3.3DNA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 第三章 基因的本质 新课导入 1.她们为什么长得这么像？ 亲代的遗传物质复制后传递给了子代 2.什么是DNA的复制？新产生的DNA分子是一个全新的分子吗？ 对DNA复制的推测 1.沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说： (1)DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂 (2)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 (3)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 亲代DNA 子代DNA 半保留复制 亲代DNA双链被切割成许多小片段，子代DNA的每一条单链都由母链片段与新合成的片段随机拼接而成 以两条母链为模板合成两条子链后，两条母链重新结合，两条子链彼此结合成另一个子代DNA分子 对DNA复制的推测 2.其他观点 全保留复制: 分散复制: 亲代DNA 子代DNA 全保留复制 亲代DNA 子代DNA 分散复制 1.要通过实验“探究DNA复制的方式”，关键思路是什么？ 2.肉眼看不见DNA，如何区分亲代和子代DNA链呢？ 把复制出来的子代DNA链(子链)和亲代DNA链(母链)区分开，观察它们在子代DNA中的分布情况 同位素标记法 3.用什么元素做标记呢? 15N和14N是N的两种稳定同位素(无放射性)，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的密度大 4.形成的不同密度的DNA分子是混合在一起的，如何区分？ 15N/15N-DNA (重带） 15N/14N-DNA (中带） 14N/14N-DNA (轻带) 密度梯度离心技术 将样品加在惰性梯度介质中进行离心沉降，在一定的离心力下把颗粒分配到梯度中某些特定位置上，形成不同区带 DNA半保留复制的实验证据 1.实验者： 梅塞尔森和斯塔尔 2.实验材料： 大肠杆菌(优点：繁殖快） 3.实验方法： 同位素标记技术和密度梯度离心技术 4.实验过程 并记录试管中条带的位置 DNA半保留复制的实验证据 【对实验结果的演绎推理】 ——若为全保留复制，实验结果应如下: 亲代 15N 15N 第一代 14N 14N 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 第二代 提取DNA离心 15N/15N-DNA 提取DNA离心 14N/14N-DNA 15N/15N-DNA 提取DNA离心 14N/14N-DNA 15N/15N-DNA DNA半保留复制的实验证据 ——若为分散复制，实验结果应如下: 亲代 15N 15N 第一代 15N 14N 15N 14N 第二代 15N 14N 15N 14N 15N 14N 15N 14N 提取DNA离心 15N/15N-DNA 提取DNA离心 15N/14N-DNA 提取DNA离心 15N/14N-DNA 【对实验结果的演绎推理】 DNA半保留复制的实验证据 ——若为半保留复制，实验结果应如下: 亲代 15N 15N 第一代 14N 15N 14N 15N 第二代 14N 15N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 提取DNA离心 15N/15N-DNA 提取DNA离心 15N/14N-DNA 提取DNA离心 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 【对实验结果的演绎推理】 DNA半保留复制的实验证据 5.实验结果及结论 实验结果与半保留复制方式的推理结果相同 得出结论: DNA的复制方式为半保留复制 DNA复制的过程 1. 什么是DNA的复制？其发生的场所和时间是什么？ 2. DNA复制需要哪些条件？有何特点? 3. DNA为什么能够精确复制？ 4. DNA复制有着怎样的生物学意义？ 5. 请简述DNA复制的过程 阅读课本55-56页(注意图示内容)，回答下列问题: DNA复制的过程 1.概念： 是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 2.发生的场所 真核生物： 原核生物： 病毒： 细胞核(主要)、叶绿体和线粒体 拟核(主要)、细胞质(中的质粒) 活的宿主细胞内 3.时间(真核生物)： 细胞分裂(有丝分裂或减数分裂)前的间期 4.所需条件 ①模板： ②原料： ③酶： ④能量： 亲代DNA分子的两条母链 4种游离的脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶等 ATP DNA复制的过程 ①解旋： 在能量的驱动下，解旋酶将DNA部分双螺旋的两条链解开 C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' ATP 解旋酶 使氢键断裂 注意：加热也能使氢键断裂，双链解开；但降温后双螺旋结构会重新形成 DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以4种游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成一条与母链互补的子链 DNA复制的过程 ②合成子链： C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 互补的碱基配对，自动形成氢键，不需要酶的催化 DNA复制的过程 DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以4种游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成一条与母链互补的子链 ②合成子链： C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T A C G C A A G C T A G T C A T T A DNA聚合酶 5' 3' T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' ATP ATP DNA聚合酶催化磷酸二酯键形成 两条子链复制的方向相反，但都是从5'-端延伸到3'-端 DNA复制的过程 每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构 ③重新螺旋： C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A A 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' T A G C C G T A T A G C C G A T A T 3' 5' T T A C G C G T A T A T A T A 5' 3' 边解旋边复制 DNA复制的过程 5.特点： 边解旋边复制 半保留复制 6.DNA能够精确复制的原因： ①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板 ②碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行 7.DNA复制的生物学意义： DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持了遗传信息的连续性 DNA复制的过程 巩固练习： 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？ ②a、b、c、d这4条单链中，碱基排列顺序相同的是？ 解旋酶 DNA聚合酶 磷酸二酯键 氢键 a和c，b和d 1.(2025·哈尔滨高一期中)DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于 DNA复制的叙述，正确的是(　 ) A.DNA复制均在细胞核内进行 B.DNA复制需要以解开的每条母链为模板 C.复制时要整个DNA分子解旋后再复制 D.复制时合成的两条子链的碱基序列相同 即时巩固 练习册P76 B SZ-LWH 2.(2025·北海高一检测)下图是DNA复制过程示意图，①~④代表DNA长链，两条长链之间的虚线代表碱基对。据图推断，子代DNA的长链中碱基序列通常相同的是(　 ) A.①和② B.②和③ C.①和③ D.②和④ 即时巩固 练习册P76 B SZ-LWH 与DNA复制有关的计算 画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中复制3次的结果 亲代 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 复制1次 复制2次 复制3次 2 4 8 =21 =22 =23 无论复制多少次，含有15N的DNA分子永远只有2个 与DNA复制有关的计算 ①子代DNA共2n个 ②脱氧核苷酸链共2n＋1条 含15N的脱氧核苷酸链： 条 含14N的脱氧核苷酸链： 条 含15N的DNA分子： 个 只含15N的DNA分子： 个 含14N的DNA分子： 个 只含14N的DNA分子： 个 【总结归纳】将用15N标记的双链DNA分子放在含14N的培养液中复制n次，结果如下： 2 0 (2n－2) 2n 2 (2n＋1－2) 与DNA复制有关的计算 【总结归纳】若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则消耗的脱氧核苷酸数如下： 不消耗 ①经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 。 ②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 。 m·(2n－1) m·2n－1 注意：①“复制n次”包括了所有复制，而“第n次复制”只包括最后一次复制 ②看清碱基的数目单位是“对”还是“个”，“DNA分子数”还是“脱氧核苷酸链数”，“含”还是“只含” 3.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是(　 ) A. 所有的大肠杆菌都含有15N B. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2 C. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4 D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8 即时巩固 课本P56 C SZ-LWH 4.已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上A:G:T:C=1:2:3:4。该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸2100个，则该DNA分子已经复制了( 　 ) A. 3次 B. 4次 C. 5次 D. 6次 即时巩固 课本P56 A SZ-LWH 5.一个​15N标记的、含1000个碱基对的DNA分子片段，其中一条中T+A占30%，若将该DNA分子放在​14N的培养基中连续复制3次，下列相关叙述正确的是 ( ) A. 该DNA分子的另一条链中T+A占70% B. 该DNA分子中含有A的数目为400个 C. 该DNA分子第3次复制时需要消耗2800个G D. 经3次复制后，子代DNA分子中含​14N的比例为7/8 即时巩固 课本P56 C SZ-LWH $