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

第3章基因的本質第3節(jié)DNA的復制十一學習目標1.根據DNA的結構以及生命活動所需的基本條件，推測體外合成DNA的條件。2.基于科學史資料提供的實驗證據，運用假說一演繹法，概述DNA通過半保留方式進行復制。3.通過對DNA半保留復制過程的分析和討論，從結構與功能相適應的角度探討生命系統(tǒng)的正常運轉離不開遺傳信息的傳遞，DNA的準確復制是遺傳信息穩(wěn)定傳遞的基礎。4.認同科學技術在生物學研究中的重要作用。三、DNA復制的過程【帶著問題閱讀教材】DNA復制的概念？DNA復制的時期、場所、條件？DNA復制的過程？DNA復制為什么能夠準確進行？三、DNA復制的過程DNA復制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程時期：場所：子鏈延伸方向：特點：細胞分裂前的間期真核生物：細胞核（主要），葉綠體，線粒體原核生物：擬核、質粒病毒：宿主細胞5’→3’邊解旋邊復制、半保留復制【判斷】神經細胞在有絲分裂前的間期進行DNA的復制？高度分化的細胞不進行DNA的復制，如神經細胞、哺乳動物成熟紅細胞、精子等三、DNA復制的過程①解旋（解旋酶）：在ATP驅動下，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，按照堿基互補配對原則，在DNA聚合酶的作用下合成與母鏈互補的1條子鏈。③形成子代DNA：新合成的子鏈不斷延伸，每條新鏈與其對應的模板鏈繞成雙螺旋結構。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，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一條子鏈①解旋：在能量的驅動下，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，每條新鏈與其對應的模板鏈繞成雙螺旋結構①解旋②合成子鏈③重新螺旋三、DNA復制的過程【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DNA堿基對排列順序是否相同?結果:形成兩個完全相同的DNA分子。新復制出的兩個子代DNA分子通過細胞分裂分配到子細胞中去。互補互補三、DNA復制的過程解旋酶5’3’3’5’DNA聚合酶5’3’前導鏈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③：半不連續(xù)復制DNA聚合酶特點（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復制的過程拓展原核生物每個DNA分子只有一個復制起始點，而真核生物每個DNA分子有多個復制起始點。復制時，雙鏈DNA由起始點處打開，沿兩條張開的單鏈模板合成DNA新鏈。如圖所示：DNA復制的起點和方向(1)單起點雙向復制(2)多起點不同時雙向復制在復制速率相同的前提下，圖中DNA最右邊的起點最先開始復制。DNA復制的起點和方向(1)原核生物：單起點雙向復制(2)真核生物：多起點雙向復制在復制速率相同的前提下，圖中DNA是從其最右邊開始復制的，這種復制方式提高了DNA復制的效率。單起點雙向復制多起點雙向復制三、DNA復制的過程三、DNA復制的過程三、DNA復制的過程DNA復制的條件模板原料能量酶原則場所特點為什么DNA分子復制能夠準確進行?(1)DNA獨特的

結構，為復制提供了精確的模板。(2)通過

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

形成的氫鍵B.DNA結合蛋白可防止DNA單鏈重新形

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

的特點B.解開DNA雙螺旋結構需要細胞內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.圖示復制方式可加快DNA的復制，但各起點可能不是同時開始的√隨堂檢測隨堂檢測3.下圖為某真核細胞中DNA復制過程的模式圖，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

催化堿基對之間的連接B.在復制過程中解旋和復制

是同時進行的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新的DNA分子√隨堂檢測

4.真核細胞中DNA復制如下圖所示，下列表述錯誤的是A.多起點雙向復制能保證DNA復制在短時間內完成B.每個子代DNA都有一條核苷酸鏈來自親代C.復制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的準確復制依賴于堿基互補配對原則E.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的無論DNA復制多少次含有母鏈的DNA分子永遠只有兩條DNA分子數目①子n代DNA分子總數為

個②含15N的DNA分子數為

個③含14N的DNA分子數為

個④只含15N的DNA分子數為

個⑤只含14N的DNA分子數為

個⑥第n次復制的DNA分子數為

個2n22n02n-22n-1四、DNA復制的相關計算(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復制n次，則：三、DNA復制的相關計算TGAACTGCTACTTGACGA脫氧核苷酸鏈數①子代DNA中脫氧核苷酸鏈數為

