DNA的复制高一下学期生物人教版必修2

复制有丝分裂间期、减一前的间期：DNA复制和有关蛋白质的合成染色体复制实质：核DNA复制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。”天才般地预见思考：

1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反映科学研究具有什么特点？DNA先解旋，然后通过碱基互补配对合成子链科研需要想象，结论需要证据第3节DNA的复制一、对DNA复制的推测假说1：半保留复制(沃森、克里克)(提出假说)沃森和克里克在第二篇论文中，提出了遗传物质自我复制的假说

①DNA复制时、DNA双螺旋解开、互补的碱基之间的氢键断裂②解开的两条单链分别作为复制的模板、游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则、通过形成氢键、结合到作为模板的单链上③由于新合成的每个DNA分子中、都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式称作半保留复制假设2：全保留复制半保留复制假说提出后，也有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板、子代DNA的双链都是新合成的。二、DNA半保留复制的实验证据(演绎推理，验证假说)①判断DNA复制方式的关键？②如何通过实验达到此目的？半保留复制全保留复制亲代DNA子代DNA1958年，梅塞尔森和斯塔尔，以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，设计了一个巧妙的实验如何通过实验区分亲代与子代的DNA14N/14N15N/14N15N/15N中带轻带重带

15N和14N是氮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DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同氮元素的DNA。1.实验思路☆本实验是利用不同同位素的质量差异，不是放射性二、DNA半保留复制的实验证据2.演绎推理15N-14N-DNA15N/14N中带15N-15N-DNA15N/15N重带15N-15N-DNA15N/15N重带14N/14N重带15N/15N轻带15N-15N-DNA14N-14N-DNA半保留复制全保留复制二、DNA半保留复制的实验证据3.实验过程15N/15N-DNA如果DNA是半保留复制第一代会出现的结果是14N15N/14NDNA15N/14NDNA14N/14NDNA14N/14NDNA15N/14NDNA第二代会出现的结果是14N14N大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代(保证DNA均是15N-15N)提取DNA、离心密度低高15N/15N-DNA转移到含14NH4Cl的培养液提取DNA、离心细胞分裂一次15N/14N-DNA提取DNA、离心细胞分裂一次14N/14N-DNA15N/14N-DNA排除全保留复制假若全保留复制是正确的，实验预期结果是怎样的？转移到含14NH4Cl的培养液细胞分裂一次提取DNA、离心14N/14N-DNA15N/15N-DNA第一代会出现的结果是细胞分裂一次提取DNA、离心14N/14N-DNA15N/15N-DNA第二代会出现的结果是大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代(保证DNA均是15N-15N)15N/15N-DNA提取DNA、离心15N/15N-DNA二、DNA半保留复制的实验证据4.实验结果①亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后，试管中只出现了一条DNA带，位置靠近试管的底部，说明其密度最大，是15N标记的亲代双链DNA(15N/15N-DNA)。②将转移培养后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条带，但位置居中，说明其密度居中，是只有一条单链被15N标记的子代双链DNA(15N/14N-DNA)。③将第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中，为15N/14N-DNA，另一条带的位置更靠上，说明其密度最小，是两条单链都没有被15N标记的子代双链DNA(14N/14N-DNA)DNA的复制是以半保留的方式进行的。5.结论6.研究方法：同位素标记(15N和14N质量不同)离心假说-演绎法H2O+C18O2O2H18O2+CO2

18O2二、DNA半保留复制的实验证据7.进一步探究026②上述研究所采用的实验方法是_____________________。③科学研究方法是____________法。以前哪些研究用到了此方法_________________________________________________假说-演绎孟德尔发现遗传定律、摩尔根证明基因在染色体上①若实验中的细胞再进行第三次分裂。则第三代的DNA分子离心后的分布重带____个DNA分子；中带____个DNA分子；轻带____个DNA分子。同位素标记法、离心例1：为探究DNA复制方式是半保留，还是全保留，进行了以下实验。只含14N的DNA和只含15N的DNA，则离心结果如图：轻中重14N-DNA15N-DNA(1)将只含15N的大肠杆菌转移到14N培养基上繁殖一代，离心。若____________________，则说明是全保留复制；若____________________，则说明是半保留复制。观察重带和轻带只观察到中带不正确无论哪种方式复制，子一代都只观察到重带和轻带(3)有人认为：将第一代DNA用解旋酶处理后再离心，如果轻带和重带各占1/2，就能说明DNA复制一定是半保留复制。你认为此说法正确吗？___________。

