3-3DNA复制
高中生物必修2课件：3-3 DNA的复制
[解析] 轻氮(14N)环境中一细菌转移到重氮(15N)环境中 培养相当于复制一轮的时间后，DNA分子全为15N/14N，再返 回轻氮(14N)环境中培养复制两次，产生4个DNA分子，3/4轻 氮型、1/4中间型。
方法技巧提升
[例]
某校的一个生物活动小组要进行研究性学习，对
生物学史上的经典实验进行验证，也是研究性学习的内容之 一。这个小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方 式进行探索，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA 是半保留复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了下列 实验程序，请完成实验并对结果进行预测。
[答案]
A
(探究创新题)科学家在研究DNA分子复制方式时进行了 如下的实验(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，实验 结果见相关图示)：
(1)为了证明DNA复制的特点为半保留复制，请设计完成 实验三(用图示和有关文字补充在上图中)，并画出结果C。 (2)该过程中，实验一、实验二起________作用。若用
1．运用DNA半保留复制特点，解决消耗某种脱氧核苷酸 数量问题时，应注意亲代DNA分子的两条母链被保留下来， 不需消耗原料。 2．在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过n次复制还 是第n次复制。
典 例 导 析
实验室内模拟DNA复制所需的一组条件是 ( ) ①有关酶 ②能量 ③DNA模板 ④RNA引物 ⑦适宜的光照
3．实验结果应是： (1)一条带是其密度最大，最靠近试管底部，可用 ________表示。 (2)一条带是其密度居中，位置也居中，可用__________ 表示。 (3)一条带是其密度最小，离试管底部最远，可用 ________表示。
3-3DNA的复制课件 高一下学期 生物人教版必修2
两条链被标记情况 都是15N
一条15N，一条14N 都是14N
密度大小
离心位置
最大 靠近试管的__底____部
居中 位置__居__中____
最小 靠近试管的__上____部
核心任务1：
请各小组按照DNA复制方式的三种假说分别 进行演绎推理，将预测的实验过程和结果画在 错题分析本上，并进行展示交流。
25
DNA复制的意义：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。
四、DNA复制中的有关计算
① ② ③
亲代 子一代
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
子二代 子三代
②含亲代母链的DNA分子数： 2个
5’
3’
3’
5’
沃森和克里克大胆地作出假说
一、对DNA复制的推测
预习反馈
请阅读《必修2》P53第1自然段及图3-9，阐述沃森和克里克
对于遗传物质自我复制的假说内容。
DNA复制时，DNA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
演绎推理 DNA分子数
半保留复制
全保留复制
亲代
1个
子一代
2个
子二代
4个
重带
重带
均为中带
1个重带，1个轻带
2个中带，2个轻带 1个重带，3个轻带
实验检验 科学家完成上述实验，结果如下：
亲结代论：DNA的复制子是一以代半保留的方子式二进代行的 实验结果与半
中带
轻带 中带
保留复制的预 期结果一致
3-3DNA的复制 课件 高一下学期生物人教版必修2
①解旋——在能量驱动下， 提示：DNA聚合酶的合成方向是5´→3´，这也是核苷酸
解旋酶将DNA双螺旋解开 链的方向
友情学校：大庆实验中学
课件创意：一生唐
三、DNA复制的过程
5.条件：
(1)模板：亲代DNA的两条链(两条母链)
(2)原料：四种脱氧核苷酸(No:A、G、C、T)
(3)酶：解旋酶、 DNA聚合酶等
染色体
置于不含T含BrdU 的培养基培养
DNA
置于不含T含BrdU 的培养基培养
染色体中只含有T
第一次有丝分裂中期
预测全保留和弥散复制时，第一次和第二 次有丝分裂中期时染色单体的染色情况？
友情学校：大庆实验中学
第二次有丝分裂中期
课件创意：一生唐
二、DNA半保留复制的实验证据---真核生物
实验结果符合半 保留复制的预期
旁栏.思考
第一代只出现一条居中的DNA条带，
这个结果排除了哪种复制方式？ 【答案】第一代只出现一条居中的DNA
条带，这个结果排除了全保留复制的
方式。
友情学校：大庆实验中学
真核生物的DNA复制可以采用上述方法研 究吗？为什么？
课件创意：一生唐
二、DNA半保留复制的实验证据---真核生物
BrdU可以用代替T与碱基A进行互补配对。 若DNA中含有T，则染色体经吉姆萨染色为深色； 若DNA中只含有BrdU，则染色体经吉姆萨染色为浅色。
友情学校：大庆实验中学
第二次有丝分裂中期
课件创意：一生唐
三、DNA复制的过程
回顾学过的知识及认真观看以下视频回答问题 1.主要的遗传物质是什么？ 2.DNA 分 子 主 要 存 在 哪 里 ？
亲代DNA复制
-A
3-3 DNA的复制
第3节DNA的复制基础巩固一、选择题1．细胞每次分裂时DNA都复制一次，每次复制都是()A．母链和母链，子链和子链，各组成一条子代DNAB．每条子链和与它碱基互补配对的母链组成子代DNAC．每条子链随机地和两条母链之一组成子代DNAD．母链降解，重新形成两个子代DNA[答案] B[解析]每次复制形成的两个子代DNA都是由每条子链和与它碱基互补配对的母链组成。
2．DNA之所以能够自我复制，根本原因之一是()A．不同DNA分子具有不同的碱基排列顺序B．不同DNA分子具有不同的碱基数目C．两条链上的碱基严格按碱基互补配对原则配对D．不同DNA分子具有不同的空间结构[答案] C[解析]DNA之所以能够准确无误地自我复制，是由两条链上的碱基严格按碱基互补配对原则配对。
3．DNA分子的半保留复制方式使DNA()A．分子结构具有相对稳定性B．能精确地进行自我复制，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．产生可遗传变异的机会[答案] B[解析] DNA 分子的半保留复制方式使DNA 能精确地进行自我复制，保证代与代之间的连续性。
4．一个被放射性元素标记的双链DNA 分子噬菌体侵染细菌后，若此细菌破裂后释放出200个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的( )A ．1%B ．2%C ．25%D ．50%[答案] A[解析] 根据题意，一个被放射性元素标记的双链DNA 分子的噬菌体，侵染细菌后，按照DNA 分子的半保留复制特点所释放出的噬菌体中具有放射性元素的噬菌体占总数的1%。
5．若有一个控制有利性状的DNA 分子片段为=====ATGTG TACAC，要使其数量增多，可进行人工复制，复制时应给予的条件错误的是( )A ．ATGTG 或TACACB ．4种脱氧核苷酸(A 、U 、G 、C)C ．解旋酶和DNA 聚合酶等D ．ATP[答案] B[解析] 此题考查DNA 分子复制需要的条件：模板、原料、酶和能量。
3-3DNA的复制
第3章· 第3节
红对勾系列丛书
第3章· 第3节
红对勾系列丛书
A．DNA能产生可遗传的变异
)
B．DNA能自我复制
C．DNA是遗传物质 D．DNA能控制蛋白质合成
第3章· 第3节
红对勾系列丛书
解析：噬菌体侵染细菌的实验中，侵入细菌体内的 噬菌体DNA不但能复制，而且能指导蛋白质的合成，从
而形成子代噬菌体的蛋白质外壳，证明DNA是遗传物质。
在整个过程中，不能证明DNA能产生可遗传的变异。 答案：A
每一条母链作为模板，是半保留复制，即复制完成后， 形成了两个完全相同的DNA分子，每个新DNA分子中含 有一条母链和一条子链。 答案：D
第3章· 第3节
红对勾系列丛书
3．将一个DNA分子进行标记，让其连续复制四次， 在最后得到的DNA分子中，被标记的DNA链占DNA总链 数的( 1 A. 32 1 C. 8 ) 1 B. 16 1 D. 4
红对勾系列丛书
8．某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从而 达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处在细胞 周期的( ) B．前期 D．后期
A．间期 C．中期
第3章· 第3节
红对勾系列丛书
解析：DNA复制发生在有丝分裂间期或减数第一次 分裂间期，因此药物也在间期发挥作用。
答案：A
第3章· 第3节
记DNA的细菌放在15N的培养基上培养，或是15N标记
第3章· 第3节
高中生物第二册 3 3 DNA的复制 练习((含答案)
第3章基因的本质第3节DNA的复制一、选择题1．将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶（）A．DNA连接酶B．限制性核酸内切酶C．DNA解旋酶D．DNA聚合酶【答案】D【解析】DNA连接酶用于基因工程中，可以将两个DNA片段连接起来，A错误；限制性核酸内切酶用于基因工程中，可以切割目的基因或质粒，B错误；DNA解旋酶用于DNA分子复制时，将DNA 分子双螺旋结构解开并使氢键断裂，C错误；在DNA分子复制时，DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸连接成DNA单链，进而和其母链形成新的DNA分子，D正确。
