高中生物新教材同步必修第二册课件+讲义 第3章　第3节　DNA的复制

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最新人教版高中生物（必修二）同步课件DNA的复制第3节学习目标1.运用假说—演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式进行复制。2.理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。内容索引一、对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据二、 DNA复制的过程网络构建课时对点练一、对DNA复制的推测及DNA半保留 复制的实验证据1.对DNA复制的推测(1)半保留复制①提出者： 。②观点：DNA复制方式为 。③内容：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的 断裂，解开的 分别作为复制的模板，游离的 根据______________原则，通过形成______，结合到作为模板的单链上。④结果：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。(2)全保留复制：指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。教材梳理沃森和克里克半保留复制氢键两条单链碱基互补配对脱氧核苷酸氢键2.DNA半保留复制的实验证据(1)实验方法： 技术和离心技术。(2)实验原理：只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度 。(3)实验假设：DNA分子以 的方式复制。(4)实验结果预期：离心后应出现 条DNA带。①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。同位素标记居中半保留三(5)实验过程(6)结果分析①立即取出：提取DNA→离心→全部是 带。②细胞分裂一次(即细菌繁殖一代)取出：提取DNA→离心→ 是中带。③细胞再分裂一次(即细菌繁殖两代)取出：提取DNA→离心→ 位于中带、 位于轻带。(7)实验结论：DNA复制是以 的方式进行的。重全部1/21/2半保留(1)沃森和克里克以大肠杆菌为材料，运用同位素标记技术证明DNA复制方式是半保留复制(　　)(2)证明DNA为半保留复制的研究过程中运用了假说—演绎法(　　)×判断正误√DNA半保留复制的实验设计科学家在研究DNA的复制方式时，提出了两种复制模式：全保留复制和半保留复制(如图所示)：请据图回答问题：(1)用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？核心探讨提示　同位素标记技术。(2)如何测定子代DNA带有同位素的情况？提示　对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。(3)若DNA复制的方式为全保留复制，上述实验结果会是怎样？提示　①亲代大肠杆菌：提取DNA→离心→全部是重带。②繁殖一代后取出：提取DNA→离心→1/2重带、1/2轻带。③繁殖两代后取出：提取DNA→离心→1/4重带、3/4轻带。1.(2022·天津和平区高一期中)将一个用15N标记的DNA分子放到14N的培养基上培养，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，图中分别代表复制1次、2次、3次后的分层结果的是A.c、e、f　　 B.c、e、bC.a、b、d　　 D.c、a、b典题应用√由于DNA是以半保留的方式复制的，一个用15N标记的DNA分子在14N的培养基上培养，复制1次后，产生2个DNA分子，每个DNA分子的一条链含15N，另一条链含14N，离心后对应图中的c；复制2次后，产生4个DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子有2个，只含14N的DNA分子有2个，离心后对应图中的e；复制3次后，产生8个DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子有2个，只含14N的DNA分子有6个，离心后对应图中的f。综上所述，A正确。2.将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA 位于上层C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA 位于试管的上层D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制√细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的上层，1/4的DNA位于试管的中层，C错误。二、DNA复制的过程1.DNA复制的概念：以 为模板合成 的过程。2.发生时期：在真核生物中，这一过程是在 期，随着染色体的复制而完成的。教材梳理亲代DNA子代DNA细胞分裂前的间3.过程解旋酶DNA聚合酶解开的每一条母链脱氧核苷酸4.结果：一个DNA分子形成了两个 的DNA分子。5.特点(1) 。(2) 复制。6.准确复制的原因(1)DNA独特的 结构，为复制提供了精确的模板。(2)通过 ，保证了复制能够准确地进行。7.意义：DNA通过复制，将 从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了 的连续性。完全相同双螺旋边解旋边复制半保留碱基互补配对遗传信息遗传信息(1)DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同(　　)(2)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制(　　)(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链(　　)(4)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中(　　)(5)解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键(　　)×判断正误××××DNA复制的相关计算规律假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：从图中可以得到如下规律：(1)DNA分子数①子n代DNA分子总数为2n个。②含15N的DNA分子数为 个。③含14N的DNA分子数为2n个。④只含15N的DNA分子数为 个。⑤只含14N的DNA分子数为(2n－2)个。核心探讨20(2)脱氧核苷酸链数①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝ 条。②亲代脱氧核苷酸链数＝ 条。③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。(3)消耗的脱氧核苷酸数①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 个。②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 个。2n＋12m·(2n－1)m·2n－1DNA复制的起点和方向(1)原核生物：单起点双向复制(2)真核生物：多起点双向复制核心归纳在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。3.下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是典题应用A.DNA分子在酶①的作用下 水解成脱氧核苷酸，酶② 催化碱基对之间的连接B.在复制过程中解旋和复制 是同时进行的C.解旋酶能使双链DNA解开，并且不需要消耗ATPD.