生物 第三章 基因的本质 第3节 DNA的复制2 新人教版必修2

第三节：第三节：DNADNA的复制的复制第三章第三章 基因的本质基因的本质问题引入问题引入如何做到由一个这样的会徽变成两个或者多个一模一样的会徽？当然了，我们可以先制作模板，然后严格按照模板拷贝出很多个一样的会徽 那么，生物亲子代之间是通过遗传物质传那么，生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多多出一份出一份”来传递给子代？来传递给子代？ 所谓所谓DNADNA的复制的复制就是指以就是指以亲代亲代DNADNA为为模板合成子代模板合成子代DNADNA的过程，的过程，1DNA2DNA1DNA2DNA 新产生的新产生的DNA分子是一个全新分子是一个全新的的DNA分子吗？分子吗？（一）一）最早提出的最早提出的DNADNA复制模型有三种复制模型有三种1 1、全保留复制：、全保留复制：新复制出的分子直接形新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。成，完全没有旧的部分。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测2 2、半保留复制：、半保留复制：形成的分子一半是新的，形成的分子一半是新的，一半是旧的。一半是旧的。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA 3 3、分散复制（弥散复制）：、分散复制（弥散复制）：新复制的分新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。子中新旧都有，但分配是随机组合的。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA可用可用C、H、O、N、P等等【验证假设验证假设】 DNADNA的复制过程的复制过程 解旋解旋合成子链（配对、聚合）合成子链（配对、聚合）形成子代形成子代DNADNA自主阅读自主阅读P54P54，思考：，思考：DNADNA的复制过程包括哪几个的复制过程包括哪几个主要环节？主要环节？ 请同学们看完此动画，以小组为单请同学们看完此动画，以小组为单位利用你们身边自制的脱氧核苷酸位利用你们身边自制的脱氧核苷酸和上节你们做的和上节你们做的DNA 分子结构模型分子结构模型模拟复制过程，并思考讨论复制需模拟复制过程，并思考讨论复制需要的条件，看哪个组快而准。要的条件，看哪个组快而准。解旋酶解旋酶催化（氢键断裂）催化（氢键断裂）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，利用游离的脱氧核苷酸进行）游离的脱氧核苷酸进行）以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母母链（旧链）链（旧链）子链（新链）子链（新链）形成两个子代形成两个子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成边解旋复制边解旋复制半保留复制半保留复制多起点复制多起点复制复制特点复制特点在解旋酶的作用下，双链螺旋的在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNADNA打打开氢键，解开成为两条单链，每条单链开氢键，解开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的均作为模板合成新的DNADNA。DNADNA分子复制的过程分子复制的过程 以二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为以二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为两条原料，按碱基互补配对原则合成为两条新的子链。新的子链。一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结构，一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结构，形成新的形成新的DNADNA分子。分子。解旋：解旋： 合成：合成：复旋：复旋： 【讨论讨论】 二条母链的碱基顺序是否相同？二条母链的碱基顺序是否相同？ 二条子链的碱基顺序是否相同？二条子链的碱基顺序是否相同？ 新合成的二个新合成的二个DNADNA碱基顺序是否相同？碱基顺序是否相同？不同，互补不同，互补相同相同不同，互补不同，互补 DNADNA准确复制的原因准确复制的原因? ?（小组抢答（小组抢答) ) DNADNA具有独特的双螺旋结构，具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板。能为复制提供模板。 碱基具有互补配对的能力，碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。能够使复制准确无误。在减数第一次分裂前的间期进行在减数第一次分裂前的间期进行复制复制有丝分裂在间期进行复制有丝分裂在间期进行复制新复制两个子代新复制两个子代DNADNA分子是在什么时间分离的？分子是在什么时间分离的？在减数第二次分裂的后期在减数第二次分裂的后期有丝分裂在后期有丝分裂在后期DNADNA分子的复制实质分子的复制实质( (意义意义) )？ DNADNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳性，给了子代，从而保证了物种的相对稳性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。延续。 DNA DNA复制复制 时间时间 场所场所条件条件原则原则特点特点 结果结果意义意义有丝分裂的间期有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期真核主要在细胞核，少数在线粒体或叶绿体真核主要在细胞核，少数在线粒体或叶绿体原核在拟核（细胞质）原核在拟核（细胞质）模板、酶、原料、能量（模板、酶、原料、能量（ATP)ATP)等等碱基互补配对原则碱基互补配对原则半保留复制半保留复制子链与母链结合，构成两个新的子链与母链结合，构成两个新的DNADNA分子分子保持了遗传信息的连续性保持了遗传信息的连续性边解旋边复制边解旋边复制准确复准确复制原因制原因 (1)(1)独特双螺旋结构提供复制模板独特双螺旋结构提供复制模板（2)2)碱基配对原则保证准确无误碱基配对原则保证准确无误亲代亲代DNA分子分子复制复制1次次复制复制2次次复制复制3次次482=21=22=23 【计算分析计算分析】15N14N无论无论DNA复制多少次，含有原来母链的复制多少次，含有原来母链的DNA分子分子永远只有两条永远只有两条DNADNA复制中的有关计算复制中的有关计算)DNA)DNA个数个数: :2n（n=复制次数）复制次数）2 2）含母链的）含母链的DNADNA数量及比例数量及比例22 22n23 3）含母链的脱氧核苷酸链数占总）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比链数比4 4）复制）复制n n次次消耗游离核苷酸的量：消耗游离核苷酸的量：a（）5 5）复制）复制第第n n次次消耗原料的量：消耗原料的量： a计算公式计算公式3 34 41 1、将单个的脱氧核苷酸连接成、将单个的脱氧核苷酸连接成DNADNA分子的主要的酶分子的主要的酶是：是： A A、DNADNA连接酶连接酶 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的一条链的一条链“A AT TC C”为模板，经为模板，经复制后的子链是（复制后的子链是（ ）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、一个一个DNADNA分子经过分子经过3 3次复制后，保留有原来母链的次复制后，保留有原来母链的子代子代DNADNA分子占全部子代分子占全部子代DNADNA分子的比例为（分子的比例为（ ）; ; 原来的母链占全部脱氧核苷酸链的比例为原来的母链占全部脱氧核苷酸链的比例为( )( )。 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个，占全个，占全部部DNADNA碱基总数的碱基总数的20%20%，该，该DNADNA连续复制连续复制4 4次，环次，环境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C C）的）的数目为数目为( )( ) A.1600 A.1600个个 B.3200B.3200个个 C.4500C.4500个个 D.4800D.4800个个 【解析解析】(1)(1)求出该求出该DNADNA分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸： 200/20%=1000(200/20%=1000(个个) )(2)(2)求出该求出该DNADNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核 苷酸：苷酸：1000-(2001000-(2002)2)/2=300(/2=300(个个) )(3)(3)求出复制求出复制4 4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸： （241）300=4500(个个) C