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DNA的复制〖学习目标〗1.概述DNA分子的复制。2.探讨DNA复制的生物学意义。〖学习重点〗DNA分子复制的条件、过程和特点。〖学习难点〗DNA分子复制的过程。【自主学习】一、对DNA分子复制的推测：沃森和克里克关于DNA复制的假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。二、DNA半保留复制的实验证据（选学）：1、1958年，梅赛尔和斯特尔（Meselson－stahl）以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记法，证实了DNA是以半保留方式复制的。2、如何区分亲代与子代的DNA？根据离心后试管中DNA的位置区分3、实验过程：①在含有15NH4Cl的培养液中培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，提取DNA离心，得到15N/15N-DNA。②将含有15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到14N的普通培养液中。③在不同时刻收集大肠杆菌，提取DNA，再进行离心，并记录结果。4、预期：①半保留复制的结果：实验中应该出现三条DNA带：一条带是15N-15NDNA，密度最大，靠近试管底部；一条带是15N-14NDNA，其位置居中；还有一条带是14N-14NDNA，居最上。②全保留复制的结果：实验中应该出现二条DNA带：一条带是14N-14NDNA，居上；另一条带是15N-15NDNA，居下。5、结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。三、DNA分子复制的过程：1、概念：DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2、复制条件：①模板：以解开的每一段母链为模版；②原料：游离的4种脱氧核苷酸；③能量：ATP等注：解旋时能量来自ATP的水解，形成磷酸二酯键时能量来自脱氧核苷三磷酸（dNTP）中高能磷酸键的水解。④酶：解旋酶催化碱基之间H键断裂；DNA聚合酶催化脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成。3、复制过程:①解旋：在解旋酶的作用下，消耗能量，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解开的每一段母链为模板，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。③复旋：每条子链与其对应的母链盘绕形成双螺旋结构。④复制结果：形成两个完全相同的DNA分子。【合作探究】1、DNA复制有怎样的特点？①半保留复制：子代DNA分子中，都保留了亲代DNA分子中的一条连。②边解旋边复制：一般为多起点的双向复制，因此加快了复制速度，减少了DNA突变的可能性。2、DNA分子为什么能够精确复制？①DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。3、DNA复制有怎样的意义？DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。〖课堂检测〗1、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，有几条第一代脱氧核苷酸的长链（）A、2B、4C、8D、162、将大肠杆菌置于含15N的培养基中培养一段时间，然后把DNA被15N完全标记的大肠杆菌作为亲代，转移到只含14N的普通培养基培养，使其繁殖两代形成4个新个体，则它们的DNA中含14N的链与15N的链的比是（）A．3：1B．2：1C．1：1D．7：l3、DNA的复制不可能发生在（）A、细胞核中B、叶绿体中C、线粒体中D、核糖体中4、具有100个碱基对的一个DNA分子片段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制2次，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（）A、60个B、80个C、120个D、180个5、如果将细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，然后放在含14N的培养基中连续分裂4次，则最后含有标记的细胞占细胞总数的（）A.1/32B.1/16C.1/8D.1/46、某DNA分子有2000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A：G：T：C＝1：2：3：4，若该分子复制一次，则需腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是（）A．200B．300C．400D．8007、某DNA分子中共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则DNA复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（）A．7(a—m)B．8(a—m)C．7(1/2a—m)D．8(2n—m)8、用15N标记的DNA分子，放入14N培养基中进行复制，当测得含有15N的DNA分子占12.5%时，该DNA分子已复制的次数是()A．1B．2C．3D．49、某DNA分子中含有1000个碱基对（P元素只是32P）若将该DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中，让其复制两次，则子代DNA分子的相对分子质量平均比原DNA分子（）A．减少1500B．增加1500C．减少1000D．增加100010、实验室内现有如下材料：从某生物体细胞内提取的一个DNA分子，具有放射性同位素3H标记的4种脱氧核苷酸。要在实验室内合成新的DNA分子：（1）除以上物质外，还必须有能量和酶，才能合成第二代的DNA分子。（2）在第二代的DNA分子中，有2条含3H的链。（3）在第二代的DNA分子中，含有3H链的碱基序列不同（相同或不同）。（4）在第五代的DNA分子中，有2条不含3H的链。11、将大肠杆菌放在含有同位素15N培养基中培育若干代后，细菌DNA所有氮均为15N，它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N培养基中培养，每隔4小时（相当于分裂繁殖一代的时间）取样一次，测定其不同世代细菌DNA的密度。实验结果：DNA复制的密度梯度离心试验如下图所示。（1）中带含有的氮元素是15N、14N。（2）如果测定第四代DNA分子的密度，15N标记的DNA比例为1/8。（3）如果将第一代（全中）DNA链的氢键断裂后再测定密度，它的两条DNA单链在试管中的分布位置应为处于轻带和重带的位置。（4）上述实验表明，子代DNA合成的方式是半保留。12、已知某一DNA分子用15N标记（0代）将含有该标记DNA分子的细胞（或细菌）转移到只含14N的培养基中培养（进行DNA复制）若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例为，如下表：世代DNA分子的结构特点脱氧核苷酸链的数量变换规律分子总数不同DNA分子占全部DNA分子之比单链总数不同脱氧核苷酸链占全部链之比只含15N分子含14N15N杂种分子只含14N分子含15N的链含14N的链011002101201041/21/22401/21/281/43/43801/43/4161/87/8n2n02/2n1-2/2n2n+11/2n1-1/2n