【省级公开课】3.3DNA的复制课件2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2

1、DNA的复制的复制 DNA 可以复制吗可以复制吗?实验中哪些信息支持这个结论实验中哪些信息支持这个结论? 加入的四种脱氧核苷三磷酸起何作用加入的四种脱氧核苷三磷酸起何作用? 大肠杆菌研磨液为大肠杆菌研磨液为DNA 复制提供了哪些物质和条件复制提供了哪些物质和条件? 如果不加入如果不加入“模板模板”DNA，新，新DNA 可以合成吗可以合成吗?KornbergKornberg实验：实验： 把大肠杆菌磨碎，用其提取液加上把大肠杆菌磨碎，用其提取液加上4 种脱氧核种脱氧核苷三磷酸（放射性同位素标记），再加入极微量的苷三磷酸（放射性同位素标记），再加入极微量的“DNA模板模板” 和镁离子，保温和镁离子，

2、保温30min，发现，发现“放射性标记放射性标记”已进入了已进入了DNA部分，部分，说明有新合成的说明有新合成的DNA分子。提纯这些分子。提纯这些DNA分子并测定其碱基组成，分子并测定其碱基组成，发现它们同发现它们同 “模板模板DNA”组成惊人的相似。组成惊人的相似。19561956年，人类首次试管中合成年，人类首次试管中合成DNADNA一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测20 世纪中期，科学家提出关于世纪中期，科学家提出关于DNA复制的复制的3种可能模型：种可能模型：全保留复制：全保留复制：弥散复制：弥散复制：半保留复制：半保留复制：母母母母子子子子母母母母杂种链杂种链母母母母杂种链

3、杂种链母母母母母母子子子子母母DNA半保留复制的实验证据Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA1.作出假设半保留复制全保留复制弥散复制2.演绎推理 DNA复制是一种半保留式的复制 。 每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。问题1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的 子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的?（请同学们绘图表示）问题2:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法DNA半保留复制的实验证据Experimental Evidence for Semi-Retention Dupl

4、ication of DNA2.演绎推理亲代DNA分子同位素示踪（教材P53）问题3:如果用同位素(放射性)进行标记,用什么元素? 可用C、H、O、N、P问题4:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？ DNA半保留复制的实验证据Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA2.演绎推理15N / 14N-DNA15N / 15N-DNA14N / 14N-DNA15N / 14N-DNA15N14N亲代 DNA子一代DNA子二代DNA15N15N14N15N1

5、4N15N14N14N14N14N14N15NDNA半保留复制的实验证据Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA2.演绎推理问题问题5: 要验证上述预测，就要分别观察亲代和子代的情况，但实验中，复制要验证上述预测，就要分别观察亲代和子代的情况，但实验中，复制后的后的DNA分子混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？分子混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？ 密度梯度离心密度梯度离心DNA半保留复制的实验证据Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication

6、of DNA3.验证假设第一代第一代第二代第二代第三代第三代DNA半保留复制的实验证据Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA4.得出结论15N/15N-DNA重带重带15N/14N-DNA中带中带15N/14N-DNA14N/14N-DNA轻带轻带中带中带DNA的复制方式为半保留复制的复制方式为半保留复制解旋酶解旋酶催化催化解旋：解旋：模板模板（在（在DNA聚合酶聚合酶的催化下，利用的催化下，利用游离游离的脱氧核苷酸进行的脱氧核苷酸进行）合成子链合成子链:以母链为模板按照碱以母链为模板按照碱基互补配对原则合成基互补

7、配对原则合成子链子链母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）盘旋形成子代盘旋形成子代DNA:同时进行同时进行组成组成1、定义、定义： 以亲代以亲代DNA为模板合成子代为模板合成子代DNA的过程的过程2、时间、时间： 有丝分裂有丝分裂前的前的间期、减数分裂前的间期间期、减数分裂前的间期3、场所：、场所： 真核生物：真核生物：细胞核（主要）细胞核（主要）、叶绿体、线粒体、叶绿体、线粒体原核生物：细胞质原核生物：细胞质模板：模板： 亲代亲代DNA分子的两条链分子的两条链4、条件：、条件：原料：原料： 游离的游离的4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸（A、G、C、T） 能量：能量： 酶：酶： ATP （

8、呼吸作用提供）（呼吸作用提供）解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等二、二、DNADNA复制的过程复制的过程5、DNA复制的过程复制的过程 解旋：合成子链：合成子链：形成子代形成子代DNA：利用利用 提供的能量（提供的能量（ATP），在），在 的的作用下，把两条螺旋的双链解开。作用下，把两条螺旋的双链解开。以解开的每一段母链为以解开的每一段母链为 ，以，以_ 为原料，遵循为原料，遵循_ 原则，在有关原则，在有关 的作用下，的作用下，合成与母链互补的子链。合成与母链互补的子链。每条子链与其对应的每条子链与其对应的 盘旋成双螺盘旋成双螺旋结构，形成旋结构，形成 个与亲代个与亲代_ 的的DNA。细胞

