1、 第3章 第3节 DNA的复制 DNA作为遗传物质具有的特点：作为遗传物质具有的特点：1、相对稳定、相对稳定2、携带遗传信息、携带遗传信息3、复制传递、复制传递【问】【问】DNA是如何复制的呢？是如何复制的呢？4、指导蛋白质的合成、指导蛋白质的合成问题导入问题导入教学目标教学目标 1 1概述概述DNADNA分子的复制。分子的复制。2 2探讨探讨DNADNA复制的生物学意义。复制的生物学意义。【重点重点】DNADNA分子复制的条件、过程和特点。分子复制的条件、过程和特点。【难点难点】DNADNA分子复制的过程。分子复制的过程。一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测1、全保留复制：新复制出的
2、分子直接形成，完全没有旧的部分；2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；3、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的复制一次复制一次复制一次半保留复制模型半保留复制模型沃森和克里克认为：原有原有DNADNA分子的两条单链会分子的两条单链会分分开开，每一条单链各作为一个模，每一条单链各作为一个模板用来复制新的单链，所以板用来复制新的单链，所以新新合成的合成的DNADNA分子中有一条旧链分子中有一条旧链和一条新链。和一条新链。DNA分子肉眼是看不到的，如何才能分辨DNA呢？如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新DNA中出现
3、的情况。人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新DNA中出现的情况。美国生物学家梅塞尔森和蔡塔尔利用同位素标记技术采用假说演绎的方法，以大肠杆菌为原料设计了巧妙实验。人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1大肠杆菌在大肠杆菌在15N的培养液中培养的培养液中培养若干若干代代转移到转移到14N的培养液的培养液中复制一中复制一代代把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新DNA中出现的情况。假说：假说：DNA采用半保留复制方式采用半保留复制
4、方式演绎推理演绎推理：半保留复制一代后提取：半保留复制一代后提取DNA离心应该为离心应该为1条带；中条带；中带带；全保留复制离心可得到；全保留复制离心可得到结果结论结果结论：DNA采用半保留复制采用半保留复制提出问题：提出问题：DNA采用半保留复制还是全保留复采用半保留复制还是全保留复制制实验验证：实验验证：15N的培养液中培养的培养液中培养若干代若干代转移到转移到14N的培养液的培养液中中培养培养一代一代人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1大肠杆菌在大肠杆菌在15N的培养的培养液中培养液中培养若若干代干代提取提取DNA离心离心转移到转移到14N的培养液中的培养液中
5、提取DNA离心提取DNA离心细胞分裂一次第二代第二代第一代第一代细胞分裂两次重带重带(下部下部)15N/15N中带中带(中间中间)15N/14N轻带轻带(上部上部)1414N/N/14N中带中带(中间中间)1515N/N/14N人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分全保留复制：复制一次亲代DNA子代DNA形成的分子一半是新的，一半是旧的形成的分子一半是新的，一半是旧的半保留复制：复制一次人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载115N/15N-DNA15N/14N-D
6、NA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA14N第一代第一代第二代大肠杆菌大肠杆菌该实验证明了：该实验证明了：DNADNA的半保留复制的半保留复制人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1三三种复制方式区分种复制方式区分重带重带(下下部部)15N/15N中带中带(中间中间)15N/14N轻带轻带(上部上部)1414N/N/14N中带中带(中间中间)1515N/N/14N大肠杆菌在15N的培养液中培养若干代转移到14N的培养液中连续培养两代人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1第一次复制第二次复制重
7、带 轻带重带 轻带第一次复制第二次复制中带中带 变粗第一次复制第二次复制中带轻带中带重带重带(下下部部)15N/15N中带中带(中间中间)15N/14N轻带轻带(上部上部)1414N/N/14N中带中带(中间中间)1515N/N/14N人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1大肠杆菌在大肠杆菌在15N的培养的培养液中培养液中培养若若干代干代提取提取DNA离心离心转移到转移到14N的培养液中的培养液中提取DNA离心提取DNA离心细胞分裂一次第二代第二代第一代第一代细胞分裂两次重带重带(下部下部)15N/15N中带中带(中间中间)15N/14N轻带轻带(上部上部)1414N
8、/N/14N中带中带(中间中间)1515N/N/14N思考？随着复制代数增加轻带中带粗细如何变化人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1解旋酶解旋酶催化催化解旋：解旋：模板模板（在（在DNA聚合酶聚合酶的催化下，利用的催化下，利用游离游离的脱氧核苷酸进行的脱氧核苷酸进行）合成子链合成子链:以母链为模板按照碱以母链为模板按照碱基互补配对原则合成基互补配对原则合成子链子链母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）盘旋形成子代盘旋形成子代DNA:同时进行同时进行组成 DNA分子复制的过程人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1DNA的复制的定义、
9、时间、场所、条件1、定义、定义：以亲代以亲代DNA为模板合成子代为模板合成子代DNA的过程的过程2、时间、时间：有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期3、场所：、场所：真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体原核生物：细胞质模板：模板：亲代亲代DNA分子的两条链分子的两条链4、条件：、条件：原料：原料：游离的游离的4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸（A、G、C、T）能量：能量：酶：酶：ATP （呼吸作用提供）（呼吸作用提供）解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等二、二、DNADNA复制的过程复制的过程人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载15、
