第三節(jié)DNA的復制.ppt

一 DNA分子復制方式的推測和實驗證據(jù) 當堂檢測 二 DNA分子復制的過程 內(nèi)容索引 DNA的復制 學習導航1 結(jié)合DNA分子的結(jié)構(gòu)特點 了解沃森和克里克對DNA分子復制方式的早期推測 2 結(jié)合教材圖文 了解DNA半保留復制的實驗證據(jù) 3 歸納DNA分子的復制過程及總結(jié)DNA準確復制的原因 重難點擊1 DNA分子的復制過程和特點 2 DNA復制的有關計算 課堂導入生物親子代之間是通過遺傳物質(zhì)傳遞遺傳信息的 那么親代的遺傳物質(zhì)如何 多出一份 來傳遞給子代 DNA的復制就是以親代DNA為模板合成子代DNA的過程 即1DNA 2DNA 新產(chǎn)生的DNA分子是一個全新的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 這一節(jié)我們就一起來學習DNA復制的過程 一 DNA分子復制方式的推測和實驗證據(jù) 1 對DNA分子復制的推測 1 提出者 2 假說 解旋 DNA分子復制時 DNA分子的雙螺旋將解開 互補的堿基之間的斷裂 復制 解開的作為復制的模板 游離的脫氧核苷酸依據(jù) 原則 通過形成 結(jié)合到作為模板的單鏈上 3 特點 新合成的每個DNA分子中 都保留了原來DNA分子中的一條鏈 這種復制方式被稱做 基礎梳理 沃森和克里克 氫鍵 兩條單鏈 堿基 互補配對 氫鍵 半保留復制 2 DNA分子復制的實驗證據(jù) 選學 1 實驗方法 法和密度梯度離心技術 2 實驗原理 DNA的兩條鏈都用15N標記 那么這樣的DNA分子質(zhì)量大 離心時應該在試管的部 兩條鏈中都含有14N 那么這樣的DNA分子質(zhì)量小 離心時應該在試管的部 兩條鏈中一條含有15N 一條含有14N 那么這樣的DNA分子離心時應該在試管的部 放射性同位素標記 底 上 中 3 實驗過程 4 實驗結(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 實驗結(jié)果和預期的一致 說明DNA的復制是以的方式進行的 全部重 全部中 半保留 如果用15N標記DNA分子的兩條鏈 讓其在含有14N的環(huán)境中復制n次 結(jié)合DNA分子半保留復制的特點 回答下列問題 1 復制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 2個 問題探究 答案 答案2n個 2n 2 個 2 復制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 4 設親代DNA分子中含有腺嘌呤脫氧核苷酸m個 則 1 經(jīng)過n次復制 共需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸多少個 答案m 2n 1個 2 在第n次復制時 需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸多少個 答案 知識整合 將含有15N標記的1個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 復制n次 1 產(chǎn)生2n個DNA分子 其中含15N的DNA分子有2個 含14N的DNA分子有2n個 只含14N的DNA分子數(shù)是 2n 2 個 2 2n個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 則 經(jīng)過n次復制 共需要消耗該脫氧核苷酸 m 2n 1 個 在第n次復制時 需要消耗該脫氧核苷酸 m 2n 1個 拓展應用 1 在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌 其DNA分子分別為14N DNA 相對分子質(zhì)量為a 和15N DNA 相對分子質(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 下列對此實驗的敘述不正確的是 答案 解析 A 代細菌DNA分子中一條鏈是14N 另一條鏈是15NB 代細菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C 預計 代細菌DNA分子的平均相對分子質(zhì)量為D 上述實驗結(jié)果證明DNA分子的復制方式為半保留復制 解析15N DNA在14N的培養(yǎng)基上進行第一次復制后 產(chǎn)生的兩個子代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 應該全部處在試管的中部 代的兩個DNA分子再分別進行復制 它們所產(chǎn)生的兩個子代DNA分別為全14N DNA分子和14N 15N DNA分子 此時 將該DNA作離心處理 產(chǎn)生的DNA沉淀應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 代細菌DNA分子共有8個 各條單鏈的相對分子質(zhì)量之和為 7a b 平均相對分子質(zhì)量為 2 某一個DNA分子中 A為200個 復制數(shù)次后 消耗周圍環(huán)境中含A的脫氧核苷酸3000個 該DNA分子已經(jīng)復制了幾次A 4次B 3次C 5次D 6次 答案 解析利用DNA復制規(guī)律得知 