DNA的復(fù)制+高一下學(xué)期生物人教版必修2

溫故而知新（請(qǐng)默寫以下內(nèi)容）1.DNA是由

條單鏈組成的，這兩條鏈按

方式盤旋成

結(jié)構(gòu)。2.DNA中的

和

交替連接，排列在

，構(gòu)成基本

；堿基排列在

。3.兩條鏈上的堿基通過

連接成

，并且堿基配對(duì)具有一定的規(guī)律：

（腺嘌呤）一定與

（胸腺嘧啶）配對(duì)，

（鳥嘌呤）一定與

（胞嘧啶）配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫做

。兩反向平行雙螺旋脫氧核糖磷酸外側(cè)骨架內(nèi)側(cè)氫鍵堿基對(duì)ATGC堿基互補(bǔ)配對(duì)原則DNA咋復(fù)制？第2節(jié)DNA的復(fù)制第3章基因的本質(zhì)本節(jié)聚焦怎樣證明DNA是半保留復(fù)制的？DNA的復(fù)制過程是怎樣的？DNA的半保留復(fù)制對(duì)遺傳信息的穩(wěn)定傳遞有何意義？

思考：親代的DNA如何“多出一份”來傳遞給子代？DNA的復(fù)制資料：沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對(duì)方式，暗示著遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能的機(jī)制。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則暗示DNA的復(fù)制機(jī)制可能是怎樣的？提出問題一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)假說-演繹法一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)做出假說半保留復(fù)制沃森和克里克親代DNA子代DNA復(fù)制全保留復(fù)制親代DNA子代DNA復(fù)制其他人特點(diǎn)：新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。特點(diǎn)：以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。復(fù)制分散復(fù)制親代DNA子代DNA特點(diǎn)：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的。如果要你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如何驗(yàn)證哪個(gè)假說是對(duì)的，你認(rèn)為最基本的思路是什么？把復(fù)制出的子代DNA鏈（子鏈）和原來的鏈（母鏈）區(qū)別開，觀察它在新DNA中出現(xiàn)的情況。一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)合作探究一討論以下問題：DNA是肉眼看不可見的，如何區(qū)分親代和子代的DNA？用什么技術(shù)如果用同位素標(biāo)記，什么元素好？若半保留復(fù)制是正確的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果中第一代和第二代結(jié)果是怎樣的？若全保留復(fù)制是正確的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果中第一代和第二代結(jié)果又是怎樣的？實(shí)驗(yàn)過程是怎樣的？實(shí)驗(yàn)結(jié)論是？同位素標(biāo)記技術(shù)15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素(無放射性)，這兩種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。因此，利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分含有不同N元素的DNA。（其他元素也行，N更方便且實(shí)驗(yàn)效果好）下中上15N/15N15N/14N14N/14N低高密度密度梯度離心法用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌若干代將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有14NH4Cl的普通培養(yǎng)液中不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA后離心記錄離心后試管中DNA的位置二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)P全保留復(fù)制假說全部位于重帶15N/15N1/2位于輕帶1/2位于重帶14N/14N15N/15N3/4位于輕帶1/4位于重帶14N/14N15N/15N離心離心離心F1請(qǐng)同學(xué)們分別推測(cè)全保留復(fù)制和半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。演繹推理F2二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制假說離心離心離心全部位于重帶15N/15N全部位于中帶14N/

15N1/2位于輕帶1/2位于中帶14N/14N14N/

15NF1F2P二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)分散復(fù)制假說離心離心離心全部位于重帶15N/15N全部位于中帶14N/

15N全部位于中帶和輕帶之間14N/

15NF1F2P二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)驗(yàn)證假說得出結(jié)論DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。提取DNA離心提取DNA離心提取DNA離心轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂一次細(xì)胞再分裂一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果與半保留復(fù)制的預(yù)期相符大腸桿菌在15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)若干代全部位于重帶15N/15N全部位于中帶14N/

15N1/2位于輕帶1/2位于中帶14N/14N14N/

15N第一代第二代排除全保留復(fù)制排除分散復(fù)制三、DNA復(fù)制的過程DNA復(fù)制的概念?時(shí)間？場(chǎng)所？過程步驟?先解旋再復(fù)制還是邊解旋邊復(fù)制？特點(diǎn)？復(fù)制過程需要哪些基本條件?為什么能準(zhǔn)確地進(jìn)行復(fù)制？有何生物學(xué)意義?合作探究二討論下列問題：三、DNA復(fù)制的過程（1）解旋：在ATP的驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶三、DNA復(fù)制的過程（2）合成子鏈：DNA聚合酶等以解開的每一條母鏈為模板，以游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氫鍵三、DNA復(fù)制的過程（2）合成子鏈：DNA聚合酶等以解開的每一條母鏈為模板，以游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATP合成方向：子鏈的5'端→3'端形成磷酸二酯鍵3′5′子鏈的延伸方向是5′→3′DNA聚合酶3′5′模板鏈子鏈DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有鏈的3′端子鏈合成需要引物:

引物為DNA聚合酶提供了游離的3′端，使DNA聚合酶從3′端延伸子鏈。(DNA聚合酶不具有從頭合成子鏈的功能)拓展：DNA聚合酶

引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸。用于PCR的引物通常為20~30個(gè)核苷酸。在細(xì)胞中為一段單鏈RNA。什么是引物子鏈延伸子鏈延伸-5′3′-引物5′--3′5′--3′引物3′--5′拓展：引物三、DNA復(fù)制的過程（3）形成子代DNA分子：每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'場(chǎng)所時(shí)間條件模板原料能量酶原則特點(diǎn)方向準(zhǔn)確復(fù)制原因意義親代DNA的兩條鏈4種游離的脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP細(xì)胞分裂前的間期堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A-T、G-C）邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制從子鏈的5'→3'端延伸總結(jié)主要是細(xì)胞核通過復(fù)制將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性①DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供精確的模板；②堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行一個(gè)DNA分子就形成了兩個(gè)完全相同的DNA分子。（兩個(gè)子代DNA分子，通過細(xì)胞分裂分配到子細(xì)胞中）三、DNA復(fù)制的過程（2）原核生物：單起點(diǎn)雙向復(fù)制P56拓展應(yīng)用2

下圖為果蠅DNA的電鏡照片，圖中的泡狀結(jié)構(gòu)叫作DNA復(fù)制泡，是DNA上正在復(fù)制的部分。果蠅DNA復(fù)制的電鏡照片（1）真核生物：多起點(diǎn)雙向復(fù)制優(yōu)點(diǎn)：提高復(fù)制效率（多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行，但不是同時(shí)開始復(fù)制）四、DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算將一個(gè)含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)制n次，則在子代DNA中：（嘗試畫一畫）①子代DNA分子數(shù)：②含有新鏈（14N）的DNA分子數(shù)：③含有親代母鏈(15N)的DNA分子數(shù)：④只含15N的DNA分子數(shù)：④只含14N的DNA分子數(shù)：⑤子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)：⑥親代脫氧核苷酸鏈數(shù)(15N)：⑦新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)(14N)：2n個(gè)2個(gè)2n-2個(gè)2條

2n+1-2條2n+1條2n個(gè)0個(gè)四、DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算假設(shè)一個(gè)DNA分子中含有m個(gè)腺嘌呤，則親代DNA：m（2n-1）①經(jīng)過n次復(fù)制共需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為：②第n次復(fù)制需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為：m（2n-2n-1）=m

×2n-1(1)注意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別，

前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)制。(2)注意堿基的單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。(3)切記在DNA復(fù)制過程中，無論復(fù)制了幾次，

含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。(4)看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，

“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進(jìn)陷阱。特別提醒：“DNA復(fù)制”相關(guān)題目的4點(diǎn)“注意”四、DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算五、DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂過程中的染色體標(biāo)記情況

分裂間期經(jīng)復(fù)制產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子位于一條染色體的兩條姐妹染色單體上，由著絲粒連在一起，在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分裂時(shí)分開，分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中。ACTTGACGATGAACTGCT復(fù)制染色體數(shù)目不變

DNA數(shù)目加倍ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCT五、DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂過程中的染色體標(biāo)記情況（1）有絲分裂：用15N標(biāo)記細(xì)胞的DNA分子，然后將其放到含14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行兩次有絲分裂，情況如圖所示：若只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記若復(fù)制兩次，產(chǎn)生的子染色體只有一半帶標(biāo)記五、DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂過程中的染色體標(biāo)記情況（2）減數(shù)分裂：用15N標(biāo)記細(xì)胞的DNA分子，然后將其放到含14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行減數(shù)分裂，情況如圖所示：減數(shù)減數(shù)第二次分裂子細(xì)胞的所有染色體都含15NDNA復(fù)制的推測(cè)DNA復(fù)制實(shí)驗(yàn)證據(jù)DNA復(fù)制全保留復(fù)制半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論基本條件過程特點(diǎn)用15N標(biāo)記DNA大腸桿菌放在含有14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在不同時(shí)刻提取DNA并進(jìn)行分離親代：一條DNA帶（底部）第一代：一條DNA帶（中間）第二代：兩條DNA帶（中間、上部）DNA復(fù)制是半保留復(fù)制解旋合成子鏈復(fù)旋模板酶能量原料DNA的兩條鏈四種脫氧核苷酸邊解旋邊復(fù)制解旋酶DNA聚合酶證明參與參與課堂總結(jié)1.DNA復(fù)制是在為細(xì)胞分裂進(jìn)行必要的物質(zhì)準(zhǔn)備。據(jù)此判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)DNA復(fù)制與染色體復(fù)制是分別獨(dú)立進(jìn)行的。(

)(2)在細(xì)胞有絲分裂的中期，每條染色體是由兩條染色單體

組成的，所以DNA的復(fù)制也是在這個(gè)時(shí)期完成的。(

)練習(xí)與應(yīng)用P56??2.DNA復(fù)制保證了親子代間遺傳信息的連續(xù)性。下列關(guān)于DNA復(fù)制的