第三節(jié)DNA的復(fù)制.ppt

一 DNA分子復(fù)制方式的推測(cè)和實(shí)驗(yàn)證據(jù) 當(dāng)堂檢測(cè) 二 DNA分子復(fù)制的過(guò)程 內(nèi)容索引 DNA的復(fù)制 學(xué)習(xí)導(dǎo)航1 結(jié)合DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 了解沃森和克里克對(duì)DNA分子復(fù)制方式的早期推測(cè) 2 結(jié)合教材圖文 了解DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 3 歸納DNA分子的復(fù)制過(guò)程及總結(jié)DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因 重難點(diǎn)擊1 DNA分子的復(fù)制過(guò)程和特點(diǎn) 2 DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算 課堂導(dǎo)入生物親子代之間是通過(guò)遺傳物質(zhì)傳遞遺傳信息的 那么親代的遺傳物質(zhì)如何 多出一份 來(lái)傳遞給子代 DNA的復(fù)制就是以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程 即1DNA 2DNA 新產(chǎn)生的DNA分子是一個(gè)全新的DNA分子嗎 是否像洗相片似的 有一張底片就可以洗出許多相片來(lái) 這一節(jié)我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的過(guò)程 一 DNA分子復(fù)制方式的推測(cè)和實(shí)驗(yàn)證據(jù) 1 對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè) 1 提出者 2 假說(shuō) 解旋 DNA分子復(fù)制時(shí) DNA分子的雙螺旋將解開(kāi) 互補(bǔ)的堿基之間的斷裂 復(fù)制 解開(kāi)的作為復(fù)制的模板 游離的脫氧核苷酸依據(jù) 原則 通過(guò)形成 結(jié)合到作為模板的單鏈上 3 特點(diǎn) 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 這種復(fù)制方式被稱做 基礎(chǔ)梳理 沃森和克里克 氫鍵 兩條單鏈 堿基 互補(bǔ)配對(duì) 氫鍵 半保留復(fù)制 2 DNA分子復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 選學(xué) 1 實(shí)驗(yàn)方法 法和密度梯度離心技術(shù) 2 實(shí)驗(yàn)原理 DNA的兩條鏈都用15N標(biāo)記 那么這樣的DNA分子質(zhì)量大 離心時(shí)應(yīng)該在試管的部 兩條鏈中都含有14N 那么這樣的DNA分子質(zhì)量小 離心時(shí)應(yīng)該在試管的部 兩條鏈中一條含有15N 一條含有14N 那么這樣的DNA分子離心時(shí)應(yīng)該在試管的部 放射性同位素標(biāo)記 底 上 中 3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 立即取出 提取DNA 離心 帶 繁殖一代后取出 提取DNA 離心 帶 繁殖兩代后取出 提取DNA 離心 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)期的一致 說(shuō)明DNA的復(fù)制是以的方式進(jìn)行的 全部重 全部中 半保留 如果用15N標(biāo)記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 答案2n個(gè) 2個(gè) 問(wèn)題探究 答案 答案2n個(gè) 2n 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 答案2n 1條 2條 2n 1 2 條 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 答案 答案m 2n 1 個(gè) 4 設(shè)親代DNA分子中含有腺嘌呤脫氧核苷酸m個(gè) 則 1 經(jīng)過(guò)n次復(fù)制 共需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸多少個(gè) 答案m 2n 1個(gè) 2 在第n次復(fù)制時(shí) 需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸多少個(gè) 答案 知識(shí)整合 將含有15N標(biāo)記的1個(gè)DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 復(fù)制n次 1 產(chǎn)生2n個(gè)DNA分子 其中含15N的DNA分子有2個(gè) 含14N的DNA分子有2n個(gè) 只含14N的DNA分子數(shù)是 2n 2 個(gè) 2 2n個(gè)DNA分子有2n 1條脫氧核苷酸鏈 其中 含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)是2條 