3.3 DNA的复制（教学课件）-高中生物人教版 （2019）必修2(共29张PPT)

(共29张PPT)
第3章基因的本质
第3节
3.3.1 DNA的复制
人教版高中生物必修2
第三节 DNA的复制
阅读课本52-54页，DNA 的半保留复制
思考并完成导学提纲
人教版高中生物必修2
1.提出者：沃森和克里克。
2.内容：
①解旋：DNA 分子复制时，DNA 分子的双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂。
②复制：解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核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。
3.特点：
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA 分子中的一条链，是半保留复制。
一.对DNA 复制的推测
观点一：半保留复制
1 .特点：DNA 复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
2.半保留复制和全保留复制的区别：
半保留复制 全保留复制
观点二：全保留复制
一.对DNA 复制的推测
二 .DNA 半保留复制的实验证据
1. 实验材料：大肠杆菌(繁殖快，20min— 代) 2.实验方法：同位素标记法和密度梯度离心技术
3.实验过程：让大肠杆菌在15NH Cl 的培养若干代，再放置在14NH Cl 培养。
背景知识
15N 和14N 是N 元素的两种 稳定同位素，含15N 的DNA 比含14N的DNA 密度大。
DNA以什么方式复制
DNA以半保留方式复制
提出问题
作出假说
二.DNA 半保留复制的实验证据
(1)半保留复制
15N 15N
P:
复制
15N14N
F :
14N复制
15N14N 14N14N
F :
重带DNA
中带DNA
1/2轻带DNA 1/2中带DNA
演绎推理
二 .DNA 半保留复制的实验证据
(2)全保留复制
15N15N
P:
14N复制
15N15N 14N14N
F :
14N复制
15N15N14N14N
F :
重带DNA
1/2轻带DNA
1/2重带DNA
3/4轻带DNA
1/4重带DNA
演绎推理
提出DNA 离心
得出结论 DNA 的复制是以半保留的方式进行的。
实验验证
第一次
第二次
假说演绎法
排除DNA的复制 是全保留复制
提 出DNA离心
转移到含14NH Cl
的培养液中
提出DNA 离心
二 .DNA 半保留复制的实验证据
15NH Cl
三 .DNA 复制的过程
1.概念：以亲代DNA 为模板合成子代DNA 的过程。
2.时间：间期(有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期) 3.DNA 复制场所
真核细胞：主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有
原核细胞：主要在拟核中，质粒也可以。
模板
DNA分子的两条母链
原料
细胞中游离的4种脱氧核苷酸
酶
解旋酶、DNA聚合酶
能量
ATP
4.条件：
需要细胞提供能量
需要解旋酶的作用
结果：氢键断裂，双链打开
游离的脱氧核苷酸
3
5′
解旋酶
DNA聚合酶
5′
新合成的子链
B
DNA 聚合酶
三 .DNA 复制的过程
5.过程
合成子链
D N A 聚 合 酶
四种脱氧核苷酸 解开的每一条母链
5、端至，端 碱基互补配对原则
能 量 细 胞 提 供 A T P
辱酶
原 则
方 向
解旋
模板
三 .DNA 复制的过程
6.特点：①边解旋边复制 ②半保留复制 7.原则：碱基互补配对原则
8.结果：一 个DNA 分子形成了两个完全相同的DNA 分子 9.精确复制的原因
(1)DNA 分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
(2) 碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。
10.意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
15N
15N
21
14N 14N
22
23
14N 14N
亲 代
第三代
假设将一个全部被15N 标记的双链DNA 分子(亲代)转移到含14N 的培养液中培养n代
四 .DNA 复制相关计算
15
第二代
第一代 15N
,结果如下：
14n
14N
,结果如下：
(1)DNA分子数
①子n代DNA 分子总数为_2n __个。
②含15N 的DNA 分子数为__2 _ 个 。
③含14N的DNA 分子数为__2n __个。
④只含15N 的DNA 分子数为___0 _ 个。
⑤只含14N的DNA分子数为(2 n-___ 个。
2)
四 .DNA复制相关计算
假设将一个全部被15N标记的双链DNA 分子(亲代)转移到含14N 的培养液中培养n代
1代
2代
●
●
●
●
·
n代
亲代
15N 15N
15N
14N
2n
15N
14N
心
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA 中脱氧核苷酸链数=2 n+1__条。
②亲代脱氧核苷酸链数=_ 2_ _条。
③新合成的脱氧核苷酸链数=_ (2n+1-2)_ 条。
亲代 1代 2代 : n代 15N 15N
15N 4N 14N 15N
2n
四 .DNA复制相关计算
假设将一个全部被15N标记的双链DNA 分子(亲代)转移到含14N 的培养液中培养n代
,结果如下：
(1)沃森和克里克证明DNA分子复制方式是半保留复制(× )
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素示踪法(√ )
(3)DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同(× )
(4)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制(× )
