(共25张PPT)
BY YUSHEN
DNA的复制
遗传物质DNA复制的机制分析
MECHANISM ANALYSIS OF DNA REPLICATION OF GENETIC MATERIAL
第3节
BY YUSHEN
01
新课导学
NEW COURSE GUIDANCE
02
新课教学
NEW COURSE TEACHING
03
课堂反馈
CLASSROOM FEEDBACK
04
课堂总结
CLASSROOM SUMMARY
CONTENTS
BY YUSHEN
01
新课导学
NEW COURSE GUIDANCE
首页
新课导学
新课教学
课堂总结
课堂反馈
BY YUSHEN
新课导学
DNA鉴定在遗体辨认中的应用
震惊世界的“911”事件夺去了很多无辜的生命，两幢大楼轰然倒塌，死伤者数以千计，从废墟中清理出的尸体面目全非，无法辨认，如何来确定罹难者的身份呢？
一名牧师在五角大楼西入口外为伤者祈祷
首页
新课导学
新课教学
课堂总结
课堂反馈
警方利用PCR技术获得了罹难者大量的DNA系列。通过与失踪人员的亲人进行DNA检测鉴定和认定。
据报道，2021年9月8日，在“911”恐袭事件即将迎来20周年之际，纽约市通过DNA鉴定确定了两名 9/11 受害者的身份。纽约的死亡人数中占9/11事件的40%，约1106名受害者的身份尚未确定，鉴定工作仍在进行中。
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02
新课教学
NEW COURSE TEACHING
新课导学
新课教学
课堂总结
课堂反馈
首页
DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，即1DNA→2DNA。
DNA复制
新课导学
新课教学
课堂总结
课堂反馈
首页
对DNA复制的推测
动脑思考：你认为DNA复制是怎样的？
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02
半保留复制
形成的分子一半是新的，一半是旧的；
01
全保留复制
新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；
03
分散复制
新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合。
最早提出的DNA复制模型有三种
新课导学
新课教学
课堂总结
课堂反馈
首页
复制1次
复制1次
复制1次
亲代DNA
子代DNA
对DNA复制的推测
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新课导学
新课教学
课堂总结
课堂反馈
首页
对DNA复制方式的探究
把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新DNA中出现的情况。分析3种复制假设在实验中的结果有何差异.
问题3：怎样把不一样的DNA分开呢？
密度梯度离心技术（15N密度比14N大）
问题1：如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链，可以采取什么办法？
同位素标记法
探究方法
问题2：如果用同位素（放射性）进行标记，
用什么元素？（C、H、O、N、P）
（用15N元素对亲代DNA标记)
DNA半保留复制的实验证据
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新课导学
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对DNA复制方式的探究
把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新DNA中出现的情况。分析3种复制假设在实验中的结果有何差异.
问题4：如果DNA是半保留复制，复制后得到的子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的
探究方法
DNA半保留复制的实验证据
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新课导学
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课堂总结
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首页
假说-演绎法
【作出假设】
DNA复制是一种半保留式的复制；
每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。
半保留复制
亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
亲 代：15N/15N-DNA （全部）
子一代：15N/14N-DNA （全部）
子二代：15N/14N-DNA (1/2) 、14N/14N-DNA(1/2)
【演绎推理】
DNA半保留复制的实验证据
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新课导学
新课教学
课堂总结
课堂反馈
首页
15N/ 14 N-DNA
14N/ 14 N-DNA
15N/ 14 N-DNA
14N/ 14 N-DNA
15N/ 15N-DNA
大肠杆菌
14N
15N/ 14 N-DNA
14N
14N
15N/ 15N-DNA
密度
低
高
大肠杆菌在含15NH4Cl培养液中生长若干代
第一代
第二代
转移到含
14NH4Cl 培养液中
提取DNA，离心
提取DNA，离心
提取DNA，离心
细胞分裂一次
细胞再分裂一次
15N/ 14N-DNA
14N/ 14N-DNA
15N/ 14N-DNA
15N和 14N具有相同质子数，不同中子数（或不同质量数）同一元素的不同核素互为同位。
15N和 14N的质子数都为7，左上角数是质子数和中子数之和。
15N和 14N的区别
【验证假设】
DNA半保留复制的实验证据
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新课导学
新课教学
课堂总结
课堂反馈
首页
实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的
【得出结论】
DNA半保留复制的实验证据
第二代
14N/ 14N
15N/ 14N
中带(中间)
轻带(上部)
第一代
15N/ 14N
中带(中间)
15N/ 15N
密度
低
高
亲代
重带(下部)
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复制过程
解旋；
合成子链 ；
形成子DNA。
复制场所
细胞核（主要场所）；
线粒体；
叶绿体 。
新课导学
新课教学
课堂总结
课堂反馈
首页
DNA复制过程
复制时期
细胞有丝分裂的间期
减数第一次分裂的间期
无丝分裂前期
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
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C
G
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C
G
T
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A
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A
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A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
复制过程：
（1）解旋：在能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。
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'
ATP
解旋酶
复制过程：