2．以DNA的一条链“…-A-T-C…”为模板，经复制后的子链是（）A．…-T-A-G-…B．…-U-A-G-…C．…T-A-U-…D．…-T-U-G-…【答案】A【解析】DNA分子复制时，严格按照碱基互补配对原则进行，即A与T配对，G与C配对，故可知若以DNA的一条链“…-A-T-C…”为模板，经复制后的子链是“…-T-A-G-…”，即A正确。
3．下列关于DNA复制过程的正确顺序是（）①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键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状结构A．①③④②⑤B．①④②⑤③C．①③⑤④②D．③①④②⑤【答案】D【解析】DNA复制过程是：③DNA首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，①互补碱基对之间氢键断裂，④以解旋后的每一条母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，进行碱基互补配对，②互补碱基对之间形成氢键，⑤每条子链与其对应的模板母链盘旋成双螺旋状结构。
故选D项。
4．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（）A．B．C．D．【答案】D【解析】亲代DNA双链用白色表示，DNA复制方式是半保留复制，因此复制一次后得到的两个DNA 分子只含有白色和灰色，而第二次复制得到的四个DNA分子以这两个DNA分子的四条链为模板合成的四个DNA分子中，都含有黑色的DNA子链，D正确，ABC错误。
3-3 DNA的复制 学案
第三章 第3节 DNA 的复制 学案编制： 徐军胜 审核： 审批：【学习目标】1．掌握DNA 分子的复制过程及特点，提升分析应用能力。
2．小组合作，探讨DNA 复制的生物学意义。
【重点难点】重点：DNA 分子复制的条件、过程和特点。
难点：DNA 分子复制的过程。
【自主学习】1.沃森和克里克对DNA 分子复制的推测？2.DNA 分子复制 下面是DNA 分子复制图解（1）时期：（2）条件：①模板：②原料：③能量：④酶：（3）特点： _________________ _________________（4）准确复制的原因：①②【自学检测】1.关于DNA 分子复制的叙述，错误的是（ ）A.复制发生在细胞分裂间期B.边解旋边复制C.复制需要氨基酸和酶D.复制遵循碱基互补配对原则山东昌乐一中 2011——2012高二生物学案 必修二 编号8 2011-10-14班级 姓名2.DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（）A.鸟嘌呤与胸腺嘧啶B.鸟嘌呤与尿嘧啶C.鸟嘌呤与胞嘧啶D.腺嘌呤与尿嘧啶3.一个ＤＮＡ分子复制后，新形成的子链（）A.是DNA母链的片段B.和DNA母链之一完全相同C.和DNA 母链都相同D.和DNA母链稍有不同4.一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C.一条单链DNA分子D.四条双链DNA分子【课堂探究】探究点一：DNA半保留复制实验1.DNA半保留复制实验过程：染色体数 DNA分子数长链数_____ ______ ____________ ______ ______锥形瓶内 __n____ ______ ____________ ______ ____________ ______ ______2.一个DNA连续复制3次后，共有_____个DNA,有_____条脱氧核苷酸长链，母链有_____条，占_____，子链有_____条，占_____。
人教生物必修2《3第3节DNA的复制》[陈老师]【市一等奖】优质课
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高中生物必修2——第3章《基因的本质》第3节《DNA的复制》教学设计西安市第八十九中学陈璐一、教材分析本节课内容是人教版高级中学课本生物必修2第三章第三节。
DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。
这一课时，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。
学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。
