生物中图版学案：第三单元第一章第三节DNA的复制

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第三节DNA的复制1．概述DNA分子的复制。2．探讨DNA复制的生物学意义。1．复制的概念DNA复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2．复制的时期体细胞有丝分裂间期和精（卵）原细胞减数分裂的间期.3．复制的场所主要在细胞核。4．复制的条件（1)模板：亲代DNA分子解旋产生的两条脱氧核苷酸链。(2）原料：游离的四种脱氧核苷酸。（3）能量:ATP供能。（4）酶:解旋酶、DNA聚合酶等。(5）相对稳定的细胞内部条件：适宜的温度、pH.思考：DNA为什么能够精确地复制？提示：DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;碱基有互补配对的能力，保证了复制准确无误地进行。5．复制的过程解旋→以母链为模板合成子链→子链与对应母链形成双螺旋结构.（1）解旋:DNA分子的双链在解旋酶的作用下解开。（2）复制：以解开的每段母链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，在有关酶的作用下，按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。随着解旋的进行,新合成的子链不断延伸，每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构，形成一个新的DNA分子.6．复制的特点(1）半保留复制：新形成的DNA分子的两条链一条是母链，一条是子链。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，所以称作半保留复制。(2)边解旋边复制边形成螺旋.7．复制的结果一个DNA分子形成了两个完全一样的DNA分子。新复制出的2个子代DNA分子通过细胞分裂分配到两个子细胞中。8．复制的意义通过复制,将遗传信息从亲代传给子代,保证了遗传信息的连续性和遗传信息传递的正确性。1．DNA分子的复制过程（1)解旋：亲代DNA在解旋酶的作用下,消耗细胞内的能量，断裂氢键，把两条螺旋的双链解开,形成两条单链（母链）.（2)合成子链:以解开的两条母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则，各自合成一条与母链互补的子链。(3)形成子代DNA：两条母链分别与各自相应的子链螺旋化形成两个相同的DNA分子.2．证明DNA的复制是半保留复制（1）过程——同位素标记法①用含15N的培养基培养大肠杆菌，使其DNA双链均含15N，成为“重”细菌.②将DNA被15N标记的大肠杆菌转移到含14N的培养基中培养。③每隔一段时间取样一次,测定不同世代细菌DNA的密度.（2)测定方法——密度梯度离心法①抽提的细菌DNA直接进行密度梯度离心，结果不同世代细菌DNA分布位置如下图所示.②将抽提的细菌DNA用酶将氢键断裂后,再进行密度梯度离心，结果如下图所示。(3）结果分析:3．DNA复制过程中的有关计算DNA的复制为半保留复制，一个双链DNA分子，复制n次后，则有：（1)DNA分子数①子代DNA分子数：2n。②含亲代DNA母链的子代DNA分子：2个，占子代DNA总数的2/2n。③不含亲代链的子代DNA分子：(2n－2)个。（2）脱氧核苷酸链数①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：2n＋1。②其中亲代脱氧核苷酸链数:2，占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的2/2n＋1＝1/2n。③新合成的脱氧核苷酸链数：（2n＋1－2）。（3）消耗的脱氧核苷酸数①若一亲代DNA分子中有某种脱氧核苷酸a个，则该DNA复制n次后,形成子代DNA分子需消耗游离的该脱氧核苷酸：（2n－1)a个。②而第n次复制，需要消耗该脱氧核苷酸(2n－1）a个,计算方法：前n次复制需要（2n－1)a个，前n－1次复制需要（2n－1－1）a个,所以第n次复制，需要消耗(2n－1)a－（2n－1－1）a＝（2n－1)a个。题型一DNA复制的特点【例题1】下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,有关叙述错误的是（）。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解析：本题通过信息考查DNA复制的相关知识。从图中可以看出有多个复制起点，但是不是同时开始复制，所以A不对。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的。真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等参与.这种多起点、半保留复制的模式不仅保持了前后代的稳定性,而且提高了DNA复制的效率。答案：A反思领悟:DNA的复制具有多个起点，复制的方向是双向的.题型二有关DNA复制的计算【例题2】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解析：该DNA片段共有碱基500×2＝1000个,已知(A＋T)/1000×100%＝34％，所以C＝G＝1000×［（1－34%）/2］＝330.复制2次后共有4个DNA片段，其中有3个是新合成的，所以需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为330×3＝990。答案：C反思领悟：复制所需的脱氧核苷酸数＝a×（2n－1），其中的a为所求的脱氧核苷酸在亲代DNA分子中的数量，n为复制次数.题型三DNA复制的时间、场所、过程和特点【例题3】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解析：DNA的复制过程是在细胞有丝分裂的间期和减数分裂间期，随着染色体的复制而完成的，这是一个边解旋边复制的过程，以解开的每一段母链为模板,在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞内游离的四种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。由此可见，B、C、D三项是错误的。答案:A反思领悟：DNA复制的时间是细胞分裂的间期，DNA复制的特点是边解旋边复制，半保留复制.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③ATP④DNA分子⑤mRNA⑥tRNA⑦适宜的温度⑧适宜的酸碱度A．①②③④⑤⑥B．②③④⑤⑥⑦C．②③④⑤⑦⑧D．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：D2(2011·山东济南调研)将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次,则后代中含15N的单链占全部DNA单链的比例和含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是（）.A．1/2n,1/2nB．1/2n,1/2n－1C．1/2n，1/2n＋1D．1/2n－1,1/2n解析：一个用15N标记的DNA复制n次后，子代为2n个,单链为2n＋1条。其中含15N的单链只有2条,含15N的DNA分子只有2个，分别占1/2n、1/2n－1。答案：B3（2011·辽宁沈阳四校阶段测试)某DNA分子有2000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A∶G∶T∶C＝1∶2∶3