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1、第3节 DNA的复制,复习： 1.DNA分子具有特殊的空间结构，也就是具有规则的（ ）结构。 2. 碱基互补配对原则：A与（ ）；G与（ ）两条链上的碱基通过（ ）连接。,双螺旋,T,C,氢键,(1)A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，GC碱基对占比例越大，DNA分子结构越稳定。 (2)同一条脱氧核苷酸链中，相邻2个碱基间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖间接相连。,何谓DNA复制？,所谓DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，1DNA2DNA,新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？,亲代(第一代),第二代,第三代,第四代,一、对DNA分子复制的推测,沃森和克里克提出
2、了DNA自我复制的假说：DNA分子复制,新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式为半保留复制。,1、DNA分子的复制,（1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，复制结果一个DNA分子合成两个与亲代DNA完全相同的新DNA分子，DNA分子的复制实质上是遗传信息的复制。,（2）复制的时间：有丝分裂中DNA分子复制时间是有丝分裂间期；减数分裂中DNA的复制时间是减数第一次分裂的间期；无丝分裂中DNA分子复制时间是无丝分裂之前。,（3）复制的场所：主要在细胞核，但在叶绿体、线粒体的细胞质基质中也进行DNA的复制，而且这些DNA复制的时间不一定在细胞分裂的间期，
3、原核生物主要在拟核内进行DNA的复制， DNA病毒在活的宿主细胞内进行DNA的复制。,一、考点整合与提升,以解开的每段母链为模板，在酶的作用下，按照互补配对的原则，吸引核基质中已被激活的含有互补碱基的脱氧核苷酸，最后相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成磷酸二酯键，产生一条子链。,（4）复制的过程,解旋,合成子链,形在子代DNA分子,DNA双螺旋解开，在ATP供能、解旋酶的作用下，使碱基之间的氢键断开，碱基暴露出来，形成了两条模板链。,在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链互相盘绕成双螺旋结构，解旋完即,（5）复制的条件,模板,两条已解
4、开的DNA单链,原料,细胞中游离的脱氧核苷酸,酶,需要 DNA解旋酶、 DNA聚合酶等的催化。,能量,需要 ATP提供能量。实际是由ATP激活脱氧核苷酸，形成脱氧核苷酸三磷酸。,在DNA复制过程中，独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基互补配对，保证了复制精确无误。,通过复制将亲代的遗传信息传给子代，使前后代保持了遗传信息的连续性。,一个亲代DNA分子形成了两个完全相同的子代DNA分子,（6）复制的保证,（7）复制的结果,（8） 复制的意义,（9）复制的特点,（1）边解旋边复制,（2）半保留复制,新合成的DNA分子中，有一条链来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的。,复制方向,母链,母
5、链,子链,子链,（1）DNA不论复制多少次，产生的子代DNA分子中，含母链的 DNA分子数总是个，含母链也总是条。,（2）复制n代产生的子代DNA分子数为2n，产生的的子代DNA单链为2n，子代DNA分子所含的亲代DNA链占子代DNA中脱氧核苷酸链的比例为1/2n,（3）一定数量的碱基对所能构成的DNA分子种类数或所携带的遗传信息的种类数=4n（n为碱基对数）,（10）与复制有关的计算规律,对应例题：1、关于细胞内DNA复制的叙述，正确的是（ ） A、发生在细胞分裂的各个时期 B、子代DNA分子由两条新链组成 C、需要模板、原料、能量和酶等 D、形成的两条新链碱基序列相同,C,解析： DNA复
6、制发生在细胞分裂的间期，A错； DNA复制是半保留复制，复制后的子代DNA分子中只有一条新链，B错；形成的两条新链碱基序列不同，是互补配对的，D错； DNA复制需要模板、原料、能量和酶等，所以C是正确的。,对应例题：2、如果把一个DNA分子用重氢标记，含有这个DNA分子的细胞连续进行四次有丝分裂后，含有标记链的DNA分子数和细胞数是（ ） A、1/2和1/2 B、1/4和1/4 C、1/8和1/8 D、1/8和1/10,解析：在细胞有丝分裂间期DNA分子复制，而DNA的复制是半保留的复制，即在复制过程中均以DNA分子的一条母链作为模板，合成一条新的子链与其互补配对，经过四次有丝分裂细胞数为24
7、=16（个），在16个细胞中仍有2个细胞含标记链占1/8。含有标记链的DNA分子数也是1/8。,C,链，为中。另二个DNA分子中只含14N，全为轻。所以子二代的DNA分子轻和中各占一半。若再繁殖一代在八个DNA分子中，有二个DNA分子各有一条链含15N，为中，其它六个DNA分子只含14N，为轻，所以到子三代，1/4为中，3/4为轻。,对应例题：3、用含15N的培养液培养大肠杆菌，再放在含14N的培养液中培养，然后用梯度离心技术测定各代大肠杆菌密度，结果如图所示，亲代全重，子一代全中，子二代一半重、一半中。为什么？若再繁殖一代将怎么样？,解析：亲代是在含15N的培养液中培养，亲代的DNA分子中含
8、15N，密度大，全为重。后移到含14N的培养液中培养，由于DNA是半保留复制，子一代的DNA分子中有二个一条是含15N的母链（重），一条是含14N新合成的子链（轻），所以全为中。到子二代，在复制出的四个DNA分子中，只有二个DNA分子各有一条含15N的母,答案：1/4为中，3/4为轻,对应例题：4、在DNA复制过程中，保证复制正确无误进行的关键步骤是（ ） A、解旋酶破坏氢键并使DNA双链解开 B、游离的脱氧核苷酸与母链互补配对 C、与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链 D、子链与模板链盘绕成双螺旋结构,B,解析：在DNA复制过程中，有解旋、合成子链和螺旋化等过程，但是保证复制得到的两个DNA分