“DNA 的复制”又是后面变异部分的基础。
二、学情分析学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识，在此基础上，本课时将要从分子水平来探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象知识。
学生们会感到困难，因此在教学中，引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过学生模拟活动来化解学生难点，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。
三、教学目标设计知识目标 1.说出科学家对DNA分子复制作出的推测2.简述DNA复制的过程并说明DNA分子的半保留复制。
3.知道DNA复制在遗传上的意义能力目标引导学生进行探究活动，培养学生的科学思维。
情感目标通过探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。
四、重难点1.重点DNA的复制过程。
2.难点(1)科学家对DNA复制的推测(2)DNA复制的过程。
五、教学方法：探究法、演示法、讲授法、讨论法六、课时安排：1课时六、教学过程：教学活动设计意图教师活动学生活动复习导入展示学生课前制作的DNA双螺旋结构模型并请学生介绍：1.DNA分子的双螺旋结构有什么特点？对学生的介绍作出评价。
提问：那么在细胞进行有丝分裂或减数分裂的时，细胞内的DNA分子如何精确的分配给两个子细胞？思考回答：1.DNA化学组成的基本单位是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基组成。
2.两条链盘旋成的双螺旋结构。
DNA复制学生已有的DNA双螺旋结构的知识是学习DNA复制的基础，由此引出新课题。
3-2-3-4 DNA的结构、复制和本质 课件-高中生物人教版(2019)必修二
3、DNA的两条单链走向相反， 从双链的一端起始，一条单链是 从5'-端到3'-端的，另一条单链 则是从3'-端到5'-端的。
三. DNA的结构
1、DNA双螺旋结构的主要特点 （1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 （2）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在 内侧。 （3）两条链上的碱基通过氢键连接，按照碱基互补配对原则形成碱基对。
A.600个 B.900个 C.1200个 D.1800个
八. 基因与DNA的关系
思考讨论：阅读下列材料，你能得出哪些结论？ 1、大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7×106个碱基对，在DNA分子上 分布了大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。 2、生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母的DNA上有一段长 度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母绿色 荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。 3、人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。 每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有31.6亿个碱基对，其中，构 成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
• 染色体复制的包括DNA的复制和蛋白的合成；
• 染色体复制的结果是形成两条姐妹染色单体，DNA复制的结果是形成两个DNA分子， 这两个DNA分子分别位于两条姐妹染色单体中。
思考：人的一个精原细胞，其中的核DNA 分子均被32P标记，在无放射性的培养液中 培养并分裂： ①若通过有丝分裂形成两个精原细胞，子 细胞中染色体放射性情况如何？ ②若通过减数分裂形成4个精子，精子中 染色体放射性情况如何？ ③若先通过有丝分裂形成两个精原细胞， 其中1个精原细胞再通过减数分裂形成4个 精子，精子中染色体放射性情况如何？
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
第3讲DNA的复制和修复
图 3 – 3 在复制不同阶段的 DNA分子
图 3 – 4 在非 复制DNA的旁 边复制的DNA 被看成是复制 眼
