搜索
第12课时DNA的复制目标导航1.证明DNA分子是半保留复制的方法和过程(选学)。2.DNA复制的过程及特点。3.探讨DNA复制的生物学意义。一、DNA分子复制的推测及实验证据1．科学家对DNA分子的复制作出了哪些推测？沃森和克里克提出的遗传物质自我复制的假说——________________：DNA分子复制时，DNA分子的____________将解开，互补碱基之间的________断裂，解开的两条单链作为复制的________，游离的脱氧核苷酸依据______________原则，通过形成__________，结合到作为模板的单链上，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．怎样证明DNA分子是半保留复制的？(选学)科学家以含有________标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，让它繁殖几代后再转移到________的普通培养液中，在不同时期收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行________，记录离心后DNA的位置。离心后试管中出现三条DNA带：一条用________表示，其密度最大，靠近试管底部；一条用________表示，其密度居中，位置也居中；还有一条用________表示，其密度最小，离试管底部最远。由此证明DNA的复制是以____________方式进行的。二、DNA分子复制的过程DNA分子的复制是一个边________边________的过程，复制需要模板、原料、能量和______等基本条件。DNA分子独特的________________结构为复制提供了精确的模板，通过________________，保证了复制能够准确地进行。1．关于DNA复制的早期推测在早期的研究中科学家们提出了三个模型，全保留复制模型、弥散复制模型和半保留复制模型。如下图表示：2．理解DNA分子复制的过程和特点。(1)概念：指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。(2)时间：细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。(3)条件：以解开的每一段母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，需要能量、DNA聚合酶等条件。(4)过程(特点)：边解旋边复制；半保留复制；多起点。3．DNA分子精确复制的原因和意义(1)DNA能精确复制的原因①DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板；②两条链上的碱基具有互补配对能力，保证了DNA复制能够精确地进行。(2)意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。三、DNA分子半保留复制的有关计算亲代DNA分子复制n代后：(1)形成的DNA分子总数为2n个。(2)其中含有亲代DNA分子母链的只有两个，占子代DNA分子总数的比值为2/2n，即1/2n－1。(3)亲代母链只有两条，占子代DNA总的脱氧核苷酸链数的2/(2n×2)，即1/2n。(4)合成的2n个DNA分子的碱基对的排列顺序是完全一样的。知识点一DNA分子复制的推测及实验证据1．在实验室里，让一个DNA分子(称为第一代)连续复制三次，那么，在第四代DNA分子中，含有第一代DNA分子链的DNA分子占()A．100%B．75%C．50%D．25%2．DNA分子的半保留复制是指()A．DNA分子中的一条链进行复制，另一条链不复制B．DNA分子中的一半进行复制，另一半不复制C．每一个子代DNA分子均保留了其亲代DNA分子中的一条单链D．DNA分子复制后，一条链仍为亲代DNA分子，另一条链为子代DNA分子知识点二DNA分子复制的过程3．在DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是()A．解旋酶破坏氢键并使DNA双链解开B．游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对C．与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链D．子链与模板链盘绕成双螺旋结构4．科研人员欲利用从生物体细胞内提取的一个DNA分子和标记了放射性同位素3H的4种脱氧核苷酸，在实验室里合成新的DNA分子。(1)除了上述几种物质外，还需______和__________。(2)在第二代所有DNA分子中含3H的单链和第三代中不含3H的单链各有______条和______条。(3)如果在DNA分子的100个脱氧核苷酸碱基对中有30个T，那么以其为模板所复制的一个新的DNA分子中应有______个G。(4)由上述实验结果可知DNA的复制方式是__________。知识点三DNA分子半保留复制的有关计算5．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6．DNA分子某片段包含m个碱基，其中胞嘧啶n个。该片段复制2次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为()A．(m－2n)/2B．(3m－6n)/2C．m－2nD．2m－4n基础落实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分子中都含有一条母链和一条子链2．如果把只含15N的DNA分子叫做重DNA，把只含14N的DNA分子叫做轻DNA，把一条链含15N、另一条链含14N的DNA分子叫做中DNA。那么，将一个完全被15N标记的DNA分子放入到含14N的培养基上培养，让其连续复制三代，则培养基内重DNA、中DNA和轻DNA的分子数分别是()A．0、2、6B．2、0、6C．2、4、2D．6、0、23．DNA分子复制时解旋酶作用的结构可以是()A.B.C．A—UD．G—C4．某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%。若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为()A．330B．660C．990D．13205．假如一个DNA分子含有1000个碱基对，将这个DNA分子放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次，则新形成的一个子代DNA分子的相对分子质量比原来增加了()A．1000B．2000C．500D．