3.3DNA的复制（教学课件）——高中生物学人教版（2019） 必修二(共21张PPT)

(共21张PPT)
第2章基因和染色体的关系
第3节 DNA 的复制
目
O 录
S
T
N
E
T
N
O
二 DNA 半保留复制的实验证据
三 DNA复制的过程
对DNA复制的推测
1、提出问题： DNA以什么方式复制
2、提出假说： 亲 代DNA 子 代DNA
假说一：全保留复制 复制
亲 代DNA 子 代DNA
假说二：半保留复制 复制
(沃森和克里克)
一 、对DNA复制的推测——假说演绎法
如何验证这个假说呢 关键思路是
二、半保留复制的实验证据 探究DNA 复制的方式
1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔的实验。
>实验材料：大肠杆菌
>方法技术：同位素标记技术密度梯度离心法
如何把不一样的DNA 区分开呢
【同位素标记技术】
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，因此， 利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮 元素的DNA。
14N/14N-DNA(轻带)
15N/ 4N-DNA(中带) 15N/15N-DNA(重带)
半保留复制
45N/ 4N-1N
15N
亲代
14N/l4N-DN
15N/15N-DN
按照前面的演绎推理，密度梯度离心后，亲代、子一代、
子二代应该会出现怎样的条带呢
14N/l4N-0NA
15N/l5N-NA
全保留复制
子二代
子一代
子二代
子一代
亲代
15N/14N-DN
N/15N-DNA
14N/ 4N-DN
5)
15]
半保留复制的实验证据
14N/14N-DNA-
14N/15N-DNA
子二代
1/2位于中带， 1/2位于轻带
低
高 15N/15N-DNA
亲代
全部位于重带
14N/15N-DNA-
子一代
全部位于中带
实验结果与半保留复制的假说吻合，说明DNA 的复制是以半保留复制的方式进行的
【实验结果】
大肠杆菌在含15NH CL 的培
养液中生长若干代
转移到含14NH CL 细胞分裂一次 细胞再分裂一次
提取DNA 离心
提取DNA 离心
提取DNA 离心
科学方法
假说-演绎法
提出问题
1 、DNA 是如何复制的
作出假说
2、推测可能的复制方式。
演绎推理
3、根据复制模式、预测实验结果。
实验验证
4、证明DNA 半保留复制的实验。
得出结论
5、DNA的复制方式为半保留复制。
场所
时间
条件 模板
原料
能量
酶
碱基互补配对
特点
三、DNA 复制的过程
阅读教材56页第二、三段，并填表
模板
亲代DNA分子中的两条链
原料
游离的4种脱氧核苷酸
酶
解旋酶、DNA聚合酶等
能量
ATP:主要细胞呼吸提供
真核细胞：主要在细胞核中，少量在线粒体、叶绿体；
原核细胞：主要在拟核中，在质粒处也有DNA 的复制。
DNA 的复制是指以亲代DNA 为模板合成子代DNA的过程。
细胞分裂(有丝分裂或减数分裂)前的间期
三 、DNA 复制的过程
2、DNA复制 场所：
【原则】:碱基互补配对原则
3、时间：
1、概念：
4、条件：
亲代DNA
解旋 解旋酶—→氢键
两条DNA 母链
复制DNA 聚合酶
平面DNA
盘绕
5' 子代DNA
三、DNA复制的过程
以母链为模板进 行碱基互补配对
磷酸二酯键
3 ,A
解旋
5'
DNA 聚合酶
解旋酶
一 表示复制方向 复制起点
半保留复制；边解旋边复制；双向复制；真核生物有多个复制起点 (提高复制效率)
>DNA 独特的双螺旋结构为复制提供了精确的复制模板， 碱基互补配对，保证了复制能够准确的进行。
将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗产信息的连续性。
6、DNA 准确复制 的原因：
三 、DNA 复制的过程
7、意义：
5、特点：
亲代细胞染色体上的DNA 经过复制，精确地分配到两个子细胞中。
从而保持了亲代与子代之间遗传性状的稳定性。
DNA 复制的意义
复制
着丝粒分裂
(1)DNA分子数：
①子代DNA 分子数是多少 2n个
②含有亲代DNA 链的子代DNA 分子数是多少
③不含亲代链的子代DNA分子数是多少
将含有15N 的DNA 分子放在含有14N 的培养基上培养，复制n次，则：
四 、DNA 复制的计算
(2n-2)个
2个
①子代DNA 分子中脱氧核苷酸链数是多少 2 n+1条
②亲代脱氧核苷酸链数是多少 2条
③新合成的脱氧核苷酸链数是多少
(2)脱氧核苷酸链数：
(2n+1-2)条
复制n 次与第n次复制(设DNA分子中某碱基数为m)
①复制n次共需要某碱基的数目= m·(2n-1)
②第n次复制需要某种碱基的数目
=m·(2n-2n-1)
=m·2n-1
四 、DNA复制的计算
复制1次
复制2次
复制3次
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( B )
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
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C )
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
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50～100 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。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。
果蝇DNA的电镜照片