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33DNA的复制
第三章第3节 DNA的复制
【作业点评与激励】:
【学习内容】:
1.了解DNA半保留复制的实验证据。
2.归纳DNA分子的复制过程及总结DNA准确复制的原因。
【学习目标】:
1.DNA分子的复制过程和特点。
2.DNA复制的有关计算。
【内容解析】:
【课前预习】
一、DNA半保留复制的实验证据
1.提出假说:
假设DNA是半保留复制
2.分析假说:
复制后得到的子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的?
(如右图)
3.实验过程:
DNA是肉眼看不见的,如何才能分辨DNA呢?
方法:
。
首先在________________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________________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,并记录_________________。
培养基类型
结果
在试管中位置
亲代
15N
子一代
14N
子二代
14N
如果DNA是以半保留的方式复制的,预期实验结果如下表(请完成)
世代
DNA分子中N元素
密度
在离心管中的位置比例
亲代
15N15N(全部)
最大(重带)
第1代
第2代
第3代
世代
DNA分子中N元素
密度
在离心管中的位置比例
亲代
15N15N(全部)
最大(重带)
第1代
第2代
第3代
4实验结果
5.实验结论:
。
【巩固练习】1.DNA分子的半保留复制是指
A.DNA分子中的一条链进行复制,另一条链不复制
B.DNA分子中的一半进行复制,另一半不复制
C.每一个子代DNA分子均保留了其亲代DNA分子中的一条单链
D.DNA分子复制后,一条仍为亲代DNA分子,另一条为子代DNA分子
二、DNA复制的过程
1.DNA分子复制的时间是在__________________和__________________________。
2.场所:
3.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复制:
以解开的每一段母链为_________,在______________作用下,以周围环境中游离的_________________为原料,按照_______________原则,各自合成与母链互补的一段_____。
重新螺旋:
每条子链与其对应的__________盘绕成____________结构,而形成一个新的DNA分子。
4.复制的特点:
①从过程上看:
是边________边_________;
②从结果看:
是________________复制。
5.复制的基本条件__________、__________、__________、__________。
6.准确复制的原因:
______________________、________________________。
7.复制的意义:
DNA分子通过复制,使____________从亲代传给子代,从而保持了_____________________________________。
【巩固练习】2.下列不属于DNA复制过程中所需条件的是
A.模板DNA B.原料核糖核苷酸 C.能量 D.解旋酶、DNA聚合酶
【课堂探究】
DNA分子复制的有关计算规律
1.复制n次后,子代DNA分子总数和含有15N的DNA分子数分别是多少?
2.复制n次后,子代DNA分子含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少?
3.复制n次后,子代DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少?
4.设亲代DNA分子中含有腺嘌呤(A)脱氧核苷酸m个,则:
(1)经过n次复制,共需消耗游离的腺嘌呤(A)脱氧核苷酸多少个?
(2)在第n次复制时,需消耗游离的腺嘌呤(A)脱氧核苷酸多少个?
【当堂检测】:
1.下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.复制均在细胞核内进行B.复制仅发生在有丝分裂的间期
C.复制过程先解旋后复制D.碱基互补配对保证了复制的准确性
2.细菌在15N培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入14N培养基中培养,抽取其子代的DNA经高速离心分离,如图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⑤
B.第二次分裂的子代DNA应为①
C.第三次分裂的子代DNA应为③
D.亲代的DNA应为⑤
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
A.1条B.2条C.4条D.8条
课时作业
班别姓名
1.DNA分子能够自我复制的结构基础是( )
A.DNA具有独特的双螺旋结构
B.配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
C.磷酸和脱氧核苷酸交替排列的顺序稳定不变
D.DNA分子具有多样性和特异性
2.DNA分子复制时,解旋酶作用的部位应该是( )
A.腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键B.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键
C.脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键D.脱氧核糖与磷酸之间的化学键
3.体外进行DNA复制的实验,向试管中加入有关的酶、4种脱氧核苷酸和ATP,37℃下保温。
下列叙述中正确的是( )
A.能生成DNA,DNA的碱基比例与4种脱氧核苷酸的比例一致
B.不能生成DNA,因为缺少DNA模板
C.能生成DNA,DNA的碱基比例不确定,且与酶的来源有一定的关联
D.不能生成DNA,因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件
4.已知DNA分子的一条母链上的部分碱基排列顺序为—A—C—G—T—,那么,以另一条母链为模板,经复制后得到的对应子链的碱基排列顺序是( )
A.—T—G—C—A— B.—A—C—G—T—
C.—U—G—C—A—D.—A—C—G—U—
5.在氮源为14N或15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14N-DNA(相对分子质量为a)和15N-DNA(相对分子质量为b)。
将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如图所示。
下列对此实验的叙述不正确的是( )
A.Ⅰ代大肠杆菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N
B.Ⅱ代大肠杆菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4
C.预计Ⅲ代大肠杆菌DNA分子的平均相对分子质量为
(7a+b)/8
D.上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
6.如图为DNA分子的复制图解,请据图回答:
(1)该过程主要发生在细胞的____________(部分)。
正常进行所需的条件是__________________等。
(2)图中A′链与________链相同,B′链与________链相同,因此该过程形成的两个DNA分子完全相同,每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链,这种复制方式称为____________________________。
(3)假如经过科学家的测定,A链上的一段(M)中的A∶T∶C∶G为2∶1∶1∶3,能不能说明该科学家的测定是错误的?
