3.3DNA的复制课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

1、磷酸与核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架（ ） 2、DNA分子中含氮碱基与磷酸基团的数目相等（ ） 3、每个DNA分子中，游离的磷酸数＝游离的脱氧核糖数（ ） 4、与RNA相比，在物质组成上DNA的特殊之处在于？ 5、④不能称为胞嘧啶脱氧核苷酸的原因？ 知识回顾 × √ √ 问题探讨 沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“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” 导 1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？ 暗示DNA的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。 2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具有什么特点？ 科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的实验证据之上。 第3节DNA的复制 第3章 基因的本质 1、运用假说一演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式进行复制； 2、概述DNA分子的复制过程、特点及生物学意义； 3、归纳总结DNA复制的相关计算规律并应用。 学习目标 一、DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法 提出问题 DNA是如何复制的？ 作出假说 推测可能的复制方式。 1.半保留复制 2.全保留复制 关键：区分开亲代链与子代链 新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链 指DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 4 DNA是肉眼看不可见的，如何直观地区别母链和子链呢？（提示：可选用化学方法） 如果用同位素进行标记,可标记什么元素? 问题1 问题2 同位素标记法 15N 14N C、H、O、N、P 一、DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法 如何测定子代DNA两条链带有同位素标记情况? 问题3 密度梯度离心 亲代 子一代 子二代 （1）将大肠杆菌培养在含15N的NH4Cl培养基上生长。 （2）把它们转移到14N的普通培养基上生长，繁殖。 15N 15N 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 15N 15N 15N/14N 15N/14N 14N/14N 14N/14N 15N/14N 1.半保留复制 2.全保留复制 一、DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法 重带 15N/15N 中带 15N/14N 轻带 14N/14N 中带 15N/14N 重带 15N/15N 重带 15N/15N 轻带 14N/14N 轻带 14N/14N 重带 15N/15N 演绎推理 第一代会出现的结果是 第二代会出现的结果是 提取DNA，离心 转移到含14NH4Cl的培养液中，细胞分裂一次 提取DNA，离心 提取DNA，离心 15N/15N-DNA 细胞再分裂1次 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 实验现象 亲代 子二代 子一代 梅塞尔森和斯塔尔 半保留复制 实验验证 一、DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法 问题一 DNA复制过程中的数量关系 若将用15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养n代 1.①子代DNA分子数 个； ②含15N的DNA分子始终是 个； ③含14N的有 个，只含14N的有 个； 2.①子代DNA分子的总链数 条； 　　 ②含15N的链始终是 条； 　　 ③含14N的有 条。 2n 2n 2n-2 2 2n+1 2 2n+1-2 亲代 子一代 子二代 15N 15N 15N 15N 14N 14N 15N/14N 14N/14N 15N/14N 1、定义 指以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程。 2、时间 细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成。 3、场所 细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质） 拟核、细胞质 宿主细胞内 二、DNA复制的过程 真核生物： 原核生物： 病毒生物： 4、过程 问题1：是什么物质将DNA双螺旋打开？ 01 解旋 问题2：这种物质断开什么键？ 解旋酶 解旋酶可断开氢键 二、DNA复制的过程 ①解旋 ②合成子链 ③重新螺旋 问题3：子链的合成是以什么为模板 问题4：子链的合成需要什么原料？ 02 合成子链 母链（亲代DNA的两条链） 4种游离的脱氧核苷酸 4、过程 二、DNA复制的过程 4、过程 问题5：子链的合成遵循哪一原则？ 问题6：单个脱氧核苷酸连接成链依靠哪一物质？ 02 合成子链 碱基互补配对原则 DNA聚合酶 二、DNA复制的过程 连接形成磷酸二酯键 5、方向 问题7：子链的合成方向是怎样的？ 02 合成子链 从子链的5’端向3’端延伸 二、DNA复制的过程 展、评 4、过程 结果：每条新形成的子链与其模板链盘旋成双螺旋结构。子代DNA分子形成。 03 重新螺旋 二、DNA复制的过程 5、特点 半保留复制 二、DNA复制的过程 边解旋边复制 多起点双向复制 归纳总结1. 条件 模板 原料 能量 酶 原则 特点 碱基互补配对 4种游离的脱氧核苷酸 ATP 解旋酶、DNA聚合酶等 半保留复制；边解旋边复制 亲代DNA的两条链 ①DNA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,保证了复制能够准确地进行。 DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代细胞传给了子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 1） 从DNA的结构和功能角度思考DNA能如此精确复制的原因是什么？ 2） DNA的准确复制有何意义？ 归纳总结2. 问题二 计算消耗的某脱氧核苷酸数 若将用15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养n代。若亲代DNA中某脱氧核苷酸数量记为m，则 1.亲代DNA第n代复制增加的DNA分 子数为 ； 2.①经过连续n次复制，需消耗游离的该 脱氧核苷酸数目为 个。 ②第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核 苷酸 个。 亲代 子一代 子二代 15N 15N 15N 15N 14N 14N 15N/14N 14N/14N 15N/14N 2n-1 m·(2n－1) m·2n－1 (1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别， 前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。 (2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。 (3)切记在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分子都只有两个。 (4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”， “含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。 特别提醒：“DNA复制”相关题目的4点“注意” 19 模型一： DNA复制叉模型 1.半保留复制 通过碱基互补配对实现半保留复制，保证亲子代遗传信息的稳定性 2.边解旋边复制 通过边解旋边复制，减少碱基暴露的时间，减少基因突变的概率，增加遗传的稳定性 3.固定延伸方向、半不连续复制 DNA子链延伸的方向是从子链的5′端到3′端，前导链可以连续复制，但后随（滞后）链不连续复制 复制叉是DNA复制时在DNA链上通过解旋等过程形成的Y字形结构 图中：DNA解旋方向向左，前导链的延伸方向与解旋方向相同，后随（滞后）链的延伸方向与解旋方向相反。 5'端 3'端 3'端 5'端 3'端 5'端 5'端 3'端 解旋方向 解旋方向 模型二： DNA复制泡模型 1.复制起点 一段特殊的DNA序列，可以和DNA聚合酶结合，开始DNA的复制 2.双向复制 从DNA复制起点开始，DNA聚合酶沿着DNA双向复制，每个复制方向都符合复制叉模型          3.链状DNA和环状DNA复制 真核生物染色体DNA为链状DNA，较长，多起点复制(不同步！)和双向复制可以提高复制的效率。 原核生物中的环状质粒DNA较小，往往是单起点双向复制 复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的泡状结构。每个复制泡的两端有2个复制叉。 $