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 　　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。” 《核酸的分子结构》论文节选 一、对DNA复制推测 二、DNA半保留复制的证据 三、DNA复制的过程 主要内容 四、DNA复制过程中的相关计算 五、DNA复制与细胞分裂 一、对DNA复制推测 1．全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。 复制一次 亲代DNA 子代DNA 一、对DNA复制推测 2．半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的。 复制一次 亲代DNA 子代DNA 一、对DNA复制推测 3．分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。 复制一次 亲代DNA 子代DNA 二、DNA半保留复制的证据 【作出假设】DNA复制是一种半保留式的复制 假说-演绎法 每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。 一、对DNA复制推测 二、DNA半保留复制的证据 三、DNA复制的过程 主要内容 四、DNA复制过程中的相关计算 五、DNA复制与细胞分裂 二、DNA半保留复制的证据 问题1：如果DNA是半保留复制，复制后得到的子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的?DNA和子二代DNA的组成是怎样的? 假说-演绎法 问题2：如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链，可以采取什么办法？ 亲 代 子一代 子二代 二、DNA半保留复制的证据 问题3：如果用同位素（放射性）进行标记，用什么元素？ 假说-演绎法 可标记C、H、O、N、P等元素 亲 代 子一代 子二代 问题4： 如果亲代DNA是被15N作标记的，放在含14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？ （画一画：分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次） 二、DNA半保留复制的证据 假说-演绎法 问题5：如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？ 15N/14N-DNA （全部） 15N/14N-DNA（1/2） 子一代： 子二代： 亲 代： 15N/15N-DNA （全部） 14N/14N-DNA（1/2） 亲 代 子一代 子二代 二、DNA半保留复制的证据 假说-演绎法 问题5：要验证上述预测，就要分别观察亲代和子代的情况，但实验中，复制后的DNA分子混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？ 通过密度梯度离心使其发生分层（15N质量大于14N） 15N 15N 14N 14N 14N 15N 二、DNA半保留复制的证据 验证假设 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 重DNA 中DNA 1/2轻DNA 1/2中DNA 二、DNA半保留复制的证据 小结 作出假设 演绎推理 验证假设 假说演绎 （1）DNA的复制是半保留复制 （2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象 （3）通过实验进行验证 得出结论 一、对DNA复制推测 二、DNA半保留复制的证据 三、DNA复制的过程 主要内容 四、DNA复制过程中的相关计算 五、DNA复制与细胞分裂 三、DNA复制的过程 1.场所：主要在细胞核，但在线粒体、叶绿体和原核生物的拟核中也发生。 2.时间：细胞分裂前的间期（有丝分裂间期、减数第一次分裂分裂前的间期） 三、DNA复制的过程 ②原料：游离的四种脱氧核苷酸（A、G、C、T） ③结果：解开两条螺旋的双链 解旋： 模板 子链 ①需要细胞提供能量（ATP） ②需要解旋酶的作用 ③酶：DNA聚合酶等 合成条件： ①模板：解开的每一段母链 ④原则：碱基互补配对原则 重新螺旋：形成两个子代DNA与其对应的母链形成双螺旋结构，形成两个与亲代完全相同的DNA。 三、DNA复制的过程 DNA复制能准确进行的原因： ①DNA双链提供精确的模板 ②碱基互补配对原则 1个DNA 　2个完全相同的 DNA 结果： ①将遗传信息由亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性 ②变异：复制出现差错 意义： 特点： ①边解旋边复制 ②半保留复制 一个DNA分子可以有多个复制起点同时（或先后）复制。下面图中有3个复制起点，明显提高了DNA分子复制效率，右侧的复制最早，左侧的复制最晚。 DNA复制是多起点，但不是同时复制。DNA分子一般是从复制起点开始,双向进行复制.但低等生物的DNA,只能单向复制. 三、DNA复制的过程 ①二条母链的碱基顺序是否相同？ ②二条子链的碱基顺序是否相同？ ③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？ 三、DNA复制的过程 一、对DNA复制推测 二、DNA半保留复制的证据 三、DNA复制的过程 主要内容 四、DNA复制过程中的相关计算 五、DNA复制与细胞分裂 四、DNA复制过程中的相关计算 含有14N的脱氧核苷酸链：2n+1-2条 只含有15N的DNA分子0个 （1）将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则 子代DNA共2n个 含有15N的DNA分子2个 含有14N的DNA分子2n个 只含有14N的DNA分子2n-2个 脱氧核苷酸链共2n+1条 含有15N的脱氧核苷酸链：2条 四、DNA复制过程中的相关计算 （2）DNA复制中消耗脱氧核苷酸数 ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗的脱氧核苷酸数为m.（2n-1） ②若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸为m个，第n次复制时，需要某游离脱氧核苷酸数为m.2n-1 1.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。 (1)含有15N的DNA分子占1/8。( ) (2)含有14N的DNA分子占7/8。( ) (3)含有14N的脱氧核苷酸单链为30条。( ) (4)复制结果共产生16个DNA分子。( ) √ × √ √ 2．下列关于DNA复制过程的正确顺序是(　　) ①互补碱基对之间氢键断裂　②互补碱基对之间形成氢键　③DNA分子在解旋酶的作用下解旋　④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对　⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构 A．①③④②⑤ B.①④②⑤③ C．①③⑤④② D.③①④②⑤ 一、对DNA复制推测 二、DNA半保留复制的证据 三、DNA复制的过程 主要内容 四、DNA复制过程中的相关计算 五、DNA复制与细胞分裂 五、DNA复制与细胞分裂 五、DNA复制与细胞分裂 1.减数分裂中染色体标记情况分析 在减数分裂过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。如图是一次减数分裂的结果(以一对同源染色体为例)。 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。 五、DNA复制与细胞分裂 2.有丝分裂中DNA和染色体的标记情况分析 有丝分裂过程中DNA复制一次细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。 有丝分裂过程中DNA复制一次细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。 五、DNA复制与细胞分裂 2.有丝分裂中DNA和染色体的标记情况分析 有丝分裂过程中DNA复制一次细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。 由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是0-2n(以体细胞染色体数为2n为例)。 3.洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期，然后转入不含3H标记的培养液中继续培养至第一个细胞周期的分裂中期，如图能正确表示该细胞分裂中期的是(只考虑其中一条染色体上的DNA分子)(　　) DNA的复制 Lavf58.20.100 Transcoded by Arctime Pro 2.2.1 $$