3.3DNA的复制课件（共33张PPT）-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共33张PPT)
第3节 DNA的复制
细胞分裂间期
知识导入
在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期会进行染色体的复制，其实质是什么？
实质是：DNA的复制和有关蛋白质的的合成
知识温故
DNA的中文名称：_________________
DNA的结构单位：_________________
脱氧核糖核酸
脱氧核糖核苷酸
1分子脱氧核苷酸： ________ + ____________ +______________
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
脱氧核苷酸是如何构成DNA分子的呢？
O
CH2
OH
H
3′
2′
H
H
1′
4′
5′
H
H
磷酸
含氮碱基
DNA双螺旋结构模型：
DNA的结构：
两条单链
反向平行
双螺旋结构
链数：
方向：
结构：
O
CH2
OH
H
磷酸基团
碱基
3′
2′
H
H
1′
4′
5′
H
H
3′
5′
5′
3′
游离的磷酸基团，称作5′－端
一个羟基(—OH)，称作3′－端
(1)
——沃森和克里克
5’
3’
5’
3’
(2)外侧：
脱氧核糖和磷酸交替连接
内侧：
碱基对
A
T
G
C
基本骨架
联系：连接核苷酸之间的化学键是？
磷酸二酯键
(3)碱基互补配对原则
两条链上的碱基通过 连接形成 ，且A（腺嘌呤）一定与 配对、
G（鸟嘌呤）一定与 配对，碱基之间的这种一一对应的关系，就叫作 。
C（胞嘧啶）
碱基互补配对原则
氢键
T（胸腺嘧啶）
碱基对
氢键
01
对DNA复制的推测
DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间
的 断裂；解开的 分别作为复制的模板，
为原料，依据 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 。
沃森和克里克提出DNA自我复制假说：
半保留复制
一
对DNA复制的推测
氢键
两条单链
游离的脱氧核苷酸
碱基互补配对
半保留复制
全保留复制：是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的
其他人提出DNA全保留复制假说：
全保留复制
半保留
复制
全保留
复制
到底哪种假说正确呢
02
DNA复制的实验证据
1958年，美国生物学家梅塞尔森（M.Meselson）和 斯塔尔（F.Stahl）
同位素标记技术、
DNA半保留复制的实验证据
大肠杆菌
二
15N和14N是氮元素的两种稳定的同位素，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，从而区分亲代和子代的DNA。
利用离心技术可以在试管中分离开含有不同N元素的DNA
4、背景知识
1、科学家：
2、实验材料：
3、科学方法：
（密度梯度）离心技术
（结构简单，只含一个DNA ;繁殖快，20min一代）
“探究DNA复制是哪种方式？”
亲代DNA——红色橡皮泥
请模拟DNA半保留复制、全保留复制，
做出第一代和第二代的DNA模型
一
关键思路：区分亲代和子代的DNA。
子代的DNA——黄色轻黏土
合作探究一
5.DNA半保留复制的实验证据
DNA复制是一种半保留复制
DNA是如何复制的？
（1）、提出问题
（2）、作出假设
——假说-演绎法
2
4
8
2n
一
亲代
第一代
第二代
第三代
半保留复制
高密度带
中密度带
低密度带
橡皮泥
15N/15N
轻黏土
14N/14N
请同学思考每一代在试管出现的位置？
亲代
第一代
第二代
全保留复制
亲代
第一代
第二代
请同学们在导学案上画出全保留复制的示意图
高密度带
中密度带
低密度带
橡皮泥
15N/15N
轻黏土
14N/14N
子二代
细胞再分裂一次
②将大肠杆菌转移到含14NH4Cl的普通培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
（3）、演绎推理
第一代会出现的结果是
第二代会出现的结果是
如果DNA复制是半保留复制
①先用15NH4Cl培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代（DNA几乎都是15N标记）
③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA
亲代
子一代
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
④将提取的DNA进行离心，记录离心管中DNA的位置
二、DNA半保留复制的实验证据
实验结果与预期相符，
说明了DNA的复制是以半保留复制的方式进行的。
（5）、得出结论
一
亲代
第一代
第二代
第三代
拓展应用
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：
(1)子代DNA分子共：
①含有15N的DNA分子数＝
②只含15N的DNA分子数＝
④只含14N的分子数＝
2n个
2个
(2n－2)个
(2)脱氧核苷酸链数：
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝
②含有 15N的脱氧核苷酸链数＝
③含有14N的脱氧核苷酸链数＝
2n＋1条
2条
(2n＋1－2)条
一
0个
③含有14N的DNA分子数＝
2n个
有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制三次，则含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例___，含15N的链占全部DNA分子单链的比例依次是 ____
A. 1/4 、1/8 B. 1/2、1/4
C. 1/4 、1/16 D. 1/8、1/8
A
　实战训练　
03
DNA复制的过程
1.DNA复制的概念是什么 时间？场所？
2.DNA复制过程怎么进行
3.DNA复制过程需要哪些条件
4.DNA复制过程有何特点
5.DNA复制有何生物学意义
合作探究二：思考下列问题：
三.DNA复制的过程
15N/ 15N
-DNA
15N/ 14N
-DNA
15N/ 14N
-DNA
半保留复制
细胞分裂前的间期（有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期）
2、时间：
3、场所:
真核生物：
1、概念：
指以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程。
叶绿体、线粒体（细胞质）
细胞核（主要）
原核生物：
拟核（主要）
（1）解旋：在 的驱动下， 将DNA双螺旋的两条链解开， 断裂。
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
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
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
4、过程:
能量
解旋酶
氢键
（2）合成子链： 等以解开的 模板，
以 为原料，按照 对原则，各自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
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C
G
A
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C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
A
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G
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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
形成氢键
三
DNA复制的过程
DNA聚合酶
每一条母链为
游离的4种脱氧核苷酸
碱基互补配
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
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
DNA聚合酶形成磷酸二酯键
三
DNA复制的过程
（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，各自合成与母链互补的一条子链。
两条子链延伸方向相反，但都是从5’→3’
（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旋结构。
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
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'
三
DNA复制的过程
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
结果：
6.特点：
5.条件：
四种脱氧核苷酸(A、G、C、T)
解旋酶、 DNA聚合酶等
ATP(物质)
（1）.半保留复制 (从结果上看)
（2）.边解旋边复制(从过程上看)
亲代DNA的两条链(两条母链)
三
DNA复制的过程
(1)模板：
(2)原料：
(3)酶：
(4)能量：
拓展：真核生物与原核生物DNA复制的区别
真核生物 DNA 的复制从多个起点开始进行，使得复制能在较短时间内完成。
原核生物 DNA 的复制只有一个复制起点。
学案P48 素养案例
C
　实战训练　
6.特点：
（1）.半保留复制
（2）.边解旋边复制
（3）.多起点双向复制（补充）
8.意义：
三
DNA复制的过程
7、DNA准确复制的原因
(1)DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
(2)通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
DNA复制的推测
DNA复制实验证据
DNA复制
全保留复制
半保留复制
基本条件
过程
特点
解旋
合成子链
形成子代DNA
能量
模板
原料
酶
边解旋边复制
做出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
提出问题
半保留复制
THANK YOU