3.3DNA的复制课件（共37张PPT）2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

(共37张PPT)
第3节 DNA的复制
探究背景
“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”
沃森和克里克在论文中有这样一段话：“我们的 DNA 模型实际上是一对模板，每一模板与另一个互补。我们设想：在复制前氢键断开，两条链松开、分离，然后每条链作为形成自己新链的模板，最后我们从原先仅有的一对链得到了两对链，而且准确地复制了碱基序列。”
（一）提出问题：DNA是怎样进行复制的？
（二）提出假说
1. 不同的复制方式最大的差异是？
关键点：
追踪子代DNA中 母链 的分布情况
区分母链和新合成的链
2. 用什么实验方法区分母链和子链？
同位素标记
全保留
复制
半保留
复制
3. 如何检测这种差异？
密度梯度离心
DNA带的位置
15N/15N
15N/14N
14N/14N
密度:
>
>
下
中
上
密度梯度离心
密
度
低
高
Q：如何检测出母链和子链的差异？
（三）演绎推理
任务1：以“ ”代表15N组成的脱氧核苷酸链，以“ ”代表14N组成的脱氧核苷酸链，请分别根据以下两个假说：
假说1：DNA全保留复制
假说2：DNA半保留复制
画图演绎一个DNA分子经过2次复制，三代的情况。并标注离心后DNA条带的位置（5min）
（四）实验验证与结论
结论：
DNA以 方式进行复制
半保留复制
1．研究人员分别在15NH4Cl和14NH4Cl的培养液中培养大肠杆菌，用以研究DNA的复制特点。甲图代表的化合物由①、②、③三部分构成；乙图是利用密度梯度离心技术将提取到的大肠杆菌DNA进行检测得到的结果。下列有关说法错误的是（ ）
A．将大肠杆菌在15NH4Cl培养液中培养很多代后，取其DNA离心检测，可得Ⅱ所示结果B．将大肠杆菌在14NH4Cl培养液中培养很多代后，取其DNA离心检测，可得Ⅰ所示结果C．将15N标记的大肠杆菌置于14NH4Cl培养液培养2代，取其DNA离心检测，可得Ⅲ所示结果D．将14N标记的大肠杆菌置于15NH4Cl培养液中培养2代，15N标记的是图甲的①处
D
二、DNA分子的复制过程
时 间
场 所
条件 模板
原料
能量
酶
特 点
有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
主要在细胞核(线粒体和叶绿体)
亲代DNA分子（两条链）
4种游离的脱氧核苷酸
ATP
解旋酶和DNA聚合酶
半保留复制，边解旋边复制
观看DNA分子复制的视频，结合教材55-56页，完成以下表格
1. 解旋酶和DNA聚合酶作用分别是什么？
2. 复制后形成的两个子代DNA什么时期分开？
3. DNA精确复制的原因？
4. DNA复制有什么生物学意义？
解旋酶：断开氢键
DNA聚合酶：将游离的脱氧核苷酸连接成长链
着丝点分裂时，
有丝分裂后期或减数第二次分裂后期
（1）独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;
（2）碱基互补配对原则保证复制准确无误地完成。
遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持遗传信息的连续性
拓展3： 课本P56 拓展应用T2
课堂练习1
加快DNA复制的效率
课堂练习2：右图是真核生物DNA复制的示意图。
1.图中有几个复制起点？他们开始的时间相同吗？
2.DNA分子复制的过程中，两条子链延伸方向是否相同？
3.这种方式有何意义？
4.完成一个细胞周期每个起点起动几次？
三个，不相同，最右边的先开始。
相反。
缩短复制所需的时间。
一次
5.如图是DNA复制示意图，复制过程中首先合成较短的片段(如a1、a2，b1、b2等)然后再由相关酶连接成DNA长链。下列相关叙述错误的是(　　)
A
A.图中复制起点在一个细胞周期中可起始多次
B.从结构上看，图中a1、a2与b1、b2的延伸方向是相同的
C.真核细胞的DNA有多个复制起点，可提高复制效率
D.DNA复制所需的酶可能有多种
11.下图为DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是(　　)
A
A.由图可知，DNA分子复制为单向复制
C.DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的
10.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是(　　)
D
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开
B.DNA分子的复制具有边解旋边复制的特点，生成的两条子链方向相反
C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
D.DNA的两条子链都是连续合成的
解析　由图可知，两条子链中，一条是连续合成的，另一条是不连续合成的。
下图表示DNA复制的过程，结合图示，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开
B．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反
C．从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间
D．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
C
课堂练习3
第二课时
（1） G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的 、 、 。（2） G2代在①②③三条带DNA分子数的比例是 。
将31P标记的哺乳动物细胞（称G0代）放在含32P 的培养基中培养，经过第1、2两次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取DNA，经密度梯度离心后得到结果如下图所示。
（3）图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素P分别是 、 。
A
B
0 : 1 : 1
31P
31P和32P
（4）经过4次复制以后，子代中含31P 的DNA占全部子DNA的比例是 ；含32P 的DNA单链占全部子DNA单链的比例是 。
