DNA的复制高一生物人教版必修2

第三节DNA的复制一、对DNA复制的推测

半保留复制全保留复制半保留复制的假说：沃森和克里克DNA是肉眼看不可见的，如何区分亲代和子代DNA呢？二、DNA半保留复制的实验证据梅塞尔森斯塔尔1958年同位素标记技术大肠杆菌（繁殖快，20min一代）资料：15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，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。实验过程分裂一次大肠杆菌在含15NH4CL的培养液中生长若干代转移到14NH4CL中再分裂一次提取DNA离心提取DNA离心提取DNA离心得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的？？？哪个位置假设DNA是半保留复制，离心后试管中DNA应处在什么位置？假设DNA是全保留复制，离心后试管中DNA应处在什么位置？【实验预期】14N/15N-DNA15N/15N-DNA14N14N14N14N/

14N-DNA14N/15N-DNA提取DNA离心密度低高15N/15N-DNA提取DNA离心14N/15N-DNA14N/15N-DNA提取DNA离心14N/15N-DNA14N/14N-DNA亲代如果是半保留复制【实验预期】15N/15N-DNA14N14N14N14N/

14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA密度低高15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA提取DNA离心提取DNA离心提取DNA离心如果是全保留复制密度低高15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA提取DNA离心提取DNA离心提取DNA离心全保留复制提取DNA离心密度低高15N/15N-DNA提取DNA离心14N/15N-DNA提取DNA离心14N/15N-DNA14N/14N-DNA半保留复制亲代第一代第二代【实验结果】低高15N/15N-DNA细胞分裂一次大肠杆菌在含15NH4CL的培养液中生长若干代转移到含14NH4CL细胞再分裂一次14N/15N-DNA14N/15N-DNA14N/14N-DNA实验结果与半保留复制的假说吻合，说明DNA的复制是以半保留复制的方式进行的提取DNA离心提取DNA离心提取DNA离心二、DNA半保留复制的实验证据（假说-演绎法）

材料：大肠杆菌运用技术：

（密度梯度）离心法14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA轻带中带重带同位素标记法15N14N转移到含14NH4Cl的培养液中15N/15NDNA15N/14N

DNA14N/14NDNA15N/14N

DNA大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代15N14N亲代第一代第二代第三代15N15N类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？15N15N14N14N14N14N14N14N（1）解旋：能量，解旋酶，氢键断裂，双链解开CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶DNA复制过程（2）合成子链：DNA聚合酶，每一条母链为模板，游离的4种脱氧核苷酸为原料，碱基互补配对原则，合成子链CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTA5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'DNA聚合酶注：氢键形成不需酶，磷酸二酯键形成需DNA聚合酶（3）重新螺旋：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'注：子链合成方向是

，因此两条子链的延伸方向相反特点：①边解旋边复制②半保留复制5’→3’端三、DNA复制的过程1、概念:

以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程2、时间:

细胞分裂前的间期3、场所:真核：细胞核(主)、线粒体、叶绿体原核：拟核（主）病毒：宿主细胞内４、条件:①模板：亲代DNA的两条链②原料：4种游离的脱氧核苷酸③能量：ATP④酶：解旋酶（催化氢键断裂）

DNA聚合酶（催化磷酸二酯键形成）5、过程:

解旋→合成子链→形成子代DNA6、特点:

边解旋边复制

半保留复制多起点复制模

板

链：3’→5’子链合成方向：5’→3’7、DNA复制的方向：9、意义:将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性8、DNA准确复制的原因:①独特双螺旋结构提供精确模板②碱基互补配对原则亲代第一代第二代第三代15N15N类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？15N15N14N14N14N14N14N14N四、相关计算一个DNA连续复制n次后：1、DNA分子数=2n2、脱氧核苷酸链数=2n+13、母链数=子链数=22n+1﹣24、含母链的DNA分子数=25、一个DNA分子中含某碱基m个，DNA分子复制n次，则需游离的该碱基数为：m（2n-1）第n次复制时，需游离的该碱基数为：m·

2n-11、DNA含500个碱基对，一条链上A:G:T:C=1：2：3：4，复制n次后，消耗游离的G4500个，则n=（）42、100个碱基对的DNA，含40个T，复制3次，则需游离的C=()个4201.用15N标记含有100个碱基对的双链DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关叙述错误的是(

)A.含有15N的DNA分子占1/8B.复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个C.含有14N的DNA分子占7/8D.复制结果共产生16个DNA分子C2.某DNA分子含腺嘌呤(A)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.4次

B.3次

C.5次

D.6次A200×(2n-1)=3000,解得n=41.某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如右图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,a、b、c表示离心管编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布。下列叙述错误的是(

)A.本活动运用了同位素标记技术和离心技术B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N/14N-DNAD.实验结果说明DNA分子的复制方式是半保留复制B当堂训练当堂训练2.细菌在含有15N的培养液中繁殖数代后,细菌DNA的碱基皆含有15N,然后再移入含有14N的培养液中培养,提取其子代的DNA进行离心分离,下图①~⑤为可能的结果。下列叙述错误的是(

)A.第一次分裂形成的子代DNA应为⑤B.第二次分裂形成的子代DNA应为①C.第三次分裂形成的子代DNA应为③D.亲代DNA应为⑤A3.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次的时间，然后放回原环境相当于连续复制两次的时间后，细菌DNA组成分析结果是(

)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中间型、1/2重氮型D．1/2轻氮型、1/2中间型当堂训练A（1）1条染色体（母链被15N标记，在含14N的培养基中培养）规律：复制一次，子染色体都带标记；

复制两次，子染色体一半带有标记。（2）2条染色体①②③④①②组合有

个子细胞带有标记①④组合有

个子细胞带有标记③④组合有

个子细胞带有标记234①②③④（2）2条染色体规律：复制一次，子细胞中每条染色体都带有标记；

复制两次，4个子细胞带有标记的有2、3、4个三种情况。如果是2n条染色体，4个子细胞带有标记情况如何？①②③④2或3或4如果是2n条染色体，4个子细胞中被标记的染色体最多（或最少）有多少条？①②③④0~2n规律：形成的4个子细胞中的每条染色体均带有标记。一对同源染色体15N标记同源染色体分离姐妹染色单体分离15N标记1对同源染色体上的两个DNA分子五、DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析用15N充分标记细胞核DNA分子，再将该细胞放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如下（展示细胞中一对同源染色体）1条染色体上的1个DNA1条染色体上的2个DNA1条染色单体上的1个DNA用15N充分标记细胞核DNA分子，再将该细胞放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如下（展示细胞中一对同源染色体）第一次有丝分裂用15N标记1对同源染色体上的2个DNA分子每条同源染色体上的每条染色体单体均带有标记分裂形成2个子细胞，每个子细胞中的每条染色体均带有标记①有丝分裂第二次有丝分裂分裂形成4个子细胞，子细胞类型有4种组合方式①①有

的子细胞带有标记②②③有

的子细胞带有标记④④

子细胞带有标记③1/23/4全部②减数分裂15N标记1对同源染色体上的两个DNA分子同源染色体分离姐妹染色单体分离分裂形成4个子细胞，全部子细胞中的每条染色体均带有标记。思考：

如果是2n条染色体，4个子细胞带有标记情况？①②③④2或3或4思考：

如果是2n条染色体，4个子细胞中最多和组少有多少

条染色体被标记？①②③④0~2nDNA是染色体的组成成分，染色体是DNA的主要载体。ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTG