生物 第三章 基因的本質(zhì) 第3節(jié) DNA的復(fù)制2 新人教版必修2

第三節(jié)：第三節(jié)：DNADNA的復(fù)制的復(fù)制第三章第三章 基因的本質(zhì)基因的本質(zhì)問(wèn)題引入問(wèn)題引入如何做到由一個(gè)這樣的會(huì)徽變成兩個(gè)或者多個(gè)一模一樣的會(huì)徽？當(dāng)然了，我們可以先制作模板，然后嚴(yán)格按照模板拷貝出很多個(gè)一樣的會(huì)徽 那么，生物親子代之間是通過(guò)遺傳物質(zhì)傳那么，生物親子代之間是通過(guò)遺傳物質(zhì)傳遞遺傳信息的，那么親代的遺傳物質(zhì)如何遞遺傳信息的，那么親代的遺傳物質(zhì)如何“多多出一份出一份”來(lái)傳遞給子代？來(lái)傳遞給子代？ 所謂所謂DNADNA的復(fù)制的復(fù)制就是指以就是指以親代親代DNADNA為為模板合成子代模板合成子代DNADNA的過(guò)程，的過(guò)程，1DNA2DNA1DNA2DNA 新產(chǎn)生的新產(chǎn)生的DNA分子是一個(gè)全新分子是一個(gè)全新的的DNA分子嗎？分子嗎？（一）一）最早提出的最早提出的DNADNA復(fù)制模型有三種復(fù)制模型有三種1 1、全保留復(fù)制：、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒(méi)有舊的部分。成，完全沒(méi)有舊的部分。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA一、對(duì)一、對(duì)DNADNA復(fù)制的推測(cè)復(fù)制的推測(cè)2 2、半保留復(fù)制：、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，形成的分子一半是新的，一半是舊的。一半是舊的。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA 3 3、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：新復(fù)制的分新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的。子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA可用可用C、H、O、N、P等等【驗(yàn)證假設(shè)驗(yàn)證假設(shè)】 DNADNA的復(fù)制過(guò)程的復(fù)制過(guò)程 解旋解旋合成子鏈（配對(duì)、聚合）合成子鏈（配對(duì)、聚合）形成子代形成子代DNADNA自主閱讀自主閱讀P54P54，思考：，思考：DNADNA的復(fù)制過(guò)程包括哪幾個(gè)的復(fù)制過(guò)程包括哪幾個(gè)主要環(huán)節(jié)？主要環(huán)節(jié)？ 請(qǐng)同學(xué)們看完此動(dòng)畫(huà)，以小組為單請(qǐng)同學(xué)們看完此動(dòng)畫(huà)，以小組為單位利用你們身邊自制的脫氧核苷酸位利用你們身邊自制的脫氧核苷酸和上節(jié)你們做的和上節(jié)你們做的DNA 分子結(jié)構(gòu)模型分子結(jié)構(gòu)模型模擬復(fù)制過(guò)程，并思考討論復(fù)制需模擬復(fù)制過(guò)程，并思考討論復(fù)制需要的條件，看哪個(gè)組快而準(zhǔn)。要的條件，看哪個(gè)組快而準(zhǔn)。解旋酶解旋酶催化（氫鍵斷裂）催化（氫鍵斷裂）解解旋：旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)母母鏈（舊鏈）鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）形成兩個(gè)子代形成兩個(gè)子代DNA:同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行(邊解旋邊復(fù)制）邊解旋邊復(fù)制）組成組成邊解旋復(fù)制邊解旋復(fù)制半保留復(fù)制半保留復(fù)制多起點(diǎn)復(fù)制多起點(diǎn)復(fù)制復(fù)制特點(diǎn)復(fù)制特點(diǎn)在解旋酶的作用下，雙鏈螺旋的在解旋酶的作用下，雙鏈螺旋的DNADNA打打開(kāi)氫鍵，解開(kāi)成為兩條單鏈，每條單鏈開(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均作為模板合成新的DNADNA。DNADNA分子復(fù)制的過(guò)程分子復(fù)制的過(guò)程 以二條母鏈為模板，四種脫氧核苷酸為以二條母鏈為模板，四種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成為兩條原料，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成為兩條新的子鏈。新的子鏈。一條母鏈和一條子鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，一條母鏈和一條子鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成新的形成新的DNADNA分子。分子。解旋：解旋： 合成：合成：復(fù)旋：復(fù)旋： 【討論討論】 二條母鏈的堿基順序是否相同？二條母鏈的堿基順序是否相同？ 二條子鏈的堿基順序是否相同？二條子鏈的堿基順序是否相同？ 新合成的二個(gè)新合成的二個(gè)DNADNA堿基順序是否相同？堿基順序是否相同？不同，互補(bǔ)不同，互補(bǔ)相同相同不同，互補(bǔ)不同，互補(bǔ) DNADNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因準(zhǔn)確復(fù)制的原因? ?（小組搶答（小組搶答) ) DNADNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板。能為復(fù)制提供模板。 堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤。能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤。在減數(shù)第一次分裂前的間期進(jìn)行在減數(shù)第一次分裂前的間期進(jìn)行復(fù)制復(fù)制有絲分裂在間期進(jìn)行復(fù)制有絲分裂在間期進(jìn)行復(fù)制新復(fù)制兩個(gè)子代新復(fù)制兩個(gè)子代DNADNA分子是在什么時(shí)間分離的？分子是在什么時(shí)間分離的？