人教版必修2第三章第三節(jié)DNA分子的復(fù)制(共36張PPT)

1、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)成成方方式式位置位置雙螺旋雙螺旋外外側(cè)側(cè)雙螺旋雙螺旋內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)堿基對(duì)堿基對(duì)主鏈主鏈( (骨架骨架) )1)1)脫氧核糖脫氧核糖與與磷酸磷酸 交替排列；交替排列；2)2)兩條主鏈兩條主鏈反向平行反向平行; ;3)3)盤繞成盤繞成規(guī)則的雙螺規(guī)則的雙螺旋旋。1)1)主鏈上對(duì)應(yīng)堿基主鏈上對(duì)應(yīng)堿基以以氫鍵氫鍵連結(jié)成對(duì)；連結(jié)成對(duì)；2)2)堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)(A T(A T，G C)G C)要點(diǎn)回顧：要點(diǎn)回顧：親代親代DNA復(fù)制復(fù)制后傳遞給了子代。后傳遞給了子代。什么是什么是DNA的復(fù)制？的復(fù)制？DNA分子的復(fù)制是指以親代分子的復(fù)制是指以親代DNA分分子為模板合成子代子

2、為模板合成子代DNA分子的過程分子的過程.DNADNA分子是如何復(fù)制的分子是如何復(fù)制的？最早提出的最早提出的DNA復(fù)制模型有三種：復(fù)制模型有三種：2、全保留復(fù)制：、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；完全沒有舊的部分；1、半保留復(fù)制：、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新形成的分子一半是新的，一半是舊的；的，一半是舊的； 3、分散復(fù)制：、分散復(fù)制：新復(fù)制新復(fù)制的分子中新舊都有，但的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的；分配是隨機(jī)組合的；一、對(duì)一、對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)分子復(fù)制的推測(cè)沃森和克里克推測(cè)是半保留復(fù)制模型沃森和克里克推測(cè)是半保留復(fù)制模型 如果要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

3、如果要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明哪個(gè)觀點(diǎn)是正確的證明哪個(gè)觀點(diǎn)是正確的，你認(rèn)為最基本的思路是什么？你認(rèn)為最基本的思路是什么？ 把復(fù)制的把復(fù)制的子鏈子鏈和原來的和原來的母鏈母鏈做上做上標(biāo)記標(biāo)記，然后觀察它們?cè)谛氯缓笥^察它們?cè)谛翫NA中出現(xiàn)的情況。中出現(xiàn)的情況。一、對(duì)一、對(duì)DNADNA復(fù)制的推測(cè)復(fù)制的推測(cè)( (續(xù)續(xù)) )探究探究DNA分子復(fù)制方式分子復(fù)制方式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵關(guān)鍵: 區(qū)分區(qū)分親、子代親、子代DNA實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法: 同位素示蹤法同位素示蹤法15N14N密度大密度大密度小密度小實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料:大腸桿菌大腸桿菌將大腸桿菌放在將大腸桿菌放在NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)生長(zhǎng)培養(yǎng)液培養(yǎng)生長(zhǎng)二、二、DNA半保留復(fù)

4、制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1958年年,科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料。科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料。 運(yùn)用運(yùn)用同位素示蹤同位素示蹤技術(shù)技術(shù)想一想想一想: : 怎樣把不同的怎樣把不同的DNA分開呢？分開呢？密度梯度密度梯度離心技術(shù)離心技術(shù)中帶中帶(中間中間)重帶重帶(下部下部)15N/15N15N/14N輕帶輕帶(上部上部)14N/14N實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析DNA的的兩條兩條鏈鏈都被都被15N標(biāo)記標(biāo)記結(jié)論：結(jié)論：將大腸桿菌將大腸桿菌放在放在15NH4Cl培養(yǎng)液生長(zhǎng)培養(yǎng)液生長(zhǎng)繁殖繁殖若干代若干代分裂一次分裂一次分裂兩次分裂兩次提取提取離心離心提取提取離心離心15N/14N-DNA提取提取離心

5、離心15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA半保留復(fù)制半保留復(fù)制預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果:結(jié)果分析：結(jié)果分析：1.離心處理后，為什么子一離心處理后，為什么子一代代DNA只有雜和鏈帶？只有雜和鏈帶？2.子二代子二代DNA出現(xiàn)了輕鏈帶出現(xiàn)了輕鏈帶和雜和鏈帶，說明了什么？和雜和鏈帶，說明了什么？將大腸桿菌將大腸桿菌放在放在15NH4Cl培養(yǎng)液生長(zhǎng)培養(yǎng)液生長(zhǎng)繁殖繁殖若干代若干代分裂一次分裂一次分裂兩次分裂兩次提取提取離心離心提取提取離心離心15N/14N-DNA提取提取離心離心15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果：DNA復(fù)制方式

6、復(fù)制方式:半保留復(fù)制半保留復(fù)制1) 復(fù)制復(fù)制n次后次后DNA個(gè)數(shù)個(gè)數(shù):思維拓展思維拓展2n(n=復(fù)制次數(shù)復(fù)制次數(shù))2) 含母鏈的含母鏈的DNA數(shù)量比例數(shù)量比例22無論無論DNA復(fù)制多少次復(fù)制多少次,含有母鏈的含有母鏈的DNA分子只有兩條分子只有兩條例：將例：將 15N標(biāo)記的標(biāo)記的DNA分子放在分子放在 14N 的培養(yǎng)基上培的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，養(yǎng)， 經(jīng)過經(jīng)過3次復(fù)制，在所形成的子代次復(fù)制，在所形成的子代 DNA中，含中，含15N 的的DNA占總數(shù)的比例和含占總數(shù)的比例和含15N的的脫氧核苷酸鏈脫氧核苷酸鏈占總數(shù)的比例各為（占總數(shù)的比例各為（ ）和（）和（ ）A1/16Bl8C14D12子一代子一代子

7、二代子二代親代親代子三代子三代CB例例. .如果細(xì)菌體內(nèi)的如果細(xì)菌體內(nèi)的DNADNA和蛋白質(zhì)分別含有和蛋白質(zhì)分別含有3131P P和和3232S S，噬菌體中的，噬菌體中的DNADNA和蛋白質(zhì)分別含有和蛋白質(zhì)分別含有3232P P和和3535S S，2 2個(gè)噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)增殖，那么從細(xì)菌個(gè)噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)增殖，那么從細(xì)菌體內(nèi)釋放出的體內(nèi)釋放出的n n個(gè)個(gè) 子代噬菌體中含有子代噬菌體中含有3232P P的噬的噬菌體和含有菌體和含有3535S S的噬菌體分別占有的噬菌體分別占有_個(gè)個(gè)4和和0 三、三、DNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程1.DNA分子復(fù)制的時(shí)間分子復(fù)制的時(shí)間?2.DNA分子復(fù)制過程是怎樣的

8、分子復(fù)制過程是怎樣的?3.DNA分子復(fù)制需要哪些條件分子復(fù)制需要哪些條件?4.DNA分子復(fù)制有何特點(diǎn)分子復(fù)制有何特點(diǎn)?5.DNA分子復(fù)制有何生物學(xué)意義分子復(fù)制有何生物學(xué)意義?1、DNA分子復(fù)制發(fā)生在什么時(shí)間分子復(fù)制發(fā)生在什么時(shí)間? 有絲分裂間期有絲分裂間期 減數(shù)第一次分裂的間期減數(shù)第一次分裂的間期 無絲分裂之前無絲分裂之前 1.概念：概念：2.時(shí)間：時(shí)間：三、三、DNA分子復(fù)制的過程分子復(fù)制的過程是指以親代是指以親代DNA為模板為模板合成子代合成子代DNA的過程的過程.細(xì)胞有絲分裂的間期和細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期減數(shù)第一次分裂的間期（真核生物）（真核生物）3.場(chǎng)所：場(chǎng)所：細(xì)胞核

9、細(xì)胞核(主要主要)解旋酶催化解旋酶催化1)解旋解旋模板模板2)合成互補(bǔ)子鏈合成互補(bǔ)子鏈 以母鏈為模板進(jìn)行以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)堿基配對(duì)(在在DNA聚合酶的催化聚合酶的催化下下,利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行)母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈子鏈（新鏈）（新鏈）子代子代DNA:同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行(邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制)組成組成3)螺旋化螺旋化: 在在ATP供能、供能、解旋酶解旋酶的作用下，的作用下，DNA分子的分子的兩條脫氧核苷酸鏈配對(duì)的堿基從氫鍵處斷裂，兩條脫氧核苷酸鏈配對(duì)的堿基從氫鍵處斷裂，雙螺旋的兩條鏈解開的過程。雙螺旋的兩條鏈解開的過程。 目的：為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板，解

