3.3 DNA通过复制传递遗传信息（知识清单）-2024-2025学年高一生物同步教学精品课件+知识清单（浙科版2019必修2）

第三节　DNA通过复制传递遗传信息 一、探究DNA的复制过程 1.实验者:1958年梅塞尔森和斯塔尔 2.实验材料和技术: 3.实验方法: 法 4 实验过程 (1)先将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液培养若干代，使大肠杆菌的DNA的两条链都被15N标记。 (2)提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心，与长期以14NH4Cl为唯一氮源培养大肠杆菌DNA作比较。 (3)含15N的大肠杆菌DNA在离心管下部形成条带，含14N的大肠杆菌DNA在离心管上部条带。 (4)含15N-DNA大肠杆菌转入只含14N的培养液中继续培养 (5)分别取完成 次细胞分裂（细胞数增加一倍）和完成 次细胞分裂的大肠杆菌，并将大肠杆菌中的DNA分离出来，做密度梯度离心和分析。 3. 实验结果：Ⅰ代离心后得到 条中带；Ⅱ代离心后得到 条中带、 条轻带与预测结果是完全一致的。 4. 实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。 二、DNA复制的概念、过程和意义 1. 概念：新产生两个DNA分子跟亲代DNA相同(1个DNA→2个DNA）。 2. 时间： 。 3. 场所： （主要）。在 中也有DNA复制。原核生物在 中。 4. 条件 (1)模板：DNA 条母链 (2)原料：4种游离的 (3)能量：ATP (4)酶： 等 (5)原则： 5. 过程   6. 方向： 7. 特点： 7. 精确复制原因：DNA的双螺旋结构提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了碱基序列一致性。 8. 意义： 。 拓展：①在生物体中，解旋酶打开氢键要消耗能量，但在加热情况下，不需要解旋酶也能打开氢键。 ②多起点复制：真核生物的DNA复制有多个起点，向两个方向同时进行复制，从而缩短DNA复制的时间。细菌DNA复制只有一个起点。   ③DNA聚合酶只能催化子链沿5' →3'方向延伸。 三、DNA复制过程中的相关计算 1. DNA复制相关计算 一个15N标记的DNA分子(亲代)转移到只含14N的培养液中复制n次， 子代DNA共2n，脱氧核苷酸链总数=2n+1。 ①含15N的DNA分子数= ②含14N的DNA分子数= ③只含15N的DNA分子数= ④只含14N的DNA分子数= ⑤含15N的脱氧核苷酸链数= ⑥含14N的脱氧核苷酸链数= 2. 消耗脱氧核苷酸数 ①若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则复制n次需该脱氧核苷酸数为 ②复制第n次需该脱氧核苷酸数为 四、DNA复制与分裂过程中的染色体、DNA标记情况分析 1. DNA半保留复制的观察--来自染色体的证据 DNA复制的过程也是染色体形成两条染色单体的过程。 将植物根尖分生组织放在含有5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)的培养液中进行培养，待细胞处于第二个分裂周期时，取出根尖组织用姬姆萨(Giemsa)染料染色，结果被染色的染色体出现色差。 BrdU在结构上与胸腺嘧啶脱氧核苷类似，能够代替后者与腺嘌呤配对，掺入新合成的一条DNA链中。 当细胞处于第二个分裂周期时，一条染色体的两条单体出现了差异，其中一条染色单体的两条脱氧核苷酸链都掺入了5-溴尿嘧啶，而另一条染色单体的两条脱氧核苷酸链中，只有一条链掺入了5-溴尿嘧啶。因为含BrdU的脱氧核苷酸链着色很浅(浅蓝色)，与母链的着色(深蓝色)明显不同，因此就出现了色差染色体。 2. 有丝分裂中染色体、DNA标记情况分析 以15N标记核DNA放到只含14N的培养液中进行两次有丝分裂的情况分析（以一对同源染色体为例）： 形成四个子细胞的染色体及DNA放射性情况为0，1，2三种情况。 3.减数分裂中染色体标记情况分析 将核DNA被15N充分标记的细胞放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(只展示细胞中的一对同源染色体)： 减数分裂细胞复制一次，连续分裂两次，所以形成的4个子细胞中所有的核15N-14N-DNA，所有染色体都含15N。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节　DNA通过复制传递遗传信息 一、探究DNA的复制过程 1.