（新教材）2019新人教版高中生物必修二3.3DNA的复制 ppt课件.ppt

1、第3节 DNA的复制第第3 3章章 基因的本质基因的本质细胞减数分裂和受细胞减数分裂和受精作用使生物的亲精作用使生物的亲代与子代之间保持代与子代之间保持遗传性状的稳定遗传性状的稳定性，这是为什么性，这是为什么? ?DNADNA分子是怎样进行复制的呢分子是怎样进行复制的呢? ? 概述概述DNADNA通过半保留方式进行复制。通过半保留方式进行复制。1.1.了解对了解对DNADNA复制方式的早期推测。复制方式的早期推测。（科学思维）（科学思维）2.2.说出说出DNADNA半保留复制方式的实验证据。半保留复制方式的实验证据。（科学思维、科学探究）（科学思维、科学探究）3.3.掌握掌握DNADNA复制的

2、过程和特点。复制的过程和特点。（科学思维）（科学思维） 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养，让我们一起让我们一起 吧！吧！进进走走课课堂堂1.1.全保留复制：全保留复制：新复制出的分子直接形成，完新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。全没有旧的部分。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA一、对一、对DNADNA复制的推测和复制的推测和DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据2.2.半保留复制：半保留复制：形成的分子一半是新的，一半形成的分子一半是新的，一半是旧的。是旧的。复制一次复制一次3.3.分散复制（弥散复制）：分散复制（弥散

3、复制）：新复制的分子中新新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；旧都有，但分配是随机组合的；复制一次复制一次【作出假设】【作出假设】DNADNA复制是一种复制是一种半保留半保留式的复制。式的复制。对对DNADNA复制方式的探究复制方式的探究 半保留复制半保留复制假说假说演绎法演绎法每个子代每个子代DNADNA均由均由1 1条条母链母链和和1 1条条子链子链组成。组成。问题问题: :如果要在实验中直观地区别、如果要在实验中直观地区别、“标识标识”母链或子链母链或子链, ,可以采取什么办法？可以采取什么办法？ 问题问题1 1: :如果如果DNADNA是半保留复制，是半保留复制，复制后得到的子一

4、代复制后得到的子一代DNADNA和子二和子二代代DNADNA的组成是怎样的的组成是怎样的? ?亲代亲代DNADNA分子分子同位素标记的方法。同位素标记的方法。【演绎推理】【演绎推理】问题问题: :如果用同位素进行标记如果用同位素进行标记, ,应标记什么元素应标记什么元素? ? 可用可用C C、H H、O O、N N、P P元素。元素。亲代亲代DNADNA分子分子亲代亲代DNADNA分子分子1515N/N/1414N N-DNA (-DNA (全部全部) )1515N/N/1414N N-DNA(1/2) -DNA(1/2) 1414N N/ /1414N N-DNA(1/2) -DNA(1/2

5、) 子一代：子一代： 子二代：子二代： 亲亲 代：代： 1515N/N/1515N-DNA (N-DNA (全部全部) )问题问题: :如果亲代如果亲代DNADNA是是1515N N的，放在的，放在1414N N的环境中进行培养，则的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代亲代、子一代、子二代DNADNA分别含有哪种分别含有哪种N N元素？元素？ 通过离心使其发生分层通过离心使其发生分层( (1515N N质量大于质量大于1414N)N)。复制前复制前复制后复制后问题问题: : 要验证上述预测要验证上述预测, ,就要分别观察亲代和子代的就要分别观察亲代和子代的情况情况, ,但实验中但实验中, ,

6、复制后的复制后的DNADNA分子混合在一起，不易分子混合在一起，不易分分离离。怎么解决这个问题？。怎么解决这个问题？ 问题问题: :如果对亲代、子一代、子二代的如果对亲代、子一代、子二代的DNADNA都都分别进行离心，结果会怎样分布？分别进行离心，结果会怎样分布？【验证假设【验证假设】针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力，体现了科学探究的核心素养。思考：改用思考：改用3232P P、3535S S标记可以吗？标记可以吗？作出假设作出假设演绎推理演绎推理验证假设验证假设假说假说演绎演绎【小结小结】 （1 1）DNADNA的复制方式是半保留复制的复制

