DNA的復(fù)制第2課時(shí)課件【核心素養(yǎng)提升+備課精講精研】高一下學(xué)期生物人教版必修2

第3章基因的本質(zhì)第3節(jié)DNA的復(fù)制十一學(xué)習(xí)目標(biāo)1.根據(jù)DNA的結(jié)構(gòu)以及生命活動(dòng)所需的基本條件，推測體外合成DNA的條件。2.基于科學(xué)史資料提供的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，運(yùn)用假說一演繹法，概述DNA通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制。3.通過對(duì)DNA半保留復(fù)制過程的分析和討論，從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度探討生命系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)離不開遺傳信息的傳遞，DNA的準(zhǔn)確復(fù)制是遺傳信息穩(wěn)定傳遞的基礎(chǔ)。4.認(rèn)同科學(xué)技術(shù)在生物學(xué)研究中的重要作用。三、DNA復(fù)制的過程【帶著問題閱讀教材】DNA復(fù)制的概念？DNA復(fù)制的時(shí)期、場所、條件？DNA復(fù)制的過程？DNA復(fù)制為什么能夠準(zhǔn)確進(jìn)行？三、DNA復(fù)制的過程DNA復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程時(shí)期：場所：子鏈延伸方向：特點(diǎn)：細(xì)胞分裂前的間期真核生物：細(xì)胞核（主要），葉綠體，線粒體原核生物：擬核、質(zhì)粒病毒：宿主細(xì)胞5’→3’邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制【判斷】神經(jīng)細(xì)胞在有絲分裂前的間期進(jìn)行DNA的復(fù)制？高度分化的細(xì)胞不進(jìn)行DNA的復(fù)制，如神經(jīng)細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞、精子等三、DNA復(fù)制的過程①解旋（解旋酶）：在ATP驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋的2條鏈解開。②合成子鏈（DNA聚合酶）：以每一條母鏈為模板，以游離的將4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在DNA聚合酶的作用下合成與母鏈互補(bǔ)的1條子鏈。③形成子代DNA：新合成的子鏈不斷延伸，每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。②合成子鏈：DNA聚合酶等以解開的每一條母鏈為模板，以游離的4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)的一條子鏈①解旋：在能量的驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開，氫鍵斷裂③重新螺旋：新合成的子鏈不斷延伸，每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)①解旋②合成子鏈③重新螺旋三、DNA復(fù)制的過程【思考】①兩條母鏈的堿基順序是否相同?②兩條子鏈的堿基順序是否相同?③新合成的兩個(gè)DNA堿基對(duì)排列順序是否相同?結(jié)果:形成兩個(gè)完全相同的DNA分子。新復(fù)制出的兩個(gè)子代DNA分子通過細(xì)胞分裂分配到子細(xì)胞中去?；パa(bǔ)互補(bǔ)三、DNA復(fù)制的過程解旋酶5’3’3’5’DNA聚合酶5’3’前導(dǎo)鏈5’3’岡崎片段DNA連接酶DNA聚合酶的底物：脫氧核苷酸DNA連接酶的底物：DNA片段后隨鏈子鏈延伸方向：5’→3’延伸拓展特點(diǎn)③：半不連續(xù)復(fù)制DNA聚合酶特點(diǎn)（了解）只能將游離的核苷酸加到3’端只能延伸核苷酸鏈三、DNA復(fù)制的過程拓展原核生物每個(gè)DNA分子只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，而真核生物每個(gè)DNA分子有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。復(fù)制時(shí)，雙鏈DNA由起始點(diǎn)處打開，沿兩條張開的單鏈模板合成DNA新鏈。如圖所示：DNA復(fù)制的起點(diǎn)和方向(1)單起點(diǎn)雙向復(fù)制(2)多起點(diǎn)不同時(shí)雙向復(fù)制在復(fù)制速率相同的前提下，圖中DNA最右邊的起點(diǎn)最先開始復(fù)制。DNA復(fù)制的起點(diǎn)和方向(1)原核生物：單起點(diǎn)雙向復(fù)制(2)真核生物：多起點(diǎn)雙向復(fù)制在復(fù)制速率相同的前提下，圖中DNA是從其最右邊開始復(fù)制的，這種復(fù)制方式提高了DNA復(fù)制的效率。單起點(diǎn)雙向復(fù)制多起點(diǎn)雙向復(fù)制三、DNA復(fù)制的過程三、DNA復(fù)制的過程三、DNA復(fù)制的過程DNA復(fù)制的條件模板原料能量酶原則場所特點(diǎn)為什么DNA分子復(fù)制能夠準(zhǔn)確進(jìn)行?(1)DNA獨(dú)特的

結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板。(2)通過

，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。意義DNA通過復(fù)制，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性雙螺旋堿基互補(bǔ)配對(duì)DNA的兩條鏈4種游離的脫氧核苷酸細(xì)胞提供（如ATP）解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等堿基互補(bǔ)配對(duì)原則真核生物：細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制、半不連續(xù)復(fù)制多起點(diǎn)雙向復(fù)制（真核生物）、單起點(diǎn)雙向復(fù)制（原核生物）1.(2022·天津河北區(qū)高一月考)rep蛋白在某DNA復(fù)制過程中具有解旋的功能。如圖為某DNA分子復(fù)制過程示意圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.rep蛋白解旋斷開了A與C、T與G之間

形成的氫鍵B.DNA結(jié)合蛋白可防止DNA單鏈重新形

成雙鏈C.圖示體現(xiàn)了DNA復(fù)制中邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn)D.正常情況下，復(fù)制形成的兩個(gè)DNA分子完全相同√隨堂檢測2.(2022·河北承德高一期中)如圖表示真核細(xì)胞DNA的復(fù)制過程，其中有3個(gè)復(fù)制泡。下列敘述錯(cuò)誤的是A.DNA分子的復(fù)制遵循了邊解旋邊復(fù)制

的特點(diǎn)B.解開DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)需要細(xì)胞內(nèi)ATP

與解旋酶的參與C.子鏈延伸過程中需要DNA聚合酶催化堿基間氫鍵的形成D.圖示復(fù)制方式可加快DNA的復(fù)制，但各起點(diǎn)可能不是同時(shí)開始的√隨堂檢測隨堂檢測3.下圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過程的模式圖，下列敘述正確的是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B.在復(fù)制過程中解旋和復(fù)制

是同時(shí)進(jìn)行的C.解旋酶能使雙鏈DNA解開，并且不需要消耗ATPD.兩條新的子鏈通過氫鍵形成一個(gè)新的DNA分子√隨堂檢測

4.真核細(xì)胞中DNA復(fù)制如下圖所示，下列表述錯(cuò)誤的是A.多起點(diǎn)雙向復(fù)制能保證DNA復(fù)制在短時(shí)間內(nèi)完成B.每個(gè)子代DNA都有一條核苷酸鏈來自親代C.復(fù)制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的準(zhǔn)確復(fù)制依賴于堿基互補(bǔ)配對(duì)原則E.圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的無論DNA復(fù)制多少次含有母鏈的DNA分子永遠(yuǎn)只有兩條DNA分子數(shù)目①子n代DNA分子總數(shù)為

個(gè)②含15N的DNA分子數(shù)為

個(gè)③含14N的DNA分子數(shù)為

個(gè)④只含15N的DNA分子數(shù)為

個(gè)⑤只含14N的DNA分子數(shù)為

個(gè)⑥第n次復(fù)制的DNA分子數(shù)為

個(gè)2n22n02n-22n-1四、DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算(1)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：三、DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算TGAACTGCTACTTGACGA脫氧核苷酸鏈數(shù)①子代DNA中脫氧核苷酸鏈數(shù)為

