3.3DNA的复制课件高一下学期生物人教版必修2

第三单元基因的本质第三节DNA的复制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。讨论：1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的?2.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？Wewerenotawareofthedetailsoftheresultspresontedtherewhenwedevisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyonpublishedexperimentaldataandstereo-chenicalarguments.

Ithasnotescopedournoticethatthespscificpairingwehavepostulatedimmedintelysuggestsapossiblecopyingmechanismforthegenetismaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithasetofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子结构》论文末尾节选对DNA分子复制的推测假说1：全保留复制——新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分假说2：半保留复制——形成的分子一半是新的，一半是旧的假说3：分散复制——新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的复制一次复制一次一次复制对DNA分子复制的推测要通过实验区分DNA复制方式的三种假说，那么区分的关键是什么？小组合作1：全保留复制P：复制一次分散复制半保留复制探究DNA的复制方式可能利用什么科学技术？子代DNA两条链的来源是新链还是旧链。同位素标记法、密度梯度离心法

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。14N/14N-DNA（轻链）15N/14N-DNA（中链）15N/15N-DNA（重链）重带密度梯度离心探究DNA的复制方式轻带中带复制方式半保留复制全保留复制分散复制演绎推理F1全为14N/15N-DNA1/2是15N/15N-DNA1/2是14N/14N-DNA既有15N片段，也有14N片段F21/2是14N/15N-DNA1/2是14N/14N-DNA1/4是15N/15N-DNA3/4是14N/14N-DNA既有15N片段，也有14N片段预期结果F1F2

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小组合作2：对三种假说演绎推理，预期子代DNA在离心管中分布情况探究DNA的复制方式P:F1:F2:细胞再分裂一次转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心重带中带轻带中带实验验证实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的探究DNA的复制方式DNA全部被15N标记阅读教材P55-56图文，回答下列问题1、DNA复制的概念2、DNA复制的场所、时间？3、DNA的复制分为几个步骤？4、DNA复制有什么特点？5、DNA复制的模板、原料、能量、酶?6、DNA复制能够准确进行的原因是什么？7、DNA复制的意义是什么？DNA复制的过程DNA复制总结概念以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程时间有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期场所主要发生在细胞核中（线粒体、叶绿体、拟核等）过程解旋→合成互补子链→形成子代DNA分子特点边解旋边复制条件①模板：DNA的两条链；②原料：游离的4种脱氧核苷酸；③能量：主要ATP；④酶：解旋酶、DNA聚合酶等方式半保留复制准确原因（1）DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。（2）通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。意义确保了亲子代之间遗传信息的连续性DNA复制总结辩证性思考虽然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6个碱基发生错误，产生的影响可能很大，也可能没有影响（这一问可由学生作开放式回答）。DNA复制的过程解旋酶催化（氢键断裂）1.解旋：模板（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸为原料，合成两条新子链）2.合成：以两条母链为模板进行碱基配对3.复旋：两条母链和两条子链盘绕盘绕形成两个子代DNA同时进行(边解旋边复制）DNA复制的过程DNA复制的过程5’3’ATGCACTG5’3’TACGTGAC解旋酶解旋酶催化（氢键断裂）1.解旋：※局部解旋，形成复制叉/泡解旋酶③随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链不断延伸DNA复制的过程5’3’ATGCACTG5’3’TACGTGAC1.解旋5’3’5’3’ATGCACTGTACGTGAC※边解旋边复制②DNA聚合酶催化（形成磷酸二酯键）合成两条新子链2.合成子链：①4种游离的脱氧核苷酸与模板链暴露的碱基互补配对（形成氢键）DNA聚合酶DNA聚合酶DNA复制的过程5’3’ATGCACTG5’3’TACGTGAC1.解旋5’3’5’3’ATGCACTGTACGTGAC2.合成子链3.复旋：两条母链和两条子链盘绕盘绕形成两个子代DNA例1.下面是DNA复制的有关图示。A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。(1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30s，而实际上只需约16s，根据A→C过程分析，这是因为_____________________。特点1：双向复制复制是双向进行的拓展1——真核细胞DNA复制高效性的原因(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长，若按A→C的方式复制，至少需要8h，而实际上只需要约2h，根据D→F过程分析，是因为_____________________________。DNA分子中有多个复制起点特点2：多起点复制（真核生物）(3)A→F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是______________________的。边解旋边复制特点3：边解旋边复制拓展1——真核细胞DNA复制高效性的原因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复制的速率一般为50-100bp/s。需要完成一次DNA复制理论上大约需要多长时间？说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。右图为果蝇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。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。拓展1——真核细胞DNA复制高效性的原因500~1000小时根据以上资料，你认为DNA复制时两条子链的合成有什么区别？DNA聚合酶具有以下特性：半不连续复制拓展2——DNA聚合酶与DNA复制的过程资料1：DNA聚合酶具有5’→3’聚合酶活性，即DNA只能沿着5’→3’方向延伸。根据以上资料，两条子链所需的引物种类和数量相同吗？去除引物后如何补齐子链的“空白”？DNA聚合酶具有以下特性：拓展2——DNA聚合酶与DNA复制的过程资料2：DNA聚合酶只能从已有核苷酸链的3'端开始，按照5'→3'方向延伸子链，而不能催化DNA子链从头合成。因此，DNA复制之初需要一段RNA引物（一小段与模版链互补的RNA）。子链合成后再利用相关酶将RNA引物切除。考点突破1．如图表示发生在细胞核内的某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。下列叙述正确的是（

）A．此过程需要ATP和尿嘧啶脱氧核苷酸B．若a、d链中共有1000个碱基对，其中腺嘌呤占20%，该过程连续进行3次，共需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2800个C．此过程需双链解旋结束后才发生子代链的合成D．正常情况下a、d链都应该到不同的细胞中去D考点突破2．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是（

）A．DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程B．复制过程中氢键的破坏需要DNA聚合酶的催化C．真核生物多起点双向复制能提高DNA复制的速率D．DNA分子的独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板B考点突破3．某生物兴趣小组将大肠杆菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使大肠杆菌DNA的含氮碱基都含有15N。然后再将其转入含14N的培养基中培养，提取亲代及子代的DNA，离心分离，如图①~⑤为可能的结果。下列有关叙述，错误的是（

）A．该实验运用了密度梯度离心法和放射性同位素示踪法B．根据含14N或