必修二第三章第3節(jié)DNA分子的復(fù)制

1、1.1.概念：概念：2.2.時(shí)間時(shí)間： 是指以親代是指以親代DNADNA為模板，為模板，合成子代合成子代DNADNA的過程。的過程。 細(xì)胞有絲分裂的間期、細(xì)胞有絲分裂的間期、無絲分裂之前和減數(shù)第一次無絲分裂之前和減數(shù)第一次分裂的間期分裂的間期3.3.場所：場所： 細(xì)胞核細(xì)胞核( (主要主要場所場所) )最早提出的最早提出的DNADNA復(fù)制模型有三種復(fù)制模型有三種: :一、對(duì)一、對(duì)DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測1 1、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；2 2、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；、半保留復(fù)制：

2、形成的分子一半是新的，一半是舊的；3 3、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型2 2、如果要你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為最基本的思路是什么？、如果要你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為最基本的思路是什么？ 把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它在新在新DNADNA中出現(xiàn)的情況。中出現(xiàn)的情況。復(fù)制一次復(fù)制一次1 1、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明那個(gè)觀點(diǎn)是正確的？、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明那個(gè)

3、觀點(diǎn)是正確的？只能用實(shí)驗(yàn)來證明。只能用實(shí)驗(yàn)來證明。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNADNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的二、二、DNADNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)重帶重帶(下部下部)1515N/ N/ 15N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N輕帶輕帶(上部上部)1414N/ N/ 14N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N 一個(gè)一個(gè)DNADNA分子復(fù)制分子復(fù)制幾代后的情況如何？幾代后的情況如何？ 因因DNADNA復(fù)制采用半保留的方式，復(fù)制采用半保留的方式，所以一個(gè)所以一個(gè)DNADNA分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所有有DNADN

4、A中，只有兩個(gè)中，只有兩個(gè)DNADNA分子含有原分子含有原DNADNA鏈鏈。三、三、DNADNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程DNA分子復(fù)制過程需要哪些條件?DNA分子復(fù)制過程有何特點(diǎn)?DNA分子復(fù)制有何生物學(xué)意義?4 4、DNADNA分子復(fù)制分子復(fù)制時(shí)需何條件？時(shí)需何條件？ 模板：親代模板：親代DNADNA的兩條母鏈；的兩條母鏈； 原料：原料：4 4種脫氧核苷酸：種脫氧核苷酸： 能量：能量：ATP;ATP; 酶酶 ：DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。5.DNA5.DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)分子復(fù)制的特點(diǎn): :邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 6.DNA6.DNA準(zhǔn)確復(fù)

5、制的原因準(zhǔn)確復(fù)制的原因? ? DNADNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板。能為復(fù)制提供模板。 堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。7 7、DNADNA分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)( (意義意義) )？ DNA DNA通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相對(duì)穩(wěn)性，給了子代，從而保證了物種的相對(duì)穩(wěn)性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。延續(xù)。根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則配對(duì)原則與復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算與復(fù)制

6、有關(guān)的堿基計(jì)算一個(gè)一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共有多少個(gè)次后，共有多少個(gè)DNA？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多少條？子鏈多少條？少條？子鏈多少條？DNA分子數(shù)分子數(shù)=2n脫氧核苷酸鏈數(shù)脫氧核苷酸鏈數(shù)= 2n+1母鏈數(shù)母鏈數(shù)=子鏈數(shù)子鏈數(shù)=22n+1 2 解析：所用知識(shí)為解析：所用知識(shí)為“半保留復(fù)制半保留復(fù)制”和和“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，并圖示分析。，并圖示分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT連續(xù)第一次復(fù)制連續(xù)第一次復(fù)制連續(xù)第二次復(fù)制連續(xù)第二次復(fù)制連續(xù)第連續(xù)第n次復(fù)制次復(fù)

7、制解：解：一個(gè)一個(gè)DNA的堿基的堿基A（T、G、C）占?jí)A基總數(shù)的）占?jí)A基總數(shù)的a%，堿基總數(shù)為，堿基總數(shù)為m，連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共需要次后，共需要G（C、A、T）多少個(gè)？）多少個(gè)？因?yàn)橐驗(yàn)锳=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，DNA復(fù)制復(fù)制n代后子鏈數(shù)代后子鏈數(shù)=2n+1 2 DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要代后需要 鳥嘌呤鳥嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（1/2 a%）解析：先求出親代解析：先求出親代DNA中中G=C=？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（G）數(shù)）數(shù)等于親代等于親代DNA胞嘧啶（胞嘧啶（C）數(shù)，再求

8、出）數(shù)，再求出DNA復(fù)制復(fù)制n代后子鏈數(shù)；最后求代后子鏈數(shù)；最后求出出DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要鳥嘌呤數(shù)。代后需要鳥嘌呤數(shù)。解：解：所以所以G=C=m（1/2 a%），每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等，每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等于親代于親代DNA胞嘧啶數(shù)胞嘧啶數(shù)= m （1/2 a%）答：答：DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要鳥嘌呤數(shù)是代后需要鳥嘌呤數(shù)是m （2n 1）（1/2 a%）。）。課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1 1、1 1個(gè)個(gè)DNADNA分子經(jīng)過分子經(jīng)過4 4次復(fù)制，形成次復(fù)制，形成1616個(gè)個(gè)DNADNA分子，其中含有最初分子，其中含有最初DNADNA分子長鏈的分子長鏈的DNADN

