高一生物下学期 3.3DNA的复制课件 新人教版 .ppt

第3节dna的复制 照片中的两位小女孩是双胞胎 她们的长相为什么如此的相似 1 假说 复制方式 2 提出者 3 内容 1 解旋 dna分子复制时 dna分子的双螺旋解开 互补的碱基之间的 断裂 2 复制 以 作为复制的模板 游离的脱氧核苷酸依据 原则 通过形成氢键 结合到作为模板的单链上 3 特点 新合成的每个dna分子中 都保留了原来dna分子中的 dna半保留复制的实验证据 1 实验思路 要分析dna复制究竟是半保留的还是全保留的 就需要区分亲代与子代的dna 2 实验材料 大肠杆菌 3 实验方法 同位素示踪法和离心技术 1 把培养在含轻氮 14n 环境中的细菌 转移到含重氮 15n 环境中 培养相当于复制一轮的时间 然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后 细菌dna组成分析表明 a 3 4轻氮型 1 4中间型b 1 4轻氮型 3 4中间型c 1 2轻氮型 1 2中间型d 3 4重氮型 1 4中间型 解析 轻氮 14n 环境中的细菌转移到重氮 15n 环境中培养相当于复制一轮的时间后 dna分子全为15n 14n 再返回轻氮 14n 环境中培养复制两次 第一次复制完成后轻氮型和中间型各占1 2 第二次复制后轻氮型占3 4 中间型占1 4 答案 a 1 概念 是指以 为模板合成子代dna的过程 2 时间 dna分子复制是在细胞有丝分裂的 和减数 进行的 是随着 的复制而完成的 3 主要场所 4 过程 1 解旋 dna分子首先利用细胞提供的 的作用下 把两条螺旋的双链解开 2 合成子链 分别以解开的每一段母链为模板 以游离的 为原料合成与母链互补的 3 形成子代dna 每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构 从而形成 个与亲代dna完全相同的dna分子 5 条件 dna复制需要的模板是 原料是 需要 和有关的酶等 6 功能 传递 7 复制的 准确性 dna分子独特的 结构提供精确的模板 通过 保证了复制准确无误 思维拓展 1 dna在复制过程中 需要的酶主要有dna解旋酶 聚合酶和连接酶 2 真核生物dna分子复制的主要场所在细胞核 在线粒体和叶绿体中也有dna的复制 1 dna的复制 1 dna复制的条件 模板 原料 酶 能量 3 特点 边解旋边复制 半保留复制 4 结果 形成两个与亲代dna分子完全相同的子代dna分子 5 两个子代dna的位置及分开时间 复制产生的两个子代dna分子位于一对姐妹染色单体上 由着丝点连在一起 在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开 分别进入两个子细胞中 6 意义 保持遗传信息的连续性 向子代传递遗传信息 2 dna复制的有关计算假设将1个全部被15n标记的dna分子 0代 转移到含14n的培养基中培养n代 结果如下 1 dna分子数 子代dna分子总数 2n个 含15n的dna分子数 2个 含14n的dna分子数 2n个 只含15n的dna分子数 0个 只含14n的dna分子数 2n 2 个 2 脱氧核苷酸链数 子代dna分子中脱氧核苷酸链数 2n 1条 含15n的脱氧核苷酸链 2条 含14n的脱氧核苷酸链 2n 1 2 条 3 消耗的脱氧核苷酸数设亲代dna分子中含有某种脱氧核苷酸m个 则 经过n次复制 共需消耗游离的该脱氧核苷酸m 2n 1 个 在第n次复制时 共需消耗游离的该脱氧核苷酸m 2n 1个 归纳总结 1 不是两条链完全解开后才合成新的子链 而是边解旋边复制 2 各种酶的作用 解旋酶作用于氢键 使氢键断裂 双螺旋解开 dna聚合酶使脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸子链 dna连接酶的作用是将双螺旋中的扶手中的 断口 修复 答案 b 2010 山东卷 蚕豆根尖细胞在含3h标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期 然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期 其染色体的放射性标记分布情况是 a 每条染色体的两条单体被标记b 每条染色体中都只有一条单体被标记c 只有半数的染色体中一条单体被标记d 每条染色体的两条单体都不被标记 解析 由于dna分子的复制方式为半保留复制 所以把蚕豆根尖细胞放在含3h标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期后 每个dna分子中有一条链含3h标记 再把这样的细胞放在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期 此时dna分子一半含放射性 一半不含放射性 由于中期复制的两个dna分子 存在于同一染色体的两条染色单体上 故所有的染色体都含放射性 答案 b 2011 盐城高一检测 细菌在15n培养基中繁殖数代后 使细菌dna的含氮碱基皆含有15n 然后再移入14n培养基中培养 抽取亲代及子代的dna经高速离心分离 图 为可能的结果 下列叙述错误的是 a 子一代dna应为 b 子二代dna应为 c 子三代dna应为 d 亲代的dna应为 解析 由于dna分子的复制是半保留复制 因此依据这一特点来分析 为亲代dna 为子一代dna 为子二代dna 为子三代dna 不可能出现 中的情形 答案 c dna分子中有100个碱基对 其中有40个腺嘌呤 如果该dna分子连续复制两次 参与到dna分子复制中的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数有 a 40个b 80个c 120个d 180个 解析 按照碱基互补配对原则 胞嘧啶与鸟嘌呤配对 原dna分子中共有胞嘧啶 100 2 40 2 2 60个 第一次复制后的2个dna分子需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为60个 第二次复制后的4个dna分子需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为2 60 120个 连续复制两次 参与到dna分子复制中的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸有60 120 180个 答案 d 1 第2次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子多少个 2 复制2次后 原来的链占总链数的比是多少 研究dna复制的方法 1 研究dna复制常用同位素标记法和离心法 常标记3h 15n 32p 通过离心在试管中占据不同位置 2 实例 方法 同位素标记及密度梯度离心法 实验过程 以含15nh4cl的培养液来培养大肠杆菌 让大肠杆菌繁殖几代 再将大肠杆菌转移到含14n的普通培养液中 然后 在不同时刻收集大肠杆菌并提取dna 进行密度梯度离心 记录不同质量的dna在离心管中的位置及比例 某校一个生物活动小组要进行研究性学习 对生物学史上的经典实验进行验证 也是研究性学习的内容之一 这个小组借助某大学的实验设备 对有关dna复制的方式进行探索 有人认为dna是全保留复制 也有人认为dna是半保留复制 为了证明这两种假设 这个小组设计了下列实验程序 请完成实验并对结果进行预测 1 实验步骤 第一步 在氮源为14n的培养基上生长的大肠杆菌 其dna分子均为14n dna 在氮源为15n的培养基上生长的大肠杆菌 其dna分子均为15n dna 用某种离心方法分离得到的结果如上图所示 其dna分别分布在轻带和重带上 第二步 将亲代大肠杆菌 含15n 转移到含14n的培养基上繁殖一代 请分析 如果dna位于 带位置 则是全保留复制 如果dna位于 带位置 则是半保留复制 第三步 为了进一步验证第二步的推测结果 将亲代大肠杆菌 含15n 转移到含14n的培养基上再连续繁殖一代 请分析 解析 如果dna的复制方式为全保留复制 则一个亲代15n 15n的dna分子 子代两个dna分子是 一个15n 15n 一个14n 14n 其在离心管中分布的位置是一半在轻带 一半在重带 如果dna的复制方式为半保留复制 