实验者:1958年梅塞尔森和斯塔尔 2.实验材料和技术:大肠杆菌,利用同位素标记法、密度梯度离心 3.实验方法:假说-演绎法 4 实验过程 (1)先将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液培养若干代，使大肠杆菌的DNA的两条链都被15N标记。 (2)提取大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心，与长期以14NH4Cl为唯一氮源培养大肠杆菌DNA作比较。 (3)含15N的大肠杆菌DNA在离心管下部形成条带，含14N的大肠杆菌DNA在离心管上部条带。 (4)含15N-DNA大肠杆菌转入只含14N的培养液中继续培养 (5)分别取完成一次细胞分裂（细胞数增加一倍）和完成两次细胞分裂的大肠杆菌，并将大肠杆菌中的DNA分离出来，做密度梯度离心和分析。 3. 实验结果：Ⅰ代离心后得到1条中带；Ⅱ代离心后得到1条中带、1条轻带与预测结果是完全一致的。 4. 实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。 二、DNA复制的概念、过程和意义 1. 概念：新产生两个DNA分子跟亲代DNA相同(1个DNA→2个DNA）。 2. 时间：有丝分裂分裂间期和减数第一次分裂前的分裂间期。 3. 场所：细胞核（主要）。在线粒体、叶绿体中也有DNA复制。原核生物在拟核或细胞质中。 4. 条件 (1)模板：DNA两条母链 (2)原料：4种游离的脱氧核苷酸（AGCT） (3)能量：ATP (4)酶：解旋酶、DNA聚合酶等 (5)原则：碱基互补配对原则 5. 过程   6. 方向：5’端→3’端 7. 特点：边解旋边复制，半保留复制 7. 精确复制原因：DNA的双螺旋结构提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了碱基序列一致性。 8. 意义：使亲代的遗传信息传递给子代，保持前后代遗传信息的连续性。 拓展：①在生物体中，解旋酶打开氢键要消耗能量，但在加热情况下，不需要解旋酶也能打开氢键。 ②多起点复制：真核生物的DNA复制有多个起点，向两个方向同时进行复制，从而缩短DNA复制的时间。细菌DNA复制只有一个起点。   ③DNA聚合酶只能催化子链沿5' →3'方向延伸。 三、DNA复制过程中的相关计算 1. DNA复制相关计算 一个15N标记的DNA分子(亲代)转移到只含14N的培养液中复制n次， 子代DNA共2n，脱氧核苷酸链总数=2n+1。 ①含15N的DNA分子数=2 ②含14N的DNA分子数=2n ③只含15N的DNA分子数=0 ④只含14N的DNA分子数=2n-2 ⑤含15N的脱氧核苷酸链数=2 ⑥含14N的脱氧核苷酸链数=2n+1-2 2. 消耗脱氧核苷酸数 ①若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则复制n次需该脱氧核苷酸数为m·(2n-1) ②复制第n次需该脱氧核苷酸数为m·2n-1 四、DNA复制与分裂过程中的染色体、DNA标记情况分析 1. DNA半保留复制的观察--来自染色体的证据 DNA复制的过程也是染色体形成两条染色单体的过程。 将植物根尖分生组织放在含有5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)的培养液中进行培养，待细胞处于第二个分裂周期时，取出根尖组织用姬姆萨(Giemsa)染料染色，结果被染色的染色体出现色差。 BrdU在结构上与胸腺嘧啶脱氧核苷类似，能够代替后者与腺嘌呤配对，掺入新合成的一条DNA链中。 当细胞处于第二个分裂周期时，一条染色体的两条单体出现了差异，其中一条染色单体的两条脱氧核苷酸链都掺入了5-溴尿嘧啶，而另一条染色单体的两条脱氧核苷酸链中，只有一条链掺入了5-溴尿嘧啶。因为含BrdU的脱氧核苷酸链着色很浅(浅蓝色)，与母链的着色(深蓝色)明显不同，因此就出现了色差染色体。 2. 有丝分裂中染色体、DNA标记情况分析 以15N标记核DNA放到只含14N的培养液中进行两次有丝分裂的情况分析（以一对同源染色体为例）： 形成四个子细胞的染色体及DNA放射性情况为0，1，2三种情况。 3.减数分裂中染色体标记情况分析 将核DNA被15N充分标记的细胞放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(只展示细胞中的一对同源染色体)： 减数分裂细胞复制一次，连续分裂两次，所以形成的4个子细胞中所有的核15N-14N-DNA，所有染色体都含15N。 学科网（北京）股份有限公司 $$