第3章第3节 DNA的复制ppt课件-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.zip

第第3节节 DNA的复制的复制 DNA DNA作为遗传物质，必须实现自我复制，才能在作为遗传物质，必须实现自我复制，才能在亲代与子代之间传递信息。亲代与子代之间传递信息。DNADNA怎样进行复制呢？怎样进行复制呢？P53问题探讨问题探讨 沃森和克里克在发表沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。遗传物质进行复制的一种可能的机制。”1、碱基互补配对原则暗示、碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？的复制机制可能是怎样的？可能要先解开可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。补配对合成互补链。2、科学研究需要、科学研究需要大胆的想象大胆的想象，但是得出结论必须建立在，但是得出结论必须建立在确凿的证据确凿的证据之上。之上。p53一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测 沃森和克里克发表了沃森和克里克发表了DNADNA双螺旋模型之后，双螺旋模型之后，提出提出DNADNA半保留复制半保留复制的假说。的假说。半保留复制半保留复制全保留复制全保留复制新形成的每个新形成的每个DNA中都保留中都保留了原来了原来DNA中的一条链中的一条链 子代子代DNA的双链都是新合成的的双链都是新合成的 二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据19581958年，科学家年，科学家梅塞尔森和斯塔尔，以梅塞尔森和斯塔尔，以大肠杆菌为大肠杆菌为实验材料实验材料，运用运用同位素标记技术同位素标记技术进行进行实验，证实实验，证实DNADNA以半保留的方式复制。以半保留的方式复制。【背背景景知知识识】1515N N和和1414N N是是N N元元素素的的两两种种稳稳定定性性同同位位素素，这这两两种种同同位位素素的的相相对对原原子子质质量量不不同同，含含1515N N的的DNADNA比比含含1414N N的的DNADNA密密度度大大，因因此此利利用用离离心心技技术术可可以以在在试管中试管中区分含有不同区分含有不同N N元素的元素的DNADNA。轻带中带重带1414NN/1414NNDNADNA1515NN/1414NNDNADNA1515NN/1515NNDNADNA 含两条含两条1515N N链链的的DNADNA密度大，离心后在试管底部（重带）密度大，离心后在试管底部（重带）；含一条含一条1515N N链，一条链，一条1414N N链链DNADNA，密度较小，密度较小，离心后在试管中间（中带）离心后在试管中间（中带）；含两条含两条1414N N链的链的DNADNA，密度最小，离心后在试管上端（轻带），密度最小，离心后在试管上端（轻带）。注意。注意1414N N和和 15 15N N都没有放射性。都没有放射性。1515N/N/1515N-DNAN-DNA1515N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1414N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA如果如果DNADNA复制复制是是半保留复制半保留复制第一代会出第一代会出现的结果是现的结果是第二代会出第二代会出现的结果是现的结果是提取DNA，离心转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂1次提取DNA，离心提取DNA，离心1515N/N/1515N-DNAN-DNA细胞再分裂1次1515N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1414N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA大肠杆菌在含大肠杆菌在含1515NHNH4 4ClCl的的培养液中生长若干代培养液中生长若干代实验将方框将方框中的内中的内容填写容填写出来出来演绎推理实验结果和预期的一致，说明实验结果和预期的一致，说明DNADNA的的复制是以半保留的方式进行的复制是以半保留的方式进行的。转移到含转移到含1414NHNH4 4ClCl的的培养液中培养液中1515N/N/1515N N1414N N/1414N N14N/14N14N/14N14N/14N1515N/N/1515N N15N/15N亲亲代代子子一一代代子子二二代代重带重带15N/15N重带重带15N/15N轻带轻带14N/14N轻带轻带14N/14N重带重带15N/15N 假假设设DNADNA是是全全保保留留复复制制，复复制制一一次次离离心心后后试试管管中中DNADNA的的位位置会是怎样的？置会是怎样的？复制两次呢？复制两次呢？作出假说演绎推理实验验证2 2 2 2、推测可能的复制方式、推测可能的复制方式、推测可能的复制方式、推测可能的复制方式3 3 3 3、推理推理推理推理、探究几种复制模式下得到子代、探究几种复制模式下得到子代、探究几种复制模式下得到子代、探究几种复制模式下得到子代DNADNADNADNA的可能情况，的可能情况，的可能情况，的可能情况，预测预测预测预测可能实验结果可能实验结果可能实验结果可能实验结果5 5 5 5、结论结论结论结论：DNADNADNADNA复制是半保留复制复制是半保留复制复制是半保留复制复制是半保留复制1 1 1 1、DNADNADNADNA的是如何复制的的是如何复制的的是如何复制的的是如何复制的?提出问题半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制全保留复制全保留复制全保留复制全保留复制假假说说演演绎绎法法4 4 4 4、证明、证明、证明、证明DNADNADNADNA半保留复制的半保留复制的半保留复制的半保留复制的实验实验实验实验得出结论DNADNA复制方式的探究历程复制方式的探究历程1.1.概念概念:指指以亲代以亲代DNADNA为模板为模板合成子代合成子代DNADNA的过程。的过程。4.4.复制过程复制过程:a.a.解旋解旋 b.b.形成子链形成子链 c.c.螺旋化螺旋化 3.3.场所场所:细胞核细胞核（主要）、线粒体、叶绿体（主要）、线粒体、叶绿体在细胞分裂前的在细胞分裂前的间期间期，随着染色体的复制而完成。，随着染色体的复制而完成。三、三、DNA复制的过程复制的过程2.2.时间：时间：DNADNA聚合酶只能催化子链聚合酶只能催化子链从从55端端33端延伸端延伸5.5.特点：特点：边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制、半保留复制（方式）（方式）三、三、DNA复制的过程复制的过程8.8.意义意义:DNADNA通过复制，把遗传通过复制，把遗传信息传递给子代，从而信息传递给子代，从而保持了遗传信息的连续保持了遗传信息的连续性性。7.7.精确复制的原因精确复制的原因:规则的双螺旋结构；碱基互补配对原则规则的双螺旋结构；碱基互补配对原则6.6.条件条件亲代亲代DNADNA的的两条两条母链母链细胞中游离的种脱氧核苷酸细胞中游离的种脱氧核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶聚合酶 模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶：酶：复制1次复制2次复制3次N15N14N15N15N15N15N15N14N15N15N14四、四、DNADNA复制过程中数量关系变化复制过程中数量关系变化将含将含15N标记的标记的DNADNA放在放在含含14N的培养基中连续复的培养基中连续复制制3 3代，子代代，子代DNADNA含含N N情情况怎样？况怎样？1 1个个DNADNA分子复制分子复制n n次，产生子代次，产生子代DNADNA数为数为 ；其中含母链的其中含母链的DNADNA数为数为 ，所占的比例为，所占的比例为 ；完全含母链的完全含母链的DNADNA数为数为 ，不含母链的不含母链的DNADNA数为数为 ，所占比例为，所占比例为 ；含子链的含子链的DNADNA数为数为 ，所占比例为，所占比例为 ；子代子代DNADNA链数为链数为 ，母链占，母链占DNADNA链数比例链数比例 。2n202n_22n100%2n+12482n12n2n_22n2四、四、DNADNA复制过程中数量关系变化复制过程中数量关系变化一个一个DNADNA分子中含某碱分子中含某碱基基m m个，个，DNADNA复制复制n n次次，共需游离的该碱基个数共需游离的该碱基个数为为 ；第第n n次次复制复制需游离需游离的该碱基个的该碱基个数为数为 。m(2n-1)m 2n-12、细菌在含、细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱的含氮碱基皆含有基皆含有15N，然后再将其移入含，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取的培养基中培养，抽取亲代及子代的亲代及子代的DNA离心分离，如图离心分离，如图为可能的结果，下为可能的结果，下列叙述错误的是列叙述错误的是()CA子一代子一代DNA应为应为 B子二代子二代DNA应为应为C子三代子三代DNA应为应为 D亲代的亲代的DNA应为应为1 1、下列关于、下列关于DNADNA复制的说法复制的说法,其中不正确的是其中不正确的是()()A.DNA A.DNA复制过程中需要酶的催化复制过程中需要酶的催化 B.DNA B.DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供复制过程中需要的能量直接由糖类提供 C.DNA C.DNA分子是边解旋边复制的分子是边解旋边复制的 D.DNA D.DNA复制过程中两条母链均可作模板复制过程中两条母链均可作模板 B巩固练习巩固练习 3 3、将一个、将一个DNADNA分子进行标记，在普通培养基上，让分子进行标记，在普通培养基上，让其连续复制其连续复制3 3次，在最后得到的次，在最后得到的DNADNA分子中，被标记分子中，被标记的脱氧核苷酸链占的脱氧核苷酸链占DNADNA总脱氧核苷酸链的比例（总脱氧核苷酸链的比例（）A.1/32 A.1/32B.1/16 B.1/16 C.1/8C.1/8 D.1/4 D.1/4 4 4、某、某DNADNA中共有中共有200200个碱基对，其中有个碱基对，其中有A 80A 80个，当个，当DNADNA分子连续复制分子连续复制两两次，细胞核中参与复制的游离胞嘧啶次，细胞核中参与复制的游离胞嘧啶脱氧核苷酸共有（脱氧核苷酸共有（）A.180 A.180个个 B.240B.240个个 C.360C.360个个 D.480D.480个个 CC第第3 3次复制要消耗次复制要消耗游离胞嘧啶脱氧核苷酸游离胞嘧啶脱氧核苷酸()()D 20162016年新课标年新课标I I卷，卷，T29T29 将某噬菌体一个将某噬菌体一个DNADNA分子分子的两条链用的两条链用3232P P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有不含有3232P P的培养基中培养一段时间。若得到的所有的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链噬菌体双链DNADNA分子都装配成噬菌体（分子都装配成噬菌体（n n个）并释放，个）并释放，则其中含有则其中含有3232P P的噬菌体所占比例为的噬菌体所占比例为_,_,原因是原因是 _ _ 。一个一个含有含有3232P P标记的双链标记的双链DNADNA分子经分子经半保留复制半保留复制后，标后，标记的记的两条单链两条单链只能只能分配到两个分配到两个噬菌体的噬菌体的双链双链DNADNA分子分子，因此在得到的因此在得到的n n个噬菌体中只有两个带有标记。个噬菌体中只有两个带有标记。2/n