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

情景视频一： 我们的英雄——你记得我，我就活着（视频） 少量DNA 怎么为我们的英雄寻找亲属？ 足量DNA 第3节 DNA的复制 第三章基因的本质 目标 01 02 03 分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力。（科学思维) 通过对DNA复制方式的推测及对探究DNA复制方式实验的分析,再一次体会假说—演绎法。 （社会责任） 学习目标 通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。（生命观念） 4 一、对DNA复制的推测——假说演绎法 假说1：半保留复制 (沃森和克里克提出） 假说2：全保留复制 1、提出问题： 2、提出假说： DNA以什么方式复制？ 课本P53 特点：一模一样， 一新一旧 特点：一全新， 一全旧 3.使用了什么同位素标记DNA？原理是？ 一、对DNA复制的推测——假说演绎法 关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA。 问题1：要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？ 阅读课本内容53—54页，思考下列问题（2min）： 1.实验材料选用了什么？ 2.用什么方法区分亲代和子代的DNA？ 同位素标记技术 4.使用了哪种技术把不一样的DNA分开？ 密度梯度离心技术 大肠杆菌 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。 不具有放射性 （繁殖快，20min一代） 15NH4Cl 14N/ 14N -DNA 繁殖若干代 15N/ 15N -DNA 目的？ 得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的 同位素标记技术 一、对DNA复制的推测——假说演绎法 15N/ 15N -DNA 14NH4Cl 再分裂一次 分裂一次 提取DNA 离心 提取DNA 离心 ？ ？ ？ 哪个位置 ？ ？ ？ 哪个位置 同位素标记技术 密度梯度离心技术 一、对DNA复制的推测——假说演绎法 8 一、对DNA复制的推测——假说演绎法 3、演绎推理： 合作探究一： 假如亲代DNA的两条链被15N完全标记，现在提供14N标记的原料让其进行DNA复制。用红色表示亲代DNA的两条链，用蓝色表示新合成的DNA链,请分别画出不同复制方式子一代和子二代中DNA的情况。 科学方法：同位素标记法、密度梯度离心法 P F1 F2 15N 15N P F1 F2 15N 15N 假说1：半保留复制 假说2：全保留复制 一、对DNA复制的推测——假说演绎法 3、演绎推理： 15N 14N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 15N 14N 15N 14N P F1 F2 15N 15N 15N 15N P F1 F2 14N 14N 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 假说1：半保留复制 假说2：全保留复制 问题2：2种复制方式一共有多少种DNA？他们的密度大小依次是？ 15N 15N 14N 15N 14N 14N 密度梯度离心后 3种DNA的位置 密度最大 密度最小 密度居中 重带 中带 轻带 一、对DNA复制的推测——假说演绎法 3、演绎推理： 15N 14N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 15N 14N 15N 14N P F1 F2 15N 15N 假说1：半保留复制 15N 15N P F1 F2 14N 14N 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 假说2：全保留复制 重带 重带 中带 轻带中带 轻带重带 轻带重带 含14N的培养液 分别提出每代DNA，离心 二、DNA半保留复制的实验证据 4、实验验证 1958年美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔 二、DNA半保留复制的实验证据 4、实验验证 1958年美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔 实验过程 15N培养液 培养大肠杆菌若干代 14N培养液 14N培养液 培养大肠杆菌第一代 培养大肠杆菌第二代 离心结果 重带 中带 轻带 提取大肠杆菌DNA并且离心 中带 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 15N/14N-DNA 5、得出结论 DNA的复制是半保留复制 提出问题 作出假设 得出结论 演绎推理 实验验证 证明DNA半保留复制的实验 DNA以半保留方式复制（全保留） 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 DNA以半保留方式进行复制 证明DNA半保留复制的实验 假说演绎法 二、DNA半保留复制的实验证据 14 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 C 　练习与应用（P56)　 拓展、DNA的复制过程中相关计算规律 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) 拓展、DNA的复制过程中相关计算规律 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： (2)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复制的概念是什么?时间？场所？ DNA复制过程需要哪些条件? 简述DNA复制过程怎么进行? DNA复制过程有何特点?精确复制的原因有何生物学意义？ 2 3 4 1 合作探究二：请同学们自主阅读教材P55-56，小组合作思考讨论完成问题。 三、DNA复制的过程 18 概念 场所 时期 DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 细胞分裂前的间期 DNA的复制 三、DNA复制的过程 真核细胞： 主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制； 原核细胞： 主要在拟核中，在质粒处也有DNA的复制。 19 三、DNA复制的过程 在ATP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 （一）解旋 三、DNA复制的过程 解旋酶 氢键 21 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 （二）合成子链 三、DNA复制的过程 DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。 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 合成方向： 子链的5'端→ 3'端 DNA聚合酶 磷酸二酯键 22 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 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 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' （三）形成子代DNA分子 每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。 三、DNA复制的过程 23 特点 精确复制的原因 意义 方向 结果 ①半保留复制；②边解旋边复制； （1）DNA分子独特的双螺旋结构，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。 将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。 一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子 DNA复制的过程 三、DNA复制的过程 条件 模板 原料 酶 能量 亲代DNA分子中的两条母链 以细胞中游离的4种脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶等 ATP等 从子链的5' 端向 3' 端延伸 24 一、概念检测 1．DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。 （1）DNA 复制与染色体复制是分别独立进行的。 （ ） （2）在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成的。 （ ） × × 　练习与应用（P56)　 2．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．复制均在细胞核内进行 B．碱基互补配对原则保证了复制的准确性 C．1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子 D．游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链 B 二、拓展应用 1．虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？ 可能有6个碱基发生错误，产生的影响可能很大，也可能没有影响 2．已知果蝇的基因组大小为1.8 × 108bp（bp表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50 ～ 100 bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。 果蝇DNA的电镜照片 说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。 变式．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程的示意图。下列有关叙述， 错误的是(　　) A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物DNA分子的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 A 不同时 DNA复制的推测 DNA复制实验证据 DNA复制 全保留复制 半保留复制 实验过程 实验结果 实验结论 基本条件 过程 特点 用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离 亲代：一条DNA带（底部） 第一代：一条DNA带（中间） 第二代：两条DNA带（中间、上部） DNA复制是半保留复制 解旋 合成子链 复旋 模板 酶 能量 原料 DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 边解旋边复制 解旋酶 DNA聚合酶 证明 参与 参与 课堂总结 半保留复制 30 $