第3章 第3节 DNA的复制 课件2-2024-2025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运用假说—演绎法探究DNA的复制方式,概述DNA通过半保留方式进行复制。 ②通过对DNA半保留复制方式的学习,理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。 ③识记DNA复制的概念、时间、场所、条件、过程、特点、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 “恐龙最早出现在2亿3千万年前的三叠纪,侏罗纪达到鼎盛,灭亡于约6千5百万年前的白垩纪晚期”。如果现在要复活恐龙,我们应该怎么办?让恐龙复活的关键是什么? 问题探讨 提示：恐龙复活的关键是找到恐龙的DNA分子,让DNA进行复制。 探究一 对DNA复制方式的探索 新课讲授 新课讲授 对DNA复制的猜测 全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 新课讲授 对DNA复制的猜测 DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个 DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式称作半保留复制。 新课讲授 根据这两个DNA复制模型分析,DNA分子以半保留方式复制一次或全保留方式复制一次,所形成的子代DNA分子的两条链有何不同? 问题探讨 提示：半保留复制后,形成的两个子代DNA都含有一条原来的链(母链)和一条新合成的链(子链),两个DNA分子是完全一样的;全保留复制后,亲代DNA分子被完整地保存下来,即1个DNA分子经过一次复制形成两个DNA分子,其中一个是亲代DNA分子,另一个是子代DNA分子。 新课讲授 两观点各有不同,如何来证明哪个观点是正确的? 问题探讨 提示：只能用实验来证明。 如果要你来设计实验,你认为最关键的思路是什么? 提示：把复制出的DNA链和原来的母链区别开,然后观察它在新DNA分子中出现的情况。 如何在实验中直观区分母链和子链? 提示：同位素标记技术。 新课讲授 后来形成的不同密度的DNA分子应如何区分? 问题探讨 提示：利用同位素标记技术将母链和子链区分开,因同位素的质量数存在差异,这会导致DNA的相对分子质量出现差异,不同密度的DNA分子可用密度梯度离心法区分开。 新课讲授 用15N标记的一个DNA分子,提供的原料用14N标记。 1.若按照全保留复制的方式进行复制,复制一次后得到的两个DNA的N元素的组成是怎样的?若将它们放入离心管内离心,DNA存在的位置是怎样的?复制两次呢? 2.若按照半保留复制的方式进行复制,复制一次后得到的两个DNA的N元素的组成是怎样的?若将它们放入离心管内离心,DNA存在的位置是怎样的?复制两次呢? 合作探究 新课讲授 用黑色的笔表示亲代DNA分子的两条链,用红色的笔代表新合成的子链,模拟绘制出子一代、子二代DNA分子的组成以及它们在离心管中的条带位置。 半 保 留 复 制 亲代 子一代 子二代 新课讲授 用黑色的笔表示亲代DNA分子的两条链,用红色的笔代表新合成的子链,模拟绘制出子一代、子二代DNA分子的组成以及它们在离心管中的条带位置。 全 保 留 复 制 子二代 亲代 子一代 新课讲授 探究二 DNA半保留复制的实验证据 新课讲授 实验过程 实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 新课讲授 回顾整个实验探究过程,这个过程运用了什么科学方法? 问题探讨 新课讲授 探究三 DNA复制的过程 新课讲授 DNA复制的概念： 知识梳理 DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 DNA复制发生时期： DNA复制的场所： 细胞分裂前的间期。 主要是细胞核内 新课讲授 资料分析 资料一:1956年Kornberg将从大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入具有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工合成体系中,四种脱氧核苷酸并不能聚合成脱氧核糖核酸链——并没有发生DNA的合成。 当加入了少量DNA引子和ATP能量、原料,经保温孵育后,测定其中DNA的含量。发现其中DNA的含量增加了,并且DNA的(A+T)∶(C+G)的比值与所加入的单链DNA引子相同。 DNA复制的条件有模板、原料、能量、酶。 新课讲授 资料二:科学家在适宜条件下人工合成DNA,过程如下: DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制。 资料分析 新课讲授 观看DNA复制的模拟动画，完成DNA复制过程要点填空。 问题探讨 新课讲授 问题探讨 时间 场所 模板 模板去向 原料 能量 酶 产物 特点 DNA分子的复制要点： 新课讲授 问题探讨 时间 细胞分裂前的间期 场所 主要在细胞核,少数在线粒体、叶绿体中 模板 DNA分子两条链(称为母链) 模板去向 分别进入两个DNA分子中 原料 四种游离的脱氧核苷酸 能量 ATP 酶 解旋酶、DNA聚合酶 产物 子代DNA分子(与亲代一模一样) 特点 边解旋边复制、半保留复制 新课讲授 问题探讨 1.DNA能准确复制的原因 (1)具有独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。 (2)通过碱基互补配对,保证复制能够准确无误地进行。 2.DNA能准确复制的意义 使遗传信息从亲代传给子代,保证了遗传信息的连续性。 新课讲授 探究四 DNA复制的相关计算 新课讲授 DNA复制所需原料的计算公式: 思考讨论 2.第n次复制: 1.复制n次: 需要游离的碱基数量为2n-1×DNA分子中该碱基数,n为复制的次数。 需要游离的碱基数量为2n-1×DNA分子中该碱基数。 一个DNA分子中含有1 000个碱基对,其中有400个腺嘌呤。如果它连续复制两次,消耗周围环境中胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？ 提示：消耗周围环境中胞嘧啶脱氧核苷酸1 800个。 【尝试应用】 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.下图为真核生物染色体上DNA复制过程的示意图，从图中可以看出，DNA复制效率较高的原因： （1）从多个起点开始进行复制; （2）边解旋边复制； （3）每个起点都是同时向两个方向进行复制。 新课讲授 核心归纳 3.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）”。 某亲本DNA分子双链均以白色表示,以灰色表示第一次复制出的DNA子链,以黑色表示第二次复制出的DNA子链,该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是(　　) 当堂训练 【练习1】 D DNA复制发生在细胞周期的哪个时期？( ) A. 分裂期 B. 间期 C. 末期 D. 早期 当堂训练 【练习2】 B 当堂训练 【练习3】 DNA分子复制时，解旋酶作用的部位应该是 ( ) A.腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键 B.腺嘌呤与胞嘧啶之间的氢键 C.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的氢键 D.脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键 C 课堂小结 布置作业 完成学案中的核心素养专练。 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$