高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 第3節(jié) DNA的復(fù)制課件 新人教版必修2

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1、第3節(jié)DNA的復(fù)制第3章基因的本質(zhì)學(xué)習(xí)導(dǎo)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(fù)制方式 的早期推測。2.結(jié)合教材圖文,了解DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)。3.歸納DNA分子的復(fù)制過程及總結(jié)DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因。重難點擊1.DNA分子的復(fù)制過程和特點。2.DNA復(fù)制的有關(guān)計算。課堂導(dǎo)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(fù)制就是以親代DNA為模板合成子代DNA的過程,即1DNA2DNA。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(xué)習(xí)DNA復(fù)制的過

2、程。 一、DNA分子復(fù)制方式的推測和實驗證據(jù)當(dāng)堂檢測二、DNA分子復(fù)制的過程內(nèi)容索引一、DNA分子復(fù)制方式的推測和實驗證據(jù) 1.對對DNA分子復(fù)制的推測分子復(fù)制的推測(1)提出者: 。(2)假說解旋:DNA分子復(fù)制時,DNA分子的雙螺旋將解開,互補(bǔ)的堿基之間的 斷裂。復(fù)制:解開的 作為復(fù)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(fù)制方式被稱做 ?;A(chǔ)梳理沃森和克里克氫鍵兩條單鏈堿基互補(bǔ)配對氫鍵半保留復(fù)制2.DNA分子復(fù)制的實驗證據(jù)分子復(fù)制的實驗證據(jù)(選學(xué)選學(xué))(1)實驗方法: 法和密度梯

3、度離心技術(shù)。(2)實驗原理DNA的兩條鏈都用15N標(biāo)記,那么這樣的DNA分子質(zhì)量大,離心時應(yīng)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(yīng)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(yīng)該在試管的 部。放射性同位素標(biāo)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(yù)期的一致,說明DNA的復(fù)制是以 的方式進(jìn)行的。全部重全部中半保留如果用15N標(biāo)記DNA分子的兩條鏈,讓其在含有14N的環(huán)境中復(fù)制n次。結(jié)合DNA分子半保留復(fù)制的特點,回答下

4、列問題:1.復(fù)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?答案答案2n個、2個。問題探究答案答案答案2n個、(2n2)個。2.復(fù)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?答案答案2n1條、2條、(2n12)條。3.復(fù)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?答案答案答案m(2n1)個。4.設(shè)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(fù)制,共需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸多少個?答案答案m2n1個。(2)在第n次復(fù)制時,需要消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸多少個?答案知

5、識知識整合整合將含有15N標(biāo)記的1個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),復(fù)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(2n2)個。(2)2n個DNA分子有2n1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(2n12)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(fù)制,共需要消耗該脫氧核苷酸:m(2n1)個。在第n次復(fù)制時,需要消耗該脫氧核苷酸:m2n1個。拓展應(yīng)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14NDNA(相對分子質(zhì)

6、量為a)和15NDNA(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(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?4N,另一條鏈?zhǔn)?5NB.代細(xì)菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C.預(yù)計代細(xì)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(fù)制方式為半保留復(fù)制解析解析15NDNA在14N的培養(yǎng)基上進(jìn)行第一次復(fù)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(yīng)該全部處在試管的中部。代的兩個DNA分子再分別進(jìn)行復(fù)制,它們

7、所產(chǎn)生的兩個子代DNA分別為全14NDNA分子和14N、15NDNA分子。此時,將該DNA作離心處理,產(chǎn)生的DNA沉淀應(yīng)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(xì)菌DNA分子共有8個,各條單鏈的相對分子質(zhì)量之和為(7ab),平均相對分子質(zhì)量為2.某一個DNA分子中,A為200個,復(fù)制數(shù)次后,消耗周圍環(huán)境中含A的脫氧核苷酸3 000個,該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了幾次A.4次 B.3次 C.5次 D.6次答案解析解析利用DNA復(fù)制規(guī)律得知,經(jīng)過n次復(fù)制利用腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目3 000(2n1)200,得n4。解析3.用經(jīng)3H標(biāo)記的n個噬菌體侵染大腸桿菌,在普通培養(yǎng)基中培

8、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(biāo)記元素的噬菌體占的比例為答案解析解析解析每個噬菌體共有2條被標(biāo)記的DNA鏈,n個噬菌體DNA經(jīng)復(fù)制后被標(biāo)記的DNA鏈進(jìn)入2n個子代噬菌體內(nèi),所以被標(biāo)記的噬菌體所占比例為二、DNA分子復(fù)制的過程基礎(chǔ)梳理1.DNA復(fù)制的概念:復(fù)制的概念:以 為模板合成 的過程。2.時間:時間:細(xì)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:結(jié)果:形成兩個 的DNA分子。5.特點特點(1) 。(2) 復(fù)制。6.意義:意義:將 從親代傳給子代,保持了 的連續(xù)性。完