理由是___________________________________________________。(2)将只含15N的大肠杆菌转移到14N培养基上繁殖二代，离心。若____________________，则说明是全保留复制；若____________________，则说明是半保留复制。观察重带和轻带只观察到中带例2：下表为研究DNA复制方式的实验组别1组2组3组4组唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代1代2代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带14N/14N仅为重带15N/15N仅为中带15N/14N1/2轻带14N/14N,1/2中带15N/14N(1)要得到DNA中N全部被15N标记，大肠杆菌B要经过_____代培养，且培养液中的___________是唯一氮源。(2)根据离心结果，第_____组结果起了关键作用，但需要与第_____组和第_____组结果进行比较，才能说明DNA是_________复制(3)若子1代为“轻”和“重”两条密度带，则重带DNA来自______________，据此可判断DNA复制方式不是____________。若将子1代DNA双链分开后再离心，其结果________(能/不能)判断DNA复制方式，理由是______________________________________。若同样条件下，将子2代继续培养n代后离心，密度带的数量和位置______，放射性强度发生变化的是______带。多15NH4Cl312半保留第2组(或B)半保留复制不能不变轻两种方式的子1代15N链、14N链均为2条例3：将细菌DNA的双链用14N标记作为亲代，然后在15N培养基中培养，不同时刻提取DNA并进行离心。下列正确的是①②③④⑤14N/14N15N/14N15N/15NA.第1次分裂的子代DNA为⑤B.第2次分裂的子代DNA为①C.第3次分裂的子代DNA为③D.亲代的DNA应为④D例4：让1个32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，一段时间后大肠杆菌裂解并释放出3000个子代噬菌体。若有_____个子代病毒含有32P，则说明DNA复制是全保留；若有_____个子代病毒含有32P，则说明DNA复制是半保留，理由是_________________________________________________________________。12DNA半保留复制时，两条母链解开，新合成的DNA中一条链是母链，一条链是子链例5：将15N标记的DNA在14N的环境中连续复制3次，将每次的复制产物进行离心。图中分别代表第1、2、3次后的分层结果是__________DNA相对含量密度小中大abcdefc、e、f例6：现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N-14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是A.有15N-14N和14N-14N两种，其比例为1∶3B.有15N-15N和14N-14N两种，其比例为1∶1C.有15N-15N和14N-14N两种，其比例为3∶1D.有15N-14N和14N-14N两种，其比例为3∶1D三、DNA复制的过程1.概念②在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。亲代DNA子代DNA染色体复制有间、减一前的间DNA复制和有关蛋白质的合成①DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程真核细胞：(主要)细胞核，(少数)叶绿体、线粒体原核细胞：(主要)拟核DNA病毒：宿主细胞③场所三、DNA复制的过程2.过程解旋酶ATPADP+Pi①复制开始时，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。氢键DNA双螺旋打断氢键ATGCTACGGACTACGATGCCTGDNA单链DNA单链暴露出碱基阻止再螺旋化的蛋白环状DNA解旋三、DNA复制的过程2.过程②然后，DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。催化侧链上的3,5-磷酸-二酯键的形成ATGCTACG解旋酶母链母链TAGCAT3’5’3’5’GCDNA聚合酶ATATGC子链子链3’5’5’3’三、DNA复制的过程2.过程③随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断延伸。每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。解旋酶解旋DNA聚合酶以母链为模板进行碱基互补配对5’3’3’5’5’3’三、DNA复制的过程2.过程④复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。新复制出的两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中。TACGTACGGCTATG-+ATGCATGCCGATACTACGTACGGCTATG亲代DNA-+ATGCATGCCGATAC例7：某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第1次复制出的DNA子链，以黑色表示第2次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制2次后的产物是ABCD子代DNA+ATGCATGCCGATACTACGTACGGCTATG-D例8：下图为酵母菌的某项生理活动：酶1酶2母链子链abcd(2)a链的碱基与____链相同，与________链互补，说明DNA复制遵循_______________原则。由图可知，DNA的复制方式是_____________。(3)在酵母菌的_________________中可进行上述生理活动。(4)请将下列过程排序_____________①互补碱基对间的氢键断裂②在DNA聚合酶的作用下把脱氧核苷酸连接成链③DNA在解旋酶的作用下解旋④以母链为模板进行碱基互补配对并形成氢键⑤子链与母链绕成双螺旋(1)酶1打断_____键，酶2催化子链中_______________键的形成，这说明酶具有______性。氢3,5-磷酸-二酯专一cb、d碱基互补配对半保留复制细胞核、线粒体③①④②⑤三、DNA复制的过程3.复制方式亲代DNA+-+-+-子代DNA复制①复制结束，原DNA因两条链分配到了新DNA分子中，原DNA分子不存在。②新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的1条链(新合成了1条链)，这种复制方式称半保留复制模板：原料：能量：酶：4.条件①②③③④母链母链子链解旋酶DNA聚合酶解开的2条母链游离的4种脱氧核苷酸细胞呼吸提供解旋酶、DNA聚合酶①________提供精确模板②___________________保证配对准确★偶然情况下，会发生基因突变三、DNA复制的过程5.DNA准确复制的原因双螺旋碱基互补配对原则复制起点解旋酶DNA聚合酶6.DNA复制特点①边解旋边复制