10、開的兩目的：為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板，解開的兩條單鏈叫母鏈。條單鏈叫母鏈。解旋酶的作用位點(diǎn)？解旋酶的作用位點(diǎn)？堿基對(duì)之間的氫鍵堿基對(duì)之間的氫鍵什么叫解旋？解旋的目的是什么？什么叫解旋？解旋的目的是什么？模板模板：原料原料：能量能量：酶酶 ：5、DNA分子復(fù)制時(shí)需要哪些分子復(fù)制時(shí)需要哪些條件條件？ 親代親代DNADNA的兩條母鏈；的兩條母鏈；4 4種脫氧核苷酸：種脫氧核苷酸：ATP;ATP;DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。6.DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)分子復(fù)制的特點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制 半保留復(fù)制方式半保留復(fù)制方式 7.DNA準(zhǔn)確復(fù)準(zhǔn)確復(fù)制的原因制的原因?DNADNA分子

11、具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)分子具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；堿基遵循互補(bǔ)配對(duì)原則，使復(fù)堿基遵循互補(bǔ)配對(duì)原則，使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。制準(zhǔn)確無誤。DNA的復(fù)制是否一定準(zhǔn)確無誤？的復(fù)制是否一定準(zhǔn)確無誤？8.DNA分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)(意義意義)？ DNA分子通過復(fù)制，使分子通過復(fù)制，使遺傳信息遺傳信息從親代從親代傳遞傳遞給了子代，從而保持給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性，保證了物了遺傳信息的連續(xù)性，保證了物種的相對(duì)穩(wěn)定性。種的相對(duì)穩(wěn)定性。規(guī)律規(guī)律1 1：親代親代DNADNA復(fù)制復(fù)制n n代后，代后，DNADNA分子數(shù)為分子數(shù)為，含親代母鏈的，含親代母鏈的DN

12、ADNA分子數(shù)為，分子數(shù)為，不含親代母鏈的不含親代母鏈的DNADNA分子數(shù)為分子數(shù)為變通：變通：親代母鏈與子代親代母鏈與子代DNADNA鏈數(shù)之比為：鏈數(shù)之比為： 含親代母鏈的含親代母鏈的DNADNA分子數(shù)與子代分子數(shù)與子代DNADNA分子分子數(shù)之比為：數(shù)之比為：1/2n2/ 2n2n22n-2所需所需某種游離的脫氧核苷酸數(shù)某種游離的脫氧核苷酸數(shù)=規(guī)律規(guī)律2：親代親代DNA分子經(jīng)分子經(jīng) n 次復(fù)制，次復(fù)制，例如：一個(gè)例如：一個(gè)DNA分子片段，經(jīng)水分解消耗分子片段，經(jīng)水分解消耗88個(gè)個(gè)水分子，得到多少個(gè)脫氧核苷酸？水分子，得到多少個(gè)脫氧核苷酸？規(guī)律規(guī)律3：堿基總數(shù)失去堿基總數(shù)失去H2O數(shù)數(shù)290a

13、 (2 n1)其中其中 a 表示親代表示親代DNA含有的某種堿基數(shù)含有的某種堿基數(shù)因?yàn)閺?fù)制n次后 得到2n個(gè)DNA分子一個(gè)DNA分子里含有a個(gè)腺嘌呤 所以2n個(gè)DNA含有a*2n個(gè)腺嘌呤又因?yàn)榈谝粋€(gè)DNA分子是合成好了的 所以要-a 即a*(2n -1)個(gè) 例例3：具有：具有100個(gè)堿基個(gè)堿基對(duì)對(duì)的的1個(gè)個(gè)DNA分子片斷，內(nèi)分子片斷，內(nèi)含含40個(gè)胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，則需要游個(gè)胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，則需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為離的胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為_個(gè)。個(gè)。180練習(xí)：練習(xí)：某某DNA分子共含有含氮堿基分子共含有含氮堿基1400個(gè)，其個(gè)，其中一條鏈上中一條鏈上A+T/

