3.3 DNA的复制课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

DNA的复制-1 第3章 基因的本质 学习目标： 探究DNA的复制方式 理解DNA复制的条件、过程和特点 新知探究 （1）如果现在要复活恐龙，我们应该怎么办？ 获得恐龙的DNA分子，让DNA进行复制。 （2）DNA作为遗传物质，是如何进行复制的？ 为了保证遗传信息的精确传递，怎样保证 DNA准确复制？ 远古化石：被琥珀困住的蚊子 新知探究 （阅读教材53页第一段） 关于DNA的复制方式，科学家提出了哪些假说？ DNA分别通过这两种复制方式复制一次，所形成的子代DNA分子的组成有何不同？ 1 提出问题 DNA以什么方式复制？ 2 作出假设 (2)全保留复制 新复制出的分子直接形成，完全没有旧的 复制 一次 亲代DNA 子代DNA (1)半保留复制(沃森和克里克提出） 形成的分子一半是新的，一半是旧的 复制一次 亲代DNA 子代DNA 对DNA复制的推测 01 小组思考与讨论下列问题： 1.这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？ 需要通过实验验证 2.如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 半保留复制 全保留复制 把复制出的子代DNA链（子链）和原来的链（母链）区别开，观察它在新DNA中出现的情况。 最重要的区别：在子代DNA分子中，来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链的结合情况不同。 3.如何在实验中直观区分母链和子链？ 同位素标记法。 4.如果用同位素标记，什么元素好？ 15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性)，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大； （画一画：分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次） 对DNA复制的推测 01 1 提出问题 2 作出假设 3 演绎推理 （1）半保留复制 15N 14N 14N 14N 15N 14N P: F1: F2: 15N 15N 14N复制 （2）全保留复制 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N复制 14N复制 14N复制 14N 14N 15N 15N 对DNA复制的推测 01 要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的DNA情况,但实验中,形成的不同密度的DNA分子是随机混合在一起的， 应如何区分？ —演绎推理 密度梯度离心 密度 低 高 利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA； 对DNA复制的推测 01 思考 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 亲代 子一代 子二代 轻带 中带 重带 轻带 中带 重带 半保留复制 按照前面的演绎推理，密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带呢？ —演绎推理 对DNA复制的推测 01 思考 按照前面的演绎推理，密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带呢？ 15N/15N-DNA 15N/15N-DNA 14N/14N-DNA 15N/15N-DNA 14N/14N-DNA 亲代 子一代 子二代 轻带 中带 重带 轻带 中带 重带 全保留复制 —演绎推理 对DNA复制的推测 01 只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 ①实验者： ②实验材料： ③实验方法 ： 梅塞尔森和斯塔尔 大肠杆菌 同位素标记技术 ④实验过程 ： 让大肠杆菌在15NH4Cl的培养若干代，再放置在14NH4Cl培养。 ⑤实验原理 ： 4 实验验证 ⑥实验结果 ： 离心后应出现三条DNA带 ①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 ②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标 记的子代双链DNA。 ③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 DNA半保留复制的实验证据 02 10 15N 14N 14N 14N 15N 14N P: F1: F2: 细胞再 分裂一次 15N 15N 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 排除DNA的复制是全保留复制 排除DNA的复制是分散复制 1 提出问题 2 作出假设 3 演绎推理 4 实验验证 14N复制 14N复制 5 实验结论 ：DNA的复制方式是半保留复制 DNA半保留复制的实验证据 02 （二）推测可能的复制方式 （三）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 （四）完成实验 （一）DNA的是如何复制的? 半保留复制 全保留复制 假说——演绎法 DNA复制方式的探究历程小结： 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 DNA半保留复制的实验证据 02 (1)沃森和克里克以大肠杆菌为材料，运用同位素标记技术证明DNA复制方式是半保留复制(　　) (2)证明DNA为半保留复制的研究过程中运用了假说—演绎法(　　) × √ DNA半保留复制的实验证据 02 1.(2022·天津和平区高一期中)将一个用15N标记的DNA分子放到14N的培养基上培养，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，图中分别代表复制1次、2次、3次后的分层结果的是 A.c、e、f　　 B.c、e、b C.a、b、d　　 D.c、a、b √ 当堂检测 2.将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是 A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层 B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层 C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA 位于试管的上层 D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制 √ 当堂检测 自主学习：阅读教材56页第二、三段，并填表 场 所 时 间 条 件 模 板 原 料 能 量 酶 碱基互补配对 特 点 DNA复制的过程 03 真核细胞： DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制； 原核细胞： 主要在拟核中，在质粒处也 有DNA的复制。 细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。 1 概念： 2 DNA复制场所 3 发生时期(真核生物) DNA复制的过程 03 DNA复制的过程 03 4 过程与条件 新合成的子链 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA解旋酶 游离的脱氧核苷酸 解 旋 需要细胞提供能量 需要解旋酶的作用 结果：氢键断裂，双链打开 合成子链 模板： 原料： 酶 ： 能量： 原则： 方向： 解开的每一条母链 四种脱氧核苷酸 DNA聚合酶等 细胞提供ATP 碱基互补配对原则 5‘-端至3’-端 DNA复制的过程 03 5 复制特点 （1）边解旋边复制 （2）半保留复制 加快复制速度，减少DNA突变可能 保证了复制的准确进行 6 精确复制的原因 （1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板； （2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。 7 复制的意义 你认为DNA复制会百分之百准确吗？如果复制出现错误，可能会产生什么影响？ 会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。 将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。 DNA复制的过程 03 DNA复制的起点和方向 (1)原核生物：单起点双向复制 (2)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。 DNA复制的过程 03 3.下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是 A.DNA分子在酶①的作用下 水解成脱氧核苷酸，酶② 催化碱基对之间的连接 B.在复制过程中解旋和复制 是同时进行的 C.解旋酶能使双链DNA解开，并且不需要消耗ATP D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子 √ 当堂检测 4.某未被32P标记的DNA分子含有1 000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，将该DNA分子置于含32P的培养基中连续复制3次。下列有关叙述错误的是 A.所有子代DNA分子都含32P B.含32P的子代DNA分子中，可能只有一条链含32P C.第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸4 900个 D.子代DNA分子中不含32P的脱氧核苷酸链占总链数的1/8 √ 当堂检测 5.复制叉是复制时双链打开，分成两股，各自作为模板，子链沿模板延长所形成的Y字型结构(如图)，复制叉从复制起始点开始沿着DNA链有序移动。DNA甲基化会引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式发生改变。下列叙述正确的是 A．解旋酶使DNA双链完全打开后再进行复制 B．DNA聚合酶发挥作用需要母链提供合成模板 C．DNA以两条链为模板进行复制可提高复制速率 D．甲基化修饰DNA链不会影响复制叉的有序移动 √ 当堂检测 课堂小结 练习与应用(P56 ) 一、概念检测 1.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。 （1）DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。 （ ） （2）在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成。 （ ） × × 2.DNA的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. 游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链 B 练习与应用(P56 ) 一、概念检测 3.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 练习与应用(P56 ) 一、概念检测 练习与应用(P 56) 二、拓展应用 1.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？ 可能有6个碱基发生错误，产生的影响可能很大，也可能没有影响。 2.已知果蝇的基因组大小为1.8×108bp（bp表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。 说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。 练习与应用(P 56) 二、拓展应用 下节课见 31 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $$