3.3 DNA的复制-【精讲课堂】2024-2025学年高一生物同步备课精制课件(人教版2019必修2）

第3节 DNA的复制 第三章 基因的本质 图片可替换 本节聚焦 怎样证明 DNA是半保留复制的？ DNA的复制过程是怎样的？ DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？ 问题探讨 资料： 沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“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。 碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？ 提出问题 假说一 | 半保留复制 沃森和克里克 亲代DNA 子代DNA 复制 一、对DNA复制的推测 其他假说 | 全保留复制 亲代DNA 子代DNA 复制 其他人 做出假说 1.如果要你来设计实验如何验证哪个假说是对的，你认为最基本的思路是什么？ 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。 2.如何在实验中直观区分母链和子链？ 同位素标记法。 3.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。（其他元素也行，N更方便且实验效果好） 一、对DNA复制的推测 下 中 上 15N/15N 15N/14N 14N/14N 二、DNA半保留复制的实验证据 低 高 密度 密度梯度离心法 用含有15NH4Cl的培养液 培养大肠杆菌若干代 将大肠杆菌转移到含有 14NH4Cl的普通培养液中 不同时刻收集大肠杆菌并 提取DNA后离心 记录离心后试管中 DNA 的位置 P 全保留复制假说 全部位于重带 15N/ 15N 1/2位于轻带 1/2位于重带 14N/ 14N 15N/ 15N 3/4位于轻带 1/4位于重带 14N/ 14N 15N/ 15N 离心 离心 离心 F1 二、DNA半保留复制的实验证据 请同学们分别推测全保留复制和半保留复制的实验结果。 演绎推理 F2 半保留复制假说 离心 离心 离心 全部位于重带 15N/ 15N 全部位于中带 14N/ 15N 1/2位于轻带 1/2位于中带 14N/ 14N 14N/ 15N 二、DNA半保留复制的实验证据 F1 F2 P 验证假说 得出结论 DNA的复制是以半保留的方式进行的。 提取DNA离心 提取DNA离心 提取DNA离心 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 细胞再分裂一次 实验结果与半保留复制的预期相符 二、DNA半保留复制的实验证据 大肠杆菌在15NH4Cl的培养液培养若干代 全部位于重带 15N/ 15N 全部位于中带 14N/ 15N 1/2位于轻带 1/2位于中带 14N/ 14N 14N/ 15N 第一代 第二代 排除全保留复制 DNA复制方式的探究历程 DNA是如何复制的？ 实验结果与半保留复制的预期相符。 DNA分子复制的方式是半保留复制。 预测两种复制模式下得到的子代DNA的可能情况及可能的实验结果。 推测可能的复制方式 半保留复制 全保留复制 小结 提出问题 做出假说 演绎推理 验证假说 得出结论 假说-演绎法 练一练 大本P90 科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如下图所示)，证实了DNA是以半保留方式复制的。实验过程与方法： (1)在含15N的培养基中培养大肠杆菌若干代，使其DNA双链均被15N标记(试管①) (2)转至含14N的培养基中培养，每30 min繁殖一代 (3)取出每代DNA样本，离心分层 ②③④⑤试管是该实验可能出现的结果， 下列相关推论正确的是(　　) A．该实验运用了同位素标记法，出现④所示结果至少需要90分钟 B．③是转入14N培养基中复制一代的结果，②是复制二代的结果 C．对得到“DNA以半保留方式复制”的结论起关键作用的是试管③ D．给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示 C 三、DNA复制的过程 DNA复制示意图 DNA聚合酶 新合成的子链 DNA聚合酶 DNA解旋酶 游离的脱氧核苷酸 亲代DNA 两条DNA母链 两个完全相同的子代DNA 解旋 （耗能） 复制 碱基互 补配对 盘绕 解旋酶 DNA聚合酶 氢键 磷酸二酯键 腺嘌呤 胸腺嘧啶 胞嘧啶 鸟嘌呤 三、DNA复制的过程 两条DNA子链 只能催化DNA单链沿着5'→ 3'延伸合成 DNA的复制：（间期） 是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 （边解旋边复制） 场所 时间 条 件 模板 原料 能量 酶 原则 特点 方向 意义 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 细胞分裂前的间期 碱基互补配对原则（A-T、G-C） 边解旋边复制、半保留复制 从子链的5' → 3' 端延伸 三、DNA复制的过程 总结 主要是细胞核 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 （2）原核生物：单起点双向复制 P56拓展应用2 左图为果蝇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。 果蝇DNA复制的电镜照片 （1）真核生物：多起点双向复制 优点：提高复制效率 2n个 2个 2n-2个 0个 四、DNA复制的有关计算 亲代DNA分子经n次复制后，则 ①子代DNA分子数： ②含15N的DNA分子数： ④不含15N的DNA分子数： ③只含15N的DNA分子数： ⑤子代DNA分子中脱氧核苷酸链数： ⑥ 15N脱氧核苷酸链数： ⑦新合成的脱氧核苷酸链数： 2n+1条 2条 2n+1-2条 画一画：按照半保留复制原则，绘制DNA复制两次的示意图 假设一个DNA分子中含有m个腺嘌呤，则亲代DNA： m（ 2n-1） ①经过n次复制共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸个数为： ②第n次复制需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸个数为： m（ 2n-2n-1）= m × 2n-1 四、DNA复制的有关计算 练一练 若两条链都含32P的DNA分子的分子量是M，两条链都不含32P的DNA的分子量为N。现将含32P的DNA的细菌放在不含32P的培养基上让其分裂a次，则子代细菌的DNA的平均分子量是(　　) A．[N(2a－2)＋M]/2a B．[N(2a－1)＋M]/2a C．[M(2a－2)＋N]/2a D．[N(2a－1)＋M]/(2a－2) B 大本P91 练一练 小本P212 12．蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中连续分裂2次，在第二次分裂中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　) A．每条染色体的两条单体都被标记B．每条染色体中都只有一条单体被标记C．只有半数的染色体中一条单体被标记D．每条染色体的两条单体都不被标记 C 建议删掉的题目如下： 大本P91 例2 小本P210-213 5、12、14、15 课后作业 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $$