3.3 DNA的复制（精讲课件）-【上好课】2024-2025学年高一生物同步精品课堂（人教版2019必修2）

第3节 DNA的复制 第3章 基因的本质 必修二 DNA复制的推测——假说-演绎法 1 DNA的复制及相关计算 2 目录 习题检测 3 一、学习目标 二、重难点 1.运用假说一演绎法探究DNA的复制方式， 概述DNA通过半保留方式进行复制。 2.通过对DNA半保留复制方式的学习， 理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础 3.概述DNA复制的条件、过程和特点 1.运用假说一演绎法探究DNA的复制方式。 2.DNA复制的条件、过程和特点。 DNA复制的推测——假说-演绎法 1 问题探讨 沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。” in the following communications. We were not aware of the details of the results presented there when we devised our structure, which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chemical arguments. It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the gengtic material. Full details of the structure, including the con-ditions assumed in building it , together with a set of co-ordinates for the atoms, will be published elsewhere. 1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？ 碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。 5 问题探讨 沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。” in the following communications. We were not aware of the details of the results presented there when we devised our structure, which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chemical arguments. It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the gengtic material. Full details of the structure, including the con-ditions assumed in building it , together with a set of co-ordinates for the atoms, will be published elsewhere. 2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具有什么特点？ 科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的实验证据之上。 假说—演绎法 6 DNA复制的推测——假说-演绎法 1 一、提出问题 DNA是如何复制的？ 二、作出假说 推测可能的复制方式。 1.半保留复制 ①DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂； ②解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据 碱基互补配对原则， 通过形成氢键，结合到作为模板的单链上； ③新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链， 这种复制方式被称做半保留复制。 7 二、作出假说 新复制出的分子直接形成， 完全没有旧的部分。 新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。 2.全保留复制 3. 分散复制（弥散复制） 8 二、作出假说 半保留复制 全保留复制 弥散复制 + + + 三、演绎推理 关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA。 9 1958年，美国生物学家梅塞尔森（M.Meselson）和斯塔尔（F.Stahl）以大肠杆菌为材料，利用15N和14N进行同位素标记，将亲代DNA全部标记为15N，并将其放入14N的环境中培养。15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA。 科学方法 同位素标记法、密度梯度离心法 三、演绎推理 标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分布。 10 1.半保留复制 15N / 14N-DNA 15N / 15N-DNA 14N / 14N-DNA 15N / 14N-DNA 15N 14N 15N 15N 14N 15N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 15N 细胞再 分裂一次 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 P F1 F2 三、演绎推理 2.全保留复制 15N 14N 15N 15N 14N 15N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 15N P F1 F2 15N / 15N-DNA 15N / 15N-DNA 14N / 14N-DNA 15N / 15N-DNA 细胞再 分裂一次 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 14N / 14N-DNA 三、演绎推理 3.