2021-2022学年高一下学期生物人教版必修二 3.3 DNA的复制课件（25张PPT）

(共25张PPT)
第三章
基因的本质
第3节 DNA的复制
01
问题探讨
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“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”
01
问题探讨
讨论
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？这反应科学研究具有什么特点？
碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链；
科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的实验证据之上；
01
问题探讨
无论细胞有丝分裂还是减数分裂，都要经历一个较长的细胞分裂间期。细胞在分裂间期主要有什么变化？
DNA分子是怎样进行复制的呢
02
DNA复制的推测
1.半保留复制（沃森&克里克）
DNA复制时，DNA双链螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的2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。
特点：
一模一样，一新一旧
02
DNA复制的推测
2.全保留复制
以两条母链为模板合成两条DNA子链，子代DNA中母链重新结合，两条子链彼此结合成另一个子代DNA分子。
特点：
一全新，一全旧
3.分散复制（弥散复制）
亲代DNA双链被切成片段后合成，然后子、母双链聚集成“杂种链”。
特点：
新旧都有，随机组合
半保留
复制
全保留
复制
需要通过实验验证
首要问题，如何区分开亲代与子代的DNA？
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
4.背景知识 ：
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
同位素标记技术(N)、密度梯度离心法
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；
03
DNA半保留复制的实验证据
5.科研方法：假说-演绎法
03
DNA半保留复制的实验证据
高密度带
中密度带
低密度带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
演绎推理
半保留复制
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
15N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
演绎推理
全保留复制
实验验证
亲 代
子一代
子二代
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
15N
15N
排除DNA的复制是全保留复制
排除DNA的复制是分散型复制
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的是如何复制的
提出问题
半保留复制
全保留复制
假说——演绎法
DNA复制方式的探究历程
4、证明DNA半保留复制的实验
得出结论
亲 代
复制一次
复制两次
复制三次
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
拓展补充
2
=21
4
=22
8
=23
1.亲代DNA分子经 n 次复制后
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
例1：一个DNA被15N标记的大肠杆菌，在只含14N的培养液中繁殖3代，第三代中含有15N的DNA分子有___个，不含15N的DNA分子有___个，含有14N的DNA分子有____个，不含14N的DNA分子有____个，只含有14N的DNA分子有___个。
2
6
8
0
6
④母链和子链的条数分别是：
2条
2n＋1 - 2 条
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸 ？
②第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数？
2.消耗的脱氧核苷酸数：
m (2n－1)个
m·2n－1
例、一个具有a个碱基对的DNA，含有b个A，该DNA完成n次复制，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？
（2n-1）X
(2a-2b)/2
03
04
DNA复制过程
真核生物主要在细胞核（线粒体、叶绿体）
原核生物主要在拟核
细胞分裂前的间期
（有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期）
2.场所：
3.时间：
1.概念：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA→DNA。
4.过程：
6.DNA复制的结果？
7.DNA复制的特点？
边解旋边复制,半保留复制
8.DNA复制的条件？
C.酶：
B.原料：
游离的四种脱氧核苷酸
A.模板：
亲代DNA的两条母链
D.能量：
ATP等
解旋酶（打开氢键）、DNA聚合酶（形成磷酸二酯键）
5.DNA复制的方向？
从子链的5' 端向 3' 端延伸
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
10.DNA能够准确复制的原因？
11.DNA复制的意义？
①DNA独特的双螺旋结构提供精确的模板;
②通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
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。
9.DNA复制遵循的原则？
碱基互补配对原则
人体细胞某DNA的长度为200×10-9m，复制速度为5 ×10-9m/s，但经检测却发现此DNA的复制只需5s的时间。此事实说明什么？
具多个复制起点。若共有4个复制起点，则又可说明什么？
进行双向复制
知识拓展
单起点双向复制（原核生物）
复制
15N
15N
15N
14N
15N
　
复制
2、一个有15N标记的染色体在14N的培养基中复制后形成两个染色单体，这两个染色单体的标记性是否相同？
1、一个双链DNA的分子量为a，放在32P的培养基中培养数代后，分子量变为b,再把这样一个32P标记的DNA放在31P的正常培养基中复制两次，则得到的DNA分子量平均应为＿＿＿＿＿＿＿？
（3a＋b）/4
课堂练习
3．把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)环境中培养相当于复制一次的时间，然后放回原环境相当于连续复制两次的时间后，细菌DNA组成分析结果是(　　)
A．3/4轻氮型、1/4中间型
B．1/4轻氮型、3/4中间型
C．1/2中间型、1/2重氮型
D．1/2轻氮型、1/2中间型
A
4.如图为DNA的复制方式模式图。图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是(　　)
A．由图可知，DNA复制为多起点双向复制
B．除图示中的酶外，DNA复制还需DNA聚合酶和DNA连接酶等
C．DNA复制时，两条子链的合成方向是相反的
D．解旋含G—C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多
A