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文档简介

第3节DNA的复制复习:1.DNA分子具有特殊的空间结构,也就是具有规则的()结构。2.碱基互补配对原则:A与();G与()两条链上的碱基通过()连接。双螺旋TC氢键(1)A与T之间形成2个氢键,G与C之间形成3个氢键,G—C碱基对占比例越大,DNA分子结构越稳定。(2)同一条脱氧核苷酸链中,相邻2个碱基间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖间接相连。

何谓DNA复制?所谓DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,1DNA→2DNA

新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗?亲代(第一代)第二代第三代第四代一、对DNA分子复制的推测沃森和克里克提出了DNA自我复制的假说:DNA分子复制,新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,这种复制方式为半保留复制。1、DNA分子的复制(1)概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,复制结果一个DNA分子合成两个与亲代DNA完全相同的新DNA分子,DNA分子的复制实质上是遗传信息的复制。(2)复制的时间:有丝分裂中DNA分子复制时间是有丝分裂间期;减数分裂中DNA的复制时间是减数第一次分裂的间期;无丝分裂中DNA分子复制时间是无丝分裂之前。(3)复制的场所:主要在细胞核,但在叶绿体、线粒体的细胞质基质中也进行DNA的复制,而且这些DNA复制的时间不一定在细胞分裂的间期,原核生物主要在拟核内进行DNA的复制,DNA病毒在活的宿主细胞内进行DNA的复制。一、考点整合与提升以解开的每段母链为模板,在酶的作用下,按照互补配对的原则,吸引核基质中已被ATP激活的含有互补碱基的脱氧核苷酸,最后相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成磷酸二酯键,产生一条子链。(4)复制的过程解旋合成子链形在子代DNA分子

DNA双螺旋解开,在ATP供能、解旋酶的作用下,使碱基之间的氢键断开,碱基暴露出来,形成了两条模板链。在DNA聚合酶的作用下,随着解旋过程的进行,新合成的子链不断地延伸,同时每条子链与其对应的母链互相盘绕成双螺旋结构,解旋完即(5)复制的条件模板两条已解开的DNA单链原料细胞中游离的脱氧核苷酸酶需要DNA解旋酶、DNA聚合酶等的催化。能量需要

ATP提供能量。实际是由ATP激活脱氧核苷酸,形成脱氧核苷酸三磷酸。在DNA复制过程中,独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板;碱基互补配对,保证了复制精确无误。通过复制将亲代的遗传信息传给子代,使前后代保持了遗传信息的连续性。一个亲代DNA分子形成了两个完全相同的子代DNA分子

(6)复制的保证(7)复制的结果(8)复制的意义(9)复制的特点(1)边解旋边复制(2)半保留复制新合成的DNA分子中,有一条链来自亲代的DNA,另一条链则是新合成的。复制方向母链母链子链子链(1)DNA不论复制多少次,产生的子代DNA分子中,含母链的DNA分子数总是2个,含母链也总是2条。(2)复制n代产生的子代DNA分子数为2n,产生的的子代DNA单链为2n×2,子代DNA分子所含的亲代DNA链占子代DNA中脱氧核苷酸链的比例为1/2n×2(3)一定数量的碱基对所能构成的DNA分子种类数或所携带的遗传信息的种类数=4n(n为碱基对数)(10)与复制有关的计算规律对应例题:1、关于细胞内DNA复制的叙述,正确的是()A、发生在细胞分裂的各个时期B、子代DNA分子由两条新链组成C、需要模板、原料、能量和酶等D、形成的两条新链碱基序列相同C解析:

DNA复制发生在细胞分裂的间期,A错;DNA复制是半保留复制,复制后的子代DNA分子中只有一条新链,B错;形成的两条新链碱基序列不同,是互补配对的,D错;DNA复制需要模板、原料、能量和酶等,所以C是正确的。对应例题:2、如果把一个DNA分子用重氢标记,含有这个DNA分子的细胞连续进行四次有丝分裂后,含有标记链的DNA分子数和细胞数是()A、1/2和1/2B、1/4和1/4C、1/8和1/8D、1/8和1/10解析:在细胞有丝分裂间期DNA分子复制,而DNA的复制是半保留的复制,即在复制过程中均以DNA分子的一条母链作为模板,合成一条新的子链与其互补配对,经过四次有丝分裂细胞数为24=16(个),在16个细胞中仍有2个细胞含标记链占1/8。含有标记链的DNA分子数也是1/8。C链,为中。另二个DNA分子中只含14N,全为轻。所以子二代的DNA分子轻和中各占一半。若再繁殖一代在八个DNA分子中,有二个DNA分子各有一条链含15N,为中,其它六个DNA分子只含14N,为轻,所以到子三代,1/4为中,3/4为轻。对应例题:3、用含15N的培养液培养大肠杆菌,再放在含14N的培养液中培养,然后用梯度离心技术测定各代大肠杆菌密度,结果如图所示,亲代全重,子一代全中,子二代一半重、一半中。为什么?若再繁殖一代将怎么样?解析:亲代是在含15N的培养液中培养,亲代的DNA分子中含15N,密度大,全为重。后移到含14N的培养液中培养,由于DNA是半保留复制,子一代的DNA分子中有二个一条是含15N的母链(重),一条是含14N新合成的子链(轻),所以全为中。到子二代,在复制出的四个DNA分子中,只有二个DNA分子各有一条含15N的母答案:1/4为中,3/4为轻对应例题:4、在DNA复制过程中,保证复制正确无误进行的关键步骤是()A、解旋酶破坏氢键并使DNA双链解开B、游离的脱氧核苷酸与母链互补配对C、与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链D、子链与模板链盘绕成双螺旋结构B解析:在DNA复制过程中,有解旋、合成子链和螺旋化等过程,但是保证复制得到的两个DNA分子,是相同的机制是在复制过程中,严格按照碱基互补配对合成子链。1、(2009高考江苏卷)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A解析:本题通过信息考查DNA的复制相关知识。从图中只能看出有一个复制起点,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。这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性,每次复制都可产生两个DNA分子,提高了效率。二、近两年高考真题示例2.(2010山东高考理综)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是()

