高中生物第3章基因的本质第3节DNA的复制课件新人教版必修2.ppt

第3节DNA的复制,教师参考,新课导入一:请同学们思考:细胞有丝分裂的意义是什么?提示:亲代细胞的DNA复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中。在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性,对于生物的遗传具有重要意义。那么DNA是怎样复制的呢?引入课题。新课导入二:展示两幅相同的“中国印舞动的北京”,让同学们看看两幅图有什么区别。提示:没有区别。同学们,这两幅图是复制而来的,所以两者没有区别,那么在生物界中的DNA要保持亲代子代之间相同,也需要复制。DNA是如何完成复制的呢?引入课题。,【学习目标】1.概述DNA分子的复制。2.探讨DNA复制的生物学意义。,自主学习,课堂探究,自主学习读教材学基础,一、对DNA分子复制的推测阅读教材P52,完成以下问题。1.提出者:。2.假说内容(1)解旋:DNA分子复制时,DNA分子的双螺旋解开,互补碱基之间的.断裂。,沃森和克里克,氢键,(2)复制,两条单链,脱氧核苷酸,碱基互补配对,(3)特点:新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,这种复制方式称做。,半保留复制,选择下列关于DNA分子复制的叙述,正确的是()A.复制不需要模板B.复制不消耗能量C.复制方式为半保留复制D.在核糖体内复制,C,二、DNA分子复制的过程阅读教材P54,完成以下问题。1.DNA复制的概念、时间、场所,DNA,间期,间期,2.DNA复制的过程,能量,解旋酶,螺旋,母链,脱氧核苷酸,DNA聚合酶,碱基互补配对,模板链,双螺旋结构,3.DNA复制的特点(1)过程:。(2)方式:半保留复制。4.DNA复制的意义将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了的连续性。5.准确复制的原因(1)DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。(2)通过原则保证了复制准确无误地进行。,边解旋边复制,遗传信息,碱基互补配对,判断(1)DNA分子先完全解开双螺旋然后再进行复制。()(2)DNA通过半保留复制合成的两条新链的碱基组成完全相同。()(3)DNA分子的两条链均作为复制时的模板。()(4)含32P的DNA分子在不含32P的环境连续复制三代,子代DNA分子中含32P的占1/8。(),探究一,课堂探究解疑难提能力,对DNA复制的理解,教师参考,问题引领:1.DNA复制的场所有哪些?真核细胞DNA复制的时间?2.DNA复制过程中需要哪些酶?复制产生的子代DNA分子位于哪种结构?,1.DNA复制的场所主要场所是细胞核,但在拟核、线粒体、叶绿体中也能进行DNA复制。2.真核生物细胞核中DNA复制发生的时间在体细胞中发生在有丝分裂间期;在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。3.复制所需的酶是指一个酶系统,不仅仅是指解旋酶和DNA聚合酶,还包括DNA连接酶等(1)解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。(2)DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。(3)DNA连接酶的作用是连接DNA片段。4.两个子代DNA的位置及分开时间复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上,由着丝点连在一起,在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开,分别进入两个子细胞中。,【典例1】(2017天津红桥区期末)下列关于DNA复制的叙述,正确的是()A.复制后的DNA分子组成同源染色体B.新形成的DNA分子中含有原DNA分子中的一条链C.DNA双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制D.复制过程需要酶的参与,但不消耗能量,解析:复制后的DNA分子组成姐妹染色单体,而不是同源染色体;DNA复制方式为半保留复制,因此新形成的DNA分子中含有原DNA分子中的一条链;DNA复制过程为边解旋边复制,而不是双螺旋结构全部解旋后才开始复制;DNA分子复制的四个基本条件是模板、原料、能量和酶。答案:B,方法透析DNA的复制过程中的“一、二、三、四”,备选例题,下列关于DNA复制的叙述中,不正确的是()A.根尖分生区细胞中的DNA复制主要发生在细胞核中B.DNA复制过程中,要消耗ATP且需要酶的催化C.脱氧核糖核苷酸是DNA复制的原料D.DNA复制时期,细胞中染色体数目加倍,D,解析:DNA复制时,DNA数目加倍,染色单体数目加倍,而染色体数目不加倍。,【题组演练】1.(2017福建龙岩期末)保证准确无误地进行DNA复制的关键是()A.解旋酶促使DNA的两条链分离B.模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构C.配对脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链D.游离的脱氧核苷酸上的碱基与母链碱基进行互补配对,解析:解旋酶促使DNA的两条互补链分离,为复制提供模板;模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构,是DNA复制完成阶段;在DNA聚合酶的作用下,配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链;游离的脱氧核苷酸与母链进行碱基互补配对,确保准确无误地进行复制。,D,2.下列关于DNA复制的说法,错误的是()A.通过DNA复制,遗传信息在亲子代细胞间始终保持不变B.以亲代DNA分子的两条母链分别作为模板进行复制C.复制过程中,始终按照碱基互补配对原则进行D.形成子链时,相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸间可形成磷酸二酯键,解析:通过DNA复制,将遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性,若复制出现差错,则会导致遗传信息在亲子代细胞间发生改变;在DNA复制过程中,以解开的亲代DNA分子两条母链的每一段为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链;在形成子链时,相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸间通过磷酸二酯键相连接。