第3节 DNA分子的复制 人教版课件

第3节DNA分子的复制第3节DNA分子的复制人教版第3节DNA分子的复制人教版对DNA分子复制的推测：

沃森和克里克DNA半保留复制的假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，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半保留复制。第3节DNA分子的复制人教版沃森和克里克推测是半保留复制模型2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？一、对DNA复制的推测1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？只能用实验来证明。如：同位素标记法标记以区别新旧链的情况。复制一次第3节DNA分子的复制人教版DNA半保留复制的实验证据

要分析DNA的复制究竟是半保留复制的还是全保留的，就需要区分亲代与子代的DNA。第3节DNA分子的复制人教版DNA半保留复制的实验证据

1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素示踪技术,以含有15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，再将大肠杆菌转移到１４Ｎ的培养液中。然后，在不同时刻收集大肠杆菌并提取ＤＮＡ，再将提取的ＤＮＡ进行离心，记录离心后试管中ＤＮＡ的位置。第3节DNA分子的复制人教版科学家证实，DNA复制是一种半保留式的复制【对DNA复制方式的探究】全保留复制半保留复制弥散复制半保留复制在探究DNA的复制方式时,科学家采取了推理演绎的方法:即根据每种复制方式预测子代可能的情况,然后看能否通过实验验证这些预测,他们的研究最后获得了成功每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成第3节DNA分子的复制人教版问题1:如果要在实验中直观地区别、”标识”母链或子链,可以采取什么办法？预测1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的?亲代DNA分子可以利用同位素(具放射性)标记的方法第3节DNA分子的复制人教版亲代DNA分子问题2:如果用同位素(放射性)进行标记,用什么元素最好?预测2:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？第3节DNA分子的复制人教版亲代DNA分子15N/14N-DNA(全部)15N/14N-DNA(1/2)

14N/14N-DNA(1/2)

子一代：子二代：亲代：15N/15N-DNA(全部)预测2:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？第3节DNA分子的复制人教版问题３:要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子通常是随机混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？15N/14N-DNA(全部)15N/14N-DNA(1/2)

14N/14N-DNA(1/2)

子一代：子二代：亲代：15N/15N-DNA(全部)可以通过离心使其发生分层(15N质量大于14N)亲代DNA分子复制前复制后第3节DNA分子的复制人教版亲代DNA分子预测3:如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行离心，结果会怎样分布？第3节DNA分子的复制人教版作出假设演绎推理验证假设假设演绎【小结】（1）DNA的复制是半保留复制（2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象（3）通过实验进行验证第3节DNA分子的复制人教版【DNA半保留复制的过程】(1)复制开始时，DNA的结构会发生什么变化？(2)先解螺旋再复制,还是边解旋边复制?(3)子链形成后，与哪条母链形成新的DNA分子？

第3节DNA分子的复制人教版【DNA半保留复制的过程】解螺旋合成子链形成子代DNA第3节DNA分子的复制人教版边解旋边复制第3节DNA分子的复制人教版第3节DNA分子的复制人教版子链母链母链两个子代DNA第3节DNA分子的复制人教版DNA的复制第3节DNA分子的复制人教版DNA分子复制的图解第一次复制第二次复制结果：复制n

次将形成2n条染色体第3节DNA分子的复制人教版1、一个亲代DNA分子经复制后产生两个子代DNA分子。2、半保留复制的结果，每个子代DNA分子含一条母链（即模板链）和一条新合成的子链（理解为：半新半旧）

。

2亲代DNA分子经n次复制后，新合成的子代DNA分子中:

（1）、子代DNA分子总数为：2n

（2）、含亲代母链的DNA分子数：2

（3）、不含亲代母链的DNA分子数依次为：2n—2。DNA复制后，子代DNA、母链、子链关系？第3节DNA分子的复制人教版时间方式所需条件过程结果意义分裂间期模板ATP原料解旋酶、DNA聚合酶边解旋边复制半保留复制一个DNA分子形成了两个DNA分子DNA复制过程——总结（亲代DNA链）（游离的脱氧核苷酸）保持遗传信息的连续性第3节DNA分子的复制人教版问题1：研究表明，DNA的复制总能准确无误地进行，其复制过程中出错的概率仅为1/20000。你认为DNA能够准确复制最关键的因素是什么？精确的模板，严格的碱基互补配对原则【DNA半保留复制过程的再探究】问题2：将变形虫放在有标记过的脱氧核苷酸培养液中,一段时间后,在细胞核中首先发现有标记的DNA分子。为什么？DNA复制的场所主要在细胞核第3节DNA分子的复制人教版问题3：生化分析得知,间期细胞中脱氧核苷酸含量开始时很低，不久急剧增加，以后又逐渐降低到初始水平。随着脱氧核苷酸含量的动态变化，DNA聚合酶的活性显著增高。怎么解释这种现象？【DNA半保留复制过程的再探究】DNA复制发生在细胞分裂间期问题4：女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子达36mm，DNA复制速度约为4μm/min(1mm=1000μm)

