生物人教版（2019）必修2 3.3DNA的复制（共18张ppt2个视频）

(共18张PPT)
第三章 基因的本质
第三节 DNA的复制
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“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。”
in the following communications. We were not aware of the details of the results presented there when we devised our structure, which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chemical arguments.
It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the gengtic material.
Full details of the structure, including the con-ditions assumed in building it , together with a set of co-ordinates for the atoms, will be published elsewhere.
《核酸的分子结构》论文节选
讨论
1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反映科学研究具有什么特点？
问题探讨
暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。
科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的实验证据之上。
1.半保留复制
复制一次
（1）提出者：______________。


沃森和克里克
两条单链
脱氧核苷酸
碱基互补配对
氢键
氢键
一
一、对DNA复制的推测
DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA双链都是新合成的。
复制一次
亲代DNA
子代DNA
2.全保留复制
哪个假说是正确的？
二、DNA半保留复制的实验证据
1.实验者：
2.实验材料:
3.实验方法:
梅塞尔森、斯塔尔
大肠杆菌
同位素标记技术,密度梯度离心技术
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
(轻带)
(中带)
(重带)
4.实验过程
细胞分裂一次
大肠杆菌在含15NH4CL的培养液中生长若干代
转移到含14NH4CL
细胞再分裂一次
提取DNA离心
提取DNA离心
提取DNA离心
得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的
？
？
？
哪个位置
第一代会出现的结果是
如果DNA复制是半保留复制
第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
密度
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
亲代
5.实验预期
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
提取DNA 离心
提取DNA 离心
轻带
中带
重带
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
梅塞尔森
斯塔尔
1958年
大肠杆菌
7.实验结论
DNA的复制是以半保留的方式进行的。
6.实验验证及结果
证明DNA半保留复制的实验
三、DNA复制的过程
1.概念：
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2.时间：
3.场所：
细胞分裂前的间期（有丝分裂或减数分裂前的间期）
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
在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。（氢键断裂）
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
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C
G
G
C
C
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A
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A
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C
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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
4.过程
DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。
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
(2)合成子链
5'
3'
ATP
5'
3'
ATP
DNA聚合酶
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
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A
C
G
G
C
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G
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C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
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
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'
(3) 形成子代DNA分子(重新螺旋)
5.结果：
一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子
（2）边解旋边复制
（1）半保留复制
（3）多起点复制
加快复制速度
加快复制速度
6.特点
（4）双向复制
从子链的5’-端向 3’- 端延伸
（1）DNA独特的 结构，为复制提供了精确的模板；
（2）通过 原则，保证了复制能够准确地进行。
将 从亲代细胞传给子代细胞，从而保持遗传信息的 。
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
连续性
AGAACGAG
TCTTGCTC
AGAACGAG
TCTTGCTC
+
TCTTGCTC
AGAACGAG
7.DNA精确复制的原因
8.DNA复制的意义
DNA复制的过程：
一、概念检测
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的。 （ ）
×
×
2．DNA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
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
§3.3 DNA的复制-练习与应用
二、拓展应用
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。
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的复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
§3.3 DNA的复制-练习与应用