第3章 基因的本質(zhì)
第3節(jié) DNA分子的復(fù)制
主備：恩施市第三高級(jí)中學(xué) 盧自祥
1、通過(guò)對(duì)探究DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)分析，再次領(lǐng)悟“假說(shuō)—演繹法”。 (科學(xué)思維、科學(xué)探究)
2、掌握DNA復(fù)制的過(guò)程、特點(diǎn)及精確復(fù)制的原因、生物學(xué)意義。 (重點(diǎn)、生命觀念)
3、關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)中DNA有關(guān)的議題（社會(huì)責(zé)任）
全保留復(fù)制：新形成的DNA分子完全沒(méi)有舊的部分；
半保留復(fù)制:新形成的DNA分子一半新，一半舊;
分散復(fù)制：新形成的DNA分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的
一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)
沃森和克里克在發(fā)表DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫(xiě)道：“在提出堿基特異性配對(duì)的看法后，我們立即又提出了遺傳進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)理?！?br/>“可能機(jī)理”屬于上述哪一種呢？
沃森和克里克推測(cè)（提出假說(shuō)）：半保留復(fù)制
問(wèn)1：怎樣驗(yàn)證這個(gè)假說(shuō)？
問(wèn)2：若請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)思路是什么？
將親代DNA的每條鏈都做上標(biāo)記，然后觀察它們?cè)谧哟鶧NA中的分布情況。
問(wèn)4：要驗(yàn)證上述推測(cè),就要分別觀察親代和子代的情況,但實(shí)驗(yàn)中,復(fù)制后的DNA分子混合在一起，不易分離。怎么解決這個(gè)問(wèn)題？
閱讀課本P53-54內(nèi)容思考下列問(wèn)題：
問(wèn)3：要在實(shí)驗(yàn)中直觀地標(biāo)識(shí)母鏈和子鏈，應(yīng)采取 怎樣的方法？
15N/14N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
預(yù)期結(jié)果←演繹推理實(shí)際結(jié)果←實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
兩個(gè)“結(jié)果”相同，證明半保留復(fù)制的假說(shuō)成立
DNA連接酶連接DNA片段，不需要模板DNA聚合酶需要模板，連接單個(gè)脫氧核苷酸
新鏈的延伸方向只能是5’-端到3’-端
解旋酶作用下，雙螺旋的DNA打開(kāi)氫鍵，解開(kāi)成為兩條單鏈，每條單鏈均作為模板合成新的DNA。
2.合成子鏈（配對(duì)、聚合）：以兩條母鏈為模板，4種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的子鏈。
：一條母鏈和一條子鏈螺旋 成為一個(gè)新的DNA分子。
模板—DNA酶—解旋酶和DNA聚合酶（DNA連接酶）等能量—ATP原料—4種游離的脫氧核苷酸（A、G、C、T）
3、復(fù)制場(chǎng)所:
細(xì)胞核（主要）、葉綠體、線粒體
⑴從結(jié)果看：半保留復(fù)制；⑵從過(guò)程看：邊解旋邊復(fù)制
5、DNA分子準(zhǔn)確復(fù)制的原因：
獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板：堿基互補(bǔ)配對(duì)保證準(zhǔn)確復(fù)制
6、復(fù)制的意義：通過(guò)DNA分子的復(fù)制，把親代的遺傳信息傳給子代， 從而使得前后代保持了一定的連續(xù)性。
⑶多起點(diǎn)復(fù)制；⑷雙向復(fù)制。
四、細(xì)胞分裂過(guò)程中（間期）的核DNA復(fù)制
四、細(xì)胞分裂過(guò)程中的核DNA復(fù)制
1、有絲分裂過(guò)程中的DNA復(fù)制 (先研究好一條染色體即可）
2、減數(shù)分裂過(guò)程中的DNA復(fù)制 (至少研究一對(duì)同源染色體）
DNA復(fù)制的特點(diǎn)---多起點(diǎn)復(fù)制
真核生物 DNA 的復(fù)制從多個(gè)起點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行，使得復(fù)制能在較短時(shí)間內(nèi)完成。
真核生物與原核生物DNA復(fù)制的區(qū)別
原核生物 DNA 的復(fù)制只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。
DNA復(fù)制的特點(diǎn)--邊解旋邊復(fù)制的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
一種用于放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，它可看作是生物體外的特殊DNA復(fù)制，PCR的最大特點(diǎn)是能將微量的DNA大幅增加。
4種脫氧核苷酸（A、G、C、T）
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）
親代DNA分子經(jīng)過(guò)n次復(fù)制
1、DNA分子數(shù)的計(jì)算①子代DNA分子數(shù)： ；②含親代母鏈的DNA分子數(shù)： ；③不含親代母鏈的DNA分子數(shù)： 。
2、脫氧核苷酸鏈數(shù)的計(jì)算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)： 。
3、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(gè)）
⑴則經(jīng)過(guò)n次復(fù)制共需要消耗該脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為 ；
⑵第n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為 .
