人教版高中生物必修二 第三章 第三节 DNA的复制（共42张PPT）

(共42张PPT)
生物亲子代之间是通过 传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？
遗传物质
何谓 DNA分子的复制？
以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子过程称为DNA分子的复制
那么DNA是如何复制？
最早提出的DNA分子复制模型有三种:
一、对DNA分子复制的推测
1.全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；
2.半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；
3.弥散型复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的
探究一：DNA分子复制的方式
全保留复制
半保留复制
弥散复制
假说-演绎法
【作出假设】
假设2：若子代DNA两条链____________________，
为全保留复制
假设1：若子代DNA两条链___________________，
为半保留复制
都是母链或都是子链
一条母链一条子链
2、如何区分母链和子链
同位素标记法：
密度梯度离心
3、复制后的DNA分子混合在一起的，不易分离，如何将不同标记的DNA分开呢？
*
15N，14N来区分子链和母链
15N/14N（ 一条链为14N，一条15N的DNA分子）
15N/15N（双链均为15N的DNA分子）
14N/14N（双链均为14N的DNA分子）
的DNA分子位于最上层
的DNA分子位于最下层
的DNA分子位于中间
★ 14N/14N、15N/14N、15N/15N这三种分子的，密度大小为14N/14N < 15N/14N < 15N/15N,则其密度梯度离心的结果是：
14N/14N
15N/14N
15N/15N
用15N标记亲代DNA是的，放在14N的环境中进行培养，
1、DNA是半保留复制，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？组成是怎样的?离心后的分布？
2、DNA是全保留复制，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？组成是怎样的?离心后的分布？

【演绎推理】
15N/15N-重型DNA(全部)
15N/14N-中型DNA(全部)
15N/14N-中型DNA(1/2)
14N/14N-轻型DNA(1/2)
半保留复制
15N/15N-重型DNA(全部)
15N/15N-重型DNA(1/2)
15N/15N-重型DNA(1/4)
14N/14N-轻型DNA(3/4)
全保留复制
子一代
子二代
亲 代
14N/14N-轻型DNA(1/2)
DNA为半保留复制
15
15
14
15
14
15
14
15
14
14
14
15
14
14
15N/15N
15N/14N
14N/14N
15N/14N
15N
14N
——密度大
——密度小
亲代

14N第一代
子代
14N第二代
子代
继续 培养
证明DNA分子复制的实验示意图
放入盛有氯化铯溶液的试管中离心处理
轻链带
含14N
重链带 含15N
杂合链带
含14N和15N
轻链带（含14N）
杂合链带（含14N和15N）
继续 培养
实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的
请画出60分钟时提取DNA的离心后的链带
【验证假设】

作出假设
演绎推理
验证假设
【小结】
探究一：DNA复制的方式
实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的
第一代
第二代
第三代
第四代
无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子永远只有两条
2、半保留复制过程的DNA变化示意图
亲代DNA分子
复制1次
复制2次
复制3次
4
8
2
=21
=22
=23
【分析】
15N
14N
无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子
永远只有两条
(1)子代DNA分子数为2n个。
①含有亲代链的DNA分子数为2个。
②不含亲代链的DNA分子数为(2n-2)个。
(2)子代脱氧核苷酸链数为2n+1条。
①亲代脱氧核苷酸链数为2条。
②新合成的脱氧核苷酸链数为(2n+1-2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数。
①亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n-1)个。
②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m·2n-1个。
DNA复制n次的有关计算规律
变通1：亲代母链与子代DNA链数之比为：
变通2：含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：
1/2n　　
2/ 2n
变通3：碱基总数＝失去H2O数＋2
例如：一个DNA分子片段，经水分解消耗88个水分子，得到多少个脱氧核苷酸？
90
科恩伯格 (美)
4种脱氧核苷酸
DNA人工合成系统
探究二：DNA复制的条件
实验一：将大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加到具有足量的四种脱氧核苷酸的试管中。培养在适宜温度的条件下，一段时间后，测定其中的DNA含量。
酶
实验二：在上述试管中加入少量DNA片段和ATP，培养在适宜的温度条件下，一段时间后，测定其中的DNA含量。
DNA片段
ATP
没有DNA合成
DNA含量增加
4种脱氧核苷酸
探究二：DNA复制的条件
原料
能量
催化剂
模板
4种脱氧核苷酸
ATP
酶
DNA分子
酶
DNA片段
ATP
4种脱氧核苷酸
探究二：DNA复制的条件
？
阅读课本P72图4-11，思考：

DNA分子的复制过程主要包括哪些步骤？
三、复制的过程
解旋酶催化（氢键断裂）
解旋：
模板
（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）
合成子链（复制和延伸）：以母链为模板进行碱基配对
母链（旧链）
子链（新链）
重新螺旋，形成两个子代DNA:
同时进行(边解旋边复制）
DNA的复制过程

讨论：

①二条母链的碱基顺序是否相同？


②二条子链的碱基顺序是否相同？


③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？
DNA分子复制的过程
互补
互补
相同
DNA分子是在什么时间进行复制的？
在减数第一次分裂前的间期进行复制
有丝分裂在间期进行复制
新复制两个子代DNA分子是在什么时间分离的？
在减数第二次分裂的后期
有丝分裂在后期
1.概念：
2.场所：
3.时期：

4.条件


5.复制过程：

6.准确复制原因

有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期
模板：
原料：
能量：
酶：
DNA的两条母链
游离的4种脱氧核苷酸（A、G、C、T）
ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等
①DNA双链提供精确的模板
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
解旋→合成互补子链→形成子代DNA
②碱基互补配对原则
DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
三、DNA分子复制的过程
边解旋复制
半保留复制
多起点复制
7、DNA复制的特点：
8.DNA分子的复制实质(意义)？
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定性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。
聚焦：DNA复制中的变异
碱基互补配对差错导致基因突变
/1、图中一、二、三表示DNA复制的过程
①一表示______，这一过程中，DNA
分子在 的作用下，两条扭成螺旋的
长链开始______。
②二表示 。每条
母链在一些______ ______的作用下，链上的
碱基按照______________________与周围环
境中游离的__________________来配对.
③三表示____________________________。
解旋
解旋酶

以母链为模板进行碱基配对
解开
DNA聚合酶
碱基互补配对原则
脱氧核苷酸
形成两个新的DNA分子
2、在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种
（A、G、C、T），因此，构成DNA分子的脱氧核苷
酸也有4种，它们的名称是：
、
、
、
。
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
3、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制
需要 、 、 、和________　　　　　　　　　　　　等条件。DNA分子的 结构能够为复制提供精确的模板，通过 保证了复制能够正确地进行。
模板
原料
能量
酶
双螺旋
碱基互补配对
4、将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是
（ ）
A、DNA连接酶 B、DNA酶
C、DNA解旋酶 D、DNA聚合酶
5、1条染色单体含有1个双链的DNA分子，那么，四分体
时期中的1条染色体含有（ ）
A、4个双链的DNA分子
B、2个双链的DNA分子
C、2个单链的DNA分子
D、1个双链的DNA分子
D
B

6、以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（ ）
A. “－T－A－G－” B. “－U－A－G－”
C. “－T－A－C－” D. “－T－U－G－”
A
7、一个DNA分子经过3次复制后，保留 有原来母链的子代DNA分子占全部子代 DNA分子的比例为（ ）; 原来的母链 占全部脱氧核苷酸链的比例为( )。 A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
B
C
2/23=1/4
2/（23×2）=1/8
8、已知某DNA分子中含腺嘌呤(A)200个，占全部DNA碱基总数的20%，该DNA连续复制4次，环境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C）的数目为( )
A.1600个 B.3200个
C.4500个 D.4800个
【解析】
(1)求出该DNA分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：
200/20%=1000(个)
(2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核
苷酸：［1000-(200×2)］/2=300(个)
(3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
（24－1）×300=4500(个)
C
⑴、G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0 、G1 、G2 。

A
B
D
⑵、G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是 。
0:1:1
9、以含有31P标志的大肠杆菌放入32P的培养液中，培养2代。离心结果如右：
能力提升
⑷、上述实验结果证明了DNA的复制方式是 。
31P
31P 和32P
⑶、图中① ②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是： ， 。
半保留复制
10.1个DNA分子经过4次复制，形成16个DNA分子，其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有（ ）
A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个
11.DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ）
A.分裂前期 B. 分裂中期
C. 分裂后期 D. 分裂间期
12.下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ ）
A. DNA复制过程中需要酶的催化
B. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供
C. DNA 分子是边解旋复制的
D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板
13.以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（ ）
A. “－T－A－G－” B. “－U－A－G－”
C. “－T－A－C－” D. “－T－U－G－”
14.由15N标记细菌的DNA，然后又将14N来供给这种细菌，于是该细菌便用14N来合成DNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们中含14N链的DNA与15N链的DNA比例是（ ）
A、4：1 B、2：1
C、1：1 D、3：1
A
15.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（I和II），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：
（1）由实验结果可以推出第一代（I）细菌DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。
（2）中链含有氮元素是 。
（3）将第一代（I）转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是
（4）上述实验表明DNA分子复制的特点是
15N母链
14N新链
15N和14N
1/2中链，1/2重链
半保留复制
16．下列关于DNA复制过程的正确顺序是 （ ）
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构
A.①③④②⑤ B.①④②⑤③
C.①③⑤④② D.③①④②⑤
D
17．DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（ ）
A．G与C??B．A与C?? C．G与A?? D．G与T
A
18．DNA复制的基本条件是（ ）
A．模板，原料，能量和酶???
B．模板，温度，能量和酶
C．模板，原料，温度和酶???
D．模板，原料，温度和能量
A