高中生物复习DNA的复制课件新人教版必修.ppt

第3节 DNA的复制,基础梳理,DNA的分子结构,基础梳理,1.复制的概念：以亲代DNA为模板合成_的过程。 2.复制的时间：体细胞为有丝分裂间期，原始生殖细胞为_ 的间期。 3.复制的条件：模板亲代DNA分子的_条脱氧核苷酸链分别作为模板；原料4种脱氧核苷酸；能量ATP供能；酶 等。（另外，还需相对稳定的细胞内部条件：一定的_等）,子代DNA,减数第一次分裂,解旋酶,DNA聚合酶,温度,、pH,4.复制的过程：DNA解旋，以 作为模板，以 为单位通过 合成子链，子链与相应的母链盘绕成_分子。 5.复制的特点：边 边_（不是2条母链完全解开后才合成新的子链）， （新合成的每个DNA分子中，都保留着原来DNA分子中的一条链）。 6.复制的结果：1个DNA分子形成了2个完全相同的DNA分子。,亲代DNA分子的两条链,脱氧核苷酸,碱基互补配对,子代DNA,解旋,复制,半保留复制,7.复制的意义：保持了 的连续性（使遗传信息从亲代传给了子代）。 8.复制的保障：DNA分子之所以能自我复制，取决于DNA的_ 结构，它为复制提供了模板，同时，由于碱基具有_ 的特性，因此能确保复制的准确。在复制过程中，_ 序列具有相对的稳定性，但也可能发生差错，这种稳定性和可变性的统一，是生物_ 的物质基础和根本原因。,遗传信息,双螺旋,互补配对,脱氧核苷酸,遗传和变异,归纳整合,一、DNA复制的过程,1.解旋：DNA分子首先利用线粒体提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。 2.合成子链：以解开的每一段母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。 3.形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而形成了2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。,二、DNA复制的特点及意义 1.DNA复制是一个边解旋边复制的过程。 2.由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一条链，因此，这种复制叫半保留复制。 3.DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。,跟踪训练,1 （2009年江苏卷）下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是（ ） A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶 D真核生物的这种复制方式提高了复制速率,解析：本题通过信息考查DNA复制的相关知识。真核生物DNA分子复制是从多个起点开始的,但不是同时的，所以A不正确。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的。真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等参与。这种半保留复制的模式保持了前后代的稳定性，每次复制都可产生两个DNA分子，这大大提高了复制的速率。 答案： A,2.(双选) （2008年广东卷）DNA复制和转录的共同点是（ ） A需要多种酶参与 B在细胞核内进行 C遵循碱基互补配对原则 D不需要ATP提供能量,解析：此题考查DNA复制和转录的过程、条件与场所等基础知识。DNA复制和转录过程都需要ATP和多种酶的参与，都遵循碱基互补配对原则。DNA复制和转录的场所是相同的，真核细胞DNA的复制和转录主要发生在细胞核内，但细胞质DNA的复制和转录发生在特定的细胞器中。 答案： AC,基础梳理,定义：DNA分子复制的特点是 _，即一个DNA分子复制成的两个子代DNA分子中各有一条链是原来的 _，而另一条链是与母链互补的 _。 特别说明： 如果对亲代DNA分子用15N标记，然后在不含15N的环境中让其复制，不管复制多少次，总有两个DNA分子含有15N，总有两条链含有15N。,半保留复制,母链,新链,归纳整合,已知某一条全部N原子被15N标记的DNA分子（0代），转移到含有14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下表：,跟踪训练,（2008年江苏卷）亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：C转变为U（U与A配对），A转变为I（I为次黄嘌呤，与C配对）。现有一DNA片段为 ，经亚硝酸盐作用后，若链中的A、C发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子代DNA片段之一为（ ） A-CGTTG-GCAAC- B-GGTCG-CCAGC- C-GGTTG-CCAAC- D-CGTAG-GCATC- ,-AGTCG- -TCAGC-,解析：根据题意可知，在整个过程中DNA复制了两次，一共得到四个DNA分子，由于只有链发生改变，因此以链为模板复制出的两个DNA分子结构并没有发生任何改变，而链根据题意改成了-IGTUG-，因此以链为模板复制的DNA碱基序列为-CCAAC-。 