高考生物一輪復(fù)習(xí)：第18講 DNA的復(fù)制

目錄CONTENTS第18講

DNA的復(fù)制&PCR技術(shù)（第1課時）【新舊教材對比】增：①DNA的結(jié)構(gòu)模式圖中標明了五碳糖的碳原子位數(shù)及DNA兩條鏈的方向；②DNA全保留復(fù)制的觀點。改：①DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)不再是選學(xué)內(nèi)容；②基因的概念。刪：小鼠肥胖與基因相關(guān)的實例。

2024屆第一輪復(fù)習(xí)第6單元·遺傳的分子基礎(chǔ)一.DNA復(fù)制方式的探究歷程二.DNA復(fù)制的過程（P55）三.細胞分裂過程中核DNA復(fù)制與遺傳信息的傳遞四.DNA復(fù)制的相關(guān)計算教材：必修二P53-56;選必三P77-79，P84-85科學(xué)家將短視頻“寫入”大腸桿菌DNA里這部短視頻是一個人騎著馬狂奔時的情景，它只有5幀圖像，但它被寫進了大腸桿菌的DNA里，可以被復(fù)制、保存以及讀取?！厩榫硨?dǎo)入】：是真的嗎?作出假說演繹推理實驗驗證2.推測可能的復(fù)制方式3.根據(jù)假說演繹推理兩種復(fù)制模型得到的子代DNA的結(jié)果(預(yù)測結(jié)果)5.結(jié)論：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制1.DNA的是如何復(fù)制的?提出問題半保留復(fù)制全保留復(fù)制分散（彌散）復(fù)制假說——演繹法DNA復(fù)制方式的研究方法4.進行實驗，得到實際結(jié)果得出結(jié)論一、DNA復(fù)制方式的探究歷程1.對DNA復(fù)制的推測（提出假說）新舊都有，隨機組合德爾布呂克（德裔美籍）一全新，一全舊一模一樣，一新一舊沃森克里克一、DNA復(fù)制方式的探究歷程復(fù)制一次半保留復(fù)制親代子一代注：親代的兩條鏈各進入一個子代DNA中子一代1.對DNA復(fù)制的推測（提出假說）一、DNA復(fù)制方式的探究歷程2.建立模型，演繹推理，預(yù)期結(jié)果ATCGATAGCTATCGATAGCTTAGCTATCGA復(fù)制一次建立模型問1：怎樣驗證這個假設(shè)？需要通過實驗驗證。問2：若請你設(shè)計實驗，設(shè)計思路是什么？將親代DNA的每條鏈都做上標記，然后觀察它們在子代DNA中的分布情況。問4：要驗證上述推測,就要分別觀察親代和子代的情況,但實驗中,復(fù)制后的DNA分子混合在一起，不易分離。怎么解決這個問題？密度梯度離心技術(shù)問3：要在實驗中直觀地標識母鏈和子鏈，應(yīng)采取

怎樣的方法？

同位素標記法一、DNA復(fù)制方式的探究歷程3.DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)結(jié)論：將大腸桿菌放在15NH4Cl培養(yǎng)液生長繁殖若干代分裂一次分裂兩次提取離心提取離心15N/14N-DNA提取離心15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA半保留復(fù)制預(yù)期結(jié)果←演繹推理實際結(jié)果←實驗驗證每隔20min收集大腸桿菌并提取DNA。(間隔時間為大腸桿菌繁殖一代所需時間)兩個“結(jié)果”相同，證明半保留復(fù)制的假說成立假說--演繹法二、DNA復(fù)制的過程（P54）5’3'DNA聚合酶DNA連接酶引物5’5’3'3'3'5’DNA連接酶連接DNA片段，不需要模板DNA聚合酶需要模板，連接單個脫氧核苷酸DNA聚合酶解旋酶新鏈延伸方向5’-端到3’-端復(fù)制方向：胞內(nèi)復(fù)制過程岡崎片段能量、解旋酶堿基互補配對原則①解旋②合成子鏈子代DNA模板模板母鏈子鏈解旋酶DNA聚合酶DNA聚合酶、游離的脫氧核苷酸③形成DNA二、DNA復(fù)制的過程（必修二P55圖3-10）5’5’3’3’5’二、DNA復(fù)制的過程1.復(fù)制條件:模板—DNA酶—解旋酶和DNA聚合酶（DNA連接酶）等能量—ATP原料—4種游離的脫氧核苷酸（A、G、C、T）2.復(fù)制場所:

注意：不是四種堿基真核生物：原核生物：DNA病毒：細胞核（主要）、線粒體、葉綠體擬核（主要）、細胞質(zhì)（如：

）宿主細胞內(nèi)質(zhì)粒3.復(fù)制時間：主要

間期或

的間期（該過程中容易發(fā)生

）有絲分裂減數(shù)分裂前基因突變二、DNA復(fù)制的過程4.復(fù)制特點:⑴從結(jié)果看：半保留復(fù)制；⑵從過程看：邊解旋邊復(fù)制探究：【資料】解旋需要10分鐘，合成DNA需要15分鐘。

