2026届高三一轮复习生物：DNA的复制课件

大概念五 遗传信息主要编码在DNA分子上 第26讲 DNA的复制及相关计算 DNA的复制 1.对DNA分子复制的猜测 (2)全保留复制 子代DNA的双链都是新合成的 (1)半保留复制(沃森和克里克提出） 子代DNA的双链，一半是新的，一半是旧的 复制 一次 复制一次 DNA的复制 1.要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？ 2.肉眼看不见DNA，如何区分亲代和子代的DNA呢？ 把复制出的子代DNA链（子链）和原来的链（母链）区别开，观察它在新DNA中出现的情况。 同位素标记法 4.该实验用什么元素做标记? 15N和14N 15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性)， 这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大； 3.能用32P，14C等具有放射性的同位素标记吗? 不能，用32P，14C等具有放射性的同位素标记无法区分亲代和子代DNA DNA的复制 5.实验中，形成的不同密度的DNA分子是随机混合在一起的， 应如何区分？ (重带) 15N/15N—DNA 15N/14N—DNA (中带) 14N/14N—DNA (轻带) 密度梯度离心技术 密度梯度离心技术是将样品加在惰性梯度介质中进行离心沉降，在一定的离心力下把颗粒分配到梯度中某些特定位置上，形成不同区带的分离方法。 DNA的复制 2.实验方法： 。 3.实验原理：含15N 的双链DNA密度 ，含14N的双链DNA密度 ，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度 。 4.实验假设： 。 5.实验预期：离心后应出现3条DNA带 （1）重带（密度最大）： 标记的亲代双链DNA。 （2）中带（密度居中）： 标记的子代双链DNA。 （3）轻带（密度最小）： 标记的子代双链DNA。 同位素标记技术和离心技术 大 小 居中 DNA以半保留的方式复制 两条链都为15N 一条链为14N标记、另一条链为15N 两条链都为14N DNA的复制 画一画分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次，DNA中15N和14N的分布情况 14N 14N 15N 14N P: F1: F2: 14N复制 （1）半保留复制 15N 15N （2）全保留复制 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N复制 14N复制 14N复制 14N 14N 15N 15N 15N 14N 15N 14N （1）获得15N标记的大肠杆菌DNA 15NH4Cl 14N/ 14N DNA 繁殖若干代 15N/ 15N DNA 目的？ DNA的复制 实验验证 （2）将15N标记的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，再进行离心，记录位置。 15N/ 15N DNA 14NH4Cl 再分裂一次 分裂一次 提取DNA 离心 提取DNA 离心 ？ ？ ？ 哪个位置 ？ ？ ？ 哪个位置 DNA的复制 DNA的复制 （3）实验结果 亲代 第一代 第二代 重带 中带 1/2中带 1/2轻带 DNA复制是 复制。 得出结论 半保留 DNA的复制 真核细胞： DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制； 原核细胞： 主要在拟核中，在质粒处也有 DNA的复制。 细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成。 1 概念： 2 DNA复制场所 3 发生时期(真核生物) DNA的复制 4 条件 科恩伯格 1959年获诺贝尔奖 资料一：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶等物质，结果并未得到DNA分子。 资料二：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶等物质，又加入了微量的DNA分子。结果有新的DNA产生，且与加入的微量DNA分子相同。 亲代DNA分子中的两条母链 游离的4种脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶等 ATP等 DNA的复制 新合成的子链 DNA聚合酶 DNA解旋酶 DNA聚合酶 游离的脱氧核苷酸 解旋 合成子链 重新螺旋 5 过程 DNA的复制 5 过程 解 旋 需要细胞提供 。 需要 的作用 结果： 氢键断裂，双链打开 能量 解旋酶 新合成的子链 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA解旋酶 游离的脱氧核苷酸 合成子链 模板： 原料： 酶 ： 能量： 原则： 方向： 解开的每一条母链 四种脱氧核苷酸 DNA聚合酶等 细胞提供ATP 碱基互补配对原则 子链的 5’端 ｜ 3’端 子链的延伸紧跟解旋酶，说明DNA复制有什么特点？ 边解旋边复制 DNA的复制 7 精确复制的原因 （1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的 ； （2） ，保证了复制能够准确地进行。 8 复制的意义 你认为DNA复制会百分之百准确吗？如果复制出现错误，可能会产生什么影响？ 会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。 将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。 