DNA的复制2
【教案】DNA的复制+教学设计+2022—2023学年高一下学期生物人教版必修2
《DNA的复制》教学设计一、教材分析和设计思路“DNA的复制”是人教版高中生物学教材《遗传与进化》第3章第3节的内容。
本节内容包括对DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的实验证据(选学)和DNA分子复制的过程3部分内容。
DNA分子复制的推测,旨在使学生了解沃森和克里克在制作DNA模型后,推测了DNA分子的自我复制的机制这一事实,更重要的是使学生理解结构与功能的内在联系。
DNA半保留复制的实验证据很好地揭示生物学研究必须源于实证,并体现了假说—演绎法的科学研究方法,但由于证明DNA半保留复制实验的难度较大,教材将这部分内容安排为选学。
按就近发展区原则,可增加一个密度梯度离心的模拟实验作为铺垫,再引出半保留复制和全保留复制方式,然后引导学生设计实验,演绎推理实验结果,最终理解DNA半保留复制的实验验证。
二、教学目标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.概述DNA复制的条件、过程和特点。
3.通过对DNA半保留方复制方式的学习,理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
三、教学重难点1.教学重点(1)运用假说--演绎法探究DNA的复制方式。
(2)DNA复制的条件、过程和特点。
2.教学难点(1)运用假说--演绎法探究DNA的复制方式。
(2)DNA复制的过程分析和相关计算。
四、教学过程教学环节主要教学活动设计意图引入新课结合假说演绎法,对DNA复制进行问题探讨:沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道:“值得注意的是,我们提出的这种碱基特异性配对方式,暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。
”1. 碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的?2. 这句话中为什么要用“可能”二字?这反映科学研究具有什么特点?复习前概念,提出新问题,引发学习兴趣。
新知学习对DNA复制的推测1.引入沃森和克里克论文部分内容,提问:碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的?2.提问:除了半保留的方式之外,DNA复制的方式还可能有哪些?出示科学家提出的DNA全保留和半保留复制的两种假说图解,提示学生全保留复制是指母链DNA分开,分别复制形成两条子链DNA,此后两条母链DNA彼此结合,恢复原状,新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。
DNA复制课件2
大肠杆菌
结构简单,繁殖速度快
如何直观区别“母链”和子链?可以采取什么方法?
同位素示踪法
选取14N和15N作为标个问题?
密度梯度离心使其发生分层(15N质量大于14N)
一.DNA复制的推测
亲代DNA分子
第二种可能
巩固练习
1.下列有关DNA复制过程的叙述中,正确的顺序是( ) ①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间氢键合成 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤ 子链与母链盘旋成双螺旋结构 A ①③④②⑤ B ③①⑤④② C ①④②⑤③ D ③①④②⑤ 2.保证准确无误地进行DNA复制的关键步骤是( A 解旋酶促使DNA的两条互补链分离 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螺旋结构 )
课后作业
金版学案P60P61
谢谢!
子二代:
15N/15N-DNA(1/4) 14N/14N-DNA(3/4)
(2)全保留复制实验结果
世代 0 1 2
14N/14N 15N/14N 15N/15N
轻 中 重
全重
1/2轻1/2重 1/4轻3/4重
结果:两条带
P53实验步骤示意图
小结:验证半保留复制方式的方法
(1)DNA的复制是半保留复制
(1)半保留复制实验结果
世代 轻 中 重 全重 0 1 2
14N/14N 15N/14N 15N/15N
全中
1/2轻1/2中
结果:三条带
二.DNA复制方式的验证
全 保 留
亲代DNA分子
亲
代: 15N/15N-DNA (全部
DNA的复制高中生物人教版2019必修2
DNA分子是怎样进 行复制的呢?
3.3 DNA的复制
一、对DNA复制的推测
沃森和克里克紧接着发表第二篇论文,提出了遗传物质自 我复制的假说:
DNA分子复制时,DNA分子的双螺旋_解__开__,互补的碱 基之间的氢键_断__裂__,__解__开__的__两__条__单__链__分别作为复制的 模板,游离的_脱__氧__核__苷__酸___根据_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,都保留了原来的DNA分子中的一条链, 因此,这种复制方式称_半__保__留__复__制_。
14N/14N-
15N/14N-
细胞再分裂1次
提取DNA, 离心
15N/14NDNA 14N/14NDNA
重链
中链 1/2轻链 1/2中链
DNA复制方式的探究历程
——
1.DNA是如何复制的?