⑴實際不到20分鐘，說明：

；⑵實際不到5分鐘，說明：

。邊解旋邊復(fù)制多起點復(fù)制(真核生物)

5.精確復(fù)制的原因：①獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供

；精確的模板②通過堿基互補配對保證了復(fù)制的準確進行。6.意義：將

從親代傳給子代，保持了遺傳信息的

性。遺傳信息連續(xù)準確理解：DNA的復(fù)制過程也就是遺傳信息的“傳遞”過程二、DNA復(fù)制的過程7.復(fù)制原點DNA分子復(fù)制時不是隨機起始的，而是從特定的位點開始的，這一特定的位點叫做復(fù)制原點。想想復(fù)制原點是含A和T多，還是G和C多？復(fù)制原點處的A和T特別多，相對氫鍵少，不穩(wěn)定，DNA容易解旋。⑴原核細胞DNA復(fù)制原點:只有一個復(fù)制原點⑵真核細胞內(nèi)DNA的復(fù)制原點:真核生物DNA的復(fù)制從多個起點開始進行，使得復(fù)制能在較短時間內(nèi)完成。特點3：多起點復(fù)制（真核）

意義：提高了復(fù)制速率。注：圖中復(fù)制環(huán)大小不一，因為它們的復(fù)制時間有先后。ACTTGACGATGAACTGCT復(fù)制染色體數(shù)目不變

DNA數(shù)目加倍著絲粒分裂三、細胞分裂過程中核DNA復(fù)制與遺傳信息的傳遞1、有絲分裂過程中的DNA復(fù)制(先研究好一條染色體即可）三、細胞分裂過程中核DNA復(fù)制與遺傳信息的傳遞2、減數(shù)分裂過程中的DNA復(fù)制(至少研究一對同源染色體）三、細胞分裂過程中核DNA復(fù)制與遺傳信息的傳遞四、DNA復(fù)制的相關(guān)計算親代DNA分子復(fù)制1次復(fù)制2次復(fù)制3次22223復(fù)制n次2n……無論DNA復(fù)制多少次，含有母鏈的DNA分子永遠只有兩條。四、DNA復(fù)制的相關(guān)計算只含14N

的分子______個將含有15N標記的DNA分子（親代）放到含14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制n次15N15N15N14N親代復(fù)制1次15141415復(fù)制2次1514141414141415

復(fù)制3次15141414141414151414141414141414......復(fù)制n次共有DNA分子

個2n含15N

的分子_____個2含14N

的分子____個2n只含15N

的分子____個2n-201.分子數(shù)目計算：2.脫氧核苷酸鏈數(shù)計算：脫氧核苷酸鏈共

條2n+1含15N

的鏈_____條2含14N

的鏈________條2n+1

-2四、DNA復(fù)制的相關(guān)計算將含有15N標記的DNA分子（親代）放到含14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制n次15N15N15N14N親代復(fù)制1次15141415復(fù)制2次1514141414141415

復(fù)制3次15141414141414151414141414141414......復(fù)制n次3.堿基個數(shù)計算：假設(shè)親代DNA中含腺嘌呤m個第1次復(fù)制需要腺嘌呤m個第2次復(fù)制需要腺嘌呤2m個第3次復(fù)制需要腺嘌呤4m個第n次復(fù)制需要腺嘌呤

m×2n-1

個復(fù)制n次共需要腺嘌呤

個m×(2n-1)1→2n新合成的DNA分子共2n-1易錯點：DNA復(fù)制n次和第n次復(fù)制所需某種堿基數(shù)目的計算1、復(fù)制n次：某種脫氧核苷酸數(shù)為m則所需該種脫氧核苷酸數(shù)？只考慮起點和終點1個DNA2n個DNA還需提供（2n-1）個DNA分子的原料=（2n-

1）×m未知根據(jù)堿基互補配對原則計算2、第n次復(fù)制：2n-1個DNA1個DNA2n個DNA?第n次復(fù)制所需原料:則所需該種脫氧核苷酸數(shù)：=2n-1×m關(guān)于“DNA復(fù)制”的四點“注意”(1)注意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別，

前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)制。(2)注意堿基的單位是“對”還是“個”。(3)切記在DNA復(fù)制過程中，無論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸鏈的DNA分子僅有兩個。(4)看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”？還是“鏈數(shù)”？

是“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進陷阱?！舅悸伏c撥】例題：某科學(xué)家做“噬菌體侵染細菌的實驗”時，對噬菌體的DNA用32P標記，讓其中一個已標記的噬菌體去侵染未標記的細菌，最后釋放出100個噬菌體，則下列說法正確的是()A.噬菌體侵染細