②多起点(但不一定同时开始)，双向复制

③均是从每条母链的3’端开始复制

7.DNA复制意义

DNA通过复制，使遗传信息从亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性。三、DNA复制的过程例9：下列关于DNA复制的叙述，正确的是A.在蛙的细胞进行无丝分裂过程中，不发生DNA复制B.一个DNA分子经过一次复制后，产生4个完全相同的DNAC.游离脱氧核苷酸在DNA聚合酶催化下，与互补碱基形成氢键D.在复制过程中，会因碱基对改变而发生基因突变例10：某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是A.细胞中的DNA复制发生障碍B.该药物可直接作用于DNA聚合酶C.该物质可将细胞周期阻断在分裂间期D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用BD例11：DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量的3H-dT培养基中，3H-dT可掺入正在复制的DNA分子中。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3H-dT的培养基中培养一段时间。据图可以作出的推测是A.复制起始区在高放射性区域B.DNA复制为半保留复制C.DNA复制从起始点向两个方向延伸D.DNA复制方向为a→cDNA分子abc低放射性高放射性高放射性C例12：某肿瘤细胞DNA分子长36000um，DNA复制速度为4um/min，但该DNA复制仅需40min左右即可完成，主要是因为A.边解旋边复制B.DNA聚合酶能高效解旋C.遵循碱基配对原则D.多起点分段复制D例13：下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述正确的是复制起点A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B.一个细胞周期中，每个起点可起始多次C.该DNA的a端为5’端D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率abD例14：科学家进一步研究格里菲思实验时发现：被加热杀死的S型菌自溶，释放出的部分DNA片段遇到感受态的R型活菌时，其双链拆开，其中一条链降解，另一条单链进入R型菌并与其基因相应“同源区段”配对，使R型菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，形成“杂种DNA区段”，这样的细菌经增殖就会出现S型菌。以下分析错误的是A.起转化作用的是具有遗传效应的一段DNA单链B.细菌转化的实质是基因重组C.有“杂种DNA区段”的细菌分裂形成的子代细菌都是S型菌D．“杂种DNA区段”的碱基，不是都能配对CS菌DNA片段R菌DNAS菌R菌四、DNA复制的计算第一代第二代第三代亲代把含y个A的15N-DNA，在14N中复制n次(n>1)(1)总DNA数______。(2)新增DNA数_______，需要A的个数___________。(3)15N-15N的DNA数为____；

15N-14N的DNA数为______，比例为_________；

14N-14N的DNA数为______，比例为_________；(4)含15N-DNA链数_______，比例为___________；含14N-DNA链数___________，比例为_________；(5)第n次合成的DNA数__________，第n次消耗A的个数_______________。(6)若15N-DNA分子量为a，14N-DNA分子量为b，则复制n次后，DNA平均分子量是____________2n022/2n2n-2(2n-2)/2n2n-1y×(2n-1)22/(2×2n)2n×2-21-1/2n2n-2n-1y×(2n-2n-1)a+(2n-1)b2n例14：某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸个数为A.330B.660C.990D.1320C例15：某DNA共有a个碱基，其中C为m个。该DNA第3次复制需要含胸腺嘧啶和胞嘧啶的游离脱氧核苷酸个数为A.7(1/2a-m)B.2aC.7(a-m)D.7(a-m)/2B例16：用15N标记含100个碱基对的DNA分子，其中含胞嘧啶60个。该DNA分子在14N中连续复制5次。下列有关叙述错误的是A.含15N的DNA分子只有两个B.只含14N的DNA分子占15/16C.复制过程中需A为3200个D.共产生了32个DNA分子C例17：只含14N的DNA相对分子质量为a，只含15N的DNA相对分子质量为b。现将15N-14N的DNA在14N中复制，子三代DNA平均分子量是

A.(a+b)/4B.(a+b)/8C.(7a+b)/8D.(a+15b)/16例18：某DNA分子片段共有N对脱氧核苷酸，分子量为a。该DNA分子在32P中复制4次后所得DNA分子的平均分子量是A.(2a+15N)/8B.(a+N)/8C.(7a+N)/8D.(15a+N)/16例19：将一个由100个碱基组成的DNA分子(设为亲代DNA)放在被3H标记的脱氧胸苷的培养液中进行复制，一段时间后测得子二代的放射性强度(=含3H的碱基数/DNA总碱基数×100%)为30%。则亲代DNA分子中含有的胸腺嘧啶的个数为

A.10B.20C.30D.40DAD例20：DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复制。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA复制方式，基本思路是用14N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含15N的培养基上让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌的DNA并作相应处理，可能出现的实验结果如图2。(1)该实验将用到的实验技术有________________技术和密度梯度离心。若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1，可以说明DNA复制