第3章 第3节 DNA的复制 课件1-2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课件PPT（人教版2019）

第3节　DNA的复制 第3章 基因的本质 生物 学习目标 ①概述DNA分子复制的条件、过程和特点。 ②探讨DNA复制的生物学意义。 学习重难点 重点： 1.DNA复制的概念、时间、场所、条件、过程、特点、意义。 2.DNA复制的相关数量计算。 难点： 1.DNA复制的过程。 2.DNA复制的相关数量计算。 导入新课 震惊世界的“9·11”事件夺去了很多无辜的生命,两幢大楼轰然倒塌,死伤者数以千计,从废墟中清理出的尸体面目全非,无法辨认,如何来确定罹难者的身份呢,警方利用PCR技术获得了罹难者大量的DNA序列,通过与失踪人员的亲人进行DNA检测鉴定失踪人员的身份。从案例可知PCR技术起到了什么作用?它的原理是什么? 问题探讨 提示：获得大量DNA;DNA复制。 (1)DNA分子的基本单位是___________;  (2)DNA分子具有特殊的空间结构,也就是具有规则的_________结构;  (3)碱基互补配对原则:A与______,G与______;两条链上的碱基通过______连接。  脱氧核苷酸 双螺旋 T C 氢键 导入新课 探究一 对DNA分子复制的推测 新课讲授 新课讲授 知识梳理 全保留复制 半保留复制 DNA有两条链,当时科学家猜想可能有以下两种复制方式:全保留复制和半保留复制。 新课讲授 沃森和克里克提出了DNA进行半保留复制的假说。 要想通过实验来证明DNA复制属于半保留复制, 这个实验设计的关键是什么? 知识梳理 提示：要能够区分出亲代DNA与子代DNA。 新课讲授 探究二 DNA半保留复制的实验证据 新课讲授 阅读教材P54“证明DNA半保留复制的实验”,了解实验方法、过程和结果。小组讨论以下问题: 1.科学家选择什么材料进行实验? 问题探讨 大肠杆菌。 2.DNA是用肉眼观察不到的,那么用什么方法可以区分亲代与子代的DNA? 同位素标记技术。 3.科学家是怎样用15N标记大肠杆菌的DNA的? 用含有15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌。 新课讲授 4.如果是全保留复制,DNA离心结果会出现几种条带?如果是半保留复制,又会出现几种条带? 问题探讨 14N/14N—DNA 15N/15N—DNA 轻带 重带 全保留复制 15N/14N—DNA 中带 14N/14N—DNA 15N/15N—DNA 轻带 重带 半保留复制 新课讲授 5.在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取出的DNA离心的结果说明了什么? 问题探讨 提示：DNA复制是半保留复制。 新课讲授 实验结果： 实验结论： DNA的复制方式是半保留复制。 证明DNA半保留复制的实验 15N/14N—DNA 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 新课讲授 探究三 DNA分子复制的过程 新课讲授 阅读教材P55第一、二自然段和观察图3-10,小组讨论以下问题。 1.DNA分子复制的时间是什么时候? 2.DNA分子复制的场所在哪里? 3.复制开始时,DNA的结构会发生什么变化? 4.DNA分子复制的过程包含哪些步骤? 问题探讨 包括解旋、合成子链和形成子代DNA三个步骤。 细胞分裂前的间期。 主要是细胞核,叶绿体和线粒体内也能进行。 DNA分子的两条链在解旋酶的作用下解成单链,暴露出内部的碱基。 新课讲授 阅读教材P55第一、二自然段和观察图3-10,小组讨论以下问题。 5.DNA分子复制需要哪些条件? 6.DNA分子复制的结果是什么? 7.DNA分子复制的意义是什么? 8.DNA分子复制的特点是什么? 问题探讨 半保留复制和边解旋边复制。 将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性。 形成两个与亲代完全相同的子代DNA分子。 模板、能量、酶、原料等。 新课讲授 知识梳理 新课讲授 1.DNA复制的模板是什么? 2.DNA复制过程中所需要的酶有哪些,作用分别是什么? 3.DNA复制过程中所需要的原料是什么? 问题探讨 原料是4种游离的脱氧核苷酸。 DNA复制所需的酶包括解旋酶和DNA聚合酶,解旋酶能够促使DNA 两条链解开螺旋,DNA聚合酶可以促使单个的脱氧核苷酸连接形成子链。 DNA的两条链都可以作模板。 新课讲授 4.复制时,是先解旋再复制,还是边解旋边复制? 5.DNA分子复制能够准确进行的原因是什么? 问题探讨 DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板;碱基互补配对原则保证了复制能够准确地进行。 边解旋边复制。 