3.3DNA的复制课件-高一下学期生物人教版（2019）必修2-1

SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH教公师开课第3节第3章基因的本质DNA的复制SZ-LWHSZ-LWH010203分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力。（科学思维)通过对DNA复制方式的推测及对探究DNA复制方式实验的分析,再一次体会假说—演绎法。（社会责任）通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。（生命观念）SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH情境导入少量DNA怎么为我们的英雄寻找亲属？足量DNASZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH目录CONTENTSDNA复制相关计算DNA复制的过程探究DNA复制的方式目标一目标二目标三目录CONTENTSSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式1科学的研究方法（二）推测可能的复制方式（三）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（四）完成实验（一）DNA的是如何复制的?半保留复制全保留复制提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式

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”。问题1：碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。问题2：DNA以什么方式复制？2对DNA复制的推测—作出假设SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式(1)半保留复制(沃森和克里克）半保留复制全保留复制有人质疑问题3：这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？提出2对DNA复制的推测—作出假设SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式DNA以半保留方式复制（全保留）作出假设问题4：要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA问题5：DNA是肉眼看不可见的，如何做区分亲代和子代的DNA呢？梅塞尔森斯塔尔1958年同位素标记技术大肠杆菌（繁殖快，20min一代）资料：15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，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。SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式问题6：为什么不用32P，14C等具有放射性的同位素标记呢？形成的不同密度的DNA分子应如何区分？14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA(轻带)(中带)(重带)密度梯度离心技术利用离心技术可以在试管中区分含有不同质量N元素的DNA。资料：高密度介质氯化铯（CsCl）经过高速离心后，CsCl会形成一个密度梯度，离心管底部最大,顶部最小。当加入DNA分子后，经过离心DNA会停留在与周围的氯化铯密度相同的位置；通过观察DNA在CsCl梯度中的位置就能区分含15N的DNA和含14N的DNASZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式15NH4Cl14N/14N-DNA繁殖若干代15N/15N-DNA目的？得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的同位素标记技术SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式15N/15N-DNA14NH4Cl再分裂一次分裂一次提取DNA离心提取DNA离心？？？？？？同位素标记技术密度梯度离心技术SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式合作探究：请同学们自主学习课本P53-54，小组合作思考讨论完成问题。尝试画出1个DNA分子分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次的图解模型。要求：（1）限时2分钟，小组做好分工，所有成员全力以赴，激情投入。（2）确定小组发言人，做好展示准备，并做好评价与质疑的准备。2对DNA复制的推测—演绎推理SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式15N14N14N15N14N14N14N14N15N14N15N14NPF1F215N15N15N/15N重带15N/14N14N/14N15N/14N轻带中带中带第二代第一代提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心含14N的培养液1.假设DNA的复制是半保留复制2对DNA复制的推测—演绎推理SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式第二代含14N的培养液第一代提出DNA离心提出DNA离心15N15NPF1F214N14N提出DNA离心重带轻带重带轻带重带15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N15N/15N1.假设DNA的复制是全保留复制2对DNA复制的推测—演绎推理SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式3DNA半保留复制的实验证据—得出结论SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式结论：证明DNA的复制是半保留复制排除DNA的复制是全保留复制亲代子一代子二代细胞再分裂一次15N14N15N15N14N14N转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次15N14N提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心实验结论SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH一、探究DNA复制的方式提出问题作出假设得出结论演绎推理实验验证证明DNA半保留复制的实验DNA以半保留方式复制（全保留、分散）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DNA以半保留方式进行复制证明DNA半保留复制的实验假说演绎法SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH跟踪训练1.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是√因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将分别进入不同的子代DNA分子中，A、B错误；第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，C错误，D正确。SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH跟踪训练2.将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制√SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH目录CONTENTSDNA复制相关计算DNA复制的过程探究DNA复制的方式目标一目标二目标三目录CONTENTSSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH二、DNA复制的过程

阅读课本P54思考如下问题：1.DNA分子复制的概念是什么?时间？场所？2..DNA分子复制过程需要哪些条件?3.DNA分子复制过程怎么进行?4.DNA复制过程有何特点?精确复制的原因？有何生物学意义？SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH二、DNA复制的过程真核细胞：DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；原核细胞：主要在拟核中，在质粒处也有DNA的复制。细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。1概念：2DNA复制场所3发生时期(真核生物)SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH二、DNA复制的过程4条件模板原料酶能量亲代DNA分子中的两条母链以细胞中游离的4种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP等SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH二、DNA复制的过程在ATP的驱动下，解旋酶将DNA部分双螺旋的两条链解开。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶（一）解旋SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH二、DNA复制的过程①游离的4种脱氧核苷酸按碱基互补配对原则随机CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氢键（二）合成子链地与两条母链的碱基配对，确定子链的脱氧核苷酸排列顺序。SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH二、DNA复制的过程②在DNA聚合酶的催化下从子链的5'端把子链的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTA5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'

合成方向：子链的5'端→3'端形成磷酸二酯键（二）合成子链SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH二、DNA复制的过程CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'（三）形成子代DNA分子每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH二、DNA复制的过程特点精确复制的原因意义方向结果①半保留复制；②边解旋边复制；③双向复制；④真核生物有多个复制起点（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子从子链的5'端向3'端延伸DNA复制的过程SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH二、DNA复制的过程已知果蝇的基因组大小为1.8×108bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50～100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。半保留复制边解旋边复制多个复制起点请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因是什么？说明什么？特点(P56)SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH跟踪训练3.如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是A.DNA分子在酶①的作用下水解

成脱氧核苷酸，酶②催化碱基

对之间的连接B.在复制过程中解旋和复制是同时进行的C.解旋酶能使双链DNA解开，该过程不需要消耗ATPD.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子√SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH跟踪训练4.女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA复制速度约为4μm/min，但复制过程仅需40min左右即可完成。这是因为DNA分子A.边解旋边复制B.复制起点多，分段进行复制C.以半保留方式复制D.一个复制点双向复制，使子链迅速延伸解析

由题意可知，长为36mm的DNA分子进行复制，如果只从一个位点开始，需要的时间是36000/4＝9000(min)，而实际仅需40min就可完成，由此可推测该DNA分子复制时有多个起点，即多个起点同时分段进行复制，B正确。√SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH目录CONTENTSDNA复制相关计算DNA复制的过程探究DNA复制的方式目标一目标二目标三目录CONTENTSSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH三、DNA复制相关计算①子代DNA共2n个含15N的DNA分子：

个只含15N的DNA分子：

个含14N的DNA分子：

个只含14N的DNA分子：

个②脱氧核苷酸链共2n＋1条含15N的脱氧核苷酸链：

条含14N的脱氧核苷酸链：

条202n(2n－2)2(2n＋1－2)假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH三、DNA复制相关计算(3)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次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。不消耗m·(2n－1)m·2n－1“DNA复制了n次”PK“第n次复制”碱基是“对”PK“个”“DNA分子数”PK“链数”，“含”PK“只含”①包括所有的复制，②只包括最后一次复制。易错点拔SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH三、DNA复制相关计算（4）与细胞分裂相关的计算例：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10SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH三、DNA复制相关计算SZ-LWHSZ-LWHSZ-LWHSZ-LWH跟踪训练5.未被32P标记的某DNA分子中含有1000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，以含32P的化合物为原料，DNA分子