生物人教版（2019）必修2 3.3DNA的复制（共33张ppt）

(共33张PPT)
第3章 第3节
DNA的复制
1
（1）理解遗传信息通过DNA分子在亲子代之间进行传递
（2）概述DNA分子的复制过程、条件及特点
（3）通过设计相关实验探究DNA分子复制的方式
学习目标
1
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”
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？
问题探讨
1
1）提出者：沃森、克里克
指DNA复制时，亲代DNA双螺旋解开后，分别以两条单链作为复制的模板，合成子链。一个DNA经过一次复制形成两个DNA分子，其中每个DNA都保留了亲代DNA分子中的一条链。
2）不同观点
①全保留复制：新复制的分子直接形成，没有旧的部分。
②弥散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
作出假说
半保留复制：
1、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
2、全保留复制：新复制出的分子直接形成，没有旧的部分；
3、弥散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
思考分析
DNA复制的方式是什么？？？
如何做区分 ？
关键思路：区分亲代和子代DNA
阅读课本内容思考下列问题：
1.实验材料选用了什么？
大肠杆菌
2.运用了什么技术方法？
同位素标记技术、密度梯度离心技术
3.用什么同位素去标记亲代DNA？
用15N元素对亲代DNA标记
1
2
1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
背景知识：
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利用离心技术在试管中区分含不同N元素的DNA；
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
轻带
中带
重带
实验过程：
用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌
细胞分裂一次
提取DNA离心
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
推理3种复制模式下得到的子代DNA的可能情况，预测离心后条带情况。
用红笔代表亲代DNA母链，蓝笔（或黑笔）代表新合成的子链，画出一个DNA分子复制两代，每一代的DNA链的组成情况。
学生活动（1）
（1）演绎推理
预测进行密度梯度离心后条带情况
亲代
半保留复制
子一代
子二代
重带
中带
轻带
中带
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
（1）演绎推理
预测进行密度梯度离心后条带情况
全保留复制
重带
重带
轻带
轻带
重带
亲代
子一代
子二代
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
（1）演绎推理
预测进行密度梯度离心后条带情况
重带
亲代
子一代
子二代
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
（1）演绎推理
弥散复制
中带
中带
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
验证假说
一.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
（2）实验验证
证明DNA半保留复制的实验证据
实验过程：
用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌
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
得出结论：DNA的复制是半保留复制
排除全保留复制
排除弥散复制
阅读教科书P55—P56 的内容，思考并回答以下问题：
二.DNA复制的过程
(1) 阅读教科书P55—P56 的内容，思考并回答以下问题：
1. DNA复制的概念？
2. DNA复制的时期与场所？
3. DNA复制的过程包括哪几个主要环节？
4. DNA复制的结果？
5. DNA复制过程有何特点？需要哪些条件？
6. DNA准确复制的原因和意义？
细胞分裂前的间期
2.时间：
3.场所:
真核生物：
1.概念：
指以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程。
叶绿体、线粒体
原核生物：
细胞核（主要）
拟核、细胞质（质粒）
二.DNA复制的过程
二.DNA复制的过程
(2)
二.DNA复制的过程
3.过程：
4.DNA复制需要的基本条件
（1）. 模板
（2）. 原料
（3）. 酶
（4）. 能量
亲代DNA的两条母链
4种游离的脱氧核苷酸
解旋酶
DNA聚合酶等
ATP
二.DNA的复制
5.DNA复制的特点
边解旋边复制 (从过程上看)
半保留复制 (从结果上看)
6.DNA精确复制的原因
（1）DNA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。
二.DNA的复制
7.DNA制的意义
将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性。
总结提升
★时间：
细胞分裂前的间期
★过程
模板：
亲代DNA的两条链
原料：
原则：
条件
游离的四种脱氧核苷酸
碱基互补配对原则
能量：
酶：
★特点：
边解旋边复制、半保留复制
解旋
合成子链
形成DNA
ATP
解旋酶、DNA聚合酶
★结果：
1个DNA分子
n次复制
2n个DNA分子
(1)画出将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养3代的DNA复制过程。（红笔表示15N，蓝笔表示14N）
学生活动（2）
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
共产生子代DNA分子____个；
8.DNA复制的相关计算
①其中子代DNA分子中，
含15N的DNA分子_____个；
含14N的DNA分子_____个；
只含15N的DNA分子_____个；只含14N的DNA分子________个；
2n
2
2n
0
2n - 2
二.DNA分子的复制
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
8.DNA复制的相关计算
②其中子代DNA分子中，
脱氧核苷酸链数________条
亲代脱氧核苷酸链数________条；
新合成的脱氧核苷酸链数________条；
2n+1
2
2n+1 -2
二.DNA分子的复制
③复制中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，
经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为____________个；
第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为___________个。
8.DNA复制的相关计算
二.DNA分子的复制
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
m·(2n－1)
m·2n－1
(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。
(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。
(3)切记在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。
特别提醒：“DNA复制”相关题目的4点“注意”
8.DNA复制的相关计算
二.DNA分子的复制
一、概念检测
1. DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。
(1) DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。 ( )
(2) 在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成的。 ( )


练习与应用（P56）
2. DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ ）
A. 复制均在细胞核内进行
B. 碱基互补配对原则保证了复制的准确性
C. 1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子
D. 游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链
B
练习与应用（P56）
3. 将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是 （ ）
A. 所有的大肠杆菌都含有15N
B. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2
C. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4
D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8
C
练习与应用（P56）
二、拓展应用
1. 虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？
可能有6个碱基发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响。
练习与应用（P56）
2. 已知果蝇的基因组大小为1.8 ×108bp（bp 表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50 - 100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA的复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
练习与应用（P56）