在減數(shù)第二次分裂的后期在減數(shù)第二次分裂的后期有絲分裂在后期有絲分裂在后期DNADNA分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)( (意義意義) )？ DNADNA通過(guò)復(fù)制，使遺傳信息從親代傳通過(guò)復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相對(duì)穩(wěn)性，給了子代，從而保證了物種的相對(duì)穩(wěn)性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。延續(xù)。 DNA DNA復(fù)制復(fù)制 時(shí)間時(shí)間 場(chǎng)所場(chǎng)所條件條件原則原則特點(diǎn)特點(diǎn) 結(jié)果結(jié)果意義意義有絲分裂的間期有絲分裂的間期 減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前的間期真核主要在細(xì)胞核，少數(shù)在線粒體或葉綠體真核主要在細(xì)胞核，少數(shù)在線粒體或葉綠體原核在擬核（細(xì)胞質(zhì)）原核在擬核（細(xì)胞質(zhì)）模板、酶、原料、能量（模板、酶、原料、能量（ATP)ATP)等等堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則半保留復(fù)制半保留復(fù)制子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個(gè)新的子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個(gè)新的DNADNA分子分子保持了遺傳信息的連續(xù)性保持了遺傳信息的連續(xù)性邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制準(zhǔn)確復(fù)準(zhǔn)確復(fù)制原因制原因 (1)(1)獨(dú)特雙螺旋結(jié)構(gòu)提供復(fù)制模板獨(dú)特雙螺旋結(jié)構(gòu)提供復(fù)制模板（2)2)堿基配對(duì)原則保證準(zhǔn)確無(wú)誤堿基配對(duì)原則保證準(zhǔn)確無(wú)誤親代親代DNA分子分子復(fù)制復(fù)制1次次復(fù)制復(fù)制2次次復(fù)制復(fù)制3次次482=21=22=23 【計(jì)算分析計(jì)算分析】15N14N無(wú)論無(wú)論DNA復(fù)制多少次，含有原來(lái)母鏈的復(fù)制多少次，含有原來(lái)母鏈的DNA分子分子永遠(yuǎn)只有兩條永遠(yuǎn)只有兩條DNADNA復(fù)制中的有關(guān)計(jì)算復(fù)制中的有關(guān)計(jì)算)DNA)DNA個(gè)數(shù)個(gè)數(shù): :2n（n=復(fù)制次數(shù)）復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量及比例數(shù)量及比例22 22n23 3）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)占總）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)占總鏈數(shù)比鏈數(shù)比4 4）復(fù)制）復(fù)制n n次次消耗游離核苷酸的量：消耗游離核苷酸的量：a（）5 5）復(fù)制）復(fù)制第第n n次次消耗原料的量：消耗原料的量： a計(jì)算公式計(jì)算公式3 34 41 1、將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成、將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成DNADNA分子的主要的酶分子的主要的酶是：是： A A、DNADNA連接酶連接酶 B B、DNADNA酶酶 C C、DNADNA解旋酶解旋酶 D D、DNADNA聚合酶聚合酶D2 2、以以DNADNA的一條鏈的一條鏈“A AT TC C”為模板，經(jīng)為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵◤?fù)制后的子鏈?zhǔn)牵?）A. “A. “T TA AG G” ” B. “B. “U UA AG G”C. “C. “T TA AC C” ” D. “D. “T TU UG G”A3 3、一個(gè)一個(gè)DNADNA分子經(jīng)過(guò)分子經(jīng)過(guò)3 3次復(fù)制后，保留有原來(lái)母鏈的次復(fù)制后，保留有原來(lái)母鏈的子代子代DNADNA分子占全部子代分子占全部子代DNADNA分子的比例為（分子的比例為（ ）; ; 原來(lái)的母鏈占全部脫氧核苷酸鏈的比例為原來(lái)的母鏈占全部脫氧核苷酸鏈的比例為( )( )。 A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16BC2/23=1/42/（232）=1/84 4、已知某、已知某DNADNA分子中含腺嘌呤分子中含腺嘌呤(A)200(A)200個(gè)，占全個(gè)，占全部部DNADNA堿基總數(shù)的堿基總數(shù)的20%20%，該，該DNADNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制4 4次，環(huán)次，環(huán)境中消耗游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸（境中消耗游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸（C C）的）的數(shù)目為數(shù)目為( )( ) A.1600 A.1600個(gè)個(gè) B.3200B.3200個(gè)個(gè) C.4500C.4500個(gè)個(gè) D.4800D.4800個(gè)個(gè) 【解析解析】(1)(1)求出該求出該DNADNA分子中共含有多少個(gè)脫氧核糖核苷酸：分子中共含有多少個(gè)脫氧核糖核苷酸： 200/20%=1000(200/20%=1000(個(gè)個(gè)) )(2)(2)求出該求出該DNADNA分子中含有多少個(gè)胞嘧啶脫氧核糖核分子中含有多少個(gè)胞嘧啶脫氧核糖核 苷酸：苷酸：1000-(2001000-(2002)2)/2=300(/2=300(個(gè)個(gè)) )(3)(3)求出復(fù)制求出復(fù)制4 4次需多少個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸：次需多少個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸： （241）300=4500(個(gè)個(gè)) C