高中生物第四章遗传的分子基础第二节dna的结构和dna的复制第2课时课件苏教版必修2

第2课时DNA分子的复制 第四章第二节DNA分子的结构和复制 学习导航1 阅读教材P71 结合DNA分子的结构特点 了解DNA半保留复制的实验证据 2 结合教材P72 归纳DNA分子的复制过程 特点 探讨DNA复制的生物学意义 重难点击1 DNA分子的复制过程和特点 2 DNA复制的有关计算 课堂导入生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的 那么亲代的遗传物质如何 多出一份 来传递给子代 DNA的复制就是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 即1DNA 2DNA 新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗 是否像洗相片似的 有一张底片就可以洗出许多相片来 这一节我们就一起来学习DNA复制的过程 一 DNA分子半保留复制的实验证据 当堂检测 二 DNA分子复制的过程 内容索引 一 DNA分子半保留复制的实验证据 基础梳理 1 实验材料和技术科学家以细菌 约每20分钟分裂一次 产生子代 为实验材料 运用技术 2 实验的基本步骤 1 用含标记的NH4Cl培养细菌 2 将细菌转移到含的普通培养液中培养 3 在不同时刻收集细菌并提取DNA分子 4 将提取的DNA进行 记录试管中DNA的位置 同位素标记 15N 14N 离心 3 实验结果预测 如果DNA的两条链中都含有15N 那么这样的DNA分子质量大 离心时应该在试管的部 两条链中都含有14N 那么这样的DNA分子质量小 离心时应该在试管的部 两条链中一条含有15N 一条含有14N 那么这样的DNA分子质量居中 离心时应该在试管的部 4 实验结果 1 提取亲代DNA 离心 带 2 繁殖一代后取出 提取DNA 离心 带 3 繁殖两代后取出 提取DNA 离心 5 结论 DNA复制时总是保留一条链 新合成一条链 这样的复制方式叫做复制 底 上 中 全部重 全部中 母 子 半保留 如果用15N标记DNA分子的两条链 让其在含有14N的环境中复制 结合DNA分子半保留复制的特点 完成下面表格 问题探究 答案 全部在下部 1 1 1 0 0 0 0 0 2 2 1 4 1 2 1 2 全部在中部 答案 1 2中部 1 2上部 1 4中部 3 4上部 4 0 1 2 1 2 8 1 4 3 4 8 0 1 4 3 4 1 8 7 8 16 答案2n个 2个 根据上表 回答下列问题 1 复制n次后 子代DNA分子总数和含有15N的DNA分子数分别是多少 答案2n个 2n 2个 2 复制n次后 子代DNA分子含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少 答案2n 1条 2条 2n 1 2条 3 复制n次后 子代DNA分子中脱氧核苷酸链数 含15N的脱氧核苷酸链数 含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少 答案 4 设亲代DNA分子中含有腺嘌呤 A 脱氧核苷酸m个 则 1 经过n次复制 共需消耗游离的腺嘌呤 A 脱氧核苷酸多少个 2 在第n次复制时 需消耗游离的腺嘌呤 A 脱氧核苷酸多少个 答案 m 2n 1 个 m 2n 1个 知识整合 将含有15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养 复制n次 1 产生2n个DNA分子 其中含15N的DNA分子有2个 含14N的DNA分子有2n个 只含14N的DNA分子数是 2n 2 个 2 2n个DNA分子有2n 1条脱氧核苷酸链 其中 含15N的脱氧核苷酸链数是2条 含14N的脱氧核苷酸链数是 2n 1 2 条 3 若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个 则 经过n次复制 共需要消耗该脱氧核苷酸 m 2n 1 个 在第n次复制时 需要消耗该脱氧核苷酸 m 2n 1个 拓展应用 1 在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌 其DNA分子分别为14N DNA 相对分子质量为a 和15N DNA 相对分子质量为b 将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上 再连续繁殖两代 和 用某种离心方法分离得到的结果如下图所示 下列对此实验的叙述不正确的是 答案 解析 A 代细菌DNA分子中一条链是14N 另一条链是15NB 代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C 预计 代细菌DNA分子的平均相对分子质量为D 上述实验结果证明DNA分子的复制方式为半保留复制 解析15N DNA在14N的培养基上进行第一次复制后 产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链 这样的DNA用离心法分离后 应该全部处在试管的中部 代的两个DNA分子再分别进行复制 它们所产生的两个子代DNA分别为全14N DNA分子和14N 15N DNA分子 此时 将该DNA作离心处理 产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部 含15N的DNA分子占全部DNA分子的 代细菌DNA分子共有8个 各条单链的相对分子质量之和为 7a b 平均相对分子质量为 2 某一个DNA分子中 A为200个 复制数次后 消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个 该DNA分子已经复制了几次A 3次B 4次C 5次D 6次 答案 解析利用DNA复制规律得知 经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3000 2n 1 200 得n 4 解析 3 用经3H标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌 在普通培养基中培养一段时间后 统计得知培养基中共有后代噬菌体m个 其中含有标记元素的噬菌体占的比例为 答案 解析 解析每个噬菌体共有2条被标记的DNA链 n个噬菌体DNA经复制后被标记的DNA链进入2n个子代噬菌体内 所以被标记的噬菌体所占比例为 二 DNA分子复制的过程 基础梳理 1 DNA复制的概念 以为模板合成的过程 2 时间 细胞有丝分裂的期和减数期 亲代DNA 子代DNA 第一次分裂间 间 3 过程 能量 解旋 两条螺旋的双链 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 双螺旋结构 4 结果 形成两个的DNA分子 5 特点 1 2 复制 6 意义 将从亲代传给子代 确保了传递的连续性 完全相同 边解旋边复制 遗传信息 半保留 遗传信息 问题探究 答案有3个复制起点 各个起点开始的时间不同 最右边最早 下图是真核生物DNA复制的示意图 据图分析 答案是双向的 2 每个复制起点的延伸方向是单向的还是双向的 答案 1 图中有几个DNA的复制起点 它们开始的时间相同吗 答案不同 原因是DNA分子中的两条链是反向平行的 因此子链的延伸方向也是相反的 3 在DNA复制的过程中 两条子链延伸的方向是否相同 答案DNA分子独特的双螺旋结构 为复制提供了精确的模板 通过碱基互补配对 保证了复制能够准确地进行 4 DNA分子的复制是非常精确的 其原因有哪些 答案 知识整合 真核生物的DNA复制是多起点双向进行的 复制时两条子链的延伸方向相反 DNA分子精确复制的原因有 一是独特的双螺旋结构 为复制提供了精确的模板 二是严格按照碱基互补配对进行 拓展应用 4 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子代DNA分子C 真核生物DNA复制的场所只有细胞核D 单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链 答案 解析 解析DNA复制发生在细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 是以亲代DNA的两条链为模板 合成两个子代DNA的过程 DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶 不需要DNA 水解 酶 真核生物DNA复制的主要场所是细胞核 线粒体 叶绿体内也可进行 5 下图表示DNA复制的过程 结合图示 下列有关叙述不正确的是 答案 解析 A DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键 使两条链解开B DNA分子的复制具有双向复制的特点 生成的两条子链的方向相反C 从图示可知 DNA分子具有多起点复制的特点 缩短了复制所需的时间D DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 解析DNA分子复制过程中的解旋酶破坏DNA双链之间的氢键 使两条链解开 DNA分子的两条链是反向平行的 两条链复制时箭头方向是相反的 图示中复制的起点只有1个 不能体现DNA分子具有多起点复制的特点 DNA聚合酶的作用底物是单个游离的脱氧核苷酸 巧记DNA分子复制的 一 二 三 四 课堂小结 间 一 边解旋边复制 半保留复制 当堂检测 1 下列关于DNA复制的叙述 正确的是A 复制均在细胞核内进行B 复制仅发生在有丝分裂的间期C 复制过程先解旋后复制D 碱基互补配对保证了复制的准确性 2 3 4 5 1 答案 解析只要细胞分裂 DNA就复制 DNA不只存于细胞核内 细胞分裂方式亦不只是有丝分裂 DNA是边解旋边复制 不分先后 解析 2 DNA分子复制时 解旋酶作用的部位应该是A 腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键B 腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键C 脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键D 脱氧核糖与磷酸之间的化学键 答案 2 3 4 1 5 解析DNA复制过程中用到解旋酶和DNA聚合酶 其中解旋酶的作用是把两条螺旋的双链解开 破坏的是A与T G与C之间的氢键 解析 2 3 4 1 5 3 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 抽取其子代的DNA经高速离心分离 如图 为可能的结果 下列叙述错误的是 答案 解析 解析亲代DNA为15N 15N 经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N 14N 应如图 所示 A 第一次分裂的子代DNA应为 B 第二次分裂的子代DNA应为 C 第三次分裂的子代DNA应为 D 亲代的DNA应为 2 3 4 1 5 4 女性子宫瘤最长的DNA分子可达36mm DNA复制速度约为4 m min 但复制过程仅需40min左右即可完成 这可能是因为A 边解旋边复制B 只有一个复制起点 但解旋之后可以向着两个方向复制C 以半保留方式复制D 复制起点多 分段同时复制 答案 解析真核细胞中的DNA分子复制起点多 并且同时复制 所以比较迅速 解析 5 如