【Syx】DNA的复制第三课时教学课件 高一生物同步备课系列（人教版2019必修2）.pptx

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1、学习目标1 1了解沃森和克里克对DNA复制方式的早期推测及DNA半保留复制的实验证据。运用假说演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留的方式进行复制。2 2理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。3 3对对DNADNA复制的推测复制的推测DNADNA复制的过程复制的过程目录contentscontentscontents010102020303DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据沃森和克里克在发DNA螺构的那篇著名短文的尾处写道:“值得注意的是，我们提出的这种基特异性配对方式，暗示着传物质进行复制的一种可能的机制。”核酸的分子结构核酸的分子结构论文节选论文节选碱基

2、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，但是得出结论必须建立在确凿的证据之上。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?对DNA复制的推测提出者：沃森和克里克提出者：沃森和克里克假说内容假说内容DNADNA复制时，复制时，DNADNA双螺旋解开，互补的碱双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂基之间的氢键断裂解开的两条单链作为复制的模板，游离的解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则

3、，通过脱氧核苷酸依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形成氢键，结合到作为模板的单链上新合成的每个新合成的每个DNADNA分子中，都保留了原分子中，都保留了原来来DNADNA分子中的一条链，这种复制方式分子中的一条链，这种复制方式被称作半保留复制被称作半保留复制假说一：假说一：半保留复制半保留复制对DNA复制的推测DNADNA复制以复制以DNADNA双链为双链为模板，子代模板，子代DNADNA的双链的双链都是新合成的都是新合成的假说二：假说二：全保留复制全保留复制到底哪种假说正确呢?要通过实验进行验证思考讨论思考讨论证明DNA半保留复制的实验要通过实验探究DNA复制是哪种方

4、式,关键思路是什么?通过实验区分亲代和子代的DNA。如何做区分?美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔科学家1958年时间大肠杆菌实验材料思考讨论思考讨论证明DNA半保留复制的实验该实验用什么元素做标记?为什么?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。如何测定子代DNA带有同位素的情况?含15N的 DNA比含14N的DNA密度大，利用离心技术可以在试管中区分不同N元素的DNA分子。实验技术同位素标记法、密度梯度离心法1515N/N/1515N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1515

5、N-DNAN-DNA1515N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1414N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA如果如果如果如果DNADNADNADNA复制是复制是复制是复制是半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制第一代会出第一代会出第一代会出第一代会出现的结果是现的结果是现的结果是现的结果是第二代会出第二代会出第二代会出第二代会出现的结果是现的结果是现的结果是现的结果是提取DNA，离心转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂1次提取DNA，离心提取DNA，离心细胞

6、再分裂1次大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代思考讨论思考讨论证明DNA半保留复制的实验1515N/N/1515N-DNAN-DNA第一代第一代第一代第一代第二代第二代第二代第二代高密度低1515N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1414N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA实验结果表明，DNA的复制是以半保留的方式进行的。如果如果如果如果DNADNADNADNA复制是复制是复制是复制是全保留复制全保留复制全保留复制全保留复制第一代会出第一代会出第一代会出第一代会出现的结果是现的结果是现的结果是现的结果是第二代会出第二代会出第二代会出第二代

7、会出现的结果是现的结果是现的结果是现的结果是思考讨论思考讨论证明DNA半保留复制的实验细胞再分裂1次提取DNA，离心转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂1次提取DNA，离心提取DNA，离心大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代第一代第一代第一代第一代第二代第二代第二代第二代1515N/N/1515N-DNAN-DNA实验可能结果1515N/N/1515N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1515N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA1515N/N/1515N-DNAN-

8、DNA1515N/N/1515N-DNAN-DNA1515N/N/1515N-DNAN-DNA1414N/N/1414N-DNAN-DNA思考讨论思考讨论证明DNA半保留复制的实验1 1.沃森和克里克证明了沃森和克里克证明了DNADNA分子的复制方式是半保留复制。分子的复制方式是半保留复制。()2.2.证明证明DNADNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术。术。()3.3.DNADNA半保留复制的证明过程使用了假说演绎法。半保留复制的证明过程使用了假说演绎法。()典例典例1 1 某亲本某亲本DNADNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一

9、次复制出的分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNADNA子链，以黑色表示第二次复制出的子链，以黑色表示第二次复制出的DNADNA子链，该亲本双链子链，该亲本双链DNADNA分子连续分子连续复制两次后的产物是复制两次后的产物是()D因为因为DNADNA的复制为半保留复制，因此亲本的复制为半保留复制，因此亲本DNADNA的两条链将分别进入不同的子代的两条链将分别进入不同的子代DNADNA分子中，分子中，A A、B B错误；第二次复制时得到的错误；第二次复制时得到的4 4个个DNADNA分子中，都有一条分子中，都有一条DNADNA子链是在第二次复制时形成的，而子链是在第二次复制时形成的，

10、而C C中只有两个中只有两个DNADNA分子中含第二次复制出的子分子中含第二次复制出的子链链(黑色表示黑色表示)，C C错误，错误，D D正确。正确。解析：解析：解析：解析：DNA复制的过程1.DNA复制的概念是什么?2.DNA复制的时间?3.DNA复制的场所?4.DNA复制过程怎么进行?5.DNA复制过程需要哪些条件?6.DNA复制过程有何特点?7.DNA复制有何生物学意义?阅读教材P55，思考下列问题:DNA复制的过程DNA复制的概念以亲代以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程的过程DNA复制的时间在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成

11、的即有丝分裂前的间期或减数分裂即有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期前的间期DNA复制的场所真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体DNA复制的过程阅读教材P55，思考下列问题:DNA复制的过程以亲代以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程的过程利用能量，在解旋酶作用下，利用能量，在解旋酶作用下，DNADNA双链解开双链解开以解开的每一段母链为模板以解开的每一段母链为模板在在DNADNA聚合酶等酶的作用下聚合酶等酶的作用下利用细胞中游离的利用细胞中游离的4 4种脱氧核苷酸为原料种脱氧核苷酸为原料按照碱基互补配对原则按照碱基互补配对原

12、则各自合成与母链互补的一条子链各自合成与母链互补的一条子链每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构DNA聚合酶都只能催化DNA从5至3延伸DNA复制有方向性DNA复制的过程模板DNA复制的过程DNA复制的条件解开的每一条母链原料游离的4种脱氧核苷酸能量ATP酶解旋酶，DNA聚合酶等DNA复制的过程结果一个一个DNADNA分子分子形成两个完全相同的形成两个完全相同的DNADNA分子分子特点边解旋边复制、边解旋边复制、半保留复制半保留复制意义DNADNA通过复制，通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持

13、了遗传信息的连续性持了遗传信息的连续性准确复制的原因DNADNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行 4 4.DNA.DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同()5.5.DNADNA双螺旋结构全部解旋后，开始双螺旋结构全部解旋后，开始DNADNA的复制的复制()6.6.单个脱氧核苷酸在单个脱氧核苷酸在DNADNA酶的作用下连接合成新的子链酶的作用下连接合成新的子链()7.7.真核细胞的真核细胞的DNADNA复制只发生在细胞核中复制

14、只发生在细胞核中()8.8.解旋酶和解旋酶和DNADNA聚合酶的作用部位均为氢键聚合酶的作用部位均为氢键()典例典例2 2 下列有关下列有关DNADNA复制的叙述，正确的是复制的叙述，正确的是()A.DNAA.DNA复制时以复制时以DNADNA分子的一条链作为模板分子的一条链作为模板B.B.洋葱根尖分生区细胞在减数分裂前的间期进行洋葱根尖分生区细胞在减数分裂前的间期进行DNADNA复制复制C.DNAC.DNA复制时先解旋后复制复制时先解旋后复制D.D.蓝细菌细胞的拟核可发生蓝细菌细胞的拟核可发生DNADNA复制复制DDNADNA分子复制时两条脱氧核糖核苷酸链都作为模板，分子复制时两条脱氧核糖核

15、苷酸链都作为模板，A A错误；洋葱根尖分生区细错误；洋葱根尖分生区细胞只进行有丝分裂，在分裂间期进行胞只进行有丝分裂，在分裂间期进行DNADNA复制，复制，B B错误；错误；DNADNA分子复制是边解旋分子复制是边解旋边复制的过程，边复制的过程，C C错误；蓝细菌的拟核区是环状错误；蓝细菌的拟核区是环状DNADNA分子，能进行分子，能进行DNADNA的复制，的复制，DD正确。正确。解析：解析：解析：解析：核心探究核心探究假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养3代，子代DNA含N情况结果如下：DNA复制的相关计算规律亲代1代2代N14N15N15N15N1

16、5N143代核心探究核心探究假设将一个全部被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，子代DNA含N情况：DNA复制的相关计算规律(1)DNA分子数子n代DNA分子总数为 个。含15N的DNA分子数为 个。含14N的DNA分子数为 个。只含15N的DNA分子数为 个。只含14N的DNA分子数为 个。2n202n_22n核心探究核心探究假设将一个全部被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，子代DNA含N情况：DNA复制的相关计算规律(2)脱氧核苷酸链数子代DNA中脱氧核苷酸链数 条。亲代脱氧核苷酸链数 条。新合成的脱氧核苷酸链数 条。22n

17、+12n+1_2核心探究核心探究假设将一个全部被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，子代DNA含N情况：DNA复制的相关计算规律(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，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 个。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。mmmm（2 2 2 2n nn n1 1 1 1）mmmm2 2 2 2n nn n1 11 1DNA复制的起点和方向知识拓展知识拓展原核生物：单起点双向复制真核生物：多起点双向复制在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复

18、制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率DNADNA的的复制三种方式DNADNA复制的复制的过程过程对DNA复制的推测实验证明具体内容对DNA复制的推测1.1.下图为某真核细胞中下图为某真核细胞中DNADNA复制过程模式图，下列分析正确的是复制过程模式图，下列分析正确的是()A A酶酶和酶和酶均作用于氢键均作用于氢键D DB B该过程的模板链是该过程的模板链是a a、d d链链C C该过程中的该过程中的c c、d d链结构相同链结构相同D DDNADNA的复制是半保留复制的复制是半保留复制图中酶图中酶是解旋酶，酶是解旋酶，酶是是DNADNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键，聚合酶，

19、前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键，A A项错误；项错误；该过程中该过程中a a、b b链为模板链，链为模板链，c c、d d链分别是以链分别是以a a、b b链为模板合成的子链，链为模板合成的子链，B B、C C项错误；项错误；DNADNA的复的复制是半保留复制，制是半保留复制，DD项正确。项正确。解析：解析：解析：解析：D2.2.一个双链被一个双链被32P32P标记的标记的DNADNA片段有片段有100100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%20%，将其置于含，将其置于含31P31P的环境中复制的环境中复制3 3次。下列叙述错误的是次。下列叙述错误的是

20、()A A该该DNADNA片段中含有胞嘧啶的数目是片段中含有胞嘧啶的数目是6060个个B B第三次复制过程需要第三次复制过程需要240240个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C C复制复制3 3次后，子代次后，子代DNADNA中含中含32P32P的单链与含的单链与含31P31P的单链之比为的单链之比为1818D D复制复制3 3次后，子代次后，子代DNADNA中含中含32P32P与含与含31P31P的分子数之比为的分子数之比为1414该该DNADNA片段有片段有100100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%20%，则腺嘌呤数目为，则腺嘌呤数目为

21、100220%100220%40(40(个个)，根据，根据碱基互补配对原则，碱基互补配对原则，A AT T、G GC C，故该，故该DNADNA片段中含有胞嘧啶的数目是片段中含有胞嘧啶的数目是（10010022404022）/2/260(60(个个)，A A正确；第三次复制正确；第三次复制DNADNA分子数由分子数由4 4个变为个变为8 8个，增加个，增加4 4个个DNADNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸604604240240(个个)，B B正确；复制正确；复制3 3次后，共得到次后，共得到8 8个个DNADNA分子，分子，1616条条DNADNA单链，其中只有单链，其中只有2 2条单链含条单链含3232P P，含，含3232P P的单链与含的单链与含3131P P的单链之比为的单链之比为1717，C C错误；由于错误；由于DNADNA的复制为半保留复制，子代的复制为半保留复制，子代DNADNA均含均含3131P P，其中有，其中有2 2个个DNADNA分子含分子含3232P P，所以子代，所以子代DNADNA中含中含3232P P与含与含3131P P的分子数之比为的分子数之比为1414，DD正确。正确。解析：解析：解析：解析：C生生 物物 /复制复制 /D N A/D N A