2021-2022学年高一生物下学期人教版（2019）必修2 3.3DNA的复制 同步教学课件 （29张ppt）

(共29张PPT)
回顾复习：
1.DNA双螺旋结构的特点：
（1）DNA由两条单链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
（2）DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接，
排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A一定和T配对，G一定和C配对，碱基之间一一对应的关系称为碱基互补配对原则。
1）某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____
2）一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_____
20%
60个
3）经测定,青蛙体细胞中一段DNA分子中A有600个,占全部碱基总数的24%。那么,该DNA片段中C所占比例和数量分别是 (　　)
A.24%,600个 B.24%,650个
C.26%,600个 D.26%,650个
D
2.根据碱基互补配对原则计算：
3.DNA分子的特性：
稳定性、特异性、多样性。
注意与DNA双螺旋结构特点区分
第三章 基因的本质
第3节 DNA的复制
？
DNA如何复制
问题探讨
1. 碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
2. 这句话中为什么要用“可能”二字？
这反映科学研究具有什么特点
沃森和克里克在发表DNA双
螺旋结构的那篇著名短文的结尾
处写道:”值得注意的是，我们提出
的这种碱基特异性配对方式，暗
示着遗传物质进行复制的一种可
能的机制。”
复制时DNA的双螺旋解开，互补碱基间氢键断裂，分开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸以碱基互补配对的原则结合到作为模板的单链上。新合成的每个DNA分子中，都保留原来DNA分子中的一条链，这种方式被称为半保留复制。
一、对DNA复制的推测
沃森和克里克紧接着发表第二篇论文，
提出了遗传物质自我复制的假说：
全保留复制：是指DNA复制以DNA双链为模板，
子代DNA的双链都是新合成的
有人持不同的观点，提出了全保留复制的假说：
半保留复制
全保留复制
DNA 分子的复制到底是半保留还是全保留呢？
？？？
1.实验者：
2.实验材料：
3.实验方法 ：
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
同位素标记技术
二、DNA半保留复制的实验证据
①15N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；
②利用离心技术可以在试管中区分含有不同氮元素的DNA；
密度梯度离心技术
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
轻链
中链
重链
方法依据：
如果亲代DNA用15N标记，原料用14N标记，那么复制后的子一代DNA与子二代DNA中含N的情况如何？
15N/15N—DNA
子一代：
子二代：
含14N的原料
半保留复制
全保留复制
重DNA
中DNA
1/2轻DNA
1/2中DNA
重DNA
1/2轻DNA
1/2重DNA
3/4轻DNA
1/4重DNA
预期结果 实验结果
半保留复制 全保留复制 　 　 　
　 　 　
中带
15N/14N
轻带
14N/14N
重带
15N/15N
轻带
14N/14N
中带
15N/14N
轻带
14N/14N
重带
15N/15N
子一代
子二代
半保留复制
全保留复制
即：
1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记法，设计实验对DNA的复制方式进行了探究。
分裂快，约20分钟分裂一次
15N/15N—DNA
实验结论：
DNA的复制是以半保留的方式进行的。
作出假说
演绎推理
实验验证
2、推测可能的复制方式
3、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
5、结论：DNA复制是半保留复制
1、DNA是如何复制的
提出问题
半保留复制
全保留复制
假说——演绎法
4、证明DNA半保留复制的实验
得出结论
DNA复制方式的探究历程:
三、DNA复制的过程
有丝分裂间期；减数第一次分裂前的间期。
细胞核（主要）、 线粒体、叶绿体等。
1.定义：
2.时期：
3.场所：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA→DNA。
4.过程：
①解旋
在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开
注意：DNA聚合酶的合成方向是5 →3 ，这也是核苷酸链的方向
②合成子链
DNA聚合酶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
4.过程：
③复旋
随着解旋进行，子链不断延伸，每条新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
根据过程，找同学总结一下DNA分子
复制的条件有哪些？
复制过程:
6.特点：
5.条件：
(2)原料：四种脱氧核苷酸
(3)酶：解旋酶、 DNA聚合酶等
(4)能量：ATP(物质)
2.半保留复制
1.边解旋边复制
(1)模板：亲代DNA的两条链(两条母链)
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
7.结果：
A
C
T
A
G
G
T
C
A
T
G
A
T
C
C
A
G
T
请画出复制后形成的DNA
8.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。
A
C
T
A
G
G
T
C
A
T
G
A
T
C
C
A
G
T
A
C
T
A
G
G
T
C
A
T
G
A
T
C
C
A
G
T
A
C
T
A
G
G
T
C
A
T
G
A
T
C
C
A
G
T
试着说一说
精确复制的意义
DNA复制中有关计算：
想一想：1个DNA分子复制n次后，DNA分子数为＿＿＿，含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿，不含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿＿
2n
2个
2n－2
题型一：若将普通的大肠杆菌（DNA中含15N ）放在含14N的培养液培养，繁殖n代后：
（1）DNA分子数：
（4）含14N的DNA分子数：
（5）只含14N的DNA分子数：
（2）含15N的DNA分子数：
（3）只含15N的DNA分子数：
2n
2个
0个
2n－2
2n
变式1：若将普通的大肠杆菌（DNA中含15N ）放在含14N的培养液培养，繁殖n代后：
（6）脱氧核苷酸链数：
（7）含14N的脱氧核苷酸连：
（8）含15N的脱氧核苷酸连：
2n+1
2条
2n+1-2
例题1：将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是：（ ）
A．1/2 B．1/4 C．1/6 D．1/8
【答案】B
题型二：消耗原料问题
将普通的大肠杆菌（DNA种含14N ）放在含15N的培养液培养，繁殖两代
14N
15N
14N
15N
15N
15N
15N
15N
复制2次：
想一想：若亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，经过1次复制需要游离的脱氧核苷酸多少个？2次复制呢？n次复制呢？
复制n次：（2n
- 1）
×m
14N
14N
亲代
汉水丑生侯伟作品
14N
14N
15N
15N
复制1次：
复制1次：m个
复制2次：3m个
题型二：消耗原料问题
将普通的大肠杆菌（DNA种含14N ）放在含15N的培养液培养，繁殖两代
14N
15N
14N
15N
15N
15N
15N
15N
复制2次：
想一想：若亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个第2次复制需要游离的脱氧核苷酸多少个？第n次复制呢？
14N
14N
亲代
汉水丑生侯伟作品
14N
14N
15N
15N
复制1次：
第二次复制：（4-2）m个
第n次复制：
(2n-2n-1)m个=m.2n-1 个
例题2：某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n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）
解析:经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000＝(2n－1)·200，得n＝4。选择：B