分散复制 14N / 15N-DNA 15N / 15N-DNA 14N / 15N-DNA 15N 14N 15N 15N 15N 14N 14N 15N 15N 14N 15N 14N 15N 14N 细胞再 分裂一次 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 P F1 F2 三、演绎推理 第一代 重带 第二代 中带 第三代 轻带 中带 排除 全保留复制 排除 分散复制 证明DNA的复制是半保留复制 DNA复制的推测——假说-演绎法 1 四、实验验证，得出结论 14 DNA的复制及相关计算 2 DNA的复制及相关计算 2 一、DNA复制的过程 有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期, 随着染色体的复制而完成。（真核生物） 2.时间 3.场所 （1）真核生物： 1.概念 指以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程。 叶绿体、线粒体 （2）原核生物： 细胞核（主要） 拟核、细胞质（质粒） 4.过程 （3）病毒： 宿主细胞内 16 17 （1）解旋：在ATP的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。 C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' ATP 解旋酶 4.过程 18 （2）定序：游离的脱氧核苷酸按碱基互补配对原则随机地与两条 母链的碱基配对，确定子链的脱氧核苷酸排列顺序。 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 形成氢键 4.过程 19 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T （3）合成子链：在DNA聚合酶的催化下从母链的3'端把子链的脱氧 核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。 合成方向： 子链的5'端→ 3'端 形成磷酸二酯键 A C G C A A G C T A G T C A T T A DNA聚合酶 5' 3' T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' ATP ATP 4.过程 20 （4）形成子代DNA分子： 每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' T A G C C G T A T A G C C G A T A T 3' 5' T T A C G C G T A T A T A T A 5' 3' 4.过程 21 4.过程 + ③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？ 不同，互补 相同 不同，互补 结果:形成两个完全相同的DNA分子。 ①二条母链的碱基顺序是否相同？ ②二条子链的碱基顺序是否相同？ 22 5.条件 6.原则 （3）能量 亲代DNA的两条链 4种游离的脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 一般是ATP （1）模板 （2）原料 （4）酶 碱基互补配对原则 7.特点 ①边解旋边复制 (从过程上看) ②半保留复制 (从结果上看) 加快复制速度，减少DNA突变可能 保证了复制的准确进行 从子链的5' 端向 3' 端延伸 8.方向 一、DNA复制的过程 23 9.DNA精确复制的原因 （1）DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。 （2）通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 10.结果 一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。 （两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中） 11.DNA制的意义 将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 一、DNA复制的过程 24 1 1.下面是DNA复制的有关图示。A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA复制。 图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。 (1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A→C过程分析，这是因为_____________________。 特点1：双向复制 复制是双向进行的 习题巩固 25 1 (2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长，若按A→C的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需要约2 h，根据D→F过程分析，是因为________________________。 DNA分子中有多个复制起点 特点2：多起点复制（真核生物） (3)A→F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是______________的。 边解旋边复制 特点3：边解旋边复制 习题巩固 26 1 2.如图为真核生物染色体上DNA复制过程示意图， 有关叙述错误的是(　　) A A.图中DNA复制是从多个起点同时开始的 B.图中DNA复制是边解旋边双向复制的 C.真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于氢键 D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率 习题巩固 27 1 A.DNA复制过程中，双链会局部解旋 B.Ⅰ所示的DNA链被3H标记 C.双链DNA复制仅以一条链作为模板 D.DNA复制方式是半保留复制 3.大肠杆菌拟核DNA是环状DNA分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图所示。