【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(wèn)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(xiě)道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對(duì)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。”復(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(guò)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(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！咎骄炕顒?dòng)】探究問(wèn)題：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(wèn)題提出假說(shuō)演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證科學(xué)研究的方法——假說(shuō)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(cè)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(duì)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(cuò)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(cè)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(lèi)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(cè)P73即時(shí)應(yīng)用4.用15N標(biāo)記含有200個(gè)堿基對(duì)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(guò)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(cè)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(dòng)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(guò)程,后者只包括第n次的復(fù)制過(guò)程。(3)DNA復(fù)制計(jì)算時(shí)看清題中所給出的是“堿基對(duì)”還是“堿基”;所問(wèn)的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”,“含”還是“只含”。練習(xí)冊(cè)P75概念以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程時(shí)間真核細(xì)胞：細(xì)胞核（主要）、線(xiàn)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(chǎng)所DNA復(fù)制的過(guò)程過(guò)程解旋——在能量驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋解開(kāi)合成子鏈——DNA聚合酶以解開(kāi)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(duì)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(duì)應(yīng)的模板鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)過(guò)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(kāi)連接脫氧核苷酸單體形成磷酸二酯鍵斷開(kāi)氫鍵的方式：解旋酶加熱等DNA聚合酶DNA聚合酶過(guò)程邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制

(從過(guò)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(guò)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(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)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(guò)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(duì)之間的連接B.在DNA復(fù)制過(guò)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(guò)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(guò)程的模式圖,下列敘述正確的是(

)練習(xí)冊(cè)P77隨堂檢測(cè)

DNA復(fù)制的起點(diǎn)和方向(1)原核生物：?jiǎn)纹瘘c(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(kāi)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(guò)程練習(xí)冊(cè)P74歸納總結(jié)3.下列有關(guān)DNA復(fù)制的敘述,錯(cuò)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(kāi)始D.DNA通過(guò)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(cè)P754.在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌,其DNA分子均為14N/14N-DNA(對(duì)照);在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)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(qǐng)回答下列問(wèn)題。練習(xí)冊(cè)P77-78隨堂檢測(cè)

(1)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)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