高中生物DNA復(fù)制新人教必修PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1高中生物高中生物DNA復(fù)制新人教必修復(fù)制新人教必修第第3 3節(jié)節(jié) DNADNA的復(fù)制的復(fù)制第1頁/共30頁 沃森和克里克發(fā)表了沃森和克里克發(fā)表了DNA雙螺旋模型之后不久，于雙螺旋模型之后不久，于同年又緊接著發(fā)表了同年又緊接著發(fā)表了DNA自我復(fù)制的假說：自我復(fù)制的假說：DNA分子復(fù)分子復(fù)制時(shí)，制時(shí)，DNA分子的雙螺旋將解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫分子的雙螺旋將解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到核苷酸依據(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。由

2、于新合成的每個(gè)作為模板的單鏈上。由于新合成的每個(gè)DNA分子中，都分子中，都保留了原來保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式被稱做被稱做半保留復(fù)制半保留復(fù)制。第2頁/共30頁 要分析要分析DNADNA的復(fù)制究竟是半保留復(fù)制還是全的復(fù)制究竟是半保留復(fù)制還是全保留的，就需要區(qū)分親代與子代的保留的，就需要區(qū)分親代與子代的DNADNA第3頁/共30頁第4頁/共30頁實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的重帶重帶(下部下部)1515N/ N/ 15N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N輕帶輕帶(上部上部)1

3、414N/ N/ 14N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N第5頁/共30頁這個(gè)實(shí)驗(yàn)中是如何區(qū)分親代與子代的這個(gè)實(shí)驗(yàn)中是如何區(qū)分親代與子代的DNADNA分子的？分子的？參參考：考：本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)半保留復(fù)制原理和本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)半保留復(fù)制原理和DNADNA密度的密度的變化來設(shè)計(jì)的，在本實(shí)驗(yàn)中根據(jù)試管中變化來設(shè)計(jì)的，在本實(shí)驗(yàn)中根據(jù)試管中DNADNA帶所在帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNADNA。第6頁/共30頁第7頁/共30頁因因DNA復(fù)制采用半保留的方式，復(fù)制采用半保留的方式，所以一個(gè)所以一個(gè)DNA分子經(jīng)幾代復(fù)制后的分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所有所有DNA中，只有兩

4、個(gè)中，只有兩個(gè)DNA分子含分子含有原有原DNA鏈。但所有鏈。但所有DNA與原與原DNA所帶的信息（脫氧核苷酸的排列序）所帶的信息（脫氧核苷酸的排列序）完全相同。（變異除外）完全相同。（變異除外） 拓展延伸拓展延伸第8頁/共30頁世世代代分子分子總數(shù)總數(shù)DNADNA分子在離心管分子在離心管中位置中位置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比分子之比1515N N分子分子雜種分子雜種分子1414N N分子分子0 01 12 23 3n n根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)過程根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)過程, ,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/

5、22/2n n中中+(1-2/2+(1-2/2n n) )上上112/2n1- 2/2n課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：第9頁/共30頁1.1.概念：概念：是指以親代是指以親代DNA為模板合成子代為模板合成子代DNA的過程。的過程。2.2.時(shí)間：時(shí)間：細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期3.3.場(chǎng)所：場(chǎng)所： 細(xì)胞核細(xì)胞核( (主要主要) )4.4.過程：過程：第10頁/共30頁解旋：解旋：堿基配對(duì)：堿基配對(duì)： ( (復(fù)制復(fù)制) )螺旋化螺旋化: : DNA利用能量利用能量,在解旋酶的作用下，在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。把兩條螺旋的雙鏈解開。 以解開的

6、每一段母鏈為模板，在以解開的每一段母鏈為模板，在DNA聚合酶等酶的作用下聚合酶等酶的作用下,利用細(xì)胞中利用細(xì)胞中游離的游離的4種脫氧核苷酸為原料種脫氧核苷酸為原料,按堿基按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈的一段子鏈。 隨著模板鏈的解旋隨著模板鏈的解旋,新合成的子鏈新合成的子鏈不斷延伸。同時(shí)，每條新鏈與對(duì)應(yīng)的不斷延伸。同時(shí)，每條新鏈與對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。一個(gè)模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。一個(gè)DNA形成兩個(gè)完全相同的子代形成兩個(gè)完全相同的子代DNA分子。分子。第11頁/共30頁 模板：模板：6.6.條件：條件：（親代（親代DNADNA分子的）兩條母

