DNA的复制学案（含答案）

DNA的复制导学案

DNA的复制

〖学习目标〗

1.概述DNA分子的复制。 2.探讨DNA复制的生物学意义。

〖学习重点〗DNA分子复制的条件、过程和特点。 〖学习难点〗DNA分子复制的过程。 【自主学习】

一、对DNA分子复制的推测：

沃森和克里克关于DNA复制的假说：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 ， 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。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做 半保留复制 。

二、DNA半保留复制的实验证据（选学）：

1、1958年，梅赛尔和斯特尔（Meselson－stahl）以 大肠杆菌 为实验材料，运用 同位素标记法 ，证实了DNA是以半保留方式复制的。 2、如何区分亲代与子代的DNA？ 根据离心后试管中DNA的位置区分 3、实验过程：

①在含有 15NH4Cl的培养液中培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，提取DNA离心，得到 15N/15N-DNA 。

②将含有15N/15N-DNA的大肠杆菌转移到 14N的普通 培养液中。

③在不同时刻收集大肠杆菌，提取 DNA ，再进行 离心 ，并记录结果。 4、预期：

①半保留复制的结果：

实验中应该出现三条DNA带：一条带是 15N-15N DNA，密度最大，靠近试管底部；一条带是 15N-14N DNA，其位置居中；还有一条带是 14N-14N DNA，居最上。 ②全保留复制的结果：

实验中应该出现二条DNA带：一条带是 14N-14N DNA，居上；另一条带是 15N-15N DNA，居下。

5、结论：DNA的复制是以 半保留 的方式进行的。 三、DNA分子复制的过程：

1、概念：DNA的复制是指以 亲代DNA 为模板合成 子代DNA 的过程。 2、复制条件：

①模板：以 解开的每一段母链 为模版； ②原料： 游离的4种脱氧核苷酸 ； ③能量： ATP 等

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注：解旋时能量来自ATP的水解，形成磷酸二酯键时能量来自脱氧核苷三磷酸（dNTP）中高能磷酸键的水解。

④酶： 解旋酶 催化碱基之间 H 键断裂； DNA聚合酶 催化脱氧核苷酸之间 磷酸二酯键 的形成。 3、复制过程:

①解旋：在解旋酶的作用下，消耗能量，把两条螺旋的双链解开。 ②合成子链：

以 解开的每一段母链 为模板，按照 碱基互补配对 原则，各自合成与母链 互补 的一段子链。

③复旋：每条子链与其对应的 母链 盘绕形成 双螺旋 结构。 ④复制结果：形成两个 完全相同 的DNA分子。

【合作探究】

1、DNA复制有怎样的特点？

①半保留复制：子代DNA分子中，都保留了亲代DNA分子中的一条连。

②边解旋边复制：一般为多起点的双向复制，因此加快了复制速度，减少了DNA突变的可能性。

2、DNA分子为什么能够精确复制？

①DNA分子独特的双螺旋结构，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。 3、DNA复制有怎样的意义？

DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。

〖课堂检测〗

1、一个双链DNA分子为第一代，经过3次自我复制，在第四代DNA分子中，有几条第一代脱氧核苷酸的长链 （ ）

A、2 B、4 C、8 D、16 2、将大肠杆菌置于含15N的培养基中培养一段时间，然后把DNA被 15N完全标记的大肠杆菌作为亲代，转移到只含 14N的普通培养基培养，使其繁殖两代形成4个新个体，则它们的DNA中含 N的链与 N的链的比是（ ）

A．3：1 B．2：1 C．1：1 D．7：l 3、DNA的复制不可能发生在（ ）

A、细胞核中 B、叶绿体中 C、线粒体中 D、核糖体中

4、具有100个碱基对的一个DNA分子片段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制2次，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（ ）

A、60个 B、80个 C、120个 D、180个

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5、如果将细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，然后放在含14N的培养基中连续分裂4次，则最后含有标记的细胞占细胞总数的 （ ）

A. 1/32 B. 1/16 C. 1/8 D. 1/4 6、某DNA分子有2000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A：G：T：C＝1：2：3：4，若该分子复制一次，则需腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是（ ） A．200 B．300 C．400 D．800

7、某DNA分子中共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则DNA复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（ ） A．7(a—m)

B．8(a—m) C．7(1/2a—m)

D．8(2n—m)

8、用15N标记的DNA分子，放入14N培养基中进行复制，当测得含有15N的DNA分子占12.5%时，该DNA分子已复制的次数是 ( ) A．1 B．2 C．3 D．4

9、某DNA分子中含有1000个碱基对（P元素只是32P）若将该DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中，让其复制两次，则子代DNA分子的相对分子质量平均比原DNA分子（ ）

A．减少1500 B．增加1500 C．减少1000 D．增加1000

10、实验室内现有如下材料：从某生物体细胞内提取的一个DNA分子，具有放射性同位素3H标记的4种脱氧核苷酸。要在实验室内合成新的DNA分子：

（1）除以上物质外，还必须有 能量 和 酶 ，才能合成第二代的DNA分子。 （2）在第二代的DNA分子中，有 2 条含3H的链。

（3）在第二代的DNA分子中，含有3H链的碱基序列 不同 （相同或不同）。 （4）在第五代的DNA分子中，有 2 条不含3H的链。

11、将大肠杆菌放在含有同位素15N培养基中培育若干代后，细菌DNA所有氮均为15N，它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N培养基中培养，每隔4小时（相当于分裂繁殖一代的时间）取样一次，测定其不同世代细菌DNA的密度。实验结果：DNA复制的密度梯度离心试验如下图所示。

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（1）中带含有的氮元素是 15N、14N 。

（2）如果测定第四代DNA分子的密度，15N标记的DNA比例为 1/8 。

（3）如果将第一代（全中）DNA链的氢键断裂后再测定密度，它的两条DNA单链在试管中的分布位置应为 处于轻带和重带的位置 。

（4）上述实验表明，子代DNA合成的方式是 半保留 。

12、已知某一DNA分子用15N标记（0代）将含有该标记DNA分子的细胞（或细菌）转移到只含14N的培养基中培养（进行DNA复制）若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例为，如下表： 世代 分子总数 只含15N分子 0 1 2 3 n 1 2 4 8 2n 1 0 0 0 0 含14N15N杂种分子 0 1 1/2 1/4 2/2n 只含14N分子 0 0 1/2 3/4 1-2/2n 2 4 8 16 2n+1 DNA分子的结构特点 不同DNA分子占全部DNA分子之比 脱氧核苷酸链的数量变换规律 单链总数 不同脱氧核苷酸链占全部链之比 含15N的链 1 1/2 1/4 1/8 1/2n 含14N的链 0 1/2 3/4 7/8 1-1/2n 第 4 页 共 4 页

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