3.3DNA通过复制传递遗传信息课件-2025-2026学年高一下学期生物浙科版必修2

第三节 DNA通过复制传递遗传信息 《侏罗纪公园》 https://haokan.baidu.com/v?vid=13497537244341124790 亿万富豪韩文根据遗传工程学理论，透过史前蚊子所遗留血液中的恐龙的DNA，悉心以胚胎繁殖，竟令在地球上绝迹了六千五百万年的史前动物得以再生。 DNA作为遗传物质，是如何精准的将遗传信息传递给下一代的呢？ 原来的链称 “母链”新合成的链称 “子链” （4条链） （2条链） 2个DNA 1个DNA 复制 DNA复制 产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程 1.半保留复制 亲代DNA双链解开，2条母链作为模板合成互补链，最终每个DNA分子包含一条母链和一条子链。 2.全保留复制 3.弥散复制 复制后两条子链组合形成全新的DNA，而亲代DNA的两条母链仍被保留在一起。 亲代DNA的母链被切割成多个片段后，与新合成的子链片段随机拼接。 1958年梅塞尔森( Meselson)和斯塔尔( Stahl )设计了一个很巧妙的实验，确定了DNA分子的复制方式。 实验材料： 实验技术： 大肠杆菌 ①同位素示踪法； ②密度梯度离心。 其DNA是否构成染色质或染色体？ 探究DNA的复制过程 用一定的介质在离心管内形成从管口至管底形成密度逐步升高的梯度。将要分离的混合物置于介质的顶部，在一定离心力的作用下，颗粒各自不同的速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带。 密度梯度离心法 15N-14N DNA 15N-15N DNA 14N-14N DNA 1958年,梅塞尔森和斯塔尔先将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代，使大肠杆菌的DNA双链都被稳定同位素15N标记。然后将15N-DNA的大肠杆菌转移至只含有14N的普通培养液中培养完成2次增殖。 演绎推理： ①若为半保留复制，密度梯度离心后的DNA双链分布位置应是？ 重带 轻带 中带 第一代DNA （亲代） 第二代DNA （子一代） 第三代DNA （子二代） 演绎推理： ②若为全保留复制，密度梯度离心后的DNA双链分布位置应是？ 重带 轻带 中带 第一代DNA （亲代） 第二代DNA （子一代） 第三代DNA （子二代） 演绎推理： ③若为弥散复制，密度梯度离心后的DNA双链分布位置应是？ 重带 轻带 中带 实验验证 大肠杆菌在15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养若干代 重带 轻带 中带 提取DNA 密度梯度离心 提取DNA 密度梯度离心 提取DNA 密度梯度离心 细胞 分裂一次 细胞 分裂两次 转移到14NH4Cl培养液中 结论： DNA复制方式为半保留复制。 可排除全保留复制，但无法确定是半保留复制还是弥散复制。 弥散复制子代DNA为中带。 思考：真核生物染色体上的DNA复制是否也是半保留复制？ BrdU（5-溴尿嘧啶脱氧核苷）能替代T与A配对而掺入新合成的DNA链中，当用姬姆萨染料对染色体进行染色时，不含BrdU的链为深蓝色，含BrdU的链为浅蓝色。现将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中进行培养，细胞培养2个周期（DNA复制2次）的一个细胞中，染色体出现怎样的染色情况可说明染色体上DNA也是半保留复制？ 思考：真核生物染色体上的DNA复制是否也是半保留复制？ DNA复制的过程 阅读课本P66-68思考如下问题： 1.DNA分子复制的概念是什么? 2.DNA分子复制过程需要哪些条件?（模板、原料、酶、能量） 3.DNA分子复制过程怎么进行? 4.DNA分子复制的意义？ 在细胞提供的_______的驱动下，_______酶破坏________，将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋。 3′ 5′ ATP ADP+Pi 能量 解旋 氢键 解旋酶 DNA复制的过程 —— 第1步：解旋 DNA复制的过程 —— 第2步：合成子链 解开的每一条母链为模板，细胞中_____________________为原料，按照_____________原则（A与___,G与____）与母链配对，在___________酶的参与下，相邻核苷酸的__________与磷酸基团形成_____________键，产生一条与母链互补的子链。 DNA聚合 游离的4种脱氧核苷酸 碱基互补配对 磷酸二酯键 脱氧核糖 T C DNA复制的过程 —— 第3步：复旋 随着模板链解旋过程的进行，新的子链也逐渐合成（即为____________特点）。同时，每条子链与其对应的模板链（母链）盘绕成双螺旋结构。 边解旋边复制 概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 时间 真核细胞：____________________或__________________________ 场所 真核细胞：主要在____________，也可在_________和_________中 原核细胞：主要在____________，也可在______________________ 条件 模板 原料 ____________________，遵循________________原则 酶 ____________________等 能量 由____________（填生理过程）提供 过程 ___________ ___________ ___________ 主要特点 ①_____________ 、②_____________ 有丝分裂前的间期 减数第一次分裂前的间期 细胞核 线粒体 叶绿体 拟核 细胞溶胶（质粒） 亲代DNA的两条链 4种脱氧核苷酸 碱基互补配对 解旋酶、DNA聚合酶 细胞呼吸 解旋 合成子链 复旋 半保留复制 边解旋边复制 DNA的复制过程及特点 拓展知识 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？ 