1、第3节 DNA的复制 新课导入 导入1:请同学们思考:细胞有丝分裂的意义是什么?提示:亲代细胞的染色体复制(实质为DNA复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。对于生物的遗传具有重要意义。那么DNA是怎样复制的?导入2:展示两幅相同的“中国印?舞动的北京”,让同学看看两幅图有什么区别?提示:没有区别。同学们,这两幅图是复制而来的,所以两者没有区别,那么在生物界中的DNA要保持亲代子代之间相同。它也需要复制。DNA是如何完成复制的呢?引入课题 教师参考 自主学习要点探究自主学习学习目标:1.概述DNA分子的复制。2.探讨DNA复制的生物学意义。知识梳理 一、对DNA分子复制的推测 1.提出者:
2、。2.假说内容(1)解旋:DNA分子复制时,DNA分子的双螺旋解开,互补碱基之间的 断裂。沃森和克里克 氢键(3)特点:新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,这种复制方式称做 。半保留复制(2)复制 DNA模板：分子解开的 原料：两条单链 脱氧核苷酸 碱基互补配对 游离的4种原则：原则A 选择 以 DNA 的一条链“ATC”为模板,推测经复制后的子链是()A.“TAG”B.“UAG”C.“TAC”D.“TUC”二、DNA分子复制 1.DNA复制的概念、时间、场所 概 念 以 为模板合成子代DNA的过程时 间 有丝分裂 和减数第一次分裂前的 .场 所 主要是 .DNA分子
3、间期 间期 细胞核 2.DNA复制的过程 3.DNA复制的特点(1)过程:。(2)方式:。4.意义 将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了 的连续性。5.准确复制的原因(1)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。(2)通过 原则保证了复制准确无误地进行。边解旋边复制 半保留复制 遗传信息 碱基互补配对 判断(1)经过DNA复制得到的子代DNA是由亲代DNA链和复制的新链随机结合而成的。()(2)不同生物的DNA复制场所都相同。()(3)新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链。()(4)DNA的复制是半保留复制,一个DNA分子经过4次复制形成16个DNA分子。()
4、问题引领:1.DNA复制的场所有哪些?哪些生物在什么时期进行DNA复制?2.DNA复制过程中需要哪些酶?复制产生的子代DNA分子位于哪种结构?要点探究对DNA复制的理解 要点一 教师参考 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复制。2.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。3.复制所需的酶是指一个酶系统,不仅仅是指解旋酶和DNA聚合酶,还包括DNA连接酶等(1)解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。(2)DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。(3)DNA连接酶的作用是连接DNA片
5、段。4.两个子代DNA的位置及分开时间 复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上,由着丝点连在一起,在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开,分别进入两个子细胞中。【典例1】体外进行DNA复制的实验,向试管中加入有关的酶、4种脱氧核苷酸和ATP,37 下保温。下列叙述中正确的是()A.能生成DNA,DNA的碱基比例与4种脱氧核苷酸的比例一致 B.不能生成DNA,因为缺少DNA模板 C.能生成DNA,DNA的碱基比例不确定,且与酶的来源有一定的关联 D.不能生成DNA,因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件 解析:DNA复制需要的条件是模板、原料、酶、能量等,题目的条件缺少模板
6、,不能生成DNA。答案:B 方法透析 DNA的复制过程中的“一、二、三、四”备选例题(2015 安徽安庆怀宁中学期中)如图表示 DNA 复制的过程,结合图示分析下列有关叙述错误的是()A.DNA 复制过程中首先需要解旋酶破坏 DNA 双链之间的氢键,使两条链解开 B.DNA 分子的复制具有双向复制的特点 C.从图示可知,DNA 分子具有多起点复制的特点,缩短了复制所需的时间 D.DNA 分子的复制需要 DNA 聚合酶催化合成子链 C 解析:从图中无法获得有关DNA分子多起点复制的信息,C项错误。【题组演练】1.已知DNA分子的一条母链上的部分碱基排列顺序为ACGT,那么以另一条母链为模板,经复
