3.3 DNA的复制-(共34张PPT)课件2023-2024学年高一生物下学期（2019人教版必修2）

(共34张PPT)
第3节：DNA的复制
1
对DNA复制的推测
3
DNA复制的过程
目 录
DNA的复制
2
DNA半保留复制的实验证据
4
DNA复制的计算
第一部分
对DNA复制的推测
——半保留复制
亲代DNA分子
DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两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。
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。
假说一：
有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说
过渡
指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
假说二：
——全保留复制
亲代DNA分子
DNA 复制是镶嵌型的复制，即在子代 DNA 两条链中，母链和子链片段镶嵌存在，也叫弥散复制。
假说三：
——分散复制
到底哪种假说正确呢 怎样证明？
过渡
亲代DNA分子
第二部分
DNA半保留复制的实验证据
科学的研究方法
推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果
完成实验
DNA的是如何复制的
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
半保留复制
全保留复制
分散复制
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
DNA的是如何复制的
(1)半保留复制
(2)全保留复制
(3)弥散复制
设计实验
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
任务一
阅读课本P53及“证明DNA半保留复制的实验”
思考如下问题：
用什么方法能在实验中直观区分母链和子链？
该实验用什么元素做标记？为什么？
通过实验区分DNA复制方式的三种假说,实验的关键是什么
如何测定子代DNA带有同位素的情况
该实验的具体流程是什么
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
设计实验
用什么方法能在实验中直观区分母链和子链？
同位素标记法。
该实验用什么元素做标记？为什么？
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
通过实验区分DNA复制方式的三种假说,实验的关键是什么
区分亲代和子代DNA
1.实验关键和方法
15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性)，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。
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
设计实验
含15N的DNA比含14N的DNA密度大；利用离心技术可以在试管中区分不同N元素的DNA分子
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
中带
14N/14N
轻带
重带
根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA
2.背景知识
如何测定子代DNA带有同位素的情况
15N/14N
15N/15N
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
设计实验
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
3.实验过程
分裂一次
提取DNA
离心
15NH4CI
15N/ 15N-DNA
14NH4Cl
再分裂一次
繁殖若干代
上
中
下
上
中
下
提取DNA
离心
上
中
下
哪个位置？
哪个位置？
15NH4CI
提取DNA
离心
14NH4Cl
14NH4Cl
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
设计实验
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
按DNA复制三种假说演绎推理,将预测结果画(涂黑)在以下试管：
第一代
第二代
亲代
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
第一代只出现一条居中DNA条带，该结果排除了哪种复制方式
(1)半保留复制
(2)全保留复制
(3)弥散复制
中带
轻带
重带
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
设计实验
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
分裂一次
再分裂一次
亲 代
子一代
子二代
15N/14N
14N/14N
15N/14N
15N/15N
DNA的复制过程是怎样的？
过渡
DNA的复制是以半保留方式进行的
第三部分
DNA复制的过程
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？
【归纳概括】
任务二
阅读课本P55-56，思考如下问题：
三、DNA复制的过程
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
随着染色体的复制而完成的
减数分裂前的间期
(1)DNA复制的概念：
(2)发生时期：
(3)场所：
真核生物
细胞质：线粒体、叶绿体
细胞核(主要)
原核生物
拟核
（质粒）
细胞质
病毒：
宿主细胞
DNA复制的概念、时期、场所
01
有丝分裂间期
DNA聚合酶
DNA解旋酶
复制分叉
子链
DNA模板链
DNA聚合酶
DNA模板链
子链
DNA
DNA复制的过程
02
氢键
一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子
解旋
合成子链
重新螺旋
解旋酶
双链解开
4种脱氧核苷酸
DNA聚合酶
磷酸二酯键
4种脱氧核苷酸
DNA复制的过程
02
视频：DNA复制的过程
DNA两条母链
细胞中游离的4种脱氧核苷酸
ATP（破坏氢键）
解旋酶、DNA聚合酶等
DNA复制的条件
03
条件
模版
原料
能量
酶
已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50～100 bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。
由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
DNA复制的特点
04
资料：
果蝇DNA的电镜照片
半保留复制
边解旋边复制
多个复制起点
DNA复制的特点
04
根据以上资料，试总结DNA复的特点？
复制方向
复制方向
复制方向
复制起点
复制起点
复制起点
DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？
过渡
2.2 DNA复制的意义
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。
②碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。
使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。
如何保证复制具有如此高的准确性？
DNA进行高精确性的自我复制有何意义？
DNA复制的意义
05
资料：
人类生殖过程中，受精卵并不都能保证繁殖成功。有些胚胎在受精后几天内停止发育并死亡，通常是因为它们的染色体数量异常。现在，哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院的研究人员发现，这些错误大多是由于细胞分裂早期DNA复制中的自发错误造成的。
第四部分
DNA复制的计算
①子代DNA分子数 ：
②只含15N的DNA数 ：
③含15N的DNA数 ：
④只含14N的DNA数 ：
⑤含14N的DNA数 ：
(2)脱氧核苷酸链数：2×2n=2n+1
①含15N的链数 ：
②含14N的链数 ：
③子代DNA中被标记的DNA所占的比例 ：
④子代中被标记的链占总链数的比例 ：
一个被15N标记的DNA转移到14N的培养基中培养，复制了n次：
(1)子代DNA共2n个
算一算
2n个
0个
2个
2n-2个
2n个
2条
2n+1-2条
2/2n=1/2n-1
2/2n+1=1/2n
15N
15N
15N
14N
14N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
（1）复制n次，共需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数？
个
亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸数为m个，则：
算一算
（2）复制第n次时，共需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数？
个
m（2n-1）
m·2n-1
请你讲解上述公式的由来
15N
15N
15N
14N
14N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
本节小结
DNA的复制
对DNA复制的推测
DNA半保留复制的实验证据
DNA复制的过程
DNA复制的相关计算
解旋
合成子链
形成子代DNA
(1)半保留复制
(2)全保留复制
(3)弥散复制
1.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。
（1）DNA复制与染色体复制是分别独立进行的（ ）
（2）在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成（ ）
×
×
教材课后习题·概念检测
2.DNA的复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ ）
A. 复制均在细胞核内进行
B. 碱基互补配对原则保证了复制的准确性
C. 1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子
D. 游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链
B
教材课后习题·概念检测
3.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（ ）
A. 所有的大肠杆菌都含有15N
B. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2
C. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4
D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8
C
教材课后习题·概念检测
1.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？
可能有6个碱基发生错误，产生的影响可能很大，也可能没有影响。
教材课后习题·拓展应用
提示:
2.已知果蝇的基因组大小为1.8×108bp（bp表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
教材课后习题·拓展应用
提示:
果蝇DNA的电镜照片
谢
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