2023-2024學(xué)年 人教版 必修二 DNA的復(fù)制課件（33張）

第3節(jié)DNA的復(fù)制課標(biāo)內(nèi)容(1)概述DNA分子通過(guò)半保留方式進(jìn)行復(fù)制。(2)結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，闡明DNA通過(guò)復(fù)制傳遞遺傳信息。自主梳理1Addatitlehere合作探究2Addatitlehere課堂小結(jié)3Addatitlehere隨堂檢測(cè)4Addatitlehere1.對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)(1)半保留復(fù)制①提出者：______________。②假說(shuō)內(nèi)容沃森和克里克氫鍵兩條單鏈脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對(duì)半保留復(fù)制(2)全保留復(fù)制：DNA復(fù)制以____________為模板，子代DNA的雙鏈都是________的。DNA雙鏈新合成2.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)方法：____________技術(shù)和離心技術(shù)。(2)實(shí)驗(yàn)原理：只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度______。(3)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA分子以________的方式復(fù)制。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)____條DNA帶。①重帶(密度最大)：兩條鏈都為15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA。②中帶(密度居中)：一條鏈為14N標(biāo)記，另一條鏈為15N標(biāo)記的子代雙鏈DNA。③輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA。同位素標(biāo)記居中半保留三(5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制方式為_(kāi)___________。半保留復(fù)制DNA間期原料半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制遺傳信息能量解旋酶螺旋母鏈脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對(duì)模板鏈雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補(bǔ)配對(duì)提醒

(1)DNA復(fù)制過(guò)程中，氫鍵的斷裂需要解旋酶的催化，而氫鍵的形成不需要酶的催化。(2)不分裂的細(xì)胞一般不存在DNA的復(fù)制。(1)克里克和沃森證明了DNA復(fù)制為半保留復(fù)制。(

)提示：克里克和沃森提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制假說(shuō)，美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料，證明了DNA的半保留復(fù)制。(2)全保留復(fù)制的子代DNA的雙鏈都是新合成的。(

)(3)所有的真核細(xì)胞內(nèi)都能進(jìn)行DNA復(fù)制。(

)提示：哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞因無(wú)細(xì)胞核和各種細(xì)胞器而不能進(jìn)行DNA復(fù)制。×√×(4)DNA復(fù)制時(shí)，雙螺旋的兩條鏈全部解開(kāi)后，才開(kāi)始子鏈的合成。(

)提示：DNA復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程。(5)在DNA復(fù)制過(guò)程中，解旋酶破壞的是氫鍵，不能將DNA水解為脫氧核苷酸。(

)×√情境探疑結(jié)合教材P54證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)，思考并回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)用鉛筆在下圖中畫出預(yù)期的結(jié)果提示：情境探疑(2)15N和14N具有放射性嗎？本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)同位素放射性的位置確定DNA條帶的位置嗎？提示：15N和14N都不具有放射性，所以本實(shí)驗(yàn)并不是根據(jù)同位素放射性的位置來(lái)確定DNA條帶的位置。情境探疑(3)為什么用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，能得到含15N的大腸桿菌？提示：因?yàn)閷⒋竽c桿菌培養(yǎng)在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中繁殖多代后，培養(yǎng)液中的氮可被大腸桿菌用于合成含15N的四種脫氧核苷酸分子，作為DNA復(fù)制的直接原料，最終得到含15N的大腸桿菌。情境探疑(4)如果是全保留復(fù)制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)期會(huì)是怎樣的？提示：如果是全保留復(fù)制，第一代的結(jié)果：一半的細(xì)胞中DNA是15N/15N－DNA，另一半的細(xì)胞中DNA是14N/14N－DNA；第二代的結(jié)果：1/4的細(xì)胞中DNA是15N/15N－DNA，3/4的細(xì)胞中DNA是14N/14N－DNA。(5)事實(shí)上，第一代只出現(xiàn)一條居中的DNA條帶，這個(gè)結(jié)果排除了哪種復(fù)制方式？提示：排除了全保留復(fù)制的方式。例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)，連續(xù)復(fù)制兩輪的時(shí)間后，離心分離其DNA，結(jié)果應(yīng)如圖(

