資源簡介

(共39張PPT)
第3章　基因的本質
第3節　DNA的復制
第*頁
研習任務一　對DNA復制的推測和DNA半保留復制的實驗證據
素養目標：1.生命觀念：理解DNA的準確復制是遺傳信息穩定傳遞的基礎，從而形 成生命的物質觀。2.科學思維：利用假說－演繹法，理解DNA的復制方式及特點。 3.科學探究：分析DNA半保留復制的實驗，認同在探究過程中開展合作的必要性。
1. 對DNA復制的推測
（1）
梳理　教材
（2）遺傳物質自我復制的其他假說
全保留復制是指DNA復制以 為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。
DNA雙鏈　
2. DNA半保留復制的實驗證據
×
√
√
互動　探究
1. 怎樣測定子代DNA帶有同位素的情況？
提示：對DNA進行離心，觀察其在離心管中的分布。
2. 若DNA復制的方式為全保留復制，上述實驗結果是怎樣的？
提示：①親代大腸桿菌：提取DNA→離心→全部是重帶。②繁殖一代后取出：提取 DNA→離心→1/2重帶、1/2輕帶。③繁殖兩代后取出：提取DNA→離心→1/4重帶、 3/4輕帶。
3. 教材中“證明DNA半保留復制的實驗”中（1）第一代只出現了一條中帶，這個結 果排除了哪種復制方式？
提示：（1）排除了全保留復制的方式。
（2）第二代出現了一條中帶和一條輕帶，這個結果又可以排除哪種復制方式？
提示：（2）排除彌散復制的方式。
重點　理解
1. 關于DNA分子復制的早期推測
在DNA分子復制的早期研究中，科學家們提出了三個模型：全保留復制模型、彌散 復制模型和半保留復制模型。
比較如下：
全保留復制：親代DNA分子兩條鏈不變，子代DNA分子的兩條鏈都是新合成的。
半保留復制：新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。
彌散復制：親代DNA分子的兩條鏈分散成短片段，與新合成的子代DNA分子的兩條 鏈分散成的短片段混雜在一起，不能分出親代DNA單鏈。
如下圖所示：
2. 試管中三個條帶分析
重帶：兩條鏈均只含15N。即此DNA中兩條鏈均為親代鏈。
中帶：一條鏈中只含14N，另一條鏈中含15N。即此子代DNA中只含有一條初始 親代鏈。
輕帶：兩條鏈均只含14N。即此子代DNA中不含親代鏈。
隨堂　練習
A
A. 第一次分裂的子代DNA應為⑤
B. 第二次分裂的子代DNA應為①
C. 第三次分裂的子代DNA應為③
D. 親代的DNA應為⑤
解析：親代DNA為15N15N，經第一次復制所形成的子代DNA應均為15N14N，即應如圖 ②所示，A項錯誤。
第*頁
研習任務二　DNA的復制
梳理　教材
1. 概念：以 為模板合成子代DNA的過程。
2. 時間：細胞分裂前的 ，隨著染色體的復制而完成。
3. 場所：主要是細胞核。
親代DNA　
間期　
4. 過程
5. 結果：一個DNA分子形成了 的DNA分子，新復制出的兩個子代 DNA分子，通過細胞分裂分配到子細胞中。
6. 特點：半保留復制；邊解旋邊復制。
7. 準確復制的原因
（1）DNA獨特的 結構，為復制提供了精確的模板。
（2）通過 ，保證了復制能夠準確地進行。
兩個完全相同　
雙螺旋　
堿基互補配對原則　
遺傳信息　
連
續性　
[助學巧記]
√
√
×
√
互動　探究
1. 所有的真核細胞都存在核DNA復制嗎？為什么？
提示：不一定，高度分化的細胞不再分裂，細胞內無DNA復制。
2. DNA復制的具體場所有哪些？
提示：DNA復制的主要場所是細胞核，還有線粒體、葉綠體及原核細胞的擬核等。
3. 如圖為真核細胞DNA復制過程的模式圖，據圖回答相關問題：
（1）據圖可知DNA聚合酶使兩條子鏈從5'端到3'端，還是從3'端到5'端進行合成？
提示：（1）從5'端到3'端進行合成。
（2）合成的兩條子鏈間堿基排列順序相同還是互補？
提示：（2）互補。
重點　理解
1. 有關DNA復制的理解
（1）DNA復制的場所：主要場所是細胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體中也能進行 DNA復制。
（2）能夠進行DNA復制的生物：一切以DNA為遺傳物質的生物。
（3）真核生物細胞核中DNA復制發生的時間：在體細胞中發生在有絲分裂前的間 期；在性原細胞中發生在減數第一次分裂前的間期或有絲分裂前的間期。
（4）復制所需的酶是指一個酶系統，不僅僅是指解旋酶和DNA聚合酶，還包括DNA 連接酶等。
①解旋酶的作用是破壞堿基間的氫鍵。
②DNA聚合酶的作用是連接游離的脫氧核苷酸。
③DNA連接酶的作用是連接DNA片段。
（5）兩個子代DNA的位置及分開時間：復制產生的兩個子代DNA分子位于一對姐妹 染色單體上，由著絲粒連接在一起，在有絲分裂后期或減數第二次分裂后期著絲粒分 裂時分開，分別進入兩個子細胞中。
（6）DNA分子的復制往往是從多個起點雙向進行的，如下圖：
隨堂　練習
A. 由圖示得知，DNA分子復制的方式是半保留復制
B. DNA解旋酶能使雙鏈DNA解開，且需要消耗ATP
C. 從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的
D. DNA在復制過程中先全部解旋，后半保留復制
解析：DNA復制過程是邊解旋邊復制，并非是先全部解旋后再進行復制，所以D 錯誤。