經(jīng)過n次復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標記的n個噬菌體侵染大腸桿菌 在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間后 統(tǒng)計得知培養(yǎng)基中共有后代噬菌體m個 其中含有標記元素的噬菌體占的比例為 答案 解析 解析每個噬菌體共有2條被標記的DNA鏈 n個噬菌體DNA經(jīng)復制后被標記的DNA鏈進入2n個子代噬菌體內(nèi) 所以被標記的噬菌體所占比例為 二 DNA分子復制的過程 基礎梳理 1 DNA復制的概念 以為模板合成的過程 2 時間 細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 形成兩個的DNA分子 5 特點 1 2 復制 6 意義 將從親代傳給子代 保持了的連續(xù)性 完全相同 邊解旋邊復制 半保留 遺傳信息 遺傳信息 下圖是真核生物DNA復制的示意圖 據(jù)圖分析 答案有3個復制起點 各個起點開始的時間不同 最右邊最早 問題探究 答案 1 圖中有幾個DNA的復制起點 它們開始的時間相同嗎 答案是雙向的 2 每個復制起點的延伸方向是單向的還是雙向的 答案不同 原因是DNA分子中的兩條鏈是反向平行的 因此子鏈的延伸方向也是相反的 3 在DNA復制的過程中 兩條子鏈延伸的方向是否相同 答案 答案DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu) 為復制提供了精確的模板 通過堿基互補配對 保證了復制能夠準確地進行 4 DNA分子的復制是非常精確的 其原因有哪些 知識整合 真核生物的DNA復制是多起點雙向進行的 復制時兩條子鏈的延伸方向相反 DNA分子精確復制的原因有 一是獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu) 為復制提供了精確的模板 二是嚴格按照堿基互補配對進行 解析DNA復制發(fā)生在細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 合成兩個子代DNA的過程 DNA復制過程需要解旋酶和DNA聚合酶 不需要DNA 水解 酶 真核生物DNA復制的主要場所是細胞核 線粒體 葉綠體內(nèi)也可進行 拓展應用 4 下列關于DNA復制的敘述 正確的是A 在細胞有絲分裂間期 發(fā)生DNA復制B DNA通過一次復制后產(chǎn)生四個子代DNA分子C 真核生物DNA復制的場所只有細胞核D 單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈 答案 解析 5 下圖表示DNA復制的過程 結(jié)合圖示 下列有關敘述不正確的是 答案 解析 A DNA復制過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B DNA分子的復制具有雙向復制的特點 生成的兩條子鏈的方向相反C 從圖示可知 DNA分子具有多起點復制的特點 縮短了復制所需的時間D DNA分子的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段 解析DNA分子復制過程中的解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵 使兩條鏈解開 DNA分子的兩條鏈是反向平行的 兩條鏈復制時箭頭方向是相反的 圖示中復制的起點只有1個 不能體現(xiàn)DNA分子具有多起點復制的特點 DNA聚合酶的作用底物是單個游離的脫氧核苷酸 巧記DNA分子復制的 一 二 三 四 課堂小結(jié) 間 一 間 邊解旋邊復制 半保留復制 當堂檢測 1 下列關于DNA復制的敘述 正確的是A 復制均在細胞核內(nèi)進行B 復制僅發(fā)生在有絲分裂的間期C 復制過程先解旋后復制D 堿基互補配對保證了復制的準確性 2 3 4 5 1 答案 解析只要細胞分裂 DNA就復制 DNA不只存于細胞核內(nèi) 細胞分裂方式亦不只是有絲分裂 DNA是邊解旋邊復制 不分先后 解析 2 DNA分子復制時 解旋酶作用的部位應該是A 腺嘌呤與鳥嘌呤之間的氫鍵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鍵D 脫氧核糖與磷酸之間的化學鍵 答案 2 3 4 1 5 解析DNA復制過程中用到解旋酶和DNA聚合酶 其中解旋酶的作用是把兩條螺旋的雙鏈解開 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應為 B 第二次分裂的子代DNA應為 C 第三次分裂的子代DNA應為 D 親代的DNA應為 2 3 4 1 5 3 細菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后 使細菌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 下列敘述錯誤的是 答案 解析 解析親代DNA為15N 15N 經(jīng)第一次復制所形成的子代DNA應均為15N 14N 應如圖 所示 2 3 4 1 5 4 女性子宮瘤最長的DNA分子可達36mm DNA復制速度約為4 m min 但復制過程僅需40min左右即可完成 這可能是因為A 邊解旋邊復制B 只有一個復制起點 但解旋之后可以向著兩個方向復制C 以半保留方式復制D 復制起點多 分段同時復制 答案 解析真核細胞中的DNA分子復制起點多 并且同時復制 所以比較