3.3DNA的复制课件高一下学期生物人教版必修2

何谓DNA的复制？1个DNA2个DNADNA分子是以什么方式复制的呢？复制的过程又是如何进行的？第三节DNA的复制问题探讨

沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇短文的结尾处写道：“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。”《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？问一、对DNA复制的推测（一）DNA半保留复制假说1.提出者：2.内容：沃森和克里克（1）解旋：DNA复制时,DNA双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂；（2）复制：解开的两条单链分别作为复制的模板,游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则,通过形成氢键,结合到作为模板的单链上。新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链。3.特点：亲代DNA子代DNA（二）DNA全保留复制假说特点：复制完成后，母链全保留，子代DNA分子的双链都是新合成的。（三）分散复制假说特点：复制完成后，亲代DNA分子会分散进入子代复制品的每条链中。亲代DNA子代DNA亲代DNA子代DNA辨一辨半保留复制全保留复制分散复制DNA分子是以哪一种方式复制的呢？需要通过实验验证二、DNA半保留复制的实验证据1.实验者：2.研究方法：3.实验材料：4.实验方法：梅塞尔森（M.Meselson）和斯塔尔（F.Stahl）假说——演绎法大肠杆菌同位素标记技术、密度梯度离心技术15N和14N是N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区分含有不同N元素的DNA。5.实验原理：15N—15N只含的15N双链DNA密度大离心后重带14N—14N只含的14N

双链DNA密度小离心后轻带15N—14N一条链含15N，另一条链含14N

的双链DNA密度居中离心后中带根据子代DNA的分布情况判断DNA复制的方式6.实验过程：（1）让大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中繁殖若干代，使其DNA双链充分被15N标记；（2）将部分含有15N标记的大肠杆菌转移到含14N的普通培养基中培养；（3）在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA；（4）将提取的DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA的位置。实验假设：DNA是以半保留的方式复制演绎推理：半保留复制亲代DNA提取DNA，离心15N/15N—DNA子一代DNA15N/14N—DNA提取DNA，离心子二代DNA15N/14N—DNA14N/14N—DNA提取DNA，离心重带中带中带和轻带演绎推理：全保留复制亲代DNA15N/15N—DNA子一代DNA14N/14N—DNA15N/15N—DNA子二代DNA15N/15N—DNA14N/14N—DNA提取DNA，离心提取DNA，离心提取DNA，离心请同学们演绎推理分散复制的结果重带重带和轻带重带和轻带演绎推理的现象：亲代DNA子一代DNA子二代DNA半保留复制全保留复制分散复制实验结果：1.亲代大肠杆菌的DNA离心处理后，试管中只出现一条DNA带，靠近底部。

亲代：15N/15N—DNA2.第一代大肠杆菌的DNA离心后，试管中也只出现一条带，但位置居中。

子一代：15N/14N—DNA排除全保留复制3.第二代大肠杆菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中，另一条带位置更靠上。

子二代：15N/14N—DNA、14N/14N—DNA排除分散复制介于轻带和中带之间DNA复制方式的探究历程假说——演绎法提出问题DNA是如何进行复制的?提出假说半保留复制全保留复制演绎推理得出结论实验验证演绎推理两种复制模型得到的子代DNA的结果实施实验，统计结果DNA为半保留复制的1．研究人员分别在含15NH4Cl和14NH4Cl的培养液中培养大肠杆菌，用以研究DNA的复制特点。图甲代表的化合物由①②③三部分构成；图乙是利用离心技术将提取到的大肠杆菌DNA进行检测得到的结果。下列有关说法错误的是()A．让大肠杆菌在含15NH4Cl培养液中繁殖多代后，取其DNA离心检测，可得Ⅱ所示结果B．让大肠杆菌在含14NH4Cl培养液中繁殖多代后，取其DNA离心检测，可得Ⅰ所示结果C．将15N标记的大肠杆菌置于含14NH4Cl培养液中培养2代后，取其DNA离心检测，可得Ⅲ所示结果D．将14N标记的大肠杆菌置于含15NH4Cl培养液中培养2代后，取其DNA离心检测，15N标记的是图甲的①处课堂检测三、DNA复制的过程1.概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。2.时间：细胞分裂间期（真核生物）3.场所：真核生物：主要在细胞核，也能发生在叶绿体或线粒体中。原核生物：主要在拟核，也可能发生在细胞质基质中。DNA病毒：发生在宿主细胞内。4.过程：阅读书本P55—56，思考DNA复制需要哪些基本条件，复制过程有何主要特点。DNA复制过程第一步：解旋CAGCATTCATGGCATGG1.条件：需要解旋酶；需要能量（ATP）。2.结果：氢键断裂；双链打开。第二步：合成子链TCATGGCAGCATATCCG5’3’3’5’1.条件：2.方向：模版：原料：能量：酶：DNA两条母链细胞中游离的4种脱氧核苷酸ATPDNA聚合酶等遵循碱基互补配对原则A-TC-G子链（新链）的5’-端到3‘-端第三步：重新螺旋每一条子链（新链）与其对应的模板链（母链）盘绕成双螺旋结构结果：一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。1234其中1-链和3-链碱基序列相同，2-链和4链碱基序列相同DNA复制的特点：1）边解旋边复制(从过程上看)2）半保留复制(从结果上看)

DNA“准确”复制的原理：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。DNA复制的意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持了遗传信息的连续性。2.真核细胞某生理过程如下图所示，下列叙述正确的是(

)A．酶1是DNA聚合酶，酶2是解旋酶B．a链与d链的碱基序列相同C．新合成的子链与其模板链的方向是相反的D．b、c链的合成方向都为3′→5′课堂检测亲代15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N复制1次复制2次复制3次248=21=22=23拓展提升DNA复制的相关计算n次复制共增加

个DNA。第n次复制增加

个DNA。2n-12n-1将含有

15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：1.DNA分子数：①子代DNA

(含14N)分子数＝②含有亲代DNA链的子代DNA(含15N)分子数＝③不含亲代链的子代DNA(只含14N)分子数＝2n个2个(2n－2)个2.脱氧核苷酸链数：①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝②亲代脱氧核苷酸链数(15N)＝③新合成的脱氧核苷酸链数(14N)＝2n＋1条2条(2n＋1－2)条④只含亲代链的子代DNA(只含15N)分子数＝0个3.消耗的脱氧核苷酸数：若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个1）经过n次复制后，第n次复制消耗该脱氧核苷酸

个；m·2n－12）经过n次复制后，共消耗该脱氧核苷酸

个；m·(2n－1)易错提醒：DNA复制n次/第n次复制；碱基对/碱基个数；DNA分子数/脱氧核苷酸链数；含/只含。区分—3.将一个未被标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P－胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养，一段时间后检测到如图所示Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验结果的预测与分析，错误的是()

A．DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型B．DNA复制后按照基因的分离定律分配到两个子细胞中C．子代DNA分子中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团D．复制n次形成的具有放射性的脱氧核苷酸单链数量为2n＋1－2课堂检测4.仔细阅读图一和图二，据图回答问题：(4)图二中的亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了C，则该DNA经过n次复制后，发生差错的DNA分子数占______(填字母)。A.2n－1(1)B.2(1)C.2n(1)