提出问题
假
2.推测可能的复制方式
半保留复制
说
作出假说
全保留复制
3.推理、探究几种复制模式下得到子代 DNA的可能情况,预测可能实验结果
4.复制的过程
复旋——随着解旋进行,子链不断延伸,每条 新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
合成子链——DNA聚合酶 以解开的每一条母链为模 板,以游离的4种脱氧核 苷酸为原料,按照碱基互 补配对原则,各自合成与 母链互补的一条子链
解旋——在能量驱动下, 解旋酶将DNA双螺旋解开
5.DNA复制的条件 ①模板: 亲代DNA的两条链 ②原料: 4种游离的脱氧核苷酸 ③能量 ATP ④酶 : 解旋酶、DNA聚合酶等
3.实验方法 : 同位素标记技术 4.背景知识:
分子生物学-DNA复制(二)
分子生物学-DNA复制(二)(总分:100.00,做题时间:90分钟)一、填空题(总题数:40,分数:100.00)1.大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的三种酶活性分别是______、______和______。
(分数:2.50)填空项1:__________________ (正确答案:5'→3'DNA聚合酶活性5'→3'外切酶活性3'→5'外切酶活性)解析:2.新合成的染色体DNA的分离需要 1催化。
(分数:2.50)填空项1:__________________ (正确答案:DNA拓扑异构酶Ⅱ)解析:3.真核生物染色体末端具有______结构,其作用是保护染色体,防止______和______。
(分数:2.50)填空项1:__________________ (正确答案:端粒染色体降解染色体间发生融合或重组)解析:4.DNA后随链合成的起始要一段短的______,它是由______以核糖核苷酸为底物合成的。
(分数:2.50)填空项1:__________________ (正确答案:RNA引物引发酶)解析:5.真核生物主要的DNA聚合酶有______、______、______、______和______。
其中负责真核生物染色体DNA 复制的主要是______、______和______。
(分数:2.50)填空项1:__________________ (正确答案:αβγδεαδε)解析:6. 1是真核生物DNA聚合酶6活性所必需的。
(分数:2.50)填空项1:__________________ (正确答案:PCNA)解析:7.大肠杆菌DNA复制过程中合成的RNA引物是由______的______活性切除的。
(分数:2.50)填空项1:__________________ (正确答案:DNA聚合酶Ⅰ 5'→3'外切酶)解析:8.DNA连接酶在催化连接反应时需要消耗能量,E.coli的DNA连接酶使用______,真核细胞的DNA连接酶使用______。
【课件】DNA的复制课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2
不消耗
导练
5.一个带有同位素15N标记的DNA分子,以含14N的脱氧核苷酸为原料,连续复制三次,
在合成的DNA分子中,带有15N标记的DNA分子占
√ A.12.5% B.25%
C.50%
D.100%
解析 同位素15N标记的DNA分子,以含14N的脱氧核苷酸为原料,连续复制三次, 合成的子代DNA分子共有23=8(个),DNA复制具有半保留复制的特点,其中带有15N 标记的DNA分子只有2个,故在合成的DNA分子中,带有15N标记的DNA分子占2/8= 1/4=25%。
人教版高中生物 必修2
第3章 基因的本质
第3节
DNA的复制
1 运用假说—演绎法探究DNA的复制方式(难点)。 2 概述DNA通过半保留方式进行复制(重点)。 3 理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
问题探讨
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结 构的那篇著作短文的结尾处写道:“值 得注意的是,我们提出的这种碱基特异 性配对方式,暗示着遗传物质进行复制 的一种可能的机制”
<
>
DNA的复制过程中相关计算规律
活动3 DNA复制过程中相关计算规律
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:
第一代
15N
15N
第二代
15N 14N
14N
15N 21
亲代
14N 14N 14N 14N 22
第三代
23
活动3 DNA复制过程中相关计算规律
2 发生时期: 在真核生物中,这一过程是在细胞分裂 前的间期,随着染色体的复制而完成的。
3 场所: 主要是细胞核(线粒体、叶绿体)
人教版高一生物必修第2册 DNA的复制
假说-演绎
提出 假说
留全 、保 分留 散、 复半 制保
演绎 推理
单推 链测 组子 成代
实验 验证
斯梅 塔塞 尔尔 实森 验和
得出 结论
保 留 复为 制半
DNA复制方式研究过程总结
同位素标记技术 密度梯度离心技术
生物 物理 要学、 意研化 义究学 !具技 有术 重对
DNA复制的过程
DNA复制的过程
哪种假说最可信?
• 科学假说构建原则
• 简单性原则 “奥卡姆剃刀原理”
半保留复制更符合简单性原则
哪种假说最可信?
• 科学假说构建原则
• 可检验性 “实践是检验真理的唯一标准!”
如何设计实验探究DNA复制方式?
实验思路
• 实验目的: ——探究DNA复制方式
• 确定实验变量: • 自变量: ——DNA复制的代数 • 因变量:
解旋
解旋酶催化 氢键断裂
以母链为模
合成子链 板,DNA聚
合酶催化
形成子代 形成双螺旋 DNA
DNA复制的场所和时期
真核细胞中DNA主要存在于细胞的哪个部位?据此 推测DNA复制的主要场所在哪里?
主要在细胞核
真核细胞中DNA主要以何种形式存在?据此推测 DNA复制的主要时期是什么时期?