9、全相同邊解旋邊復(fù)制半保留遺傳信息遺傳信息下圖是真核生物DNA復(fù)制的示意圖,據(jù)圖分析:答案答案有3個復(fù)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(fù)制起點?它們開始的時間相同嗎?答案答案是雙向的。2.每個復(fù)制起點的延伸方向是單向的還是雙向的?答案答案不同,原因是DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模虼俗渔湹难由旆较蛞彩窍喾吹摹?.在DNA復(fù)制的過程中,兩條子鏈延伸的方向是否相同?答案答案答案DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精確的模板;通過堿基互補(bǔ)配對,保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。4.DNA分子的復(fù)制是非常精確的,其原因有哪些?知識知識整合整合真核生物的DN

10、A復(fù)制是多起點雙向進(jìn)行的,復(fù)制時兩條子鏈的延伸方向相反;DNA分子精確復(fù)制的原因有:一是獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精確的模板,二是嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對進(jìn)行。解析解析DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)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(fù)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(fù)制的主要場所是細(xì)胞核,線粒體、葉綠體內(nèi)也可進(jìn)行。拓展應(yīng)用4.下列關(guān)于DNA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)生四個子代DNA分子C.真核生物DNA復(fù)制的場所只有細(xì)胞核D.單個脫氧核苷酸在

11、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(fù)制的過程,結(jié)合圖示,下列有關(guān)敘述不正確的是答案解析A.DNA復(fù)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(fù)制具有雙向復(fù)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(fù)制的特點,縮短了復(fù)制所需的時間D.DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段解析解析DNA分子復(fù)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?zhǔn)欠聪蚱叫械模瑑蓷l鏈復(fù)制時箭頭方向是相反的;圖示中復(fù)制的起點只有1個,不能體現(xiàn)DNA分子具有多起點復(fù)制的特點;DNA聚合酶的

12、作用底物是單個游離的脫氧核苷酸。方法鏈接方法鏈接巧記巧記DNA分子復(fù)制的分子復(fù)制的“一、二、三、四一、二、三、四”課堂小結(jié)間一間邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制當(dāng)堂檢測1.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述,正確的是A.復(fù)制均在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行B.復(fù)制僅發(fā)生在有絲分裂的間期C.復(fù)制過程先解旋后復(fù)制D.堿基互補(bǔ)配對保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性23451答案解析解析只要細(xì)胞分裂,DNA就復(fù)制,DNA不只存于細(xì)胞核內(nèi);細(xì)胞分裂方式亦不只是有絲分裂;DNA是邊解旋邊復(fù)制,不分先后。解析2.DNA分子復(fù)制時,解旋酶作用的部位應(yīng)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(xué)鍵D.脫氧核糖與磷

13、酸之間的化學(xué)鍵答案23415解析解析DNA復(fù)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(yīng)為B.第二次分裂的子代DNA應(yīng)為C.第三次分裂的子代DNA應(yīng)為D.親代的DNA應(yīng)為234153.細(xì)菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后,使細(xì)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解析親代DNA為15N15N,經(jīng)第一次復(fù)制所形成的子代DNA應(yīng)均為15N14N,應(yīng)如圖所示。234154.女性子宮瘤最長的DNA分子可達(dá)36

14、mm,DNA復(fù)制速度約為4 m/min,但復(fù)制過程僅需40 min左右即可完成,這可能是因為A.邊解旋邊復(fù)制B.只有一個復(fù)制起點,但解旋之后可以向著兩個方向復(fù)制C.以半保留方式復(fù)制D.復(fù)制起點多,分段同時復(fù)制答案解析解析真核細(xì)胞中的DNA分子復(fù)制起點多,并且同時復(fù)制,所以比較迅速。解析5.如圖為高等植物細(xì)胞中DNA復(fù)制過程模式圖,請根據(jù)圖示過程,回答下列問題:23415答案(1)由圖示可知,1個DNA分子復(fù)制出乙、丙2個DNA分子的方式是_。(2)細(xì)胞中DNA復(fù)制的場所為_;在復(fù)制完成后,乙、丙分開的時期為_。(3)把乙(只含14N)放在含15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng),復(fù)制2次后子代DNA單鏈中含15N的DNA單鏈所占的比例是_。半保留復(fù)制細(xì)胞核、線粒體和葉綠體有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期

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