)典例應(yīng)用解析只含14N的細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含重氮15N的環(huán)境中培養(yǎng)復(fù)制一輪的時(shí)間，由半保留復(fù)制特點(diǎn)可知，所形成的子代中每個(gè)DNA分子都是一條鏈含15N、另一條鏈含14N標(biāo)記；再?gòu)?fù)制一輪，共形成4個(gè)DNA分子，其中只有兩個(gè)DNA分子是一條鏈含15N、另一條鏈含14N標(biāo)記，另兩個(gè)DNA分子兩條鏈都含15N標(biāo)記，即子代有1/2中帶、1/2重帶。典例應(yīng)用情境探疑1.DNA聚合酶不能從頭合成DNA，只能從3′－端延伸DNA鏈，因此在復(fù)制過(guò)程中需要RNA引物，下圖表示DNA復(fù)制過(guò)程。(1)據(jù)圖可知，DNA聚合酶使兩條子鏈從5′－端到3′－端，還是從3′－端到5′－端進(jìn)行合成？提示：從5′－端到3′－端進(jìn)行。(2)合成的兩條子鏈間堿基排列順序相同還是互補(bǔ)？提示：互補(bǔ)。(3)DNA分子的復(fù)制具有哪些特點(diǎn)？提示：半保留復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制。情境探疑2.如果用15N標(biāo)記某一DNA分子的兩條鏈，讓其在含有14N的環(huán)境中復(fù)制n次,結(jié)合DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)，回答下列問(wèn)題： (1)復(fù)制n次后，DNA分子總數(shù)和含有15N的DNA分子數(shù)分別是多少？

提示：2n個(gè)；2個(gè)。 (2)復(fù)制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子數(shù)和只含14N的DNA分子數(shù)分別是多少？

提示：2n個(gè)；(2n－2)個(gè)。 (3)復(fù)制n次后，DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)、含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)、含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)分別是多少？

提示：2n＋1條；2條；(2n＋1－2)條。1.DNA復(fù)制的起點(diǎn)和方向歸納提升(1)原核生物：?jiǎn)纹瘘c(diǎn)雙向復(fù)制(2)真核生物：多起點(diǎn)雙向復(fù)制多起點(diǎn)復(fù)制提高了復(fù)制的效率。在復(fù)制速率相同的前提下，真核生物細(xì)胞的復(fù)制泡大小不一，原因是它們的復(fù)制起始時(shí)間有先后，上圖中DNA是從其最右邊開(kāi)始復(fù)制的。2.DNA復(fù)制中相關(guān)計(jì)算的規(guī)律方法歸納提升DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，若將一個(gè)雙鏈均被15N標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)若干代，其結(jié)果分析如下：(1)子代DNA分子數(shù)：2n個(gè)。①無(wú)論復(fù)制多少次，含15N的DNA分子始終是2個(gè)。②含14N的DNA分子有2n個(gè)，只含14N的DNA分子有(2n－2)個(gè)，做題時(shí)應(yīng)看準(zhǔn)是“含”，還是“只含”。(2)子代DNA分子的總鏈數(shù)：2n×2＝2n＋1條。①無(wú)論復(fù)制多少次，含15N的鏈數(shù)始終是2條，做題時(shí)應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。②含14N的鏈數(shù)是(2n＋1－2)條。(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)：①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗游離的該脫氧核苷酸m×(2n－1)個(gè)。②若進(jìn)行第n次復(fù)制，則需消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m×2n－1個(gè)。歸納提升例2

下圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過(guò)程的模式圖，下列敘述正確的是(

)B.在復(fù)制過(guò)程中解旋和復(fù)制是同時(shí)進(jìn)行的典例應(yīng)用A.DNA分子在酶①的作用下水解成脫氧核苷酸，酶②催化堿基對(duì)之間的連接C.解旋酶能使雙鏈DNA解開(kāi)，并且不需要消耗ATPD.兩條新的子鏈通過(guò)氫鍵形成一個(gè)新的DNA分子解析酶①是解旋酶，作用于氫鍵，酶②是DNA聚合酶，催化脫氧核苷酸的連接，A錯(cuò)誤；解旋酶能使雙鏈DNA解開(kāi)，并且需要消耗ATP提供的能量，C錯(cuò)誤；新的子鏈與母鏈通過(guò)氫鍵形成一個(gè)新的DNA分子，D錯(cuò)誤。典例應(yīng)用典例應(yīng)用例3（多選）下圖表示DNA復(fù)制的過(guò)程，結(jié)合圖示分析，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)C.從圖示可知，DNA具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，縮短了復(fù)制所需的時(shí)間A.DNA復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開(kāi)B.DNA的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，生成的兩條子鏈的方向相反D.DNA的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)核糖核苷酸連接成DNA片段解析復(fù)制過(guò)程首先需要解旋，解旋酶斷開(kāi)氫鍵，解開(kāi)螺旋，形成兩條模板鏈，A正確；DNA復(fù)制從起點(diǎn)開(kāi)始雙向復(fù)制，生成的兩條子鏈的方向相反，B正確；雖然DNA具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，但圖中所示每條鏈只沿一個(gè)起點(diǎn)在復(fù)制，C錯(cuò)誤；DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段，D錯(cuò)誤。典例應(yīng)用例4