（5）若每个DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸 个。
D
1/8
15/16
复习回顾
600
亲代DNA分子复制n代，其结果如下：
(1)子代DNA分子数为______个：
含有母链的DNA为___个；
含子链的DNA为_______个；
只含子链的DNA为_____个；
(2)子代脱氧核苷酸链数为_______条：
亲代脱氧核苷酸链数为___条。
新合成的脱氧核苷酸链为＿条。







一、DNA分子复制相关计算的规律小结
a·(2n-1)
① 亲代DNA分子经n次复制后，共需游离的该脱氧核苷酸数为：
② 亲代DNA分子第n次复制，需游离的该脱氧核苷酸数为：
a·2n-1
(3)消耗脱氧核苷酸数
　亲代DNA分子中含某种脱氧核苷酸（或含氮碱基）a个
1.赫尔希和蔡斯 T2噬菌体侵染实验32P组实验结果：在新形成的部分噬菌体中检测到32P，为什么？（教材P45）
二、DNA分子复制的应用
2.（2016 全国Ⅰ）将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基上培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是？
一个含32P标记的噬菌体双链DNA分子，经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个子代噬菌体的DNA分子中，因此在n个噬菌体中只有两个带标记。
三、DNA复制与细胞分裂
一个被标记的细胞经过连续两次分裂，得到四个子细胞，请在下图补充完整“每条染色体上的DNA”情况（ 表示亲代DNA链； 表示子代DNA链。）
每条染色体上的DNA情况
减数分裂
每条染色体上的DNA情况
有丝分裂
【例1】 将全部DNA分子的双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于含31P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的情况。下列推断正确的是(　　)A.若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2B.若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1C.若产生的4个子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂D.若产生的4个子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂
B
2-4个细胞
【例2】 一个被标记的细胞（2n=8）放在未被标记的原料中连续进行两次有丝分裂，子代有几个细胞被标记？一个细胞中有多少条染色体带标记？
若进行有丝分裂,形成四个子细胞
可能有2或3或4个子细胞带有放射性
复制
着丝点分裂
第一次有丝分裂
复制
复制
A
B
C
B
C
1
2
3
4
1’
2’
3’
4’
第二次有丝分裂
1
4
2
3
1’
4’
2’
3’
若进行有丝分裂,形成四个子细胞
可能有2或3或4个子细胞带有放射性
复制
着丝点分裂
第一次有丝分裂
复制
复制
A
B
C
B
C
1
2
3
4
1’
2’
3’
4’
第二次有丝分裂
4
2
1
3
1’
4’
2’
3’
若进行有丝分裂,形成四个子细胞
可能有2或3或4个子细胞带有放射性
复制
着丝点分裂
第一次有丝分裂
复制
复制
A
B
C
B
C
1
2
3
4
1’
2’
3’
4’
第二次有丝分裂
4
2
1
3
4’
2’
1’
3'
若进行减数分裂,形成四个子细胞都带有放射性
复制
减I
同源染色体分离
减II
着丝点分裂
着丝点分裂
为带有放射性标记的母链
为新合成的子链
[例3] 小鼠睾丸中一个不含放射性标记的精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中培养一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养液中继续培养至完成减数分裂过程，其染色体的放射性标记分布情况是(　　)
A.初级精母细胞中的每条染色体都被标记
B.次级精母细胞中的每条染色体都被标记
C.只有一半精细胞中含有被标记的染色体
D.含标记的精细胞中都有一半的染色体被标记
A
8.噬菌体、烟草、烟草花叶病毒的核酸中各有碱基和核苷酸的种类依次分别为 (　　)
A.4、8、4和4、8、4 B.4、5、5和4、5、4
C.4、5、4和4、8、4 D.4、8、4和4、5、4
解析　噬菌体为DNA病毒，其核酸只含有DNA，故碱基只有A、T、C、G 4种，核苷酸有4种；烟草是植物，其核酸既有DNA也有RNA，碱基有A、G、C、T、U 5种，核苷酸有脱氧核糖核苷酸4种和核糖核苷酸4种，共8种；烟草花叶病毒为RNA病毒，其核酸只含有RNA，故碱基只有A、U、C、G 4种，核苷酸有4种。
C
10.某DNA分子中，G＋C之和占全部碱基的35.8%，一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7%
C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%
B
[例2] 一个双链DNA，在复制过程中解旋时，由于某种原因，一条链上的一个“A”变成了“T”，则该DNA经n次复制后，发生差错的DNA占DNA总数的(　　)
A.1/2 B.1/n
C.1/2n D.1/4n
A
12.某双链DNA分子中碱基A和碱基G共有700个，氢键共有X个，其中一条链中碱基A和碱基T共占该条链碱基总数的2/7，该DNA分子连续复制2次，共消耗Y个碱基T。则X、Y分别为(　　)
A.700、200 B.1 400、400
C.1 900、600 D.2 100、800
C
(5)已知某DNA分子共含1 000个碱基对、2 400个氢键，则该DNA分子中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸________个；若将其复制4次，共需腺嘌呤脱氧核苷酸________个。
400
9 000
14.如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题：