【课件】DNA的复制+课件+2022—2023学年高一下学期生物人教版必修2.pptx

第第3节 DNA的复制的复制新冠病毒核酸新冠病毒核酸检测一、对DNA复制的推测果果蝇DNA正在复正在复制的制的电镜图片片1 1、发现问题、发现问题：DNA是是怎怎样复制的？复制的？图中的泡状结构为DNA复制泡DNA通过_，将遗传信息传递给子代并_。复制表达图3-6 噬菌体侵染大肠杆菌的实验示意图问题一：DNA作为遗传物质可能有哪些功能？一、对DNA复制的推测问题二：如果在体外用化学方法复制或合成DNA，请你推测需要在反应体系中加入什么物质呢？4 4种脱氧（核糖）核苷酸种脱氧（核糖）核苷酸微量的微量的DNADNA推测：DNA的复制并非从头重新合成，而是按模板合成。实验结果：实验结果：有新的有新的DNADNA分子产生，并检测产物分子产生，并检测产物DNADNA的的 碱基组成同模板碱基组成同模板DNADNA组成极为相似组成极为相似 。5 53 35 53 3、能量物质、能量物质、相关的酶、相关的酶一、对DNA复制的推测+1.提出问题 【资料】沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式（A-T,G-C），暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制”。讨论：碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？问题三：DNA是如何按模板准确地复制呢？+5 53 35 53 3T TG GC CA AG GT TC C一、对DNA复制的推测一、对DNA复制的推测2 2、提出假说（、提出假说（沃森、克里克沃森、克里克）半保留复制：半保留复制：指指亲代代DNA解旋后，分解旋后，分别以两条以两条链为模板，合成子模板，合成子链，母，母链和和子子链共同共同组成一个新的成一个新的DNA分子，即一个分子，即一个DNA分子分子经一次复制形成的两一次复制形成的两个个DNA分子，都保留了分子，都保留了亲代代DNA的一条母的一条母链一、对DNA复制的推测2）不同）不同观点点全保留复制：全保留复制：是指是指DNADNA复制以复制以DNADNA双双链为模板，其中一个子代模板，其中一个子代DNADNA的双的双链就是就是母母链，另一个，另一个DNA双双链则是全新合成。是全新合成。一、对DNA复制的推测3.3.设计实验设计实验（3）如何测定子代DNA有同位素标记的情况？（1）如果要通过实验区分DNA复制方式的两种假说，那么实验区分的关键是什么？（2）用什么方法直观地区别母链或子链？区分子代DNA分子中，来自于模板DNA的母链和新合成的DNA子链的情况不同。同位素标记法，15N和14N 标记DNA，以密度不同区分母链和新合成的子链。1515N N质量大于质量大于1414N N，密度密度离心使其发生离心使其发生分层分层，记录离心试管中DNA的位置，有效地区分质量不同的DNA分子。1515N/N/1515N N-DNA-DNA 重带重带 1515N/N/1414N N-DNA -DNA 中带中带 1414N/N/1414N N-DNA-DNA 轻带轻带 4.4.演绎推理演绎推理提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心转移到含14NH4Cl的培养液中持续生长细胞分裂一次用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌若干代细胞再分裂一次？亲亲代代子子一一代代子子二二代代重带重带 二、半保留复制的实验证据亲亲代代细胞再分裂一次转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次15NH4Cl(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心轻带轻带 重带重带 中带中带 中带中带 子子一一代代子子二二代代 1515N N1515N N1414N N 1414N N1515N N1515N N1515N N1414N N1515N N1414N N1414N N1414N N1414N N1414N N半保留复制半保留复制二、半保留复制的实验证据亲亲代代转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次15NH4Cl(3/4)(3/4)(3/4)(3/4)(1/4)(1/4)提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心轻带轻带 子子一一代代子子二二代代1515N N1515N N1414N N 1414N N1515N N1515N N1515N N1414N N1515N N1414N N1414N N1414N N1414N N1414N N 重带重带 重带重带 轻带轻带 全保留复制全保留复制重带重带 细胞再分裂一次二、半保留复制的实验证据亲代亲代轻带轻带 重带重带 中带中带 中带中带 子一代子一代子二代子二代DNADNA密度带的照片密度带的照片 1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔进行该实验，结果如图。轻重代数代数(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)5.5.实验验证实验验证二、半保留复制的实验证据二、半保留复制的实验证据资料31958年Herbert Taylar用3H标记蚕豆细胞染色DNA(标记双链)，然后让细胞在不含3H的培养液中进行有丝分裂，经放射自显影显示实验结果。第一次分裂中期：两条染色单体都带有标记第二次分裂中期：每条染色体只有1条染色单体都带有标记结论：蚕豆DNA的复制方式也是半保留复制。1.概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2.场所：真核细胞主要在细胞核中。3.时间：细胞分裂前的间期。有丝分裂前的间期 减数第一次分裂前的间期 三、DNA复制的过程（1 1）解旋解旋需要需要 驱动驱动 需要需要 解旋解旋，双链双链解开。解开。能量能量解旋酶解旋酶4.过程氢键断开氢键断开三、DNA复制的过程4.过程（2 2）合成子链合成子链 _ 酶等以解开的酶等以解开的每一条每一条 链为模板，以游离链为模板，以游离的的4 4种种_为原料，为原料，按照按照 原则，各原则，各自合成与母链互补的一条子链。自合成与母链互补的一条子链。边解旋边延伸，合成子链。边解旋边延伸，合成子链。碱基互补配对碱基互补配对DNADNA聚合聚合母母脱氧核苷酸脱氧核苷酸同时进行同时进行 边解旋边复制边解旋边复制三、DNA复制的过程 （3 3）形成子代形成子代DNADNA分子分子 每每条条新新链链与与其其对对应应的的模模板链盘绕成板链盘绕成_结构。结构。形成了两个子代形成了两个子代DNA。双螺旋双螺旋4.过程三、DNA复制的过程条件条件内容内容 DNADNA母链母链4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等细胞提供能量细胞提供能量模板模板原料原料能量能量酶酶问题：DNA复制需要哪些基本条件？DNA复制的特点如何？半保留复制；半保留复制；边解旋边复制。边解旋边复制。特点：三、DNA复制的过程（1）DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了_。（2）通过_原则，保证了复制能够精确地进行。问题：DNA复制是如何保证准确性的？精确的模板碱基互补配对三、DNA复制的过程 DNA通过复制，将遗传信息从_细胞传递给_细胞，从而保持了遗传信息的_。DNADNA复制的意义复制的意义连续性亲代子代问题：DNA为什么要准确地自我复制？三、DNA复制的过程三、DNA复制的过程（变式：含亲代母链的（变式：含亲代母链的DNADNA分子数与子代分子数与子代DNADNA分子数之比为：分子数之比为：_ ）【限时训练限时训练】（5min)5min)1 1、一个一个DNADNA分子复制分子复制n n次，则有：次，则有：(1)DNA(1)DNA分子数分子数子代子代DNADNA分子数分子数=_=_ 个。个。含有亲代含有亲代DNADNA链的于代链的于代DNADNA分子数分子数=_=_个。个。不含亲代不含亲代DNADNA链的于代链的于代DNADNA分子数分子数=_个。个。(2)(2)脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数子代子代DNADNA分子中脱氧核苷酸链数分子中脱氧核苷酸链数=_=_条。条。于代中含有亲代脱氧核苷酸链数于代中含有亲代脱氧核苷酸链数=_=_条。条。新合成的脱氧核苷酸链数新合成的脱氧核苷酸链数=_=_条。条。2/2n【限时训练限时训练】（5min)5min)1 1、一个一个DNADNA分子复制分子复制n n次，则有：次，则有：(1)DNA(1)DNA分子数分子数子代子代DNADNA分子数分子数=_=_ 个。个。含有亲代含有亲代DNADNA链的于代链的于代DNADNA分子数分子数=_=_个。个。不含亲代不含亲代DNADNA链的于代链的于代DNADNA分子数分子数=_个。个。22n2n-2（变式：含亲代母链的（变式：含亲代母链的DNADNA分子数与子代分子数与子代DNADNA分子数之比为：分子数之比为：_ ）【限时训练限时训练】（5min)5min)1 1、一个一个DNADNA分子复制分子复制n n次，则有：次，则有：(2)(2)脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数子代子代DNADNA分子中脱氧核苷酸链数分子中脱氧核苷酸链数=_=_条。条。于代中含有亲代脱氧核苷酸链数于代中含有亲代脱氧核苷酸链数=_=_条。条。新合成的脱氧核苷酸链数新合成的脱氧核苷酸链数=_=_条。条。2n+122n+1-2四、DNA复制的意义复制着丝粒分裂 亲代细胞染色体上的亲代细胞染色体上的DNADNA经过经过复制复制，精确地分配精确地分配到两个子细胞中。到两个子细胞中。从而从而保持了亲代与子代之间保持了亲代与子代之间遗传性状的稳定性。遗传性状的稳定性。DNADNA复制的意复制的意义义提出假说提出假说演绎推理演绎推理实验验证实验验证2 2 2 2、推测可能的复制方式、推测可能的复制方式、推测可能的复制方式、推测可能的复制方式3 3 3 3、推理推理推理推理、探究几种复制模式下得到子代、探究几种复制模式下得到子代、探究几种复制模式下得到子代、探究几种复制模式下得到子代DNADNADNADNA的可能情况，的可能情况，的可能情况，的可能情况，预测预测预测预测可能实验结果可能实验结果可能实验结果可能实验结果5 5 5 5、结论结论结论结论：DNADNADNADNA复制是半保留复制复制是半保留复制复制是半保留复制复制是半保留复制1 1 1 1、DNADNADNADNA的是如何复制的的是如何复制的的是如何复制的的是如何复制的?发现问题发现问题半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制全保留复制全保留复制全保留复制全保留复制假假说说演演绎绎法法(一)：DNA复制方式的探究历程4 4 4 4、证明、证明、证明、证明DNADNADNADNA半保留复制的半保留复制的半保留复制的半保留复制的实验实验实验实验得出结论得出结论课堂小结时间：时间：有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期过程：过程：亲代亲代DNADNA提供提供原则原则：条件条件：游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则碱基互补配对原则模板模板：原料原料：能量：能量：酶：酶：特点：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：意义：保持前后代遗传信息的连续性、稳定性保持前后代遗传信息的连续性、稳定性解旋解旋合成合成子链子链形成形成DNADNAATPATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶（二）DNA的复制过程课堂小结