，但复制过程仅需40min左右即完成。试分析其可能的原因。复制时,多起点同时复制第3节DNA分子的复制人教版模板DNA解旋加热至94℃DNA单链降温至55℃引物DNA单链与模板通过碱基互补配对结合复制降温至55℃游离脱氧核2个完整的苷酸连接到双链DNADNA单链上分子资料显示，近10年来，PCR技术(DNA聚合酶链反应技术)成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制。在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。第3节DNA分子的复制人教版(1)加热至94℃的目的是使DNA样品的

断裂，这一过程在生物体细胞内是通过

的作用来完成的。通过生化分析得出新合成的DNA分子中，A=T、G=C这个事实说明DNA分子的合成遵循

。氢键解旋酶碱基互补配对原则第3节DNA分子的复制人教版(2)通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为()1/16第3节DNA分子的复制人教版(3)PCR技术不仅为案件侦破带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可用PCR技术扩增他血液中的

A．白细胞DNAB．病毒蛋白质

C．血浆抗体D．病毒核酸第3节DNA分子的复制人教版【对DNA复制的初步探究】步骤1：1956年，美国生物化学家康贝格在试管中，将大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸的人工合成体系中。结果：不能合成DNA分子步骤2：康贝格在上述试管中加入了少量DNA分子作为引子,并加入ATP，培养在适宜温度条件下，一段时间后，测定其中DNA的含量。结果：试管中的DNA的含量增加。步骤1中为什么要加入4种脱氧核苷酸和DNA聚合酶?步骤2中加入的DNA分子与ATP起到了什么作用?第3节DNA分子的复制人教版【对DNA复制的初步探究】步骤1：1956年，美国生物化学家康贝格在试管中，将大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸的人工合成体系中。结果：不能合成DNA分子步骤2：康贝格在上述试管中加入了少量DNA分子作为引子,并加入ATP，培养在适宜温度条件下，一段时间后，测定其中DNA的含量。结果：试管中的DNA的含量增加。由此可以推测:DNA的复制至少需要哪些条件?原料模板酶能量第3节DNA分子的复制人教版DNA半保留复制的实验证据科学家推测：如果DNA是以半保留的方式复制的，那么离心后应该出现三条DNA带：重带(最靠近试管底部)、杂交带(位置居中)、轻带(试管上部)。第3节DNA分子的复制人教版1958年Meselson-Stahl的实验第3节DNA分子的复制人教版复制的概念：复制的时间：必需条件:1、模板:2、能量:3、原料:4、酶:两条母链ATP游离的四种脱氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶等是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期第3节DNA分子的复制人教版DNA分子的复制过程：1、解旋2、以母链为模板进行碱基配对3、形成两个新的DNA分子第3节DNA分子的复制人教版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。DNA准确复制的原因：第3节DNA分子的复制人教版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。ＤＮＡ复制的意义：第3节DNA分子的复制人教版1、某细胞中一个DNA分子被32P标记，该细胞经过四次连续的有丝分裂后，含32P的细胞占细胞总数的（）A、1/16B、1/8C、1/2D、3/4

B练习2.由15N标记细菌的DNA，然后又将14N来供给这种细菌，于是该细菌便用14N来合成DNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们DNA中的含14N的链与15N的链的比例是（

）

A、7：1B、2：1

C、1：1D、3：1

A第3节DNA分子的复制人教版4.某DNA分子含有800个碱基对，其中含有A碱基600个。该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中的含G的脱氧核苷酸6200个，该DNA分子复制了()A、4次B、5次C、6次D、7次B5.一双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上的G变成C，则该DNA分子经n次复制后，发生差错的DNA占()A．1／2

B．1／（2n-l）C．1／2n

D．13．一个DNA分子中有100个碱基对，其中有腺嘌呤40个，若该DNA连续复制两次，将需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（）A．60个B．120个C．180个D．240个CA第3节DNA分子的复制人教版6．DNA分子能够自我复制的结构基础是（）A．DNA具有独特的双螺旋结构B．连接两条链的碱基有互补配对能力C．磷酸和脱氧核糖交互排列的顺序稳定不变D．DNA分子具有多样性和特异性A7．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的两条互补链分离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螺旋结构B第3节DNA分子的复制人教版2.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）；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）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（I和II），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：

对照亲代III轻链14N-DNA全轻链

1/2轻链中链

全中链1/2中链重链15N-DNA

全重链

（1）由实验结果可以推出第一代（I）细菌DNA分子中一条链是

，另一条链是

。（2）中链含有氮元素是

。（3）将第一代（I）转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是

。（4）上述实验表明DNA分子复制的特点是

。

15N母链

14N新链

15N和14N

1/2中链1/2重链

半保留复制

第3节DNA分子的复制人教版1．下列关于DNA复制过程的正确顺序是 （）①互补碱基对之间氢键断裂//②互补碱基对之间形成氢键//③DNA分子在解旋酶的作用下解旋//④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对//⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构。A.①③④②⑤B.①④②⑤③C.①③⑤④②D.③①④②⑤D练一练第3节DNA分子的复制人教版2．将标记的DNA分子放在的培养基上培养，经过3次复制，在所形成的子代DNA中，含的DNA占总数是（

）

A．1/16

B．l／8

C．1／4

D．1／2C3．DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（）A．G与C

B．A与C

C．G与A

D．G与TA4．DNA复制的基本条件是（）A．模板，原料，能量和酶

B．模板，温度，能量和酶C．模板，原料，温度和酶

D．模板，原料，温度和能量A第3节DNA分子的复制人教版5．DNA分子复制能准确无误地进行原因是（）

A．碱基之间由氢键相连

B．DNA分子独特的双螺旋结构

C．DNA的半保留复制

D．DNA的边解旋边复制特点B第3节DNA分子的复制人教版1、（06连云港一模）右图示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项错误的是（

）A．b和c的碱基序列互补

B．a和c的碱基序列互补C．a链中（A+T）/（G+C）的比值与b链中同项比值相同D．a链中（A+T）/（G+C）的比值与c链中同项比值相同adabcd复制B第3节DNA分子的复制人教版2．体外进行DNA复制的实验．向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP，37℃下保温，下列叙述中正确的是（）

A．能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致

B．不生成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．不生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件B第3节DNA分子的复制人教版3、（2007广东）下列关于DNA复制的叙述，正确的是（）

A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制

B．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子

C．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制

D．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链A4、（2007上海）已知某DNA分子含有1000个碱基对，其中一条链上A：G：T：C＝1：2：3：4。该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是（）

A．600个B．900个C．1200个D．1800个D第3节DNA分子的复制人教版5．（2005镇江）某一DNA分子中，A为200个，复制数次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个，该DNA分子已经复制了几次（）

A．4次B．3次C．5次D．6次，A6．（2005辽宁）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的相对分子质量平均比原来（）A．减少1500B．增加1500C．增加1000D．减少1000A第3节DNA分子的复制人教版7．（2005南昌市调研）已知一条完全标记上15N的DNA分子经n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总教之比为7:1，则n是（）

A．2B．3C．4D．5C8．将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例依次是（）

A．1/4、1/16B．1/4、1/8C．1/2、1/4D．1/8、1/8B第3节DNA分子的复制人教版9．（2005黄冈市）在噬菌体侵染细菌实验中，如果细菌体内的DNA和蛋白质分别含有31P和32S，噬菌体中的DNA和蛋白质分别含

32P和35S，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的（

）

A．1/4和1B．3/4和0C．1/4和0D．3/4和1C10、把培养在含轻氮（14N）环境中的细菌，转移到含重氮（15N）环境中培养相当于复制一轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，细菌DNA组成分析表明（）

A、3/4轻氮型，1/4中间型B、1/4轻氮型，3/4中间型

C、1/2中间型，1/2重氮型D、1/3轻氮型，1/2中间型A第3节DNA分子的复制人教版11、在减数分裂过程中，由1个DNA分子复制形成的子DNA分子，存在于（）

A、两条同源染色体上B、两条非同源染色体上

C、两条非姐妹染色体上D、减数第二次时，彼此分离的两条染色体上12．细胞周期的间期又分为DNA复制前期，DNA复制期和DNA复制后期。在DNA复制期进行下列工作，可取得良好效果的是（）①植物组织培养②农作物（如小麦水稻）诱变育种③某些药物治疗肿瘤④农作物的人工授粉

A．①②B．②③C．③④D．①④DB第3节DNA分子的复制人教版第3节DNA分子的复制人教版13、（2007山东）DNA分子经过诱变、某位点上的一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶．该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是（）

A．胸腺嘧啶B．腺嘌呤C．胸腺嘧啶或腺嘌呤D胞嘧啶D第3节DNA分子的复制人教版14、（06常州一模）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4次。下列有关判断不正确的是（

）

A．含有15N的DNA分子占1/8B．含有14N的DNA分子占7/8C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个

