同學(xué)們看過《侏羅紀(jì)公園》嗎？
哈蒙德博士召集了大批的科學(xué)家根據(jù)遺傳學(xué)理論，透過史前蚊子所遺留下來的恐龍的血液，提取出了恐龍的DNA，再通過DNA的復(fù)制，培育，使得已經(jīng)絕跡了6500萬年的史前動物得到了復(fù)生 。怎么復(fù)制呢？DNA結(jié)構(gòu)的堿基配對方式暗示著可能的一種復(fù)制方式。
沃森和克里克提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的這一假說。
一、對DNA復(fù)制的推測
有人持不同觀點，提出全保留復(fù)制等不同假說。
區(qū)分親代和子代的DNA，標(biāo)記親代DNA鏈，然后觀察它們在子代DNA中如何分布。
1.怎樣驗證這個假說呢？2.關(guān)鍵思路？
1958年,梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實驗材料。運用技術(shù)：
②怎樣把不一樣的DNA分開呢？
想一想 ：①可以用什么同位素去標(biāo)記DNA？
二、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)
假如全保留復(fù)制是正確的，實驗的預(yù)期會是怎樣的？
假如半保留復(fù)制是正確的，實驗的預(yù)期會是怎樣的？
實驗結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行
（二）推測可能的復(fù)制方式
（三）推理、探究幾種復(fù)制模式下得到子代DNA的可能情況，預(yù)測可能實驗結(jié)果
（一）DNA的是如何復(fù)制的?
DNA復(fù)制方式的探究歷程：
將在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代的某真核細(xì)胞轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂，并進(jìn)行密度梯度離心。下列相關(guān)說法中，不正確的是A.細(xì)胞經(jīng)過一次分裂和離心后，DNA位于試管的中層B.細(xì)胞經(jīng)過兩次分裂和離心后，一半DNA位于試管的中層，另一半DNA　位于上層C.細(xì)胞經(jīng)過三次分裂和離心后，3/4的DNA位于試管的中層，1/4的DNA　位于試管的上層D.該實驗可以證明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制
閱讀課本P54思考如下問題：
1.DNA復(fù)制的概念：以__________為模板合成_________的過程。2.發(fā)生時期：在真核生物中，這一過程是在_______________期，隨著染色體的復(fù)制而完成的。(細(xì)胞核，線粒體和葉綠體)
DNA復(fù)制的過程復(fù)制過程：①解旋（解旋酶）在ATP幫助下，解旋酶將DNA雙螺旋的2條鏈解開②合成子鏈（DNA聚合酶）將4種脫氧核苷酸按照堿基互補配對原則，在DNA聚合酶的作用下合成與母鏈互補的1條子鏈③形成DNA新合成的子鏈不斷延伸，與其對應(yīng)的模板鏈繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)
DNA復(fù)制的過程條件：能量：ATP（為DNA的復(fù)制提供能量）模板：2條DNA分子單鏈原料：游離的4種脫氧核苷酸酶：解旋酶、DNA聚合酶
DNA復(fù)制的過程復(fù)制特點：①邊解旋邊復(fù)制②半保留復(fù)制③多起點復(fù)制
邊解旋邊復(fù)制的實驗驗證
DNA復(fù)制的過程DNA復(fù)制方向：5’→3’
多起點復(fù)制圖示（書56頁）
思考：宮頸瘤細(xì)胞的DNA長36mm，DNA復(fù)制速度約為4um/min,但復(fù)制過程僅需40min即可完成，這說明了什么？
原核生物單起點雙向復(fù)制
DNA復(fù)制的過程雙螺旋結(jié)構(gòu)：為DNA復(fù)制提供了精確的模板堿基互補配對原則：保證了復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行DNA復(fù)制的意義：通過復(fù)制將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性（使親子代保持連續(xù)性）。
(1)DNA復(fù)制時新合成的兩條鏈堿基排列順序相同(　　)(2)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后，開始DNA的復(fù)制(　　)(3)單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈(　　)(4)真核細(xì)胞的DNA復(fù)制只發(fā)生在細(xì)胞核中(　　)(5)解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均為氫鍵(　　)
3.下圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過程的模式圖，下列敘述正確的是
A.DNA分子在酶①的作用下水解 成脫氧核苷酸，酶②催化堿基 對之間的連接B.在復(fù)制過程中解旋和復(fù)制是同 時進(jìn)行的C.解旋酶能使雙鏈DNA解開，并且不需要消耗ATPD.兩條新的子鏈通過氫鍵形成一個新的DNA分子
動動手： 畫出一個被15N標(biāo)記的DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)3代的DNA復(fù)制過程（標(biāo)出每條鏈?zhǔn)?5N還是14N）
DNA分子復(fù)制的相關(guān)計算
無論DNA復(fù)制多少次，含有15N-DNA分子永遠(yuǎn)只有　　　個
親代DNA分子經(jīng)n次復(fù)制后，則
②含親代母鏈的DNA分子數(shù)：
④不含親代母鏈的DNA分子數(shù)：
⑤含親代母鏈的DNA分子數(shù)與子代DNA 分子數(shù)之比為：
③只含親代母鏈的DNA分子數(shù)：
親代DNA分子經(jīng) n 次復(fù)制后，則
①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)：
②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)：
③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)：
三、消耗的脫氧核苷酸數(shù)
若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則
（1）則經(jīng)過n次復(fù)制共需要消耗該脫氧 核苷酸個數(shù)為：
（2）第n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸 個數(shù)為：
m（ 2n-2n-1）= m × 2n-1
某未被32P標(biāo)記的DNA分子含有1 000個堿基對，其中鳥嘌呤300個，將該DNA分子置于含32P的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制3次。下列有關(guān)敘述錯誤的是A.所有子代DNA分子都含32PB.含32P的子代DNA分子中，可能只有一條鏈含32PC.第三次復(fù)制過程中需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸4 900個D.子代DNA分子中不含32P的脫氧核苷酸鏈占總鏈數(shù)的1/8
7﹣乙基鳥嘌呤不與胞嘧啶（C）配對而與胸腺嘧啶（T）配對。某DNA分子中腺嘌呤（A）占堿基總數(shù)的30%，其中的鳥嘌呤（G）全部被7﹣乙基化，該DNA分子正常復(fù)制（所用原料都正常）產(chǎn)生兩個DNA分子，其中一個DNA分子中胸腺嘧啶（T）占堿基總數(shù)的45%，則另一個DNA分子中7﹣乙基鳥嘌呤所占比例為（　?。〢．5%B．15%C．20%D．35%
某烷化劑能使鳥嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)橥榛B嘌呤(mG)，mG 只與 T 配含對，某雙鏈DNA 分子中含 20%的堿基 T，用芥子氣使 DNA 分子中所有鳥嘌呤成為 mG 后進(jìn)行一次復(fù)制，其中復(fù)制一個 DNA 分子 T 占堿基總數(shù)的 30%，則（ ） A．原 DNA 分子中每條鏈含 20%的堿基 T B．原 DNA 分子中含 60%的堿基 G C．復(fù)制后的另一個 DNA 分子中含 40%的堿基Ａ D．復(fù)制后的另一個 DNA 分子中含 40%的堿基 T

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第3節(jié) DNA的復(fù)制

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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