7、制后得到的对应子链的碱基排列顺序是()A.TGCA B.ACGT C.UGCA D.ACGU B 解析:审题是关键,“以另一条母链为模板”,其碱基序列为TGCA,按照碱基互补配对原则可知经复制后得到的对应子链的碱基排列顺序是ACGT。2.下列关于 DNA 分子复制的说法中,正确的是()A.复制时解旋和配对、聚合过程是分开进行的 B.新合成的两条 DNA 子链中的脱氧核苷酸的排列顺序相同 C.两条链同时作模板进行复制 D.复制过程中需要解旋酶、RNA 聚合酶等 C 解析:DNA复制的特点是边解旋边复制,故A错误;新合成的两条DNA子链与原来的两条母链发生碱基互补配对,因此这两条新链中脱氧核苷酸的
8、排列顺序是不相同的,故B错误;复制时两条链同时作为模板进行复制,故C正确;复制过程中需要解旋酶、DNA聚合酶,不需要RNA聚合酶,故D错误。问题引领:1.若将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中培养,复制n次后,子代DNA会出现怎样的结果?2.DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数有什么规律?DNA分子复制的有关计算 要点二 教师参考(1)子代 DNA 共 2n个15151414NDNA2NDNANDNANDNA2)nn含的分子：个只含的分子：0含的分子：2 个只含的分子：（2个 DNA的复制为半保留复制,将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养,复制n次,则(2)脱氧核苷酸
9、链共 2 n+1条15141NN2)n含的脱氧核苷酸链：2条含的脱氧核苷酸链：（2条 (3)消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸为m(2n-1)个。第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n-1。【典例2】用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在14N的培养基中连续复制5次。下列有关判断错误的是()A.含有15N的DNA分子有两个 B.只含有14N的DNA分子占15/16 C.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸320个 D.复制结果共产生32个DNA分子 解析:共复制5次,DNA的总数应为25=32(个)。因为
10、亲代DNA中两条脱氧核苷酸链都含有放射性,半保留复制后两条含有放射性的脱氧核苷酸链不会消失,所以复制后仍有2个DNA有放射性,所占比率是2/32,那么其余都不含有放射性即只含有14N,所占比率为15/16。因为C=60个,所以G=60个,那么A+T=1002-602=80(个),则A=80/2=40(个)。32个子代DNA中,相当于全新原料DNA有31个,故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸共4031=1 240(个)。答案:C 备选例题 假定某高等生物体细胞内染色体是10条,其中染色体中的DNA用3H标记,将该体细胞放入不含有标记的培养液中连续培养2代,则在第二次有丝分裂后期,每个细胞中没有被标记
11、的染色体为()A.5条 B.40条 C.20条 D.10条 D 解析:DNA是半保留复制,体细胞中10条染色体都被3H标记,经过第一次有丝分裂后,每个DNA分子一条链被3H标记,另一条链不被标记。第二次有丝分裂间期DNA进行复制,而原料不被标记,所以含有3H标记与不含3H标记的染色体之比为11,即有丝分裂后期,细胞中含有3H标记与不含3H标记的染色体各有10条,D选项正确。B 【题组演练】1.(2015山东滕州第三中学期末)洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期,然后转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养,第二代如图所示:则经过两代培养后获得的子细胞
12、内DNA分子的标记情况不可能为(只考虑其中一对染色体上的DNA分子)()解析:根据题意分析图形可知,由于DNA分子的半保留复制,使得第一次分裂后的DNA一条链有放射性标记,另一条链没有放射性标记;洋葱根尖细胞第二次分裂时培养液中不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸,复制后得到的DNA分子中,一半的DNA两条链均不含放射性,一半的DNA只有一条链有放射性;在后期着丝点分裂后染色体随机移向细胞两极,使得子细胞内DNA的标记情况会出现A、C、D项的结果。2.(2015安徽安庆怀宁中学期中)某噬菌体中的DNA分子含有800个碱基对,其中含有600个碱基A。该噬菌体侵入大肠杆菌后增殖了若干代,共消耗大肠杆菌细胞内的鸟嘌呤脱氧核苷酸6 200个,理论上,该噬菌体已经增殖了()A.4代 B.5代 C.6代 D.7代 B 解析:每个DNA中含有G数量=800-600=200(个)。消耗了6 200个G,即形成了31个DNA,加上本来就有的1个亲代DNA,共有32个DNA,说明复制了5次,B项正确。点击进入课时训练 谢谢观赏Thanks!