【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一生物必修二 3.3 DNA的复制 课件（27张PPT）

温故知新：
DNA的基本组成单位是 ，
根据 的不同可分为 种。
2.DNA双螺旋结构的特点有哪些？
碱基之间遵循什么原则？
脱氧核苷酸
4
①两条链 反向平行 双螺旋
②脱氧核糖和磷酸交替连接排列在
外侧，构成基本骨架
③碱基通过氢键形成碱基对，排列
在内侧，遵循碱基互补配对原则
碱基
瞧! 我们爷俩长的，
咋就这么像呢？
问题探讨：
1、碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。
2、科学研究需要大胆的想象，但得出结论必须建立在确凿的证据之上。
3.3 DNA的复制
什么是DNA的复制？
DNA分子的复制是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程.
DNA分子是如何复制的？
最早提出的DNA复制模型有：
新复制的子代DNA分子直接形成，完全没有旧的部分；
形成的子代DNA分子一半是新的，一半是旧的；
一、对DNA分子复制的推测
1、半保留复制
2、全保留复制
沃森和克里克推测是半保留复制模型
如果要设计实验证明哪个观点是正确的，你认为最基本的思路是什么？
把复制的子链和原来的母链做上标记，然后观察它们在子代DNA中出现的情况。
一、对DNA复制的推测(续)
探究DNA分子复制方式
实验设计
关键:
区分亲、子代DNA
实验方法:
同位素标记法和密度梯度离心技术
实验材料:
大肠杆菌
实验者 :
梅塞尔森和斯塔尔
二、DNA半保留复制的实验证据
密度梯度离心技术
中带
(中间)
重带
(下部)
15N/15N
15N/14N
轻带
(上部)
14N/14N
15N
14N
——密度大
——密度小
DNA的两条链都被15N标记
将大肠杆菌放在15NH4Cl培养液生长繁殖若干代
分裂一次
分裂两次
提取离心
提取离心
15N/14N-DNA
提取离心
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
半保留复制
预期结果:
DNA的两条链都被15N标记
将大肠杆菌放在15NH4Cl培养液生长繁殖若干代
分裂一次
分裂两次
14N/14N-DNA
提取离心
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
提取离心
15N/15N-DNA
提取离心
全保留复制
预期结果:
分裂一次
分裂两次
提取离心
提取离心
15N/14N-DNA
提取离心
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
实际实验结果：
半保留复制
假说-演绎法
三、DNA复制的过程
DNA复制的时间:
DNA复制的场所:
有丝分裂的间期；减数分裂Ⅰ前的间期
主要在细胞核；
线粒体、叶绿体----半自主细胞器
原核细胞的拟核
DNA复制的概念:
以亲代DNA的两条链作为模板合成子代DNA的过程。
三、DNA复制的过程
DNA复制的条件:
DNA的两条链（母链）
四种脱氧核苷酸
解旋酶；DNA聚合酶；
DNA连接酶等
由细胞代谢提供ATP
模板:
原料:
能量:
酶:
碱基互补配对原则
原则:
解旋酶催化
1)解旋
模板
2)合成互补子链
母链（旧链）
子链（新链）
子代DNA:
边解旋边复制
组成
3)螺旋化:
DNA复制的过程:
新合成的子链只能从5’端向3’端延伸
三、DNA复制的过程
DNA复制的特点:
边解旋边复制；多起点复制；半不连续复制
DNA复制的意义:
保持了遗传信息的连续性，保证了物种的相对稳定性。
①DNA分子具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
②碱基遵循互补配对原则，使复制准确无误。
DNA准确复制的原因:
真核生物DNA复制：多起点不同时双向复制
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的。
三、DNA复制的过程
有关DNA分子复制的计算规律
如果用15N标记DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次。
1.复制n次后，DNA分子总数、含有15N的DNA分子数、只含有15N的DNA分子数分别是多少？
2n个、2个、0个。
2.复制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？
2n个、(2n－2)个。
3.复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数（母链）、含14N的脱氧核苷酸链数（子链）分别是多少？
2n＋1条、2条、(2n＋1－2)条
一个DNA连续复制n次后，共有2n个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链2条，子链2n+1 ﹣2条
4.设亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则：
(1)经过n次复制，共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
m·(2n－1)个。
(2)在第n次复制时，需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？
m·2n－1个。
例：将 15N标记的DNA分子放在 14N 的培养基上培养， 经过3次复制，在所形成的子代 DNA中，含15N 的DNA占总数的比例和含15N的脱氧核苷酸链占总数的比例各为（ ）和（ ）
　A．1/16　B．l／8　C．1／4　　D．1／2
①
子一代
②
子二代
亲代
①
③
子三代
C
B
一、DNA复制与有丝分裂中的染色体标记问题
用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA；
一、DNA复制与有丝分裂中的染色体标记问题
用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)。
1个不含15N的洋葱根尖分生区细胞在含15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期，然后转入不含15N标记的培养液中继续培养至第二个细胞周期的分裂中期，下图能正确表示该细胞分裂中期的是(只考虑其中一条染色体上的DNA分子)
√
二、DNA复制与减数分裂中的染色体标记问题
用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
在减数分裂过程中细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有的DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N－DNA，子细胞的所有染色体都含15N。
假设某果蝇的一个精原细胞的全部染色体DNA分子均用15N标记，然后培养在含14N的培养基中，则该精原细胞经过减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的精子数目为
A.0　　　B.2　　　C.4　　　D.8
√
解析　根据DNA分子复制的过程可知，模板链是含15N的DNA链，原料是含14N的脱氧核苷酸，复制一次后，每个DNA分子都是一条链含有15N，另一条链含有14N，因此在减数分裂产生的四个精子中，每一个精子中的DNA组成都是一条链含15N，另一条链含14N，所以减数分裂形成的四个精子中所有的DNA均含有15N，C正确。
Thank you!