2025屆高三生物一輪復(fù)習(xí)課件 DNA的復(fù)制

DNA的復(fù)制一.DNA復(fù)制的推測——假說-演繹法1.提出問題2.作出假說3.演繹推理4.總結(jié)結(jié)論DNA以什么方式復(fù)制？沃森和克里克：半保留復(fù)制科學(xué)方法：同位素標(biāo)記法、密度梯度離心法梅塞爾森和斯塔爾：大腸桿菌DNA復(fù)制實驗15N和14N是氮元素的兩種穩(wěn)定同位素，這兩種同位素的相對原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度

，因此，利用

技術(shù)可以在試管中分離開含有相對原子質(zhì)量不同的氮元素的DNA。大密度梯度離心高密度帶中密度帶低密度帶15N14N15N15N14N14N一.DNA復(fù)制的推測——假說-演繹法1.提出問題2.作出假說3.演繹推理4.總結(jié)結(jié)論（3）演繹推理，預(yù)測結(jié)果15N14N14N14N15N14NP:F1:F2:細胞再分裂一次15N15N轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細胞分裂一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心高密度帶中密度帶低密度帶中密度帶如果是全保留復(fù)制，預(yù)期結(jié)果是？如果是分散復(fù)制，預(yù)期結(jié)果是？一.DNA復(fù)制的推測——假說-演繹法1.提出問題2.作出假說3.演繹推理4.總結(jié)結(jié)論（4）進行實驗，總結(jié)結(jié)論DNA是半保留復(fù)制實驗結(jié)果和預(yù)測結(jié)果一致15N14N14N14N15N14NP:F1:F2:細胞再分裂一次15N15N轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細胞分裂一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心高密度帶中密度帶低密度帶中密度帶1.概念：DNA的復(fù)制是指以

為模板合成

的過程。主要在細胞核中，但在線粒體、葉綠體也有DNA的復(fù)制；原核細胞：主要在擬核中，在質(zhì)粒處也有DNA的復(fù)制。3.發(fā)生時期(真核生物)細胞分裂前的間期(有絲分裂前的間期、減數(shù)分裂前的間期)，隨著染色體的復(fù)制而完成。真核細胞：

