人教版必修2第三章第三节DNA分子的复制（共21张PPT）

课件21张PPT。第3章 基因的本质第3节 DNA分子的复制复习“DNA分子结构”的知识要点
1.DNA结构模型名称：双螺旋结构模型
2.模型构建者：沃森(美国)和克里克(英国)
3.模型构建历程：
①1951威尔金斯(和富兰克林)提供DNA的X射线衍射图谱
②当时对DNA所知程度：DNA是由4种脱氧核苷酸(含A、T、G、C四种碱基)连接而成。
③沃森、克里克让碱基对排内侧，磷酸-脱氧核糖排外侧，尝试双螺旋、三螺旋都失败
④再尝试磷酸-脱氧核糖排外侧，碱基对排内侧，让相同的碱基配对，还是失败(被化学家否定)了
⑤受查哥夫发现的启发，让A配T，G配C，制成的双螺旋结构模型既能解释四种碱基数量关系，又能解释DNA的复制4.DNA分子结构的构成顺序：氢键5.学习制作“DNA双螺旋结构模型” P50扶手——基本骨架阶梯——碱基对两种化学键：
磷酸二酯键(在外侧)
氢键(在内侧)两条脱氧核苷酸链的关系——反向平行6.DNA具有稳定性、多样性、特异性
（1）稳定性
①基本骨架稳定(磷酸和脱氧核糖交替连接始终不变)；
②碱基之间有氢键连接；
③碱基互补配对原则保证DNA直径不变。
（2）多样性
DNA分子中碱基对(或脱氧核苷酸对)的排列顺序多种多样(例如：具有n对碱基对DNA，有4n种不同排列)
（3）特异性
每种生物的DNA分子都有自己特定的碱基排列顺序一、对DNA分子复制的推测(假说)
1.提出者：沃森、克里克
2.假说内容
(1)DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂。
(2)以解开的两条单链作为复制的模板，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。
(3)每个新DNA分子中，都保留了原来DNA分子的一条链。这种复制方式称半保留复制。
半保留复制的假说于1958年被科学家设计的巧妙实验(大肠杆菌作材料，运用同位素示踪技术)所证实。
(实验证据P52-53，课后阅读)最早提出DNA复制的假说有两种：
（1）全保留复制：指复制出的2个DNA分子中，1个DNA的2条链都是旧链，另一个DNA的2条链都是新链。（2）半保留复制；指复制出的2个DNA分子，都是1条旧链，1条新链。复制一次复制一次2.DNA半保留复制的实验证据重带(下部)15N/15N中带(中间)15N/14N轻带(上部)14N/14N中带(中间)15N/14N2．DNA半保留复制的实验证据：
（1）用含有15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，繁殖几代后，得到15N标记大肠杆菌的DNA（两条链都是15N/15N），经离心后，记录管中DNA的位置：全部处在试管底部（称重带DNA）。
（2）将以上（含15N标记）的大肠杆菌，再移到14N的培养液中培养，细胞分裂一次，得到的大肠杆菌称第一代，其DNA两条链是15N/14N，记录离心后管中DNA的位置：全部处在试管中部（称中带DNA）。
（3）细胞分裂二次，得到第二代大肠杆菌，其DNA的两条链是15N/14N，有的两条链是14N/14N。经离心后，记录管中DNA的位置：一半在试管中部，一半在试管上部（称1/2中带DNA，1/2轻带DNA）。二、DNA分子的复制过程
1.概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程(P54)
2.时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
3.场所：真核细胞(细胞核、叶绿体、线粒体)；原核细胞(拟核、细胞质)；病毒(活的宿主细胞)
4.过程：
(1)解旋：需要能量(ATP)，解旋酶作用，将双螺旋解开
(2)合成子链：以解开的每一段母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，利用能量，在DNA聚合酶等酶的作用下，按照碱基互补配对原则，各自合成互补的一段子链
(3)形成子代DNA：1条母链与1条互补的子链盘旋成双螺旋结构，结果形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA。在间期：DNA复制结束，两个子代DNA并没有马上分开，这时蛋白质合成还在进行。 两个子代DNA分别与蛋白质结合，形成两个并列的姐妹染色单体，由一个共同的着丝点连在一起。所以DNA复制后，DNA加倍，每条染色体形成2条姐妹染色单体。1个着丝点
1条染色体(无姐妹染色单体)
1个DNA分子DNA复制前：2个子代DNA分子什么时候才完全分开？5.DNA复制的基本条件
(1)模板：解开的每一段母链
(2)原料：4种脱氧核苷酸
(3)能量：由ATP水解提供
(4)酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等酶
(5)原则：碱基互补配对原则
6.DNA复制的特点
(1)边解旋边复制；(2)半保留复制
7.DNA能够准确复制的原因
(1)DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板
(2)碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行8.DNA复制的意义：使遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。此图说明DNA复制是一个起点，还是多个起点？是同时或不同时复制？第一次复制第二次复制第n次复制求第 次复制后：
子代DNA分子数
单链总数
含15N的DNA分子数
含14N的DNA分子数 DNA复制次数与子代DNA、单链数等的关系
将含15N标记的DNA的大肠杆菌，放在普通培养基(含14N)培养： 例题1：DNA中有100个碱基对，其中有40个腺嘌呤，如果该DNA分子连续复制两次，共需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量是多少？ 设亲代DNA分子中含有胞嘧啶脱氧核苷酸m个。
想一想：2次复制后，子代DNA分子数是多少？亲代DNA的两条母链被保留下来，不需要消耗原料，扣掉由两条母链构成的1个DNA，新增加的DNA分子数多少？ 复制两次，共需要胞嘧啶脱氧核苷酸数量是：
C总＝m×（2n－1）＝60×（22－1）＝180（个） DNA复制的有关计算
假设将1个全部被15N标记的DNA分子（0代）转移到含有14N的培养基中培养n代，结果如下：
1.DNA分子数
（1）子代DNA分子总数＝
（2）含15N的DNA分子数＝
（3）含14N的DNA分子数＝
（4）只含15N的DNA分子数＝
（5）只含14N的DNA分子数＝（2n－2）个2n个2个2n个0个 2.脱氧核苷酸链数
（1）子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝ 条
（2）含15N的脱氧核苷酸链数＝ 条
（3）含14N的脱氧核苷酸链数＝ 条
3.消耗的脱氧核苷酸数
设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：
经n次复制，共需消耗该种脱氧核苷酸数
＝ m×（2n－1）个
注：（2n－1）代表不含15N（原始母链）的DNA数。 2n×222n×2－2例题2：
该图表示的生理过程是什么？
进行场所是什么？
1、2、3、4、5、6分别是什么？
如果a链上某一段中，A：T：C：G＝2：1：1：3(A≠T，G≠C)，能说明测定有错误吗？如果以上面a链中的某一段(A:T:C:G=2:1:1:3)为模板，新形成的互补子链a'，其相同的碱基比例是多少？
a、b链分别与哪条链的碱基排列顺序完全相同？课本P54练习题答案
一、基础题
1.腺嘌呤脱氧核苷酸（A）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）、胞嘧啶脱氧核苷酸（C）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）
2.模板、原料、能量、酶 双螺旋 碱基互补配对
3.D（DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸连接成单链，需要模板；DNA连接酶能将DNA片段连接起来，不需要模板）
4.B（四分体时期每个染色体含2个染色单体，因此每个染色体含有2个DNA分子。DNA分子一般都是双链的）