则一个亲代15n 15n的dna分子 子代两个dna分子都是15n 14n 其在离心管中分布的位置全部在中带 答案 1 l 2重和1 2轻全中1 4重和3 4轻1 2中和1 2轻 2 不正确无论半保留复制还是全保留复制 如果研究dna链的情况 结果是一致的 无法区分 1 一个dna分子复制完毕后 新形成的dna分子子链 a 是dna母链的片段b 和dna母链之一完全相同c 和dna母链稍有不同d 和dna母链相同 但t为u所代替 解析 dna分子的两条链是互补的 新形成的dna分子的子链与模板母链是互补的 与非模板母链是相同的 答案 b 2 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 a错误 图中dna分子的复制是多个起点开始 但并不是同时开始的 图示出现的环状结构大小不一 说明复制开始的时间不同 图中每一个环状结构都表示从一个复制起点开始 dna分子边解旋 需解旋酶 边双向复制 这种半保留复制的模式不仅保持了前后代的稳定性 而且提高了复制效率 答案 a 3 2011 安徽卷 甲 乙图示真核细胞内两种物质的合成过程 下列叙述正确的是 a 甲 乙所示过程通过半保留方式进行 合成的产物是双链核酸分子b 甲所示过程在细胞核内进行 乙在细胞质基质中进行c dna分子解旋时 甲所示过程不需要解旋酶 乙需要解旋酶d 一个细胞周期中 甲所示过程在每个起点只起始一次 乙可起始多次 解析 本题考查dna的复制和转录 渗透对考生知识理解能力和获取信息能力的考查 图甲表示dna分子的复制过程 图乙表示转录过程 乙的产物是单链的mrna分子 故a项错误 甲 乙过程主要在细胞核中进行 故b项错误 甲 乙过程均需要解旋酶的参与 故c项错误 在一个细胞周期中 核中dna分子只复制一次 而转录可以进行多次 故d项正确 答案 d 4 2011 安徽合肥一模 关于图中dna分子片段的说法不正确的是 a 把此dna放在含15n的培养液中复制3代 子代中含14n的dna占12 5 含15n的dna占100 b 处的碱基对改变导致dna中碱基排列顺序的改变 从而一定会导致性状改变c 该dna的特异性表现在与其他的dna相比主要碱基对的排列顺序上具有差异d 限制性内切酶作用于 部位的磷酸二酯键 解旋酶作用于 部位氢键 解析 由于dna的一条链是15n另一条链是14n放在含15n的培养液中复制3代 生成8个dna 由于半保留复制最终只有一个子代dna含有14n 但也只是一条链含14n还有一条链是15n 所以含14n的dna占12 5 含15n的dna占100 处的碱基对改变导致dna中碱基排列顺序的改变 肯定会导致遗传信息的改变 但是由于密码子的简并性 性状不一定会发生改变 dna的特异性就体现在碱基的排列顺序不同 答案 b 5 如图表示dna分子复制的片段 图中a b c d表示各条脱氧核苷酸链 一般地说 下列各项正确的是 a a和c的碱基序列互补b b和c的碱基序列相同c a链中 a t g c 的比值与b链中同项比值相同d a链中 a t g c 的比值与d链中同项比值不同 解析 a d两条母链碱基互补 a b两条链碱基互补 c d两条链碱基互补 可推出a和c碱基序列相同 b和c碱基序列互补 两条互补链中的 a十t g十c 相同 答案 c 6 科学家在研究dna分子复制方式时进行了如下的实验研究 已知培养用的细菌大约每20min分裂一次 实验结果如图所示 1 复制过程除需要模板dna 脱氧核苷酸外 还需要 等 至少答两点 2 为了证明dna复制的特点为半保留复制 请设计实验三 用图示和有关文字补充在图中 并画出结果c 3 该过程中 实验一 实验二起 作用 若用15n标记的dna作为模板 用含14n标记的培养基培养 在如图所示的坐标中画出连续培养细菌60min过程中15n标记dna分子含量变化的曲线图 解析 1 dna复制除需要模板 原料外 还需要能量 酶 适宜的温度和ph 2 实验一和实验二说明14n和15n标记的dna密度不同 所以进行密度梯度离心后 会在离心管的不同位置出现轻带 14n 14n 重带 15n 15n 若要证明dna的复制为半保留复制 实验三中的dna必须出现中间带