3.3DNA的复制课件（共34张ppt）高中生物人教版（2019）必修2

(共34张PPT)
遗传学发展简史
孟德尔
遗传定律
萨顿假说
摩尔根
果蝇杂交实验
艾弗里
肺炎链球菌转化实验
赫尔希蔡斯
噬菌体侵染细菌实验
沃森和克里克
DNA双螺旋结构
1866
1903
1909
1944
1952
1953
复习DNA双螺旋结构的主要特点
①DNA分子是由两条 平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的规则的 结构组成的。
②DNA分子中的 和 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架, 排列在内侧。
③两条链上的碱基按照
（即A与 配对，G与 配对）通过
连接成碱基对。
反向平行
双螺旋
磷酸
脱氧核糖
碱基对
碱基互补原则
T
C
氢键
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”
1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的
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。
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
3.3
DNA的复制
特点：一模一样，一新一旧
（沃森&克里克）
一、对DNA复制的推测
1.DNA复制时，DNA双链螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，
2.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。
1）.半保留复制
特点：一全新，一全旧
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：新旧都有
这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？
3）.弥散式复制
新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的
提出问题
提出假说
假说——演绎法
DNA是怎样进行复制的？
DNA是半保留复制的/DNA是全保留复制的
1.怎样验证这个假说呢？ 2.关键思路？
通过实验区分亲代与子代的DNA，标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分布。
证明DNA半保留复制的实验
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
实验材料：大肠杆菌
实验运用技术：同位素标记技术、密度梯度离心技术
标记元素：氮元素的两种同位素——15N和14N
选取原因：相对原子质量不同，含15N的DNA比14N的密度大
N元素标记可同时标记蛋白质以及DNA分子中的碱基
半
保
留
复
制
演绎推理
假说——演绎法
15N15N
亲代DNA
第一代
第二代
15N14N
15N14N
14N14N
14N15N
15N14N
14N14N
重带DNA
中带DNA
1/2轻带DNA
1/2中带DNA
若为
演绎推理
假说——演绎法
全
保
留
复
制
1/2轻带DNA
重带DNA
15N15N
14N14N
15N15N
15N15N
14N14N
14N14N
14N14N
亲代DNA
第一代
第二代
1/2重带DNA
3/4轻带DNA
1/4重带DNA
若为
实验验证
15N/15N-DNA
重带
提取DNA进行
密度梯度离心
含15N的培养液
含14N的培养液
含14N的培养液
亲 代
子一代
子二代
15N/14N-DNA
中带
15N/14N-DNA
中带
14N/14N-DNA
轻带
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
实验结论
DNA的复制是以半保留的方式进行
DNA复制的过程
二
1.DNA分子复制的概念是什么
2..DNA分子复制过程需要哪些条件
3.DNA分子复制过程怎么进行
4、DNA分子复制的意义？
阅读教材并找出以下问题的答案
01
解旋
02
03
4、过程:
条件：解旋酶、ATP
结果：氢键断裂，解开成两条单链。
双螺旋结构打开时容易发生碱基的增添缺失和替换，从而造成基因突变
合成子链：
条件：DNA聚合酶
两条母链（模板）
四种游离的核苷酸(原料)、ATP(能量)
原则：碱基互补配对原则
结果：游离的单个脱氧核苷酸与子链之间形成磷酸二酯键，子链由5'-端继续向3'-端延伸。
DNA聚合酶形成的是磷酸二酯键
DNA复制方向：5’→3’
复旋：
每条新形成的子链与其模板链盘造成双螺旋结构。子代DNA分子形成。
5、结果
1个DNA分子
→
两个完全相同的DNA分子
1 2 4 …… 2n
6、特点
完全解旋需要7小时
DNA分子
ATP
解旋酶
4种脱氧核苷酸
ATP
DNA聚合酶
得到子代DNA需要8小时
A组实验
DNA聚合酶
4种脱氧核苷酸
DNA分子
ATP
解旋酶
得到子代DNA只需要7.5小时
B组实验
15小时
宫颈瘤细胞的DNA长36mm，DNA复制速度约为4um/min,但复制过程仅需40min即可完成，这说明了什么？
——多起点复制
——边解旋边复制
5、结果
1个DNA分子
→
两个完全相同的DNA分子
1 2 4 …… 2n
6、特点
①边解旋边复制（加快复制速度）
②半保留复制（保证了复制的准确进行）
③多起点复制
7、准确复制的原因
1）精确模板：DNA分子独特的 。
双螺旋结构
2）准确进行： 。
碱基互补配对原则
8、意义
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了 。
遗传信息的连续性
DNA平均每复制109个碱基对才会产生一个错误。为什么复制具有如此高的准确性？
画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的DNA复制过程（标出每条链是15N还是14N）
学生活动
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
无论DNA复制多少次，含有15N-DNA分子永远只有　　　个
两　　　
21
22
23
亲代DNA分子经 n 次复制后，则
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
消耗的脱氧核苷酸数
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则
m（ 2n-1）
（1）则经过n次复制共需要消耗该脱氧
核苷酸个数为：
（2）第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸
个数为：
m（ 2n-2n-1）= m × 2n-1
总结提升
原则
时间
场所
条件 模板
原料
能量
酶
方向
特点
意义
碱基互补配对原则
有丝和减一前的间期
真核：细胞核、线粒体、叶绿体
原核：拟核、细胞质（质粒）
亲代DNA的两条链
4种游离的脱氧核苷酸
ATP
解旋酶、DNA聚合酶等
从子链的5' 端向 3' 端延伸
半保留复制；边解旋边复制；多起点复制
保证了亲代与子代之间遗传信息的连续性
1.一个有15 N标记的DNA分子放在没有标记的环境中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的（ ）
A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/32
2.1个DNA分子经过4次复制,形成16个DNA分子,其中不含亲代母链的DNA分子为（ ）
A.2个 B.8个 C.14个 D.32个
C
C
对点训练
　夯实基础
3. 一个噬菌体侵染细菌后，形成了200个子代噬菌体，子代DNA中含最初DNA链的DNA占 。
A. 1% B. 2% C. 25% D. 50%
A
对点训练
　夯实基础
4．下列关于DNA复制的叙述中，正确的是（ ）
A．DNA复制时，亲代DNA中只有一条链是模板
B．精原细胞略微增大进行DNA复制
C．DNA复制在核糖体上进行
D．DNA复制时，以其周围的游离的脱氧核糖核酸为原料
B
5．下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是（ ）
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
A
对点训练
　夯实基础
6.以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（ ）
A. “－T－A－G－” B. “－U－A－G－”
C. “－T－A－C－” D. “－T－U－G－”
A
7.将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是（ ）
A. DNA连接酶 B. DNA酶
C. DNA解旋酶 D. DNA聚合酶
D
8．DNA复制的基本条件是( )
A．模板，原料，能量和酶 B．模板，温度，能量和酶
C．模板，原料，温度和酶 D．模板，原料，温度和能量
9．下列属于DNA分子复制能准确无误地进行的原因的是( )
A．碱基之间由氢键相连
B．DNA分子独特的双螺旋结构及碱基有严格的互补配对原则
C．DNA的半保留复制
D．DNA的边解旋边复制特点
A
B
10. 下列关于DNA复制过程的说法中，不正确的是( )
A. DNA复制过程需要酶的催化
B. DNA复制过程所需的能量直接由糖类提供
C. DNA分子是边解旋边复制的
D. DNA复制过程中两条链均可作模板
B
11.具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个T，如果连续复制2次，则需要游离的C多少个？（ ）
A 60 B 120 C 180 D 240
C
(1)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。( )
(2)DNA分子复制时总是先解旋后复制，而且每个子代DNA分子中都保留了一条母链。( )
(3)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。( )
(4)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。( )
(5)DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中。( )
(6)碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。( )
(7)任何生物的基因都是有遗传效应的DNA片段。( )
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