【生物】DNA的復(fù)制課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第3章基因和染色體的關(guān)系

第3節(jié)DNA的復(fù)制問題探討：1953年沃森和克里克的論文《核酸的分子結(jié)構(gòu)-脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》在《自然》發(fā)表沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對方式，暗示著遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能的機(jī)制?！睆?fù)制方式2.半保留復(fù)制和全保留復(fù)制的區(qū)別：DNA復(fù)制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。1.特點(diǎn)：全保留復(fù)制半保留復(fù)制半保留復(fù)制全保留復(fù)制需要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)DNA分子復(fù)制方式實(shí)驗(yàn)區(qū)別親子代DNA實(shí)驗(yàn)方法1.同位素標(biāo)記法15N14N——密度大——密度小實(shí)驗(yàn)材料大腸桿菌（每20min分裂一次）2.密度梯度離心法關(guān)鍵根據(jù)復(fù)制模式，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！咎骄炕顒印刻骄繂栴}：如果是半保留復(fù)制，DNA復(fù)制3次，每一代的復(fù)制結(jié)果如何；如果是全保留復(fù)制呢？15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N14N/14N14N/14N14N/14N親代子一代全保留復(fù)制全部位于重帶1/2位于輕帶1/2位于重帶3/4位于輕帶1/4位于重帶離心離心離心DNA復(fù)制一次子二代DNA復(fù)制一次15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N15N/15N15N/15N-DNA15N/

14N-DNA14N/15N-DNA15N/

14N14N/15N14N/14N14N/14N親代子一代半保留復(fù)制全部位于重帶全部位于中帶1/2位于輕帶1/2位于中帶離心離心離心DNA復(fù)制一次子二代DNA復(fù)制一次15N/15N14N/

15N14N/14N14N/

15N結(jié)論：DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制細(xì)胞再分裂一次轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中分裂一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證親代子一代DNA復(fù)制一次子二代DNA復(fù)制一次15N/15N-DNA15N/

14N14N/15N14N/14N14N/14N15N/

14N14N/15N得出結(jié)論發(fā)現(xiàn)問題提出假說演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證科學(xué)研究的方法——假說演繹法半保留復(fù)制、全保留復(fù)制推理、探究幾種復(fù)制模式下得到子代DNA的可能情況，預(yù)測可能實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制DNA是如何復(fù)制的?證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)物理、化學(xué)技術(shù)對生物學(xué)研究具有重要意義！1.細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后,細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N,然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),抽取親代及子代的DNA離心分離,如圖①～⑤為可能的結(jié)果,下列敘述錯誤的是(

)A.子一代DNA應(yīng)為②

B.子二代DNA應(yīng)為①C.子三代DNA應(yīng)為④

D.親代的DNA應(yīng)為⑤√練習(xí)冊P73√2.現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有14N(表示為14N14N)的大腸桿菌,若將該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代,再轉(zhuǎn)到含有14N的培養(yǎng)基中繁殖一代,則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是(

)A.有15N14N和14N14N兩種,其比例為1∶3B.有15N15N和14N14N兩種,其比例為1∶1C.有15N15N和14N14N兩種,其比例為3∶1D.有15N14N和14N14N兩種,其比例為3∶1練習(xí)冊P73即時(shí)應(yīng)用4.用15N標(biāo)記含有200個(gè)堿基對的DNA分子,其中有胞嘧啶60個(gè)。該DNA分子在14N培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次,其結(jié)果可能是(

)A.含14N的DNA占全部DNA的7/8B.含15N的單鏈占全部鏈的1/16C.復(fù)制過程中需要游離腺嘌呤脫氧核苷酸600個(gè)D.子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是2∶3√練習(xí)冊P75即時(shí)應(yīng)用有關(guān)DNA復(fù)制和計(jì)算的3點(diǎn)“注意”(1)DNA中氫鍵可由解旋酶催化斷裂,同時(shí)需要ATP供能,也可加熱斷裂(體外);而氫鍵是自動形成的,不需要酶和能量。(2)注意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別,前者包括所有的復(fù)制過程,后者只包括第n次的復(fù)制過程。(3)DNA復(fù)制計(jì)算時(shí)看清題中所給出的是“堿基對”還是“堿基”;所問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”,“含”還是“只含”。練習(xí)冊P75概念以親代DNA為模板合成子代DNA的過程時(shí)間真核細(xì)胞：細(xì)胞核（主要）、線粒體和葉綠體；原核細(xì)胞：擬核病毒：宿主細(xì)胞中（如：噬菌體侵染大腸桿菌）細(xì)胞分裂前的間期（有絲分裂、減數(shù)分裂）場所DNA復(fù)制的過程過程解旋——在能量驅(qū)動下，解旋酶將DNA雙螺旋解開合成子鏈——DNA聚合酶以解開的每一條母鏈為模板，以游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈復(fù)旋——隨著解旋進(jìn)行，子鏈不斷延伸，每條新子鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)過程解旋酶5’3’DNA聚合酶3’5’5’3’5’3’子鏈皆由5’向3’端進(jìn)行延伸解旋酶使氫鍵斷開連接脫氧核苷酸單體形成磷酸二酯鍵斷開氫鍵的方式：解旋酶加熱等DNA聚合酶DNA聚合酶過程邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制

(從過程上看)半保留復(fù)制

(從結(jié)果上看)①模板：

②原料：

③能量④酶：親代DNA的兩條鏈4種游離的脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP形成兩個(gè)完全相同的DNA分子條件特點(diǎn)結(jié)果DNA復(fù)制的過程方向從子鏈的5'端向3'端延伸(1)DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供了精確的模板。(2)通過堿基互補(bǔ)配對保證了復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行。意義準(zhǔn)確復(fù)制的原因?qū)⑦z傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。DNA復(fù)制的過程A.DNA分子在酶①的作用下水解成脫氧核苷酸,酶②催化堿基對之間的連接B.在DNA復(fù)制過程中解旋和復(fù)制是同時(shí)進(jìn)行的C.解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈D.兩條新的子鏈通過氫鍵形成一個(gè)新的DNA分子√2.如圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過程的模式圖,下列敘述正確的是(

)練習(xí)冊P77隨堂檢測

DNA復(fù)制的起點(diǎn)和方向(1)原核生物：單起點(diǎn)雙向復(fù)制(2)真核生物：多起點(diǎn)雙向復(fù)制在復(fù)制速率相同的前提下，圖中DNA是從其最右邊開始復(fù)制的，這種復(fù)制方式提高了DNA復(fù)制的效率。DNA復(fù)制的過程練習(xí)冊P74歸納總結(jié)3.下列有關(guān)DNA復(fù)制的敘述,錯誤的是(

)A.DNA復(fù)制可發(fā)生在真核細(xì)胞有絲分裂前的間期B.DNA復(fù)制時(shí)所需要的原料是脫氧核苷酸,且消耗ATPC.DNA解旋之后復(fù)制隨之開始D.DNA通過復(fù)制保持了親代和子代細(xì)胞中遺傳信息的連續(xù)性√解析:DNA的復(fù)制為邊解旋邊復(fù)制。練習(xí)冊P754.在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為14N/14N-DNA(對照);在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為15N/15N-DNA(親代)。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng),再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖所示。請回答下列問題。練習(xí)冊P77-78隨堂檢測

(1)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測第一代(Ⅰ)細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?/p>

,另一條鏈?zhǔn)?/p>

。

14N新鏈15N母鏈(2)將第一代(Ⅰ)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代,將所得細(xì)菌的DNA用同樣