3.3DNA的复制课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第三章 基因的本质 第3节 DNA的复制 1 01 问题探讨 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” 导 讨论：碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？ 碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链； 2 01 问题探讨 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？ 提出问题： DNA分子是怎样进行复制的呢? 3 思+议（15min） 自主阅读课本P53-P56，完成： 1.证明DNA复制的方式，如何区分亲代和子代的DNA？ 2.运用假说-演绎法，如何证明DNA的半保留复制？ 3.DNA复制的概念、时期及场所？ 4.DNA复制过程需要哪些条件（模板、原料、酶及能量等）？ 5.DNA复制过程怎么进行？遵循什么原则？特点？ 6.DNA复制的意义？ 02 DNA复制的推测（作出假设） 1.半保留复制（沃森&克里克） （1）解旋：DNA复制时，DNA双链螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂。 （2）复制：解开的2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。 （3）结果：新合成的每个DNA分子中，都保留了DNA分子原来中的一条链。 特点： 一模一样，一新一旧 展+评 02 DNA复制的推测 2.全保留复制 以两条母链为模板合成两条DNA子链，子代DNA中母链重新结合，两条子链彼此结合成另一个子代DNA分子。 特点： 一全新，一全旧 3.分散复制（弥散复制） 亲代DNA双链被切成片段后合成，然后子、母双链聚集成“杂种链”。 特点： 新旧都有，随机组合 半保留 复制 全保留 复制 需要通过实验验证 如果设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 区分亲代与子代DNA及子代DNA中子代链的情况 实验材料和实验者 实验方法 实验原理 实验思路 大肠杆菌 梅塞尔森和斯塔尔 同位素标记技术和密度梯度离心技术 含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中 用15N标记的培养液培养亲代，得到含15N的母链，再转移到含14N的培养液中复制得到子链 03 DNA半保留复制的实验证据 8 全保留复制假说 分散复制假说 半保留复制假说 演绎推理 实验现象： ①亲代：1条DNA带 位置靠近底部（15N/15N-DNA） 在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 验证假说 提取DNA并离心 转移到含14NH4Cl的培养液 细胞分裂一次 密度 低 高 15N/15N-DNA 提取DNA并离心 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 细胞再分裂一次 提取DNA并离心 ②子一代：1条DNA带 位置居中（ 15N/14N-DNA ） ③子二代：2条DNA带 一条居中，一条靠近上方 （15N/14N-DNA， 14N/14N-DNA） 实验结论：DNA是半保留复制。 排除DNA的复制是全保留复制 排除DNA的复制是分散复制 思考讨论 证明DNA半保留复制的实验 作出假说 演绎推理 实验验证 2、推测可能的复制方式 3、推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果 5、结论：DNA复制是半保留复制 1、DNA的是如何复制的? 提出问题 半保留复制 分散复制 全保留复制 假说——演绎法 DNA复制方式的探究历程 4、证明DNA半保留复制的实验 得出结论 检 2. 将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是 （ ） A. 所有的大肠杆菌都含有15N B. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2 C. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4 D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8 C 1.DNA分子的半保留复制是指( ) A.DNA分子中的一条链进行复制，另一条链不复制 B.DNA分子中的一半进行复制，另一半不复制 C.每一个子代DNA分子均保留了其亲代DNA分子中的一条单链 D.DNA分子复制后，一条仍为亲代DNA分子，另一条为子代DNA分子 C 3．把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)环境中培养相当于复制一次的时间，然后放回原环境相当于连续复制两次的时间后，细菌DNA组成分析结果是(　　) A．3/4轻氮型、1/4中间型 B．1/4轻氮型、3/4中间型 C．1/2中间型、1/2重氮型 D．1/2轻氮型、1/2中间型 A 03 04 DNA复制过程 真核生物主要在细胞核（线粒体、叶绿体） 原核生物主要在拟核（质粒） 病毒在宿主细胞中 细胞分裂前的间期 （有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期） 2.场所： 3.时间： 1.概念： 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA→DNA。 15 能量 解旋 ATP水解释放的能量， 则影响细胞呼吸(ATP供给)的因素均可影响DNA复制过程，例如温度 DNA中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)； 而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。 4.过程： 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 DNA聚合酶作用的位点是磷酸二酯键 双螺旋结构 方向：从子链的5' 端向 3' 端延伸 ①二条母链的碱基顺序是否相同？ ②二条子链的碱基顺序是否相同？ ③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？ 不同，互补 相同 不同，互补 形成两个完全相同的DNA分子。 结果: 17 5.条件： (2)原料：四种脱氧核苷酸（A、G、C、T) (3)酶：解旋酶、 DNA聚合酶等 (4)能量：ATP(物质) (1)模板：亲代DNA的两条链(两条母链) 模板、原料、酶、能量 6.特点： （1）边解旋边复制 （2）半保留复制（3）多起点复制-真核生物（4）半不连续复制 7.意义： 将____________从亲代传给子代， 保持了____________的连续性。 遗传信息 遗传信息 (1)DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板。 (2)通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。 8.DNA精准复制的原因： 04 DNA复制过程 不分裂的细胞存不存在DNA的复制 ？ DNA复制过程 DNA复制的起点和方向 原核生物：单起点双向复制 真核生物：多起点双向复制 在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率 （3）多起点复制-真核生物 （4）半不连续复制 （4）半不连续复制 学习小结 DNA的复制 三种方式 DNA复制的过程 对DNA复制的推测 实验证明 具体内容 对DNA复制的推测 亲 代 复制一次 复制两次 复制三次 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 2 =21 4 =22 8 =23 05 DNA复制的相关计算 25 (1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次，则： 含15N的DNA分子：2个 只含15N的DNA分子：0 个 含14N的DNA分子：2n个 只含14N的DNA分子：(2n－2)个 ①子代DNA共2n个 ②脱氧核苷酸链共2n＋1条 含15N的脱氧核苷酸链：2条 含14N的脱氧核苷酸链：(2n＋1－2)条 注意问的是“DNA分子数” 还是“链数”，“含”还是“只含”，碱基的单位是“对”还是“个”等关键词，以免掉进陷阱。 (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 m·2n－m= m·(2n－1)。 ②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为 2n个DNA分子中该脱氧核苷酸数- 2（n-1）个DNA分子中该脱氧核苷酸数 =m∙（2n-1）- m∙[2（n-1）-1]= m∙2（n-1） 注意“DNA复制了n次”还是“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制 05 半保留复制结合分裂（有丝分裂） 05 半保留复制结合分裂 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。 2 6 8 0 6 2、一个具有a个碱基对的DNA，含有b个A，该DNA完成n次复制，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？ （2n-1）× (a-b) 检 26.(10分)下图1是某生物小组制作的模型图，图2是某同学画的 DNA 复制模式图。请据图回答下列问题: (2)图2所示的DNA复制模式图中存在错误之处，请指出： ， 若将错误改正后.图中反映的复制特点是 (答出2点)。 (3)γ链延伸过程中,催化单个脱氧核苷酸添加到y链上的酶是 。 (4)若图1片段的双链均用15N标记.然后将其置于14N的培养液中连续复制3次，需要嘌呤碱基 个，若将最终获得的产物进行密度梯度离心，含15N的条带与不含15N的条带之比约为 。 (1)该生物兴趣小组制作的是 (填DNA空间结构”或“DNA平面结构”)模型;从该模型可以看出， 可体现两条链的方向是相反的。该班各小组展示后，细心的同学发现不同小组同学制作模型中的碱基对排列顺序不同，这说明 DNA平面结构 一条链以磷酸开头，以脱氧核糖结束，而另一条链在相同的位置以脱氧核糖开头，以磷酸结束 DNA分子具有多样性 δ链的复制方向反了 边解旋边复制、半保留复制 DNA聚合酶 35 1:3 3. DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA 复制的叙述，正确的是（ ） A.复制均在细胞核内进行 B.碱基互补配对原则保证了复制的准确性 C.1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子 D.游离的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链 B 4.将DNA 双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是( ) A.所有的大肠杆菌都含有15N B.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2 C.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4 D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8 C Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$