D．复制结果共产生16个DNA分子

B第3节DNA分子的复制人教版15．DNA分子杂交技术在社会生活中已得到广泛应用。如用在侦察犯罪上，可从犯罪嫌疑人和现场遗留物中分别提取DNA，在一定温度下水浴加热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本中的DNA单链会通过氢键联结在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的DNA单链一定程度上不能互补，这样可以鉴别犯罪嫌疑人。请回答下列问题。（1）人体DNA的主要载体是___________。（2）水浴加热能使DNA氢键断裂，皮肤生发层细胞中发生该变化的是___________过程。（3）为了确保实验的准确性?需要克隆出较多的DNA样品：若一个只含31P的DNA分子用32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制三次后，含32P的单链占全部单链的_______。（4）侦察犯罪的理论基础是：不同个体的DNA分子具有______________。请再举一例有关DNA分子杂交技术在其他方面的应用______________________染色体DNA的复制和转录7／8特异性基因诊断[或环境监测等第3节DNA分子的复制人教版16。下图是DNA复制图解，请据图回答问题：（1）DNA复制的时期是_________________________。（2）实验室内模拟DNA复制所需的一组条件是（）①DNA模板②解旋酶、连接酶和聚合酶③ATP和四种脱氧核苷酸④RNA引物⑤适宜的温度和酸碱度

A．①②③ B．①②③④

C．①②③④⑤ D．①③④⑤（3）15N标记的DNA分子，放在没有标记的培养基上培养，复制三次后标记的DNA分子占DNA分子总数的_________

，标记的链占全部DNA单链的_________

。（4）DNA分子复制完毕后，新形成的DNA分子子链是（）

A．是DNA母链的片段B．和DNA母链之一完全相同

C．和DNA母链相同，但T被U所取代D．和DNA母链稍有不同（5）由第(6)题可见，DNA分子复制又称为______________复制。有丝分裂的间期和减数分裂第一次分裂之前的间期C1/41/8B半保留第3节DNA分子的复制人教版（6）亲代DNA分子复制后，其中一份传给子代细胞。由于DNA分子中脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息，这样子代细胞就获得了亲代细胞的遗传信息。细胞中的遗传信息是我们眼睛看不到的，但由于遗传信息能决定生物的性状，从而使子代像亲代，这样从子代的性状就能间接了解子代遗传信息与亲代是否相同。请你举一个动物或人体的例子来说明。克隆羊的培育成功，子代的性状与亲代相同，是因为子代细胞核中的DNA与亲代完全相同（或人类的同卵双胞）9（8分）、参考答案（1）有丝分裂的间期和减数分裂第一次分裂之前的间期（2）C（3）1/41/8（4）B（5）半保留（6）克隆羊的培育成功，子代的性状与亲代相同，是因为子代细胞核中的DNA与亲代完全相同（或人类的同卵双胞）第3节DNA分子的复制人教版17．某校一个生物活动小组要进行研究性学习，他们借助大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探索，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，他们设计了下列实验程序，请完成实验并预测结果（1）实验步骤：第一步：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为24N一DNA；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N一DNA。用某种离心方法分离得到的结果如图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。第二步：将亲代大肠杆菌（含15N转移到含14N的培养基上繁殖一代（I），请分析：如果DNA________________________（位置），测DNA复制是全保留复制，如果DNA________________（位置），则是半保留复制。第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌（含15N转移到含14N的培养基上连续繁殖两代（B），请分析：如果DNA________________________________（位置），则是全保留复制；如果DNA______________________________（位置），则是半保留复制。1/2在轻带位置，1/2在重带位置全部位于中带1/2在中带位置，1/2在轻带位置3/4在轻带位置，1/4在重带位置第3节DNA分子的复制人教版（2）有人提出：第一代（I）的DNA用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果轻带和重带各占1/2，则一定为半保留复制。你认为该同学的说法是否正确？。原因是___________________________________________________________不正确因为不论是全保留复制，还是半保留复制，其第一代用解旋酶处理后，都有一半的单链含15N，一半的单链含14N，离心后都有一半在重带上，一半在轻带上第3节DNA分子的复制人教版17．答案：（1）一半在轻带位置，一半在重带位置全部位于中带3/4在轻带位置，1/4在重带位置一半在中带位置，一半在轻带位置（2）不正确因为不论是全保留复制，还是半保留复制，其第一代用解旋酶处理后，都有一半的单链含15N，一半的单链含14N，离心后都有一半在重带上，一半在轻带上第3节DNA分子的复制人教版含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞移至含有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1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到结果如图。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答：

（1）G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的G0____，G1____，G2____（2）G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是_____________。（3）图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带①______，条带②____________________。（4）上述实验结果证明DNA的复制方式是________________。DNA的自我复制能使生物的

____________保持相对稳定。ABD0∶1∶131P31P和32P半保留复制遗传