3.3DNA的复制 课件(共31张PPT，含1个视频) 2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共31张PPT)
1. DNA的元素组成为 ；基本组成单位是 ，根据 的不同可分为 种。
2.DNA的双螺旋结构有哪些特点？
脱氧核苷酸
A
T
G
T
A
C
温故知新：
C、H、O、N、P
碱基
4
①两条链 反向平行 双螺旋
②脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构
成基本骨架；
③碱基通过氢键形成碱基对，排列在内侧，
遵循碱基互补配对原则（A与T、G与C）
3.DNA分子的特性 ？
稳定性、多样性、特异性
第3节：DNA的复制
授课人：
1
对DNA复制的推测
对DNA复制的推测
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：
(1)DNA复制，DNA双螺旋 ，互补的碱基之间的 断裂。
(2)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，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。
(3)新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，
这种复制方式称作 。
解开
氢键
模板
碱基互补配对
半保留复制
特点：一模一样，一新一旧
半保留
复制
全保留
复制
需要通过实验验证
特点：一全新，一全旧
其他观点：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：一新一旧
对DNA复制的推测
2
DNA半保留复制的实验证据
若为半/全保留复制:推理1个亲代DNA复制产生的子一代和子二代DNA的情况。
全保留复制
半保留复制
子一代
亲代
子二代
红色:母链
蓝色:新合成的子链
关键思路：如何区分亲代DNA和子代DNA呢？
梅塞尔森
斯塔尔
1958年
大肠杆菌
同位素标记技术
密度梯度离心技术
+
DNA半保留复制的实验证据
（选材优点：20min繁殖一代）
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
(轻带)
(中带)
(重带)
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，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。
子一代会出现的结果是
如果DNA复制是半保留复制
子二代会出现的结果是
14N/15N-DNA
15N/15N
-DNA
14N
14N
14N
14N/ 14N -DNA
14N/15N-DNA
提取DNA离心
低
高
15N/15N-DNA
提取DNA离心
14N/ 15N-DNA
14N/15N
-DNA
提取DNA离心
14N/ 15N-DNA
14N/ 14N-DNA
【预测结果】
DNA半保留复制的实验证据
转移到含14NH4Cl
培养液中
（细胞分裂1次）
细胞再分裂1次
提取DNA 离心
轻带
中带
重带
15NH4Cl
培养液
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
提取DNA 离心
提取DNA 离心
【实验结果】
DNA复制是半保留复制
DNA半保留复制的实验证据
【实验结论】
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
假说—演绎法
推测可能的复制方式
DNA是如何复制的？
根据复制方式，预测实验结果
实验结果与半保留复制的预期相符
DNA分子复制的方式是半保留复制
半保留复制
全保留复制
3
DNA复制的过程
DNA复制的过程
利用3min时间，阅读课本55~56页，思考下列问题。
1.DNA复制的概念是什么 时间？场所？
2.DNA复制过程怎么进行
3.DNA复制过程需要哪些条件
4.DNA复制过程有何特点
5.DNA复制有何生物学意义
指以 为模板合成 的过程。
真核细胞：
主要在 中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；
原核细胞：
主要在 中，在质粒处也有DNA的复制。
细胞分裂前的 ， 随着染色体的复制而完成。( 的间期、 的间期)
亲代DNA
子代DNA
细胞核
拟核
1、概念：
2、DNA复制场所
3、发生时期（真核生物）
间期
有丝分裂前
减数分裂前
病毒： 。
在宿主细胞
DNA复制的过程
在ATP的驱动下，解旋酶将DNA部分双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
解旋酶
（1）解旋
DNA复制的过程
以游离的4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的子链。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
形成氢键
（2）合成子链
DNA复制的过程
在DNA聚合酶催化下单个的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
DNA聚合酶
5'
3'
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
ATP
ATP
形成磷酸二酯键
（2）合成子链
DNA复制的过程
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
A
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
3'
5'
T
T
A
C
G
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
（3）合成子代DNA
DNA复制的过程
新合成的子链
DNA聚合酶
DNA聚合酶
DNA解旋酶
游离的脱氧核苷酸
解旋
合成子链
重新螺旋
细胞提供ATP
需要解旋酶的作用
结果：氢键断裂，双链打开
解开的每一条母链
四种脱氧核苷酸
DNA聚合酶等
碱基互补配对原则
5′端至3′端
每条新链和对应的模板链盘绕成双螺旋结构
方向：
原则：
酶 ：
原料：
模板：
4、过程与条件
（断裂氢键）
（形成磷酸二酯键）
DNA复制的过程
边解旋边复制 半保留复制
（1）DNA分子独特的 结构，为复制提供了精确的模板；
（2） 原则，保证了复制能够准确地进行。
将 从亲代传给子代，从而保持遗传信息的 。
5、复制特点
7、DNA能够精确复制的原因
9、复制的意义
你认为DNA复制会百分之百准确吗？如果复制出现错误，可能会产生什么影响？
会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
连续性
DNA复制的过程
6、遵循的原则
碱基互补配对原则
8、复制的结果
一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。
1、DNA分子两条子链的合成方向都是5'→3'。
2、加热可使DNA分子变性，双链打开；降温后DNA双链又会重新形成
3、真核生物DNA多起点、双向复制，可明显缩短复制时间，提高效率
扩 展
1．如图为DNA分子复制的两个模型，请据图回答下列问题。
(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分别作用于图2中哪个部位？
(2)图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，哪些链碱基排列顺序相同？
a和c，b和d的碱基排列顺序相同。
解旋酶
DNA聚合酶
磷酸二酯键
氢键
【提升练习】
4
DNA复制中的有关计算
第一代
第二代
第三代
第n代
….
…….
15N
15N
DNA分子数
子代DNA分子数
含15N的DNA分子数
含14N的DNA分子数
只含15N的DNA分子数
只含14N的DNA分子数
2n个
2个
2n个
0个
2n-2个
DNA复制中的有关计算
无论DNA复制多少次，含母链的只有2条！
第一代
第二代
第三代
第n代
….
…….
15N
15N
脱氧核苷酸链数
子代DNA分子中脱氧核苷酸链数
子代含15N的脱氧核苷酸链数
子代含14N的脱氧核苷酸链数
2n+1条
2条
2n+1-2条
复制消耗脱氧核苷酸链数
设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个。
经过n次复制共消耗游离的该种脱氧核苷酸
第n次复制共消耗游离的该种脱氧核苷酸
m×(2n-1) 个
m×2n-1 个
DNA复制中的有关计算
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”的4点“注意”
DNA复制中的有关计算
5
课堂小结
小结
半保留复制
全保留复制
假说演绎法
解旋
形成子代DNA
合成子链
课后阅读和思考
在我们人体内，每个细胞内大约有60亿个DNA碱基对，DNA自我复制出错的概率是千万分之一。
对于DNA复制过程中出现的错误无法很好地避免。如何从其他方面减少癌症的发生呢？
《科学》杂志上发表了一项研究报告，科学家基于数据证实了随机DNA复制错误对于癌症所起到的重要作用。癌症相关突变28.9%源于环境因素，5%源于遗传因素，66.1%源于DNA复制错误。