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1、第三章遗传的分子基础第三节遗传信息的传递学习目标学习目标1.了解对DNA分子复制的推测及实验证据。2.归纳DNA分子的复制过程，并探讨DNA复制的生物学意义。内容索引新知导学达标检测新知导学一、探究DNA的复制过程1.实验方法：实验方法： 。2.实验原理实验原理(1)含15N的双链DNA密度较大，离心后的条带应分布于离心管的 。(2)含14N的双链DNA密度较小，离心后的条带应分布于离心管的 。(3)两条链分别含15N和14N的双链DNA密度介于双链均含15N的DNA和双链均含14N的DNA之间，离心后的条带应分布于离心管的 。同位素示踪法下部上部中部3.实验过程实验过程(1)大肠杆菌在以15
2、NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖若干代。(2)将上述大肠杆菌转到以 为唯一氮源的培养液中培养。(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，即分别取完成 细胞分裂和 细胞分裂的大肠杆菌，并将其中的DNA分子分离出来。(4)将提取的DNA进行 和分析，记录离心后离心管中DNA的位置。14NH4Cl一次两次密度梯度超速离心4.实验结果实验结果(如图示如图示)(1)离心管a：立即取出提取DNA离心离心管底部 。(2)离心管b：繁殖一代后取出提取DNA离心离心管中部(_ )。(3)离心管c：繁殖二代后取出提取DNA离心离心管上部和离心管中部( 和 )。5.实验结论：实验结论：DNA的复制方式为 复制。(
3、15N15NDNA)15N14NDNA14N14NDNA15N14NDNA半保留例例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14NDNA(相对分子质量为a)和15NDNA(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图所示。下列对此实验的叙述不正确的是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复制方式为半保留复制答案解析例例2(2018杭州模拟)如图为科学家设计的D
4、NA 合成的同位素示踪实验，利 用 大 肠 杆 菌 来 探 究DNA 的复制过程，下列说法正确的是答案解析A.从获得试管到试管，细胞内的染色体复制了两次B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验，提取DNA 更方便C.试管中含有14N 的DNA占D.本实验是科学家对DNA 复制方式假设的验证二、DNA分子复制的过程1.概念：概念：产生 跟亲代DNA 相同的新DNA分子的过程。2.DNA复制的过程复制的过程(1)解旋：在 作用下，DNA分子两条链的配对碱基之间的 键断裂，碱基暴露出来，形成两条“模板链”(母链)。(2)合成子链：以 为模板，在 作用下，利用游离的4种 为原料，按照 原则，合成与母链_的子链
5、。(3)形成子代DNA：延伸子链，母子链盘绕成 结构。结果，一个DNA分子形成两个 的子代DNA分子。两个解旋酶氢每一条母链DNA聚合酶脱氧核苷酸碱基互补配对互补双螺旋完全相同完全3.复制的条件复制的条件模板： 。原料： 。酶： 。能量： 。4.复制的特点：复制的特点： ，即子代DNA双链一条母链一条新子链。5.意义：意义：将 从亲代传给子代，保持了 的连续性。亲代DNA解旋产生的两条母链游离的四种脱氧核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶ATP半保留复制遗传信息遗传信息归纳总结归纳总结对对DNA复制的理解复制的理解(1)DNA复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体中也能进行DNA复
6、制。(2)能够进行DNA复制的生物：一切以DNA为遗传物质的生物。(3)真核生物细胞核中DNA复制发生的时间：在体细胞中发生在有丝分裂间期；在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。(4)复制所需的酶是指一个酶系统。解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。例例3下列关于DNA复制条件的叙述，不正确的是A.DNA复制时只有DNA的一条链作模板B.以4种游离的脱氧核苷酸为原料C.DNA复制过程需要消耗能量D.没有酶的催化，细胞DNA复制无法进行解解析析DNA复制是指DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下将双链解开，以解开的两条链为模板，在DNA聚合酶作
7、用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的子链，每条子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构，最终形成与亲代DNA分子相同的子代DNA的过程。答案解析例例4(2017浙江4月选考)若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是A.每条染色体中的两条染色单体均含3HB.每个DNA 分子的两条脱氧核苷酸链均含3HC.每个 DNA 分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3HD.每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H答案解析特别提醒特别提醒DNA分子复制特点及子代分子复制特点及子代DNA存在位置与去向存在位置
8、与去向(1)复制特点半保留复制，即新DNA分子总有一条链来自亲代DNA(即模板链)，另一条链(子链)由新链构建而成。(2)2个子代DNA位置：当一个DNA分子复制后形成两个新DNA分子后，这两个新DNA恰位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，即：(3)2个子代DNA去向：在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分开，分别进入两个子细胞中。例例5(2018杭州五校联考)下列关于DNA的相关计算，正确的是A.具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则每一条链上都具有 胞嘧啶200个B.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后共需2nm个胸腺嘧啶C.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n
9、次复制需要2n1m个胸腺嘧啶D.无论是双链DNA还是单链DNA，(AG)所占的比例均是答案解析学习小结学习小结间一间边解旋边复制半保留复制达标检测1.保证准确无误地进行DNA复制的关键步骤是A.解旋酶促使DNA的两条链分离B.游离的脱氧核苷酸与母链碱基进行互补配对C.配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链D.模板母链与互补子链盘绕成双链结构解解析析DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。12345答案解析2.用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子；a只含15N，b同时含14N和1
10、5N，c只含14N，如下图，这三种DNA分子的比例正确的是答案123453.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解解析析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。答案解析123454.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A.第一次分裂的子代DNA应为B.第二次分裂的子代
11、DNA应为C.第三次分裂的子代DNA应为D.亲代的DNA应为答案解析12345解析解析亲代DNA为15N15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N14N，应如图所示。123455.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。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子代B的子代操作提取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/14N) 轻带(14N/14N) 中带(15N/14
12、N)答案12345解析请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被15N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_。解解析析在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两条单链均被15N标记，“轻带”为两条单链均被14N标记，“中带”为一条单链被14N标记，另一条单链被15N标记。多15N(15NH4Cl)312半保留复制(3)分析讨论：若B的子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于_，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。若将B的子代DNA双链分开后再离心，其结果_(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。若在同等条件下将B的子代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置_。若某次实验的结果中，B的子代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DNA单链中的N中有少部分含_。12345B半保留不能没有变化15N答案