條②親代（含15N）脫氧核苷酸鏈數為

條③新合成（含14N）脫氧核苷酸鏈數為

條一個有m個堿基對的DNA分子，其中含有腺嘌呤脫氧核苷酸a個求：1）復制n次，需要多少腺嘌呤和鳥嘌呤脫氧核苷酸

2）第n次復制，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復制了n次”和“第n次復制”的區(qū)別，前者包括所有的復制，但后者只包括第n次的復制。(2)注意堿基的單位是“對”還是“個”。(3)切記在DNA復制過程中，無論復制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個。(4)看清試題中問的是“DNA分子數”還是“鏈數”，“含”還是“只含”等關鍵詞，以免掉進陷阱。3.某DNA分子含有3000個堿基，其中腺嘌呤占35%。若該DNA分子用含15N標記的四種游離脫氧核苷酸為原料復制3次，將全部復制產物進行密度梯度離心，得到結果如圖甲；如果將全部復制產物加入解旋酶處理后再離心，則得到結果如圖乙。下列有關分析正確的是A.X層全部是僅含14N的DNA分子B.W層中含15N標記的胞嘧啶脫氧核苷酸有3150個C.X層中含有的氫鍵數是Y層的1/2D.W層與Z層的脫氧核苷酸數之比為4∶1√隨堂檢測4.一個雙鏈被32P標記的DNA片段有100個堿基對，其中腺嘌呤占堿基總數的20%，將其置于含31P的環(huán)境中復制3次。下列敘述錯誤的是A.該DNA片段中含有胞嘧啶的數目是60個B.第三次復制過程需要240個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C.復制3次后，子代DNA中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7D.復制3次后，子代DNA中含32P與含31P的分子數之比為1∶3√隨堂檢測四、有絲分裂中染色體的標記情況用32P標記玉米體細胞（含20條染色體）所有染色體上DNA分子的兩條鏈，再將這些細胞轉入不含32P（含31P）的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)。這些細胞在第一次細胞分裂的中期，一個細胞中被32P標記的染色體條數和染色體上被32P標記的DNA分子數分別是（）【同步訓練33-6】假定某高等生物體細胞的染色體數是10條，其中染色體中的DNA用3H胸腺嘧啶標記。將該體細胞放入不含有標記的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)2代，則在形成第2代細胞的有絲分裂中期-后期，沒有被標記的染色體條數分別為（）3H/3H3H/1H·3H/1H3H/1H·1H/1H1H11H23H/1H·3H/1H3H/1H·1H/1H【規(guī)律總結】若只復制一次，產生的子染色體都帶有標記；若復制兩次，產生的子染色體只有一半帶有標記。1、

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

用32P標記了某玉米體細胞(正常體細胞含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，完成了兩次細胞分裂。下列有關敘述錯誤的是A.在第一次細胞分裂的中期，一個細胞中的染色體總數和被32P標記的染

色體數分別是20和20B.在第二次細胞分裂的后期，一個細胞中的染色體總數和被32P標記的染

色體數分別是40和40C.在第一次分裂完成后，形成的兩個子細胞中染色體上的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，形成的四個子細胞中含32P的染色體數從0到20

都有可能√隨堂檢測四、減數分裂中染色體的標記情況【同步訓練33-5】假設將含有一對同源染色體的精原細胞的DNA分子用15N標記，并供給14N的原料，則該細胞進行減數分裂產生的4個精子中，含15N標記的DNA的精子所占比例為（）14N115N/15N15N/15N15N/14N·15N/14N15N/14N·15N/14N15N/14N·15N/14N15N/14N·15N/14N1對同源1個四分體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】由于減數分裂沒有細胞周期，DNA只復制一次，因此產生的子染色體都帶有標記。3、假設某果蠅的一個精原細胞的全部染色體DNA分子均用15N標記，然后培養(yǎng)在含14N的培養(yǎng)基中，則該精原細胞經過減數分裂產生的4個精子中，含15N標記的精子數目為A.1B.2C.4D.3√隨堂檢測4、(2022·吉林通化高一期中)如圖A點時用32P標記果蠅精原細胞所有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)兩個分裂過程。下列相關敘述，正確的是A.CD段細胞中一定有2條Y染色體B.GH段細胞中可能有兩條Y染色體C.GH段細胞中含32P的染色體一定有8條D.IJ段細胞中含32P的染色體可能有8條√1.洋蔥根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成下一個細胞周期。下列敘述正確的是A.第一個細胞周期中，細胞內放射性迅速升高的時期是分裂前期B.第一個細胞周期結束后，每個子細胞中都有一半的染色體被標記C.第二個細胞周期的分裂后期，有一半的染色體被標記D.一個細胞完成兩個細胞周期后，產生的含3H的子細胞數為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)液中進行DNA復制時，BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色，發(fā)現含半標記DNA(一條鏈被標記)的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標記DNA(兩條鏈均被標記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個細胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第二個細胞周期的中期進行染色并觀察。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標記

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

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