下列对此实验的理解错误的是(　　) C 习题巩固 28 DNA的复制及相关计算 2 二、DNA复制的有关计算 亲代DNA分子 复制1次 复制2次 复制3次 2 22 23 复制n次 2n …… 无论DNA复制多少次，含有母链的DNA分子永远只有两条。 29 (1)1个DNA分子连续复制n代，共产生 个子代DNA分子，子代DNA分子中共有单链 条；其中，旧链 条，新链 条。 完全含亲代母链的DNA分子数为 , 不含亲代母链的DNA分子数为 。 2n 2n＋1 2 2n＋1－2 (2)亲代DNA第n代复制增加的DNA分子数为 。 2n-1 2n－2 0 (3)若一个亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则： ①经过连续n次复制，需消耗游离的该脱氧核苷酸数目为 个。 ②第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸 个。 m·(2n－1) m·2n－1 二、DNA复制的有关计算 30 (1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别， 前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。 (2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。 (3)切记在DNA复制过程中，无论复制了几次， 含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。 (4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”， “含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。 特别提醒：“DNA复制”相关题目的4点“注意” 二、DNA复制的有关计算 31 1 1.含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为（ ） A.240个 B.180个 C.114个 D.90个 B 习题巩固 32 1 2.如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是（ ） A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶 B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个 C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸 D.子代中含15N的DNA分子占1/2 B 习题巩固 复制时作用于③处的酶为DNA解旋酶，A错误； 由题意知，DNA分子中A＋T占碱基总数的34%，则C＋G占66%，DNA分子中G＝C＝5 000×2×66%÷2＝3 300(个)，该DNA分子复制2次增加3个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸3 300×3＝9 900(个)，B正确 DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，C错误； 由题图可知，该DNA分子中的两条链一条含有15N，一条含有14N，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，则形成的4个DNA分子中，只有一个含有15N ，即占1/4，D错误。 33 DNA的复制及相关计算 2 三、有丝分裂与减数分裂中染色体标记情况分析 A C T T G A C G A T G A A C T G C T 复制 染色体数目不变 DNA数目加倍 复制产生的两个子代DNA分子位于一条染色体的两条姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开，分别进入两个子细胞中。 A C T T G A C G A T G A A C T G C T A C T T G A C G A T G A A C T G C T 34 以一个细胞中的所有DNA的两条链被标记为例 1.有丝分裂中染色体标记情况分析 第 一 次 有 丝 分 裂 用15N标记1对同源染色体上的2个DNA分子 每条同源染色体上的 每条染色体单体均带有标记 分裂形成2个子细胞， 每个子细胞中的 每条染色体均带有标记 三、有丝分裂与减数分裂中染色体标记情况分析 35 第 二次 有 丝 分 裂 分裂形成4个子细胞，子细胞类型有4种组合方式。 ① ①有 的子细胞 带有标记 ② ②③有 的子细胞 带有标记 ④ ④ 子细胞带有标记 ③ 1/2 3/4 全部 1.有丝分裂中染色体标记情况分析 36 以一个细胞中的所有DNA的两条链被标记为例 2.减数分裂中染色体标记情况分析 15N标记1对同源染色体上的两个DNA分子 同源染色体分离 姐妹染色单体分离 分裂形成4个子细胞，全部子细胞中的每条染色体均带有标记。 三、有丝分裂与减数分裂中染色体标记情况分析 37 1 1.用32P标记玉米体细胞(含有20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为（ ） A.20、40、20 B.20、20、20 C.20、20、0～20 D.20、40、0～20 C 习题巩固 38 2.(2024·浙江1月选考)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，3H-脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图如图。DNA双链区段①②③对应的显色情况可能是(　 ) A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色 C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色 B 习题巩固 根据DNA半保留复制的特点，结合题干信息和题图可知，区段①②③对应的显色情况依次为浅色、深色、浅色，B项符合题意。 39 3.(2024·襄阳模拟)一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是(　 ) A.DNA复制是一个边解旋边复制的过程 B.第三次复制需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7 D.子代DNA分子中含32P与含31P的分子数之比为1∶4 B 习题巩固 DNA分子中共有10 000个碱基，其中腺嘌呤有2 000个，则胞嘧啶有3 000个，DNA第三次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23－1)×3 000－(22－1)×3 000＝1.2×104(个)。 40 D 4.(2024·重庆高三阶段练)某精原细胞(2N＝6)中DNA被32P充分标记后，在不含32P的培养液中进行一次有丝分裂后再进行减数分裂，共产生8个精细胞(不考虑染色体变异与互换)。下列有关叙述错误的是(　 ) A.减数分裂Ⅰ中期，每个细胞中一定有6条染色体含有32P B.减数分裂Ⅰ后期，每个细胞中一定有6条染色体含有32P C.减数分裂Ⅱ中期，每个细胞中一定有3条染色体含有32P D.每个精细胞中一定有3条染色体含有32P 习题巩固 分析题意，该精原细胞被32P充分标记后，由于DNA分子的半保留复制，经过一次有丝分裂后，每条染色体的DNA都有一条链被标记，再让其进行减数分裂，经过一次半保留复制后，减数分裂Ⅰ中期和减数分裂Ⅰ后期的细胞中，每条染色体(每条染色体中的一条姐妹染色单体)都含有32P标记，A、B正确； 在减数分裂Ⅰ后期，由于同源染色体分离，分到两个次级精母细胞中的染色体数目减半，但都有一条姐妹染色单体含有标记，故减数分裂Ⅱ中期，每个细胞中一定有3条染色体含有32P，C正确； 41 5.将某精原细胞(2n＝8)的核DNA分子用15N标记后置于含14N的培养基中培养，经过三次连续的细胞分裂(不考虑互换与染色体变异)。下列相关叙述错误的是(　 ) A.若三次细胞分裂都为有丝分裂， 则产生的所有子细胞中含15N染色体的细胞最多为8个 B.若进行一次有丝分裂后进行减数分裂， 则减数分裂Ⅱ后期每个细胞中含15N的染色体有8条 C.若三次细胞分裂都为有丝分裂， 则第二次分裂后期每个细胞中含有15N的染色体为8条 D.若进行一次有丝分裂后进行减数分裂， 则产生的所有精细胞中含有15N的染色体共有16条 B 习题巩固 经过三次有丝分裂得到8个子细胞，第二次有丝分裂时不是将含15N的DNA全部移向细胞的一侧，而是随机分配，则第二次有丝分裂得到的4个子细胞可能全有15N标记，同理第三次有丝分裂最多得到8个含15N标记的子细胞，A正确； 如果进行有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2个子细胞中的DNA分子都是15N/14N，再复制一次形成2种DNA分子分别是15N/14N、14N/14N，且着丝粒分裂前这两个DNA分子位于一条染色体上，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离导致减数分裂Ⅱ前、中期含4条上述染色体，则减数分裂Ⅱ后期每个细胞中含15N的染色体有4条，B错误；如果进行三次有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2个子细胞中的DNA分子都是15N/14N，再复制一次形成2种DNA分子分别是15N/14N、14N/14N，且着丝粒分裂前这两个DNA分子位于一条染色体上，则第二次分裂后期每个细胞中含有15N/14N的染色体为8条，含有14N/14N的染色体为8条，C正确； 依据DNA分子的半保留复制，若一个标记的精原细胞先进行一次有丝分裂，则形成的2个子细胞中，每个DNA分子都有1条链含有15N，每个子细胞再进行减数分裂产生的所有精细胞中含有15N的染色体都是8条，共有两个子细胞进行减数分裂，则产生的所有精细胞中含有15N的染色体共有16条，D正确。 42 6.(2024·南京模拟)将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2n＝10)置于不含32P的培养基中培养。经过连续3次细胞分裂后产生8个子细胞，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是(　 ) A.若只进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞所占比例≤1/2 B.若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂， 则含32P染色体的子细胞所占比例≥1/2 C.若第一次分裂产生的某细胞中有10条染色体且都含32P， 则可确定第一次分裂为有丝分裂 D.若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行了三次有丝分裂 B 习题巩固 将全部DNA分子的双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2n＝10)置于不含32P的培养基中培养，若只进行有丝分裂，则DNA要复制三次，由于有丝分裂后期着丝粒分裂后，两条子染色体移向细胞两极是随机的，每个子细胞中含有32P染色体的数可能是0～10条，即含有32P的子细胞所占最大比例为1，A错误； 若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，共产生8个细胞，则DNA要复制两次，由于减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后，染色体随机移向细胞两极，因此含32P染色体的子细胞最少有4个，最多有8个，即含32P染色体的子细胞所占比例≥1/2，B正确； 若第一次分裂产生的细胞有10条染色体都含有32P，则可能是有丝分裂，也可能是减数分裂(该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后)，C错误； 若子细胞中的染色体不都含32P，说明DNA分子复制不止一次，可能进行的是一次有丝分裂和一次减数分裂，也可能进行的是三次有丝分裂，D错误。 43 7.(2024·广州二模)科学家将大肠杆菌的DNA全部用15N进行标记，然后转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖三代，测定各代DNA分子的密度，从而验证DNA分子的半保留复制，结果如图所示。下列说法正确的是(　 ) A.图中阴影是利用放射自显影技术 检测放射性同位素15N的结果 B.丙显示15N/15N-DNA分子所在的位置 C.有3/4的子二代DNA处于甲位置 D.乙、丙位置中每个DNA分子的 相对分子质量相差2 B 习题巩固 15N无放射性，图中阴影是密度梯度离心结果，A错误； 丙显示的位置为亲代DNA离心位置，表示重带即15N/15N-DNA分子所在的位置，B正确； 子二代DNA一半为14N/14N-DNA分子、一半为15N/14N-DNA分子，子二代DNA的1/2处于甲位置，C错误； 每个DNA分子中有大量碱基均含有N，故乙、丙位置中每个DNA分子的相对分子质量相差不止2，D错误。 44 C 8.将某一细胞中的一条染色体上的DNA用14C充分标记，其同源染色体上的DNA用32P充分标记，置于不含放射性的培养液中培养，经过连续两次细胞分裂(不考虑互换和染色体变异)。下列说法正确的是(　 ) A.若进行减数分裂，则四个细胞中均含有14C和32P B.若进行有丝分裂，某一细胞中含14C的染色体可能是含32P染色体的两倍 C.若进行有丝分裂，则四个细胞中可能三个有放射性，一个没有放射性 D.若进行减数分裂，则四个细胞中可能两个有放射性，两个没有放射性 习题巩固 若进行减数分裂，同源染色体会分开，因此四个细胞中有两个细胞都含有14C，另外两个细胞都含有32P，都有放射性，A、D错误； 若进行有丝分裂，因为标记的是细胞中的一对同源染色体，因此不会出现含14C的染色体是含32P染色体两倍的情况，B错误； 若进行有丝分裂，DNA复制两次，细胞分裂两次，由于有丝分裂后期，姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向细胞两极是随机的，因此，四个细胞中可能三个有放射性，一个没有放射性，C正确。 45 1 解旋酶 酶 5’ 3’ 3’ 5’ DNA聚合酶 5’ 3’ 前导链 5’ 3’ 冈崎片段 DNA连接酶 DNA聚合酶的底物： 脱氧核苷酸 DNA连接酶的底物： DNA片段 后随链 前导链与后随链： 互补配对 模板链：3’→ 5’ 合成子链方向：5’→ 3’ DNA复制的过程 46 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 前导链 5’ 3’ 冈崎片段 后随链 DNA聚合酶不能催化DNA新链从头合成，只能催化游离的脱氧核苷酸加入已有链的3' -OH末端。因而复制之初需要一小段RNA片段的3'-OH端为起点，合成5' →3'方向的新链。 DNA聚合酶只能从已有链的3′端延伸DNA链。 DNA复制的过程 47 3′ 5′ 子链的延伸方向是5 ′→3 ′ DNA聚合酶 3′ 5′ 模板链 子链 DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有链的3′端 子链合成需要引物: 引物为DNA聚合酶提供了游离的3 ′端，使DNA聚合酶从3 ′端延伸子链。(DNA聚合酶不具有从头合成子链的功能) DNA聚合酶 48 引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物通常为20~30个核苷酸。在细胞中为一段单链RNA。 什么是引物 子链延伸 子链延伸 -5 ′ 3′- 引物 5′- -3′ 5′- -3′ 引物 3′- -5′ 引物 49 DNA复制的推测 DNA复制实验证据 DNA复制 全保留复制 半保留复制 实验过程 实验结果 实验结论 基本条件 过程 特点 用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离 亲代：一条DNA带（底部） 第一代：一条DNA带（中间） 第二代：两条DNA带（中间、上部） DNA复制是半保留复制 解旋 合成子链 复旋 模板 酶 能量 原料 DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 边解旋边复制 解旋酶 DNA聚合酶 证明 参与 参与 课堂总结 51 习题检测 3 1. DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。 (1) DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。 ( ) (2) 在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体 组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成的。 ( ) 习题检测 ✘ ✘ 53 习题检测 2. DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。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.碱基互补配对原则保证了复制的准确性 C.1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子 D.游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链 B 54 习题检测 3. 将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是 （ ） A. 所有的大肠杆菌都含有15N B. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2 C. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4 D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8 C 55 习题检测 4.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？ 可能有6个碱基发生错误。 产生的影响可能很大，也可能没有影响。 56 习题检测 2. 已知果蝇的基因组大小为1.8×108bp（bp 表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50 - 100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。 说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA的复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。 57 THANKS Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$