【生物】DNA的复制课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

第3节DNA的复制本节聚焦：1）怎样证明DNA是半保留复制的？2）DNA的复制过程是怎样的？3）DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？第3章基因的本质沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。”inthefollowingcommunications.Wewerenotawareofthedetailsoftheresultspresentedtherewhenwedevisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyonpublishedexperimentaldataandstereo-chemicalarguments.

Ithasnotescapedournoticethatthespecificpairingwehavepostulatedimmediatelysuggestsapossiblecopyingmechanismforthegengticmaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithasetofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子结构》论文节选碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？这句话中为什么要用“可能”二字？这反映科学研究具有什么特点？问题探讨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的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。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。半保留复制全保留复制对DNA复制的推测提出问题DNA以什么方式复制？作出假设DNA以半保留方式复制（全保留）如何来证明哪个观点是正确的？关键思路是什么？通过实验区分亲代和子代的DNA。如何区分亲代和子代的DNA？

14N和15N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同氮元素的DNA。知识.背景

将1个含15N/15N-DNA的亲代大肠杆菌置于含14NH4Cl的普通培养液中培养。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行离心。在右表中标记（DNA所在位置+宽度）代数全保留复制半保留复制亲代子一代子二代温馨提示：用不同颜色笔或实线虚线区分14N、15N。一、DNA半保留复制的实验证据

15N/14N14N/14N15N/14N一半轻带一半重带将15N标记的1个DNA分子在14N中培养2代，请预测3种推测中，子一代、子二代DNA的离心结果(位置及宽度)。预测离心结果全保留复制半保留复制子一代子二代15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N3/4轻带1/4重带全部中带一半轻带一半中带演绎推理一、DNA半保留复制的实验证据

1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,用同位素标记技术和离心技术，根据复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。实验验证实验结果与半保留复制（沃森、克里克提出）预期结果一致！结论：DNA的复制是半保留复制一、DNA半保留复制的实验证据

得出结论发现问题提出假说演绎推理实验验证半保留复制、全保留复制推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果结论：DNA复制是半保留复制DNA是如何复制的?证明DNA半保留复制的实验物理、化学技术对生物学研究具有重要意义！一、DNA半保留复制的实验证据

假说演绎法DNA的复制是怎样进行的？沃森、克里克：DNA双链解开→子链延伸→形成新DNA过程解旋模板：2条母链（以两条母链为模板，以细胞中4种游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在能量的驱动和DNA聚合酶的催化下，各自合成与母链互补的一条子链）——4个条件互补子链延伸二、DNA分子复制的过程（在解旋酶的作用下，氢键断裂,螺旋的双链解开）螺旋化，形成子代DNA特点2：半保留复制（随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断延伸。同时，每条新链与其对应的模板链螺旋成双螺旋结构。）特点1：边解旋边复制母链子链母链子链1.DNA复制的条件2.DNA复制的特点:边解旋边复制半保留复制①模板：②原料：③能量：④酶：亲代DNA的两条母链4种游离的脱氧核苷酸细胞提供的能量（ATP）3.DNA复制的方向:5'端→3'端（子链）5.DNA复制的意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。复制正确遗传复制出错变异氢键解旋多起点双向复制单起点双向复制4.DNA复制的起点和方向:原核生物：真核生物：abcdDNA聚合酶（形成磷酸二酯键）解旋酶（解螺旋，打开氢键）二、DNA分子复制的过程TCTTGCTCAGAACGAG1）规则的双螺旋结构为复制DNA提供精确的模板。

DNA通过复制，会将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。因此，DNA必须准确复制，请从下面结构中，找出其准确复制的因素：2）严格的碱基互补配对保证了复制能够准确无误地进行。AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+

人体细胞某DNA的长度为200×10-9m，复制速度为5×10-9m/s，但经检测却发现此DNA的复制只需5s的时间。此事实说明什么？具多个复制起点。若共有4个复制起点，则又可说明什么？进行双向复制。

具有互补碱基序列的DNA单链，可以通过碱基对之间形成氢键等，形成稳定的杂合双链区。不能互补的区域则会形成环。

常作为鉴定不同物种间亲缘关系远近的证据。杂合双链区的比例越大，则亲缘关系越近。DNA分子杂交技术教材P62科学.技术.社会分析甲乙丙三种生物的亲缘关系亲代DNA分子经n次复制后，则①子代DNA分子数：②含15N的DNA分子数：④不含15N的DNA分子数：2n个2个2n-2个⑤含15N的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：2/2n③只含15N的DNA分子数：0个三、DNA复制中的有关计算①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：②15N脱氧核苷酸链数：③新合成的脱氧核苷酸链数：2n+1条2条2n+1-2条亲代DNA分子经n次复制后，则三、DNA复制中的有关计算m（2n-1）（1）则经过n次复制共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸个数为：（2）第n次复制需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸个数为：m（2n-2n-1）=m

×2n-1若DNA分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则三、DNA复制中的有关计算例１.用15N标记的一个DNA分子,放在含有14N的培养基中复制三次，则子代中，１）含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是２）含15N链占全部DNA单链的比例是３）含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例是４）只含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例是５）含14N链占全部DNA单链的比例是1/41/813/47/8一、概念检测

课本p561.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。（1）DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。（

）（2）在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成。

（

）××2.DNA的复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是（）A.复制均在细胞核内进行

B.碱基互补配对原则保证了复制的准确性C.1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子D.游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链B叶绿体、线粒体、原核生物和DNA病毒无细胞核2个DNA聚合酶DNA的复制发生在间期3.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（

）A.所有的大肠杆菌都含有15NB.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2C.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8C1.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？可能有31.6×2×108÷109≈6个碱基发生错误，产生的影响可能很大，也可能没有影响。1.下图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的实验，下列叙述正确的是(

)A.可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验B.可用(NH4)235SO4、(NH4)232SO4分别代替15NH4Cl、14NH4Cl进行上述实验C.试管③中b带的DNA的两条链均含有14ND.仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复制为半保留复制练一练D有丝分裂中染色体标记问题DNA复制与细胞中的染色体标记问题