细胞分裂间期
为探究DNA合成所需要的条件,科学家做了如下实 验。各组均为人工合成体系并保持适宜的温度和pH
离
离
低
心
心
前
离心
后
高
大肠杆菌在含 15NH4Cl的培养 基中生长若干带 转移到14NH4Cl的培 养基,细胞分裂一次
第一代
细胞再分裂一次
第二代
提取DNA 离心
DNA的复制2
3、DNA分子经过诱变,某位点上一个正常碱基(设为P)变 成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次,得到4个子代DNA分子相应 位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G,推测“P” 可能是 D A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤 C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶
4、下图是DNA复制的有关图示。A→B→C表示大肠杆菌的DNA 复制。D→F表示哺乳动物的DNA分子复制片段。图中黑点表示复 制起点,“ ”表示复制方向,“ ”表示时间顺序。
B、在氢键全部断裂之后才开始碱基互补配对
C、氢键断裂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、下列有关DNA的叙述中正确的是( A ) A.同一生物个体各种体细胞核中的DNA分子相同 B.DNA只存在于细胞核中 C.细胞缺水和营养不足将影响DNA碱基组成 D.DNA分子的单链中A+G=C+T或A+C=G+T
沃森和克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇 著名短文的结尾处写道:“在提出碱基特异性配对的 看法后,我们立即提出了遗传物质进行复制的可能机 理。 ”
第三节 遗传信息的传递
一、对DNA复制的推测
亲代DNA分子
子代DNA分子
如果要你来设计实验,你认为最基本的思路是什么?
二、DNA半保留复制的实验证据
4、复制遵循的原则:碱基互补配对原则 (1)半保留复制 (2)边解旋边复制 5、复制过程及特点: 6、复制的生物学意义: 使遗传信息在传递过程中保持了连续性 7、DNA能精确复制的原因: (1) DNA独特的双螺旋结果,提供了精确的模板 (2)碱基互补配对原则
考点一、关于DNA分子复制的理论知识
1、下列关于DNA复制的叙述,正确的是 D A、DNA分子在DNA聚合酶的作用下,水解成脱氧核苷酸
第2章 DNA的复制
- 第四节 DNA的复制 真核生物复制的特点
1、复制叉移动速度大约只有50bp/s,不到大肠杆菌得1/20。 2、真核生物每条染色质上可以有多处复制起始点:人类DNA中 每间隔3万-30万个碱基就有一个复制起始点,而原核生物只有 一个起始点; 3、真核生物的染色体在全部完成复制之前,各个起始点上DNA 的复制不能再开始,而在快速生长的原核生物中,复制起始点上 可以连续开始新的DNA复制,表现为虽只有一个复制单元,但 可有多个复制叉。 4、真核生物DNA聚合酶的特性:5种DNA聚合酶 5、端粒酶保证染色体复制的完整性。
“多莉”的衰老 研究端粒丢失的速率,预测人类的寿命 研究推测端粒酶与肿瘤的关系
第五节 DNA复制的调控
原核细胞的生长和增殖速度取决于培养条件,在不同
生长和增殖速度的细胞中DNA链延伸的速度几乎是恒定的, 但复制叉的数量不同。迅速分裂的细胞具较多复制叉,而分 裂缓慢的细胞复制叉较少并出现复制的间隙。
第五节 DNA复制的调控
真核细胞的生活周期可分为4个时期:
(1)G1:复制预备期;
(2)S:复制期;
(3)G2:有丝分裂准备期; (4)M:有丝分裂期。
DNA复制只发生在S期。
第五节 DNA复制的调控
真核细胞中DNA复制有3个水平的调控:
1.细胞生活周期水平调控,也称为限制点调控,即决定细
胞停留在G1期, 还是进入S期。——复制起点点火
5’
5’ 3’
+
3’ 复制叉到达末 3’ 端后,一条单
5’ 链被置换出来
末端碱基配对
5’
形成双链体起
3’
始点
5’
以单链为模板
3’
5’ 的DNA合成
3: 腺病毒DNA的复制
DNA分子的复制课件2
知 识 小 结
DNA分子的复制 DNA分子的复制
一、对DNA分子复制的推测 DNA分子复制的推测 DNA半保留复制的实验证据 二、DNA半保留复制的实验证据 DNA分子的复制 三、DNA分子的复制
1. 复制的概念 2. 复制的时间 3.复制的条件 复制的条件 4.复制的过程 复制的过程 5.复制的特点 复制的特点 6. 复制的结果 7. 复制的意义
⑴、G0、G1、G2三 DNA离心后的试 代DNA离心后的试 管分别是图中的: 管分别是图中的: G0 A 、 G1 B 、 G2 D 。