A、每条染色体的两条单体都被标记

B、每条染色体中都只有一条单体被标记

C、只有半数的染色体中一条单体被标记

D、每条染色体的两条单体都不被标记B解析:由于DNA分子的复制方式为半保留复制,在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后,每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时,由于DNA的半保留复制,所以DNA分子一半含放射性,一半不含放射性,每个染色单体含一个DNA分子,所以一半的染色单体含放射性。3、(2010高考北京卷)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。

组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源

繁殖代数多代多代一代两代培养产物

A

BB的子I代B的子II代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带、½中带(14N/14N(15N/14N)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__________是唯一氮源。(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

。多代312半保留复制15NH4CL(3)分析讨论:①若子I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。②若将子I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。③若在同等条件下将子II代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置是____________,放射性强度发生变化的是_____带。④若某次实验的结果中,子I代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为____________.B半保留不能没有变化轻15N解析:(1)据表DNA

在15NH4CL为唯一N源的培养液中培养多代,可得到大肠杆菌B。(2)若要证明DNA是半保留复制,则需要证明DNA分子的两条链一条是原来的,一条是新合成的,第3组的结果与第1、第2组的结果对比能证实。(3)①“轻”为14N/14N的DNA,“重”为15N/15N的DNA,据表,重带DNA来自B代。①的结果是后代DNA的两条链或全是原来的或全是新合成的,说明DNA的复制方式不是半保留的。②将子一代DNA双链解开后再离心,无法判断后代DNA两条链的来源,故不能判断DNA的复制方式。③若在同等条件下将子II代继续培养,子n代DNA的情况是有2个15N/14N,其余都是14N/14NDNA,所以子n代DNA离心的结果是密度带的数量和位置没有变化,放射性强度发生变化的是“轻”带。④“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,说明新合成的DNA单链中的N尚有少部分为15N。规律1:亲代DNA分子经n次复制后,所合成的DNA分子中:DNA分子数,含亲代母链的DNA分子数,不含亲代母链的DNA分子数依次为:小结:2n,2,2n-2,看书思考下列问题:1、概念:2、场所:3、时期:4、条件:5、复制过程:6、复制特点:7、复制的精确性:8、复制的生物学意义:三、DNA分子的复制模板:原料:能量:酶:解旋酶催化解旋:模板(在DNA聚合酶的催化下,利用游离的脱氧核苷酸进行)复制:以母链为模板进行碱基配对母链(旧链)子链(新链)复制后的DNA:同时进行组成1、概念:2、场所:3、时期:4、条件:5、复制过程:6、复制特点:7、复制的精确性:8、复制的生物学意义:三、DNA分子的复制小结:有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期模板:原料:能量:酶:DNA的两条链游离的脱氧核苷酸(A、G、C、T)ATPDNA解旋酶、DNA聚合酶等碱基互补配对原则半保留复制,边解旋边复制使遗传信息在传递过程中保持了连续性细胞核(主要)、线粒体、叶绿体原核生物的拟核和质粒解旋→合成→延伸和盘绕规律2:亲代DNA分子经n次复制后,所需游离的脱氧核苷酸数为:R游离的脱氧核苷酸数=a(2n-1),a表示模板的碱基数,n表示复制的次数。1.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子,这两个新的DNA分子()A.分别由两条母链和两条子链形成B.两条母链和两条子链随机结合而成C.分别由一条子链及一条母链结合而成D.一条子链与另一条子链的母链结合C

评价反馈练习2.DNA分子的半保留复制方式使[

]A.分子结构具有相对稳定性B.能精确进行自我复制,保证亲代与子代之间的连续性C.能够精确地指导蛋白质合成D.产生可遗传变异的机会3.一个双链DNA分子为第一代,经过3次自我复制,在第四代DNA分子中,共有[

]条长链有[

]条第一代脱氧核苷酸的长链A.2B.4C.8D.16A

D

B

4.下列关于DNA复制过程中,正确顺序是

①互补碱基对间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶作用下解旋④以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结构

A.③①②④⑤B.③④②⑤①

C.③①④②⑤D.①③④②⑤C2.下列关于DNA分子复制的叙述,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双螺旋结构全部解旋后,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4.(2007年高考山东卷)DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为P)变

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