无法确定6．如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是()A．a和c的碱基序列互补B．b和c的碱基序列相同C．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与b链中同项比值相同D．a链中(A＋T)/(G＋C)的比值与d链中同项比值不同能力提升7．亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：C转变为U(U与A配对)，A转变为I(I为次黄嘌呤，与C配对)。现有一DNA片段为—AGTCG—①—TCAGC—②，经亚硝酸盐作用后，若链①中的A、C发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子代DNA片段之一为()A.—CGTTG——GCAAC—B.—GGTCC——CCAGG—C.—GGTTG——CCAAC—D.—CGTAG——GCATC—8．女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA复制速度约为4μm/min，但复制过程仅需40min左右即可完成。这是因为DNA分子()A．边解旋边复制B．一个复制点双向复制，使子链迅速延伸C．以半保留方式复制D．复制起点多，分段进行复制9．若将果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，正常情况下在该细胞形成的精细胞中，含15N的精细胞数占()A．1/8B．1/4C．1/2D．1/1610．用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期一个细胞中的染色体数目和被32P标记的染色体数目分别是()A．中期20和20、后期40和20B．中期20和10、后期40和20C．中期20和20、后期40和10D．中期20和10、后期40和10题号12345678910答案11.根据图示回答：(1)该图表示的生理过程是__________________，该过程主要发生在细胞的________部位。(2)图中的1、2、3、4、5分别是________、__________、________、________、__________。(3)假如经过科学家的测定，A链上的一段基因(M)中的A∶T∶C∶G为2∶1∶1∶3，能不能说明该科学家的测定是错误的？__________，原因是____________________。(4)以A链的M基因为模板复制出的B链，碱基比例应该是__________________。12．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)；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)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图甲所示。(1)由实验结果可以推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是__________，另一条链是________________________________________________________________________。(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA分子用同样的方法分离，请参照图甲，将DNA分子可能出现在试管中的位置在图乙中标出。答案知识清单一、1.半保留复制双螺旋氢键模板碱基互补配对氢键2．15N14N离心15N/15N15N/14N14N/14N半保留二、解旋复制酶双螺旋碱基互补配对对点训练1．D[一个DNA分子复制三次以后，共形成8个DNA分子，含有第一代DNA分子链的只有两个，所以有第一代DNA分子链的DNA分子占1/4，即25%，故选D。]2．C[DNA分子复制时，总以DNA分子解旋后的两条母链为模板，且模板链与新形成的子链间构成双螺旋结构，故新DNA分子总保留原DNA分子的一条链，因此称为半保留复制。]3．B[在DNA复制过程中，有解旋、合成子链和螺旋化等过程，但是能保证复制得到的两个DNA分子相同的机制是在复制过程中，严格按照碱基互补配对原则合成子链。]4．(1)酶能量(ATP)(2)62(3)70(4)半保留复制解析DNA复制时以解开的每一段母链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，同时还需要能量(ATP)和DNA聚合酶等酶的参与。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，这种复制方式被称为半保留复制。5．B[1个亲代DNA分子复制n代后，新形成的DNA分子中只有两条含亲代母链。]6．B[含m个碱基的DNA分子复制2次需要游离的脱氧核苷酸22×m－m＝3m个，又因其含胸腺嘧啶1/2－n/m，所以需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸3m×(1/2－n/m)＝(3m－6n)/2个。]课后作业1．D[在解旋酶的作用下，DNA分子解螺旋形成两条脱氧核苷酸长链；DNA复制是边解旋边复制的，并以解开的两条母链为模板合成两个子代DNA分子；形成的新的DNA分子中都含有一条母链和一条子链。]2．A[1个重DNA放到含14N的培养基上培养，让其连续复制3代后，总共得到8个DNA分子。而原来重DNA的两条链分别在2个子代DNA中，因此子代中有2个中DNA(含有一条母链的2个子代DNA)和6个轻DNA。]3．D[DNA分子复制时，解旋酶的作用是使DNA碱基对间的氢键断开。DNA中碱基对有G—C、A—T两种。]4．C[该DNA片段共有碱基500×2＝1000个，已知(A＋T)＝34%，所以C＝G＝1000×(1－34%)/2＝330。复制2次后共有4个DNA片段，原DNA片段上有330个胞嘧啶脱氧核苷酸分子，所以需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为330×3＝990。]5．A[新形成的子代DNA分子中一条链含32P，另一条链含31P，而一条链中含1000个碱基，因而新形成的DNA分子的相对分子质量比原来增加了1000×(32－31)＝1000。]6．C[a、d两条母链碱基互补，a、b两条链碱基互补，c、d两条链碱基互补，可推出a和c碱基序列相同，b和c碱基序列互补；两条互补链中的(A＋T)/(G＋C)相同。]7．C[链①发生脱氨基后的链突变为—IGTUG—，根据