特点3： 多起点复制； 两条子链反向延伸。 DNA进行高精确性的自我复制原因及意义 使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种 保持相对稳定和延续。 原因： ① DNA的双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板； 意义： ②碱基互补配对原则保证了DNA复制的准确性； 1.如图为DNA分子部分片段平面结构模式图。下列叙述正确的（       ） A．图中①表示脱氧核苷酸，其与磷酸基团一起形成基本骨架 B．DNA聚合酶能催化②和③键形成 C．只有在解旋酶作用下，图中的③才能断裂 D．该DNA分子每条链都可以成为复制的模板 当堂练 D 2.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是（       ） A．DNA复制过程中需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键 B．DNA分子的复制具有边解旋边复制的特点，生成的两条子链的方向相反 C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成链 D．DNA的两条子链都是连续合成的 D 3.下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是（       ） A．酶①是RNA聚合酶，酶②是DNA聚合酶 B．在DNA复制过程中，一条子链由5’端向3’端延伸，另一条子链则由3’端向 5’端延伸 C．解旋后以一条母链为模板，按照碱基互补配对原则合成两条新的子链 D．新复制出的两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中 D 4.下图为某动物细胞中DNA复制过程模式图，下列分析正确的是（       ） A．图中DNA分子边解旋边复制 B．酶①是解旋酶，酶②是RNA聚合酶 C．图中a链与b链中碱基的排列顺序相同 D．图示过程只发生在细胞核中 A 5.下图为真核细胞DNA复制过程模式图，相关分析错误的是（　　） A．复制结束后形成的两个DNA分子是完全相同的 B．图示体现了边解旋边复制及半保留复制的特点 C．酶①为解旋酶，酶②为DNA聚合酶 D．在复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期分开 D DNA的复制过程中相关计算规律 将用15N标记的一个DNA分子放入含14N的普通培养基中，让其进行三次复制后，其子代DNA分子中含15N的DNA和仅含14N的DNA之比是（ ） A．1︰2　　　　 B．1︰3　　　　 C．1︰4　　　　 D．1︰6 假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下： (1)DNA分子数 ①子n代DNA分子总数为______个。 ②含15N的DNA分子数为______个。 ③含14N的DNA分子数为______个。 ④只含15N的DNA分子数为______个。 ⑤只含14N的DNA分子数为_________个。 2n 2 2n 0 (2n－2) DNA的复制过程中相关计算规律 DNA的复制过程中相关计算规律 (2)脱氧核苷酸链数 ①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝_______条。 ②亲代脱氧核苷酸链数＝______条。 ③新合成的脱氧核苷酸链数＝____________条。 2n＋1 2 (2n＋1－2) 假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下： (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为______________个。 ②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为___________个。 m·(2n－1) m·2n－1 假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下： DNA的复制过程中相关计算规律 不消耗 根据以下材料回答下列小题 一个用15N标记的含1560个碱基对的DNA片段，内含750个腺嘌呤。以14N的脱氧核苷酸为原料，连续复制4次，共得到16个DNA分子。 1．子代DNA 分子中含15N的DNA 单链占 DNA 总链数的（       ） A．1/4 B．1/8 C．1/16 D．1/32 2．下列关于复制结果的叙述中， 正确的是（       ） A．复制完成后，含14N的腺嘌呤有 1500个 B．复制过程中，共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸12150个 C．复制完成后，含15N的DNA 分子占7/8 D．含15N的DNA分子的两条链都含15N 当堂练 C B 2.用同位素32P标记某一噬菌体的双链DNA分子后，让其侵入大肠杆菌繁殖，最后释放出200个噬菌体，则子代噬菌体中能够检测到放射性元素的占（ ） A．2% B．1% C．0.5% D．50% B 当堂练 $