3.3DNA的复制课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

荧光水母 荧光猪 荧光蛋白基因是如何随着猪的遗传物质DNA从亲代细胞向子代细胞传递的呢？ 转基因猪细胞 荧光蛋白基因 基因如何传递 ？ 无论细胞有丝分裂还是减数分裂，都要经历一个较长的细胞分裂间期。细胞在分裂间期主要有什么变化？ DNA的复制，蛋白质的合成。 第3章 基因的本质 第3节 DNA的复制 沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“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。” 问题探讨 一、对DNA复制的推测 半保留复制 全保留复制 分散（弥散）复制 （沃森和克里克） 三种假说 半保留 复制 全保留 复制 需要通过实验验证 首要问题，如何区分开亲代与子代的DNA？ 分散 复制 1. 运用了什么技术？ 2. 用什么元素标记DNA？ 3. 怎样把密度不一样的DNA分开呢？ 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。 密度梯度离心技术 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA 轻链 中链 重链 同位素标记技术 二、DNA半保留复制的实验证据 15N—密度大；14N—密度小 N （大约每20min分裂一次） 如果DNA复制 是半保留复制 第一代会出现的结果是 第二代会出现的结果是 亲代：重带 第一代：中带 第二代： 中带和轻带 14NH4Cl 15NH4Cl 亲代 子一代 子二代 提取DNA进行 密度梯度离心 繁殖一代 繁殖一代 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 4. 实验结论： 中带 轻带 中带 重带 DNA的复制方式为半保留复制 作出假设 演绎推理 验证假设 假说—演绎法 【小结】 （1）DNA的复制方式是半保留复制 （2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象 （3）通过实验进行验证 得出结论 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。DNA→DNA 2. 场所： 原核细胞：细胞质 3. 时间： 细胞分裂的间期。 (有丝分裂间期、减数分裂Ⅰ前的间期） 真核细胞：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体。 A、解旋 B、合成子链 C、螺旋化 ①在解旋酶的作用下，氢键断裂； ②DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的一条子链。 4. 复制的过程 ③每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。 在能量的驱动下 解旋酶 DNA聚合酶 母链(模板链) 子链(新合成的链) 四种脱氧核苷酸 3’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 1.解旋 2.合成 3.复旋 解旋酶和DNA聚合酶等 四种脱氧核苷酸 ①模板： ②原料： ③ 酶： ④能量： 亲代DNA的两条母链 ATP 1. 复制的条件： 3. 复制的结果： 半保留复制，边解旋边复制 2. 复制的特点： 1个DNA → 2个DNA 4. 复制的原则： 碱基互补配对原则 5.DNA复制总结： 思考： 1. DNA为什么能准确复制？ （1）因为它具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板； （2）因为它的碱基互补配对能力，能够使复制准确无误。 2. 复制后的两个DNA是如何平均分配到两个细胞中的？ 随染色单体的分离进入两个细胞中 3. 复制的意义是什么？ 保持亲代和子代遗传信息的连续性 亲代 第一代 第二代 第三代 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 四、DNA分子复制的计算 例1：一个DNA被15N标记的大肠杆菌，在只含14N的培养液中繁殖3代，第三代中含有15N的DNA分子有 个，不含15N的DNA分子有 个，含有14N的DNA分子有 个，不含14N的DNA分子有 个，只含有14N的DNA分子有 个。 1. 亲代DNA分子经 n 次复制后，则 ①子代DNA分子数： ②含亲代母链的DNA分子数： ③不含亲代母链的DNA分子数： 2n个 2个 2n-2个 2 6 8 0 6 ④母链和子链的条数分别是： 2条 2x(2n-1)条 2. 消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为： m（ 2n-1） C：400个 C：400个 C：400个 400个 400个 400个 400个 亲代中c：400个 F1：2个400个 F2：22个400个 F3：23个400个 Fn：2n个400个 例：某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核