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子√酶①是解旋酶，作用于氢键，酶②是DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸的连接，A项错误；解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP提供的能量，C项错误；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D项错误。4.某未被32P标记的DNA分子含有1 000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，将该DNA分子置于含32P的培养基中连续复制3次。下列有关叙述错误的是A.所有子代DNA分子都含32PB.含32P的子代DNA分子中，可能只有一条链含32PC.第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸4 900个D.子代DNA分子中不含32P的脱氧核苷酸链占总链数的1/8√一个DNA分子中含有腺嘌呤数＝1 000－300＝700(个)，则第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数＝700×(23－22)＝2 800(个)，C错误。网络构建课时对点练题组一　DNA半保留复制的实验证据1.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是12345678910111213√12345678910111213因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将分别进入不同的子代DNA分子中，A、B错误；第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，C错误、D正确。2.下列有关“证明DNA半保留复制的实验”的叙述，正确的是A.培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成DNA的基本骨架B.通过对第二代大肠杆菌DNA的离心，得出DNA复制的特点为半保留复制C.将含14N/14N—DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中 培养若干代，所获得的大肠杆菌的DNA中都含有15ND.将含15N/15N—DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中 繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行离心，离 心管中将只出现1个条带12345678910111213√12345678910111213培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成含氮碱基，进而形成DNA两条链之间的碱基对，A错误；通过对亲代、第一代、第二代大肠杆菌DNA的离心和对比分析才可得出DNA复制的特点为半保留复制，B错误；将含15N/15N—DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行离心，离心管中将出现轻、重2个条带，D错误。题组二　DNA复制的过程3.体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP,37 ℃下保温。下列叙述中，正确的是A.能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致B.不能生成DNA，因为缺少DNA模板C.能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联D.不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件12345678910111213√12345678910111213DNA复制的四个基本条件是模板、酶、能量、原料。没有加入模板DNA，所以无DNA生成。4.DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构12345678910111213解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键，使DNA双螺旋解开，只有D项属于DNA上的碱基对。√5.DNA分子片段复制情况如图所示，图中a、b、c、d均表示脱氧核苷酸链的片段。下列说法错误的是A.b和c的碱基序列可以互补B.a和c的碱基序列可以互补C.a中(A＋G)/(T＋C)的值与d中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相同D.a中(A＋T)/(G＋C)的值与b中(A＋T)/(G＋C)的值相同12345678910111213√12345678910111213由题意可知，a和d的碱基序列互补，a和b的碱基序列也互补，b和d的碱基序列相同，c和a的碱基序列相同，b和c的碱基序列互补；由于a和d的碱基序列互补，因此二者中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相同；由于a和b的碱基序列互补，因此二者中(A＋T)/(G＋C)的值相同，故选B。6.真核细胞中DNA复制如图所示，下列表述错误的是A.多起点双向复制能保证DNA复制在 短时间内完成B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来 自亲代C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则和精确的模板12345678910111213√12345678910111213DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，氢键的形成不需要酶的催化。7.(2022·天津河北区高一月考)rep蛋白在某DNA复制过程中具有解旋的功能。如图为某DNA分子复制过程示意图，下列相关叙述错误的是A.rep蛋白解旋断开了A与C、T与G之间 形成的氢键B.DNA结合蛋白可防止DNA单链重新形 成双链C.图示体现了DNA复制中边解旋边复制和半保留复制的特点D.正常情况下，复制形成的两个DNA分子完全相同12345678910111213√12345678910111213根据rep蛋白的功能可推断出，rep蛋白能破坏A与T、C与G之间形成的氢键，A错误；DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上，可防止单链重新形成双链，B正确。8.一个双链被32P标记的DNA片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，将其置于含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是A.该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是60个B.第三次复制过程需要240个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C.复制3次后，子代DNA中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7D.复制3次后，子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1∶312345678910111213√12345678910111213第三次复制DNA分子数由4个变为8个，增加4个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸60×4＝240(个)，B正确；复制3次后，共得到8个DNA分子，16条DNA单链，其中只有2条单链含32P，含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7，C正确；12345678910111213由于DNA的复制为半保留复制，子代DNA均含31P，其中有2个DNA分子含32P，所以子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1∶4，D错误。