3.3 DNA的复制 课件 高一下学期生物人教版必修2

3.3DNA的复制NEW2025/04CYN01020304对DNA复制的推测及证据DNA复制的计算DNA复制的过程DNA复制拓展目录CYN

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”。inthefollowingcommunications.Wewerenota

ware

ofthedetailsoftheresultspresontedtherewhenwe

devisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyon

publishedexperimentaldataandstereo-chenicalarguments.

Ithasnotescopedournoticethatthespscific

pairingwehavepostulatedimmedintelysuggestsapossible

copyingmechanismforthegenetismaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithaset

ofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子结构》论文节选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。2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具有什么特点？科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的实验证据之上。问题探讨1953年，JamesWatson和FrancisCrick于Nature杂志上发表了关于DNA双螺旋模型的研究论文，在文末，他们又提示了一种遗传物质可能的复制机制：双螺旋的两条链先解旋，每一条作为合成互补链的模板，即半保留复制模型，每个新的DNA分子含有一条来自亲本分子的链和一条新合成的链。01020304对DNA复制的推测及证据DNA半保留复制的计算DNA复制的过程DNA复制拓展目录CYN（1）半保留复制（2）全保留复制子代DNA的双链都是新合成的子代DNA中保留了亲代DNA分子中的一条链一、对DNA复制的推测1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记和密度梯度离心技术，设计了一个巧妙的实验。二、DNA半保留复制的实验证据梅塞尔森斯塔尔思考：要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”，关键思路是什么？区分亲代和子代的DNA，标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分布。思考：标记哪个元素？如何区分不同DNA含N碱基脱氧核苷酸磷酸五碳糖PCHON15N14N背景知识15N和14N是N元素的两种稳定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA(轻带)(中带)(重带)密度梯度离心技术实验过程：（1）用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，培养若干代，得到DNA被15N标记的大肠杆菌。（2）将大肠杆菌转移至的含14N普通培养基中培养，在不同时刻收集大肠杆菌，提取DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。15N和14N是N元素的两种稳定同位素,无放射性，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，利用

可以在试管中区分含有不同N元素的DNA。密度梯度离心技术轻带中带重带实验原理：1.实验材料：2.实验技术：3.实验方法：4.实验过程：大肠杆菌（繁殖快，20min一代）同位素标记法和密度梯度离心技术提出问题DNA以什么方式复制？作出假说DNA以半保留方式复制让大肠杆菌在15NH4Cl的培养若干代，再放置在14NH4Cl培养。演绎推理假说-演绎法15N14N14N15N14N14N14N14N15N14N15N14NP:F1:F2:15N15N15N/15N重带15N/14N14N/14N15N/14N轻带、中带中带若为半保留复制细胞再分裂一次细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心含14N的培养基演绎推理细胞再分裂一次含14N的培养液中细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心15N15NPF1F214N14N提出DNA离心重带轻带重带轻带重带15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N若为全保留复制演绎推理

宽窄代表含量实验验证得出结论实验结果与预期相符，证明DNA的复制是以半保留的方式进行的。思考：细胞分裂几次就能证明DNA复制是半保留复制？15N/15N重带15N/14N14N/14N15N/14N轻带、中带中带提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心含14N的培养基含14N的培养液中提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心重带轻带重带轻带重带细胞分裂一次细胞分裂两次15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N15N/15N01020304对DNA复制的推测及证据DNA复制的计算DNA复制的过程DNA复制拓展目录CYN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：(1)DNA分子数①子n代DNA分子总数为______个。②含15N的DNA分子数为______个。③含14N的DNA分子数为______个。④只含15N的DNA分子数为______个。⑤只含14N的DNA分子数为________个。2n22n0(2n－2)三、DNA复制的计算(1)设1个DNA中有m个脱氧核苷酸（G），复制n次需要游离的脱氧核苷酸G___________个(2)第n次复制需要游离的脱氧核苷酸G____________个(2n-1)×m2n-1×m亲代子一代子二代子三代需m个需3m个需7m个需m个需2m个需4m个

第n次复制=复制n次-复制n-1次第n次复制所需G数为(2n-1)xm-（2n-1-1）xm=2n-1Xm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C01020304对DNA复制的推测及证据DNA复制的计算DNA复制的过程DNA复制拓展目录CYN1.概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2.时间：真核细胞：细胞核（主要）、线粒体和叶绿体；原核细胞：拟核（主要）、质粒；病毒：宿主细胞中（如：噬菌体侵染大肠杆菌）。细胞分裂前的间期。3.场所：四、DNA复制的过程CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶（1）解旋：在ATP的驱动下，解旋酶将DNA部分双螺旋的两条链解开。4.过程：CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氢键（2）合成子链：以游离的4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的子链。（2）合成子链：以游离的4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的子链。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATP形成磷酸二酯键合成方向：子链的5’端→3’端（2）合成子代DNA：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'5.条件：

类比法

DNA复制需要

复印试卷需要复印机电源A4纸试卷复印的设备能

量原

料模

板酶ATP4种脱氧核苷酸母链DNA请用类比法，说出DNA复制需要的条件有哪些？四种脱氧核苷酸解旋酶（使氢键断裂）DNA聚合酶（连接磷酸二酯键）DNA连接酶氢键的形成是自发的，不需要能量和酶ATP(主要由有氧呼吸提供)亲代DNA的两条链(两条母链)（1）模板：

（2）原料：（3）能量：（4）酶：总结：（1）半保留复制（2）边解旋边复制高效（3）双向复制（4）真核生物有多起点复制6.特点：①二条母链的碱基顺序是否相同？②二条子链的碱基顺序是否相同？③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？不同，互补相同不同，互补结果:形成两个完全相同的DNA分子。7.结果和意义：意义：将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。TCTTGCTCAGAACGAG①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。②严格的碱基互补配对保证了复制能够准确地进行。AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+思考：DNA能够准确复制的原因有哪些？01020304对DNA复制的推测及证据DNA复制的计算DNA复制的过程DNA复制拓展目录CYN复制方向：5'端→3'端复制叉1真核生物DNA复制的特点：复制泡特点：

多起点不同时复制双向复制真核生物DNA复制的特点：2.原核生物DNA复制的特点：特点：边解旋边复制单起点、双向复制方式：半保留复制DNA复制的推测DNA复制实验证据DNA复制全保留复制半保留复制实验过程实验结果实验结论基本条件过程特点用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离亲代：一条DNA带（底部）第一代：一条DNA带（中间）第二代：两条DNA带（中间、上部）DNA复制是半保留复制解旋合成子链重新螺旋模板酶能量原料DNA的两条链四种脱氧核苷酸边解旋边复制解旋酶DNA聚合酶证明参与参与课堂小结1.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA，离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是()A.子一代DNA应为② B.子二代DNA应为①C.子三代DNA应为④ D.亲代的DNA应为⑤解析：子一代DNA，说明DNA分子只复制一次，亲代DNA为15N—15N，在含14N的培养基中培养，且DNA为半保留复制，故子一代DNA都是15N—14N，应为图中的②，A正确；子二代DNA，说明DNA分子复制二次，产生4个DNA分子，其中2个是14N—14N，2个为15N—14N，应为图中的①，B正确；子三代DNA，说明DNA分子复制三次，产生8个DNA分子，其中6个是14N—14N，2个为15N—14N，应为③而不是④，C错误；据题意可知，亲代的DNA是15N—15N，应为图中的⑤，D正确。C课堂测试2.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以黑色表示第一次复制出的DNA子链，以灰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()A. B. C. D.解析：DNA复制具有半保留复制的特征，即每个子代DNA分子中均含有亲代D