7、鏈。分子的）兩條母鏈。細(xì)胞中游離的細(xì)胞中游離的4 4種種脫氧核苷酸。脫氧核苷酸。ATP。DNA解旋酶，解旋酶，DNA聚合聚合酶等。酶等。能量：能量：酶：酶：原料：原料：5.5.特點(diǎn)：特點(diǎn)：邊解旋、邊復(fù)制；邊解旋、邊復(fù)制；半保留復(fù)制半保留復(fù)制DNA聚合聚合酶：將脫氧核苷酸連接成岡崎片段。酶：將脫氧核苷酸連接成岡崎片段。DNA連接連接酶：將岡崎片段連接成脫氧核苷酶：將岡崎片段連接成脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈。酸長(zhǎng)鏈。第12頁/共30頁半保留復(fù)制半保留復(fù)制 DNA分子復(fù)制時(shí)，分子復(fù)制時(shí)，DNA分子的雙螺旋將解分子的雙螺旋將解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作

8、為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(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。的單鏈上。 由于新合成的每個(gè)由于新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了分子中，都保留了原來原來DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式被稱做式被稱做半保留復(fù)制半保留復(fù)制。第13頁/共30頁 DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而親代傳給了子代，從而使生物前后代使生物前后代保持保持了遺傳信息的連續(xù)性。了遺傳信息的連續(xù)性。7. DNA復(fù)制的意義：復(fù)制的意義：

9、DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，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。保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。8.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因：準(zhǔn)確復(fù)制的原因：第14頁/共30頁親代親代DNADNA分子經(jīng)分子經(jīng) n n 次復(fù)制后，求次復(fù)制后，求（）（）DNA分子數(shù)分子數(shù)子代子代DNA分子數(shù)：分子數(shù)：含親代母鏈含親代母鏈的的DNA分子數(shù)：分子數(shù)：不含親代母鏈不含親代母鏈的的DNA分子數(shù)：分子數(shù)：2n個(gè)個(gè)2個(gè)個(gè)2n-2個(gè)個(gè)與與DNADNA分子復(fù)制有關(guān)的計(jì)算分子復(fù)制有關(guān)的計(jì)算第15頁/共30頁1.親代母鏈與子代親代母鏈與子代DNA新

10、鏈數(shù)之比為：新鏈數(shù)之比為：2.含親代母鏈的含親代母鏈的DNA分子數(shù)與子代分子數(shù)與子代DNA分子分子數(shù)之比為：數(shù)之比為：2/（2n+1）2/ 2n拓展：拓展：3.3.脫氧核苷酸總數(shù)失去脫氧核苷酸總數(shù)失去H2O數(shù)數(shù)2例如：一個(gè)例如：一個(gè)DNA分子片段，經(jīng)水解消耗分子片段，經(jīng)水解消耗88個(gè)水分子，得到多少個(gè)脫氧核苷酸？個(gè)水分子，得到多少個(gè)脫氧核苷酸？第16頁/共30頁 1. 一個(gè)有一個(gè)有N15標(biāo)記的標(biāo)記的DNA分子放在沒有標(biāo)記的環(huán)境中培養(yǎng)分子放在沒有標(biāo)記的環(huán)境中培養(yǎng),復(fù)制復(fù)制5次后標(biāo)記的次后標(biāo)記的DNA分子占分子占DNA分子總數(shù)的分子總數(shù)的（ ）A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/322

11、.1個(gè)個(gè)DNA分子經(jīng)過分子經(jīng)過4次復(fù)制次復(fù)制,形成形成16個(gè)個(gè)DNA分子分子,其中不含親代母鏈的其中不含親代母鏈的DNA分子為分子為（ ）A.2個(gè)個(gè) B.8個(gè)個(gè) C.14個(gè)個(gè) D.32個(gè)個(gè)C C 課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：第17頁/共30頁3.一個(gè)被放射性元素標(biāo)記雙鏈一個(gè)被放射性元素標(biāo)記雙鏈DNA的噬菌體侵染細(xì)菌的噬菌體侵染細(xì)菌,若此細(xì)菌破裂后釋放出若此細(xì)菌破裂后釋放出n個(gè)噬菌體個(gè)噬菌體,則其中具有放射性元素的噬菌體占總數(shù)的（則其中具有放射性元素的噬菌體占總數(shù)的（ ）A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2C4.假設(shè)將含有一對(duì)同源染色體的精原細(xì)胞的假設(shè)將含有一對(duì)同源染色體的精原細(xì)胞的DNA分

12、子用分子用15N標(biāo)記，并供給標(biāo)記，并供給14N為原料，該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的為原料，該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精子中，含個(gè)精子中，含15N標(biāo)記的標(biāo)記的DNA的精子所占比例為的精子所占比例為( )( )A.100% B.50% C.25% D.0A第18頁/共30頁親代親代DNADNA分子經(jīng)分子經(jīng) n n 次復(fù)制后，求次復(fù)制后，求（2 2）脫氧核苷酸鏈數(shù)）脫氧核苷酸鏈數(shù)子代子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)：分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)：親代脫氧核苷酸鏈數(shù)：親代脫氧核苷酸鏈數(shù)：新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)：新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)： 2n+1條條2條條2n+1-2條條第19頁/共30頁1.一個(gè)雙鏈一個(gè)雙鏈DNA

13、分子為第一代分子為第一代,經(jīng)過經(jīng)過3次自我復(fù)制，在第四代次自我復(fù)制，在第四代DNA分子中分子中,共有（共有（ ）條長(zhǎng)鏈）條長(zhǎng)鏈,有有( )條第一代脫氧核苷酸的長(zhǎng)鏈條第一代脫氧核苷酸的長(zhǎng)鏈.A2 B4 C8 D16課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：DA2.一雙鏈一雙鏈DNA分子分子,在復(fù)制解旋時(shí)在復(fù)制解旋時(shí),一條鏈上的一條鏈上的G變成了變成了C,則則DNA經(jīng)經(jīng)n次復(fù)制后次復(fù)制后,發(fā)生差錯(cuò)的發(fā)生差錯(cuò)的DNA占（占（ ）A.1/2 B.1/2n-1 C.1/2n D.1/2n+1A第20頁/共30頁3. 由由15N標(biāo)記細(xì)菌的標(biāo)記細(xì)菌的DNA，然后又將，然后又將14N來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用來供給這種細(xì)菌，于

14、是該細(xì)菌便用14N來合成來合成DNA，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們DNA中的含中的含14N與與15N的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈比例是的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈比例是 （ ） A.7：1 B.2：1 C.1：1 D.3：1 A第21頁/共30頁(3)(3)復(fù)制過程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)復(fù)制過程中消耗的脫氧核苷酸數(shù) 若一親代若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則經(jīng)過個(gè)，則經(jīng)過n次復(fù)制后需要消耗該脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為：次復(fù)制后需要消耗該脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為：m（ 2n1） 當(dāng)只需計(jì)算第當(dāng)只需計(jì)算第n次所需原料量時(shí)，可據(jù)第次所需原料量時(shí)，可據(jù)第n

15、次次產(chǎn)生產(chǎn)生2n個(gè)子個(gè)子DNA，本次應(yīng)需新構(gòu)建子鏈，本次應(yīng)需新構(gòu)建子鏈2n條（每條（每個(gè)子個(gè)子DNA均有一條新子鏈），這均有一條新子鏈），這2n條新子鏈應(yīng)相條新子鏈應(yīng)相當(dāng)于當(dāng)于2n/2個(gè)個(gè)DNA,故本次所需原料應(yīng)為故本次所需原料應(yīng)為2n/2個(gè)個(gè)DNA乘以每個(gè)乘以每個(gè)DNA中的該原料量。中的該原料量。m 2n1第22頁/共30頁1.某某DNA分子共有分子共有a個(gè)堿基，其中含胞嘧啶個(gè)堿基，其中含胞嘧啶m個(gè)，則該個(gè)，則該DNA分子復(fù)制分子復(fù)制3次，需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為次，需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為( )( )A.7（a-m） B.8（a-m） C.7（a/2-m） D.8（2a-m）課

16、堂練習(xí)：課堂練習(xí)：C2.具有具有1000個(gè)堿基對(duì)的某個(gè)個(gè)堿基對(duì)的某個(gè)DNA分子區(qū)段內(nèi)有分子區(qū)段內(nèi)有600個(gè)個(gè)腺嘌呤腺嘌呤,若連續(xù)復(fù)制兩次若連續(xù)復(fù)制兩次,則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目為（數(shù)目為（ ）A.400 B.600 C.1200 D.1800C第23頁/共30頁1.DNA分子復(fù)制時(shí)，解旋酶的作用部位是（分子復(fù)制時(shí)，解旋酶的作用部位是（ ）A.腺嘌呤和鳥嘌呤之間的氫鍵腺嘌呤和鳥嘌呤之間的氫鍵B.嘌呤和嘧啶之間的氫鍵嘌呤和嘧啶之間的氫鍵C.脫氧核糖與含氮堿基之間的化學(xué)鍵脫氧核糖與含氮堿基之間的化學(xué)鍵D.脫氧核糖與磷酸之間的化學(xué)鍵脫氧核糖與磷酸之間的化學(xué)鍵課堂鞏固：課

17、堂鞏固：B2.一個(gè)一個(gè)DNA分子復(fù)制完畢后，新形成的分子復(fù)制完畢后，新形成的DNA分子單鏈分子單鏈通常是（通常是（ ）A.DNA母鏈的一個(gè)片段母鏈的一個(gè)片段B.和和DNA母鏈之一完全相同母鏈之一完全相同C.和母鏈和母鏈DNA相同，但相同，但T被被U取代取代D.和和DNA母鏈稍有不同母鏈稍有不同B第24頁/共30頁3.一個(gè)一個(gè)DNA分子自我復(fù)制后形成兩個(gè)分子自我復(fù)制后形成兩個(gè)DNA分子，分子，這兩個(gè)新的這兩個(gè)新的DNA分子（分子（ ） A.分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成 B.兩條母鏈和兩條子鏈隨機(jī)結(jié)合而成兩條母鏈和兩條子鏈隨機(jī)結(jié)合而成 C.分別由一條子鏈及一條母鏈結(jié)合而

18、成分別由一條子鏈及一條母鏈結(jié)合而成 D.一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結(jié)合一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結(jié)合C 4.DNA分子的半保留復(fù)制方式使（分子的半保留復(fù)制方式使（ ） A.分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性 B.能精確進(jìn)行自我復(fù)制，保證親代與子代之間的能精確進(jìn)行自我復(fù)制，保證親代與子代之間的連續(xù)性連續(xù)性 C.能夠精確地指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成能夠精確地指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成 D.產(chǎn)生可遺傳變異的機(jī)會(huì)產(chǎn)生可遺傳變異的機(jī)會(huì)B 第25頁/共30頁5下列關(guān)于下列關(guān)于DNA復(fù)制過程中，正確順序是（復(fù)制過程中，正確順序是（ ） 互補(bǔ)堿基對(duì)互補(bǔ)堿基對(duì)0間氫鍵斷裂間氫鍵斷裂 互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫

19、鍵 DNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母鏈為模板進(jìn)行以母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì) 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) A B C DC6.有有100個(gè)堿基對(duì)的某個(gè)堿基對(duì)的某DNA分子片段，內(nèi)含分子片段，內(nèi)含60個(gè)胞嘧啶個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸，若連續(xù)復(fù)制脫氧核苷酸，若連續(xù)復(fù)制n次，則在第次，則在第n次復(fù)制時(shí)需游離次復(fù)制時(shí)需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸（的胸腺嘧啶脫氧核苷酸（ ）個(gè)，這）個(gè)，這n次復(fù)制共需游次復(fù)制共需游離的腺嘧啶脫氧核苷酸（離的腺嘧啶脫氧核苷酸（ ）個(gè)。）個(gè)。A.40n-1 B.40n C.402n-1 D. 40（2n-1）DC第26頁/

20、共30頁7.某一個(gè)某一個(gè)DNA的堿基總數(shù)中的堿基總數(shù)中,腺嘌呤為腺嘌呤為200個(gè)個(gè),復(fù)制數(shù)次復(fù)制數(shù)次后后,消耗周圍環(huán)境中含腺嘌呤的脫氧核苷酸消耗周圍環(huán)境中含腺嘌呤的脫氧核苷酸3000個(gè)個(gè),該該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了幾次分子已經(jīng)復(fù)制了幾次( (是第幾代是第幾代) )（ ）A.三次（第四代）三次（第四代） B.四次（第五代）四次（第五代） C.五次（第六代）五次（第六代） D.六次（第七代）六次（第七代）B8.某雙鏈某雙鏈DNA分子中共有含分子中共有含N堿基堿基1400個(gè)，其中一條個(gè)，其中一條單鏈上（單鏈上（A+T）：（：（C+G）=2：5。問該分子連續(xù)復(fù)制。問該分子連續(xù)復(fù)制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是（兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是（ ）A.200個(gè)個(gè) B.400個(gè)個(gè) C.600個(gè)個(gè) D.1000個(gè)個(gè)C第27