m（2n－2n-1）= m×2n-1
DNA復(fù)制n次和第n次復(fù)制所需某種堿基數(shù)目的計(jì)算
則所需該種脫氧核苷酸數(shù)？
還需提供（2n-1）個(gè)DNA分子的原料
=（2n- 1 ）×m
根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則計(jì)算
則所需該種脫氧核苷酸數(shù)：
例題：某科學(xué)家做 “噬菌體侵染細(xì)菌的 實(shí)驗(yàn)”時(shí)，對(duì)噬菌體的DNA用32P標(biāo)記，讓其中一個(gè)已標(biāo)記的噬菌體去侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，最后釋放出100個(gè)噬菌體， 則下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)可以證明 DNA是主要的遺傳物質(zhì) B.最后釋放出的100個(gè)噬菌體中，有 98個(gè)噬菌體的DNA含32P C.標(biāo)記噬菌體的方法是用含32P的培 養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 D.標(biāo)記噬菌體的方法是用含32P的培養(yǎng) 基培養(yǎng)細(xì)菌，再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)
關(guān)于“DNA復(fù)制”的四點(diǎn)“注意”
(1) 注意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別， 前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)制。
(2)注意堿基的單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。
(3)切記在DNA復(fù)制過(guò)程中，無(wú)論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸鏈的DNA分子僅有兩個(gè)。
(4)看清試題中問(wèn)的是“DNA分子數(shù)”？還是“鏈數(shù)”？ 是“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進(jìn)陷阱。
DNA復(fù)制的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
⑴DNA復(fù)制場(chǎng)所并非只在細(xì)胞核中，線粒體、葉綠體中也能進(jìn)行DNA復(fù)制。
⑵并非所有的細(xì)胞都能進(jìn)行DNA復(fù)制，只有分裂的細(xì)胞才能進(jìn)行DNA復(fù)制。
⑶下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過(guò)程的示意圖：
①圖中顯示DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)開(kāi)始的，但多起點(diǎn)并非同時(shí)進(jìn)行；
②圖中顯示：邊解旋邊雙向復(fù)制；
③真核生物的多起點(diǎn)復(fù)制的意義在于提高了復(fù)制速率；
1.（2016 新課標(biāo)II）某種物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對(duì)之間，使DNA雙鏈不能解開(kāi)。若在細(xì)胞正常生長(zhǎng)的培養(yǎng)液中加入適量的該物質(zhì)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ） A.隨后細(xì)胞中的DNA復(fù)制發(fā)生障礙 B.隨后細(xì)胞中的RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生障礙 C.該物質(zhì)可將細(xì)胞周期阻斷在分裂中期 D.可推測(cè)該物質(zhì)對(duì)癌細(xì)胞的增殖有抑制作用
3、下圖為脫氧核苷酸鏈的結(jié)構(gòu)示意圖，有關(guān)敘述正確的是（ ） A． 圖中a所示的表示一個(gè)完整的脫氧核苷酸B． 各脫氧核苷酸之間通過(guò)化學(xué)鍵③相連C． 相鄰兩個(gè)堿基之間通過(guò)氫鍵相連D． 從堿基組成看，該鏈還缺少的堿基是U

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第3節(jié) DNA的復(fù)制

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年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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