2020-2021学年高一生物人教版必修二3.3 DNA的复制 课件（42张）

(共42张PPT)
第3节
DNA的复制
第三章
基因的本质
我们知道，在有丝分裂的末期，细胞会一分为二，作为遗传物质的DNA也会平均分配到两个子细胞中，那么DNA要发生什么行为，才能保持亲代与子代之间遗传物质的稳定性呢？
DNA的复制
DNA复制发生在什么时期？
DNA复制发生在什么场所？
①有丝分裂间期
②减数分裂间期
③无丝分裂之前
主要在细胞核内，还有线粒体、叶绿体。
学习目标
1、了解DNA分子复制的条件、过程和特点。（重难点）
2、探讨DNA复制的生物学意义。
何谓DNA的复制？
所谓DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，1DNA→2DNA
　　
新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？
最早提出的DNA复制模型有三种；
1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；
复制一次
亲代DNA
子代DNA
一、对DNA复制的推测
2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；
复制一次
3、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；
复制一次
沃森和克里克推测是半保留复制模型
2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？
把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它
在新DNA中出现的情况。
1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？
只能用实验来证明。
半保留复制模型
沃森和克里克认为：
原有DNA分子的两条单链会分开，每一条单链各作为一个模板用来复制新的单链，所以新合成的DNA分子中有一条旧链和一条新链。
【作出假设】
DNA复制是一种半保留式的复制
二、对DNA复制方式的探究
假说-演绎法
每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。
问题２:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法？
问题1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的
子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的?（请同学们用不同颜色的笔标出母链和子链)
亲代DNA分子
同位素标记的方法
【演绎推理】
亲代DNA分子
问题３:如果用同位素(放射性)进行标记,用什么元素?
问题４:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
可用C、H、O、N、P等元素
亲代DNA分子
15N/14N-DNA
(全部)
15N/14N-DNA(1/2)
14N/14N-DNA(1/2)
子一代：
子二代：
亲
代：
15N/15N-DNA
(全部)
问题４:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
问题５:
要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？
15N/14N-DNA
(全部)
15N/14N-DNA(1/2)
14N/14N-DNA(1/2)
子一代：
子二代：
亲
代：
15N/15N-DNA
(全部)
通过离心使其发生分层(15N质量大于14N)
亲代DNA分子
复制前
复制后
亲代DNA分子
问题６:如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行离心，结果会怎样分布？
【验证
假设】
实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的
作出假设
演绎推理
验证假设
假说演绎
【小结】
（1）DNA的复制是半保留复制
（2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象
（3）通过实验进行验证
对DNA复制方式的探究
得出结论
三、
DNA的复制过程
阅读P54，思考：
DNA的复制过程包括哪几个主要环节？
需要什么条件？
有什么特点？
其意义是什么？
1.
解
旋；
DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，使得DNA双链的氢键断裂，这样使得螺旋结构的DNA双链解开。
解旋点多个，且可双向进行，保证DNA复制快速完成。
（一）基本过程
2.