含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)是 2n 1 2 條 3 若親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個(gè) 則 經(jīng)過(guò)n次復(fù)制 共需要消耗該脫氧核苷酸 m 2n 1 個(gè) 在第n次復(fù)制時(shí) 需要消耗該脫氧核苷酸 m 2n 1個(gè) 拓展應(yīng)用 1 在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌 其DNA分子分別為14N DNA 相對(duì)分子質(zhì)量為a 和15N DNA 相對(duì)分子質(zhì)量為b 將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上 再連續(xù)繁殖兩代 和 用某種離心方法分離得到的結(jié)果如下圖所示 下列對(duì)此實(shí)驗(yàn)的敘述不正確的是 答案 解析 A 代細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?4N 另一條鏈?zhǔn)?5NB 代細(xì)菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C 預(yù)計(jì) 代細(xì)菌DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為D 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制 解析15N DNA在14N的培養(yǎng)基上進(jìn)行第一次復(fù)制后 產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子均含有一條15N的DNA鏈和一條14N的DNA鏈 這樣的DNA用離心法分離后 應(yīng)該全部處在試管的中部 代的兩個(gè)DNA分子再分別進(jìn)行復(fù)制 它們所產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分別為全14N DNA分子和14N 15N DNA分子 此時(shí) 將該DNA作離心處理 產(chǎn)生的DNA沉淀應(yīng)該分別位于試管的上部和中部 含15N的DNA分子占全部DNA分子的 代細(xì)菌DNA分子共有8個(gè) 各條單鏈的相對(duì)分子質(zhì)量之和為 7a b 平均相對(duì)分子質(zhì)量為 2 某一個(gè)DNA分子中 A為200個(gè) 復(fù)制數(shù)次后 消耗周?chē)h(huán)境中含A的脫氧核苷酸3000個(gè) 該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了幾次A 4次B 3次C 5次D 6次 答案 解析利用DNA復(fù)制規(guī)律得知 經(jīng)過(guò)n次復(fù)制利用腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目3000 2n 1 200 得n 4 解析 3 用經(jīng)3H標(biāo)記的n個(gè)噬菌體侵染大腸桿菌 在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間后 統(tǒng)計(jì)得知培養(yǎng)基中共有后代噬菌體m個(gè) 其中含有標(biāo)記元素的噬菌體占的比例為 答案 解析 解析每個(gè)噬菌體共有2條被標(biāo)記的DNA鏈 n個(gè)噬菌體DNA經(jīng)復(fù)制后被標(biāo)記的DNA鏈進(jìn)入2n個(gè)子代噬菌體內(nèi) 所以被標(biāo)記的噬菌體所占比例為 二 DNA分子復(fù)制的過(guò)程 基礎(chǔ)梳理 1 DNA復(fù)制的概念 以為模板合成的過(guò)程 2 時(shí)間 細(xì)胞有絲分裂的期和減數(shù)期 親代DNA 子代DNA 第一次分裂前的間 間 3 過(guò)程 能量 解旋 兩條螺旋的雙鏈 脫氧核苷酸 DNA聚合酶 雙螺旋結(jié)構(gòu) 4 結(jié)果 形成兩個(gè)的DNA分子 5 特點(diǎn) 1 2 復(fù)制 6 意義 將從親代傳給子代 保持了的連續(xù)性 完全相同 邊解旋邊復(fù)制 半保留 遺傳信息 遺傳信息 下圖是真核生物DNA復(fù)制的示意圖 據(jù)圖分析 答案有3個(gè)復(fù)制起點(diǎn) 各個(gè)起點(diǎn)開(kāi)始的時(shí)間不同 最右邊最早 問(wèn)題探究 答案 1 圖中有幾個(gè)DNA的復(fù)制起點(diǎn) 它們開(kāi)始的時(shí)間相同嗎 答案是雙向的 2 每個(gè)復(fù)制起點(diǎn)的延伸方向是單向的還是雙向的 答案不同 原因是DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?