第3章 第3节 DNA的复制(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（人教版2019 多选）

第3节　DNA的复制

一、对DNA复制的推测

1．半保留复制假说

(1)提出者：沃森和克里克。

(2)观点：DNA复制方式为半保留复制。

(3)内容：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂。解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根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。

(4)结果：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。

2．全保留复制假说

DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。

二、DNA半保留复制的实验证据

1．实验材料：大肠杆菌。

2．实验方法：运用同位素标记技术和密度梯度离心技术。

3．实验原理

4.实验过程

5．实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。

三、DNA复制的过程

1．DNA复制的概念、时间、场所

(1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。

(2)时间：细胞分裂前的间期。

(3)场所：主要是细胞核。

2．DNA的复制过程

3．特点

(1)过程：边解旋边复制。

(2)方式：半保留复制。

4．准确复制的原因

(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。

5．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。

1953年，沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载，在论文的结尾处写道：“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。”请对以下相关叙述进行判断：

(1)DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的。(×)

(2)证明DNA为半保留复制的研究过程中运用了假说—演绎法。(√ )

探究点一　探究DNA半保留复制的实验证据

1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验。结合教材P54思考·讨论，回答有关问题：

(1)实验方法：同位素标记技术和密度梯度离心技术。

(2)实验假设：DNA以半保留的方式复制。

(3)实验原理：含15N的DNA密度大，含14N的DNA密度小。

(4)实验过程：用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，标记大肠杆菌的DNA→将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中→在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，将提取的DNA进行离心处理。

(5)演绎推理：假设DNA复制方式是半保留复制，预期实验结果。

①立即取出，提取DNA，离心，获得15N/15N­DNA。

②繁殖一代，提取DNA，离心，获得15N/14N­DNA。

③繁殖二代，提取DNA，离心，获得15N/14N­DNA和14N/14N­DNA。

(6)实验结果：

①提取亲代DNA，离心，位置靠近试管底部。

②繁殖一代后，提取DNA，离心，位置居中。

③繁殖二代后，提取DNA，离心，1/2位置居中，1/2位置更靠上。

(7)实验结论：

实验结果和假设DNA复制方式是半保留复制的预期结果一致，说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。

(8)若将第三代大肠杆菌的DNA提取后进行离心，则靠近试管底部、位置居中和靠近试管上部的DNA数之比为0∶2∶6。

(9)假设DNA复制方式是全保留复制，预期实验结果：

①立即取出，提取DNA，离心，获得15N/15N­DNA。

②繁殖一代，提取DNA，离心，获得15N/15N­DNA和14N/14N­DNA。

③繁殖二代，提取DNA，离心，获得15N/15N­DNA和14N/14N­DNA。