3.3DNA的复制和3.4基因通常是具有遗传效应的DNA片段课件(共48张PPT有视频1份)2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共48张PPT)
DNA的复制
DNA的复制
DNA的复制
通过图解分析，构建DNA复制的过程，明确DNA能精确复制的原因。
学习目标
结合DNA的功能和细胞分裂，理解DNA复制的意义。
通过对DNA复制方式的推测及对探究DNA复制方式实验的分析，再一次体会假说-演绎法。
碱基配对氢键连
盘旋形成双螺旋
> 提出问题 <
DNA是通过什么方式复制的呢？
DNA复制的假说
克里克
沃森
DNA可能通过半保留的方式复制。
> 提出假说 <
—— 半保留复制
沃森和克里克
亲代DNA分子
半
保
留
复
制
内容
结果
P53
> 演绎推理 1 <
亲代
子一代
子二代
亲代DNA
的母链
新合成的子链
若为半保留复制:
推理1个亲代DNA复制产生的子一代和子二代DNA的情况。
其他科学家
> 提出假说 <
—— 全保留复制
亲代DNA分子
全
保
留
复
制
概念
P53
> 演绎推理 1 <
亲代
子一代
子二代
亲代DNA
的母链
新合成的子链
若为全保留复制:
推理1个亲代DNA复制产生的子一代和子二代DNA的情况。
背景资料
资料1：15N 和 14N 是氮元素的两种稳定同位素。
15N/15N-DNA
亲代
在含有15NH4Cl的培养液中繁殖若干代
背景资料
15N/14N
14N/14N
15N/15N
子 代
资料1：15N 和 14N 是氮元素的两种稳定同位素。
> 设计实验 <
如何区分不同标记类型的DNA？
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
背景资料
资料2：15N 和 14N 这两种同位素的相对原子质量不同。含15N的DNA比含14N的密度大。
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
密度最大
密度次之
密度最小
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
> 设计实验 <
在含有15NH4Cl的培养液中繁殖若干代
根据DNA的标记情况，推理离心后试管中DNA的位置，得出预期实验结果。
> 演绎推理 2 <
若为半/全保留复制：
亲 代DNA
子一代DNA
子二代DNA
> 演绎推理 2 <
亲 代DNA
子一代DNA
子二代DNA
根据DNA的标记情况，推理离心后试管中DNA的位置，得出预期实验结果。
若为半保留复制：
> 演绎推理 2 <
亲 代DNA
子一代DNA
子二代DNA
根据DNA的标记情况，推理离心后试管中DNA的位置，得出预期实验结果。
若为全保留复制：
> 实验验证 <
1958年，生物学家梅塞尔森(M.Meselson)和斯塔尔(F.Stahl)以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，设计并完成了上述实验。
> 实验验证 <
实验结果与半保留复制的预期结果相符。
在含有15NH4Cl的培养液中繁殖若干代
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
P54
> 得出结论 <
DNA的复制是以半保留的方式进行的。
.
.
.
第n代
2n
只含14N的DNA数：
2n
2
2n
2n-2
0
含15N的DNA数：
含14N的DNA数：
只含15N的DNA数：
子代DNA总数：
复制n次
DNA复制需要的基本条件
模板:
原料:
能量:
酶:
亲代DNA的2条链
游离的4种脱氧核苷酸
由细胞提供(如ATP提供)
DNA聚合酶等
解旋酶
DNA的复制
边解旋边复制
半保留复制
复制特点
DNA的复制
时间:
主要在有丝分裂前的间期
主要在细胞核中
场所:
和减数第一次分裂前的间期
（ATP）
减数Ⅰ分裂前的间期
边解旋边复制
半保留复制
复制特点
P55
（ATP）
有丝分裂前的间期
P55
DNA复制的意义
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。
DNA为什么能精确复制？
半保留复制
5′
3′
GT
CA
3′
5′
CA
GT
5′
3′
GT
CA
3′
5′
CA
GT
DNA能精确复制的原因
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。
①
②
DNA能够进行精确复制的原因：
DNA复制的意义：
P56
总结
DNA的复制
实验探究
场所和时期
条件
意义
特点
过程
基因通常是具有遗传效应的DNA片段
基因通常是具有遗传效应的DNA片段
基因通常是具有遗传效应的DNA片段
基因
染色体
DNA
1条
1个或2个
多个
DNA分子数目
基因数目
＜
基因是DNA的片段
1. 大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
基因与DNA的关系
资料分析
基因的碱基（对）总数
DNA分子的碱基（对）总数
＜
3. 人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
并不是所有DNA片段都是基因
基因与DNA的关系
资料分析
基因是DNA的片段
并不是所有DNA片段都是基因
—ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG—
—TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC—
基因A
基因B
非基因片段
基因与DNA的关系
导入绿色荧光蛋白基因的小鼠
未导入绿色荧光蛋白基因的小鼠
紫外线照射
发绿色荧光
不发绿色荧光
绿色荧光蛋白基因能起到控制小鼠发绿色荧光这一性状的作用
实验组
对照组
基因与DNA的关系
资料分析
资料分析
导入外源生长素基因的鲤鱼
未导入外源生长素基因的鲤鱼
吃同样多的食物
生长速度加快
生长速度正常
外源生长素基因能起到控制鲤鱼生长速度这一性状的作用
实验组
对照组
基因与DNA的关系
绿色荧光蛋白基因能起到控制
小鼠发绿色荧光这一性状的作用
外源生长素基因能起到控制
鲤鱼生长速度这一性状的作用
基因能控制性状
基因具有遗传效应
基因是DNA片段,但并不是所有的DNA片段都是基因
基因是具有遗传效应
的DNA片段
基因与DNA的关系
基因 是有遗传效应的DNA片段
绝大多数生物的遗传物质是DNA
RNA病毒的遗传物质是RNA ，其基因是RNA上有遗传效应的片段。
流感病毒
艾滋病毒
冠状病毒
通常
P59
基因是生物体遗传的结构和功能的单位
DNA片段中的遗传信息
P59
稳定的双螺旋结构，构成了DNA的稳定性
课后练习
下列关于DNA复制的叙述中，正确的是（ ）
A、DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件
B、一个DNA分子经过一次复制产生四个DNA分子
C、DNA分子在DNA聚合酶的作用下解旋
D、DNA双螺旋结构全部解旋后，才开始复制
A
一个用 15N标记的DNA，放在含14N的环境中培养，复制5次后15N标记的DNA占DNA总数的（ ），含15N的脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链的比例是（ ）。
A. 1/10 B. 1/5 C. 1/16 D. 1/32
C
D