7、方式是半保留复制（2 2）子代）子代DNADNA可能的情况及如何设可能的情况及如何设计实验验证这种现象计实验验证这种现象（3 3）通过实验进行验证）通过实验进行验证得出结论得出结论基于生物学事实和证据运用演绎与推理方法，体现了科学思维的核心素养。1DNA1DNA2DNA2DNA单链（母）单链（母）（母十子）（母十子）（母十子）（母十子） 子子 DNA DNA 子子DNADNA2DNA2DNA与复印材料不同，因为与复印材料不同，因为DNADNA分子的复制并没有形成一个分子的复制并没有形成一个完整的新的完整的新的DNADNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两分子，而是形成了一半新、一半旧的两个个D

8、NADNA分子，并且原来旧的分子，并且原来旧的DNADNA也不存在了。也不存在了。思考：有人认为DNA复制就和复印材料一样，一张材料复印一次也可以得到两张相同的材料。这种说法对不对，为什么？ DNADNA的复制过程的复制过程 解旋解旋合成子链（配对、聚合）合成子链（配对、聚合）形成子代形成子代DNADNA阅读思考：阅读思考：DNADNA的复制过程包括哪几个主要环节？的复制过程包括哪几个主要环节？ 【讨论讨论】两条母链的碱基顺序是否相同？两条母链的碱基顺序是否相同？ 两条子链的碱基顺序是否相同？两条子链的碱基顺序是否相同？ 新合成的两个新合成的两个DNADNA碱基顺序是否相同？碱基顺序是否相同？

9、不同，互补不同，互补相同相同不同，互补不同，互补针对特定的生物学现象，进行观察、提问与讨论的能力。体现了科学探究的核心素养。DNADNA复制复制 时间时间场所场所条件条件原则原则特点特点 结果结果意义意义有丝分裂的间期有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期主要在细胞核主要在细胞核模板、酶、原料、能量等模板、酶、原料、能量等碱基互补配对原则碱基互补配对原则半保留复制半保留复制子链与母链结合，构成两个新的子链与母链结合，构成两个新的DNADNA分子分子保持了遗传信息的连续性保持了遗传信息的连续性边解旋边复制边解旋边复制条件：(1) 模板：亲代DNA的两条链(两条母链) (2)

10、 原料：四种脱氧核苷酸 (3) 酶：解旋酶、 DNA聚合酶等 (4) 能量：ATPDNADNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。DNADNA准确复制的原因：准确复制的原因：规律：规律：若亲代若亲代DNADNA分子中该脱氧核苷酸数为分子中该脱氧核苷酸数为a a，经，经 n n 次次复制后，复制后，所需游离的某脱氧核苷酸数为：所需游离的某脱氧核苷酸数为： R R =a (2=a (2n n-1)-1)复制复制第第n n次次所需的该脱氧核苷酸数：所需的该脱

11、氧核苷酸数： R =a2 R =a2n-1n-1基于生物学事实和证据运用归纳与概括方法，体现了科学思维的核心素养。DNADNA复制复制的推测的推测DNADNA复复制实验制实验证据证据DNADNA复制复制全保留复制半保留复制实验过程实验结果实验结论基本条件过程特点用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离亲代：一条DNA带（底部）第一代：一条DNA带（中间）第二代：两条DNA带（中间、上部）DNA复制是半保留复制解旋合成子链重新螺旋模板酶能量原料DNA的两条链四种脱氧核苷酸边解旋边复制解旋酶DNA聚合酶证明参与参与A A【例【例1 1】对对DNADNA

