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3节 DNA的复制 课件 一、对DNA复制的推测 对DNA复制的推测 半保留复制（沃森、克里克）： 指亲代DNA解旋后，分别以两条链为模板，合成子链，母链和子链共同组成一个新的DNA分子。新合成的DNA，都保留了原来DNA中的一条链。 一、对DNA复制的推测 全保留复制： 是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成。 一、对DNA复制的推测 分散复制： 亲代DNA分子将断裂成短片段，以这些亲本短片段为模板合成同样长短的新的DNA片段，再将这些新旧片段混合连接，形成完整的全长DNA分子。 亲代DNA分子 子代DNA分子 二、半保留复制的实验证据 设计实验验证假设：半保留复制/全保留复制/分散复制 问题2： 如果用同位素进行标记,可标记什么元素? 1）如何设计实验？ 同位素标记法 可标记C、H、O、N、P等元素 15N 14N （N元素稳定、易于标记、操作简单） 学习探索：阅读教材并回答问题 问题1： 如何区分亲代DNA分子的母链和新合成DNA的子链 背景知识 14N和15N是N的两种稳定的同位素，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_____，意味着更重。 大 二、半保留复制的实验证据 二、半保留复制的实验证据 CsCl溶液超速离心时,会在离心管中形成一个连续的密度梯度,溶液密度在底部最高,顶部最低。如果DNA分子溶解其中,DNA就会悬浮在与__________的部位。然后用紫外光照射后，管中就会显示出不同密度的DNA条带。 问题3： 如何检测带有不同标记的DNA？ 重带 中带 轻带 密度低 密度高 等密度 密度梯度离心法 高速离心时,CsCl溶液形成密度梯度,靠管口的密度低,靠管底的密度高.DNA分子有大小,分子量大的就在密度高处（此处浮力大,用物理上的重力=浮力来理解）,分子量小的在密度低处.不同的分子量的DNA呆在不同段. 6 科学家先用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时大肠杆菌的DNA几乎都是_____标记的。 15N 15N/15N-DNA 提取DNA 离心 转移到含14NH4Cl的培养液中 第 一 代 提取DNA 离心 第 二 代 提取DNA 离心 按照DNA复制的三种假说，则亲代、子一代、子二代的两条链分别含有哪种N元素？并预测离心后试管中DNA的位置。 学习探索：思考并预测DNA的位置 二、半保留复制的实验证据 7 预期实验结果：第一代 半保留复制 全保留复制 分散复制 15N+14N 15N+14N 15N+15N 14N+14N 单链组合 预期离心结果 （15N+14N） 2 （15N+14N） 2 + 中带 中带 重带+轻带 （15N+14N） 2 （15N+14N） 2 + 预期实验结果：第二代 14N单链 15N单链 半保留复制 分散复制 15N+14N 14N+14N 14N+14N 15N+14N 单链组合 预期离心结果 中带和轻带 轻中带之间 （15N+3×14N） 4 + （15N+3×14N） 4 （15N+3×14N） 4 + （15N+3×14N） 4 全保留复制 15N+15N 14N+14N 14N+14N 14N+14N 重带和轻带 15N/15N-DNA 提取DNA 离心 第 二 代 提取DNA 离心 第 一 代 提取DNA 离心 科学家先用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时大肠杆菌的DNA几乎都是_____标记的。 15N 转移到含14NH4Cl的培养液中 二、半保留复制的实验证据 实验结论大肠杆菌DNA的复制方式是半保留复制 重带 中带 1/2轻带1/2中带 P F1 F2 10 提出假说 演绎推理 实验验证 2、推测可能的复制方式 3、推理不同复制方式下得到子代DNA的可能情况，预测实验结果 结论：DNA复制是半保留复制 1、DNA的是如何复制的? 发现问题 半保留复制 全保留复制 分散复制 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（密度梯度离心） 三、DNA复制的过程 带着问题阅读教材： 1.DNA复制的概念? 2.DNA复制的时间、场所、条件？ 3.DNA复制的过程? 