模板 碱基互补配对原则 半保留复制 边解旋边复制 6 特点 加快复制速度，减少DNA突变可能 保证了复制的准确进行 资料3：已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50～100 bp/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。 原核生物： 真核生物： ：提高了DNA复制的效率 9 DNA复制的起点和方向 单起点双向复制 多起点双向复制 DNA的复制 (1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则： 2 0 2n (2n－2) 2 (2n＋1－2) (2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 ①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为__________________。 ②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为______________。 m·(2n－1) m·2n－1 DNA的复制 DNA的复制 (1)甲基是DNA半保留复制的原料之一。(2024·黑吉辽卷，9B)( ) 提示　DNA复制的原料是四种脱氧核苷酸。 (2)DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链。(2024·河北卷，4A)( ) 提示　通过磷酸二酯键连接成子链。 (3)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。(2021·辽宁卷，4B)( ) 提示　子链的合成过程需要引物。 (4)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(2021·辽宁卷，4D)( ) 提示　解旋酶的作用是打开DNA双链。 × × × × (5)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代。(2020·浙江1月选考，21B)( ) 提示　烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。 (6)果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代。( ) 提示　果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代。 DNA的复制 × × 目前已知的DNA聚合酶都只能延长已存在的DNA链，而不能从头合成DNA链，因此DNA复制时，子链的延伸需要RNA引物引导，引物的3′羟基端作为新合成子链的起始。如图1为某DNA部分片段；图2为真核细胞DNA复制过程及结束阶段示意图，每条链5′→3′的方向由箭头指示，粗线代表母链(a链和b链)，细线代表新生链(滞后链和前导链)。端粒是位于染色体末端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，后来科学研究发现端粒随着细胞分裂的进行逐渐缩短可能与DNA的复制方式密切相关。 素养提升 (1)图1中④为DNA分子的一个完整单体，其名称为________________________。DNA分子在加热的条件下可以解开双链，研究表明对于相同长度的DNA分子，⑤的含量越高，需要的解旋温度也会越________。 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 高 (2)若图1中DNA分子共有1500个碱基对，含⑥900个，该段DNA分子复制n次，第n次复制时，需要消耗C___________个(用公式表达)。由图2可知，DNA分子复制的方向是_________________。 (3)图2中，滞后链延伸的方向和解旋酶的移动方向________(填“相同”或“相反”)，其合成需要________(填“一个”或“多个”)RNA引物。 (4)DNA复制结束后，需去除所有RNA引物，并由DNA片段继续延伸填补相应缺口。去除引物________(填编号)核苷酸链无法延伸，造成端粒缩短，理由可能是_______________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 900×2n－1 5′端→3′端 相反 多个 ③ 由于子链的延伸方向为5′端→3′端，去除引物③后，核苷酸链无法延伸，缺口无法填补，造成端粒缩短 典例提升 3.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个)，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是(　　) A.含有15N的DNA分子有两个 B.含有14N的DNA分子占总数的7/8 C.第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个 D.复制共产生16个DNA分子 B 解析　由于DNA分子的复制是半保留复制，亲代DNA分子的两条链始终存在于子代的两个DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有两个，A正确； 该DNA分子是在含14N的培养基中复制的，新形成的子链均含有14N，故DNA分子都含14N，比例为1，B错误； 根据碱基互补配对原则，DNA分子中腺嘌呤有60个，则胞嘧啶有40个，第4次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸24－1×40＝320(个)，C正确； 1个DNA分子经过4次复制，共产生24＝16(个)DNA分子，D正确。 4.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 典例提升 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $