生物人教版（2019）必修2 3.3DNA的复制（共24张ppt）

(共24张PPT)
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电（能量）
为保持遗传信息的连续性，亲代细胞遗传物质先复制，再传递给子代细胞。
第3节 DNA的复制
【本节聚焦】
1.怎么证明DNA是半保留复制的？
2.DNA的复制过程是怎样的？
3.DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？
1个DNA
复制
2个DNA
2条脱氧核苷酸链
4条脱氧核苷酸链？
思考：四条链中，有两条是原来的模板链，称为“母链”。两条新合成的链称为“子链”。你觉得复制后两个DNA的两条链是怎么样的呢？
一、对DNA复制的推测
半保留复制
全保留复制
分散复制
提出问题：DNA以什么方式复制？
预习反馈
5’
3’
5’
3’
沃森和克里克发现DNA结构：
碱基互补配对原则：A=T,G=C
沃森和克里克大胆地作出假说
一、对DNA复制的推测
请阅读《必修2》P53第1自然段及图3-9，阐述沃森和克里克对于遗传物质自我复制的假说内容。
DNA复制时，DNA双螺旋______，互补的碱基之间的氢键______，解开的两条单链分别作为复制的_______，游离的脱氧核苷酸根据_____________原则，通过形成_____，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的_____条链，因此，这种复制方式称作_____________。
解开
断裂
模板
碱基互补配对
氢键
一
半保留复制
预习反馈
这一假说提出后，也有人持不同的观点，提出不同的假说
全保留复制
DNA复制以DNA的双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的
全保留复制
半保留复制
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。如何设计实验证明呢？
二、DNA半保留复制的实验证据
梅塞尔森和斯塔尔以_ ______为实验材料，运用________ _技术，设计了一个巧妙的实验
大肠杆菌
同位素标记
【背景知识】
15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA。
【实验关键/思路】
如何区分亲代和子代的DNA？
密度梯度离心
思路：
用15N标记的培养液培养大肠杆菌得到含15N母链，再转移到14N的培养液中复制得到子链。
同位素标记法
两条链被标记情况 密度大小 离心位置
都是15N 最大 靠近试管的______部
一条15N，一条14N 居中 位置________
都是14N 最小 靠近试管的______部
底　
居中　
上
密度梯度离心技术
含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌→繁殖→大肠杆菌的DNA分子是15N标记→转移到含有14NH4Cl的培养液中→在不同时刻收集、提取DNA→对DNA进行离心→记录DNA位置
【实验过程】
核心任务1：
请各小组按照DNA复制方式的三种假说分别进行演绎推理，将预测的实验过程和结果画在错题分析本上，并进行展示交流。
[活动1]假设DNA是半保留复制，请小组讨论并演绎推理出子一代、子二代的大肠杆菌体内的DNA分子的同位素标记情况。
15N/15N-DNA
转入14NH4Cl培养
子一代
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
子二代
14N
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
提取DNA离心
提取DNA离心
第二代
第一代
细胞分裂两次
中带(中间)
15N/14N
轻带(上部)
14N/14N
中带(中间)
15N /14N
大肠杆菌在15N的培养液中生长若干代
提取DNA离心
转移到14N的培养液中
细胞分裂一次
重带(下部)
15N/15N
[活动2]请根据演绎推理，完成上述实验的预测，填写图中的方框。
[活动3]假设DNA是全保留复制，请小组讨论并演绎推理出子一代、子二代的大肠杆菌体内的DNA分子的同位素标记情况。
15N
15N
14N
子一代
15N
15N
14N
14N
14N
子二代
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
重带
1/2轻带
1/2重带
3/4轻带
1/4重带
DNA分子数 半保留复制 全保留复制
亲代 1个 重带 重带
子一代
子二代
【小结】半保留复制和全保留复制各代DNA密度梯度离心后情况
2个
4个
均为中带
2个中带，2个轻带
1个重带，1个轻带
1个重带，3个轻带
演绎推理
科学家完成上述实验，结果如下：
重带
亲代
子一代
中带
子二代
轻带
中带
实验结果与半保留复制的预期结果一致
结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的
实验检验
得出结论
发现问题
提出假说
演绎推理
实验验证
科学研究的方法——假说演绎法
半保留复制、全保留复制或分散复制
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
结论：DNA复制是半保留复制
DNA是如何复制的
证明DNA半保留复制的实验
[思考1]证明DNA是半保留复制的实验中用到了哪些技术手段？
同位素标记技术和密度梯度离心技术
[思考2]假如DNA复制的方式是分散保留复制，证明DNA复制方式的实验预期会怎样
以亲代为模板进行的部分复制，在复制过程中亲本DNA双链被切割成小片段，分散在新合成的两条DNA双链中。
第一代出现中带，第二代出现略微上移的中带。
三、DNA复制的过程
阅读《必修2》P55第2自然段，完成以下填空，掌握DNA复制概念、时间和场所。
（一）概念：以________________为模板合成子代DNA的过程。
（二）时间：细胞分裂前的___________。
（三）场所：真核生物中，主要是在_________。
亲代DNA
（两条链）
间期
细胞核
（线粒体和叶绿体中也能进行DNA复制）
原核：拟核
病毒：宿主
请各小组观看视频，阅读《必修2》P55第2自然段、图3-10及P56，讨论与交流，并画出DNA复制的过程及结果。
核心任务2：
[活动4]归纳DNA复制的过程
解旋
合成子链
形成子代
1.需要细胞提供_______
2.需要___________酶的作用
3.结果：把___________________解开
能量
解旋
DNA双螺旋的两条链
1.模板：解开的每一条_________
2.原料：游离的4种_______________
3.酶：_____________等
4.原则：_______________原则
母链
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
碱基互补配对
每条新链与其对应的模板链盘绕形成____________结构
双螺旋
结果：一个DNA分子形成了_________________的DNA分子
两个完全相同
[思考3]为什么DNA能准确复制？
①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板
②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行
归纳DNA复制的条件：
①模板：
②原料：
③能量：
④酶：
亲代DNA的两条链
游离的4种脱氧核苷酸
ATP
DNA解旋酶，DNA聚合酶等。
[思考4]下图是真核生物DNA复制的示意图，从图中你能归纳出哪些信息？
复制泡
1.半保留复制 (方式)
2.边解旋边复制（特点）
3.多起点
4.双向
（每条子链的合成方向均从自身5'端→3'端）
DNA复制的意义：
将_________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了_________的连续性。
遗传信息
遗传信息
（提高复制速率）
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
①
子一代
②
子二代
亲代
①
③
子三代
四、DNA复制中的有关计算
亲代DNA分子经 n 次复制后，则
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
①
子一代
②
子二代
亲代
①
③
子三代
四、DNA复制中的有关计算
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3.消耗的脱氧核苷酸数：
若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个
m.（ 2n-1）
①则经过n次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为：
②则经过第n次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为：
m.（ 2n - 2n-1）=m.2n-1
课堂练习
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将 15N标记的含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶有60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关叙述错误的是（ ）
A．含有15N的DNA分子占1/8
B．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
C．复制结果共产生16个DNA分子
D．含有14N的DNA分子占7/8
D