2006年廣東地區(qū)高二生物DNA復(fù)制教學(xué)課件新課標(biāo)人教版

第3節(jié)DNA的復(fù)制復(fù)習(xí)：1.DNA分子具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，也就是具有規(guī)則的（）結(jié)構(gòu)。2.堿基互補配對原則：A與（）；G與（）兩條鏈上的堿基通過（）連接。雙螺旋TC氫鍵(1)A與T之間形成2個氫鍵，G與C之間形成3個氫鍵，G—C堿基對占比例越大，DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。(2)同一條脫氧核苷酸鏈中，相鄰2個堿基間通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖間接相連。

何謂DNA復(fù)制？所謂DNA的復(fù)制就是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程，1DNA→2DNA

新產(chǎn)生的DNA分子是一個全新的DNA分子嗎？親代(第一代)第二代第三代第四代一、對DNA分子復(fù)制的推測沃森和克里克提出了DNA自我復(fù)制的假說：DNA分子復(fù)制,新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，這種復(fù)制方式為半保留復(fù)制。1、DNA分子的復(fù)制（1）概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程，復(fù)制結(jié)果一個DNA分子合成兩個與親代DNA完全相同的新DNA分子，DNA分子的復(fù)制實質(zhì)上是遺傳信息的復(fù)制。（2）復(fù)制的時間：有絲分裂中DNA分子復(fù)制時間是有絲分裂間期；減數(shù)分裂中DNA的復(fù)制時間是減數(shù)第一次分裂的間期；無絲分裂中DNA分子復(fù)制時間是無絲分裂之前。（3）復(fù)制的場所：主要在細(xì)胞核，但在葉綠體、線粒體的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中也進(jìn)行DNA的復(fù)制，而且這些DNA復(fù)制的時間不一定在細(xì)胞分裂的間期，原核生物主要在擬核內(nèi)進(jìn)行DNA的復(fù)制，DNA病毒在活的宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行DNA的復(fù)制。一、考點整合與提升以解開的每段母鏈為模板，在酶的作用下，按照互補配對的原則，吸引核基質(zhì)中已被ＡＴＰ激活的含有互補堿基的脫氧核苷酸，最后相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖和磷酸基團間形成磷酸二酯鍵，產(chǎn)生一條子鏈。（4）復(fù)制的過程解旋合成子鏈形在子代DNA分子

DNA雙螺旋解開，在ATP供能、解旋酶的作用下，使堿基之間的氫鍵斷開，堿基暴露出來，形成了兩條模板鏈。在DNA聚合酶的作用下，隨著解旋過程的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈互相盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，解旋完即（5）復(fù)制的條件模板兩條已解開的DNA單鏈原料細(xì)胞中游離的脫氧核苷酸酶需要DNA解旋酶、DNA聚合酶等的催化。能量需要

ATP提供能量。實際是由ATP激活脫氧核苷酸，形成脫氧核苷酸三磷酸。在DNA復(fù)制過程中，獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；堿基互補配對，保證了復(fù)制精確無誤。通過復(fù)制將親代的遺傳信息傳給子代，使前后代保持了遺傳信息的連續(xù)性。一個親代DNA分子形成了兩個完全相同的子代DNA分子

（6）復(fù)制的保證（7）復(fù)制的結(jié)果（8）復(fù)制的意義（9）復(fù)制的特點（1）邊解旋邊復(fù)制（2）半保留復(fù)制新合成的DNA分子中，有一條鏈來自親代的DNA，另一條鏈則是新合成的。復(fù)制方向母鏈母鏈子鏈子鏈（1）DNA不論復(fù)制多少次，產(chǎn)生的子代DNA分子中，含母鏈的DNA分子數(shù)總是２個，含母鏈也總是２條。（2）復(fù)制n代產(chǎn)生的子代DNA分子數(shù)為2n，產(chǎn)生的的子代DNA單鏈為2n×２，子代DNA分子所含的親代DNA鏈占子代DNA中脫氧核苷酸鏈的比例為1/2n×２（3）一定數(shù)量的堿基對所能構(gòu)成的DNA分子種類數(shù)或所攜帶的遺傳信息的種類數(shù)=4n（n為堿基對數(shù)）（10）與復(fù)制有關(guān)的計算規(guī)律對應(yīng)例題：1、關(guān)于細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的敘述，正確的是（）A、發(fā)生在細(xì)胞分裂的各個時期B、子代DNA分子由兩條新鏈組成C、需要模板、原料、能量和酶等D、形成的兩條新鏈堿基序列相同C解析：

DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期，A錯；DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，復(fù)制后的子代DNA分子中只有一條新鏈，B錯；形成的兩條新鏈堿基序列不同，是互補配對的，D錯；DNA復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等，所以C是正確的。對應(yīng)例題：2、如果把一個DNA分子用重氫標(biāo)記，含有這個DNA分子的細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行四次有絲分裂后，含有標(biāo)記鏈的DNA分子數(shù)和細(xì)胞數(shù)是（）A、1/2和1/2B、1/4和1/4C、1/8和1/8D、1/8和1/10解析：在細(xì)胞有絲分裂間期DNA分子復(fù)制，而DNA的復(fù)制是半保留的復(fù)制，即在復(fù)制過程中均以DNA分子的一條母鏈作為模板，合成一條新的子鏈與其互補配對，經(jīng)過四次有絲分裂細(xì)胞數(shù)為24=16（個），在16個細(xì)胞中仍有2個細(xì)胞含標(biāo)記鏈占1/8。含有標(biāo)記鏈的DNA分子數(shù)也是1/8。C鏈，為中。另二個DNA分子中只含14N，全為輕。所以子二代的DNA分子輕和中各占一半。若再繁殖一代在八個DNA分子中，有二個DNA分子各有一條鏈含15N，為中，其它六個DNA分子只含14N，為輕，所以到子三代，1/4為中，3/4為輕。對應(yīng)例題：3、用含15N的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，再放在含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，然后用梯度離心技術(shù)測定各代大腸桿菌密度，結(jié)果如圖所示，親代全重，子一代全中，子二代一半重、一半中。為什么？若再繁殖一代將怎么樣？解析：親代是在含15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，親代的DNA分子中含15N，密度大，全為重。后移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，由于DNA是半保留復(fù)制，子一代的DNA分子中有二個一條是含15N的母鏈（重），一條是含14N新合成的子鏈（輕），所以全為中。到子二代，在復(fù)制出的四個DNA分子中，只有二個DNA分子各有一條含15N的母答案：1/4為中，3/4為輕對應(yīng)例題：4、在DNA復(fù)制過程中，保證復(fù)制正確無誤進(jìn)行的關(guān)鍵步驟是（）A、解旋酶破壞氫鍵并使DNA雙鏈解開B、游離的脫氧核苷酸與母鏈互補配對C、與模板鏈配對的脫氧核苷酸連接成子鏈D、子鏈與模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)B解析：在DNA復(fù)制過程中，有解旋、合成子鏈和螺旋化等過程，但是保證復(fù)制得到的兩個DNA分子，是相同的機制是在復(fù)制過程中，嚴(yán)格按照堿基互補配對合成子鏈。1、（2009高考江蘇卷）下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是（）A、圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點同時開始的B、圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C、真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶D、真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率A解析：本題通過信息考查DNA的復(fù)制相關(guān)知識。從圖中只能看出有一個復(fù)制起點，所以A不對。圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的，真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶，DNA聚合酶等參與。這種半保留復(fù)制的模式不僅保持前后代的穩(wěn)定性，每次復(fù)制都可產(chǎn)生兩個DNA分子，提高了效率。二、近兩年高考真題示例2．（2010山東高考理綜）蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個細(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B解析：由于DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，在有放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中一個細(xì)胞周期后，每個DNA分子中有一條鏈含放射性。繼續(xù)在無放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，由于DNA的半保留復(fù)制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每個染色單體含一個DNA分子，所以一半的染色單體含放射性。3、（2010高考北京卷）科學(xué)家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結(jié)果見下表。

組別1組2組3組4組培養(yǎng)液中唯一氮源

繁殖代數(shù)多代多代一代兩代培養(yǎng)產(chǎn)物

A

BB的子I代B的子II代操作提取DNA并離心離心結(jié)果僅為輕帶（14N/14N）僅為重帶（15N/15N）僅為中帶（15N/14N）1/2輕帶、?中帶（14N/14N（15N/14N）請分析并回答：（1）要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過___________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的__________是唯一氮源。（2）綜合分析本實驗的DNA離心結(jié)果，第_________組結(jié)果對得到的結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第__________組和第___________組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是

。多代312半保留復(fù)制15NH4CL（3）分析討論：①若子I代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于________，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是___________復(fù)制。②若將子I代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果是___________（選填“能”或“不能”）判斷DNA的復(fù)制方式。③若在同等條件下將子II代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置是____________，放射性強度發(fā)生變化的是_____帶。④若某次實驗的結(jié)果中，子I代DNA的“中帶”比以往實驗結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成的DNA單鏈中的N尚有少部分為____________.B半保留不能沒有變化輕15N解析：（1）據(jù)表DNA

在15NH4CL為唯一N源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)多代，可得到大腸桿菌B。（2）若要證明DNA是半保留復(fù)制，則需要證明DNA分子的兩條鏈一條是原來的，一條是新合成的，第3組的結(jié)果與第1、第2組的結(jié)果對比能證實。（3）①“輕”為14N/14N的DNA，“重”為15N/15N的DNA，據(jù)表，重帶DNA來自B代。①的結(jié)果是后代DNA的兩條鏈或全是原來的或全是新合成的，說明DNA的復(fù)制方式不是半保留的。②將子一代DNA雙鏈解開后再離心，無法判斷后代DNA兩條鏈的來源，故不能判斷DNA的復(fù)制方式。③若在同等條件下將子II代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA的情況是有2個15N/14N，其余都是14N/14NDNA，所以子n代DNA離心的結(jié)果是密度帶的數(shù)量和位置沒有變化，放射性強度發(fā)生變化的是“輕”帶。④“中帶”比以往實驗結(jié)果的“中帶”略寬，說明新合成的DNA單鏈中的N尚有少部分為15N。規(guī)律1：親代DNA分子經(jīng)n次復(fù)制后，所合成的DNA分子中：DNA分子數(shù)，含親代母鏈的DNA分子數(shù)，不含親代母鏈的DNA分子數(shù)依次為：小結(jié)：2n，2，2n-2，看書思考下列問題:1、概念：2、場所：3、時期：4、條件：5、復(fù)制過程：6、復(fù)制特點：7、復(fù)制的精確性：8、復(fù)制的生物學(xué)意義：三、DNA分子的復(fù)制模板：原料：能量：酶：解旋酶催化解旋：模板（在DNA聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）復(fù)制:以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）復(fù)制后的DNA:同時進(jìn)行組成1、概念：2、場所：3、時期：4、條件：5、復(fù)制過程：6、復(fù)制特點：7、復(fù)制的精確性：8、復(fù)制的生物學(xué)意義：三、DNA分子的復(fù)制小結(jié)：有絲分裂間期、減數(shù)分裂第一次分裂的間期模板：原料：能量：酶：DNA的兩條鏈游離的脫氧核苷酸（A、G、C、T）ATPDNA解旋酶、DNA聚合酶等堿基互補配對原則半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制使遺傳信息在傳遞過程中保持了連續(xù)性細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體原核生物的擬核和質(zhì)粒解旋→合成→延伸和盤繞規(guī)律2：親代DNA分子經(jīng)n次復(fù)制后，所需游離的脫氧核苷酸數(shù)為：R游離的脫氧核苷酸數(shù)=a(2n-1),a表示模板的堿基數(shù)，n表示復(fù)制的次數(shù)。1.一個DNA分子自我復(fù)制后形成兩個DNA分子，這兩個新的DNA分子（）A.分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成B.兩條母鏈和兩條子鏈隨機結(jié)合而成C.分別由一條子鏈及一條母鏈結(jié)合而成D.一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結(jié)合C

評價反饋練習(xí)2．DNA分子的半保留復(fù)制方式使[

]A．分子結(jié)構(gòu)具有相對穩(wěn)定性B．能精確進(jìn)行自我復(fù)制，保證親代與子代之間的連續(xù)性C．能夠精確地指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成D．產(chǎn)生可遺傳變異的機會3．一個雙鏈DNA分子為第一代，經(jīng)過3次自我復(fù)制，在第四代DNA分子中，共有[

]條長鏈有[

]條第一代脫氧核苷酸的長鏈A．2B．4C．8D．16A

D

B

4．下列關(guān)于DNA復(fù)制過程中，正確順序是

①互補堿基對間氫鍵斷裂②互補堿基對之間形成氫鍵③DNA分子在解旋酶作用下解旋④以母鏈為模板進(jìn)行堿基互補配對⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)

A．③①②④⑤B．③④②⑤①

C．③①④②⑤D．①③④②⑤C2．下列關(guān)于DNA分子復(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通過一次復(fù)制后產(chǎn)生四個DNA分子C．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后，開始DNA的復(fù)制D．單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈4．(2007年高考山東卷)DNA分子經(jīng)過誘變，某位點上的一個正常堿基(設(shè)為P)變