浙科版（2019）必修二 3.3 DNA通过复制传递遗传信息 课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
第三节 DNA通过复制传递遗传信息
第三章 遗传的分子基础
全保留复制 半保留复制 弥散复制
一、探究DNA的复制方式
母链
子链
不同复制模型最主要的区别：________________________________;
母链和子链的组合情况不同
假说：①全保留复制；②半保留复制；③弥散复制
【提出假说】
【活动1】头脑风暴，设计实验
（1）实验过程中能否肉眼辨别母链和子链？如何实现区分？
无法区分
同位素示踪法
密度梯度离心
（2）如何区分被标记的两种DNA？
轻DNA
重DNA
14N
15N
→分子量小，轻
→分子量大，重
一、探究DNA的复制方式
密度梯度离心：将样品溶液置于一个由梯度材料形成的密度梯度液体柱中，在一定离心力作用下把颗粒分配到梯度中某些特定位置上，形成不同区带。
轻带
中带
重带
（3）如果将以下几种类型的DNA混合物进行密度梯度离心，可以形成几个条带，每个条带中分别含有哪些类型的DNA？
14N-14N
15N-15N
14N-15N
① ② ③
③
②
①
任务1：探究DNA的复制方式
科学史材料2：1958年，科学家设计了DNA合成的同位素示踪实验。
一、探究DNA的复制方式
？
？
？
活动：根据“探究DNA复制过程”的实验原理和思路，预测3种复制方式的实验结果。
一、探究DNA的复制方式
DNA离心结果预测
① ② ③
① ② ③
① ② ③
14N-14N
14N-15N
15N-15N
大肠杆菌在含15NH4Cl培养液中生长若干代
提取DNA
密度梯度离心
繁殖一代
繁殖二代
移入含14NH4Cl培养基中培养
继续培养
提取DNA
密度梯度离心
提取DNA
密度梯度离心
DNA（15N/15N）
DNA（14N/15N）
DNA（14N/14N）
DNA（14N/15N）
★ DNA的复制的方式为半保留复制
【实验结果】
【得出结论】
DNA的复制的方式为半保留复制
与_______________假说的演绎推理结果一致
半保留复制
一、探究DNA的复制方式
提出问题
作出假设
演绎推理
实验探究
得出结论
DNA如何进行复制？
全保留、半保留、弥散型
推理各种假设下的离心结果
同位素示踪实验
DNA以半保留方式进行复制
假说演绎法
一、探究DNA的复制方式
半保留复制：新合成的每个子代DNA分子中，有一条链来自亲代DNA（母链），另一条链是新合成的（子链）。
一、探究DNA的复制方式
亲代DNA
复制一次
复制二次
复制三次
2
4
8
DNA复制n代后：
①DNA总数为_____个；
②含亲代母链的DNA有____个；
③含亲代母链的DNA数占DNA总数比例为______；
④含有新链的DNA有_____个;
⑤只含有新链的DNA有______个；
2n
2
2/2n
寻找规律
一、探究DNA的复制方式
2n
2n-2
解旋酶催化（氢键断裂）
解旋：
模板
原料：游离的脱氧核苷酸
合成子链:
以两条母链为模板
母链（旧链）
子链（新链）
复制后的DNA:
组成
复制过程
DNA聚合酶（催化形成磷酸二酯键）
螺旋化：形成子代DNA
按照碱基互补配对原则
先形成氢键，再形成磷酸二酯键
双向复制：两条子链的合成方向相反。
二、DNA复制的过程
解旋酶
子链延伸的方向：5’→3’
二、DNA复制的过程
①半保留复制
②边解旋边复制
③多起点，双向复制(真核细胞)
项目 DNA复制
时间
场所
过程
条 件 模板
原料
能量
酶
原则
特点
结果
精确复制的原因
复制的意义
有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂前的间期
细胞核（主要）
亲代DNA的两条母链
4种游离的脱氧核苷酸
ATP
解旋酶、DNA聚合酶等
解旋→合成子链→螺旋化
边解旋边复制、半保留复制
碱基互补配对原则（A-T、T-A、G-C、C-G）
规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则
1个DNA分子 2个完全相同的DNA分子
使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。
二、DNA复制的过程
下图是真核生物DNA复制的示意图，据图分析：
1．图中有几个DNA的复制起点？它们开始的时间相同吗？
2．每个复制起点的延伸方向是单向的还是双向的？
3．DNA分子的复制是非常精确的，其原因有哪些？
有3个复制起点，各个起点开始的时间不同(最右边最早)。
双向的。
通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行；DNA分子的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
二、DNA复制的过程
例题：下图为真核细胞DNA复制过程模式图，下列分析错误的是（ ）
A. 酶①能使DNA母链与子链的配对碱基间形成氢键
B. 图中可体现出边解螺旋边复制及半保留复制的特点
C. 甲、乙两个DNA分子携带有相同的遗传信息
D. 酶②能使DNA双链的配对碱基之间的氢键断开
A
二、DNA复制的过程
例题：图示DNA分子复制的过程，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。下列叙述正确的是（ ）
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）的比值与b链中同项比值不同
D. a链中（A+T）/（G+C）的比值与c链中同项比值相同
1
1′
1
1′
1
1′
D
二、DNA复制的过程
已知：一个亲代DNA分子复制 n 次，则有：
DNA分子数：
①子代DNA分子数= 个。
②含亲代母链的子代DNA分子数= 个,占总数的比例为 。
③只含母链的DNA数为 个，不含亲代母链的子代DNA分子数= 个。
脱氧核苷酸链数：
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数= 条。
②亲代脱氧核苷酸链数= 条。
③新合成的脱氧核苷酸链数= 条。
2n
2
2n-2
2n+1
2
2n+1-2
2/2n
0
三、DNA复制的相关计算
例题1：一个DNA分子中有碱基 A 20个，占全部碱基的20%，若DNA连续复制 2 次，需要碱基C（ ）
A. 20个 B. 30个 C. 90个 D.120个
例题2： 某个DNA片段由500对碱基组成，G+C占碱基总数的34%，若该DNA片段连续复制3次，第三次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为 （ ）
A. 1155 B. 1320 C. 2310 D. 2640
一个DNA分子中含某碱基（脱氧核苷酸）a个，
DNA复制n次，则需游离的该碱基个数为 ；
在第n次复制时，共需该碱基个数为 　　 　　。
C
B
a(2n-1)
a×2n-1
三、DNA复制的相关计算
例题：用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶脱氧核苷酸60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是（ ）
A. 含有15N的DNA分子占1/8
B. 含有14N的DNA分子占7/8
C. 复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D. 复制结果共产生16个DNA分子
B
三、DNA复制的相关计算
姐妹染色体色差法：
①5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）在结构上与胸腺嘧啶脱氧核苷类似，能够代替后者与腺嘌呤配对，掺入到新合成的DNA链中。
②用姬姆萨染料进行染色，含有BrdU的脱氧核苷酸链着色浅（浅蓝色），不含有的着色深（深蓝色）。
实验步骤：将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中培养。
问题：第一次分裂中期，第二次分裂中期，第三次分裂中期染色体的标记情况如何？请预测染色结果？
拓展：真核生物DNA复制方式的探究
例题：用含32P的培养基培养玉米体细胞（2N=20）若干代后，再将这些细胞转入不含放射性的培养基中培养，在细胞第二次分裂中期和后期时，每个细胞中被32P标记的染色体条数分别是（ ）
A.10、20 B.20、20
C.20、40 D.20、10
B
拓展：细胞分裂中的同位素标记
例题：某个具有分裂能力的动物细胞培养在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中，完成第一个细胞周期后，转移到不含放射性标记的培养基中，继续培养至第二个细胞周期的分裂中期，细胞内放射性的标记情况是（ ）
A. 每条染色体中有一条染色单体被标记
B. 每个DNA中有一条脱氧核苷酸链被标记
C. 半数的染色体中有两条染色单体被标记
D. 半数的DNA中有两条脱氧核苷酸链被标记
A
拓展：细胞分裂中的同位素标记
2、姐妹染色体色差法
拓展：真核生物DNA复制方式的探究
例:(2019·浙江4月选考)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是(　 　)
A.1/2的染色体荧光被抑制
B.1/4的染色单体发出明亮荧光
C.全部DNA分子被BrdU标记
D.3/4的DNA单链被BrdU标记
D
拓展：真核生物DNA复制方式的探究