⑵、G2代在①、②、③三条带中DNA数 代在① 三条带中DNA DNA数 的比例是 0:1:1 。
⑶、图中①、②两条带中DNA分子所含的同 图中① 两条带中DNA分子所含的同 DNA 位素磷分别是: 位素磷分别是: 31P , 31P 和32P 。 上述实验结果证明了DNA DNA的复制方式 ⑷、上述实验结果证明了DNA的复制方式 是 半保留复制 。
3、某DNA分子中,鸟嘌呤与胞嘧啶之 和为46%,该DNA一条链(a链)中腺 嘌呤占28%,a链的互补链(b链)中 腺嘌呤占该链全部碱基的百分比是 26% _________。 4、某DNA分子中含有 30%的腺嘌呤, 该DNA分子一条链上鸟嘌呤最多可占 40% 此链碱基总数的__________。
课堂训练: 课堂训练:
1、一个DNA分子中,有腺嘌呤1500个, 腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3:1,则这个DNA分 4000 子中脱氧核糖的分子数目为______个。 2、甲DNA分子的一条链上A+C/G+T=0.8, 乙DNA分子的一条链上 A+T/G+C = 1.25,那么 甲、乙DNA分子中互补链上相应的碱基比例分 别是________和_________。 1.25 1.25
新人教版必修2DNA的复制教案
第3节DNA的复制新课标核心素养1.概述DNA分子的复制。
2.探讨DNA复制的生物学意义。
1.科学探究——通过探究DNA复制方式的实验,理解DNA半保留复制的含义。
2.科学思维——利用图示归纳法,掌握DNA 的复制过程和复制特点。
3.生命观念——结合DNA的功能和细胞分裂,理解DNA复制的意义。
知识点(一)| DNA半保留复制的实验证据1.实验材料:大肠杆菌。
2.实验方法:运用同位素标记技术。
3.实验过程4.实验结果(1)复制一次产生的DNA分子中,一条链含14N,另一条链含15N,DNA分子密度居中。
(2)复制两次产生的DNA分子中,有两个DNA分子的双链均含14N,另两个DNA分子中一条链含15N,另一条链含14N。
5.实验结论:DNA的复制方式为半保留复制。
(1)由于半保留复制,子代DNA分子继承亲代一半的遗传信息。
(×)(2)子代DNA分子中都含有一条母链和一条子链,称为半保留复制。
(√)(3)证明DNA半保留复制实验中用14N标记NH4Cl培养液来培养大肠杆菌,是通过产物的质量不同来进行区分的。
(√)(4)“半保留”复制保持了遗传信息传递的连续性。
(√)1.(科学思维)碱基互补配对原则喻示DNA的复制机制可能是怎样的?提示:喻示DNA的复制机制可能是半保留复制。
2.(科学探究)在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14N DNA(相对分子质量为a)和15N DNA(相对分子质量为b)。
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下图所示。
(1)Ⅰ代细菌DNA分子的结构是怎样的?提示:Ⅰ代细菌DNA分子中只有一条链被15N标记。
(2)Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量是多少?提示:Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质是为(7a+b)/8。
1.把培养在含轻氮(14N)环境中的单个细菌,转移到含重氮(15N)环境中,培养相当于复制一次的时间,然后将其中一个细菌放回原环境中培养相当于连续复制两次的时间后,则细菌DNA分子组成分析为()A.3/4轻氮型、1/4中间型B.1/4轻氮型、3/4中间型C.1/2轻氮型、1/2中间型D.3/4重氮型、1/4中间型解析:选A含14N的一个细菌,转移到含重氮(15N)环境中培养复制一次的时间,则所形成的子代中每个细菌DNA分子均为中间型;将其中1个细菌放回原轻氮环境中培养复制两次的时间,即细菌DNA分子复制两次,共形成4个DNA分子,而含15N的DNA(中间型)只有1个,其余均含14N(轻氮型),即1/4中间型、3/4轻氮型。
2-3-3DNA的复制
C.DNA解旋酶
D.DNA聚合酶
§3—3
DNA的复制
【基础4】一条染色单体含有1个双链的DNA分子,那么,四分体 时期中的1条染色体含有: ( B ) A.4个双链的DNA分子 C.2个单链的DNA分子 B.2个双链的DNA分子 D.1个双链的DNA分子
【拓展题】虽然DNA通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制 的准确性,但是,DNA复制仍有约10-9的错误率。请根据这一数据计 算,约为31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误, 这些错误可能产生什么影响?
