内容正文:
第3节 DNA的复制
一、DNA分子复制方式的推测和实验证据
1.对DNA分子复制的推测
(1)提出者:沃森和克里克。
(2)假说
①解旋:DNA分子复制时,DNA分子的双螺旋将解开,互补的碱基之间的氢键断裂。
②复制:解开的两条单链作为复制的模板,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)特点: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。
2.DNA分子复制的实验证据(选学)
(1)实验方法:放射性同位素标记法和密度梯度离心技术。
(2)实验原理
①DNA的两条链都用15N标记,那么这样的DNA分子密度最大,离心时应该在试管的底部。
②两条链中都含有14N,那么这样的DNA分子密度最小,离心时应该在试管的上部。
③两条链中一条含有15N,一条含有14N,那么这样的DNA分子离心时应该在试管的中部。
(3)实验过程
(4)实验结果
①立即取出,提取DNA→离心→全部重带。
②繁殖一代后取出,提取DNA→离心→全部中带。
③繁殖两代后取出,提取DNA→离心→中带。
轻带、
(5)实验结果和预期的一致,说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
例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
答案 D
解析 沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制,即形成的DNA分子包括一条母链和一条子链。
例2 在氮源为14N和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下图所示。下列对此实验的叙述不正确的是( )
A.Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
D.上述实验结果证明DNA分子的复制方式为半保留复制
答案 B
解析 15N-DNA在14N的培养基上进行第一次复制后,产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链。这样的DNA用离心法分离后,应该全部处在试管的中部。Ⅰ代的两个DNA分子再分别进行复制,它们所产生的两个子代DNA分别为全14N-DNA分子和14N、15N-DNA分子。此时,将该DNA作离心处理,产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的。。Ⅲ代细菌DNA分子共有8个,各条单链的相对分子质量之和为(7a+b),则Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
二、DNA分子复制的过程
1.DNA复制的概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2.时间:细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。
3.过程
4.结果:形成两个完全相同的DNA分子。
5.特点
(1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
6.意义:将遗传信息从亲代传给子代,保持了遗传信息的连续性。
例3 下图表示DNA分子复制的过程,结合图示,下列有关叙述不正确的是( )
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链的方向相反
C.从图示可知,DNA分子具有多起点复制的特点,缩短了复制所需的时间
D.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
答案 C
解析 DNA复制需要以DNA的两条链为模板,因此DNA分子复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开;由图可知,DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链方向相反;图示中复制的起点只有1个,不能体现DNA分子具有多起点复制的特点;DNA聚合酶的作用是将单个游离的脱氧核苷酸连接成DNA片段。
例4 下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.在细胞有丝分裂间期,发生DNA复制
B.DNA通过一次复制后产生四个子代DNA分子
C.真核生物DNA复制的场所只有细胞核
D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
答案 A
解析 DNA复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期,是以亲代DNA的两条链为模板,合成两个子代DNA的过程;真核生物DNA复制的主要场所是细胞核,线