资源简介

3.3
DNA的复制
预习案
一、【学习目标】
（1）概述DNA分子的复制方式：半保留复制。
（2）说出DNA半保留复制的实验证据：利用同位素示踪技术证明DNA的复制是半保留复制。
（3）概述DNA复制的模板、原料、条件、过程和复制的时间。
二、【教材导读】
一）、对DNA分子复制的推测
沃森、克里克提出遗传物质自我复制的假说：复制方式为：
二）、DNA半保留复制的实验证据
1.要分析DNA是全保留还是半保留的，就要区分亲代与子代的DNA。1958年，科学家以____
为
实验材料，运用_
___，设计了实验。
2.实验过程
同位素：
__、
___，标记NH4Cl培养液培养大肠杆菌
培养基类型
结果
在试管中位置
亲代
子一代
子二代
方法：
结论：上述实验证明，在新合成的每个DNA分子中，都保留了____
这种复制方式是：____
_
三)、DNA分子复制的过程
1.概念：
DNA复制是以
为模板合成
的过程。
2.特点：（1）DNA复制是一个
的过程；
（2）由于新合成的DNA分子中都保留了原DNA的一条链，因此这种复制叫
复制
3.时间：有丝分裂的
__________
和减数第一次分裂的
，随着染色体的复制而完成的。
模板：___________________
4.条件：
原料：_________________
能量：__________________
酶：
__________________
5.场所：主要在
细胞质中也有
6.过程：①
→②合成
→③形成子代DNA
结果：___________________________________
7.准确复制的原因
（1）DNA分子独特的
为复制提供精确的模板。
（2）通过
保证了复制的准确无误。
8.功能：DNA分子通过复制使亲代的____________传递给子代，从而保证了遗传信息的
，故有传递信息的功能。
三、【预习自测】
（A级）1.下列关于DNA复制的叙述，正确的是（
）
A.DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B.在全部解旋之后才开始碱基配对
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.复制后，每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链
（A级）2.
DNA分子能自我复制的根本原因（分子基础）是（
）
①DNA具有独特的双螺旋结构
②连接两条链的碱基有互补配对能力
③磷酸和脱氧核糖交互排列
④DNA有特异性和多样性
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
（A级）3.某DNA分子复制三次后，所得到的第四代DNA分子中，含有第一代DNA中脱氧核苷酸链的条数是（
）
A.1条
B.2条
C.4条
D.8条
（B级）4.一个被放射性元素32P标记的双链DNA噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有
放射性元素32P的噬菌体占总数的（
）
A.1/n
B.1/2n
C.2/n
D.1/2
四、【提出困惑】
五、【信息链接】
关于DNA分子是如何复制的，在早期的研究中，科学家们提出了三个模型，它们是全保留复制模型、弥散复制模型和半保留复制模型。DNA复制的最主要特点是半保留复制、半不连续复制。在复制过程中，原来双螺旋的两条链并没用被破坏，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，一条链是旧的而另外一条是新的，因此这种复制方式被称为半保留复制。
探究案
【提出问题】
1.
DNA复制方式是全保留复制还是半保留复制？
2.
证明DNA进行半保留复制的实验技术是什么？
3.
DNA复制的模板是什么？
4.
1个DNA分子复制n次后，产生的子代DNA数量为多少？
【问题探究】
探究点一、DNA半保留复制的实验证据(难点)
1.实验方法：
（含15N标记的DNA在含14N的培养液中培养，不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行离心）。
2.实验假设：DNA以
的方式复制。
3.实验过程
（1）大肠杆菌在
的NH4CL培养液中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。
(2)
15N的大肠杆菌转到
的培养液中培养。
（3）不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA。
（4）将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中
。
4.实验结果：
立即取出提取DNA→离心→全部重带（15N/15N）
繁殖一代后取出提取DNA→离心→
繁殖两代后取出提取DNA→离心→
、
分析：
①这个实验是如何区分亲代与子代的DNA分子的？出现了几种DNA分子？在试管中经离心后，分别出现在试管中的什么位置？
②离心处理后，为什么子一代DNA只有杂合链带？
③子二代DNA出现了轻链带和杂合链带，说明了什么？
5.实验结论：DNA的复制是以
的方式进行的。
探究点二、DNA分子复制的过程（重点）
1.DNA复制过程大体可分为哪三个阶段？
（1）
（2）
（3）
2.DNA复制过程的特点有哪些？
（1）
（2）
3.DNA复制需要哪些条件？复制时遵循什么原则？
（1）模板：
（2）原料：
（3）酶：
（4）能量：
（5）遵循的原则：
4.DNA复制的场所在哪里？在什么时间进行的？
场所：
时间：
5.DNA能精确复制的原因？
原因（1）
（2）
6.小组活动：以小组为单位，用模型演示DNA的复制过程。（包括原料、模板、酶、能量等）
7.子代DNA与亲代DNA的碱基序列的特征？说明DNA复制的意义?
8.DNA分子半保留复制的有关计算
亲代DNA分子复制n代后：
（1）新形成的DNA分子总数为
个。
（2）其中含有亲代DNA分子母链的只有
个，占子代DNA分子总数的比值为
。
（3）亲代母链只有2条，占子代DNA总得脱氧核苷酸链数的
。
（4）新合成的2n
个DNA分子的碱基对的排列顺序一般是
的。
【当堂检测】
（A级）1.某DNA分子复制三次后，所得到的第四代DNA分子中，含有第一代DNA中脱氧核苷酸链的条数是（
）
A.1条
B.2条
C.4条
D.8条
（A级）2.一个被放射性元素32P标记的双链DNA噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素32P的噬菌体占总数的（
）
A.1/n
B.1/2n
C.2/n
D.1/2
(B级)3.将一个DNA分子用14N进行标记，在普通培养基上让其连续复制3次，在最后得到的DNA分子中，被标记的DNA的脱氧核苷酸链占DNA总的脱氧核苷酸链的比例是（
）
A.1/32
B.1/16
C.1/8
D.1/4
(B级)4.某DNA分子片断含有100个碱基对，其中A为60个，该片段连续复制三次所需C的数量为（
）
A.180个
B.280个
C.320个
D.360个
(B级)5.某DNA分子含有腺嘌呤200个，该DNA复制数次后，消耗了周围环境中3000个含腺嘌呤的脱氧核苷酸，则该DNA分子已经复制了多少次？（
）
A.3次
B.4次
C.5次
D.6次
【知识小结】
对DNA分子复制的推测
DNA半保留复制的实验证据
概念
DNA分子复制的过程
特点
条件
意义
练习案：
（A级）1．双链DNA分子的一个片段中，含有腺嘌呤200个，占碱基总数的20％，那么这个片段中含胞嘧啶（
）
A．150个
B．200个
C．400个
D．300个
（B级）2．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次，然后放回原来的环境中培养,相当于连续复制两次后，细菌DNA组成分析表明（
）
A．轻氮型，重氮型
B．轻氮型，中间型
C．中间型，重氮型
D．轻氮型，轻氮型
（B级）3．具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数
（
）
A．60个
B．80个
C．20个
D．
180个
（B级）4.双链DNA分子某片段包含m个碱基，其中胞嘧啶n个，该片段复制两次，需要消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为
（
）
A．
B．
C．m－2n
D．2(m－2n)
（B级）5．用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和
15N，c只含14N。下图中这三种DNA分子的比例正确的是
（
）
A
B
C
D
（B级）6．一个被放射性元素标记的双链DNA噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的
（
）
A．1/n
B．1/2n
C．2/n
D．1/2
（B级）7．DNA分子的一条链中（C+T）/（G+A）＝1.25，那么其互补链中其比例应是
（
）
A．0.4
B．0.8
C．1.25
D．2.5
（B级）8．一双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上的G变成C，则DNA经n次复制后，发生差错的DNA占
A．１／２
B．１／２n－Ｉ
C．１／２n
D．１／２n+Ｉ
（B级）9．假定某大肠杆菌含14N的DNA分子的相对质量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中，便得到含15N的DNA分子，假定其DNA的相对分子质量为b。现将含15N的DNA分子的大肠杆菌再培养在含14N的培养中，那么，子二代DNA分子的相对质量平均为
（
）
A．(a+b)/2
B．(3a+b)/4
C．(2a+3b)/2
D．(a+3b)/4
（A级）10．生物体内DNA复制发生在
（
）
A．有丝分裂和减数分裂的间期
B．有丝分裂的前期和减数分裂第一次分裂中期
C．减数分裂第二次分裂前期
D．有丝分裂中期和减数分裂第二次分裂中期
（B级）11．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其它组成应为
（
）
A．3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶
B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶
C．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶
D．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶
（A级）12.根据DNA分子复制的过程回答下列问题：
（1）DNA分子的
能够为复制提供精确的模板；它的
保证了复制能够准确无误地进行。
（2）DNA的复制一般发生在细胞的
和
时期。
（3）DNA复制所需的原料是
，他们能严格而准确的“对号入座”是
因为
。
（4）形成的子代DNA分子含有一条
和一条
，因此，DNA分子的复制方式被称为
。
（5）子代DNA分子和亲代DNA分子的碱基对排列顺序是
的；而子代DNA的母链与新链之间的碱基排列顺序是
的。
（6）如果一个DNA分子连续复制三次，则形成的新DNA分子中，有
条新合成的多核苷酸链。
（C级）13.将大肠杆菌置于含15N的培养基上培养。这样，后代大肠杆菌细胞中的DNA均被15N标记。然后将被15N标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基中，繁殖两代。亲代、第一代、第二代大肠杆菌DNA的状况如图所示。
（1）第一代大肠杆菌DNA贮存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA贮存的遗传信息完全相同的原因是
。
（2）如果将第二代大肠杆菌的DNA分子总量作为整体1，其中带有15N的第二代大肠杆菌DNA分子约占总量的
％。
（3）如果将第二代大肠杆菌的DNA含量作为整体1，其中含15N标记的第二代大肠杆菌的DNA含量（脱氧核苷酸单链）约占总量的
％

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