用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，該DNA分子在14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制5次。下列有關(guān)判斷錯(cuò)誤的是(

)A.含有15N的DNA分子有2個(gè)B.只含有14N的DNA分子占15/16D.第5次復(fù)制時(shí)需腺嘌呤脫氧核苷酸640個(gè)C.復(fù)制過(guò)程中共需腺嘌呤脫氧核苷酸1280個(gè)典例應(yīng)用解析DNA分子進(jìn)行半保留復(fù)制，不論經(jīng)過(guò)幾次復(fù)制，含有15N的DNA分子總是2個(gè)，A正確；復(fù)制5次共得到25＝32(個(gè))DNA分子，只含有14N的DNA分子數(shù)為32－2＝30(個(gè))，占15/16，B正確；該DNA分子含有100個(gè)堿基對(duì)，其中有胞嘧啶60個(gè)，則含有腺嘌呤(200－120)/2＝40(個(gè))，復(fù)制過(guò)程中共需腺嘌呤脫氧核苷酸40×(25－1)＝1240(個(gè))，C錯(cuò)誤；第5次復(fù)制時(shí)需腺嘌呤脫氧核苷酸40×(25－24)＝640(個(gè))，D正確。典例應(yīng)用思維導(dǎo)圖晨讀必背1.DNA復(fù)制需要模板、原料以及酶和能量等基本條件。2.DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制。3.DNA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(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。4.DNA復(fù)制的場(chǎng)所并非只在細(xì)胞核中，線粒體、葉綠體中也能進(jìn)行DNA復(fù)制。5.并非所有細(xì)胞都進(jìn)行DNA復(fù)制，只有分裂的細(xì)胞才能進(jìn)行DNA復(fù)制。半保留假說(shuō)—演繹法解旋1.下列細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，不會(huì)發(fā)生DNA復(fù)制的是(

) A.線粒體

C.細(xì)胞核 D.葉綠體B.核糖體解析線粒體、葉綠體和細(xì)胞核中都含有DNA，都能進(jìn)行DNA復(fù)制，核糖體中不含DNA，不會(huì)發(fā)生DNA復(fù)制，B符合題意。2.以DNA的一條鏈“—TAG—”為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)?

) A.“—TAG—” B.“—AUC—” D.“—TUG—”C.“—ATC—”解析DNA分子復(fù)制時(shí)遵循嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，故以DNA的一條鏈“—TAG—”為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)恰啊狝TC—”，C正確。3.下列有關(guān)證明DNA進(jìn)行半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(

)A.本實(shí)驗(yàn)利用了同位素標(biāo)記技術(shù)B.細(xì)胞分裂一次即DNA復(fù)制一次C.離心后DNA在試管中的位置與其相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)D.本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA具有邊解旋邊復(fù)制的特點(diǎn)解析證明DNA進(jìn)行半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)利用了同位素標(biāo)記技術(shù)，A正確；大腸桿菌細(xì)胞分裂一次，DNA復(fù)制了一次，B正確；離心后DNA在試管中的位置與其相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)，C正確；本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，D錯(cuò)誤。4.（多選）用一個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染在31P環(huán)境中培養(yǎng)的大腸桿菌，已知噬菌體DNA上有m個(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶有n個(gè)。下列敘述正確的是(

)A.大腸桿菌為噬菌體增殖提供原料和酶等B.噬菌體DNA含有(2m＋n)個(gè)氫鍵D.噬菌體DNA第4次復(fù)制共需要8(m－n)個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸C.該噬菌體繁殖