高中生物 第3章 第3节 DNA复制课件 新人教版必修2.ppt

第3节dna复制 基因的本质 1 在dna分子中 由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种 a t c g 因此 构成dna分子的脱氧核苷酸也有4种 它们的名称是 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸 2 dna分子的复制是一个边解旋边复制的过程 复制需要模板 原料 能量和酶等基本条件 3 dna分子独特的双螺旋结构 为复制提供了精确的模板 通过碱基互补配对 保证了复制能够准确地进行 4 dna分子通过复制 将遗传信息从亲代传给了子代 从而保持了遗传信息的连续性 对dna分子复制的推测 假说 方式 1 提出者 和克里克 2 内容 半保留复制 沃森 知识清单 1 解旋 dna分子复制时 dna分子的 将解开 互补的碱基之间的 断裂 2 复制 以解开的两条 作为复制的模板 游离的脱氧核苷酸依据 原则 通过形成氢键 结合到作为模板的单链上 3 特点 新合成的每个dna分子中 都保留了原来dna分子中的 因此 这种复制方式被称为半保留复制 双螺旋 氢键 一条链 单链 碱基互补配对 dna分子复制的特点和意义是什么 提示 1 复制的特点 思想感悟 2 复制的意义 dna分子的复制 1 复制过程 有丝分裂的间期 知识清单 亲代dna 边解旋 脱氧核苷酸 dna 碱基互补配对 遗传信息 连续性 2 复制过程图解 提示 1 研究dna复制的常用方法 同位素标记法和离心法 常标记3h 15n 32p 通过离心在试管中形成不同位置 2 dna复制的条件 dna复制的研究方法和条件是什么 思想感悟 dna半保留复制的实验证据 dna半保留复制的实验证据 特别提醒 1 细胞生物和非细胞生物的核酸 碱基 核苷酸种类数 细胞生物依次是2 5 8 非细胞生物依次是1 4 4 2 解旋酶 聚合酶的具体作用 解旋酶作用是通过打开氢键从而使dna分子解开双螺旋 聚合酶的作用是将上下脱氧核苷酸连接 科学家用15n标记的nh4cl培养液来培养大肠杆菌 让大肠杆菌繁殖两代 然后收集并提取dna 再将提取的dna进行密度梯度离心 离心后试管中dna的位置是 a 全部位于下层b 一半居中 一半位于上层c 全部居中d 一半居中 一半位于下层 解析 大肠杆菌繁殖两代 含有母链的大肠杆菌的dna一条链含普通的n 另一条链含15n 位于试管的中层 而其他大肠杆菌中的dna都含有15n 位于试管的下层 答案 d技巧归纳 同位素标记法的应用 1 同位素标记法的主要用途 用于检测追踪放射性物质的转移路径 2 应用到同位素标记法的实验及过程 分泌蛋白的合成和分泌过程 证明dna的半保留复制 光合作用中追踪某元素的转移去向 如ho 14co2等 噬菌体侵染细菌的实验 证明dna是遗传物质 35s标记蛋白质 32p标记dna分子 1 2013年广东高考 1953年watson和crick构建了dna双螺旋结构模型 其重要意义在于 证明dna是主要的遗传物质 确定dna是染色体的组成成分 发现dna如何存储遗传信息 为dna复制机构的阐明奠定基础 a b c d d 跟踪训练 dna的相关计算 1 有关dna的碱基计算根据a t g c 图示如下 链 a g c t t c c m 链 t c g a a g g m则 1 a t t a g c c g 2 有关dna复制的计算dna的复制为半保留复制 一个dna分子复制n次 则有 1 子代dna分子数为 2n个 含有亲代链的dna分子数为 2个不含有亲代链的dna分子数为 2n 2 个 2 子代脱氧核苷酸链数为 2n 1条 亲代脱氧核苷酸链为 2条 新合成的脱氧核苷酸链为 2n 1 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m 2n 1 特别提醒 1 往往是单双链条件的转化桥梁 2 在dna复制有关原料计算时可以把亲代dna看做一条dna 其余算作全新的dna 这样计算起来方便 但在放射性方面的计算不能按该方法 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 16c 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 因为亲本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 因为c 60 所以g 60 那么a t 100 2 60 2 80 则a 80 2 40 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40 31 1240个 答案 c 1 复制3次含有15n的dna分子的比率是多少 提示 复制3次 dna的数量是23 8个 含有15n的有2个 所以比率是2 8 1 4 2 第5次复制需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个 提示 m 2n 1 40 25 1 640 个 互动探究 技巧归纳 1 在双链dna分子中 嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 即a g t c 2 互补配对的碱基和在单 双链中所占比例相等 3 dna两互补链中 不配对两碱基和的比值互为倒数 4 核内的dna能复制 线粒体 叶绿体等细胞质dna也能复制 复制的场所是dna存在的部位 复制的基本过程是相同的 只是核dna复制时伴有相关蛋白质的合成 因为要与蛋白质结合成染色体 2 先用同位素14c标记一个dna分子 然后加入含有12c的游离的脱氧核苷酸 在适宜的条件下经过n次复制后 所得dna分子中含有12c的脱氧核苷酸链数与含14c的脱氧核苷酸链数之比是 a 2n 1b 2n 2 nc 2n 2 2d 2n 1 1 d 跟踪训练 某一个dna分子的碱基总数中 腺嘌呤为200个 复制数次后 消耗了周围环境中含有腺嘌呤的脱氧核甘酸3000个 问该dna分子复制了几次 是第几代 a 三次 第三代 b 四次 第四代 c 三次 第四代 d 四次 第五代 正确解答 选d 常见错误 错选b项 错因分析 审题不清 误认为复制次数与代数相同 若设复制次数为n 则 2n 1 200 3000 解得n 4 复制了四次 是第五代 用放射性32p标记实验前的噬菌体的dna 然后让它去感染含31p的细菌 实验后含32p的是 a 全部子代噬菌体的dnab 部分子代噬菌体的dnac 全部子代噬菌体的蛋白质外壳d 部分子代噬菌体的蛋白质外壳正确解答 选b 常见错误 错选a项 错因分析 错选a项的原因有两点 1 受思维定势的影响 根据亲子代之间具有连续性的物质是dna 误认为亲代dna传给子代 含32p的应是全部子代噬菌体的dna 2 没有充分挖掘题干中的信息 不理解噬菌体在细菌中增殖的代数 噬菌体在细菌中增殖多代 则亲代噬菌体32p标记dna连续复制多代 导致部分子代噬菌体的dna含32p 课题 探究dna复制的方式基础理论 1 实验方法探究dna复制的方式 采用的是同位素示踪技术和离心处理 根据试管中dna的分布位置确定复制方式 2 有关dna复制方式的推测 1 全保留复制模型 作为模板的dna的两条母链分开 分别复制形成两条dna子链 此后两条母链彼此结合 恢复原状 新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链dna分子 2 弥散复制模型 亲代dna双链被切成双链片段 而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板 新 老双链又以某种方式聚集成 杂种链 3 半保留复制 在复制过程中 原来双螺旋的两条链并没有被破坏 它们分成单独的链 每一条旧链作为模板再合成一条新链 这样在新合成的两个双螺旋分子中 每个分子中都有一条旧链和一条新链 3 实验过程 见下图 第一步 将大肠杆菌放在含有15n的培养基中生长 获得实验用的亲代细菌 使亲代的dna双链都标记上15n 两条链均为重链 提取dna进行cscl梯度离心 结果只有一条重带 第二步 将双链均被15n标记的亲代dna放在含14n的培养基中生长 让其再繁殖一代 取子代的dna进行cscl梯度离心 实验结果显示离心管中出现一条中带 一条链含15n 另一条链含14n 第三步 将第二步所得到的大肠杆菌放入含14n的培养基中培养 得到子二代 然后提取dna进行cscl梯度离心 实验的结果是离心管中有2条带 即一条轻带 两条链都含14n 另一条为中带 1 通过该实验的第二步可以推测dna可能为哪一种复制模型 提示 可能为弥散复制模型或半保留复制模型 因为若为全保留复制 复制结果应有两种双链dna 即15n 15n和14n 14n 离心后应出现一条轻带 另一条为重带 但结果却是只在中部有一条带 否定了 全保留复制模型 若是按 弥散复制模型 或 半保留复制模型 会产生14n和15n相间排列或一条含14n 一条含15n的一种双链 2 若弥散复制模型排除后 把第一代的dna用解旋酶处理后再离心 