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-1-第三节DNA的复制及基因是有遗传效应的DNA片段制定人：贾莉审核人：赵明海使用日期：2019年3月29日学习目标：1.概述DNA分子的复制。2.探讨DNA复制的生物学意义。温故知新：下图所示DNA分子平面结构图，仔细阅图回答下列各问：（1）写出图中各编号的中文名称：①磷酸基；②脱氧核糖；③胞嘧啶；④胞嘧啶脱氧核苷酸；⑤腺嘌呤；⑥鸟嘌呤；⑦胞嘧啶；⑧胸腺嘧啶；⑨氢键（2）图中共有脱氧核苷酸_8_个，碱基_4_对。（3）如果将细胞培养在含15N的同位素培养基上，则能在此图的_③～⑧中均可_成分（填写编号）上可以测到15N。（4）如果将细胞培养在含32P的同位素培养基上，则能在此图的_①_成分上可以测到32P自主学习：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_半保留复制_二、DNA半保留复制的实验证据（选学）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，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，设计了实验。2.实验过程同位素：14N、15N，标记NH4Cl培养液培养大肠杆菌方法：分析：①离心处理后，为什么子一代DNA只有杂合链带？半保留复制②子二代DNA出现了轻链带和杂合链带，说明了什么？半保留复制结论：上述实验证明，在新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条母链这种复制方式是：半保留复制培养基类型结果在试管（离心管）中位置亲代15N15N/15N底部，重带子一代14N15N/14N中部，中带子二代14N15N/14N、14N/14N中部，中带上部，轻带-2-典型例题：DNA复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。(1)根据图3—6中的示例对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是亲代的（或15N/15N）而另一个是新形成的（或14N//14N）；②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有_一条链来自亲代DNA分子,另一条链是新形成的_；③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中每条链中一些片段是母链而另一些则是子链片断。(2)究竟是哪种复制方式呢？请同学们设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：①在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA(对照)②在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心方法分离实验预测：①如果与对照(14N/14N)相比，子代I能分辩出两条带一条轻带和一条重带，则可以排除_半保留和分散复制_。②如果子代I只有一条中等密度带，则可以排除全保留复制，但不能肯定是半保留复制还是分散复制；③如果子代I只有一条中等密度带，再继续做子代IIDNA密度鉴定，若子代II可以分出中等密度带和轻密度带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制；④如果子代II不能分出中等和轻密度两条带，则排除半保留复制,同时确定为分散复制.三、DNA分子复制的过程1．场所：主要在_细胞核，还有_线粒体、叶绿体_。2．时期：_有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期_。3．条件：⑴模板是DNA的两条链；⑵原料是4种脱氧核苷酸；⑶能量是ATP分解提供；⑷酶是解旋酶和DNA聚合酶。4．结构基础：DNA独特的双螺旋结构。5．原则：碱基互补配对原则。6．过程：母链解旋——合成——延伸和盘绕。7．结果：形成两个DNA分子。8．特点:A.边解旋边复制；B.半保留复制。9．意义：将亲代的_遗传信息_传递给子代，使前后代保持了一定的_连续性_，从而保证了亲子代间性状相似典型例题：1、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2、一条染色体含有一个双链DNA分子，经复制后，一条染色单体含有（）A、两条双链DNA分子B、一条双链DNA分子-3-C、一条单链DNA分子D、四条双链DNA分子3、保证准确无误的进行DNA复制的关键步骤是（）A、解旋酶促使DNA的两条链分离B、游离的脱氧核苷酸与母链碱基进行互补配对C、配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链D、模板母链与互补子链盘绕成双链结构四．DNA半保留复制的应用（1）一个DNA分子复制n代，生成的子代ＤＮＡ分子的数目为２ｎ个；此公式也适用于噬菌体或细菌的增殖，因为这两者每个个体只含有一个ＤＮＡ分子。