高中生物人教版（2019）必修2课件：3.3 DNA的复制(共26张PPT)

(共26张PPT)
3.3DNA 的复制
同学们看过《侏罗纪公园》吗
哈蒙德博士召集了大批的科学家根据遗传学理论，透过史前蚊 子所遗留下来的恐龙的血液，提取出了恐龙的DNA, 再通过
DNA的复制，培育，使得已经绝迹了6500万年的史前动物得到 了复生。
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半保留复制
一 、对DNA 复制的推测
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的这一假说。
一、对 DNA复制的推测
全保留复制
有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。
半保留复制
全保留复制
区分亲代和子代的DNA, 标记亲
代DNA链，然后观察它们在子代DNA 中如何分布。
思考：1.怎样验证这个假说呢
2.关键思路
二 、DNA 半保留复制的实验证据
1958年，梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料。
运用技术：同 位 素 标 记 技 术
想一想：
①可以用什 么同位素去标记DNA N
②怎样把不一样的DNA 分开呢 密度梯度离心技术
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。
14N/14N- DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
轻链
中链
重链
DNA复制一次
15N 4N 15N 4N、
DNA复制两次
15N14N 14N 4N 15N 4N 14N14N
半保留演绎推理
亲 代DNA
15N 5N
假如半保留复制是正确的，实验的预期会是怎样的
中 带DNA
1/2轻带DNA
1/2中带DNA
重 带DNA
假如全保留复制是正确的，实验的预期会是怎样的
全保留演绎推理
亲 代DNA
重 带DNA
15N 5N
1/2轻带DNA
1/2重带DNA
14N 4N
DNA复制一次
15N15N
3/4轻带DNA
1/4重带DNA
15N15N 14N 4N 14N 4N 14N 4N
DNA复制两次
15N/14N 中带(中间)
14N/14N 轻带(上部) 15N/l4N 中带(中间)
"N "N
第二 二代
N/'N-DNA "N/N- DNA "N/" N-DNA "N/" N-DNA
实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行
【验证假设】
提取 DNA, 离心
细胞分裂两次
提取DNA 离心
N/'N-DNA
N
N/"N-DNA
"N/ N-DNA
N/ N-DNA
15N/15N 重带(下部)
第一代
第二代
大肠杆菌在含'NH,CI的 培养液中生长若干代
转移到含"NH,CI 的培养液中
大肠杆菌
ISN/ N-DNA
提取DNA, 离心
DNA 半保留复制
细胞分裂一次
密度 低
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DNA 复制方式的探究历程：
(一)DNA 的是如何复制的
(二)推测可能的
复制方式 全保留复制
(三)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
(四)完成实验
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
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例 1 下列叙述不属于沃森和克里克提出的DNA分子复制
假说内容的是( )
A.DNA 分子复制时，DNA 分子解开两条单链作模
板
B.DNA 分子复制是半保留复制方式
C.DNA 分子复制时边解旋边复制
D.DNA 分子复制时遵循碱基互补配对原则
细菌在含15N 的培养基中繁殖数代后，细菌DNA 的
含氮碱基皆含有15N, 然后再将其转移入含14N 的 培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA, 离 心 分
离，如图①~⑤为可能的结果，下列叙述错误的是 ()。
A:第一次分裂的子代DNA 应为⑤
B:第二次分裂的子代DNA 应为①
C:第三次分裂的子代DNA 应为③
D:亲代的DNA 应为⑤
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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
阅读课本P54思考如下问题：
三 、DNA 复制的过程
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解旋：ATP,解旋酶催化(氢键断裂)
模板 同时进行(边解旋边复制)
形成磷酸 二酯键
复制：以母链为模板在DNA聚合酶的 催化下 ，利用游离的脱氧核苷 酸进行碱基互补配对
形成子代
DNA: 组成
母链(旧链)
子链(新链)
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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、场所： 主要是细胞核(线粒体、叶绿体)
3、时间： 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
4、条件：
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(破坏氢键)
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三、DNA复制的过程
5、过程：解旋 → 合成子链 → 形成子代DNA 思考：宫颈瘤细胞的DNA长36mm,DNA 复制速度约为 多起点 4um/min,但复制过程仅需40min即可完成，这说明了什么 复制
6、特点：①边解旋边复制②半保留复制
原则：碱基互补配对原则
7、结果：1个DNA分子一→两个完全相同的DNA分子 1 —→2 —→4 —→ … …—→2n