§3—3
DNA的复制
【基础1】在DNA分子中,由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种(A、 G、C、T),因此,构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种,它们的名称 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 是:_____________,_____________, 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 _____________和_____________。 【基础2】从DNA分子的复制过程可以看出,DNA分子复制需要 模板 原料 能量 酶 _____、_____、_____和_____等条件。DNA分 双螺旋 碱基互补配对 子的_____结构能够为复制提供精确的模板,通过______ 保证了复制能够正确地进行。 【基础3】将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是: (D) A.DNA连接酶 B.DNA酶
§3—3
DNA的复制
·对DNA分子复制的推测 ·DNA半保留复制的实验证据 ·DNA分子复制的过程
*概念: *完成时期: *过程(半保留复制): *条件:
⑴模板:DNA分子独特的双螺旋结构,为 复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对, 保证了复制能够准确地进行。
§3—3
DNA的结构与复制2
三、DNA的复制
2、复制的起点、方向与速度
三、DNA的复制-复制的起点、方向与速度
2、复制的起点、方向与速度 以单一单位复制的任一段DNA都称为复制 子(一个复制单位)。 大多数生物体内DNA的复制都是从固定的 起始点以双向等速复制方式进行的,复制 叉以DNA分子上某一特定顺序为起点、向 两个方向等速生长前进 。
有9个蛋白和酶参与复制的起始
DnaA蛋白 识别原点顺序在特定位点上打开DNA 双链 DnaB蛋白 DNA解螺旋 DnaC蛋白 帮助DnaB蛋白 与原点结合 HU 刺激复制起始 引物酶DnaG蛋白 合成RNA引物 SSB 结合单链DNA RNA聚合酶 促进DnaA蛋白激活 DNA旋转酶 释放解螺旋时产生的张力 Dam甲基化酶 甲基化原点的5GATC序列
四、原核生物和真核生物DNA的复制特点 DNA复制时,往往先由RNA聚合酶在DNA 模板上合成一段RNA引物,再由DNA聚合 酶从RNA引物3 ’端 开始合成新的DNA链。 对于前导链来说,这一引发过程比较简 单,只要有一段RNA引物,DNA聚合酶就 能以此为起点一直合成下去。
四、原核生物和真核生物DNA的复制特点 (3)复制的引发和终止: 大肠杆菌复制起点处引发的DNA复制如下 图,对于滞后链的引发需要引发体来完成 (6种蛋白质参与,并与引发酶进一步形成 引发体来完成)。 一般说来,链的终止不需要特定的信号, 也不需要特殊的蛋白质参与 。
在大肠杆菌DNA的复制中,每聚合109~1010个碱基 的才出现一个错误。 1)碱基配对原则 2)引物RNA的作用 3)DNA聚合酶的校正阅读作用
四、原核生物和真核生物 DNA的复制特点
2、真核生物DNA的复制特点
四、原核生物和真核生物DNA的复制特点 2、真核生物DNA的复制特点
2021--2022学年 人教版 选择性必修二 DNA的复制 教案
第3节DNA的复制课标要求核心素养概述DNA分子通过半保留方式进行复制。
1.生命观念:说出DNA复制的过程和特点。
2.科学思维:根据碱基互补配对原则进行DNA 复制的相关计算。
3.科学探究:分析探究DNA复制的实验方法、实验过程和实验结果。
[学生用书P54]一、DNA半保留复制的实验证据1.实验材料:大肠杆菌。
2.实验技术:同位素标记技术和离心技术。
3.实验原理两条链被标记情况密度大小离心位置都是15N最大靠近试管的底部一条15N,一条14N居中位置居中都是14N最小靠近试管的上部4.实验过程5.实验结果(1)提取亲代DNA→离心→位置靠近试管底部。
(2)繁殖一代后,提取DNA→离心→位置居中。
(3)繁殖两代后,提取DNA→离心→1/2位置居中、1/2位置更靠上。
6.实验结论:DNA的复制是以半保留的方式进行的。
[提醒]利用密度梯度离心分离不同密度的DNA分子。
二、DNA复制的过程(1)DNA复制遵循碱基互补配对原则,子代DNA中两条链均是新合成的。
(×)(2)植物细胞的线粒体和叶绿体中也可发生DNA 的复制。
(√)(3)在一个细胞周期中,DNA 复制过程中的解旋发生在两条DNA 母链之间。
(√)(4)DNA 复制就是以亲代DNA 的一条链为模板合成子代DNA 的过程。
(×)(5)DNA 复制一旦完成,亲代DNA 不再存在,模板链依然存在。
(√)知识点一 DNA 的复制[学生用书P55]1.对DNA 复制的拓展理解(1)复制的场所在自然状态下,生物的DNA 均在细胞中复制 ⎩⎪⎨⎪⎧原核生物⎩⎨⎧拟核(主要)细胞质(如质粒)真核生物⎩⎨⎧细胞核(主要)线粒体叶绿体病毒:在活的宿主细胞内(2)DNA 的复制往往是从多个起点同时进行的,如下图所示:①解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。
②DNA 聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。
2.DNA 的半不连续复制DNA 的半不连续复制模型(1)DNA 半保留复制时,DNA 的两条链都能作为模板,同时合成两条新的互补链。
高中生物 DNA的复制课后检测2
