资源简介

(共27张PPT)
第3节 DNA的复制
课标要求
概述DNA分子通过半保留方式进行复制。
一、DNA分子复制方式的实验证据
哪一种才是DNA的复制方式？如何证明？
1.三种推测
（2）演绎推理
①检测方案（ 法和 法）
同位素标记
密度梯度离心
DNA分子复制方式的探究（假说——演绎法）
科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的。然后，将大肠杆菌放在含14NH4Cl的普通培养液中培养，细菌完成第一次分裂后，提取部分大肠杆菌的 DNA并离心，记录 DNA在试管中的分布位置；细菌完成第二次分裂后，提取部分大肠杆菌的 DNA并离心，记录 DNA在试管中的分布位置。
实验方案
①半保留复制 ②全保留复制 ③弥散复制
DNA如何进行复制？
演绎推理：请依据半保留复制假说和全保留复制假说分别演绎推理大肠杆菌子一代、子二代DNA的标记情况，并在相应位置画出实验预期结果。
实验结果与半保留复制预期的一样
2.DNA半保留复制的实验证据——验证假说
3.得出结论：DNA的复制方式：半保留复制
3.“图解法”分析DNA复制相关计算
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则：
①子代DNA共2n个
含15N的DNA分子： 个
只含15N的DNA分子： 个
含14N的DNA分子： 个
只含14N的DNA分子： 个
②脱氧核苷酸链共2n＋1条
含15N的脱氧核苷酸链： 条
含14N的脱氧核苷酸链： 条
2
0
2n
(2n－2)
2
(2n＋1－2)
(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为
__________。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为
。
m·(2n－1)
m·2n－1
2.14N和15N是N元素的两种稳定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。为探究DNA复制的方式，科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，繁殖若干代得到的大肠杆菌，其DNA几乎都被15N标记；再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中培养。收集不同时期的大肠杆菌，提取DNA并进行离心处理，离心后试管中DNA的位置如图所示。下列推测不合理的是
A.子代DNA的两条链可能都含有15N
B.1号带中的DNA的氮元素都是14N
C.实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
D.3号带的DNA为亲代大肠杆菌的DNA
A
对位训练1：
3.(2021·浙江，14)含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为
A.240个 B.180个
C.114个 D.90个
B
对位训练2：
1.DNA复制的时间
2.DNA复制的场所
4.DNA复制过程中有哪些酶的参与？
5.DNA复制的特点
6.DNA能准确复制的原因
7.DNA复制的意义
自主复习查短板：
三、DNA分子复制的过程
生物体内 DNA 复制只能以RNA分子作为引物,PCR技术一般以DNA片段为引物，而不以RNA为引物,试分析其原因。
RNA是单链，而且容易被降解。机体选择RNA做引物是为了避免错配，因为即使引物RNA的碱基序列出现差错，可以很容易被降解，然后通过DNA的修复功能即可复制出正确的序列，是一种保护机制。
DNA复制中所需要的引物是RNA聚合酶合成的一段长度不等，一般为10个核苷酸左右的的RNA分子。DNA复制过程中需要DNA聚合酶的参与，但是所有的DNA聚合酶都不能自主地发动DNA复制，只能利用已提供的核苷酸的3'-OH末端聚合dNMP，从而延伸DNA链，因此所有DNA复制的起始必须先期合成一段引物分子。
如果是DNA做引物则不容易被降解。我们体外对DNA进行扩增时则是使用的DNA引物，因为DNA引物不容易被降解。
拓展延伸2

解链方向
3
5
3
5
3
5
3
5
3
5
前导链
滞后链
冈崎片段
DNA的半不连续复制
汉水丑生侯伟作品
拓展延伸3
热图分析
下列为DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“ ”表示时间顺序。
多起点，双向复制。
单起点，双向复制
热图分析
①若A中含有48502个碱基对，而
子链延伸速率是105个碱基对/min，
假设DNA分子从头到尾复制，理论
上此DNA分子复制约需30 s，而实
际上只需约16 s，根据A→C过程分析，这是因为 。
②哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长，若按A～C图的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需约6 h，根据D～F图分析，原因是 。
复制是双向进行的
DNA分子从多个起点(双向)复制
DNA 复制的这一系列特点有什么重要意义
意义在于加快复制速率，为细胞分裂做好物质准备。
思考讨论：
热图分析
③A～F图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制的特点是 。
④哺乳动物成熟的红细胞能否进行上述过程？ 。
边解旋边复制
不能
考向一　DNA复制过程及实验证据辨析
1.图示DNA复制过程，下列叙述正确的是
A.DNA复制过程中不需要引物，也不需要能量
B.新形成的两条单链复制的方向不同且均为连
　续复制
C.该过程在蛙的红细胞和哺乳动物的红细胞均能发生
D.复制后的两个DNA分子位于一条或两条染色体上
对位训练3：
D
5.(2021·辽宁，7)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是
A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′－端
B.子链的合成过程不需要引物参与
C.DNA每条链的5′－端是羟基末端
D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
A
对位训练4：
与细胞分裂相关的计算（绘图法）
①有丝分裂
第
一
次
有
丝
分
裂
用15N标记1对同源染色体上的2个DNA分子
每条同源染色体上的
每条染色体单体均带有标记
分裂形成2个子细胞，
每个子细胞中的每条
染色体均带有标记
思维提升
①有丝分裂
第
二次
有
丝
分
裂
①
①有 的子细胞
带有标记
②
②③有 的子细胞
带有标记
④
④ 子细胞
带有标记
③
1/2
3/4
全部
②减数分裂
15N标记1对同源染色体上的两个DNA分子
同源染色体分离
姐妹染色单体分离
分裂形成4个子细胞，全部子细胞中的每条染色体均带有标记。
1．同位素标记法在高中生物学实验中的应用
(1)探究光合作用中元素(原子)的转移
①美国科学家鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2 证明光合作用释放的氧气全部来自水。
②卡尔文等用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
(2)证明DNA是遗传物质
赫尔希和蔡斯分别用放射性同位素标记蛋白质和DNA的特征元素，即用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质，证明DNA是噬菌体的遗传物质。
题型特供：同位素标记法
(3)研究分泌蛋白的合成和运输
用3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白在细胞中的合成、运输与分泌途径，证明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的。
(4)证明DNA分子进行半保留复制
用含有15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，再将大肠杆菌转移到14N的普通培养液中培养，然后在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再通过密度梯度离心来区别亲代与子代DNA，从而证明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
(5)研究生长素的极性运输
证明植物生长素的极性运输时，用同位素14C标记茎形态学上端的生长素(吲哚乙酸)，可在茎的形态学下端检测到放射性同位素14C，而标记茎形态学下端的生长素，在茎的形态学上端检测不到放射性同位素14C，说明植物生长素只能从形态学上端运输到形态学下端。
2．与荧光标记法的区别
(1)常用的荧光蛋白有绿色和红色两种
①绿色荧光蛋白(GFP)常用的是来源于发光水母的一种功能独特的蛋白质，蓝光或近紫外光照射，发射绿色荧光。
②红色荧光蛋白来源于珊瑚虫，是一种与绿色荧光蛋白同源的荧光蛋白，在紫外光的照射下可发射红色荧光。
(2)运用到荧光标记法的实验
“细胞融合实验”：这一实验证明了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
“基因在染色体上的实验证据”：通过现代分子生物学技术，运用荧光标记的手段，直接观察到某一基因在染色体上的位置。

展开更多......

收起↑