，并图示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：答：答：一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有次后，共有2n个个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链条脱氧核苷酸链，母链2条，条，子链子链2n+1 2条条1下列关于下列关于DNA复制过程的正确顺序是复制过程的正确顺序是（）互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间氢键断裂/互补碱基对之间形成互补碱基对之间形成氢键氢键/DNA分子分子在解旋酶的作用下在解旋酶的作用下解旋解旋
19、/以解旋以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对后的母链为模板进行碱基互补配对/子链与母链盘子链与母链盘 旋成双螺旋状结构。旋成双螺旋状结构。A.B.C.D.D巩固练习巩固练习2将将15N 标记的标记的DNA分子放在分子放在14N的培养基上的培养基上培养，经过培养，经过3次复制，在所形成的子代次复制，在所形成的子代 DNA中中，含，含15N的的DNA占总数是（占总数是（）A1/16Bl8C14D12C3DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（一对碱基从氢键连接处分开（）AG与与C BA与与C CG与与A DG与与TA4DNA复制的基本条件
20、是（复制的基本条件是（）A模板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶 B模板，温度，能量和酶模板，温度，能量和酶C模板，原料，温度和酶模板，原料，温度和酶 D模板，原料，温度和能量模板，原料，温度和能量 A5 5DNADNA分子复制能分子复制能准确无误地进行准确无误地进行的原因是（的原因是（）A A碱基之间由氢键相连碱基之间由氢键相连 B BDNADNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构 C CDNADNA的半保留复制的半保留复制 D DDNADNA的边解旋边复制特点的边解旋边复制特点B6.6.一个噬菌体侵染细菌后，形成了一个噬菌体侵染细菌后，形成了200200个子代噬个子代噬菌体，子代菌
21、体，子代DNADNA中中含最初含最初DNADNA链的链的DNADNA占占 。A.1%B.2%C.25%D.50%A.1%B.2%C.25%D.50%7.某生物中嘌呤占某生物中嘌呤占58%，嘧啶占，嘧啶占42%，此，此生物可能是生物可能是 A.噬菌体噬菌体 B.小麦小麦 C.TMV D.任何生物任何生物8.某双链某双链DNA分子带有分子带有15N同位素标记，在同位素标记，在试管中以该试管中以该DNA为模板进行复制实验，连续为模板进行复制实验，连续复制复制4代之后，试管中代之后，试管中带有带有15N同位素标记的同位素标记的DNA占总量的占总量的 。A.12.5%B.25%C.50%D.100%A9
22、.一个有一个有N15标记的标记的DNA分子放在没有分子放在没有标记的环境中培养标记的环境中培养,复制复制5次后次后标记的标记的DNA分子分子占占DNA分子总数的分子总数的:A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/3210.1个个DNA分子经过分子经过4次复制次复制,形成形成16个个DNA分子分子,其中不含亲代母链的其中不含亲代母链的DNA分子分子为为:A.2个个 B.8个个 C.14个个 D.32个个C C 11.一个被放射性元素标记双链一个被放射性元素标记双链DNA的噬的噬菌体侵染细菌菌体侵染细菌,若此细菌破裂后释放出若此细菌破裂后释放出n个噬菌体个噬菌体,则其中则其中具有放射性元素
23、的噬菌具有放射性元素的噬菌体体占总数的占总数的A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2C 12.假设将含有一对同源染色体的精假设将含有一对同源染色体的精原细胞的原细胞的DNA分子用分子用15N标记，并供标记，并供给给14N为原料，该细胞进行减数分裂为原料，该细胞进行减数分裂产生的产生的4个精子中，含个精子中，含15N标记的标记的DNA的精子所占比例为的精子所占比例为A.100%B.50%C.25%D.0A 13.一个双链一个双链DNA分子为第一代，经过分子为第一代，经过3次自我复制，在第四代次自我复制，在第四代DNA分子中，共分子中，共有（有（）条长链，有（）条长链，有（）条第一代脱）
24、条第一代脱氧核苷酸的长链氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16D A 14.某某DNA分子共有分子共有a个碱基，其中个碱基，其中含胞嘧啶含胞嘧啶m个，则该个，则该DNA分子复制分子复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为数为A.7（a-m）B.8（a-m）C.7（a/2-m）D.8（2a-m）C15.具有具有1000个碱基对的某个个碱基对的某个DNA分子分子区段内有区段内有600个腺嘌呤个腺嘌呤,若连续复制两次若连续复制两次,则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目为则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目为A.400 B.600 C.1200 D.1800C16.某一个某一个DN