答案： C,2. （2009年惠州三模）某个DNA片段由500对碱基组成，G+C占碱基总数的34%，若该DNA片段连续复制3次，第三次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为（ ） A1155 B1320 C2310 D2640,解析：A1000（1-34%）/2=330，第三次复制时,需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为3302(3-1)=1320。答此题时，要注意“第三次复制时”与“复制三次”。 答案： B,热点聚焦,有关DNA复制的应用,用35P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含35P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被35P标记的染色体条数分别是（ ） A.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20 C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10,解析：玉米体细胞含20条染色体，有丝分裂中期两条姐妹染色单体之间由一个共同的着丝点连接着，所以仍是20条染色体。而后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开，一条染色体就分成了两条子染色体。此时染色体数是原来的2倍即40条。由于DNA分子的复制是一种半保留复制，有35P标记的DNA分子双链在不含35P的培养基中经第一分裂后，在第二次分裂中期含35P的染色体数与细胞中染色体数相同，即20条，在后期含35P的染色体数只占细胞中染色体数的一半，即20条。 答案：A,名师点睛 ：一个被15N标记的DNA分子(0代)转移到含14N 的培养基中培养(复制)n代后，结果分析：,DNA的分子总数：2n 含15N 15N 的分子：无 含14N 15N 杂种分子：2/2n 含14N 14N 的分子：1 2/2n 含15N 的脱氧核苷酸链所占比例：1/2n 含14N 的脱氧核苷酸链所占比例：1 1/2n,热点训练,下图示DNA分子复制的片段。图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。正常情况下，下列各项错误的是（ ） Ab和c的碱基序列互补 Ba和c的碱基序列互补 Ca链中(A+T)/(G+C)的比值与b链中同项比值相同 Da链中(A+T)(G+C)的比值与c链中同项比值相同,解析：DNA复制产生的子代DNA中，a和b互补，c和d互补，a和c的碱基序列相同。互补双链的(A+T)(G+C)的比值相同。 答案： B,走进实验室,基础再现,实验课题：DNA半保留复制的实验 氯化铯密度梯度离心实验,氯化铯超速离心时，盐离子由于受到强大的离心力而被拉向离心管底部，同时溶液中存在的扩散作用与离心力相对抗，使Cs+与Cl分散在整个溶液中，CsCl经过离心后，溶液达到一种平衡状态，扩散和沉淀的两种相对力量保持平衡，形成一个连续的CsCl浓度梯度，溶液的密度在离心管底部最大，顶部最小。,如果DNA分子溶解在CsCl中，它们会逐渐集中在一条狭窄的带上，则DNA分子的密度恰好与那一点的CsCl密度相等。若用同位素标记DNA分子，则使DNA的密度不同，然后利用DNA能吸收紫外线的特点，用光源照射，则在照相底版上就出现了DNA的不同位置。,过程设计,结果,注 ：分裂多次的结果中其实还有两条DNA单链为14N 标记的，但因分裂多次，在整个DNA中含量很少，可以忽略。,易错归纳,1.不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力作用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带。介质梯度应预先形成，介质的最大密度要小于所有样品颗粒的密度。常用的介质有蔗糖、甘油。 2.在离心前将样品小心铺放在密度梯度溶液表面，离心形成区带。离心后不同大小、不同形状、有一定沉降系数差异的颗粒在密度梯度液中形成若干条界面清晰的不连续区带，可用来分离核酸、蛋白质、核糖体亚基及其他成分。,精题演习,1.将大肠杆菌置于含15N 的培养基中培养一段时间，然后把 DNA被15N 完全标记的大肠杆菌作为亲代，转移到只含14N 的普通培养基中培养，使其繁殖两代形成 4个新个体，则它们的 DNA中含14N 的链与15N 的链的比是（ ） A31 B21 C11 D71,解析：本题考查“大肠杆菌只有一个DNA分子”以及对“DNA分子具有双链结构”和“DNA半保留复制”的理解。 15N标记的DNA有两条含15N的链，当利用含14N的氮源来繁殖合成新DNA时，根据半保留复制的特点，新形成的2个 DNA分子上应各有一条含15N的链和一条含14N的链，因没有15N的来源，不论以后复制多少次，含15N的链永远只有两条，而增加的新链都是含14N的链。