高中生物DNA復(fù)制新人教必修

1、第第3節(jié)節(jié)DNA的復(fù)制的復(fù)制課標(biāo)領(lǐng)航1概述DNA分子的復(fù)制。2探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。【重點(diǎn)】DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)?！倦y點(diǎn)】【難點(diǎn)】DNA分子復(fù)制的過(guò)程。分子復(fù)制的過(guò)程。核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新知能過(guò)關(guān)演練知能過(guò)關(guān)演練第第3節(jié)節(jié)DNA的的復(fù)復(fù)制制基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理一、概念以親代DNA為模板合成_的過(guò)程。二、發(fā)生時(shí)期有絲分裂_和減數(shù)第一次分裂的_。三、過(guò)程三、過(guò)程1解旋：需要細(xì)胞提供能量，在解旋：需要細(xì)胞提供能量，在_的的作用下，兩條螺旋的雙鏈解開(kāi)。作用下，兩條螺旋的雙鏈解開(kāi)。子代DNA間期間期解旋酶解旋酶2合成子鏈：以解開(kāi)的

2、每一段母鏈為模板，在_等酶的作用下，利用細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照_原則，合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈。3形成子代DNA：延伸子鏈，母子鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。結(jié)果，1個(gè)DNA分子形成_子代DNA分子。四、特點(diǎn)1邊解旋邊_。2復(fù)制方式：復(fù)制方式：_復(fù)制。復(fù)制。DNA聚合酶堿基互補(bǔ)配對(duì)兩個(gè)復(fù)制半保留半保留五、條件模板、原料、_和酶等。六、準(zhǔn)確復(fù)制的原因1DNA分子獨(dú)特的_提供精確模板。2.通過(guò)_保證了復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行。七、意義將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了_的連續(xù)性。的連續(xù)性。雙螺旋結(jié)構(gòu)能量堿基互補(bǔ)配對(duì)遺傳遺傳信息信息核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破DNA復(fù)制的理解復(fù)制

3、的理解1.場(chǎng)所：主要是在細(xì)胞核場(chǎng)所：主要是在細(xì)胞核(凡是細(xì)胞內(nèi)有凡是細(xì)胞內(nèi)有DNA的地方均可復(fù)制的地方均可復(fù)制)。4特點(diǎn)：半保留復(fù)制。新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。5結(jié)果：一個(gè)DNA分子形成了兩個(gè)DNA分子。新復(fù)制出的2個(gè)子代DNA分子通過(guò)細(xì)胞分裂分配到2個(gè)子細(xì)胞中去。6復(fù)制簡(jiǎn)記：復(fù)制簡(jiǎn)記：“1個(gè)主要場(chǎng)所個(gè)主要場(chǎng)所(細(xì)胞核細(xì)胞核)，2種種時(shí)期，時(shí)期，3步過(guò)程，步過(guò)程，4個(gè)條件個(gè)條件”?！咎貏e提醒】半保留復(fù)制使所有子代DNA與原DNA所攜帶的信息完全相同(變異除外)。復(fù)制的準(zhǔn)確性并不意味著復(fù)制時(shí)毫無(wú)差錯(cuò)復(fù)制的準(zhǔn)確性并不意味著復(fù)制時(shí)毫無(wú)差錯(cuò),復(fù)制過(guò)程中可能會(huì)

4、出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致變異的發(fā)復(fù)制過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致變異的發(fā)生。生。 下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是()A在細(xì)胞有絲分裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制BDNA通過(guò)一次復(fù)制后產(chǎn)生四個(gè)DNA分子CDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解鏈后，開(kāi)始DNA的復(fù)制D單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈【嘗試解答】【嘗試解答】A【解析解析】DNA的復(fù)制過(guò)程是在細(xì)胞有絲分的復(fù)制過(guò)程是在細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期，隨著染裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期，隨著染色體的復(fù)制而完成的，這是一個(gè)邊解旋邊復(fù)色體的復(fù)制而完成的，這是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程，以解開(kāi)的每一段母鏈為模板，在制的過(guò)程，以解開(kāi)的每一段母鏈為模板，在

5、DNA聚合酶等酶的作用下，利用細(xì)胞內(nèi)游離聚合酶等酶的作用下，利用細(xì)胞內(nèi)游離的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈，對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈，復(fù)制結(jié)束后，一個(gè)復(fù)制結(jié)束后，一個(gè)DNA分子就形成了兩個(gè)完分子就形成了兩個(gè)完全相同的全相同的DNA分子。由此可見(jiàn)，分子。由此可見(jiàn)，B、C、D三三項(xiàng)是錯(cuò)誤的。項(xiàng)是錯(cuò)誤的?！咎揭?guī)尋律】不是兩條母鏈完全解開(kāi)后才合成新的子鏈，而是邊解旋邊復(fù)制。親代親代DNA分子利用細(xì)胞提供的能量，在解分子利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下將氫鍵斷裂，部分雙螺旋解旋旋酶的作用下將氫鍵斷裂，部分雙螺

6、旋解旋為為2條平行鏈。條平行鏈。跟蹤訓(xùn)練一個(gè)DNA分子復(fù)制完畢后，新形成的兩條子鏈()A是DNA母鏈的片段B與DNA母鏈之一完全相同C與DNA母鏈相比，一定有所變化D與與DNA的兩條母鏈分別相同的兩條母鏈分別相同解析：解析：選選D。根據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)及堿基。根據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)及堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，新合成的每條互補(bǔ)配對(duì)原則，新合成的每條DNA子鏈與其子鏈與其模板母鏈互補(bǔ)，與它的非模板鏈相同。模板母鏈互補(bǔ)，與它的非模板鏈相同。DNA分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算假設(shè)將1個(gè)全部被15N標(biāo)記的DNA分子(0代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)n代，結(jié)果如下：1DNA分子數(shù)(1)子代DNA分子總數(shù)2

7、n個(gè)(2)含15N的DNA分子數(shù)2個(gè)(3)含含14N的的DNA分子數(shù)分子數(shù)2n個(gè)個(gè)(4)只含15N的DNA分子數(shù)0個(gè)(5)只含只含14N的的DNA分子數(shù)分子數(shù)(2n2)個(gè)個(gè)2脫氧核苷酸鏈數(shù)(1)子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)2n1條(2)含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)2條(3)含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)(2n12)條3消耗的脫氧核苷酸數(shù)設(shè)親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個(gè),則：(1)經(jīng)過(guò)n次復(fù)制，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m(2n1)個(gè)。(2)在第在第n次復(fù)制時(shí)，共需消耗游離的該脫氧次復(fù)制時(shí)，共需消耗游離的該脫氧核苷酸核苷酸m2n1個(gè)。個(gè)?！咎貏e提醒】運(yùn)用DNA半保留復(fù)制特點(diǎn),分析被標(biāo)記DNA分

8、子的比例時(shí)，應(yīng)注意求的是DNA分子數(shù)，還是脫氧核苷酸鏈數(shù)；還應(yīng)注意培養(yǎng)液中化學(xué)元素的轉(zhuǎn)換。運(yùn)用DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，解決消耗某種脫氧核苷酸數(shù)量問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意親代DNA分子的兩條母鏈被保留下來(lái)，不需消耗原料。在計(jì)算消耗脫氧核苷酸數(shù)時(shí)要明確是經(jīng)過(guò)在計(jì)算消耗脫氧核苷酸數(shù)時(shí)要明確是經(jīng)過(guò)n次復(fù)制還是第次復(fù)制還是第n次復(fù)制。次復(fù)制。 已知某DNA分子含有1000個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上AGTC1234。該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，共需要鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)是()A600個(gè)B900個(gè)C1200個(gè) D1800個(gè)【嘗試解答】【嘗試解答】D【解析解析】DNA分子中含有分子中含有2000個(gè)堿基，個(gè)堿基，又知其中一條鏈