條②親代（含15N）脫氧核苷酸鏈數(shù)為

條③新合成（含14N）脫氧核苷酸鏈數(shù)為

條一個(gè)有m個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中含有腺嘌呤脫氧核苷酸a個(gè)求：1）復(fù)制n次，需要多少腺嘌呤和鳥嘌呤脫氧核苷酸

2）第n次復(fù)制，需要多少腺嘌呤和鳥嘌呤脫氧核苷酸2n+122n+1-2(2n-1)(m-a)(m-a)?2n-1a?(2n-1)a?2n-1特別提醒(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(duì)”還是“個(gè)”。(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單鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。(4)看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進(jìn)陷阱。3.某DNA分子含有3000個(gè)堿基，其中腺嘌呤占35%。若該DNA分子用含15N標(biāo)記的四種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，得到結(jié)果如圖甲；如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到結(jié)果如圖乙。下列有關(guān)分析正確的是A.X層全部是僅含14N的DNA分子B.W層中含15N標(biāo)記的胞嘧啶脫氧核苷酸有3150個(gè)C.X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/2D.W層與Z層的脫氧核苷酸數(shù)之比為4∶1√隨堂檢測4.一個(gè)雙鏈被32P標(biāo)記的DNA片段有100個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤占?jí)A基總數(shù)的20%，將其置于含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述錯(cuò)誤的是A.該DNA片段中含有胞嘧啶的數(shù)目是60個(gè)B.第三次復(fù)制過程需要240個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C.復(fù)制3次后，子代DNA中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7D.復(fù)制3次后，子代DNA中含32P與含31P的分子數(shù)之比為1∶3√隨堂檢測四、有絲分裂中染色體的標(biāo)記情況用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞（含20條染色體）所有染色體上DNA分子的兩條鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P（含31P）的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。這些細(xì)胞在第一次細(xì)胞分裂的中期，一個(gè)細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)和染色體上被32P標(biāo)記的DNA分子數(shù)分別是（）【同步訓(xùn)練33-6】假定某高等生物體細(xì)胞的染色體數(shù)是10條，其中染色體中的DNA用3H胸腺嘧啶標(biāo)記。將該體細(xì)胞放入不含有標(biāo)記的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)2代，則在形成第2代細(xì)胞的有絲分裂中期-后期，沒有被標(biāo)記的染色體條數(shù)分別為（）3H/3H3H/1H·3H/1H3H/1H·1H/1H1H11H23H/1H·3H/1H3H/1H·1H/1H【規(guī)律總結(jié)】若只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記；若復(fù)制兩次，產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標(biāo)記。1、

蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是A.每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記B.每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記C.只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記D.每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記√隨堂檢測2、

用32P標(biāo)記了某玉米體細(xì)胞(正常體細(xì)胞含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，完成了兩次細(xì)胞分裂。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.在第一次細(xì)胞分裂的中期，一個(gè)細(xì)胞中的染色體總數(shù)和被32P標(biāo)記的染