8、意义：使遗传信息从亲代传给子代， 保证了遗传信息的连续性。
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总结提升
细胞核(主)、 线粒体、叶 绿体
解旋→形成子 链→形成新 的DNA分子
保证了亲代与 子代之间遗传 信息的连续性
模板：DNA分子的两 条链分别作为模板
原料：游离的四种
脱氧核苷酸
能量：ATP等
酶：解旋酶、DNA 聚合酶
有丝分裂间期 和减数第一次 分裂前的间期
时
条件 间
特点 DNA 分子复制
规则的双螺旋 结构、碱基互 补配对原则
边解旋边复制 半保留复制
1个DNA→2 个DNA
过程
结果
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◎变式训练1 DNA 分子复制时，解旋酶作用的部位应该
是 ()
A.腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键
B.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键
C.脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键
D.脱氧核糖与磷酸之间的化学键
○变式训练2 右图表示DNA 分子
片段的复制，图中a、b、c、d表示脱
氧核苷酸链。下列说法正确的是
( )
A.a 和c 的碱基序列互补
B.b 和c 的碱基序列相同
C.a 链中(A+T)/(G+C) 的值与b 链中同项比值不同
D.a链中(A+T)/(G+C)的值与c链中同项比值相同
A.多起点双向复制能保证DNA 复制在短时间内完成
B.每个子代DNA 都有一条核苷酸链来自亲代
C. 复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA 聚合酶的 催化
D.DNA 分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
囫2真核细胞中DNA复制如下图所示，下列叙述错误的
是 ( )
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DNA分子复制的相关计算
动动手：
画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的 培养基中培养3代的DNA复制过程(标 出每条链是15N还是14N)
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第三代 23
无论DNA复制多少次，含有15N-DNA分子永远只有 两个
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亲 代
第一代
第二代
14N 14N 14N 14N
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4N
14N
15N 15N
15N
21
15N
亲代DNA分子经n次复制后，则
①子代DNA分子数：
2n个
②含亲代母链的DNA分子数：
2个
③只含亲代母链的DNA分子数：
0个
④不含亲代母链的DNA分子数：
2n-2个
⑤含亲代母链的DNA 分子数与子代DNA分子数之比为：
2/2n
一 .DNA 分子数
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①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：
2n+1条 第二代
②亲代脱氧核苷酸链数：
2条 第三代
③新合成的脱氧核苷酸链数：
2n+1-2条
二 、脱氧核苷酸链数
亲 代
亲代DNA分子经 n 次复制后，则
第一代
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2
15N
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若一亲代DNA分子含有某种 脱氧核苷酸m个，则
(1)则经过n次复制共需要消耗
该脱氧核苷酸个数为：
m(2n-1)
(2) 第n次复制需要消耗该脱氧
核苷酸个数为：
三 、消耗的脱氧核苷酸数
亲 代
第一代
第二代
第三代
m(2n-2n-1)=m×2n-1
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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：C
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：C
A.2个 B.8个
C.14个 D.32个
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3.一个有15N标记的DNA分子放在没有标记
的环境中培养，复制5次后，
DNA分子中脱氧核苷酸链数(6 4)
不含N15的脱氧核苷酸链数(62)
含N15的脱氧核苷酸链占不含N15的脱氧核 苷酸链的比为多少 (1/31
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4.已知一条完全被15N标记的DNA分子在只含14N的培 养基中复制n次后，仅含14N的DNA 分子总数与含15N的 DNA 分子总数之比为15:1,则n是( D )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.若某个DNA分子含1000个碱基，其中G占26%,此DNA分子 经三次复制，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数(1680 在 第三次复制过程中需消耗(1040 )个胞嘧啶脱氧核苷酸。
解析：G=C=1000*26%=260个 ，A=T=(1000-260*2)/2=240
总T=240*(2 -1)=1680 第三次需要C=260*(23-1)=1040
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