DNA的复制高一下生物人教版（2019）必修2

第3节DNA的复制——第三章基因的本质研究方法：假说-演绎法

沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道:“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。讨论1、碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的?问题探讨碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。一、对DNA复制的推测——假说-演绎法1、提出问题：DNA以什么方式复制？2、做出假设①半保留复制②全保留复制③分散复制+++沃森和克里克（教材53页）以断裂成短片段的亲代DNA作为模板，合成新的DNA片段，新旧片段混合连接成完整的DNA链。二、DNA半保留复制的实验证据①如何区分母链和子链？同位素标记技术②15N和14N是N元素的两种稳定同位素,这两种同位素的相对原子质量不同,含15N的DNA比含14N的密度大。如何测定子代DNA带有同位素的情况？（密度梯度）离心技术，即对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。③14N/

14N、

14N/

15N、15N/

15N的DNA双链应该分别在离心管中的什么位置？思考以下问题：阅读书本54页“思考与讨论”——以大肠杆菌为实验材料证明DNA半保留复制的实验。3、演绎推理①若为半保留复制，离心后的DNA分布位置如下：二、DNA半保留复制的实验证据②若为全保留复制，离心后的DNA分布位置如下3、演绎推理二、DNA半保留复制的实验证据③若为分散复制，离心后的DNA分布位置如下3、演绎推理二、DNA半保留复制的实验证据4、实验验证实验结果与半保留推理结果相同。5、得出结论DNA复制方式为半保留复制。思考：第一代只出现了一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？二、DNA半保留复制的实验证据细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌的DNA皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，提取其子代的DNA进行梯度离心，下图①-⑤为可能的结果，下列叙述错误的是（

）A．第一次分裂的子代DNA应为⑤ B．第二次分裂的子代DNA应为①C．第三次分裂的子代DNA应为③ D．亲代的DNA应为⑤A1、产生子代DNA分子____个，其中含15N的DNA分子_____个；只含15N的DNA分子_____个，含14N的DNA分子_____个；只含14N的DNA分子______个；2、子代DNA中脱氧核苷酸链数=

条3、复制3次过程中共需要游离（原料）的脱氧核苷酸_______________个；4、复制第3次需要游离（原料）的脱氧核苷酸____________个。2n22n02n-2m×(2n-1)m×2n-1

DNA复制相关规律2n+1一个全部被15N标记的双链DNA分子，含有m个脱氧核苷酸，在含14N的培养基中培养n代。练习与应用（P56）一、概念检测1.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。(1)DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。（

）(2)在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成的。（

）××DNA复制的课后习题3.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是()A.所有的大肠杆菌都含有15NB.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2C.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8C三、DNA复制的过程1、DNA复制的概念：3′5′解旋酶ATPADP+Pi作用的化学键？以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。（P55）在细胞提供的能量的驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开,这个过程叫作解旋。2、发生时期：在真核生物中，核DNA的复制是在

，随着

而完成的。3、步骤：解旋——合成子链——重新螺旋（1）解旋条件：①能量；②解旋酶氢键细胞分裂前的间期染色体的复制解旋酶的作用：破坏氢键，解开DNA双链1、DNA复制是否发生在全部DNA分子解螺旋后？体现了DNA复制的什么特点？2、新合成的两条子链的碱基排列顺序相同么？是什么关系？作用的化学键？三、DNA复制的过程（2）合成子链原料：酶：原则：子链延伸方向：模板：解开的每一条母链DNA聚合酶等游离的4种脱氧核苷酸边解旋边复制5′端—3′端连接单个脱氧核苷酸，形成磷酸二酯键碱基互补配对原则不同；互补解旋酶随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断延伸。同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。新合成的子链DNA聚合酶DNA聚合酶解旋酶游离的脱氧核苷酸三、DNA复制的过程（3）重新螺旋结果：一个DNA分子就形成了两个

的DNA分子完全相同①模板②原料③酶④能量解开的每一条母链游离的4种脱氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶等由细胞提供(如ATP提供)三、DNA复制的过程——总结①边解旋边复制②半保留复制1、特点2、条件3、DNA精确复制的原因①DNA独特的

结构,为复制提供了精确的模板。②通过

原则,保证了复制能够准确地进行。将

从

细胞传递给

细胞,从而保持了

的连续性。4、DNA复制的意义③多个复制起点双螺旋碱基互补配对遗传信息亲代子代遗传信息二、拓展应用1.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误?这些错误可能产生什么影响?可能有6个碱基发生错误。2.DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。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.碱基互补配对原则保证了复制的准确性C.1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子D.游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链B二、拓展应用（P56）2.已知果蝇的基因组大小为18×108bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的速率一般为50-100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。四、DNA复制-拓展1、多起点复制真核生物DNA的复制从多个起点开始进行，使得复制能在较短时间内完成。2、双向复制多数生物细胞内DNA的复制都是从固定的起点开始双向进行的。若复制泡大小相同，则是同时复制；若复制泡大小不相同，则不是同时复制（大的先复制）3、半不连续由于DNA聚合酶具有专一性(子链从5′→3′延伸)，而DNA的2条链是反向平行的，所以在复制时一条子链的合成是连续进行的，而另一条子链的合成是反向不连续进行的,由DNA连接酶将这些片段连成一条子链。四、DNA复制-拓展下图为某真核生物核DNA分子复制过程示意图，有关叙述正确的是（

）A．图中DNA分子复制过程需要解旋酶和RNA聚合酶B．图示可体现DNA的复制是一个边解旋边复制的过程C．解旋酶破坏的是相邻核苷酸之间的磷酸二酯键D．图中3个复制起点同时开始DNA复制BDNA复制部分过程如下图所示，复制区的双螺旋分开，以一条链为模板，连续合成一条子链（前导链）；以另一条链为模板合成子链片段（冈崎片段），再连接成一条完整的子链（滞后链），子代双链与亲代双链相接区域称为复制叉。下列叙述错误的是（）A．前导链的延伸方向是5'→3'，滞后链的延伸方向相反B．解旋酶沿着复制叉移动方向解开DNA双螺旋结构C．冈崎片段连接成滞后链过程与磷酸二酯键形成有关D．图示过