因此子鏈的延伸方向也是相反的 3 在DNA復(fù)制的過(guò)程中 兩條子鏈延伸的方向是否相同 答案 答案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分子的復(fù)制是非常精確的 其原因有哪些 知識(shí)整合 真核生物的DNA復(fù)制是多起點(diǎn)雙向進(jìn)行的 復(fù)制時(shí)兩條子鏈的延伸方向相反 DNA分子精確復(fù)制的原因有 一是獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu) 為復(fù)制提供了精確的模板 二是嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)行 解析DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期 是以親代DNA的兩條鏈為模板 合成兩個(gè)子代DNA的過(guò)程 DNA復(fù)制過(guò)程需要解旋酶和DNA聚合酶 不需要DNA 水解 酶 真核生物DNA復(fù)制的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核 線粒體 葉綠體內(nèi)也可進(jìn)行 拓展應(yīng)用 4 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B DNA通過(guò)一次復(fù)制后產(chǎn)生四個(gè)子代DNA分子C 真核生物DNA復(fù)制的場(chǎng)所只有細(xì)胞核D 單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈 答案 解析 5 下圖表示DNA復(fù)制的過(guò)程 結(jié)合圖示 下列有關(guān)敘述不正確的是 答案 解析 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分子的復(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C 從圖示可知 DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) 縮短了復(fù)制所需的時(shí)間D DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段 解析DNA分子復(fù)制過(guò)程中的解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵 使兩條鏈解開(kāi) DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?兩條鏈復(fù)制時(shí)箭頭方向是相反的 圖示中復(fù)制的起點(diǎn)只有1個(gè) 不能體現(xiàn)DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) DNA聚合酶的作用底物是單個(gè)游離的脫氧核苷酸 巧記DNA分子復(fù)制的 一 二 三 四 課堂小結(jié) 間 一 間 邊解旋邊復(fù)制 半保留復(fù)制 當(dāng)堂檢測(cè) 1 下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述 正確的是A 復(fù)制均在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行B 復(fù)制僅發(fā)生在有絲分裂的間期C 復(fù)制過(guò)程先解旋后復(fù)制D 堿基互補(bǔ)配對(duì)保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性 2 3 4 5 1 答案 解析只要細(xì)胞分裂 DNA就復(fù)制 DNA不只存于細(xì)胞核內(nèi) 細(xì)胞分裂方式亦不只是有絲分裂 DNA是邊解旋邊復(fù)制 不分先后 解析 2 DNA分子復(fù)制時(shí) 解旋酶作用的部位應(yīng)該是A 腺嘌呤與鳥(niǎo)嘌呤之間的氫鍵B 腺嘌呤與胸腺嘧啶之間的氫鍵C 脫氧核糖與含氮堿基之間的化學(xué)鍵D 脫氧核糖與磷酸之間的化學(xué)鍵 答案 2 3 4 1 5 解析DNA復(fù)制過(guò)程中用到解旋酶和DNA聚合酶 其中解旋酶的作用是把兩條螺旋的雙鏈解開(kāi) 破壞的是A與T G與C之間的氫鍵 解析 A 第一次分裂的子代DNA應(yīng)為 B 第二次分裂的子代DNA應(yīng)為 C 第三次分裂的子代DNA應(yīng)為 D 親代的DNA應(yīng)為 2 3 4 1 5 3 細(xì)菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后 使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N 然后再移入14N培養(yǎng)基中培養(yǎng) 抽取其子代的DNA經(jīng)高速離心分離 如圖 為可能的結(jié)果 下列敘述錯(cuò)誤的是 答案 解析 解析親代DNA為15N 15N 經(jīng)第一次復(fù)制所形成的子代DNA應(yīng)均為15N 14N 應(yīng)如圖 所示 2 3 4 1 5 4 女性子宮瘤最長(zhǎng)的DNA分子可達(dá)36mm DNA復(fù)制速度約為4 m min 但復(fù)制過(guò)程僅需40min左右即可完成 這可能是因?yàn)锳 邊解旋邊復(fù)制B 只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn) 但解旋之后可以向著兩個(gè)方向復(fù)制C 以半保留方式復(fù)制D 復(fù)制起點(diǎn)多 分段同時(shí)復(fù)制 答案 解析真核細(xì)胞中的DNA分子復(fù)制起點(diǎn)多 并且同時(shí)復(fù)制 所以比較