14、C+G= 2 : 5，問該，問該DNA分子連分子連續(xù)復(fù)制續(xù)復(fù)制2次，共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的次，共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是數(shù)目是_個(gè)個(gè).6001、概念：、概念：2、場(chǎng)所：、場(chǎng)所：3、時(shí)期：、時(shí)期：4、條件：、條件：DNADNA分子的復(fù)制小結(jié)：分子的復(fù)制小結(jié)：有絲分裂間期、減數(shù)分裂第一次分裂間期有絲分裂間期、減數(shù)分裂第一次分裂間期模板：模板： 原料：原料： 能量：能量： 酶：酶： DNA的兩條母鏈的兩條母鏈游離的脫氧核苷酸（游離的脫氧核苷酸（A、G、C、T） ATPDNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等 細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體5、復(fù)制過

15、程：、復(fù)制過程：6、復(fù)制特點(diǎn)：、復(fù)制特點(diǎn)：7、準(zhǔn)確復(fù)制原因：、準(zhǔn)確復(fù)制原因：8、復(fù)制的生物學(xué)意義：、復(fù)制的生物學(xué)意義：DNADNA分子的復(fù)制小結(jié)：分子的復(fù)制小結(jié)：DNADNA雙鏈提供精確的模板雙鏈提供精確的模板（1）邊解旋邊復(fù)制）邊解旋邊復(fù)制（2）半保留復(fù)制）半保留復(fù)制解旋解旋合成互補(bǔ)子鏈合成互補(bǔ)子鏈形成子代形成子代DNA堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則P54DNA分子通過復(fù)制，使分子通過復(fù)制，使遺傳信息從遺傳信息從親代親代傳遞傳遞給了子代給了子代,從從而保持了遺傳信息的連續(xù)性，保證了物種的相對(duì)穩(wěn)定性。而保持了遺傳信息的連續(xù)性，保證了物種的相對(duì)穩(wěn)定性。G0、G1、G2三代三代DNA離心后的試管

16、分離心后的試管分別是圖中的：別是圖中的：G0 、G1 、G2 。ABDG2代在代在、三條帶中三條帶中DNA數(shù)的比例數(shù)的比例是是 。圖中圖中、兩條帶中兩條帶中DNA分子所含的同位素磷分子所含的同位素磷分別是：分別是： ， 。.上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了DNA復(fù)制方式是復(fù)制方式是 。0:2:231P31P 和和32P半保留復(fù)制半保留復(fù)制例例. 以含有以含有31P標(biāo)志的大腸桿菌放入標(biāo)志的大腸桿菌放入32P的培的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)養(yǎng)液中，培養(yǎng)2代。離心結(jié)果如右：代。離心結(jié)果如右：1下列關(guān)于下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的正確順序是（復(fù)制過程的正確順序是（ ）互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂.

17、互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵.DNA分子分子在解旋酶的作用下在解旋酶的作用下解旋解旋.以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì).子鏈與母鏈盤子鏈與母鏈盤 旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu).課堂練習(xí)課堂練習(xí)2DNA分子復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行原因是分子復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行原因是( ) A堿基之間由氫鍵相連堿基之間由氫鍵相連 BDNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu) CDNA的半保留復(fù)制的半保留復(fù)制 DDNA的邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)的邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)B課堂練習(xí)課堂練習(xí)3將將 標(biāo)記的標(biāo)記的DNA分子放在分子放在 的培養(yǎng)基上的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，培養(yǎng)， 經(jīng)過經(jīng)過

18、3次復(fù)制，在所形成的子代次復(fù)制，在所形成的子代 DNA中，含中，含 的的DNA占總數(shù)是（占總數(shù)是（ ） A1/16 B1/8 C1/4 D1/2C 4.由由15N標(biāo)記細(xì)菌的標(biāo)記細(xì)菌的DNA，然后又將，然后又將14N來供給來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用14N來合成來合成DNA，假，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們?cè)O(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們DNA中的含中的含14N的鏈與的鏈與15N的鏈的比例是的鏈的比例是 ( ) A、4：1 B、3：1 C、2：1 D、7：1 D歸納：歸納：DNA分子的相關(guān)計(jì)算分子的相關(guān)計(jì)算1DNA分子中，脫氧核苷酸的數(shù)目脫氧核糖的數(shù)目分子中，脫氧核苷酸的