(5)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链(× )
(6)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中(× )
(7)解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键(× )
判断正误
1.下列关于DNA复制的叙述，不正确的是
A. DNA复制时只以DNA的一条链作为模板
B.DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料
C.DNA复制过程需要消耗能量
D.DNA分子的复制方式是半保留复制
探究未知
A. 复制是多个起点开始的，但多个起点并非同时开始 B.DNA 复
制是边解旋边复制，而且是双向复制的 C. 真核生物的这种多起点 复制可以提高复制的效率 D.DNA 的复制过程与解旋酶和RNA聚合酶 有关
探究未知
2.下图是真核生物的DNA复制的图解，下列叙述错误的是
复制起点
轻 - 轻
1/2 中- 1/2 中- 3/4
1/2 重-- 1/2 重- 1/4
B C D
3.培养在含重氮(15N) 环境中的细菌，转移到含轻氮(14N) 环境中培养，连
续复制两轮的时间后，离心分离其DNA, 结果应如图
探究未知
轻 -
中-
重-
轻-
中-
重
1/2
1/2
4.某DNA片断含有200个碱基对，其中A为60个，该片段连续复制三次所需C
的数量为
Al 980个 B.280 个 C.320 个 D.360 个
5.根据DNA分子结构模式图回答下列问题
(1)写出下列结构的名称
②_ 胞 嘧啶 ；④ 鸟 嘌呤
⑤脱氧 核 糖 __;⑥ _ 磷酸__ ;(填文字)
(2)两条链按反向平行方式盘旋成_双螺旋结构。
探究未知
(3)DNA分子的基本骨架由脱氧核糖 和 磷酸交替连接而成，两条链上
的碱基通过氢键_连接成碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则。
(4)与RNA相比较，DNA分子中特有的碱基是T (填字母)。(5)DNA分
子复制时，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，
这种复制方式称做 半保留复制
探究未知
下图是DNA的复制图解，请据图回答下列问题。
(1)将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续分 裂4次，问含14N的DNA细胞占总细胞数的_100% _ 。含15N的DNA细胞占总细胞 数的12.5% _。
(2)已知原来DNA中有100个碱基对，其中A有40个，则复制4次，在复制过程中将 需要_ 900 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加。
巩固提升
2.用15N 标记一个含有200个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶80个，将该DNA分子
在含14N的培养环境中连续复制4次，其结果可能是
A. 含有15N的DNA分子占1/16
B. 含有14N的DNA分子占7/8
C. 复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸1500个
复制共产生16个DNA分子
巩固提升
3.一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%,将其置
于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是
A. 该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104
B. 复制过程需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C. 含有放射性的子代DNA分子的两条链都有放射性
D. 子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1:3
巩固提升
4.假设某果蝇的一个精原细胞的全部染色体DNA 分子均用15N标记，然
后培养在含14N的培养基中，则该精原细胞经过减数分裂产生的4个精 子中，含15N标记的精子数目为
A.1 B.2 C/ 4 D.3
巩固提升
某生物的精原细胞 2N=4 条件X 四个细胞
A. 若条件X 为①③,则处于减数分裂Ⅱ后期的两个次级精母细胞中均含被15N 标记的染色体 B /.若条件X 为②③,则处于减数分裂Ⅱ后期的两个次级精母细胞中均含有两条被15N 标记的 染色体
5.如图表示某生物的精原细胞在条件X 下最终形成了四个细胞，条件X 可能是①精原细胞某一
对同源染色体中的一条染色体上的DNA 双链均被15N标记；②精原细胞某一对同源染色体中 的两条染色体上的DNA 双链均被15N 标记；③进行减数分裂；④进行有丝分裂。下列有关说 法正确的是
C. 若条件X为①③,则产生的四个精细胞一定均含被15N 标记的染色体
D. 若条件X 为②④,则产生的四个子细胞一定均含被15N 标记的染色体
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。 ( × )
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
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.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 9 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
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
谢谢大家
Thank you all