2.DNA復(fù)制場所親代DNA子代DNA4.過程：①解旋：在ATP驅(qū)動下，解旋酶將DNA雙螺旋的2條鏈之間的氫鍵解開。②合成子鏈：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DNA：新合成的子鏈不斷延伸，每條新鏈與其對應(yīng)的模板鏈繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（1）半保留復(fù)制（2）邊解旋邊復(fù)制5.DNA復(fù)制的特點DNA聚合酶不能催化DNA新鏈從頭合成，只能催化dNTP加入核苷酸鏈的3'-OH末端。因而復(fù)制之初需要一段RNA(DNA)引物的3’一OH端為起點，合成5’→3’方向的新鏈。模板鏈：3’→5’；合成子鏈方向：5’→3’（3）雙向復(fù)制新合成的子鏈DNA聚合酶DNA聚合酶解旋酶游離的脫氧核苷酸前導(dǎo)鏈、后隨鏈、岡崎片段新合成的子代DNA一條鏈?zhǔn)悄０迥告?，另一條是新合成的子鏈6.DNA復(fù)制需要的基本條件模板原料酶能量親代DNA的兩條鏈游離的4種脫氧核苷酸解旋酶/DNA聚合酶等由細胞提供(如ATP提供)7.DNA精確復(fù)制的原因（1）DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板。（2）通過堿基互補配對，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進行。8.DNA制的意義將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，保持了遺傳信息的連續(xù)性。新合成的子鏈DNA聚合酶DNA聚合酶解旋酶游離的脫氧核苷酸例1.下面是DNA復(fù)制的有關(guān)圖示。A→B→C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制。D→F表示哺乳動物的DNA復(fù)制。圖中黑點表示復(fù)制起點，“→”表示復(fù)制方向，“?”表示時間順序。(1)A→F均有以下特點：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA分子復(fù)制是______________________的。(2)若A中含有48500個堿基對，假設(shè)DNA分子從頭到尾復(fù)制，則理論上此DNA分子復(fù)制約需30s，而實際上只需約16s，根據(jù)A→C過程分析，這是因為_____________________。特點2：雙向復(fù)制復(fù)制是雙向進行的邊解旋邊復(fù)制特點1：邊解旋邊復(fù)制例1.下面是DNA復(fù)制的有關(guān)圖示。A→B→C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制。D→F表示哺乳動物的DNA復(fù)制。圖中黑點表示復(fù)制起點，“→”表示復(fù)制方向，“?”表示時間順序。(3)哺乳動物的DNA分子展開可達2m之長，若按A→C的方式復(fù)制，至少需要8h，而實際上只需要約2h，根據(jù)D→F過程分析，是因為_________________________________。(4)C與A相同，F(xiàn)與D相同，C、F能被如此準(zhǔn)確地復(fù)制出來，是因為_________________________________________________________________________DNA分子中有多個復(fù)制起點特點3：多起點復(fù)制(真核生物)①DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板。②復(fù)制過程嚴格遵循堿基互補配對原則。2023山東卷T5．將一個雙鏈DNA分子的一端固定于載玻片上，置于含有熒光標(biāo)記的脫氧核苷酸的體系中進行復(fù)制。甲、乙和丙分別為復(fù)制過程中3個時間點的圖像，①和②表示新合成的單鏈，①的5'端指向解旋方向，丙為復(fù)制結(jié)束時的圖像。該DNA復(fù)制過程中可觀察到單鏈延伸暫停現(xiàn)象，但延伸進行時2條鏈延伸速率相等。已知復(fù)制過程中嚴格遵守堿基互補配對原則，下列說法錯誤的是（）A．據(jù)圖分析，①和②延伸時均存在暫停現(xiàn)象B．甲時①中A、T之和與②中A、T之和可能相等C．丙時①中A、T之和與②中A、T之和一定相等D．②延伸方向為5'端至3'端，其模板鏈3'端指向解旋方向D1966年，科學(xué)家提出了DNA半不連續(xù)復(fù)制假說：DNA復(fù)制形成互補子鏈時，一條子鏈連續(xù)形成，另一條子鏈不連續(xù)，即先形成短片段后再進行連接(如圖1)。為驗證假說，進行如下實驗：用3H標(biāo)記T4噬菌體，在培養(yǎng)噬菌體的不同時刻，分離出噬菌體DNA并加熱使其變性，再進行密度梯度離心，以DNA單鏈片段分布位置確定片段大小，并檢測相應(yīng)位置DNA單鏈片段的放射性，結(jié)果如圖2。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．與60秒相比，120秒結(jié)果中短鏈片段減少的原因是短鏈片段連接形成長鏈片段B．DNA的半不連續(xù)復(fù)制保證了DNA的兩條鏈能夠同時作為模板進行復(fù)制C．該實驗可用32P標(biāo)記的脫氧核苷酸代替3H標(biāo)記的脫氧核苷酸標(biāo)記DNAD．若以DNA連接缺陷的T4噬菌體為材料，則圖2中的曲線峰值將右移D(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，9.DNA復(fù)制的相關(guān)計算則：

共產(chǎn)生子代DNA分子______個；

子代DNA分子中，含15N的DNA分子________個；

子代DNA分子中，含14N的DNA分子________個；

子代DNA分子中，只含15N的DNA分子______個；

子代DNA分子中，只含14N的DNA分子______個；2n22n02n-2(2)DNA復(fù)制中消耗的脫氧核苷酸數(shù)若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為______________。第n次復(fù)制需要該種脫氧核苷酸數(shù)為____________。m·(2n－1)m·2n－1例3：有15N標(biāo)記的一個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中復(fù)制三次，則含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是_____，含15N的DNA鏈占全部DNA單鏈的比例是_____。復(fù)制8次，則含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是___________。含15N的DNA鏈占全部DNA單鏈的比例是__________。若該DNA分子中含堿基A50個，則：復(fù)制n次產(chǎn)生子代DNA分子_______個，總共需A_______________個，第n次復(fù)制產(chǎn)生子代DNA分子_____個，需A___________________個。

1/850×2n-11/450×（2n-1）2n2n2/28=1/272/29=1/28例4.某DNA分子中含有1000個堿基對(被32P標(biāo)記)，若將該DNA分子放在只含被31P標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次，子代DNA分子相對分子質(zhì)量平均比原來減少