10、DNA复制的过程解旋：合成子链：形成子代DNA：利用 提供的能量（ATP），在 的作用下，把两条螺旋的双链解开。以解开的每一段母链为 ，以_ 为原料，遵循_ 原则，在有关 的作用下，合成与母链互补的子链。每条子链与其对应的 盘旋成双螺旋结构，形成 个与亲代_ 的DNA。细胞解旋酶模板互相配对酶离的脱氧核苷酸母链两相同四种游碱基完全人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载16、DNA复制的特点、原则边解旋边复制半保留复制原则：碱基互补配对原则特点：人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载17、准确复制的原因、意义意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗
11、传信息的稳定性、连续性。原因：DNA分子独特的 提供精确的模板。通过 保证了复制准确无误。双螺旋结构碱基互补配对人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1亲代子一代子二代子三代14N规律总结一个亲代DNA分子经复制n 次后DNA复制过程中的数量关系15N15N人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1【规律1】一个亲代DNA分子经 n 次复制后：子代子代DNADNA分子总数分子总数=含亲代母链的含亲代母链的DNADNA分子数分子数=不含亲代母链的不含亲代母链的DNADNA分子数分子数 =2n22n-2子代子代DNADNA分子中脱氧核苷酸分子中脱氧核苷
12、酸链数链数=2n+1能力拓展DNA复制过程中的数量关系人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1 计算原料用量（消耗的某脱氧核苷酸数）计算原料用量（消耗的某脱氧核苷酸数）若将用15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养n代。先计算亲代DNA分子中某脱氧核苷酸的数量，记为m。若经过n次复制，则需要消耗的脱氧核苷酸数为：m（2n-1）若第n次复制需要消耗的脱氧核苷酸数为：m（2n-2n-1）=m2n-1应用探究人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1知识点二DNA分子的复制一个DNA分子连续复制n次，含有最初母链的DNA分子只有2个。能力拓展DNA
13、复制过程中的数量关系人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1亲代DNA分子经 n 次复制后，则（1）DNA分子数子代DNA分子数：含亲代母链的DNA分子数：不含亲代母链的DNA分子数：2n个2个2n-2个三、三、DNADNA复制过程中的相关计算复制过程中的相关计算人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1（2）脱氧核苷酸链数子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：亲代脱氧核苷酸链数：新合成的脱氧核苷酸链数：2n+1条2条2n+1-2条人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1（3）消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸
14、m个，则经过n次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m(2n-1)人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载11.一个有15 N标记的DNA分子放在没有标记的环境中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的（）A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/322.1个DNA分子经过4次复制,形成16个DNA分子,其中不含亲代母链的DNA分子为（）A.2个 B.8个 C.14个 D.32个C C 练习人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载13.一个被放射性元素标记双链DNA的噬菌体侵染细菌,若此细菌破裂后释放出n个噬菌体,则其中具有放射性元素的
15、噬菌体占总数的（）A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2C 人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载14.假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N为原料，该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的DNA的精子所占比例为（）A.100%B.50%C.25%D.0A 人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载15.某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（）A.7（a-m）B.8（a-m）C.7（a/2-m）D.8（2a-m）C人教版生物DNA的复制
16、课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载16.某一个DNA的碱基总数中,腺嘌呤为200个,复制数次后,消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个,该DNA分子已经复制了几次(是第几代)（）A.三次(第四代)B.四次(第五代)C.五次(第六代)D.六次(第七代)B 人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载17.一双链DNA分子,在复制解旋时,一条链上的G变成了C,则DNA经n次复制后,发生差错的DNA占（）A.1/2 B.1/2n-1 C.1/2n D.1/2n+1A人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1复制方式：半保留复制过程：解旋复制子链模板：亲代DNA提供原料：原则：条件：游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则能量:酶:特点：边解旋边复制半保留复制意义：保持前后代遗传信息的连续性复旋形成子代DNA课堂小结ATP解旋酶、DNA聚合酶人教版生物DNA的复制课件下载1人教版生物DNA的复制课件下载1
