第3节DNA的复制自主预习·新知导学自主预习·新知导学一、对DNA复制的推测1.沃森和克里克的遗传物质自我复制的假说: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。2.半保留复制:新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,这种复制方式称作半保留复制。二、DNA半保留复制的实验证据1.1958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,运用同位素标记技术,设计了一个巧妙的证明DNA复制方式的实验。2.证明DNA半保留复制的实验(1)实验方法:同位素示踪法和离心技术。(2)实验原理:两条单链都含15N的DNA密度大,两条单链都含14N的DNA密度小,一条单链含14N、一条单链含15N的双链DNA密度居中。(3)实验假设:DNA以半保留的方式复制。(4)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.概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2.时间:细胞有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期。3.场所:在真核生物中,主要是细胞核。4.过程5.结果:一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。6.特点:(1)半保留复制;(2)边解旋边复制。7.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。8.DNA复制能够准确进行的原因(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。【预习检测】1.判断正误。(1)DNA的复制只发生于有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期。()(2)DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接。()(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量。()(4)DNA复制的原料是4种游离的核糖核苷酸。()(5)DNA复制时,严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。()(6)DNA复制的特点是半保留复制和边解旋边复制。()2.DNA分子复制时,解旋酶作用的部位应该是()A.腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键B.腺嘌呤与胞嘧啶之间的氢键C.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的氢键、腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键D.脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键答案:C解析:DNA复制时,解旋酶的作用是使碱基对之间的氢键断裂。合作探究·释疑解惑DNA的半保留复制2.下图表示证明DNA复制方式的实验过程,请回答相关问题。(1)实验结果:亲代DNA经离心后,出现一条重带(密度最大),是两条单链都被标记的亲代双链DNA(15N/15N-DNA);第一代DNA经离心后,出现一条中带(密度居中),是只有一条单链被15N标记的子代双链DNA(15N/14N-DNA);第二代DNA经离心后,出现两条带,一条中带和一条轻带(密度最小),其中轻带是两条单链都没有被标记的子代双链DNA(14N/14N-DNA)。答案:15N15N(2)实验结果分析。实验结果与实验预期,说明DNA的复制是以的方式进行的。答案:一致半保留(3)假如全保留方式是正确的,实验预期又会是怎样的?提示:离心后出现2条DNA带,一条重带,一条轻带。3.根据图1、图2回答下列问题。(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶?各有什么作用?提示:酶1是解旋酶,作用是将双螺旋的两条链解开;酶2是DNA聚合酶,作用是以游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的一条子链。(2)图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中,哪些链的碱基排列顺序是相同的?提示:a链与c链的碱基排列顺序相同,b链与d链的碱基排列顺序相同。(3)从图1中是否可以看出DNA复制是半保留复制?为什么?由图1还可以看出DNA复制的另一个特点是什么?提示:是。因为两条母链分配到两个子代DNA分子中,新形成的子代DNA分子中只有一条单链是亲代DNA分子的母链。由图1还可以看出DNA分子是边解旋边复制的。(4)DNA复制过程中,解旋酶作用于图2中的哪个部位?(用字母表示)提示:解旋酶作用于f。(5)DNA的复制为什么需要适宜的温度和pH?提示:因为DNA的复制需要酶的催化,而酶的活性受温度和pH的影响。归纳提升1.分析各类生物体中DNA复制的场所(1)真核生物:细胞核(主要场所)、叶绿体、线粒体。(2)原核生物:拟核、细胞质(如质粒DNA的复制)。(3)DNA病毒:宿主细胞内。2.下图为真核生物染色体上DNA复制过程的示意图,从图中可以看出,DNA复制效率较高的原因:(1)从多个起点开始进行复制;(2)边解旋边复制;(3)每个起点都是同时向两个方向进行复制。3.复制可简记为“1个主要场所(细胞核),2种时期(有丝分裂