DNA分子的復(fù)制(一輪復(fù)習(xí))調(diào)研公開課

1、第第 3 章 ： 基 因 的 本 質(zhì)章 ： 基 因 的 本 質(zhì)第第2節(jié)：節(jié)：DNA分子的復(fù)制分子的復(fù)制DNA分子的復(fù)制分子的復(fù)制1 1、概念、概念: :以親代以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過程的過程（1）真核生物：）真核生物：（2）原核生物：）原核生物：（3）病毒：）病毒：2 2、場所、場所: :3 3、時(shí)間、時(shí)間: : （主要）有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期（主要）有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞核、線粒體、葉綠體擬核、細(xì)胞質(zhì)（如：質(zhì)粒的復(fù)制）擬核、細(xì)胞質(zhì)（如：質(zhì)粒的復(fù)制）宿主細(xì)胞內(nèi)宿主細(xì)胞內(nèi)4 4、方式方式: : 半保留復(fù)制半保留復(fù)

2、制例例1 1：（20102010年北京高考年北京高考）科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對象，運(yùn)用同）科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNADNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。組別組別1 1組組2 2組組3 3組組4 4組組唯一氮源唯一氮源1414NHNH4 4CLCL1515NHNH4 4CLCL1414NHNH4 4CLCL1414NHNH4 4CLCL繁殖代數(shù)繁殖代數(shù)多代多代多代多代一代一代兩代兩代培養(yǎng)產(chǎn)物培養(yǎng)產(chǎn)物A AB BB B的子的子I I代代B B的子的子IIII代

3、代操作操作提取提取DNADNA并離心并離心離心結(jié)果離心結(jié)果僅為輕帶僅為輕帶（1414N/N/1414N N）僅為重帶僅為重帶（1515N/N/1515N N）僅為中帶僅為中帶（1414N/N/1515N N）1/21/2為輕帶為輕帶（1414N/N/1414N N）1/21/2為中帶為中帶（1414N/N/1515N N）DNA分子復(fù)制的方式分子復(fù)制的方式（1 1）要得到）要得到DNADNA中的中的N N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B B，必須經(jīng)，必須經(jīng)過過_代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的_是唯一氮源。是唯一氮源。多多1515NHNH4 4CLCL（2 2）綜

4、合分析本實(shí)驗(yàn)的綜合分析本實(shí)驗(yàn)的DNADNA離心結(jié)果，第離心結(jié)果，第_組結(jié)果對得到組結(jié)果對得到的結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第的結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第_組和第組和第_組的結(jié)組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說明果進(jìn)行比較，才能說明DNADNA分子的復(fù)制方式是分子的復(fù)制方式是 。DNA分子復(fù)制的方式分子復(fù)制的方式312半保留復(fù)制半保留復(fù)制組別組別1 1組組2 2組組3 3組組4 4組組唯一氮源唯一氮源1414NHNH4 4CLCL1515NHNH4 4CLCL1414NHNH4 4CLCL1414NHNH4 4CLCL繁殖代數(shù)繁殖代數(shù)多代多代多代多代一代一代兩代兩代培養(yǎng)產(chǎn)物培養(yǎng)產(chǎn)物A AB BB

5、B的子的子I I代代B B的子的子IIII代代操作操作提取提取DNADNA并離心并離心離心結(jié)果離心結(jié)果僅為輕帶僅為輕帶（1414N/N/1414N N）僅為重帶僅為重帶（1515N/N/1515N N）僅為中帶僅為中帶（1414N/N/1515N N）1/21/2為輕帶為輕帶（1414N/N/1414N N）1/21/2為中帶為中帶（1414N/N/1515N N）DNA分子的復(fù)制分子的復(fù)制1 1、概念、概念: :以親代以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過程的過程2 2、場所、場所: :3 3、時(shí)間、時(shí)間: : （主要）有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期（主要）有絲分裂

6、間期和減數(shù)第一次分裂間期5 5、過程、過程: :4 4、方式、方式: : 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 例例2 2：（0909江蘇高考江蘇高考）下圖為真核生物染色體上）下圖為真核生物染色體上DNADNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ） A A圖中圖中DNADNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的 B B圖中圖中DNADNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的 C C真核生物真核生物DNADNA分子復(fù)制過程需要解旋酶分子復(fù)制過程需要解旋酶 D D真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)

7、制速率A DNA分子的復(fù)制分子的復(fù)制1 1、概念、概念: :以親代以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過程的過程邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制2 2、場所、場所: :3 3、時(shí)間、時(shí)間: : （主要）有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期（主要）有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期5 5、過程過程: :6 6、條件、條件: :(1)(1)模板：親代模板：親代DNADNA分子的分子的2 2條鏈條鏈(2)(2)原料：原料：4 4種游離的脫氧核苷酸種游離的脫氧核苷酸(3)(3)能量：能量：ATPATP的水解的水解(4)(4)酶：酶： 解旋酶解旋酶 、DNADNA聚合酶等聚合酶等4 4、方式、

8、方式: : 半保留復(fù)制半保留復(fù)制DNA分子復(fù)制的方式分子復(fù)制的方式中帶中帶重帶重帶輕帶輕帶1515NN1414N N一半一半1515NN1414N N一半一半1515NN1515N N1414NN1414N N中帶中帶密度梯度密度梯度 離心處理離心處理第第1次次第第2次次DNA分子復(fù)制的方式分子復(fù)制的方式輕帶輕帶中帶中帶重帶重帶1414NN1414N N1515NN1414N N半保留復(fù)制半保留復(fù)制1515NN1414N N1414NN1414N N全保留復(fù)制全保留復(fù)制DNA分子的復(fù)制分子的復(fù)制1 1、概念、概念: :以親代以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過程的過程

9、邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制2 2、場所、場所: :3 3、時(shí)間、時(shí)間: : （主要）有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期（主要）有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期5 5、過程、過程: :6 6、條件、條件: :7 7、結(jié)果、結(jié)果: :8 8、意義、意義: :通常通常形成兩個(gè)完全相同的形成兩個(gè)完全相同的DNA分子分子 將遺傳信息從親代傳給子代將遺傳信息從親代傳給子代4 4、方式、方式: : 半保留復(fù)制半保留復(fù)制與與DNA分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算1、堿基數(shù)目堿基數(shù)目的計(jì)算的計(jì)算(3)(3)同位素標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)目的計(jì)算同位素標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)目的計(jì)算(2)(2)同位素標(biāo)記的染色體和染色單體數(shù)目的計(jì)算同位

10、素標(biāo)記的染色體和染色單體數(shù)目的計(jì)算(1)(1)同位素標(biāo)記的同位素標(biāo)記的DNADNA分子和分子和DNADNA鏈數(shù)目的計(jì)算鏈數(shù)目的計(jì)算2、同位素標(biāo)記的有關(guān)計(jì)算、同位素標(biāo)記的有關(guān)計(jì)算例例3 3：已知某已知某DNADNA分子共含有分子共含有10001000個(gè)堿基對，其中一條個(gè)堿基對，其中一條鏈上鏈上A A：G G：T T：C =1C =1：2 2：3 3：4 4。此。此DNADNA分子連續(xù)復(fù)制分子連續(xù)復(fù)制2 2次，共需要的鳥嘌呤脫氧核苷酸的分子數(shù)是（次，共需要的鳥嘌呤脫氧核苷酸的分子數(shù)是（ ）A A600600個(gè)個(gè) B B900900個(gè)個(gè) C C12001200個(gè)個(gè) D D18001800個(gè)個(gè)DNA分

11、子復(fù)制的堿基數(shù)目的計(jì)算分子復(fù)制的堿基數(shù)目的計(jì)算D總結(jié)：總結(jié)：（1）1個(gè)個(gè)DNA復(fù)制復(fù)制n次，則共需某堿基數(shù)目為：次，則共需某堿基數(shù)目為：（2）1個(gè)個(gè)DNA第第 n次復(fù)制時(shí)，則需某堿基數(shù)目為：次復(fù)制時(shí)，則需某堿基數(shù)目為：（2n-1） DNA分子中該堿基總數(shù)分子中該堿基總數(shù)（2n-2n-1） DNA分子中該堿基總數(shù)分子中該堿基總數(shù)DNA分子復(fù)制的分子復(fù)制的DNA分子數(shù)和單鏈數(shù)目的計(jì)算分子數(shù)和單鏈數(shù)目的計(jì)算例例4 4：某某DNADNA分子的兩條鏈均被分子的兩條鏈均被1515N N標(biāo)記，將標(biāo)記，將其置于只含有其置于只含有1414N N的培養(yǎng)基中進(jìn)行的培養(yǎng)基中進(jìn)行DNADNA復(fù)制實(shí)復(fù)制實(shí)驗(yàn)，其連續(xù)復(fù)制四

12、代后，含有驗(yàn)，其連續(xù)復(fù)制四代后，含有1515N N標(biāo)記的標(biāo)記的DNADNA占總量的（占總量的（ ）；含有）；含有1414N N的的DNADNA占總量的占總量的（ ）A A1/8 B1/8 B1/4 1/4 C C1/2 D1/2 D1 1ADATTAGCCGATTAGCCGATTAGCCGATTAGCCGTACGATGC連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次次ACGTATTAGCCGATGC第第1次復(fù)制次復(fù)制第第2次復(fù)制次復(fù)制DNA分子復(fù)制的分子和單鏈數(shù)目的計(jì)算分子復(fù)制的分子和單鏈數(shù)目的計(jì)算DNA分子數(shù)分子數(shù)=脫氧核苷酸鏈數(shù)脫氧核苷酸鏈數(shù)=母鏈數(shù)母鏈數(shù)=子鏈數(shù)子鏈數(shù)=2n2n+122n+1-2總結(jié)總結(jié)：1個(gè)個(gè)D

13、NA分子連續(xù)復(fù)制分子連續(xù)復(fù)制n次，則：次，則：AD例例5 5：某卵原細(xì)胞（某卵原細(xì)胞（2N=42N=4）中每對同源染色體僅有一）中每對同源染色體僅有一條染色體上的條染色體上的DNADNA分子兩條鏈均被分子兩條鏈均被1515N N標(biāo)記，該卵原細(xì)標(biāo)記，該卵原細(xì)胞在胞在1414N N的環(huán)境中進(jìn)行減數(shù)分裂，請回答：的環(huán)境中進(jìn)行減數(shù)分裂，請回答：（1 1）減數(shù)第一次分裂后期的初級卵母細(xì)胞中含有）減數(shù)第一次分裂后期的初級卵母細(xì)胞中含有1515N N標(biāo)記的染色單體有標(biāo)記的染色單體有 條；條；（2) 2) 減數(shù)第二次分裂后期的次級卵母細(xì)胞中含有減數(shù)第二次分裂后期的次級卵母細(xì)胞中含有1515N N標(biāo)記的染色體有

14、標(biāo)記的染色體有 條。條。（3 3）其產(chǎn)生含有）其產(chǎn)生含有1515N N標(biāo)記的卵細(xì)胞的概率為標(biāo)記的卵細(xì)胞的概率為 。4 4 0 0或或2 2或或4 4同位素標(biāo)記的染色體和染色單體數(shù)目的計(jì)算同位素標(biāo)記的染色體和染色單體數(shù)目的計(jì)算3/43/43 34 4染色體染色體1515N N1414N NDNADNA1 12 2卵原細(xì)胞卵原細(xì)胞初級卵母細(xì)胞初級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞MM后期后期同位素標(biāo)記的染色體和染色單體數(shù)目的計(jì)算同位素標(biāo)記的染色體和染色單體數(shù)目的計(jì)算例例6 6：假設(shè)某生物的體細(xì)胞中僅有假設(shè)某生物的體細(xì)胞中僅有1對同源染色體，將該對同源染色體，將該體細(xì)胞置于含有體細(xì)胞置于含有3H的培養(yǎng)

15、基中培養(yǎng)一段時(shí)間，使其分裂的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間，使其分裂產(chǎn)生的細(xì)胞中的產(chǎn)生的細(xì)胞中的DNADNA雙鏈均被標(biāo)上雙鏈均被標(biāo)上3H。請回答：。請回答：(1)(1)取取1 1個(gè)個(gè)3H標(biāo)記的體細(xì)胞置于普通培養(yǎng)基中分裂一次，標(biāo)記的體細(xì)胞置于普通培養(yǎng)基中分裂一次，產(chǎn)生的子細(xì)胞中有產(chǎn)生的子細(xì)胞中有 個(gè)含有個(gè)含有3H。(2)(2)取取1 1個(gè)個(gè)3H標(biāo)記的標(biāo)記的1 1個(gè)體細(xì)胞置于普通培養(yǎng)基中連續(xù)分個(gè)體細(xì)胞置于普通培養(yǎng)基中連續(xù)分裂裂2次，產(chǎn)生的子細(xì)胞中有次，產(chǎn)生的子細(xì)胞中有 個(gè)含有個(gè)含有3H。22或或3或或4同位素標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)目的計(jì)算同位素標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)目的計(jì)算同位素標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)目的計(jì)算同位素標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)目的計(jì)算3

16、 3H H3 3H H和和1 1H H組合組合組合組合或或（1 1）若細(xì)胞）若細(xì)胞1 1和和2 2均按組合均按組合，4 4個(gè)子細(xì)胞中有個(gè)子細(xì)胞中有 個(gè)含個(gè)含3 3H H細(xì)胞細(xì)胞1 1細(xì)胞細(xì)胞1 1（2 2）若細(xì)胞）若細(xì)胞1 1和和2 2均按組合均按組合，4 4個(gè)子細(xì)胞中有個(gè)子細(xì)胞中有 個(gè)含個(gè)含3 3H H（3 3）若細(xì)胞）若細(xì)胞1 1和和2 2按組合按組合、或或 、 ，4 4個(gè)子細(xì)胞個(gè)子細(xì)胞 中有中有 個(gè)含個(gè)含3 3H H2 24 43 3細(xì)胞細(xì)胞2 2對對DNA分子復(fù)制方式的推測分子復(fù)制方式的推測1、全保留型復(fù)制：新復(fù)制出、全保留型復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，的分子直接形成， 完全沒有完全

17、沒有舊的部分。舊的部分。3、分散型復(fù)制：新復(fù)制的兩個(gè)、分散型復(fù)制：新復(fù)制的兩個(gè)分子同時(shí)含有舊的和新的部分，分子同時(shí)含有舊的和新的部分，但其分配是隨機(jī)組合的。但其分配是隨機(jī)組合的。2、半保留型復(fù)制：以雙鏈、半保留型復(fù)制：以雙鏈DNA的每一條鏈作為模板進(jìn)行復(fù)制，的每一條鏈作為模板進(jìn)行復(fù)制，故形成的分子一半新，一半舊。故形成的分子一半新，一半舊。復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次例例: :現(xiàn)將某細(xì)胞置于含有現(xiàn)將某細(xì)胞置于含有3232P P的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)很多代后得的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)很多代后得到到G G0 0代細(xì)胞。然后將代細(xì)胞。然后將G G0 0代細(xì)胞移至代細(xì)胞移至3131P P

18、的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1 1、2 2次細(xì)胞分裂后分別得到次細(xì)胞分裂后分別得到G G1 1、G G2 2代細(xì)胞。再從代細(xì)胞。再從G G0 0、G G1 1、G G2 2代細(xì)胞代細(xì)胞中提取出中提取出DNADNA經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如圖。若經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如圖。若分別分別表示輕、中、重三種表示輕、中、重三種DNADNA分子的位置，請回答：分子的位置，請回答：(1)G(1)G0 0、G G1 1、G G2 2三代三代DNADNA離心后的試管分別是圖中的離心后的試管分別是圖中的 。C、B、D(2)G(2)G2 2代在代在、三條帶中三條帶中DNADNA分子數(shù)分子數(shù)的比例是的比例是 。 1 1 0(3)(3)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNADNA的復(fù)制方式的復(fù)制方式是是 。 半保留復(fù)制半保留復(fù)制DNA分子復(fù)制的方式分子復(fù)制的方式同位素標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)目的計(jì)算同位素標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)目的計(jì)算例：例：（20102010山東高考理綜山東