人教新课标高中生物第09课时第三章第3节DNA的复制.doc

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第9课时 第三章 第3节 DNA的复制
【考点解读】
1、怎样证明DNA分子是半保留复制的
2、概述DNA分子的复制过程
3、探讨DNA复制的生物学意义
学习重难点: DNA分子复制的实验证据及复制的过程
【自主探究】
1、学海导航：
知识点

观察与思考

归纳与总结
对于DNA分子复制的推测

阅读课本P52的问题探究并思考其问题。

结合我们前面学过的知识推测一下DNA分子是如何复制的。
1、DNA分子的复制方式是________________（半保留复制或全保留复制）。
2、沃森和克里克关于DNA复制的假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将________，互补的碱基之间的氢键________，________ 作为复制的模板，游离的________为原料，依据________________原则，通过形成________，结合到作为模板的单链上。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，这种复制方式被称做________________。

DNA半保留复制的实验证据

想一想，如何证明DNA分子的复制方式是半保留复制，如何证明沃森和克里克的假说的合理性。

DNA是肉眼看不到的，如何才能分辨DNA呢？

阅读课本P52－53关于“证明DNA进行半保留复制的实验”。思考：这个实验是如何区分亲代和子代的DNA分子的，实验的结果说明了什么？

证明DNA 是进行半保留复制的实验
实验过程
首先在________________培养液中培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代后，再将大肠杆菌转移到________________培养液中。然后，在不同时刻收集大肠杆菌并________，再将提取的DNA进行________，并记录________________
________________________。
如果DNA是以半保留的方式复制的，预期实验结果：________________________________
________________________________
________________________________
实验结果与预期的一样，证明___________

DNA分
子
复
制
的
过
程

回顾有丝分裂和减数分裂。

观察DNA分子复制动画和复制图解。
1、DNA分子复制的时间是在________和________________。
2、复制过程：解旋：利用细胞提供的________，在的__________作用下，把两条螺旋的双链解开；复制：以解开的每一段母链为_______，以周围环境中游离的______________为原料，按照___________原则，在__________作用下，各自合成与母链互补的一段_____。重新螺旋：每条子链与其对应的______盘绕成________结构，而形成一个新的DNA分子。
3、复制的特点：_________________;
___________ _____。
4、复制的基本条件__________、______、_________、___________。
5、准确复制的原因：______________、
________________________。
6、制的结果____________________。
7、复制的意义：DNA分子通过复制，使____________从亲代传给子代，从而保持了____________________。
2、例题精析：
例1、实验室内模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是 ( )
①酶 ②游离的脱氧核苷酸 ③ATP ④DNA分子 ⑤mRNA ⑥tRNA ⑦适宜的温度 ⑧适宜的酸碱度
A、①②③④⑤⑥ B、②③④⑤⑥⑦
C、②③④⑤⑦⑧ D、①②③④⑦⑧
解析:DNA的复制过程是重要的生理过程,离不开酶和能量，还需要DNA模板、游离的脱氧核苷酸等基本条件。而酶的作用受温度、酸碱度的影响。
答案:D
例2、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，有几条第一代脱氧核苷酸的长链 （ ）
A、2 B、4 C、8 D、16
解析: DNA分子是半保留复制的，所以不论复制多少代，其中只有两条是第一代脱氧核苷酸的长链。
答案:A
例3、某生物组织中提取的DNA成分中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46℅，已知其中一条链的碱基中28℅是腺嘌呤，22℅是胞嘧啶。求：
⑴全部碱基中腺嘌呤占 ℅；
⑵与已知链相对应的链中，腺嘌呤占该链全部碱基的 ℅。
解析:⑴因为G+C占全部碱基的46℅，所以A+T＝1－46℅＝54℅；又因为A=T，所以A=T=27℅。
⑵因为已知链上的A占该链碱基的28℅，所以已知链上的A占全部碱基的28℅÷2＝14℅。由⑴题知整个DNA上的A占全部碱基的27℅，所以与已知链相对应的链上的A占全部碱基的27℅－14℅＝13℅，因此对应链上的A占该链碱基的比为13℅×2＝26℅。
答案:⑴27 ⑵26
【自我诊断】
●基础题
1、DNA的复制不可能发生在 （ ）
A、细胞核中 B、叶绿体中 C、线粒体中 D、核糖体中
答案: D
2、一条染色体含有一个双链DNA分子，经复制后，一条染色单体含有 （ ）
A、 两条双链DNA分子 B、一条双链DNA分子
C、一条单链DNA分子 D、四条双链DNA分子
答案: B
3、保证准确无误的进行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
答案: B
4、具有100个碱基对的一个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制2次，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 （ ）
A、 60个 B、80个 C、120个 D、180个
答案: D
5、在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42﹪，若其中一条链中胞嘧啶占该链碱基总数的24﹪，胸腺嘧啶占30﹪，那么在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占 （ ）
A、12﹪ 34﹪ B、21﹪ 52﹪ C、34﹪ 12 ﹪ D、58﹪ 30﹪
答案： C
6、已知某DNA分子长度达30mm，DNA复制速度约为4um／min，但复制整个过程的完成时间仅需30min多，这主要是因为 ( )
A．边解旋边复制 B．以半保留方式复制
C．有许多复制起点即分段复制 D．DNA双链同时复制
答案：C
7. 用15N标记的DNA分子，放入14N培养基中进行复制，当测得含有15N的DNA分子占12.5%时，该DNA分子已复制的次数是 ( )
A．1 B．2 C．3 D．4
答案：D
●拓展题
8．某DNA分子中含有1000个碱基对（P元素只是32P）若将该DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中，让其复制两次，则子代DNA分子的相对分子质量平均比原DNA分子（ ）
A．减少1500 B．增加1500 C．减少1000 D．增加1000
答案：A
9、在试管中合成DNA的过程是：先把高能磷酸基团接种在四种脱氧核苷酸上，然后将这四种三磷酸脱氧核苷酸放入一只试管内。还要加入从某中生物体内提取的DNA聚合酶等酶系，最后放入带15N标记的人体DNA分子，根据下面实验结果回答：
（1）生化分析得知：新合成的DNA分子中，A=T，G=C这个事实说明DNA的合成遵循_____________________________________________________________。
（2）生化分析发现，新合成的DNA分子中，带15N标记的DNA约占总量的50﹪，这个事实说明__________________________________________________________________。
答案：（1）碱基互补配对原则 （2）DNA分子的复制方式是半保留复制
10、含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可能参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现在将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第一、二次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、、G1、G2代细胞中提取DNA，经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若、、分别表示轻、中、重3种DNA分子的位置。请回答：