9、A分子有分子有（ ） A. 2A. 2個(gè)個(gè) B. 8B. 8個(gè)個(gè) C. 16C. 16個(gè)個(gè) D. 32D. 32個(gè)個(gè) 2 2、DNADNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的（ ） A A、分裂前期、分裂前期 B. B. 分裂中期分裂中期 C. C. 分裂后期分裂后期 D. D. 分裂間期分裂間期 3 3、下列關(guān)于、下列關(guān)于DNADNA復(fù)制的說法，其中不正確的是（復(fù)制的說法，其中不正確的是（ ） A. DNAA. DNA復(fù)制過程中需要酶的催化復(fù)制過程中需要酶的催化 B. DNAB. DNA復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供 C. DNA

10、 C. DNA 分子是邊解旋復(fù)制的分子是邊解旋復(fù)制的 D. DNA D. DNA 復(fù)制過程中兩條母鏈均可作模板復(fù)制過程中兩條母鏈均可作模板 4 4、以、以DNADNA的一條鏈的一條鏈“A AT TC C”為模板，經(jīng)復(fù)制為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵ê蟮淖渔準(zhǔn)牵?） A. “A. “T TA AG G” ” B. “B. “U UA AG G” C. “C. “T TA AC C” ” D. “D. “T TU UG G” 5 5、由、由1515N N標(biāo)記細(xì)菌的標(biāo)記細(xì)菌的DNADNA，然后又，然后又將將1414N N來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用用1414N N來合成來合

11、成DNADNA，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們中含三次產(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們中含1414N N鏈鏈的的DNA與與1 51 5N N鏈的鏈的DNA比例是比例是（ ） A A、4 4：1 B1 B、2 2：1 1 C C、1 1：1 D1 D、3 3：1 1 A A6 6、在氮源為、在氮源為1414N N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNADNA分子均為分子均為1414N-DNAN-DNA（對(duì)照）；在氮源為（對(duì)照）；在氮源為1515N N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其其DNADNA分子均為分子均為1515N-DNAN-

12、DNA（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含1414N N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（I I和和IIII），用離心的方法），用離心的方法分離得到的結(jié)果如下表所示，請(qǐng)分析：分離得到的結(jié)果如下表所示，請(qǐng)分析： 對(duì)照對(duì)照親代親代I IIIII輕鏈輕鏈1414N-DNAN-DNA全輕鏈全輕鏈 1/21/2輕鏈輕鏈中鏈中鏈 全中鏈全中鏈1/21/2中鏈中鏈重鏈重鏈1515N-DNAN-DNA 全重鏈全重鏈 （1 1）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推出第一代（）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推出第一代（I I）細(xì)菌）細(xì)菌DNADNA分子中一條鏈分子中一條鏈?zhǔn)鞘?，另一條鏈?zhǔn)?，另一條鏈

13、是 。（2 2）中鏈含有氮元素是）中鏈含有氮元素是 。（3 3）將第一代（）將第一代（I I）轉(zhuǎn)移到含）轉(zhuǎn)移到含1515N N的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細(xì)的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細(xì)菌的菌的DNADNA用同樣方法分離。那么得到的輕中重鏈情況是用同樣方法分離。那么得到的輕中重鏈情況是 （4 4）上述實(shí)驗(yàn)表明）上述實(shí)驗(yàn)表明DNADNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是分子復(fù)制的特點(diǎn)是 1515N N母鏈母鏈1414N N新鏈新鏈1515N N和和1414N N1/21/2中鏈，中鏈，1/21/2重鏈重鏈半保留復(fù)制半保留復(fù)制 7 7下列關(guān)于下列關(guān)于DNADNA復(fù)制過程的正確順序是復(fù)制過程的正確順序是（ ） 互

14、補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂 互補(bǔ)堿互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵基對(duì)之間形成氫鍵 DNADNA分子分子在解旋酶的作在解旋酶的作用下用下解旋解旋 以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)基互補(bǔ)配對(duì) 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) A.A. B. B. C. C. D. D.D D 8 8DNADNA分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下述分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下述哪一對(duì)堿基從氫鍵連接處分開（哪一對(duì)堿基從氫鍵連接處分開（ ） A AG G與與C C B BA A與與C C C CG G與與A A D DG G與與T TA A 9 9DNADNA

15、復(fù)制的基本條件是（復(fù)制的基本條件是（ ） A A模板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶 B B模板，溫度，能量和酶模板，溫度，能量和酶 C C模板，原料，溫度和酶模板，原料，溫度和酶 D D模板，原料，溫度和能量模板，原料，溫度和能量 A A1010、DNADNA的復(fù)制是在細(xì)胞的的復(fù)制是在細(xì)胞的 分裂和分裂和 第一次第一次分裂前的分裂前的 期進(jìn)行的。復(fù)制是指以期進(jìn)行的。復(fù)制是指以 為模板為模板來合成來合成 的過程。復(fù)制特點(diǎn)是的過程。復(fù)制特點(diǎn)是 復(fù)制復(fù)制過程必需以過程必需以 為模板、為模板、 為原料、為原料、 提提供能量、供能量、 的催化等條件，的催化等條件， 為為DNADNA的復(fù)制提供精確的模板、并有的復(fù)制提供精確的模板、并有 能力保證復(fù)制能力保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確無誤地完成。一個(gè)親代能夠準(zhǔn)確無誤地完成。一個(gè)親代DNADNA分子通過復(fù)制形成分子通過復(fù)制形成了兩個(gè)了兩個(gè) ，新