子链的合成:
以解开的每段DNA链（母链）为模板，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料，在DNA聚合酶的作用下，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。
3、形成两个新的DNA分子
复制出来的子代DNA分子，通过细胞的分裂，被分配到子代细胞中。
（二）条件：
（1）模板：
（2）原料：
（3）能量：
（4）酶：
亲代DNA分子两条链
游离的脱氧核苷酸（四种）
ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
（三）场所：
（四）时间：
细胞分裂间期(有丝分裂、减数分裂)
真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、
线粒体。
原核生物：拟核。
（呼吸作用提供）
（五）DNA复制的特点、原则
①边解旋边复制
②半保留复制
★原则：
碱基互补配对原则
★特点：
加快复制速度，减少DNA复制出错的可能
保证了复制的准确进行
意义：
将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的稳定性、连续性。
原因：
①DNA分子独特的　　　　提供精确的模板
②通过　　　　　　
保证了复制准确无误。
双螺旋结构
碱基互补配对
（六）DNA能够准确复制的原因、意义
1、概念：
2、场所：
主要在细胞核内，还有线粒体、叶绿体。
3、时期：
①有丝分裂间期
②减数分裂间期
细胞分裂间期
以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
③无丝分裂之前
小结
4、条件：
（1）模板：
（2）原料：
（3）能量：
（4）酶：
亲代DNA分子两条链
游离的脱氧核苷酸（四种）
ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
5、复制过程：解旋→合成→形成子代DNA
6、复制的特点：
（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
7、复制的结果：
1个亲代DNA分子→两个完全相同的子代DNA分子
8、复制的准确性：
规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则
9、复制的生物学意义：
使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。
亲代DNA分子经
n
次复制后，则
1、DNA分子数
①子代DNA分子数：
②含亲代母链的DNA分子数：
③不含亲代母链的DNA分子数：
2n个
2个
2n-2个
四、DNA复制过程中的相关计算
2、脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：
②亲代脱氧核苷酸链数：
③新合成的脱氧核苷酸链数：
2n+1条
2条
2n+1-2条
3、消耗的脱氧核苷酸数
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为：
m(2n-1)
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则第n次复制，需要消耗该脱氧核苷酸个数为：
m·2n-1
复制方式：
半保留复制
过程：
解旋
复制子链
模板：
亲代DNA提供
原料：
原则：
条件：
游离的脱氧核苷酸
碱基互补配对原则
能量:
酶:
特点：
边解旋边复制
半保留复制
意义：
保持前后代遗传信息的连续性
复旋形成子代DNA
课堂小结
ATP
解旋酶、DNA聚合酶
例1、在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种
（A、G、C、T），因此，构成DNA分子的脱氧核苷
酸也有4种，它们的名称是：
、
、
、
。
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
例2、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制
需要
、
、
、和________　　　　　　　　　　　　等条件。DNA分子的
结构能够为复制提供精确的模板，通过
保证了复制能够正确地进行。
模板
原料
能量
酶
双螺旋
碱基互补配对
3、将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是
（
）
A、DNA连接酶
B、DNA酶
C、DNA解旋酶
D、DNA聚合酶
4、1条染色单体含有1个双链的DNA分子，那么，四分体
时期中的1条染色体含有（
）
A、4个双链的DNA分子
B、2个双链的DNA分子
C、2个单链的DNA分子
D、1个双链的DNA分子
D
B
以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（
）
A.
“－T－A－G－”
B.
“－U－A－G－”
C.
“－T－A－C－”
D.
“－T－U－G－”
A
一个DNA分子经过3次复制后，保留
有原来母链的子代DNA分子占全部子代
DNA分子的比例为（
）;
原来的母链
占全部脱氧核苷酸链的比例为(
)。
A.1/2
B.1/4
C.1/8
D.1/16
B
C
2/23=1/4
2/（23×2）=1/8
已知某DNA分子中含腺嘌呤(A)200个，占全部DNA碱基总数的20%，该DNA连续复制4次，环境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C）的数目为(
)
A.1600个
B.3200个
C.4500个
D.4800个
【解析】
(1)求出该DNA分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：
200/20%=1000(个)
(2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核
苷酸：［1000-(200×2)］/2=300(个)
(3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
（24－1）×300=4500(个)
C
1.一个有15
N标记的DNA分子放在没有标记的环境中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的（
）
A.1/10
B.1/5
C.1/16
D.1/32
2.1个DNA分子经过4次复制,形成16个DNA分子,其中不含亲代母链的DNA分子为（
）
A.2个
B.8个
C.14个
D.32个
C
C
练习
3.一个被放射性元素标记双链DNA的噬菌体侵染细菌,若此细菌破裂后释放出n个噬菌体,则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的（
）
A.1/n
B.1/2n
C.2/n
D.1/2
C
4.假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N为原料，该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的DNA的精子所占比例为（
）
A.100%
B.50%
C.25%
D.0
A
5.某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（
）
A.7（a-m）
B.8（a-m）
C.7（a/2-m）
D.8（2a-m）
C
6.某一个DNA的碱基总数中,腺嘌呤为200个,复制数次后,消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个,该DNA分子已经复制了几次(是第几代)
（
）
A.三次(第四代)
B.四次(第五代)
C.五次(第六代)
D.六次(第七代)
B
7.一双链DNA分子,在复制解旋时,一条链上的G变成了C,则DNA经n次复制后,发生差错的DNA占（
）
A.1/2
B.1/2n-1
C.1/2n
D.1/2n+1
A