__________,原因是____________________________________________。
(4)如果以A链的M为模板,复制出的A′链碱基比例应该是______________________。
(5)15N标记的DNA分子,放在没有标记的培养基上培养,复制三次后,标记的链占全部DNA单链的________________。
第三章第3节 DNA的复制【提升题】
1.沃森和克里克在发表了DNA分子双螺旋结构的论文后,又提出了DNA自我复制的假说。
下列有关假说内容的叙述不正确的是( )
A.DNA复制时,双螺旋将解开,互补的碱基之间的氢键断裂
B.以解开的两条单链为模板,以游离的脱氧核苷酸为原料,依据碱基互补配对原则,通过氢键结合到作为模板的单链上
C.形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链
D.形成的两个DNA分子是由两条母链、两条子链分别结合而成
2.已知一条完全标记上15N的DNA分子在含14N的培养基中经n次复制后,仅含14N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1,则n是( )
A.2B.3C.4D.5
3.某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA分子的复制,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( )
A.间期B.前期C.中期D.后期
4.一个不含放射性元素的噬菌体,在脱氧核苷酸被32P标记及氨基酸被15N标记的细菌体内,连续繁殖三代,含有32P和15N标记的噬菌体分别占子代噬菌体总数的比例为( )
A.100%、100%B.25%、50%
C.50%、50%D.25%、0
5.如图表示DNA分子复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。
一般地说,下列各项中正确的是( )
A.a和c的碱基序列互补,b和c的碱基序列相同
B.a链中
的比值与d链中同项比值相同
C.a链中
的比值与b链中同项比值相同
D.a链中
的比值与c链中同项比值不同
6.如图为真核细胞内某DNA片段(15N标记)结构示意图,共有1000对脱氧核苷酸组成,其中碱基A占20%。
下列说法正确的是( )
A.该DNA片段复制3次,则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2800个
B.该DNA片段的一条核苷酸链中
为3∶2
C.解旋酶作用于①部位,DNA聚合酶用于催化②部位的化学键构成
D.将该DNA片段置于14N培养液中复制3次后,含14N的DNA分子占
7.用经3H标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌,在普通培养基中培养一段时间后,统计得知培养基中共有后代噬菌体m个,其中含有标记元素的噬菌体占的比例为( )
A.
B.
C.
D.
8.DNA的复制方式,可以通过设想来进行预测,可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。
究竟是哪种复制方式呢?
下面设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤:
(1)在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
(2)在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
(3)将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为含14N的培养基中,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用密度梯度离心法分离,不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
实验预测:
(1)如果与对照(14N/14N)相比,子代Ⅰ能分辨出两条DNA带:
一条________带和一条________带,则可以排除半保留复制和分散复制。
(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带,则可以排除______________,但不能肯定是________________________。
(3)如果子代Ⅰ只有一条中密度带,再继续做子代ⅡDNA密度鉴定:
若子代Ⅱ可以分出________________和______________,则可以排除分散复制,同时肯定半保留复制;如果子代Ⅱ不能分出中、轻密度两条带,则排除________,同时确定为________。
第三章第3节 DNA的复制
【巩固练习】CB
【当堂检测】1-3DAB
【课时作业】1-5ABBBB
6【答案】
(1)细胞核 酶、能量、模板、原料
(2)B A 半保留复制 (3)不能 在单链中不一定是A=T,G=C (4)A∶T∶C∶G=1∶2∶3∶1 (5)1/8
【提升题】
1-7DCAACBB
8、
(1)轻(14N/14N) 重(15N/15N)
(2)全保留复制 半保留复制和分散复制 (3)一条中密度带 一条轻密度带 半保留复制 分散复制
11.假定某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a,若将其长期培养在含15N的培养基中,便得到含15N的DNA,相对分子质量为b。
现将含15N的DNA的大肠杆菌再培养在含14N的培养基中,那么,子二代DNA的相对分子质量平均为( )
A.(a+b)/2B.(3a+b)/4
C.(2a+3b)/2D.(a+3b)/4
12.将植物根尖分生组织(每个细胞含有20条染色体)放在含有15N的培养液中进行培养,连续进行三次细胞分裂。
有关说法错误的是( )
A.DNA分子复制3次,产生的DNA中含14N的DNA占1/4
B.第二次细胞分裂中期每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含15N
C.1个染色体形成2条染色单体的同时,DNA也完成了复制
D.某些细胞在第三次细胞分裂中期可能有2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含15N
13.如图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙),请据图回答问题:
(1)图甲为DNA的结构示意图,其基本骨架由________________和____________(填序号)交替排列构成,④为_____________。
(2)图乙为________________过程,发生的场所主要是____________________,发生的时期为_________________________。
从图示可看出,该过程是从______________起点开始复制的,从而提高复制速率;图中所示的酶为________________酶,作用于图甲中的________________(填序号)。
(3)5—BrU(5—溴尿嘧啶)既可以与A配对,又可以与C配对。
将一个正常的具有分裂能力的细胞,接种到含有A、G、C、T、5-BrU五种核苷酸的适宜培养基上,至少需要经过________________次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到C—G的替换。
【答案】
(1)① ② 胞嘧啶脱氧核苷酸
(2)DNA复制 细胞核 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 多个 DNA解旋 ⑨ (3)3
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