D
A. 1 155 B. 1 320 C. 2 310 D. 2 640
解析：由于G＋C占總數的34％，所以A＋T占66％，A與T各占33％，整個DNA片段 中含有500對堿基，該DNA片段中腺嘌呤脫氧核苷酸分子個數為33％×1 000＝330 個，在第三次復制時需新合成8條DNA單鏈，相當于4個DNA分子，因此需要游離的 腺嘌呤脫氧核苷酸分子個數為330×4＝1 320（個）。
B
[知識結構]
[主題要點]
1. DNA復制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。
2. DNA復制的過程可分為三步
（1）解旋：復制開始時，在細胞提供的能量的驅動下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條 鏈解開。
（2）合成子鏈：DNA聚合酶等以解開的每一條母鏈為模板，以細胞中游離的4種脫 氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一條子鏈。
（3）螺旋：每條新鏈與其對應的模板鏈盤繞成雙螺旋結構。
3. DNA復制的特點：邊解旋邊復制，半保留復制。
4. DNA復制需要的條件：模板、原料、能量、酶。
第*頁
課堂小測試
A. DNA復制時，雙螺旋解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂
B. 以解開的兩條單鏈為模板，以游離的脫氧核苷酸為原料，依據堿基互補配對原 則，通過氫鍵結合到作為模板的單鏈上
C. 形成的DNA分子包括一條模板單鏈和一條新鏈
D. 形成的兩個DNA分子是由兩條母鏈、兩條子鏈分別結合而成的
解析：沃森和克里克提出的DNA自我復制的假說為半保留復制，即形成的DNA分子 包括一條母鏈和一條子鏈，D項錯誤。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
A. 3/4輕氮型、1/4中間型
B. 1/4輕氮型、3/4中間型
C. 1/2中間型、1/2重氮型
D. 1/2輕氮型、1/2中間型
A
解析：將含輕氮（14N）的細菌轉移到含重氮（15N）環境中培養相當于復制一輪的時 間，則得到的每個DNA分子都是一條鏈含14N、一條鏈含15N；再轉回至含輕氮 （14N）的環境中培養相當于連續復制兩輪的時間后，由 1個DNA分子得到4個DNA分 子，其中3個DNA分子只含14N，另外1個DNA分子一條鏈含14N、一條鏈含15N，即3/4 輕氮型、1/4中間型，A項正確。
A. ①③④②⑤ B. ①④②⑤③
C. ①③⑤④② D. ③①④②⑤
D
A. DNA復制時，脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下連接到脫氧核苷酸鏈的3'端
B. 該eccDNA連續復制3次，會消耗3 360個腺嘌呤脫氧核苷酸
C. 細胞缺水和營養不足將影響DNA的堿基組成
D. DNA的兩條脫氧核苷酸鏈之間通過氫鍵連接
C
解析：DNA復制時，子鏈的延伸方向是5'端→3'端，在DNA聚合酶的作用下，脫氧核 苷酸連接到脫氧核苷酸鏈的3'端，A正確；該eccDNA分子中含有1 200個堿基對，其中 一條鏈上C＋G所占的比例為60％，由堿基互補配對原則可知，該eccDNA分子中C＋ G所占的比例為60％，A＝T＝1 200×2×（1－60％）÷2＝480個，該eccDNA連續復 制3次，會消耗（23－1）×480＝3 360個腺嘌呤脫氧核苷酸，B正確；細胞缺水和營 養不足不會影響DNA的堿基組成，C錯誤；DNA的兩條脫氧核苷酸鏈之間通過氫鍵連 接，C與G之間存在3個氫鍵，A與T之間存在兩個氫鍵，D正確。
5. 如圖為真核細胞DNA復制過程模式圖，請根據圖示過程回答問題：
（1）DNA解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要細胞提供　　　　　　。
解析：（1）解旋過程需要細胞提供能量（ATP）。
能量（ATP）
（2）從圖中可以看出合成的兩條子鏈的方向是　　?。ㄌ睢跋嗤被颉跋?反”）的。
解析：（2）DNA的2條脫氧核苷酸鏈是反向平行的關系，
那么以這兩條鏈為模板合成的子鏈的方向也應該是相反的。
相反
（3）真核細胞中DNA復制發生的場所是________________________等；細胞分裂 過程中，在復制完成后，乙、丙分開的時期為____________________________________________。
解析：（3）真核細胞內DNA復制發生的場所有細胞 核、線粒體和葉綠體等；復制后的DNA分別存在于兩 條染色單體中，染色單體分開發生的時期是有絲分裂 后期或減數分裂Ⅱ后期。
細胞核、線粒體和葉綠體
有絲分裂后期或減數分裂Ⅱ后期
（4）DNA分子通過復制，將____________從親代細胞傳給子代細胞，從而保持了_______
___________ 的連續性。
解析：（4）DNA復制的意義是將遺傳信息從親代細 胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續性。
遺傳信息
傳信息
遺

展開更多......

收起↑