DNA的復(fù)制【高效備課精研+知識(shí)精講提升】 高一下學(xué)期生物人教版必修2

第3節(jié)DNA的復(fù)制1運(yùn)用假說—演繹法探究DNA的復(fù)制方式(難點(diǎn))。2概述DNA通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制(重點(diǎn))。3理解DNA的準(zhǔn)確復(fù)制是遺傳信息穩(wěn)定傳遞的基礎(chǔ)。DNA復(fù)制的時(shí)期？DNA復(fù)制的結(jié)果？DNA數(shù)目加倍分裂前的間期DNA是怎樣進(jìn)行復(fù)制的？

一、對DNA復(fù)制的推測1.沃森和克里克的假說——半保留復(fù)制

DNA復(fù)制時(shí)，DNA雙螺旋解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂；解開的兩條單鏈分別作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，

通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上；新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，這種復(fù)制方式被稱做半保留復(fù)制。提出假說5’3’5’3’3’5’5’3’雙螺旋解開，氫鍵斷裂3’5’5’3’模板模板子鏈子鏈

原來的

原來的

新的

新的2.其他觀點(diǎn)——全保留復(fù)制、分散復(fù)制全保留復(fù)制

以兩條母鏈為模板合成兩條DNA子鏈，子代DNA中母鏈重新結(jié)合，兩條子鏈彼此結(jié)合成另一個(gè)子代DNA分子。分散復(fù)制

親代DNA雙鏈被切成片段，分散在新合成的子代DNA雙鏈中。全保留復(fù)制模型圖彌散復(fù)制模型圖

一、對DNA復(fù)制的推測提出假說半保留復(fù)制全保留復(fù)制需要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證首要問題：區(qū)分親代與子代的DNA

一、對DNA復(fù)制的推測任務(wù)一閱讀課本P53及“證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)”思考如下問題：用什么方法能在實(shí)驗(yàn)中區(qū)分母鏈和子鏈？該實(shí)驗(yàn)用什么元素做標(biāo)記？除此之外還可以用什么元素？如何測定每一代DNA所含有的同位素的情況?同位素標(biāo)記法。15N和14N含15N的DNA比含14N的DNA密度大；利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分不同N元素的DNA分子密度梯度離心技術(shù)能不能通過檢測放射性來區(qū)分開？15N15N15N14N14N14N重帶中帶輕帶密度梯度離心

二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)如何讓DNA被15N或14N標(biāo)記上？1.用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖若干代中生長若干代得到的大腸桿菌DNA幾乎都是15N標(biāo)記的（親代）2.將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有14NH4Cl的普通培養(yǎng)液中，在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA，進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置若提取其DNA進(jìn)行離心，DNA帶位于什么位置？15N/15N-DNA14NH4Cl再分裂一次分裂一次提取DNA離心提取DNA離心親代DNA子一代DNA子二代DNA半保留復(fù)制15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N重帶15N/15N中帶15N/14N輕帶14N/14N中帶15N/14N演繹推理親代DNA子一代DNA子二代DNA全保留復(fù)制15N15N15N14N15N14N14N14N14N14N重帶15N/15N輕帶14N/14N重帶15N/15N輕帶14N/14N重帶15N/15N演繹推理分散復(fù)制親代DNA子一代DNA子二代DNA15N15N重帶15N/15N中帶15N/14N15N15N14N14N15N14N15N14N15N14N15N14N中帶15N/14N演繹推理細(xì)胞分裂一次轉(zhuǎn)移到含14NH4CL細(xì)胞再分裂一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果與半保留復(fù)制的假說吻合，說明DNA的復(fù)制是以半保留復(fù)制的方式進(jìn)行的提取DNA離心提取DNA離心提取DNA離心親代子一代子二代實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)15NH4Cl中帶

輕帶

中帶

重帶

該實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行幾次離心觀察？子一代的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以排除哪種復(fù)制方式？子二代的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以排除哪種復(fù)制方式？

二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)3次全保留復(fù)制分散復(fù)制科學(xué)方法提出問題1、DNA是如何復(fù)制的？作出假說2、推測可能的復(fù)制方式。演繹推理3、根據(jù)復(fù)制模式、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證4、證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)。得出結(jié)論5、DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。假說-演繹法

二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)驗(yàn)者：實(shí)驗(yàn)材料：實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素標(biāo)記技術(shù)、密度梯度離心技術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：DNA是半保留復(fù)制梅塞爾森、斯塔爾大腸桿菌研究方法：假說演繹法學(xué)法74頁對點(diǎn)練1下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A．孟德爾實(shí)驗(yàn)中“F1自交，F(xiàn)2出現(xiàn)了9：3：3：1的性狀分離比”屬于“提出假說”B．摩爾根運(yùn)用假說—演繹法，通過研究果蠅眼色的遺傳證明了“基因在染色體上”C．孟德爾預(yù)測“F1測交時(shí)子代會(huì)出現(xiàn)1：1：1：1的性狀分離比”屬于“演繹推理”D．梅塞爾森和斯塔爾觀察到與演繹一致的現(xiàn)象后，得出“DNA以半保留方式復(fù)制”的結(jié)論A觀察現(xiàn)象，提出問題階段1．生物學(xué)發(fā)展過程中，科學(xué)家運(yùn)用了各種標(biāo)記技術(shù)，并取得了很多科研成果。下列有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．1970年科學(xué)家用同位素標(biāo)記法證明了細(xì)胞膜的流動(dòng)性B．赫爾希和蔡斯用放射性同位素35S和32P標(biāo)記的噬菌體分別侵染細(xì)菌，證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)C．科學(xué)家用15N和14N同位素，證明了DNA的復(fù)制是半保留的方式進(jìn)行D．卡爾文利用14C標(biāo)記二氧化碳來追蹤了光合作用中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑 A熒光標(biāo)記法（1）赫爾希、蔡斯“噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”：35S、32P（2）DNA半保留復(fù)制：15N、14N標(biāo)記DNA分子（3）分泌蛋白的合成與分泌過程：用3H標(biāo)記氨基酸（4）卡爾文用14C標(biāo)記CO2，研究出碳原子在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑，即CO2→C3→有機(jī)物；（5）魯賓和卡門用18O標(biāo)記水和二氧化碳，證明光合作用所釋放的氧氣全部來自于水。同位素標(biāo)記法1、把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于復(fù)制一輪的時(shí)間，然后放回原環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于連續(xù)復(fù)制兩輪的時(shí)間后，分析表明細(xì)菌DNA組成為()

A.3/4輕氮型、1/4中間型

B.1/4輕氮型、3/4中間型

C.1/2中間型、1/2重氮型

D.1/2輕氮型、1/2中間型A隨堂練習(xí)2．DNA的復(fù)制方式有三種假說：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制?？蒲行〗M同學(xué)以細(xì)菌為材料，進(jìn)行了如下兩組實(shí)驗(yàn)探究DNA的復(fù)制方式。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）實(shí)驗(yàn)一：將14N細(xì)菌置于15N培養(yǎng)基中培養(yǎng)一代并離心實(shí)驗(yàn)二：將15N細(xì)菌置于14N培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)兩代并離心A．若實(shí)驗(yàn)一離心結(jié)果為重帶和輕帶，則DNA的復(fù)制方式為全保留復(fù)制B．若實(shí)驗(yàn)一離心結(jié)果為中帶，可確定DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制C．若實(shí)驗(yàn)二離心結(jié)果為中帶和輕帶，則DNA的復(fù)制方式不是全保留復(fù)制D．若實(shí)驗(yàn)二改為連續(xù)培養(yǎng)三代并離心，結(jié)果只出現(xiàn)一個(gè)條帶，則可能為彌散復(fù)制B或分散復(fù)制親代第一代第二代第三代15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N212223四、DNA復(fù)制的計(jì)算將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)制n次，則：(1)DNA分子數(shù)：第n代DNA分子總數(shù)為______個(gè)：①含15N的DNA分子數(shù)為______個(gè)，②含14N的DNA分子數(shù)為______個(gè)，③只含15N的DNA分子數(shù)為______個(gè)，④只含14N的DNA分子數(shù)為_________個(gè)，2n22n0(2n－2)一個(gè)帶有同位素15N標(biāo)記的DNA分子中，以含14N的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制三次，在合成的DNA分子中，帶有15N標(biāo)記的DNA分子占（）A12.5%B.25%C50%D100%B(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)：①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)是多少？②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)是多少？③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)是多少？2n＋1條2條(2n＋1－2)條設(shè)DNA分子中某堿基數(shù)為m①復(fù)制n次共需要某堿基的數(shù)目=②第n次復(fù)制需要某種堿基的數(shù)目(3)需要消耗的堿基數(shù)（脫氧核苷酸數(shù)）：親代DNA不需要再另外消耗堿基m?（2n-1）=m?（2n-2n-1）=m?2n-1

閱讀課本P54思考如下問題：2.1DNA復(fù)制的過程1.DNA分子復(fù)制的概念是什么?2..DNA分子復(fù)制過程需要哪些條件?3.DNA分子復(fù)制過程怎么進(jìn)行?4.DNA分子復(fù)制的意義？以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。在真核生物中，這一過程是在細(xì)胞分裂前的間期，隨著染色體的復(fù)制而完成的。主要是細(xì)胞核（線粒體、葉綠體）2.1DNA復(fù)制的過程1DNA復(fù)制的概念：2發(fā)生時(shí)期：3場所：減數(shù)第一次分裂前的間期有絲分裂前的間期（1）解旋①需要

驅(qū)動(dòng)②需要

解旋，雙鏈解開。能量解旋酶三、DNA復(fù)制的過程氫鍵斷開4過程：（2）合成子鏈

模板：酶：

原料：

原則：方向：堿基互補(bǔ)配對原則DNA聚合酶游離的脫氧核苷酸三、DNA復(fù)制的過程氫鍵的形成不需要酶磷酸二酯鍵的形成需要DNA聚合酶的催化

（3）螺旋化解開的每一條母鏈3’5’5’3’模板模板子鏈子鏈子鏈按5’端→3’端的方向進(jìn)行延伸5’3’模板原料能量酶親代DNA的兩條鏈游離的4種脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP提供【原則】：堿基互補(bǔ)配對原則5條件：邊解旋邊復(fù)制正在解旋正在復(fù)制（提高復(fù)制效率）DNA復(fù)制的特點(diǎn)：果蠅DNA的電鏡照片6DNA復(fù)制的特點(diǎn)：多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，雙向復(fù)制復(fù)制方向復(fù)制方向復(fù)制方向復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制起點(diǎn)（提高復(fù)制效率）6DNA復(fù)制的特點(diǎn)：2.1DNA復(fù)制的過程6DNA復(fù)制的特點(diǎn)：半保留復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制；真核生物有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)；雙向復(fù)制；7DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因：（1）DNA分子獨(dú)特的

結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；（2）

原則，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。雙螺旋堿基互補(bǔ)配對你認(rèn)為DNA復(fù)制會(huì)百分之百準(zhǔn)確嗎？如果復(fù)制出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能會(huì)產(chǎn)生什么影響？會(huì)出錯(cuò)，可能導(dǎo)致基因突變，引起生物體性狀的改變。8復(fù)制的意義：將

從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的

。遺傳信息連續(xù)性DNA復(fù)制的過程1．如圖為DNA分子復(fù)制的兩個(gè)模型，請據(jù)圖回答下列問題。(1)圖1中的酶1和酶2分別是什么酶？分別作用于圖2中哪個(gè)部位？(2)圖1中的a、b、c、d四條脫氧核苷酸鏈中，哪些鏈的堿基排列順序是相同的？a和c，b和d的堿基排列順序相同。解旋酶DNA聚合酶磷酸二酯鍵氫鍵一、概念檢測1.DNA復(fù)制是在為細(xì)胞分裂進(jìn)行必要的物質(zhì)準(zhǔn)備。據(jù)此判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）DNA復(fù)制與染色體復(fù)制是分別獨(dú)立進(jìn)行的。（）（2）在細(xì)胞有絲分裂的中期，每條染色體是由兩條染色單體組成的，所以DNA的復(fù)制也是在這個(gè)時(shí)期完成。（）