9、子，是相同的机制是在复制过程中，严格按照碱基互补配对合成子链。,1、（2009高考江苏卷） 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,A,解析：本题通过信息考查DNA的复制相关知识。从图中只能看出有一个复制起点，所以A不对。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶，DNA聚合酶等参与。这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性，每次复制都可产生两个DNA分子
10、，提高了效率。,二、近两年高考真题示例,2（2010山东高考理综）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都被标记 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,B,解析：由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每个染色单体含
11、一个DNA分子，所以一半的染色单体含放射性。,3、（2010高考北京卷）科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。,请分析并回答： （1）要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过_代培养，且培养液中的_是唯一氮源。 （2）综合分析本实验的DNA离心结果，第_组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第_组和第_组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是 。,多代,3,1,2,半保留复制,15NH4CL,（3）分析讨论： 若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于_
12、，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。 若将子I代DNA双链分开后再离心，其结果是_（选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。 若在同等条件下将子II代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置是_，放射性强度发生变化的是_带。 若某次实验的结果中，子I代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为_.,B,半保留,不能,没有变化,轻,15N,解析： （1）据表DNA 在15NH4CL为唯一N源的培养液中培养多代，可得到大肠杆菌B 。 （2） 若要证明DNA是半保留复制，则需要证明DNA分子的两条链一条是原来的，一条是新合
13、成的，第3组的结果与第1、第2组的结果对比能证实。 （3） “轻”为14N/14N的DNA， “重”为15N/15N的DNA，据表，重带DNA来自B代。 的结果是后代DNA的两条链或全是原来的或全是新合成的，说明DNA的复制方式不是半保留的。 将子一代DNA双链解开后再离心，无法判断后代DNA两条链的来源，故不能判断DNA的复制方式。 若在同等条件下将子II代继续培养，子n代DNA的情况是有2个 15N/14N ，其余都是14N/14N DNA，所以子n代DNA离心的结果是密度带的数量和位置 没有变化，放射性强度发生变化的是“ 轻”带。 “中带”比以往实验结果的“中带”略宽，说明新合成的DNA
14、单链中的N尚有少部分为15N。,规律1：亲代DNA分子经 n 次复制后，所合成的DNA分子中：DNA分子数，含亲代母链的DNA分子数，不含亲代母链的DNA分子数依次为：,小结：,2n，2，2n-2，,看书思考下列问题: 1、概念： 2、场所： 3、时期： 4、条件： 5、复制过程： 6、复制特点： 7、复制的精确性： 8、复制的生物学意义：,三、DNA分子的复制,模板：,原料：,能量：,酶：,解旋酶催化,解旋：,模板,（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）,复制:,以母链为模板进行碱基配对,母链（旧链） 子链（新链）,复制后的DNA:,同时进行,1、概念： 2、场所： 3、时期：
15、 4、条件： 5、复制过程： 6、复制特点： 7、复制的精确性： 8、复制的生物学意义：,三、DNA分子的复制小结：,有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期,模板：,原料：,能量：,酶：,DNA的两条链,游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）,ATP,DNA解旋酶、DNA聚合酶等,碱基互补配对原则,半保留复制，边解旋边复制,使遗传信息在传递过程中保持了连续性,细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 原核生物的拟核和质粒,解旋合成延伸和盘绕,规律2：亲代DNA分子经 n 次复制后，所需游离的脱氧核苷酸数为： R游离的脱氧核苷酸数=a (2 n-1), a 表示模板的碱基数， n 表示复制的次数。,1.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子，这两个新的DNA分子（ ） A.分别由两条母链和两条子链形成 B.两条母链和两条子链随机结合而成 C.分别由一条子链及一条母链结合而成 D.一条子链与另一条子链的母链结合,C,评价反馈练习,2DNA分子的半保留复制方式使 A分子结构具有相对稳定性 B能精确进行自我复制，保证亲代与子代之 间的 连续性 C能够精确地指导蛋白质合成 D产生可遗传变异的机会 3一个双链DNA分子为第一代，经过3次自我复制，在第四代DNA分子中，共有 条长链有 条第一代脱氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16,A,D,B,4下列关于DNA复制过程