12、分子复制的叙述中，错误的是（分子复制的叙述中，错误的是（ ） A A复制发生在细胞分裂的中期复制发生在细胞分裂的中期 B B复制是一个边解旋边复制的过程复制是一个边解旋边复制的过程 C C复制遵循碱基互补配对原则复制遵循碱基互补配对原则 D D复制过程需要能量、酶、原料和模板复制过程需要能量、酶、原料和模板DNA分子复制发生在细胞分裂的间期，是一个边解旋分子复制发生在细胞分裂的间期，是一个边解旋边复制的过程，遵循碱基互补配对原则，需要模板、边复制的过程，遵循碱基互补配对原则，需要模板、酶、脱氧核苷酸和能量。酶、脱氧核苷酸和能量。D D【例【例2 2】正常情况下，不发生正常情况下，不发生DNAD

13、NA复制的细胞是（复制的细胞是（ ） A A分裂的受精卵分裂的受精卵 B B癌细胞癌细胞 C C根尖分生区细胞根尖分生区细胞 D D成熟的表皮细胞成熟的表皮细胞成熟的表皮细胞属于高度分化的细胞，不再进行细胞成熟的表皮细胞属于高度分化的细胞，不再进行细胞分裂，分裂，DNA分子也不再进行复制。分子也不再进行复制。【例【例3 3】假设一个含假设一个含3131P P的的DNADNA分子含有分子含有1 0001 000个碱基对个碱基对, ,将这个将这个DNADNA分子放在用分子放在用3232P P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次, ,则新形成的则新形成的DNA

14、DNA分子的相对分子质分子的相对分子质量比原来增加了量比原来增加了( () )A.1 000A.1 000B.2 000 B.2 000 C.500C.500D.D.无法确定无法确定A A根据根据DNA分子半保留复制特点分子半保留复制特点,复制一次复制一次,新形成的新形成的DNA分子中有一条分子中有一条链含有链含有32P(1 000个碱基个碱基),一条链含一条链含31P(1 000个碱基个碱基),所以新形成的所以新形成的DNA分子的相对分子质量比原来增加了分子的相对分子质量比原来增加了1 000。【例【例4 4】 某一个某一个DNADNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为分子的碱基总数中，腺嘌呤为20

15、0200个，复制个，复制n n次后，消耗周次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸30003000个，该个，该DNADNA分子已经复制了几次（是第几分子已经复制了几次（是第几代）（代）（ ）A A三次（第四代）三次（第四代） B B四次（第五代）四次（第五代）C C五次（第六代）五次（第六代） D D六次（第七代）六次（第七代）B B关键是掌握关键是掌握DNA复制的特点和识记相关的公式，明复制的特点和识记相关的公式，明确最初的母本的两条是不需要提供原料来合成的。确最初的母本的两条是不需要提供原料来合成的。【例【例5 5】如图为真核细胞如图为真核细胞DNADNA复制过

16、程模式图复制过程模式图, ,请根据图示过程请根据图示过程, ,回答问题回答问题: : (1)(1)由图示得知由图示得知,1个个DNA分子复制出乙、丙分子复制出乙、丙2个个DNA分子分子,其方式是其方式是_。 (2)DNA(2)DNA解旋酶能使双链解旋酶能使双链DNA解开解开,但需要细胞提供但需要细胞提供_。 (3)(3)从图中可以看出合成两条子链的方向从图中可以看出合成两条子链的方向_。 (4)(4)细胞中细胞中DNA复制的场所是复制的场所是_;在复制完成后在复制完成后,乙、丙分开的时乙、丙分开的时期为期为_ 。 半保留复制半保留复制能量能量相反相反细胞核、线粒体、叶绿体细胞核、线粒体、叶绿体有丝分裂后期、减数第二次分裂后期有丝分裂后期、减数第二次分裂后期 成功不一定属于走得最快的人，往往属于一直走的人，凡事贵在坚持。