,A,探究二,教师参考,问题引领:1.若将15N标记的DNA分子放在含有14N的培养基中培养,复制n次后,子代DNA会出现怎样的结果?2.DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数有什么规律?,DNA分子复制的有关计算,DNA的复制方式为半保留复制,一个被15N标记的DNA分子在含有14N脱氧核苷酸的培养基中复制n次:,1.合成子代DNA分析,2.消耗的脱氧核苷酸数(1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过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m2n-1个。,【典例2】(2017江苏苏州期末)一个被32P标记的DNA双链片段有100个碱基对,其中腺嘌呤占碱基总数的20%,将其置于31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是()A.该DNA双链片段中含有胞嘧啶的数目是60个B.第三次复制过程需要240个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C.子代DNA中含32P的单链与含31P的单链之比为17D.子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为13,解析:腺嘌呤数目为100220%=40(个),该DNA双链片段中含有胞嘧啶的数目是(1002-402)2=60(个);第三次复制过程DNA分子数由4个变为8个,增加4个DNA分子,需要604=240(个)游离的胞嘧啶脱氧核苷酸;复制3次,共得到8个DNA分子,16条DNA单链,其中只有两条单链含32P,含32P的单链与含31P的单链之比为17;由于DNA的复制为半保留复制,子代DNA均含31P,子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为14。答案:D,备选例题,(2017安徽安庆期末)用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期、后期,一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是()A.中期20和20、后期40和20B.中期20和10、后期40和20C.中期20和20、后期40和10D.中期20和10、后期40和10,A,解析:玉米体细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的,在第一次有丝分裂结束后,每个子细胞中含有20条染色体,每条染色体上所含有的双链DNA分子中只有一条链被32P标记;在第二次有丝分裂的间期DNA分子完成复制后,每条染色体含2个DNA分子,这2个DNA分子分别位于组成该染色体的2条姐妹染色单体上,其中只有一条染色单体上的DNA被32P标记,所以有丝分裂前期和中期的细胞中都有20条被标记的染色体。在有丝分裂后期,因着丝点分裂导致2条姐妹染色单体分开成为2条子染色体,此时细胞中的染色体数目加倍为40条,其中被标记的染色体有20条。,【题组演练】1.将含有15N15NDNA的大肠杆菌放入以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养n代,分离出细菌中的DNA做密度梯度超速离心和分析。下列叙述错误的是()A.离心后的条带分布于离心管的上部和中部B.离心后的条带分布于离心管上部的占(2n-2)/2nC.含有15N的子代DNA分子占总数的1/2nD.含有14N的子代DNA分子占总数的100%,解析:培养n代后,培养液中有两种DNA,一种只含有14N,另一种含15N和14N,离心后的条带分布于离心管的上部和中部;2n-2个DNA只含有14N,DNA总量为2n,故离心后的条带分布于离心管上部的占(2n-2)/2n;含有15N的子代DNA分子有两个,占总数的1/2n-1;由于DNA复制是半保留复制,所以每个DNA中都含有14N。,C,2.(2017湖南衡阳月考)假设果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用15N进行标记,正常情况下该细胞分裂形成的精细胞中,含15N的精细胞所占的比例为多少?假设果蝇的一个体细胞中的一个DNA分子用15N进行标记,正常情况下该细胞进行两次有丝分裂形成的子细胞中,含15N的细胞所占的比例为()A.50%、100%B.100%、100%C.50%、50%D.100%、50%,C,解析:一个精原细胞减数分裂形成4个精子中,两个含有15N,两个不含,标记的比例为1/2;在有丝分裂间期,DNA进行半保留复制,一次复制产生的2个DNA分子均含有15N,分裂进入两个子细胞,每个子细胞均有1个含15N的DNA,所以比例为100%。第二次复制时,由于含15N的DNA分子两条链中只有一条链含有15N,另一条单链没有,因此两次分裂产生的4个子细胞中有两个含有15N,另外两个没有,比例为50%。,图说教材：DNA分子的复制过程,(1)DNA分子复制的过程主要包括三个步骤:解旋、合成子链、形成子代DNA。解旋:利用细胞提供的能量,并在解旋酶的作用下打开碱基对之间的氢键,从而将两条螺旋的双链解开一部分,如图中的“解旋”。合成子链:利用细胞提供的能量,且在DNA聚合酶等酶的作用下,以解开的DNA分子的两条母链为模板,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链,如图中的“合成子链”。形成子代DNA:每条新链与相应的模板链盘绕成双螺旋结构,如图中的“形成子代DNA”。(2)DNA分子复制的特点是边解旋边复制、半保留复制。(3)DNA分子的双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板,碱基互补配对保证复制的准确进行。,【跟踪训练】(2017河南豫北月考)据研究,蛋白laminA在维持细胞核中DNA结构的稳定性中起到了核心作用。这种蛋白能让染色质内部形成“交联”,在细胞核中限制DNA的行动。这种结构保护了染色质的完整性,同时允许DNA正常复制。下列有关叙述正确的是()A.通过DNA分子的复制,储存在DNA中的遗传信息实现稳定表达B.染色体解螺旋形成染色质,为DNA的复制创造了有利条件C.去除蛋白laminA后,染色质的运动高度分散而且不能复制D.严格的碱基互补配对原则即可保证DNA分子复制准确无误,B,解析:通过DNA分子的复制,储存在DNA中的遗传信息能稳定遗传;染色体解螺旋形成染色质,有利于DNA打开其空间结构,为DNA的复制创造了有利条件;由题意可知,去除蛋白laminA后,染色质的运动高度分散而且DNA复制速度较快;DNA复