新课讲授 下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,据图分析,DNA分子复制还有什么特点? 问题探讨 提示：DNA复制为多起点复制;DNA复制可以双向进行;DNA复制时两条子链的延伸方向相反。 新课讲授 1.两个非配对碱基之和占碱基总数的50%,即A+C=T+G=50%,A+G=T+C=50%; 2.如果一条链中的(A+T)/(G+C)=a,则另一条链中的(A+T)/(G+C)的比例也是a; 3.如果一条链中的(A+G)/(T+C)=b,则另一条链中(A+G)/(T+C)的比例是1/b; 4.T%=1/2×(T1%+T2%); 5.若该DNA分子中某碱基有m个,复制n次,共需要游离的该碱基的数量是m×(2n-1)个。 知识梳理 新课讲授 核心归纳 1.分析各类生物体中DNA复制的场所 （1)真核生物：细胞核（主要场所）、叶绿体、线粒体。 （2）原核生物：拟核、细胞质（如质粒DNA的复制）。 （3）DNA病毒：宿主细胞内。 新课讲授 核心归纳 2.复制可简记为“1个主要场所（细胞核），1种时期（细胞分裂前的间期），3个步骤（解旋、合成新链、形成子代DNA），4个条件（模板、酶、原料和能量）”。 新课讲授 核心归纳 3.做与 DNA复制相关的计算题时的4个注意事项： (1)复制次数:“DNA 复制了n次”和“第 n次复制”不同,前者包括第n次及其之前所有的复制,而后者只包括第n次复制。 (2)碱基数目:注意碱基数目的单位是“对”还是“个”。 (3)在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有2个。 (4)关键词语:看清是“DNA分子数”还是“脱氧核苷酸链数”,“含”还是“只含”等关键词。 下列有关“探究DNA的复制过程”活动的叙述，正确的是( 　) A.培养过程中，大肠杆菌将利用NH4Cl中的N合成DNA的基本骨架 B.通过对第二代大肠杆菌DNA的密度梯度离心，得出DNA复制的特点为半保留复制 C.将含14N/14N－DNA的大肠杆菌放在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，所获得的大肠杆菌的DNA中都含有15N D.将含15N/15N－DNA的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖一代后，若将提取的子代大肠杆菌DNA解旋处理后进行密度梯度离心，离心管中将只出现1个条带 C 当堂训练 【练习1】 细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　) C 当堂训练 【练习2】 A.子一代DNA应为②　 B.子二代DNA应为① C.子三代DNA应为④ D.亲代的DNA应为⑤ 下列有关探究DNA复制过程的说法，不正确的是(　　) C 当堂训练 【练习3】 A.实验利用了同位素标记法 B.细胞有丝分裂一次意味着DNA复制一次 C.密度梯度超速离心后，DNA在试管中的位置与相对分子质量无关 D.实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点 在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示： 当堂训练 【练习4】 当堂训练 【练习4】 (2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离，请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。 (1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链含________，另一条链含________。 14N 15N (3)若将15N－DNA(亲代)的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，则所产生的子代DNA中全含15N(重DNA)，一条链含15N(中DNA)及两条链均不含15N(轻DNA)的比例为________，在这些子代DNA中，含15N的链与全部子代DNA链的比例为____________。 0:2:6 当堂训练 【练习4】 2:8(或1:4) (4)若一个DNA分子的一条单链中(A+G)/(T+C)＝1.5，此比例在其互补链中的比值是________；在整个DNA分子中的比值是________。以该单链为模板合成的子代DNA分子中，A＋G的总含量占________。 2/3 1 50% 课堂小结 DNA的复制 酶——解旋酶和 DNA 聚合酶等 时间——细胞分裂前的间期 意义——保持了遗传信息的连续性 原料——4种游离的脱氧核苷酸 场所——主要在真核细胞的细胞核中 布置作业 完成学案中的核心素养专练。 谢谢大家 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$