学习探索：阅读教材55-56页，并理解DNA复制的过程 12 主要发生在细胞核，少部分发生在线粒体和叶绿体中 ①能量： ②酶 ： ③模板： ④原料： 亲代DNA的两条链 4种游离的脱氧核苷酸 解旋酶，DNA聚合酶等 ATP DNA复制条件： DNA复制的过程? DNA复制场所： 三、DNA复制的过程(P55) 解旋酶将DNA双螺旋的双链解开 1.解旋 2.合成子链 以母链为模板，根据碱基互补配对合成子链 3.形成DNA 子母链盘绕成双螺旋结构 14 DNA准确复制的原因?（P56） ①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。 解旋 ②碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 A—T G—C 四、DNA复制的意义 复制 着丝粒分裂 DNA通过复制，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和稳定性。 DNA复制的意义(P56) 16 规律总结 一个DNA分子复制n次，则有： (1)DNA分子数（双链） ①子代DNA分子数= ___________ 个。 ②含有亲代DNA链的子代DNA分子数=___________个。 ③不含亲代DNA链的子代DNA分子数=___________个。 2 2n 2n-2 新合成的DNA分子数为：______个 (2)脱氧核苷酸链数（单链） ①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=__________条。 ②子代中含有亲代脱氧核苷酸链数=__________条。 ③新合成的脱氧核苷酸链数= _________条。 2n+1 2 2n+1-2 2n-1 三、DNA复制的过程 例题1：DNA复制的起始点 题目：在DNA复制过程中，复制的起始点被称为什么？ A. 复制起点 B. 复制终点 C. 复制中心 D. 复制节点 解析：在DNA复制过程中，复制的起始点被称为复制起点。这是DNA双链开始解旋并合成新链的特定区域。因此，正确答案是A。 18 三、DNA复制的过程 例题2：DNA复制的酶 题目：在DNA复制过程中，哪种酶负责解开双链DNA的氢键？ A. DNA聚合酶 B. 解旋酶 C. 限制性内切酶 D. DNA连接酶 解析：在DNA复制过程中，解旋酶负责解开双链DNA的氢键，使得DNA双螺旋结构可以被分离成两条单链，作为新链合成的模板。因此，正确答案是B。 19 三、DNA复制的过程 例题3：DNA复制的方向 题目：DNA复制过程中，新链的合成方向是怎样的？ A. 只能从5’到3’方向 B. 只能从3’到5’方向 C. 同时从5’到3’和3’到5’方向 D. 随机方向 解析：在DNA复制过程中，新链的合成方向是同时从5’到3’和3’到5’方向。这是因为DNA聚合酶在合成新链时只能从5’到3’方向进行，而另一条新链则通过引物和DNA聚合酶的合成形成，形成所谓的滞后链。因此，正确答案是C。 20 三、DNA复制的过程 例题4：DNA复制的引物 题目：在DNA复制过程中，引物的作用是什么？ A. 提供新链合成的起始点 B. 连接新旧DNA链 C. 稳定DNA双螺旋结构 D. 修复复制错误 解析：在DNA复制过程中，引物提供了新链合成的起始点。DNA聚合酶需要一个RNA引物来开始合成新链，这个引物稍后会被DNA聚合酶合成的DNA链所取代。因此，正确答案是A。 21 三、DNA复制的过程 例题5：DNA复制的半保留性 题目：DNA复制的半保留性意味着什么？ A. 每个新DNA分子包含一个原始链和一个新合成的链 B. 每个新DNA分子包含两个新合成的链 C. 每个新DNA分子包含两个原始链 D. 每个新DNA分子包含一个原始链和两个新合成的链 解析：DNA复制的半保留性意味着每个新DNA分子包含一个原始链和一个新合成的链。这种复制方式确保了遗传信息的准确传递给后代细胞。因此，正确答案是A。 22 三、DNA复制的过程 例题6：DNA复制的场所 题目：DNA复制主要发生在哪里？ A. 细胞核 B. 线粒体 C. 细胞质 D. 高尔基体 解析：DNA复制主要发生在细胞核中。细胞核是细胞内储存和复制DNA的主要场所。虽然线粒体和叶绿体也包含自己的DNA，但它们不是DNA复制的主要场所。因此，正确答案是A。 23 三、DNA复制的过程 例题7：DNA复制的速率 题目：在细胞周期中，DNA复制通常需要多长时间？ A. 几分钟 B. 几小时 C. 几天 D. 几周 解析：在细胞周期中，DNA复制通常需要几小时。这个时间可以根据细胞类型和条件而有所不同，但通常在细胞周期的S期进行。因此，正确答案是B。 24 三、DNA复制的过程 例题8：DNA复制的准确性 题目：DNA复制过程中，如何确保复制的准确性？ A. 通过DNA聚合酶的校对功能 B. 通过解旋酶 C. 通过限制性内切酶 D. 通过DNA连接酶 解析：在DNA复制过程中，DNA聚合酶的校对功能可以确保复制的准确性。当DNA聚合酶遇到不匹配的碱基对时，它可以移除错误的核苷酸并替换为正确的核苷酸。这种校对功能大大提高了复制的准确性。因此，正确答案是A。 25 三、DNA复制的过程 例题9：DNA复制的终止 题目：DNA复制的终止通常发生在什么时候？ A. 在复制起点 B. 在复制终点 C. 当细胞准备分裂时 D. 当细胞死亡时 解析：DNA复制的终止通常发生在复制终点。这是DNA双螺旋结构完全复制并重新形成后的位置。复制终点标志着DNA复制过程的结束。因此，正确答案是B。 26 三、DNA复制的过程 例题10：DNA复制的调控 题目：细胞如何调控DNA复制的进程？ A. 通过改变DNA聚合酶的活性 B. 通过改变解旋酶的活性 C. 通过改变DNA连接酶的活性 D. 通过改变限制性内切酶的活性 解析：细胞通过改变DNA聚合酶的活性来调控DNA复制的进程。在细胞周期的不同阶段，DNA聚合酶的活性会被精细调控，以确保DNA复制在正确的时间发生。因此，正确答案是A。 27 三、DNA复制的过程 例题11：DNA复制与细胞周期 题目：DNA复制与细胞周期的哪个阶段相关？ A. G1期 B. S期 C. G2期 D. M期 解析：DNA复制与细胞周期的S期相关。在S期，细胞复制其DNA分子，为随后的细胞分裂做准备。这是细胞周期中DNA复制发生的主要阶段。因此，正确答案是B。 28 三、DNA复制的过程 例题12：DNA复制与遗传信息 题目：DNA复制过程中，遗传信息是如何传递的？ A. 通过DNA聚合酶 B. 通过解旋酶 C. 通过碱基互补配对 D. 通过DNA连接酶 解析：在DNA复制过程中，遗传信息是通过碱基互补配对传递的。新链的合成是基于模板链上的碱基序列，遵循A与T配对、C与G配对的规则。这种互补配对确保了遗传信息的准确复制。因此，正确答案是C。 29 三、DNA复制的过程 例题13：DNA复制与突变 题目：DNA复制过程中的突变通常会导致什么后果？ A. 遗传信息的丢失 B. 遗传信息的增加 C. 遗传信息的改变 D. 遗传信息的不变 解析：DNA复制过程中的突变通常会导致遗传信息的改变。这些突变可能是由于复制错误、DNA损伤或修复机制的失败。突变可以导致新的遗传特征，有时可能导致疾病或生物的适应性变化。因此，正确答案是C。 30 三、DNA复制的过程 例题14：DNA复制与修复机制 题目：细胞中有哪些主要的DNA修复机制？ A. 错配修复和核苷酸切除修复 B. 同源重组修复和非同源末端连接 C. 直接修复和碱基切除修复 D. 所有选项 解析：细胞中有多种DNA修复机制，包括错配修复、核苷酸切除修复、同源重组修复、非同源末端连接、直接修复和碱基切除修复。这些机制共同作用，以识别和修复DNA复制过程中的错误和损伤。因此，正确答案是D。 31 三、DNA复制的过程 例题15：DNA复制与癌症 题目：DNA复制过程中的错误如果未被修复，可能会导致什么疾病？ A. 遗传性疾病 B. 癌症 C. 病毒感染 D. 自身免疫疾病 解析：DNA复制过程中的错误如果未被修复，可能会导致癌症。癌症是由于细胞内的遗传信息发生突变，导致细胞失去对生长和分裂的正常控制。这些突变可能是由于DNA复制错误、DNA损伤或修复机制的失败。因此，正确答案是B。 32 三、DNA复制的过程 例题16：DNA复制与进化 题目：DNA复制过程中的变异对生物进化有何影响？ A. 变异是进化的驱动力 B. 变异与进化无关 C. 变异阻碍了进化 D. 无法确定 解析：DNA复制过程中的变异是进化的驱动力。这些变异可以产生新的遗传特征，为自然选择提供材料，从而推动物种的进化。因此，正确答案是A。 33 三、DNA复制的过程 例题17：DNA复制与基因表达 题目：DNA复制与基因表达之间的关系是什么？ A. DNA复制是基因表达的前提 B. 基因表达是DNA复制的前提 C. DNA复制与基因表达无关 D. DNA复制和基因表达相互依赖 解析：DNA复制是基因表达的前提。在细胞周期的S期，DNA复制确保了每个新产生的细胞都能获得完整的遗传信息，这些遗传信息随后在细胞周期的其他阶段被转录和翻译，以表达基因。因此，正确答案是A。 34 三、DNA复制的过程 谢谢观看 35 $$