9、中又知其中一條鏈中AGTC1234。該。該DNA分子中分子中AT，CG，則求出該則求出該DNA分子中鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸分子分子中鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)為數(shù)為600，該，該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，共需分子連續(xù)復(fù)制兩次，共需要鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)為要鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)為(221)6001800個(gè)。個(gè)?！净?dòng)探究】(1)若DNA分子中含有1000個(gè)堿基，結(jié)果又怎樣？(2)共需要腺嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)多少？第2次復(fù)制時(shí)所需的鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)是多少？【提示】(1)900個(gè)。(2)1200個(gè)，個(gè)，1200個(gè)。個(gè)。實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1實(shí)驗(yàn)思路：要分析DNA復(fù)制究竟是

10、半保留的還是全保留的，就需要區(qū)分親代與子代的DNA。21958年，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA的確是以半保留的方式復(fù)制的。(1)實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌。(2)實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤法和離心技術(shù)。實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤法和離心技術(shù)。(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：第一步：用15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，獲得15N/15NDNA。第二步：將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)。第三步：在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA。第四步：將提取的第四步：將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離進(jìn)行離心，記錄離心后試管中心后試管中DNA的位置。的位置。(4)實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后出現(xiàn)3條條DNA帶。帶。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：與預(yù)期

11、結(jié)果相同，如圖：(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制。復(fù)制方式為半保留復(fù)制。實(shí)戰(zhàn)演練實(shí)戰(zhàn)演練在氮源為在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其腸桿菌，其DNA分子均為分子均為14NDNA(對(duì)照對(duì)照)；在；在氮源為氮源為15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為分子均為15NDNA(親代親代)。將親代大腸桿。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(和和)，用某種離心方法分離得到的結(jié)果如，用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖所示，請(qǐng)分析：圖所示，請(qǐng)分析：(1)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推測(cè)第一代

12、()細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)莀，另一條鏈?zhǔn)莀。(2)將第一代將第一代()細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得的細(xì)菌的繁殖一代，將所得的細(xì)菌的DNA用同樣的方用同樣的方法分離。請(qǐng)參照法分離。請(qǐng)參照A圖將圖將DNA分子可能出現(xiàn)在分子可能出現(xiàn)在試管中的位置在試管中的位置在B圖中標(biāo)出。圖中標(biāo)出。答案：(1)15N母鏈14N新鏈(2)見(jiàn)圖：見(jiàn)圖：核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破DNA復(fù)制的理解復(fù)制的理解1.場(chǎng)所：主要是在細(xì)胞核場(chǎng)所：主要是在細(xì)胞核(凡是細(xì)胞內(nèi)有凡是細(xì)胞內(nèi)有DNA的地方均可復(fù)制的地方均可復(fù)制)?！咎貏e提醒】半保留復(fù)制使所有子代DNA與原DNA所攜帶的信息完全相同(變異

13、除外)。復(fù)制的準(zhǔn)確性并不意味著復(fù)制時(shí)毫無(wú)差錯(cuò)復(fù)制的準(zhǔn)確性并不意味著復(fù)制時(shí)毫無(wú)差錯(cuò),復(fù)制過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致變異的發(fā)復(fù)制過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致變異的發(fā)生。生。解析：解析：選選D。根據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)及堿基。根據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)及堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，新合成的每條互補(bǔ)配對(duì)原則，新合成的每條DNA子鏈與其子鏈與其模板母鏈互補(bǔ)，與它的非模板鏈相同。模板母鏈互補(bǔ)，與它的非模板鏈相同。DNA分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算假設(shè)將1個(gè)全部被15N標(biāo)記的DNA分子(0代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)n代，結(jié)果如下：1DNA分子數(shù)(1)子代DNA分子總數(shù)2n個(gè)(2)含15N的DNA分子數(shù)2個(gè)(3)含含14N的的DNA分子數(shù)分子數(shù)2n個(gè)個(gè)(4)只含15N的DNA分子數(shù)0個(gè)(5)只含只含14N的的DNA分子數(shù)分子數(shù)(2n2)個(gè)個(gè)【特別提醒】運(yùn)用DNA半保