题中“形成4个新个体”，即只有4个DNA分子8条单链，只有两条含 15N ，其余六条含14N ， 14N链 15N链=62=31。 答案： A,2. （2009年浙江宁海中学模拟）正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖，必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。 (1)实验目的：验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。 (2）实验材料：突变细胞系、基本培养基、12C核糖核苷酸、14C核糖核苷酸、12C脱氧核苷酸、14C脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。 ,(3）实验原理 DNA主要分布在_，其基本组成单位是 ； RNA主要分布在_，其基本组成单位是 。 (4）实验步骤 第一步：编号。取基本培养基两个，编号为甲、乙。 第二步：设置对比实验。在培养基甲中加入适量的12C核糖核苷酸和14C脱氧核苷酸；在培养基乙中加入等量的 。,第三步：培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，放到_培养一段时间，让细胞增殖。 第四步：观察。分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测观察 。 （5)预期结果 培养基甲中 培养基乙中 。（6)实验结论： 。 ,解析：DNA的基本组成是脱氧核苷酸，主要存在于细胞核中，RNA的基本组成是核糖核苷酸，主要存在于细胞质中。 答案： (3)细胞核 脱氧核苷酸 细胞质 核糖核苷酸 (4)第二步： 14C核糖核苷酸和12C脱氧核苷酸 第三步：适宜的相同环境中 第四步：细胞核和细胞质的放射性强弱 （5)细胞的放射性部位主要在细胞核中 细胞的放射性部位主要在细胞质中 (6)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸,课时作业,1.（2009年汕头二模）甲图表示某种哺乳动物细胞在正常培养时，所测得的细胞中DNA含量在整个细胞群体中的分布情况。当用某种化合物处理该细胞并培养几小时，DNA含量的分布如下图乙所示，该化合物所起的作用是（ ）A抑制DNA复制的起始 B刺激不受控制的细胞分裂 C在任何阶段都抑制DNA的复制 D抑制细胞质分裂,解析：某种化合物处理培养着的细胞,发现在乙图中的DNA为4C的细胞增多,说明该种化合物不抑制DNA复制,但抑制细胞分裂。抑制细胞分裂的原因可能是抑制纺锤体的形成，导致细胞质分裂受阻。 答案：D,5.（2009年广州十七中模拟）下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ ） A.在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制 B.DNA通过一次复制后产生四个DNA分子 C.DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制 D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链,解析：本题考查的是DNA分子复制的时间、过程和结果相关知识。DNA通过一次复制后产生2个DNA分子；DNA的复制是半保留复制、多起点复制、双向复制、边解旋边复制；单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。 答案：A,7.(2009年山东实验中学模拟)DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，推测“P”可能是（ ） A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤 C.鸟嘌呤 D.胞嘧啶,解析：本题考查的是DNA复制过程中的突变图解法。 UA和ATUA GC和CGGC UG或UC正常碱基P为C （胞嘧啶）或G（鸟嘌呤） 答案：CD,11资料显示，近10年来，PCR技术（聚合酶链式反应技术）成为分子生物学实验的一种常规手段，其利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于获得生物体。请据图回答：,（1）加热至94 的目的是使样品中DNA的氢键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过 的作用完成的。 （2）通过生化分析得出新合成的DNA分子中,AT,GC,这个事实说明DNA分子合成遵循 。 （3）在新合成的DNA分子中,(AT)/(GC)的比率与DNA样品中的一样，这说明新DNA分子是 。 （4）通过PCR技术，使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的DNA样品分子（第一代） 放入试管中，以14N标记的脱氧核苷