高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第3章基因的本質(zhì)第3節(jié) DNA的復(fù)制精品ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

沃森和克里克在發(fā)DNA螺構(gòu)的那篇著名短文的尾處寫道:“值得注意的是，我們提出的這種基特異性配對方式，暗示著傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能的機(jī)制?！?br/>堿基互補(bǔ)配對原則是指DNA兩條鏈的堿基之間有準(zhǔn)確的一一對應(yīng)關(guān)系，暗示DNA的復(fù)制，可能需要先解開DNA的兩條鏈，然后通過堿基互補(bǔ)配對合成互補(bǔ)鏈。
科學(xué)研究需要大膽的想象，但是得出結(jié)論必須建立在確鑿的證據(jù)之上。
◆提出者：沃森和克里克
DNA復(fù)制時，DNA雙螺旋解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂
解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)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，這種復(fù)制方式被稱作半保留復(fù)制
DNA復(fù)制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的
證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)
通過實(shí)驗(yàn)區(qū)分親代和子代的DNA。
美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾
15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定的同位素，這兩種同位素的相對原子質(zhì)量不同，含15N的 DNA比含14N的DNA密度大。
含15N的 DNA比含14N的DNA密度大，利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分不同N元素的DNA分子。
同位素標(biāo)記法、密度梯度離心法
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
如果DNA復(fù)制是半保留復(fù)制
轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中
大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代
15N/14N-DNA
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。
如果DNA復(fù)制是全保留復(fù)制
1.沃森和克里克證明了DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。( )2.證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。( )3.DNA半保留復(fù)制的證明過程使用了假說－演繹法。( )
[典例1] 某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是(　　)
因?yàn)镈NA的復(fù)制為半保留復(fù)制，因此親本DNA的兩條鏈將分別進(jìn)入不同的子代DNA分子中，A、B錯誤；第二次復(fù)制時得到的4個DNA分子中，都有一條DNA子鏈?zhǔn)窃诘诙螐?fù)制時形成的，而C中只有兩個DNA分子中含第二次復(fù)制出的子鏈(黑色表示)，C錯誤，D正確。
1.DNA復(fù)制的概念是什么?2.DNA復(fù)制的時間?3.DNA復(fù)制的場所?4.DNA復(fù)制過程怎么進(jìn)行?5.DNA復(fù)制過程需要哪些條件?6.DNA復(fù)制過程有何特點(diǎn)?7.DNA復(fù)制有何生物學(xué)意義?
閱讀教材P55，思考下列問題:
以親代DNA為模板合成子代DNA的過程
在真核生物中，這一過程是在細(xì)胞分裂前的間期，隨著染色體的復(fù)制而完成的
即有絲分裂前的間期或減數(shù)分裂Ⅰ前的間期
真核生物：細(xì)胞核（主要）、葉綠體、線粒體
利用能量，在解旋酶作用下，DNA雙鏈解開
以解開的每一段母鏈為模板
在DNA聚合酶等酶的作用下
利用細(xì)胞中游離的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
每條新鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)
DNA聚合酶都只能催化DNA從5’至3’延伸
解旋酶，DNA聚合酶等
一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子
邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制
DNA通過復(fù)制，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性
DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板通過堿基互補(bǔ)配對，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行
4.DNA復(fù)制時新合成的兩條鏈堿基排列順序相同(　　)5.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后，開始DNA的復(fù)制(　　)6.單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈(　　)7.真核細(xì)胞的DNA復(fù)制只發(fā)生在細(xì)胞核中(　　)8.解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均為氫鍵(　　)
[典例2] 下列有關(guān)DNA復(fù)制的敘述，正確的是(　　)A.DNA復(fù)制時以DNA分子的一條鏈作為模板B.洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞在減數(shù)分裂前的間期進(jìn)行DNA復(fù)制C.DNA復(fù)制時先解旋后復(fù)制D.藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞的擬核可發(fā)生DNA復(fù)制
DNA分子復(fù)制時兩條脫氧核糖核苷酸鏈都作為模板，A錯誤；洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞只進(jìn)行有絲分裂，在分裂間期進(jìn)行DNA復(fù)制，B錯誤；DNA分子復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制的過程，C錯誤；藍(lán)細(xì)菌的擬核區(qū)是環(huán)狀DNA分子，能進(jìn)行DNA的復(fù)制，D正確。
假設(shè)將一個全部被15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)3代，子代DNA含N情況結(jié)果如下：
DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算規(guī)律
假設(shè)將一個全部被15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)n代，子代DNA含N情況：
(1)DNA分子數(shù)①子n代DNA分子總數(shù)為個。②含15N的DNA分子數(shù)為個。③含14N的DNA分子數(shù)為個。④只含15N的DNA分子數(shù)為個。⑤只含14N的DNA分子數(shù)為個。
(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)①子代DNA中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝條。②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝條。③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝條。
(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為個。②若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，在第n次復(fù)制時，需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為個。
DNA復(fù)制的起點(diǎn)和方向
原核生物：單起點(diǎn)雙向復(fù)制
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
1.下圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過程模式圖，下列分析正確的是(　　) A．酶①和酶②均作用于氫鍵D B．該過程的模板鏈?zhǔn)莂、d鏈 C．該過程中的c、d鏈結(jié)構(gòu)相同 D．DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制
圖中酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氫鍵，后者作用于磷酸二酯鍵，A項(xiàng)錯誤；該過程中a、b鏈為模板鏈，c、d鏈分別是以a、b鏈為模板合成的子鏈，B、C項(xiàng)錯誤；DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，D項(xiàng)正確。
2.一個雙鏈被32P標(biāo)記的DNA片段有100個堿基對，其中腺嘌呤占堿基總數(shù)的20%，將其置于含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述錯誤的是(　　) A．該DNA片段中含有胞嘧啶的數(shù)目是60個 B．第三次復(fù)制過程需要240個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C．復(fù)制3次后，子代DNA中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶8 D．復(fù)制3次后，子代DNA中含32P與含31P的分子數(shù)之比為1∶4
該DNA片段有100個堿基對，其中腺嘌呤占堿基總數(shù)的20%，則腺嘌呤數(shù)目為100×2×20%＝40(個)，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，A＝T、G＝C，故該DNA片段中含有胞嘧啶的數(shù)目是（100×2－40×2）/2＝60(個)，A正確；第三次復(fù)制DNA分子數(shù)由4個變?yōu)?個，增加4個DNA分子，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸60×4＝240(個)，B正確；復(fù)制3次后，共得到8個DNA分子，16條DNA單鏈，其中只有2條單鏈含32P，含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7，C錯誤；由于DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，子代DNA均含31P，其中有2個DNA分子含32P，所以子代DNA中含32P與含31P的分子數(shù)之比為1∶4，D正確。

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