图3 – 5 放 射活性标 记的不同 密度可被 用于区别 不定向和 双向复制
图3-6 复制可能是不定向或 双向的，这决定于在起始点 形成1或2个复制叉。
表 2-9
物种
大肠杆菌 酵母
1、DNA replicase system
Helicase，任何DNA在被复制前都必须解开双链，这个过 程是由helicase来完成的，它可在ATP的作用下将DNA母链 不断解开形成单链。 Topoisomerase，主要功能是消除DNA解链过程中所产生 的扭曲力。 DNA结合蛋白，使新解链的DNA保持稳定结构。 Primases，为DNA复制提供RNA引物。 DNA polymerases，合成新生DNA链，切除RNA引物。 DNA Ligases，使新生DNA链上的缺口（3'-OH, 5'-p）生 成磷酸二酯键。
效应：拓扑异构酶可使DNA发生：
连环化（catenate) 脱连环化(decatenate) 打结（knot) 解结（unknot)
图3 – 13 I型拓扑异构酶作用机理示意图
（5） 连接酶（ligase) DNA 随后链上的复制是不连续的，各合成的片段需要连 接酶连接，连接酶的反应条件： 被连接的两链必须与另一链（模板链）互补； 两链相邻； 每次只能连接一个切口； 使一条链的5′- P 与另一链的3′- OH形成磷酸二酯键。 A T T A A T G C
（4） 拓扑异构酶（topoisomerase) 拓扑异构体：具有不同螺旋数的同一DNA分子两种异构体。 拓扑异构酶：可使DNA的两种拓扑异构体互变的酶。
高中生物第二册 3 3DNA的复制 同步练习(含解析)
3.3DNA的复制一、单选题1.下列有关DNA研究实验的叙述，正确的是（）A. 根据DNA衍射图谱有关数据推算出DNA呈双链B. 通过DNA酶处理叶绿体，发现细胞质DNA的存在C. 运用同位素示踪技术和差速离心法证明DNA半保留复制D. 用32P和35S同时标记噬菌体并侵染细菌，证明DNA是遗传物质2.下列关于双链DNA分子复制的叙述，不正确的是（）A. 复制模板：DNA分子两条链B. 复制结果：形成两个子代DNA分子C. 复制特点：半保留复制D. 复制原料：核糖核苷酸3.已知一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤（A）有40个，经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7：1，下列说法错误的是（）A. n=4B. 复制过程需要游离的胞嘧啶（C）900个C. DNA能精确复制的原因之一是由于遵循碱基互补配对原则D. DNA复制过程中有水的生成，释放出大量能量4.DNA聚合酶是细胞复制DNA的重要作用酶，DNA聚合酶保证了复制的准确性，某些突变的DNA 聚合酶(突变酶)比正常的DNA聚合酶精确度更高，从而减少了基因突变的发生。
下列有关叙述正确的是（）A. 这些突变酶大大提高了DNA复制的速度B. 翻译这些突变酶的mRNA序列不一定发生改变C. 这些突变酶作用的底物是四种核糖核苷酸D. 这些突变酶的产生不利于生物的进化5.将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（）A. 1/2，7/8，1/4B. 1/4，1，1/8C. 1/4，7/8，1/8D. 1/8，1，1/86.把培养在含轻氮（14N）环境中的细菌，转移到含重氮（15N）环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，离心分离其DNA，结果应如下图（）A. B. C. D.7.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌的DNA皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，提取其子代的DNA进行梯度离心，下图①-⑤为可能的结果，下列叙述错误的是（）A. 第一次分裂的子代DNA应为⑤B. 第二次分裂的子代DNA应为①C. 第三次分裂的子代DNA应为③D. 亲代的DNA应为⑤8.一个用15N 标记的DNA 分子含120 个碱基对，其中腺嘌呤有50 个。
基因工程3-3基因操作的工具酶
对于限制性核酸内切酶EcoR I切割后形成的5’ 延伸末端可用32PdATP标记：
而BamH I切割后形成的5’延伸末端可用
32PdGTP标记：
3.3.3 T4 DNA聚合酶 是从T4噬菌体感染的大肠杆菌中分离纯化的一
种特殊的DNA聚合酶。
合成的方向移动——缺口平移（Nick
Translation）。
应用缺口平移法制备DNA杂交探针，其典型的 反应体系是：在25 l总体积中含有1 g纯化的特 定的DNA片段，并加入适量的DNase I、pol I、 32PdNTP和未标记的dNTP。
脱氧核糖核苷酸酶 I（DNase I）是一种内切酶， 它能够水解单链或双链DNA，形成带有5’-磷酸 末端的单（寡）核苷酸。
1. T4 DNA聚合酶也是一种多功能酶：
(1) 5’ 3’的聚合酶活性 (2) 3’ 5’的外切酶活性
其外切酶活性比E.coli DNA Pol I 的活性高200倍。
(3) 取代反应活性
如果在反应混合物中仅存在一种dNTP，则此酶的3’ 5’ 外切酶活性将从dsDNA的3’末端降解，直到互补于这个 dNTP的碱基出现为止，然后在这一位置发生取代反应。
A，故加入寡聚dT后，mRNA就可以成为逆转录酶很好的模 板，由此可合成cDNA。
(2) DNA依赖的DNA聚合酶 以ssDNA为模板，以带有3’-OH末端的DNA
片段为引物，沿5’ 3’方向合成DNA链。
可在新合成的DNA链上合成另一条互补DNA。
(3) 外切RNA酶活性 底物是RNA-DNA杂交分子中的RNA链，其水
2. T4 DNA聚合酶在基因工程中的应用
(1) 以填充反应标记带有5’延伸末端的dsDNA片 段
3-3 DNA的复制 课件 高一下学期生物人教版必修2
DNA
AT P
AT P
CT GA
AG TC
C G
GA
CC T G
T A TGCA TGA T CGAGC T T
G
T
A T ACGT AC TAGC TCGAA
聚 合
A
3'
酶
5'
T
5'
3'
A
C T A T G C A T G A T C G A G C T T 5'
A T ACGT AC T AGC T CGAA
能 由细胞提供 量 (如ATP提供)
游离的脱氧核苷酸 DNA解旋酶
DNA聚合酶 新合成的子链
DNA聚合酶
知识拓展
人体细胞某DNA的长度为200×10-9m，复制速度为5 ×10-9m/s，但经 检测却发现此DNA的复制只需5s的时间。此事实说明什么？ 具多个复制起点，使得复制能在较短时间内完成。
➢ 图中DNA分子是边解旋边双向复制的； ➢ 图中DNA分子在复制速率相同的前提
问题5：要验证上述预测，就要分别观察亲代和子代的情况，但实 验中，复制后的DNA分子混合在一起的，不易分离。怎么解决这个 问题？
通过密度梯度离心使其发生分层（15N质量大于14N）
15N/15N-DNA（重链）、
15N/14N-DNA（中链）、 轻带 14N/14N-DNA（轻链）、 中带 这3种DNA离心后在试管 重带 在位置如右图所示：
下，由于复制环大小不一，所以复制 的时间不同，其中右侧最早（右侧环 大，先复制；左侧环小，后复制） ➢ 真核生物的这种复制方式大大提高了 复制速率；
三、DNA复制
4.DNA复制的特点 （1）边解旋边复制 （2）半保留复制 （3）多起点复制
2021学年生物人教版必修2课时作业：3-3 DNA的复制 含解析
课时作业8DNA的复制1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是(A)A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制B．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子C．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制D．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链解析：DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数分裂Ⅰ前的间期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA 分子的过程。
DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。
DNA是边解旋边复制，而不是双螺旋全部解开后才开始DNA的复制。
2．半保留复制方式使DNA分子(B)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解析：DNA分子的半保留复制方式使自我复制能够精确进行，保证代与代之间的连续性。
3．DNA复制能够准确无误地进行，保证了子代DNA分子的结构与亲代DNA分子的结构相同，其根本原因是(B) A．DNA有独特的双螺旋结构B．碱基有严格的互补配对关系C．参与复制过程的酶有专一性D．复制过程有充足的能量供给解析：解此题应抓住关键词语“准确无误”，显然，碱基严格互补配对关系保证了DNA复制能够准确无误地进行。
A、C、D三项也与DNA 复制的完成有关，但不是根本原因。