9、细胞解旋酶解旋酶模板模板互相配对互相配对酶酶离的脱氧核苷酸离的脱氧核苷酸母链母链两两相同相同四种游四种游碱基碱基完全完全6、DNA复制的特点、原则复制的特点、原则边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制原则：原则：碱基互补配对原则碱基互补配对原则特点：特点：DNA复制的过程The process of DNA replication+二条母链的碱基顺序是否相同？二条子链的碱基顺序是否相同？新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？不同，互补相同不同，互补7、结果结果:形成两个完全相同完全相同的DNA分子。8准确复制的原因准确复制的原因 (1)DNA分子独特的双_结构提供了精确的模板。 (2)通过

10、_保证了复制的准确进行。9意义意义 将_从亲代传给子代，保持了_的连续性。DNA复制的过程The process of DNA replication碱基互补配对遗传信息遗传信息螺旋亲代亲代子一代子一代子二代子二代子三代子三代14N一个亲代DNA分子经复制n 次后15N15NDNA复制过程中的相关计算亲代亲代DNA分子经分子经 n 次复制后，则次复制后，则（1）DNA分子数分子数子代子代DNA分子数：分子数：含含15N的的DNA分子数：分子数：2n个个2个个2n-2个个三、DNA复制过程中的相关计算只含只含15N的的DNA分子数：分子数：0个个含含14N的的DNA分子数是分子数是：2n个个只含

11、只含14N的的DNA分子数是分子数是：既含有既含有14N又含又含15N的杂种的杂种DNA分子数是分子数是2个个（2）脱氧核苷酸链数）脱氧核苷酸链数子代子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：分子中脱氧核苷酸链数：亲代脱氧核苷酸链数：亲代脱氧核苷酸链数：新合成的脱氧核苷酸链数：新合成的脱氧核苷酸链数： 2n+1条条2条条2n+1-2条条（3）消耗的脱氧核苷酸数）消耗的脱氧核苷酸数若一亲代若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m个，个，则经过则经过n次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为：次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m(2n-1)第第n次复制时所需游离的该脱氧核苷酸数为：次复制时所

12、需游离的该脱氧核苷酸数为： 。m22n-1 n-1 1.一个有一个有15 N标记的标记的DNA分子放在没有标记的环境中分子放在没有标记的环境中培养培养,复制复制5次后标记的次后标记的DNA分子占分子占DNA分子总数的分子总数的（ ）A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/322.1个个DNA分子经过分子经过4次复制次复制,形成形成16个个DNA分子分子,其中不其中不含亲代母链的含亲代母链的DNA分子为（分子为（ ）A.2个个 B.8个个 C.14个个 D.32个个C C 练习练习3.一个被放射性元素标记双链一个被放射性元素标记双链DNA的噬菌体侵染细的噬菌体侵染细菌菌,若此细菌破裂后释

13、放出若此细菌破裂后释放出n个噬菌体个噬菌体,则其中具有放则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的（射性元素的噬菌体占总数的（ ）A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2C 4.假设将含有一对同源染色体的精原细胞的假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分分子用子用15N标记，并供给标记，并供给14N为原料，该细胞进行减数为原料，该细胞进行减数分裂产生的分裂产生的4个精子中，含个精子中，含15N标记的标记的DNA的精子的精子所占比例为（所占比例为（ ）A.100% B.50% C.25% D.0A 随堂练习In-class practice方法便笺方法便笺ACTTGACGATGAACTGC

14、T复制染色体数目不变 DNA数目加倍 复制产生的两个子代复制产生的两个子代DNA分子位于分子位于一条染色体一条染色体的两条姐妹染色单体上的两条姐妹染色单体上，由，由着丝点着丝点连在一起，在连在一起，在有丝分有丝分裂后期裂后期或或减数第二次分裂后减数第二次分裂后期期着丝点分裂时分开，分别着丝点分裂时分开，分别进入两个子细胞中。进入两个子细胞中。ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCT随堂练习In-class practice方法便笺方法便笺5用用15N标记含有标记含有100个碱基对的个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶分子，其中有胞嘧啶60个，该个，该DNA分子在含

15、分子在含14N的培养基中连续复制的培养基中连续复制4次。其结次。其结果不可能的是果不可能的是（ ） A含有含有15N的的DNA分子占分子占1/8 B含有含有14N的的DNA分子占分子占7/8 C消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个个 D产生了产生了16个个DNA分子分子随堂练习In-class practice方法便笺方法便笺 有一对染色体的细胞，DNA被15N标记，于14N的条件下分裂，问连续分裂两次，所得子细胞具有放射性的数量为_个ACTTGACGATGAACTGCT复制染色体数目不变 DNA数目加倍ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCT随堂练习In-class practice方法便笺方法便笺随堂练习In-class practice例2、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2