3.3 DNA的复制 （教学课件）—高中生物学人教版（2019）必修二(共24张PPT)

(共24张PPT)
第3章基因的本质
第3节 DNA的复制
假说——演绎法
1.提出问题
DNA是如何复制的
2.作出假说
推测可能的复制方式。
3.演绎推理
根据复制模式，预测实验结果。
4.实验验证 得出结论
进行实验、得出结论。
一 、对DNA复制的推测
沃森和克里克提出DNA 自我复制假说：
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；
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，
这种复制方式被称做半保留复制。
子代
DNA
半保留复制 全保留复制
标记亲代DNA 链，然后观察它们在子代DNA中的分布情况。
亲代
DNA
关键思路：
一 、对DNA复制的推测
分散复制 或弥散复制
二、DNA半保留复制的实验证据
(一)科学家：梅塞尔森和斯塔尔
(二)实验材料：大肠杆菌 (拟核处含有一个裸露的大型环状DNA)
(三)技术方法：1.同位素标记技术
背景知识
>15N 和14N是氮元素的两种稳定同位素，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；
利 用离心技术可以在试管中区分含有不同氮元素的DNA;
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
15N/15N-DNA
轻带
中带
重带
2.密度梯度离心
(五)预期结果
半保留复制
亲代DNA
第一代 I IⅡ
第二代
让大肠杆菌在含 15NH Cl的培养液 中生长若干代 转移到含14NH Cl 的培养液中 第一代
提取DNA
离心
细胞分裂一次
提取DNA 离心
(四)实验过程(实验设计)
提取DNA 离心
第二代
全保留复制
提取DNA
离心
亲代DNA
让大肠杆菌在含
15NH Cl的培养液
中生长若干代
转移到含14NH Cl 的培养液中
(四)实验过程(实验设计) (五)预期结果
第二代

提取DNA 离心
提取DNA 离心
细胞分裂一次
第一代
第二代
第一代
●
让大肠杆菌在含 15NH Cl的培养液 中生长若干代 转移到含14NH Cl 的培养液中 第一代
提取DNA
离心
细胞分裂一次
提取DNA 离心
(五)预期结果
分散复制
亲代DNA
(四)实验过程(实验设计)
提取DNA 离心
第二代
第一代
第二代
排除全保留复制
排除分散复制
(七)得出结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
让大肠杆菌在含15NH Cl 的培养液中生长若干代
高
15NI/15N NNIA
转移到含14NH CI中
(六)进行实验
提取DNA 离心
提取DNA 离心
提取DNA 离心
第 一 代 第 二 代
密度
低
→
三 、DNA 复制的过程
是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
有丝分裂的间期
(一)概念
(二)场所
(三)时间
减数分裂I 前的间期
细胞分裂前的间期
(四)过程
1.解旋：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。 (ATP) (使氢键断裂)
3'
(形成磷酸二酯键)
2.合成子链：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
D N V 聚 合 酶
3. 形成子代DNA分子：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺
(五)过程分析
1.DNA 复制的条件
(1)能量：ATP (2)酶：解旋酶，DNA聚合酶等
(3)模板：亲代DNA的两条链(4)原料：4种游离的脱氧核苷酸
(5)原则：碱基互补配对原则
2.DNA 复制的方向 子链的5'—→3'
3.DNA复制的结果：形成两个完全相同的DNA分子。
解旋酶
引物
ATP ADP+Pi
DNA聚合酶
1.边解旋边复制
2.半保留复制
(六)特点
3
复制起点
皿
复制方向 复制方向
3.多起点双向复制
(六)特点
真核生物DNA 复制
复制方向
三 、DNA 复制的过程
(七)DNA 准确复制的原因
①DNA 分子具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
②碱基遵循互补配对原则，使复制准确无误。
(八)意义
通过DNA的复制，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。
亲代DNA分子 21 22 Ⅱ 2
(一)DNA 分子数
1.子代DNA 总数 2 个
2.含15N的DNA数 2 个 3.含14N的DNA数 2n个
4.只含15N的DNA数 0 个
5.只含14N 的DNA 数(2n-2)个
复制1次
复制2次
复制3次
四、相关计算
||
15N 14N
亲代DNA分子 21 非 22 Ⅱ 2 (二)DNA 链数 1.子代单链总数 2.含15N的单链 3.含14N 的单链
2 n+1条
2条
(2 n+1-2)条
复制1次
复制2次
复制3次
四、相关计算
15N 14N
亲代DNA分子 || 2 Ⅱ 记 2
(三)消耗某种碱基数
(假设亲代DNA含有某种碱基的
个数为m)
1.经过n次复制，总共消耗游
离的该碱基数为
m·(2n-1) 个
ⅡⅡ
四、相关计算
复制2次
复制1次
复制3次
15N 14N
亲代DNA分子 21 22 Ⅱ 2
(三)消耗某种碱基数
(假设亲代DNA含有某种碱基的
个数为m)
2.第n次复制时，共消耗游离
的该碱基数为
m·2n-1个
复制1次
复制2次
复制3次
四、相关计算
15N 14N
|
1.一个有15N 标记的DNA 分子放在没有标记的环境中培养， 复制5次后标记的DNA 分子占DNA 分子总数的( )
A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/32
2.1个DNA分子经过4次复制，形成16个DNA分子，其中 不含亲代母链的DNA分子为( )
A.2个 B.8个 C.14个 D.32个 C
练一练
C
4. 某DNA 分子有2000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基 A:G:T:C=1:2:3:4, 若该分子复制一次，则需要腺嘌呤 脱氧核苷酸的数量是( )
练一练
3. 一 个DNA 分子中有碱基A 20个，占全部碱基的20%,若DNA
连续复制2次，需要碱基C( )
A.20 个 B.30 个 C.90 个 D.120 个
A.200 个 B.300 个 C.400 个 D.800 个
C
C