德钝市安静阳光实验学校课后检测 融会贯通作业时限:30分钟作业满分:50分一、选择题(每小题2分,共24分)1.下列有关DNA 复制的说法中正确的是( ) A .在无丝分裂过程中没有DNA 的复制 B .生物体内DNA 的复制都是发生在细胞内C .DNA 复制所合成的新DNA 分子与亲代DNA 分子完全相同,不可能出现变化D .DNA 复制只能在生物体内进行,而在实验室内不能进行2.某DNA 分子共有a 个碱基,其中含胞嘧啶m 个,则该DNA 分子复制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(12a -m)D .8(2a -m)3.DNA 聚合酶是DNA 复制过程中必需的酶,如下图所示,图中的曲线a 表示脱氧核苷酸含量,曲线b 表示DNA 聚合酶的活性,由图可以推知( )A .间期是新的细胞周期的开始B .间期细胞内发生了蛋白质的不断合成C .间期细胞内发生RNA 复制D .间期细胞内发生DNA 复制4.DNA 分子复制时,解旋酶作用的部位应该是( )A .腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键B .腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键C .脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键D .脱氧核榶与磷酸之间的化学键5.1个DNA 复制,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6.用32P 标记了玉米体细胞(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,在第二次细胞分裂中期、后期,一个细胞中的染色体总条数和被32P 标记的染色体条数分别是( ) A .中期20和20、后期40和20 B .中期20和10、后期40和20 C .中期20和20、后期40和10 D .中期20和10、后期40和107.下列关于DNA 复制的叙述中,不正确的是( )A .DNA 的复制过程是边解旋边复制B .在叶肉细胞中DNA 的复制发生在细胞核、叶绿体和线粒体中C .DNA 复制过程中,要消耗ATP 并且需要酶的催化D .DNA 复制需要的原料是脱氧核糖核酸8.半保留复制方式使DNA 分子( )A .分子结构具有相对稳定性B .能精确进行自我复制,保证代与代之间的连续性C.能够精确地指导蛋白质合成D.能产生可遗传的变异9.含31P的DNA分子利用含32P的原料复制一次后形成的两个子代DNA分子( )A.比重相同,所携带的遗传信息相同B.比重不同,所携带的遗传信息相同C.比重相同,所携带的遗传信息不同D.比重不同,所携带的遗传信息不同10.下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )A.DNA复制时,严格遵循A-U、C-G的碱基互补配对原则B.DNA复制时,两条脱氧核糖核苷酸链均可作为模板C.DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制D.脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链11.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是( ) A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子B.甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次答案1.B 在无丝分裂过程中同样有DNA的复制,否则遗传物质就不能保持稳定性;DNA复制所合成的新DNA分子一般与亲代DNA分子相同,但也有可能发生改变——基因突变,这是生物变异的一个主要来源;DNA复制也可以在实验室内进行——PCR技术。
DNA的复制和修复(2)
SSB
RNA引物
3 滞后链 ´5
´5 3´ ´ 前一个冈崎片段 的RNA引物
复制叉移动方向
滞后链合成(DNA聚合酶III )
(c)
2021/3/5
21
大肠杆菌复制 体结构示意图
-复合物
聚核合心酶酶III
-夹子
前导链
-聚体
-夹子 RNA引物
2021/3/5
拓扑异构酶II
解螺旋酶 引物合成酶 引发体 RNA引物
5 TTTTGGGGTTTTG
5´ TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGTTTT 3´
3´ AA ´
CCAAAACCCCAAAACCCCA 3´ AA
n
3´
5
整合和 ´
杂交
5 TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG
3´ AA ´
CCAAAACCCCAAAACCCCA
3´
5
´
移位和
酶活力百分比 外切酶活力
~80% 无
10 ~15% 无
2 ~15% 无-
10 ~25% 5-3 外切酶
2021/3/5
31
端粒酶(telomerase)
DNA复制需要引物,但在线形DNA分子末端不可能通过正 常的机制在引物被降解后合成相应的片段.如果没有特殊的机 制合成末端序列,染色体就会在细胞传代中变得越来越短。 这一难题是通过端粒酶的发现才得到了澄清,端粒酶是一种 含RNA的蛋白复合物,实质上是一种逆转录酶,它能催化互 补于RNA模板的DNA片段的合成,使复制以后的线形DNA分 子的末端保持不变。
& stahl用同位素
示踪标记加密度
梯度离心技术实
验,证明了DNA是 采取半保留的方
2-3-3DNA的复制 (2)
由此可总结出:
DNA复制的特点——半保留复制
• DNA复制的过程——边解旋边复制 DNA复制的原则——碱基互补配对
DNA复制的准确性如何保障?
独特的双螺旋结构为复制提供模板 碱基互补配对原则使复制准确无误
DNA复制的意义?
8、复制的意义:
•使遗传信息从亲代传递给子代,保持遗传信息的 连续性,使本物 种保持相对稳定和延续。 •由于复制差错而出现基因突变,从而为进化提供 原始选择材料。
减数分裂的第一次分裂间期 3、复制场所 :细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 4、复制条件 : (1) 模板:亲代DNA的两条链(两条母链)。 (2) 原料:细胞核中有的四种脱氧核苷酸
(3) 酶:解旋酶、 聚合酶mary of DNA synthesis at a single replication fork.