能否直接判断dna的复制方式 提示 不能 无论半保留还是全保留复制 如果研究dna链的情况 结果是一致的 无法区分 3 据第三步的结果推测dna复制为哪种模型 为什么 提示 应为半保留复制模型 原因如下 按 半保留复制模型 预期应有两种双螺旋 一种是杂种dna14n 15n 另一种是14n 14n 这两种dna的数量相等 若按 全保留复制模型 预期 也会产生两种链 一种是完全由轻链组成的双链 另一种是完全由重链组成的双链 数量之比为3 1 若按 弥散复制模型 预期 第二代子链都是轻重相间排列 所以预期仅一条带位于中上部 由此可知 实验的结果完全符合半保留复制模型 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 典例剖析 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 是惟一氮源 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 3 分析讨论 若子 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 若将子 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 代继续培养 子n代dna离心的结果是 密度带的数量和位置 密度带宽度发生变化的是 带 若某次实验的结果中 子 代dna的 中带 比以往实验结果的 中带 位置略低 可能的原因是新合成的dna单链中的n尚有少部分为 思路点拨 准确把握dna半保留复制过程是解答本题的关键 解析 1 根据表中的第1组和第2组实验结果 将大肠杆菌培养在15nh4cl为惟一氮源的培养液中培养多代 可得到大肠杆菌b 2 若证明dna的复制为半保留复制 需要证明后代dna的两条链中一条是原来的 另一条是新合成的 第3组的实验展示了将dna被15n标记的大肠杆菌放在14n的培养基中培养 子 代的dna仅有15n 14n 再结合第1组和第2组的实验可以说明dna的复制为半保留复制 3 轻 dna为14n 14ndna 重 dna为15n 15ndna 根据表中信息 重带 dna来自于b 出现 的结果只能是后代dna的两条链或全是原来的 或全是新合成的 说明dna分子的复制方式不是半保留复制 若将子 代dna双链分开后再离心 则无法判断后代dna的两条链的来源 不能判断dna的复制方式 因为dna是半保留复制 不管复制多少代 两条母链始终存在 所以在同等条件下将子 代继续培养 子n代dna的情况为有两个为14n 15ndna 其余全为14n 14ndna 所以子n代dna离心结果是 密度带的数量始终是一条中带 一条轻带 位置也没有变化 中带的放射性强度不变 轻带的dna分子数为2n 2 因此 其宽度增加 中带 为15n 14ndna 中带 位置略低 说明新合成的dna单链中尚有少部分15n 其原因是复制的原料含有15n杂质 答案 1 多15nh4cl 2 312半保留复制 3 b半保留 不能 没有变化轻 15n 一 单项选择题1 下列关于dna复制过程的正确排序是 互补碱基对间氢键断裂 配对的脱氧核苷酸之间聚合成新的子链 dna分子从一端解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状结构a b c d a 水平测试 2 某些药物可以抑制肿瘤细胞dna的复制 以达到控制癌症的目的 这些药物作用于细胞周期 a 间期b 前期c 中期d 后期 a 3 某双链dna分子共有含氮碱基1400个 其中一条链上 a t g c 25 问该dna分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 a 300个b 400个c 600个d 800个 c 4 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 下图 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dna应为 c 第三次分裂的子代dna应为 d 亲代的dna应为 答案 a 二 多项选择题5 下图为真核生物染色体上dna分子复制过程示意图 有关叙述正确的是 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 答案 abcd 6 下列有关计算结果 正确的是 a dna分子上的某个基因片段含有600对碱基 由它控制合成的蛋白质分子最多含有的氨基酸数为200个b 