3.3 DNA的复制课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第3节 DNA的复制 本节聚焦 怎样证明DNA是半保留复制的？ DNA的复制过程是怎样的？ DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？ 1.科学家们产生不同观点： 半 保 留 复 制 弥散复制 全保 留 复 制 对DNA复制的推测 P53 形成的分子一半是新的，一半是旧的 新复制出的分子直接形成，全部是新的 亲代DNA分子分散到新复制出的分子每条链上 沃森和克里克的推测-----半保留复制模型 DNA复制时,DNA分子的双螺旋解开, 互补的碱基间氢键断裂， 解开的两条单链作为复制的模板, 游离的脱氧核苷酸依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。 结果：形成的子代DNA分子双链一半是新的，一半是旧的 如何来证明上述观点是正确的？实验的方法是？ 对DNA复制的推测 P53 提出假说 沃森 和克里克。发现DNA分子双螺旋结构后，继续对DNA分子的复制进行了大胆的推测，提出了自己的假说，半保留复制模型。他们假说的内容是什么呢？我们知道，当假说通过实践检验并被证明是正确的后，才能上升为科学理论有什么办法可以追踪它的来龙去脉呢？ 梅塞尔森 斯塔尔 1958年 同位素标记技术 资料：15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的N元素的DNA。 DNA半保留复制的实验证据 P53-54 14N 密度小 密度大 15N （1） 如何区分母链和子链？ 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA (轻带) (中带) (重带) DNA半保留复制的实验证据 P54 密度梯度离心技术 （2）复制后的DNA分子都是混在一起的，如何区分亲代DNA分子和子代DNA分子？ 5 （1）半保留复制 亲 代 子一代 子二代 细胞再分裂一次 15N 15N 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 高密度带 中密度带 低密度带 中密度带 P: F1: F2: 14N 14N 15N 14N 14N 14N 15N 14N 15N 14N 15N 14N DNA半保留复制的实验证据 P54 演绎推理 亲 代 子一代 子二代 细胞再分裂一次 15N 15N 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 15N 15N 14N 14N 高密度带 低密度带 高密度带 低密度带 高密度带 P: F1: F2: 14N 14N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 演绎推理 （2）全保留复制 DNA半保留复制的实验证据 P54 亲 代 子一代 子二代 细胞再分裂一次 15N 15N 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 F1: 15N 14N 15N 14N 中密度带 F2: 15N 14N 15N 14N 15N 14N 15N 14N 中密度带 P: 高密度带 演绎推理 （3）分散复制 DNA半保留复制的实验证据 P54 实验验证 排除DNA的复制是全保留复制 排除DNA的复制是分散复制 得出结论 细胞再分裂一次 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 DNA半保留复制的实验证据 P54-55 DNA的复制是以半保留的方式进行 亲 代 子一代 子二代 （二）推测可能的复制方式 （三）推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果 （四）完成实验 （一）DNA的是如何复制的? 半保留复制 全保留复制 假说——演绎法 回顾DNA复制方式的探究历程： 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 DNA半保留复制的实验证据 P54 阅读课本P55思考问题： 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? 3.DNA分子复制过程怎么进行? 4、DNA分子复制的意义？ DNA复制的过程 P55 模板 原料 酶 能量 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 细胞核（主）、线粒体、叶绿体 DNA分子的两条母链 细胞中游离的4种脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 ATP（破坏氢键） DNA复制的过程 P55 1 DNA复制的概念： 2 发生时期： 3 场所： 4 条件： 5 方向： 子链延伸方向： 5’到 3’ 原核细胞在拟核、质粒 随着染色体的复制而完成。 练习与应用 P52 一1.(1) （2） × × ①需要细胞提供的能量（ATP） ①解旋 DNA聚合酶 ②需要解旋酶 ③解旋酶的作用：打开_____ 解旋酶 氢键 ②合成子链 ①模板： ②原料： ③能量： ④酶： 氢键的形成不需要酶的催化！ ⑤原则： 模板链 ③重新螺旋，形成子代DNA： 与其对应的________盘绕成________结构 每条新链 模板链 双螺旋 新链（子链） 解开的每一条母链 游离的4种脱氧核苷酸 细胞提供的能量 DNA聚合酶（形成磷酸二酯键） 碱基互补配对原则 磷酸二酯键 → → 解旋 合成子链 新链和模板链重新盘绕成双螺旋结构 6 过程： DNA复制的过程 P55-56 练习与应用 P56 一、2. B 如图为DNA分子复制的两个模型，请据图回答下列问题。 (1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分别作用于图2中哪个部位？ (2)图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链，哪些链的碱基排列顺序是相同的？ a和c，b和d的碱基排列顺序相同。 解旋酶 DNA聚合酶 磷酸二酯键 氢键 知识迁移 前导链 后随链 a b c 总结提升 真核细胞染色体DNA的复制， 起点：是单起点还是多起点？ 方向： 是单向还是双向？ 特点： 有什么？ 半保留复制 半不连续复制 多起点(加快DNA复制的速率) 双向 边解旋边复制 *原核生物： 单起点双向复制 DNA复制与“冈崎片段” 果蝇DNA复制的电镜照片 P56 DNA复制泡 [例2]　图1是果蝇DNA电镜照片，图中的泡状结构是DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分；图2为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。下列有关叙述错误的是(　 　) A．图2DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B．图2DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶 D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率 三维设计【典题·例析】 P72 A 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复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开 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DNA片段 D．DNA的两条子链都是连续合成的 三维设计【应用·体验】 P72 D 动动手：画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的DNA复制过程（用不同的颜色分别表示15N链和14N链并标出） (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 练习与应用 P56 一、3. D (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) DNA的复制过程中相关计算规律 (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 不消耗 DNA的复制过程中相关计算规律 [例1]　假设一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，将其置于只含有31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是(　 　) A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104 B．子代DNA分子平均相对分子质量与亲代相比减少3.75×103 C．子代DNA分子中含32P的脱氧核苷酸单链与含31P的脱氧核苷酸单链之比为1∶7 D．复制过程中需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 三维设计【典题·例析】 P73 B 课堂小结 $