【高中生物】DNA的復制-2023-2024學年高一生物下學期教學課件（2019人教版必修2）

第3節(jié)：DNA的復制1對DNA復制的推測3DNA復制的過程目錄DNA的復制2DNA半保留復制的實驗證據4DNA復制的計算

第一部分對DNA復制的推測——半保留復制親代DNA分子DNA復制時，DNA雙螺旋解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈分別作為復制的模板，游離的脫氧核苷酸根據堿基互補配對原則，通過形成氫鍵，結合到作為模板的單鏈上。新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。假說一：有人持不同觀點，提出全保留復制等不同假說過渡指DNA復制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。假說二：——全保留復制親代DNA分子DNA

復制是鑲嵌型的復制，即在子代DNA兩條鏈中，母鏈和子鏈片段鑲嵌存在，也叫彌散復制。假說三：——分散復制到底哪種假說正確呢?怎樣證明？過渡親代DNA分子

第二部分DNA半保留復制的實驗證據科學的研究方法推理、探究幾種復制模式下得到子代DNA的可能情況，預測可能實驗結果完成實驗DNA的是如何復制的?提出問題作出假說演繹推理實驗驗證得出結論假說—演繹法半保留復制全保留復制分散復制提出問題作出假設演繹推理實驗驗證得出結論DNA的是如何復制的?(1)半保留復制(2)全保留復制(3)彌散復制設計實驗證明DNA半保留復制的實驗思考?討論證明DNA半保留復制的實驗思考?討論任務一閱讀課本P53及“證明DNA半保留復制的實驗”思考如下問題：用什么方法能在實驗中直觀區(qū)分母鏈和子鏈？該實驗用什么元素做標記？為什么？通過實驗區(qū)分DNA復制方式的三種假說,實驗的關鍵是什么?如何測定子代DNA帶有同位素的情況?該實驗的具體流程是什么?提出問題作出假設演繹推理實驗驗證得出結論設計實驗用什么方法能在實驗中直觀區(qū)分母鏈和子鏈？同位素標記法。該實驗用什么元素做標記？為什么？證明DNA半保留復制的實驗思考?討論通過實驗區(qū)分DNA復制方式的三種假說,實驗的關鍵是什么?區(qū)分親代和子代DNA1.實驗關鍵和方法15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定的同位素(無放射性)，這兩種同位素的相對原子質量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。提出問題作出假設演繹推理實驗驗證得出結論設計實驗含15N的DNA比含14N的DNA密度大；利用離心技術可以在試管中區(qū)分不同N元素的DNA分子證明DNA半保留復制的實驗思考?討論中帶14N/14N輕帶重帶根據試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA2.背景知識如何測定子代DNA帶有同位素的情況?15N/14N15N/15N提出問題作出假設演繹推理實驗驗證得出結論設計實驗證明DNA半保留復制的實驗思考?討論3.實驗過程分裂一次提取DNA離心15NH4CI15N/15N-DNA14NH4Cl再分裂一次繁殖若干代上中下上中下提取DNA離心上中下哪個位置？哪個位置？15NH4CI提取DNA離心14NH4Cl14NH4Cl提出問題作出假設演繹推理實驗驗證得出結論設計實驗證明DNA半保留復制的實驗思考?討論按DNA復制三種假說演繹推理,將預測結果畫(涂黑)在以下試管：第一代第二代親代上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下第一代只出現一條居中DNA條帶，該結果排除了哪種復制方式(1)半保留復制(2)全保留復制(3)彌散復制中帶輕帶重帶提出問題作出假設演繹推理實驗驗證得出結論設計實驗證明DNA半保留復制的實驗思考?討論分裂一次再分裂一次親代子一代子二代15N/14N14N/14N15N/14N15N/15NDNA的復制過程是怎樣的？過渡DNA的復制是以半保留方式進行的

第三部分DNA復制的過程

1.DNA分子復制的概念是什么?2.DNA分子復制過程需要哪些條件?3.DNA分子復制過程怎么進行?4.DNA分子復制的意義？【歸納概括】任務二閱讀課本P55-56，思考如下問題：三、DNA復制的過程以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。隨著染色體的復制而完成的減數分裂前的間期(1)DNA復制的概念：(2)發(fā)生時期：(3)場所：真核生物細胞質：線粒體、葉綠體細胞核(主要)原核生物擬核（質粒）細胞質病毒：宿主細胞DNA復制的概念、時期、場所01有絲分裂間期DNA聚合酶DNA解旋酶復制分叉子鏈DNA模板鏈DNA聚合酶DNA模板鏈子鏈DNADNA復制的過程02氫鍵一條母鏈和一條子鏈螺旋成為一個新的DNA分子解旋合成子鏈重新螺旋解旋酶雙鏈解開4種脫氧核苷酸DNA聚合酶磷酸二酯鍵4種脫氧核苷酸DNA復制的過程02視頻：DNA復制的過程DNA兩條母鏈細胞中游離的4種脫氧核苷酸ATP（破壞氫鍵）解旋酶、DNA聚合酶等DNA復制的條件03條件模版原料能量酶

已知果蠅的基因組大小為1.8×108bp(bp表示堿基對)，真核細胞中DNA復制的效率一般為50～100bp/s。下圖為果蠅DNA的電鏡照片，圖中的泡狀結構叫作DNA復制泡，是DNA上正在復制的部分。由此加快DNA復制的速率，為細胞分裂做好物質準備。請你推測果蠅DNA形成多個復制泡的原因。DNA復制的特點04資料：果蠅DNA的電鏡照片半保留復制邊解旋邊復制多個復制起點DNA復制的特點04根據以上資料，試總結DNA復的特點？復制方向復制方向復制方向復制起點復制起點復制起點DNA的半保留復制對遺傳信息的穩(wěn)定傳遞有什么意義？過渡2.2DNA復制的意義①DNA具有獨特的雙螺旋結構，能為復制提供精確的模板。②堿基具有互補配對的能力，保證了復制能夠準確地進行。使遺傳信息從親代傳遞給子代，保持遺傳信息的連續(xù)性，使本物種保持相對穩(wěn)定和延續(xù)。如何保證復制具有如此高的準確性？DNA進行高精確性的自我復制有何意義？DNA復制的意義05資料：人類生殖過程中，受精卵并不都能保證繁殖成功。有些胚胎在受精后幾天內停止發(fā)育并死亡，通常是因為它們的染色體數量異?！，F在，哥倫比亞大學瓦格洛斯內科和外科醫(yī)生學院的研究人員發(fā)現，這些錯誤大多是由于細胞分裂早期DNA復制中的自發(fā)錯誤造成的。

第四部分DNA復制的計算①子代DNA分子數

：②只含15N的DNA數

：③含15N的DNA數

：④只含14N的DNA數

：⑤含14N的DNA數

：(2)脫氧核苷酸鏈數：2×2n=2n+1①含15N的鏈數

：②含14N的鏈數

：③子代DNA中被標記的DNA所占的比例

：④子代中被標記的鏈占總鏈數的比例

：一個被15N標記的DNA轉移到14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，復制了n次：(1)子代DNA共2n個算一算2n個0個2個2n-2個2n個2條2n+1-2條2/2n=1/2n-12/2n+1=1/2n15N15N15N14N14N15N15N15N14N14N14N14N14N（1）復制n次，共需要消耗游離的該種脫氧核苷酸數？

個親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸數為m個，則：算一算（2）復制第n次時，共需要消耗游離的該種脫氧核苷酸數？

個m（2n-1）m·2n-1請你講解上述公式的由來15N15N15N14N14N15N15N15N14N14N14N14N14N本節(jié)小結DNA的復制對DNA復制的推測DNA半保留復制的實驗證據DNA復制的過程DNA復制的相關計算解旋合成子鏈形成子代DNA(1)半保留復制(2)全保留復制(3)彌散復制1.DNA復制是在為細胞分裂進行必要的物質準備。據此判斷下列相關表述是否正確。（1）DNA復制與染色體復制是分別獨立進行的（）（2）在細胞有絲分裂的中期，每條染色體是由兩條染色單體組成的，所以DNA的復制也是在這個時期完成（）××教材課后習題·概念檢測2.DNA的復制保證了親子代間遺傳信息的連續(xù)性。下列關于DNA復制的敘述，正確的是（）A.復制均在細胞核內進行

B.堿基互補配對原則保證了復制的準確性C.1個DNA分子復制1次產生4個DNA分子D.游離的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子鏈B教材課后習題·概念檢測3.將DNA雙鏈都被15N標記的大腸桿菌放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其分裂3次，下列敘述正確的是（）A.所有的大腸桿菌都含有15N

B.含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2

C.含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4

D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/8C教材課后習題·概念檢測1.雖然DNA復制通過堿基互補配對在很大程度上保證了復制的準確性，但是，DNA平均每復制109個堿基對，就會產生1個錯誤。請根據這一數據計算，約有31.6億個堿基對的人類基因組復制時可能產生多少個錯誤？這些錯誤可能產生什么影響？可能有6個堿基發(fā)生錯誤，產生的影響可能很大，也可能沒有影響。教