DNA的复制
□ DNA是遗传物质,作为遗传物质的首要条件是必须能自我复 制。 □ Watson和Crick阐明的DNA模型预示了DNA具有复制的能力, 通过氢键配对的方式复制新链。 □ 曾设想有三种复制方式:(1)半保留式;(2)保留式; (3)分散式。
1958年,Meselson等证明DNA的复制是半保留式的。
DNA复制的过程
①解旋:在解旋酶的作用下, 双链螺旋的DNA打开氢键,解开成 为两条单链,每条单链均作为模板 合成新的DNA。
②合成:以二条母链为模 板,四种脱氧核苷酸为原料, 按碱基互补配对原则合成为二 条新的子链。
③复旋:一条母链和一条子链螺
旋成为一个新的DNA分子。
总结:
1个DNA→2条DNA单链(母) →2母+2子→
• DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的( ) A. 分裂前期 B. 分裂中期 C. 分裂后期 D. 分裂间期
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T G T T
原亲代DNA的单链
G
G
C
T
以亲代DNA的一条单链为模板进行复制
G C
A
A C A A C
T G T T G
A C 原亲代DNA A 的一条链 A C
T G T T G
形成两条子代DNA G C G
A T A
C
T
G
C
G
C
A C A A C
T G T T G
A
T
C G 新合成的 A T 另一条链 A C T G
真核生物:细胞核(主要)、叶绿体、线粒体 原核生物:细胞质 模板:亲代DNA分子的两条链
★4条件:
原料: 游离的4种脱氧核苷酸(A、G、C、T) 能量: ATP (呼吸作用提供) 酶: 解旋酶、DNA聚合酶等
5、DNA复制的过程
利用 细胞提供的能量(ATP),在 解旋酶 的 ①解旋: 作用下,把两条螺旋的双链解开 四种游离
1、一个DNA连续条?子链多少条?
解析:所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”,并图示分 析。 A T TA 根据半保留复制和碱基互补配对原则 解: GC
CG
连续第一次复制
AT TA GC CG A T T A GC CG
DNA分子数= 2n
(2)脱氧核苷酸链数 2 ①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数: n+1条
②亲代脱氧核苷酸链数:
2条
2n+1-2条
③新合成的脱氧核苷酸链数:
(3)消耗的脱氧核苷酸数
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核 苷酸m个,则经过n次复制后需要消 耗该脱氧核苷酸个数为:
m( 2n-1)
1.一个有N15标记的DNA分子放在没有 标记的环境中培养,复制5次后标记的 DNA分子占DNA分子总数的: A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/32 2.1个DNA分子经过4次复制,形成16个DNA 分子,其中不含亲代母链的DNA分子为: A.2个 C.14个
答:DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数是 m (2n ﹣1)(1/2﹣ a%)。
结构 复制 简答1 简答2 简答3 简答4 计算1 计算2
亲代DNA分子经 n 次复制后,则
(1)DNA分子数
①子代DNA分子数: 2n个
②含亲代母链的DNA分子数: 2个
③不含亲代母链的DNA分子数: 2n-2个
亲代DNA分子经 n 次复制后,则
A.7(a-m) C.7(a/2-m)
C
B.8(a-m) D.8(2a-m)
7.具有1000个碱基对的某个DNA分子区 段内有600个腺嘌呤,若连续复制两次,则 需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目为
A.400 C.1200
B.600 D.1800
C
8.某一个DNA的碱基总数中,腺嘌呤 为200个,复制数次后,消耗周围环境 中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个,该 DNA分子已经复制了几次(是第几代) A.三次(第四代) B.四次(第五代) C.五次(第六代) D.六次(第七代)
G
C
G
C
DNA复制后产生的每个子代DNA分子中,都有一条 A T A T 所以DNA复制特点之二是: 单链是原DNA保留下来的,而另一条单链是新合成 进行半保留复制 G G C C 的。这种复制方式我们称其为半保留复制。
这样的一个 只有一个 DNA 分子经 带标记的 复制后,子 DNA分子
带标记的链
的脱氧核 苷酸 以解开的每一段母链为 模板 ,以_____ ②合成子链:为原料,遵循 碱基互相配对 原则,在有 关 酶 的作用下,合成与母链互补的子
链
每条子链与其对应的 母链 盘旋 ③形成子代DNA: 成双螺旋结构,形成 两 个与亲 代 完全相同 的DNA
6、DNA复制的特点、原则
① 边解旋边复制
4、 DNA的碱基只有
4
种,而分子结构具
有 多样 性,这完全是碱基对的 排列次序 千变万化的结果。
结构
复制
简答1
简答2
简答3
简答4
计算1
计算2
• 北京奥运会会徽“中国印舞动的北京”
怎样将这枚会徽复制成 两个完全一样的印章?
何谓复制?
所谓DNA的复制就是指新DNA的合 成 就是产生两个跟亲代DNA完全相同 的新 DNA分子的过程.
B
9.某双链DNA分子中共有含N碱基 1400个,其中一条单链上(A+T): (C+G)=2:5。问该分子连续复制 两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷 酸的数目是 A.200个 C.600个
C
B.400个 D.1000个
10.一双链DNA分子中G+A=140个, G+C=240个,在以该DNA分子为模 板的复制过程中共用去140个胸腺嘧 啶脱氧核苷酸,则该DNA分子连续 复制了几次 A.1次 C.3次
排在外侧的 脱氧核糖 和 磷酸 交替连接构成基本骨架,通过 氢键连 接起来的碱基对 排列在内侧。碱基对的组成规律是 嘌呤 与 嘧啶 配 对, 腺嘌呤 (A)一定与 一定与 做
胞嘧啶 碱基互补配对 原则。 胸腺嘧啶(T)配对, 鸟嘌呤
(G)
(C)配对,反之亦然,这种一一对应的关系叫 种,碱基对只有 两
C
B.2次 D.4次
11、一个DNA分子中有碱基A20个, 占全部碱基的20%,若DNA连续 复制2次,需要碱基C( )C A、20个 B、30个 C、90个 D、120个
12.一双链DNA分子,在复制解旋时, 一条链上的G变成了C,则DNA经n次 复制后,发生差错的DNA占
A.1/2 C.1/2n
解析:先求出亲代DNA中G=C=?每两条新链所必需的鸟嘌呤(G)数 等于亲代DNA胞嘧啶(C)数,再求出DNA复制n代后子链数;最后求 出DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数。 解: 因为A=ma%,A=T、G=C, A+T= 2ma%, 所以G=C=m(1/2﹣ a%),每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等 于亲代DNA胞嘧啶数= m (1/2﹣ a%) DNA复制n代后子链数=2n+1 ﹣2 DNA连续复制n代后需要 鸟嘌呤=[(2n+1 ﹣2 )/2] m (1/2﹣ a%) = m (2n ﹣1)(1/2﹣ a%)
A 间期
B 前期
C 中期
D 不能确定
5、DNA的复制是在细胞的 有丝 分裂和 减数 第一次分裂前的 间 期 进行的。复制是指以 亲代DNA分子为模板来合成 子代DNA分子的过程。
复制特点是 边解旋边 。复制过程必需以 亲代DNA分子一条链
板、 脱氧核苷酸 为原料、 ATP 件,
DNA分子双螺旋结构
半保留复制 的复制为“
,新形成的
链、又含一条 子
链,因此,称DNA
”。
结构
复制
简答1
简答2
简答3
简答4
计算1
计算2
8、DNA复制过程中的等量关系
一个DNA分子连续复制4次,可得到几个子 代DNA? 其中有几个DNA分子含有原来的DNA链? 16个 2个
一个DNA复制n次后,得到( n ) 2 个子代DNA
G
C
边解旋边复制
C
G
C
A C A A C
T G T T G
A C A A C
T G T T G
G
A
C
T
G
A
C
T
形成两条完全相同的子代DNA G C G C
A C A A C
T G T T G
G
A
C
T
G
C 简单重复复制过程
A C A A C
T G T T G
G
A
C
T
G
C 解旋,打开氢键。
A C A A C
A
B.1/2n-1 D.1/2n+1
13.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA 分子,这两个新的DNA分子( C )
A.分别由两条母链和两条子链形成 B.两条母链和两条子链随机结合而成 C.分别由一条子链及一条母链结合而成 D.一条子链与另一条子链的母链结合
14.下列关于DNA复制过程中,正确顺序是( C )
脱氧核苷酸链数= 2n+1 母链数= 2 子链数= 2n+1 ﹣2
连续第二次复制
AT TA GC CG AT TA GC CG AT TA GC CG A T TA GC CG
连续第n次复制
答:一个DNA连续复制n次后, 共有2n个DNA,2n+1条脱氧核苷 酸链,母链2条,子链2n+1﹣2条
2、一个DNA的碱基A占碱基总数的a%,碱基总数 为m,连续复制n次后,共需要G多少个?
一分子 磷酸
、一分子 脱氧核糖
、一分子
组成)。
组成DNA的碱基共有 4 种(符号表示为 A T G C ),脱氧核苷 共有 4 种(名称是① 腺嘌呤脱氧核苷酸 、② 胸腺嘧啶脱氧核苷酸、
③ 胞嘧啶脱氧核苷酸
、④ 鸟嘌呤脱氧核苷酸
)。
结构
复制
简答1
简答2
简答3
简答4
计算1
计算2
3、 DNA的双螺旋结构是由 两条 平行的 脱氧核糖核酸长链 盘旋 而成,
② 半保留复制
★原则: 碱基互补配对原则
7、准确复制的原因、意义 双螺旋结构 ①DNA分子独特的________ 提供精确的模板
②通过碱基互补配对 保 证了复制准确无误。
原因:
意义: 将遗传信息从亲代传给子代,
保持了遗传信息的稳定性、 连续性
5、DNA的复制是在细胞的 有丝 分裂和 减数 第一次分裂前的 间 期 进行的。复制是指以 亲代DNA分子为模板来合成 子代DNA分子的过程。
代中有几个 这样的一个 带标记的 DNA 分子经 DNA分子 复制后,子 没有带标 代中有几个 记的DNA 带标记的 分子 DNA分子