2021——2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修2-3.3 DNA的复制 课件（共23张PPT）

(共23张PPT)
基因的本质
第3节 DNA的复制
第三章
问题探讨
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。”
in the following communications. We were not aware of the details of the results presented there when we devised our structure, which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chemical arguments.
It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the gengtic material.
Full details of the structure, including the con-ditions assumed in building it , together with a set of co-ordinates for the atoms, will be published elsewhere.
《核酸的分子结构》论文节选
讨论
碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
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的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。
提出问题
DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂；
解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依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；
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称做半保留复制。
沃森和克里克提出DNA自我复制假说：
半保留复制
一、对DNA复制的推测
1.半保留复制
（沃森&克里克）
一、对DNA复制的推测
2.全保留复制
3.分散复制
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”。
提出假说
要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？
关键思路：设法区分亲代和子代的DNA。
如何做区分亲代和子代的DNA,又如何进行实验观察呢？
如何在实验中直观区分母链和子链？
同位素标记技术
资料：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，含15N的DNA比含14N的DNA密度大；
形成的不同密度的DNA分子应如何区分？
密度梯度离心
利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA；
利用DNA紫外吸收分析技术对试管中的不同位置的DNA进行区分；
细胞分裂一次
15N/14N-DNA
提取DNA离心
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
转移到含14NH4CI中
密度
低
高
提取DNA离心
提取DNA离心
第一代
第二代
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N
14N
14N
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
演绎推理
①半保留复制
亲代
第一代
第二代
小组合作演示
细胞分裂一次
提取DNA离心
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
转移到含14NH4CI中
密度
低
高
提取DNA离心
提取DNA离心
第一代
第二代
15N/15N-DNA
14N
14N
14N
14N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
15N/15N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
演绎推理
②全保留复制
亲代
第一代
第二代
演绎推理
③分散复制
条带的宽窄意味着什么？
DNA复制方式为半保留复制。
得出结论
排除DNA的复制是全保留复制
排除DNA的复制是分散型复制
实验验证
二、DNA半保留复制的实验证据
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
4.实验过程 ：
密度梯度离心
①先用15NH4Cl培养液培养大肠杆菌
②让大肠杆菌繁殖若干代（DNA几乎都是15N标记）
③将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中
④在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA
⑤将提取的DNA进行离心，记录离心管中DNA的位置
二、DNA半保留复制的实验证据
提出假说
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:
1.概念：以 为模板合成 的过程。
2.发生时间： 。
3.场所：
①真核生物：主要在 内， 和 也可以进行。
②原核生物：主要在 ，在质粒处也有DNA的复制。
③DNA病毒：活的宿主细胞内
4.DNA复制的过程是怎样的？ 5.DNA复制的方向？
6.DNA复制的结果？ 7.DNA复制的特点？
8.DNA复制的条件？ 9.DNA复制遵循的原则？
10.DNA能够准确复制的原因？ 11.DNA复制的意义？
亲代DNA
子代DNA
细胞分裂前的间期
细胞核
线粒体
叶绿体
拟核
DNA的具体复制过程是怎样的？请同学们阅读书本第55页--第56页完成下列问题：
①DNA双螺旋模型的构建者为？构建过程中得到了哪些科学家的帮助？制作DNA双螺旋结构模型的步骤为？DNA的双螺旋结构模型为哪种模型？请画出由三对脱氧核苷酸构成的DNA的平面结构。
②DNA的基本单位为？组成元素是？DNA双螺旋结构的主要特点是？DNA的结构特点有哪些？
③是哪两位科学家证明了DNA为半保留复制？实验方法有哪些？具体的实验过程是怎样的？
④.DNA复制的概念？场所？时期？DNA复制的过程是怎样的？子代DNA复制的方向？DNA复制的结果？
⑤DNA复制的特点？DNA复制的条件？DNA复制遵循的原则？DNA能够准确复制的原因？DNA复制的意义？
1.解旋：在能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，氢键断裂。
C
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3'
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3'
5'
ATP
解旋酶
DNA复制的过程
2.合成子链：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。
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C
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形成氢键
DNA复制的过程
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A
DNA聚合酶
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5'
3'
ATP
ATP
合成方向：
子链的5'端→ 3'端
DNA聚合酶形成磷酸二酯键
2.合成子链：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。
DNA复制的过程
3.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。
C
C
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5'
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T
A
C
G
C
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T
A
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A
T
A
T
A
5'
3'
DNA复制的过程
2.特点：
1.条件：
(2)原料：四种脱氧核苷酸(No:A、G、C、T)
(3)酶：解旋酶、 DNA聚合酶等
(4)能量：ATP(物质)
1.半保留复制——准确
2.边解旋边复制
①模板：特定碱基序列
②酶：识别，专一催化
③原则：碱基互补配对
高效
3.双向复制
4.真核生物有多个复制起点
(1)模板：亲代DNA的两条链(两条母链)
DNA复制的过程
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
4.结果：
5.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。
从子链的5' 端向 3' 端延伸
3.方向:
6.DNA准确复制的原因
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。
②碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。
DNA复制的过程
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
重新螺旋
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