4．1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( D )A ．细胞分裂间期B ．减数分裂Ⅰ后期C ．减数分裂Ⅰ后期和有丝分裂后期D ．减数分裂Ⅱ后期和有丝分裂后期解析：考查有丝分裂和减数分裂。
在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，染色单体分开，复制形成的两个DNA 分子分开。
5．DNA 聚合酶是DNA 复制过程中必需的酶。
下图中的曲线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( D )A ．间期是新的细胞周期的开始B ．间期细胞内发生转录C ．间期细胞内发生RNA 复制D ．间期细胞内发生DNA 复制解析：在细胞分裂间期完成DNA 分子的复制，此时DNA 聚合酶的活性增强，细胞内的脱氧核苷酸因不断消耗，含量下降。
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
遗传学3DNA的复制
基因诊断和个性化治疗策略
01
02
03
基因诊断技术
利用遗传学原理和技术， 开发高效、准确的基因诊 断方法，实现对遗传性疾 病的早期诊断和预防。
个性化治疗策略
根据患者的基因型和疾病 特征，制定个性化的治疗 方案，提高治疗效果和患 者生活质量。
碱基切除修复
通过识别并切除受损碱基，再合成正确碱基 进行修复。
核苷酸切除修复
切除受损核苷酸片段，再以另一条链为模板 合成正确片段。
错配修复
纠正DNA复制过程中出现的碱基错配现象。
重组在DNA复制中意义
80%
维持基因组稳定性
通过重组修复受损DNA，避免基 因突变和染色体畸变。
100%
促进遗传多样性
重组可产生新的基因型和表现型 ，增加生物体的适应性和多样性 。
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感谢聆听
遗传学3dna的复制
目
CONTENCT
录
• 遗传学基本概念与原理 • DNA复制过程详解 • DNA复制相关酶类介绍 • DNA损伤修复与重组机制探讨 • 遗传学在医学领域应用前景展望
01
遗传学基本概念与原理
遗传学定义及研究领域
遗传学定义
遗传学是研究生物遗传信息传递、表达和调控的科学，涉及基因 、染色体、DNA、RNA等遗传物质的结构、功能和变化规律。
在细胞核内，以DNA的一条链 为模板，按照碱基互补配对原 则合成RNA的过程。转录产生 的RNA称为信使RNA （mRNA），携带遗传信息进 入细胞质。
翻译
在细胞质中，以mRNA为模板 ，tRNA携带氨基酸在核糖体 上合成蛋白质的过程。翻译实 现了遗传信息从DNA复制过程详解
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第3节 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、难点
1.教学重点：DNA分子复制的条件、过程和特点。
2.教学难点：DNA分子复制的过程。
一．对DNA分子复制的推测
1、假说：_______________
2、提出者：______________
3、过程：以作为复制的模板，
（1）解旋：DNA分子复制时，DNA分子的将解开，互补的碱基之间的氢键
（2）合成子链：以为复制的模板，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。
（3）特点：由于新结合成的每个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
二、DNA分子复制的过程
1、定义：DNA复制是指以的过程。
2、时期：体细胞和原始生殖细胞，随着染色体的复制而完成的，
3、场所：主要发生在__________________中。
4、复制过程：
①解旋：利用细胞提供的，在的作用下，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，在的作用下，利用细胞中游离的______ 为原料，按照原则，各自合成与母链互补的一段。
③形成子代DNA：每条新链与其对应的模板链盘绕成，从而形成_______与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
5、复制的特点：_____________、__________________
6、复制的基本条件：
①模板：亲代DNA分子的2条链；②原料：；
③能量：A TP ④酶：______________________________。
.
7、复制的意义：
DNA分子通过复制，将从亲代传递给了子代，从而保持了.
三、DNA 半保留复制的实验证据
1.实验材料：
2.技 术：
3.实验过程：
首先在含有15N 标记的NH 4CL 培养液中培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代后，再将大肠杆菌转移
到14N 的普通培养液中。
然后，在不同时刻收集大肠杆菌并 ，再将提取的DNA 进行 ，记录离心后试管中
如果DNA 是以半保留的方式复制的，预期实验结果：
四、DNA 复制中的有关计算规律:
规律一：1个DNA 分子经过复制n 次后，得到________个子代DNA 分子，其中含有最初母链的DNA 分子
有______个，占全部DNA 分子比例为：_______，其中含有最初母链的单链的条数有____条，
占全部单链条数的______________。
［例1］用15N 标记的DNA 分子，该DNA 分子在含14N 的培养基中连续复制四次。
其结果错误的是﹙ ﹚
A 、含有15N 的DNA 分子占
81 B 、又含15N 又含14N 的DNA 分子占8
7 C 、含有14N 的DNA 分子占87 D 、复制结果共产生16个DNA 分子 规律二：1个DNA 分子中含有某种碱基m 个，经过n 次复制以后，需要消耗的这种碱基的个数为________ ［例2］已知某DNA 分子中有1000个碱基对，其中一条链上A ：G ：T ：C ＝1：2：3：4。
该DNA 分子连
续复制2次共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的分子数为﹙ ﹚
A 、600个
B 、900个
C 、1200个
D 、1800个
规律三：1个DNA 分子中含有某种碱基m 个，进行第n 次复制时，需要消耗的这种碱基的个数为________ ［例3］某DNA 分子共有a 个碱基对，其中含胞嘧啶m 个，则该DNA 复制第3次所需要胸腺嘧啶脱氧核
苷酸为﹙ ﹚
A 、4a －4m
B 、3a －4m
C 、7﹙a －m ﹚
D 、7﹙a ／2－m ﹚
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.①②
B.②③
C.③④
D.①④
3.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
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4.一个被放射性元素
32P的噬菌体占总数的（）
具有放射性元素
A.1/n
B.1/2n
C.2/n
D.1/2
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5.将一个DNA分子用
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.1/32
B.1/16
C.1/8
D.1/4
6.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
14N）环境中的细菌，转移到含重氮（15N）环境中培养相当于复制一次，然后放9．把培养在含轻氮（
回原来的环境中培养相当于连续复制两次后，细菌DNA组成分析表明（）
A．轻氮型，重氮型B．轻氮型，中间型C．中间型，重氮型D．轻氮型，轻氮型
10．假定某大肠杆菌含
14N的DNA分子的相对质量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中，便得到含
15N的DNA分子，假定其DNA的相对分子质量为b。
现将含15N的DNA分子的大肠杆菌再培养在含14N的培养中，那么，子二代DNA分子的相对质量平均为（）
A．(a+b)/2 B．(3a+b)/4 C．(2a+3b)/2 D．(a+3b)/4
11．双链DNA分子某片段包含m个碱基，其中胞嘧啶n个，该片段复制两次，需要消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（）
A．
22n
m-
B．
22
3n)
(m-
C．m－2n D．2(m－2n)
12.下图示DNA分子复制的片段，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链中同项的比值不同
D.a链中(A+T)／(G+C)的比值与c链中同项的比值相同
13.当小鼠的卵原细胞正在进行DNA复制时，细胞中不可能进行的是( )
A.子链和母链形成新的DNA
B.解旋和子链合成
C.基因重组
D.某些蛋白质的合成
14.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G
0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G
1、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__, G1___,G2___。
⑵G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是_______。
⑶图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带①_______，条带② ___________
⑷上述实验结果证明DNA的复制方式是______。
答案
课堂检测
1-5 D A B C C 6-10 B B DBB 11-13 B DC 14、⑴A；B；D⑵0：2：2⑶32P /31P31 P/ 31P⑷半保留复制。