。1500OPCH2

OHOOHHOHHHHH堿基

磷酸

脫氧核糖PPPPATGCPPPPATGC以每個DNA分子中的1對脫氧核苷酸為例：用是31P復(fù)制2次，得到4個DNA=8個脫氧核苷酸（6個是31P+2個是32P），算出每個脫氧核苷酸含P平均質(zhì)量=（32×2+31×6）/8=31.25；每個脫氧核苷酸含P平均質(zhì)量減少量=32-31.25=0.75；該DNA分子含有1000個堿基對，每個DNA分子平均質(zhì)量減少量=1000×2×0.75=1500OPCH2

OHOOHHOHHHHH堿基

磷酸

脫氧核糖PPPPATGCPPPPATGC以每個DNA分子中的1對脫氧核苷酸為例：用是31P復(fù)制2次，得到4個DNA=8個脫氧核苷酸（6個是31P+2個是32P），用是32P復(fù)制2次，得到4個DNA=8個脫氧核苷酸（0個是31P+8個是32P），算出兩次減少的總質(zhì)量=（8-2）×（32-31）=6每個脫氧核苷酸含P平均質(zhì)量減少量=6/8=0.75；該DNA分子含有1000個堿基對，每個DNA分子平均質(zhì)量減少量=1000×2×0.75=1500OPCH2

OHOOHHOHHHHH堿基

磷酸

脫氧核糖PPPPATGCPPPPATGC1個DNA復(fù)制2次，得到4個DNA=8條脫氧核苷酸鏈：用是31P復(fù)制2次，得到8條脫氧核苷酸鏈（6條是31P+2條是32P），用是32P復(fù)制2次，得到8條脫氧核苷酸鏈（0條是31P+8條是32P），該DNA分子含有1000個堿基對，1條是31P鏈和1條是32P鏈的差值=（32-31）×1000=1000；兩種復(fù)制總差值=1000×6=6000子代DNA4個，每個DNA分子平均質(zhì)量減少量=6000/4=1500(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單鏈的DNA分子都只有兩個。(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，以免掉進陷阱。特別提醒：“DNA復(fù)制”相關(guān)題目的4點“注意”用物理性質(zhì)特殊的同位素來標(biāo)記化學(xué)反應(yīng)中原子的去向，從而示蹤物質(zhì)的運行規(guī)律和變化規(guī)律?？茖W(xué)方法：同位素標(biāo)記法1.放射性同位素3H標(biāo)記亮氨酸，研究分泌蛋白的合成與運輸過程。14C標(biāo)記CO2，研究暗反應(yīng)中碳的轉(zhuǎn)移途徑。標(biāo)記DNA3H14C32P35S標(biāo)記蛋白質(zhì)探究噬菌體的遺傳物質(zhì)——檢測放射性2.穩(wěn)定同位素18O標(biāo)記H2O、CO2研究光合產(chǎn)物O2中氧原子的來源?！獧z測密度或相對分子質(zhì)量15N標(biāo)記DNA研究DNA復(fù)制方式。01DNA的復(fù)制例1.一個被15N標(biāo)記的、含1000個堿基對的DNA分子片段，其中一條鏈中T＋A占30%，若將該DNA分子放在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制3次，敘述正確的是（）A.該DNA分子的另一條鏈中T＋A占70%B.該DNA分子中含有A的數(shù)目為400個C.該DNA分子第3次復(fù)制時需要消耗2800個GD.經(jīng)3次復(fù)制后，子代DNA分子中含14N的比例為7/8C方法便箋復(fù)制染色體數(shù)目不變

DNA數(shù)目加倍復(fù)制產(chǎn)生的兩個子代DNA分子位于一條染色體的兩條姐妹染色單體上，由著絲點連在一起，在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲點分裂時分開，分別進入兩個子細胞中。01DNA的復(fù)制方法便箋▲論DNA復(fù)制多少次，含有母鏈的DNA分子永遠只有兩條01DNA的復(fù)制例1.一個被15N標(biāo)記的、含1000個堿基對的DNA分子片段，其中一條鏈中T＋A占30%，若將該DNA分子放在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制3次，敘述正確的是（）A.該DNA分子的另一條鏈中T＋A占70%B.該DNA分子中含有A的數(shù)目為400個C.該DNA分子第3次復(fù)制時需要消耗2800個GD.經(jīng)3次復(fù)制后，子代DNA分子中含