色體數(shù)分別是20和20B.在第二次細(xì)胞分裂的后期，一個(gè)細(xì)胞中的染色體總數(shù)和被32P標(biāo)記的染

色體數(shù)分別是40和40C.在第一次分裂完成后，形成的兩個(gè)子細(xì)胞中染色體上的DNA都是有一

條鏈含32P，另一條鏈不含32PD.在第二次分裂完成后，形成的四個(gè)子細(xì)胞中含32P的染色體數(shù)從0到20

都有可能√隨堂檢測四、減數(shù)分裂中染色體的標(biāo)記情況【同步訓(xùn)練33-5】假設(shè)將含有一對(duì)同源染色體的精原細(xì)胞的DNA分子用15N標(biāo)記，并供給14N的原料，則該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精子中，含15N標(biāo)記的DNA的精子所占比例為（）14N115N/15N15N/15N15N/14N·15N/14N15N/14N·15N/14N15N/14N·15N/14N15N/14N·15N/14N1對(duì)同源1個(gè)四分體MⅠ后同源染色體分開15N/14N·15N/14N15N/14N·15N/14NMⅡ后姐妹染色單體分開【規(guī)律總結(jié)】由于減數(shù)分裂沒有細(xì)胞周期，DNA只復(fù)制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記。3、假設(shè)某果蠅的一個(gè)精原細(xì)胞的全部染色體DNA分子均用15N標(biāo)記，然后培養(yǎng)在含14N的培養(yǎng)基中，則該精原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精子中，含15N標(biāo)記的精子數(shù)目為A.1B.2C.4D.3√隨堂檢測4、(2022·吉林通化高一期中)如圖A點(diǎn)時(shí)用32P標(biāo)記果蠅精原細(xì)胞所有DNA的雙鏈，然后置于只含31P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，發(fā)生了a、b連續(xù)兩個(gè)分裂過程。下列相關(guān)敘述，正確的是A.CD段細(xì)胞中一定有2條Y染色體B.GH段細(xì)胞中可能有兩條Y染色體C.GH段細(xì)胞中含32P的染色體一定有8條D.IJ段細(xì)胞中含32P的染色體可能有8條√1.洋蔥根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成下一個(gè)細(xì)胞周期。下列敘述正確的是A.第一個(gè)細(xì)胞周期中，細(xì)胞內(nèi)放射性迅速升高的時(shí)期是分裂前期B.第一個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束后，每個(gè)子細(xì)胞中都有一半的染色體被標(biāo)記C.第二個(gè)細(xì)胞周期的分裂后期，有一半的染色體被標(biāo)記D.一個(gè)細(xì)胞完成兩個(gè)細(xì)胞周期后，產(chǎn)生的含3H的子細(xì)胞數(shù)為1或2或3或4√隨堂檢測2.(2022·江蘇鎮(zhèn)江高一期中)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)，BrdU會(huì)取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料對(duì)復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色，發(fā)現(xiàn)含半標(biāo)記DNA(一條鏈被標(biāo)記)的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標(biāo)記DNA(兩條鏈均被標(biāo)記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個(gè)細(xì)胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第二個(gè)細(xì)胞周期的中期進(jìn)行染色并觀察。下列推測正確的是A.1/2的染色體熒光被抑制

B.1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光C.1/2的DNA分子被BrdU標(biāo)記

D.3/4的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記√隨堂檢測3.將DNA分子雙鏈用3H標(biāo)記的蠶豆(2n＝12)根尖移入普通培養(yǎng)液(不含放射性元素)中，再讓細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂。某普通培養(yǎng)液中的第三次有絲分裂中期，根據(jù)圖示，判斷該細(xì)胞中染色體的標(biāo)記情況最可能是A.12個(gè)bB.6個(gè)a,6個(gè)bC.6個(gè)b,6個(gè)cD.b＋c＝12個(gè)，但b和c數(shù)目

不確定√隨堂檢測4.(2022·河北衡水高一期中)某科研人員用32P標(biāo)記雄果蠅精原細(xì)胞中的X和Y染色體，使其相繼完成一次有絲分裂和一次減數(shù)分裂。不考慮變異，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.有絲分裂中期和后期含有32P標(biāo)記的染色體數(shù)目相等B.有絲分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中均含有32P標(biāo)記的X和Y染色體C.減數(shù)分裂Ⅰ中含有32P標(biāo)記染色體數(shù)目是減數(shù)分裂Ⅱ的2倍D.減數(shù)分裂Ⅱ形成的精細(xì)胞中可能不含有32P標(biāo)記的染色體√隨堂檢測5.小鼠的睪丸中一個(gè)精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過程，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是A.初級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記B.次級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體都被標(biāo)記C.只有半數(shù)精細(xì)胞中有被標(biāo)記的染色體D.產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞中的全部染色體，被標(biāo)記數(shù)與未被標(biāo)記數(shù)相等√隨堂檢測6.將全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記的雄性動(dòng)物細(xì)胞(染色體數(shù)為2n)置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。經(jīng)過連續(xù)3次細(xì)胞分裂后產(chǎn)生8