（2）合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，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
复制过程：
从子链的5'端把子链的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
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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
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A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
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T
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C
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C
T
T
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
DNA聚合酶
5'
3'
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
ATP
ATP
复制过程：
（3）重新螺旋：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
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A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
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A
G
C
C
G
A
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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'
BY YUSHEN
复制过程
解旋；
合成子链 ；
形成子DNA。
复制场所
细胞核（主要场所）；
线粒体；
叶绿体 。
新课导学
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DNA复制过程
复制时期
细胞有丝分裂的间期
减数第一次分裂的间期
无丝分裂前期
复制意义
遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
复制特点
边解旋边复制；
半保留复制；
有复制起始点，原核生物只有一个复制起始点，真核生物有多个；
双向复制。
复制条件
引物：RNA
模板：亲代DNA的两条母链；
原料：4种脱氧核苷酸；
能量：ATP；
酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。
复制结果
形成两个完全相同的DNA分子
1
2
3
4
5
BY YUSHEN
新课导学
新课教学
课堂总结
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DNA复制过程
不同，互补。
相同。
不同，互补。
DNA准确复制的原因
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；
②碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。
DNA分子的复制实质是什么？
DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。
二条母链的碱基顺序是否相同？
二条子链的碱基顺序是否相同？
新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？
概念：DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
场所：细胞核(主要）、线粒体、叶绿体
时间：有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期
条件
1
2
3
4
DNA复制过程（小结）
模板：DNA的两条母链
原料：游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T)
能量：ATP
酶：解旋酶、DNA聚合酶等。
复制过程：解旋 合成互补子链 形成子代DNA
复制特点：①边解旋边复制 ②半保留复制
准确复制原因： ①DNA双链提供精确的模板②碱基互补配对原则
（子链）复制方向：5’ 3’
5
6
7
8
DNA聚合酶
解旋酶
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DNA复制过程中的相关计算
亲 代
第一代
第二代
第n代
……
14N
15N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
15N
15N
14N
14N
15N
14N
14N
15N
14N
14N
……
2n
将1个含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则
子代DNA分子共有2n个
含15N的DNA分子：2个
只含15N的DNA分子：0个
含14N的DNA分子：2n个
只含14N的DNA分子：(2n-2)个
脱氧核苷酸链共有2n+1条
含15N的脱氧核苷酸链：2条
含14N的脱氧核苷酸链：(2n+1-2)条
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03
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CLASSROOM FEEDBACK
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新课导学
一双链DNA分子在解旋时，一条链上的G变成C，则DNA分子经n次复制后，发生差错的DNA分子占（ ）
A．1/2 B．1/（2n-1）
C．1/2n D．1/（2n+1）
问题01
下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ ）
A ．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B ．DNA复制前需要把DNA双螺旋结构全部解旋
C ．单个脱氧核苷酸在DNA解旋酶的作用下连接合成新的子链
D ．减数分裂过程中，一个DNA分子通过复制后产生四个DNA分子
问题02
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相关练习
A
A
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04
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CLASSROOM SUMMARY
首页
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新课导学
课堂总结
BY YUSHEN
有丝分裂分裂间期
减数第一次分裂前的间期
无丝分裂前期
DNA
复制时间
边解旋边复制
半保留复制
有复制起始点，双向复制
DNA
复制特点
遗传信息从亲代传给子代，保持前后代遗传信息的连续性
DNA
复制意义
知识总结
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新课导学
课堂总结
复制条件
引物：RNA
模板：亲代DNA的两条母链；
原料：4种脱氧核苷酸；
能量：ATP；
酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。
复制原则
碱基互补配对原则
解旋
复旋
合成子链
DNA
复制过程