9.(2022·河北承德高一期中)如图表示真核细胞DNA的复制过程，其中有3个复制泡。下列叙述错误的是A.DNA分子的复制遵循了边解旋边复制 的特点B.解开DNA双螺旋结构需要细胞内ATP 与解旋酶的参与C.子链延伸过程中需要DNA聚合酶催化碱基间氢键的形成D.图示复制方式可加快DNA的复制，但各起点可能不是同时开始的12345678910111213√12345678910111213氢键的形成不需要酶的催化，C错误；图示为真核生物的多起点复制，可加快DNA的复制过程，从各起点的螺旋解开的程度来看，复制可能不是同时开始的，D正确。10.某DNA分子含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。若该DNA分子用含15N标记的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到结果如图甲；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到结果如图乙。下列有关分析正确的是A.X层全部是仅含14N的DNA分子B.W层中含15N标记的胞嘧啶脱氧核苷酸有3 150个C.X层中含有的氢键数是Y层的1/2D.W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为4∶1√1234567891011121312345678910111213在含有3 000个碱基的DNA分子中，腺嘌呤占35%，因此胞嘧啶占15%，共450个，所以W层中含15N标记的胞嘧啶脱氧核苷酸为450×(23－1)＝3 150(个)，B正确；DNA分子的复制方式为半保留复制，该DNA分子用含15N标记的脱氧核苷酸为原料复制3次，产生的8个DNA分子中均含15N标记，A错误；12345678910111213由于DNA分子复制了3次，产生了8个DNA分子，含16条脱氧核苷酸链，其中含15N标记的有14条链，所以W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为14∶2＝7∶1，D错误。在DNA分子中，碱基之间通过氢键相连，DNA分子复制了3次，产生的8个DNA分子中，2个DNA分子同时含14N和15N,6个DNA分子只含15N，所以X层中含有的氢键数是Y层的1/3，C错误；11.(2022·河北沧州高一检测)如图表示环状DNA复制的一种方式，因为只有一个复制起始点，所以该DNA分子复制形成复制泡而呈现希腊字母“θ”形，随着复制的进行，复制泡逐渐扩大，直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述不正确的是A.复制泡的逐渐扩大与解旋酶和DNA 聚合酶相关B.在复制泡的扩大过程中有氢键的断 开和氢键的形成C.复制泡中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸D.子代DNA分子中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团12345678910111213√12345678910111213在复制泡的扩大过程中，解旋酶打开氢键，子链形成时，新的脱氧核苷酸上的碱基和母链上的碱基之间自动形成氢键，B正确；图示的复制方式从一个起点开始，每一条子链从起点向两侧复制，两侧中一侧为连续复制，一侧为不连续复制，C错误；由于是环状DNA分子，所以子代中没有游离的磷酸基团，由于复制是半保留复制，子代DNA分子中含一条母链和一条子链，D正确。复制泡的逐渐扩大与解旋酶逐渐打开氢键和DNA聚合酶催化子链形成有关，A正确；12.科学家推测DNA可能有如图A所示的三种复制方式。1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔用同位素标记技术和离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程：在氮源为14NH4Cl的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N/14N－DNA(对照)；在氮源为15NH4Cl的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N/15N－DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14NH4Cl的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后，离心得到图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：1234567891011121312345678910111213(1)DNA复制的意义是_________________________________________________________________。12345678910111213将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性(2)与对照相比，如果子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明DNA分子的复制方式是____________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则可以12345678910111213全保留复制排除DNA分子以____________的方式进行复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：①若子代Ⅱ离心后___________________________，则可以确定DNA分子的复制方式是半保留复制。②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以推测DNA分子的复制方式是____________。全保留复制可以分出中、轻两条密度带分散复制12345678910111213若子代Ⅰ离心后能分辨出轻(两条链均被14N标记)和重(两条链均被15N标记)两条密度带，则DNA分子的复制方式是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则不可能是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制(没有全轻和全重)。若是半保留复制，子代Ⅱ离心后能分出中、轻两条密度带，且各占1/2；若是分散复制，子代DNA离心后不能分出中、轻两条密度带。(3)根据图B所示结果可推知DNA分子的复制方式是___________。12345678910111213半保留复制分析图B，子代Ⅰ都是中等密度带，子代Ⅱ中的中、轻密度带各占1/2，这与半保留复制的特点相吻合。13.仔细阅读图一和图二，据图回答问题：12345678910111213(1)图中④表示的中文名称是_________________；⑨表示______。(2)图二所示的过程叫_____________。鸟嘌呤脱氧核苷酸氢键DNA的复制12345678910111213(3)若用32P标记的1个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，在释放出来的300个子代噬菌体中，含有32P的噬菌体占总数的______。1234567891011121312345678910111213(4)图二中的亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了C，则该DNA经过n次复制后，发生差错的DNA分子数占______(填字母)。B12345678910111213如果亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了C，则以该错误链为模板合成的DNA都是错误的，以另一条链为模板合成的DNA都是正确的，因此无论复制多少次，发生差错的DNA分子数总是占50%，故选B。本课结束更多精彩内容请登录：www.xinjiaoyu.com