（1）G0、、G1、G23代DNA离心后的试管分别是图中
G0_____、、G1_______、G2_______。
（2）G2代在、、3条带中DNA数的比例为
___________________。
（3）图中、两条带中DNA分子所含的同位素磷
分别是：条带_______、条带_________。
（4）上述实验结果证明DNA分子的复制是________。
DNA的自我复制使生物的__________保持相对稳定。
答案：（1）A B D（2）0:1:1（3）31P 31P和32P（4）半保留复制 遗传特性
11、DNA复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。

(1)根据图3—6中的示例对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是_____________而另一个是_________；②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有____________________________________；
③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中___________________________________。
(2)究竟是哪种复制方式呢？请同学们设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
①在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA(对照)
②在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。
③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心方法分离
实验预测：
①如果与对照(14N/14N)相比，子代I能分辩出两条带_____________和______________，则可以排除______________。②如果子代I只有一条__________，则可以排除_________，
但不能肯定是_________________；③如果子代I只有一条中等密度带，再继续做子代II_DNA密度鉴定，若子代II可以分出___________和__________，则可以排除______，同时肯定__________；④如果子代II不能分出_________密度两条带，则排除_________________________________。
实验结果：用图例表示
答案：(1)实验假设：①亲代的 新形成的 ②一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的 ③每一条链中一些段是母链而另一些则是子链片段实验预测：①一条轻带(14N/14N)一条重带(15N/15N )半保留和分散复制 ②中等密度带 全保留复制 ③1/2中等密度带和1/2轻密度带 分散复制 半保留复制 ④中、轻 半保留复制实验结果：见下图

【相关链接】
1、碱基互补配对为什么是A与T，G与C？
DNA分子是规则的双螺旋结构，它的直径和每一螺旋的长度都是一定的。嘌呤是双环化合物，嘧啶是单环化合物，两个嘌呤配对比两个嘧啶配对要宽的多，只能一个嘌呤与一个嘧啶配对，A与T之间配对是通过两个氢键相连，G与C之间配对是通过三个氢键相连，A与C或G与T之间，在氢键位置上是彼此无法配对的，所以碱基配对只能是A与T，G与C。
2、真核生物DNA分子的复制
真核生物的DNA分子是线状，它的复制我们不要认为是从一端开始依次复制下去。线状DNA分子的复制，具有多个复制起点，而且从每个复制起点开始都是双向复制。如下图：

（a）DNA分子上具有多个复制起点 （b）复制开始 （c）形成岗畸片段（d）复制进行（e）复制完成

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