（2）一个DNA分子复制n代，生成的子代ＤＮＡ分子中含母链（0代DNA分子链）的子代DNA分子占子代DNA分子总数的比例为2/２ｎ；推导过程如下：①无论复制几代，含有母链的始终只有2个DNA分子；②复制n代生成的子代DNA分子总数是２ｎ个２ｎ个（3）一个DNA分子复制n代，要从环境中获得某种脱氧核苷酸或碱基的数目为（２ｎ－1）×X；（X是指一个DNA分子中该种脱氧核苷酸或碱基的数目）推导过程如下：（参上图）２ｎ个1个（２ｎ－1）个①n代时所生成的所有DNA可看作原来的1个亲代DNA分子和另外新形成的（２ｎ－1）个DNA组成；②新形成的DNA分子与亲代DNA分子完全相同，若原来亲代DNA分子中含某种脱氧核苷酸或碱基的数目为X，则新形成（２ｎ－1）个DNA需从环境中获得某种脱氧核苷酸或碱基的数目为（２ｎ－1）×X典型例题：4、具有100个碱基对的一个DNA分子区段，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、在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42﹪，若其中一条链中胞嘧啶占该链碱基总数的24﹪，胸腺嘧啶占30﹪，那么在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占A、12﹪34﹪B、21﹪52﹪C、34﹪12﹪D、58﹪30﹪6、已知某DNA分子长度达30mm，DNA复制速度约为4um／min，但复制整个过程的完成时间仅需30min多，这主要是因为()A．边解旋边复制B．以半保留方式复制C．有许多复制起点即分段复制D．DNA双链同时复制-4-7.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．48．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1000五．基因是有遗传效应的DNA片段每个DNA分子上含有_多个多种_基因。基因是_具有遗传效应的DNA_片段。遗传信息蕴藏在4种_碱基（或脱氧核苷酸）的排列顺序_中。DNA分子的多样性源于_碱基（或脱氧核苷酸）的排列顺序_的多样性。特异性源于每个DNA分子的碱基特定的_排列顺序_。课堂检测：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2.DNA分子能自我（准确）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.①②B.②③C.③④D.①④3.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/nB.1/2nC.2/nD.1/25.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.1/32B.1/16C.1/8D.1/46.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7.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8.1个DNA复制成2个DNA，这两个携带完全相同遗传信息的DNA分子彼此分离发生在（）A.细胞分裂间期B.减数第一次分裂后期C.减数第一次分裂后期和有丝分裂后期D.减数第二次分裂后期和有丝分裂后期9.含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞移至含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到结果如图。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分-5-子的位置，请回答：(1)G0、G1、G2三代DNA离心后得试管分别是图中的G0_A,G1__B,G2_D_。⑵G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是_0:2:2_。⑶图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带①31P/31P，条带②32P/31P⑷上述实验结果证明DNA的复制方式是半保留复制。DNA的自我复制能使生物的遗传信息保持相对稳定。①②③ABCD-6-答案温故知新：（1）①磷酸基②脱氧核糖③胞嘧啶④胞嘧啶脱氧核糖核苷酸⑤腺嘌呤（A）⑥鸟嘌呤（G）⑦胞嘧啶（C）⑧胸腺嘧啶（T）⑨氢键（2）8；4（3）③～⑧中均可（4）①自主学习与要点讲解：一、半保留复制；二、1.大肠杆菌；同位素示踪技术；2.14N；15N；一条母链；半保留复制三、1.以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程2.时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期;模板：DNA的每一条链;原料：游离的四种脱氧核苷酸;能量：ATP;酶：解旋酶、聚合酶等；场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体；过程：边解旋边复制；结果：一个DNA形成了两个完全相同的DNA分子；四、意义：将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1-5DABCC6-8BBD9、⑴A；B；D⑵0：2：2⑶31P/31P32P/31P⑷半保留复制;遗传信息培养基类型结果在试管中位置亲代15N15N/15N重带子一代14N15N/14N中带子二代14N15N/14N，14N/14N轻带、中带