25、A的碱基总数中的碱基总数中,腺嘌呤腺嘌呤为为200个个,复制数次后复制数次后,消耗周围环境消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个个,该该DNA分子已经复制了几次分子已经复制了几次(是第几代是第几代)A.三次三次(第四代第四代)B.四次四次(第五代第五代)C.五次五次(第六代第六代)D.六次六次(第七代第七代)B 17.某双链某双链DNA分子中共有含分子中共有含N碱基碱基1400个，其中个，其中一条单链上（一条单链上（A+T）：（C+G）=2：5。问该分子连续复制。问该分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是酸的数目是A.20
26、0个个 B.400个个 C.600个个 D.1000个个C 18.一双链一双链DNA分子中分子中G+A=140个，个，G+C=240个，在以该个，在以该DNA分子为模分子为模板的复制过程中共用去板的复制过程中共用去140个胸腺嘧个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，则该啶脱氧核苷酸，则该DNA分子连续分子连续复制了几次复制了几次A.1次次 B.2次次 C.3次次 D.4次次C 19、一个、一个DNA分子中有碱基分子中有碱基A20个，个，占全部碱基的占全部碱基的20%，若，若DNA连续连续复制复制2次，需要碱基次，需要碱基C()A、20个个 B、30个个C、90个个 D、120个个C20.一双链一双链DNA分子
27、分子,在复制解旋时在复制解旋时,一条链上的一条链上的G变成了变成了C,则则DNA经经n次次复制后复制后,发生差错的发生差错的DNA占占A.1/2 B.1/2n-1 C.1/2n D.1/2n+1A21.一个一个DNA分子自我复制后形成两个分子自我复制后形成两个DNA分子，这两个新的分子，这两个新的DNA分子（分子（）A.分别由两条母链和两条子链形成分别由两条母链和两条子链形成B.两条母链和两条子链随机结合而成两条母链和两条子链随机结合而成C.分别由一条子链及一条母链结合而成分别由一条子链及一条母链结合而成D.一条子链与另一条子链的母链结合一条子链与另一条子链的母链结合C 2222.某些药物可以
28、抑制肿瘤细胞某些药物可以抑制肿瘤细胞DNADNA的复制，的复制，从而达到控制癌症的目的。这些药物作用从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处于细胞周期的（的细胞正处于细胞周期的（）A A 间期间期 B B 前期前期 C C 中期中期 D D 不能确定不能确定A23、DNA的复制是在细胞的的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第一次分裂前的第一次分裂前的 期进行的。复制是指以期进行的。复制是指以 为模板来合成为模板来合成 的的过程。过程。复制特点是复制特点是 。复制过程必需以。复制过程必需以 为模为模板、板、为原料、为原料、提供能量、提供能量、的催化的催化等条件，等条件，为为DNA的复制提供精确
29、的的复制提供精确的模板、并有模板、并有 原则保证复制能够准确无误地完成。原则保证复制能够准确无误地完成。一个亲代一个亲代DNA分子通过复制形成了两个分子通过复制形成了两个 ，新形，新形成的成的DNA分子都是既含一条分子都是既含一条 链、又含一条链、又含一条 链，因此，称链，因此，称DNA的复制为的复制为“”。有丝有丝减数减数间间亲代亲代DNA分子分子子代子代DNA分子分子边解旋边复制边解旋边复制亲代亲代DNA分子一条链分子一条链脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATP酶酶DNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对结构完全相同的子代结构完全相同的子代DNA分子分子母母子子半保留复制半保留复制、G0、G1、G2三代三代DNADNA离心后的试管分别是离心后的试管分别是图中的：图中的：G0 、G1 、G2 。ABD、G2代在、三条带中代在、三条带中DNADNA数数的比例是的比例是 。、图中、图中 、两条带中、两条带中DNADNA分子所含的同分子所含的同位素磷分别是：位素磷分别是：，。、上述实验结果证明了、上述实验结果证明了DNADNA的复制方式的复制方式是是 。0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制24.24.以含有以含有31P标志的大肠标志的大肠杆菌放入杆菌放入32P的培养液中，的培养液中，培养培养2代。离心结果如右：代。离心结果如右：