将一个被15n标记的噬菌体 含一个双链dna分子 去侵染含14n的细菌 噬菌体复制3次后 则含有15n标记的噬菌体占总数的1 8c 在某双链dna分子的所有碱基中 鸟嘌呤的分子数占26 则腺嘌呤的分子数占24 d 某dna分子的一条单链中 a t c g 0 4 上述碱基比例在其互补单链中也是0 4 acd 7 下图表示dna复制的过程 结合图示下列有关叙述正确的是 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 生成的两条子链的方向也相反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聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成dna片段 答案 abd 一 选择题1 一个由15n标记的dna分子 放在没有标记的环境中培养 复制5次后 标记的dna分子占dna分子总数的 a 1 10b 1 5c 1 16d 1 32 c 素能提升 2 2012山东卷 假设一个双链均被32p标记的噬菌体dna由5000个碱基对组成 其中腺嘌呤占全部碱基的20 用这个噬菌体侵染只含31p的大肠杆菌 共释放出100个子代噬菌体 下列叙述正确的是 a 该过程至少需要3 105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 b 噬菌体增殖需要细菌提供模板 原料和酶等 c 含32p与只含31p的子代噬菌体的比例为1 49 d 该dna发生突变 其控制的性状即发生改变 c 3 细胞增殖过程中dna含量会发生变化 通过测定一定数量细胞的dna含量 可分析其细胞周期 根据细胞dna含量不同 将某种连续增殖的细胞分为三组 每组的细胞数如下图 从图中所示结果分析其细胞周期 不正确的是 a 乙组细胞正在进行dna复制b 细胞分裂间期的时间比分裂期长c 丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍d 将周期阻断在dna复制前会导致甲组细胞数减少答案 d 4 某dna分子片段含有100个碱基对 其中有40个胞嘧啶脱氧核苷酸 若连续复制n次 则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个 a 60n 1b 60nc 60 2n 1d 60 2n 1 c 5 将大肠杆菌在含有15n标记的nh4cl培养液中培养后 再转移到含有14n的普通培养液中培养 8小时后提取dna进行分析 得出含15n的dna占总dna的比例为1 16 则大肠杆菌的分裂周期是 a 1 3小时b 1 6小时c 2 0小时d 4 0小时 b 6 人的一精原细胞中的dna全部被32p标记 然后在不含32p的环境中先进行一次有丝分裂 两个子细胞再进行一次减数分裂 则位于有丝分裂后期和减数第二次分裂后期的一个细胞中含有放射性的染色体数目分别为 a 92条46条b 46条23条c 92条23条d 46条46条 c 7 下图为真核细胞dna复制过程的模式图 据图分析 下列相关叙述错误的是 a 由图示得知 dna分子复制的方式是半保留复制b dna解旋酶能使双链dna解开 且需要消耗atpc 从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的d dna在复制过程中先全部解旋 再复制 答案 d 8 某个dna片段由500对碱基组成 a t占碱基总数的34 若该dna片段复制2次 共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为 a 330b 660c 990d 1320 c 9 双选 某生物细胞有1对同源染色体 将1个用15n同位素标记了dna分子的体细胞加入含14n脱氧核苷酸的培养液中 并在适宜条件下进行同步培养 当细胞经过连续2次有丝分裂后 产生含15n同位素标记dna分子的细胞个数不可能为 a 0b 3c 4d 1 ad 10 双选 下图为真核细胞dna复制过程模式图 相关分析不正确的是 a 酶 为dna解旋酶 能使dna双链解开 酶 为dna聚合酶 可将游离的脱氧核苷酸结合在一起b 图中可体现出边解螺旋边复制及半保留复制的特点c 在复制完成后 甲 乙可在有丝分裂后期 减数第一次分裂后期分开d 若该dna分子中有1000个碱基对 其中a200个 则图示过程共需c300个 答案 cd 二 非选择题11 实验室现有如下材料 从某生物的体细胞中提取的一个dna