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(共36张PPT)
3.3 DNA的复制
1. 分析和讨论DNA半保留复制过程，从结构与功能相适应的角度探讨生命系统的正常运转离不开遗传信息的传递，DNA的准确复制是遗传信息传递的基础； 2. 基于科学史提供的历史资料证据，利用假说-演绎法，概述DNA分子通过半保留方式复制； 3. 合作探究，构建半保留复制或全保留复制的过程模式图；
4.认同科学技术在生物研究中的重要作用。
学习目标
回顾
DNA的空间结构有什么特点？
1.DNA的空间结构上具有什么特点？
反向平行的双螺旋结构
2.DNA内侧的结构是什么？碱基是如何配对的？外侧是什么？
内侧是碱基对；
A-T,G-C。
外侧是由磷酸和脱氧核糖构成的基本骨架；
回顾
DNA作为遗传物质有什么特点？
1.相对稳定
2.携带遗传信息
3.复制传递
一
对DNA复制的推测
1个DNA分子复制1次得到 个DNA分子
1个DNA含有 条链，复制之后的2个DNA共有 条链
思考？
1.1个DNA分子如何变成2个DNA分子？2条链是如何变成4条的？
2.复制后的2个DNA分子各自的两条链在组成上是怎样的？
一
对DNA复制的推测
1.半保留复制
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。
对DNA复制的推测
2.全保留复制
复制后的两个DNA分子，其中一个是由亲代直接保留下来的，另一个DNA分子是新形成的，完全没有旧的部分。
一
二
DNA半保留复制的实验证据
用红笔表示亲代DNA分子的母链，蓝笔（或者黑笔）表示子代DNA分子新合成的链。画出一个DNA分子半保留或者全保留复制两次之后，亲代和子代的情况。
全保留复制
半保留复制
二
DNA半保留复制的实验证据
实验思路：
区分亲代DNA和子代DNA
实验方法：
同位素标记技术
15N标记母链DNA
14N标记子链DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
这三种DNA的最大区别是什么？
分子质量不同（密度不同）
如何利用这一特性区分以上三种DNA？
密度梯度离心法
二
DNA半保留复制的实验证据
二
DNA半保留复制的实验证据
14N/14N—DNA
轻带
15N/14N—DNA
中带
15N/15N—DNA
重带
密度梯度离心
二
DNA半保留复制的实验证据
演绎推理：
子二代会出现的结果是
子一代会出现的结果是
如果DNA复制是半保留复制
重带：15N/15N-DNA
中带：15N/14N-DNA
轻带：14N/14N-DNA
中带：15N/14N-DNA
二
DNA半保留复制的实验证据
演绎推理：
子二代会出现的结果是
子一代会出现的结果是
如果DNA复制是全保留复制
重带：15N/15N-DNA
轻带：14N/14N-DNA
重带：15N/15N-DNA
轻带：14N/14N-DNA
重带：15N/15N-DNA
二
DNA半保留复制的实验证据
重带：15N/15N-DNA
大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
实验验证：
提取DNA，离心
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂1次，提取DNA，离心
中带：15N/14N-DNA
细胞再分裂1次，提取DNA，离心
中带：15N/14N-DNA
轻带：14N/14N-DNA
DNA复制的过程
三
1.DNA分子复制的概念是什么？
2.DNA分子复制发生在什么时间？
3.DNA分子复制的场所？
4.DNA分子复制的过程是怎么进行的？
5.DNA分子复制过程需要什么条件？
6.DNA分子复制的特点和意义？
DNA复制的过程
①真核生物主要在细胞核（线粒体、叶绿体）
②原核生物主要在拟核
③病毒在宿主细胞
3.场所：
2.时间：
1.概念：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA→DNA。
细胞分裂前的间期（有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期）
三
4.过程：
①：解旋——在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开
②：合成子链——DNA聚合酶以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链
③：重新螺旋——随着解旋进行，子链不断延伸，每条新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
三
DNA复制的过程
5.条件：
①模板：亲代DNA的两条链
②原料：游离的四种核苷酸
③能量：由ATP提供
④酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶
三
DNA复制的过程
6.特点：
①从过程上看：
边解旋边复制
②从结果上看：
半保留复制
DNA聚合酶
新合成的子链
DNA聚合酶
DNA解旋酶
游离的脱氧核苷酸
三
DNA复制的过程
7.准确复制的原因：
8.意义：
①：DNA双螺旋结构，为复制提供了精确的模板
②：碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。
将_遗传信息___从亲代传给子代，保持了_遗传信息__的连续性。
总结
DNA的复制
概念：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
解旋
合成子链
重新螺旋形成新的DNA分子
过程：
条件：
模板、原料、酶、能量
时间：
细胞分裂前的间期
结果：
1个DNA形成2个完全相同的DNA
场所：
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体、拟核
特点：
边解旋边复制、半保留复制
基础：
DNA双螺旋结构；碱基互补配对原则
拓展
DNA分子复制的计算
复制1次
复制2次
复制3次
亲代
15N
15N
15N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
2
4
8
拓展
DNA分子复制的计算
亲代DNA分子经 n 次复制后
①子代DNA分子数：
②含亲代母链的DNA分子数：
2n个
2个
③不含亲代母链的DNA分子数：
2n-2个
⑤亲代脱氧核苷酸链数分别是：
2条
2n＋1-2 条
④子代DNA分子中脱氧核苷酸链数是：
2n＋1 条
亲代DNA分子经 n 次复制后
①子代DNA分子数：
⑥新合成的脱氧核苷酸链数分别是：
拓展
DNA分子复制的计算
假设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制之后
①经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸：
②第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数为：
m×(2n-1)个
m×2n-1个
总结
习题巩固
1：DNA分子的复制方式是（ ）
　A．全保留复制　
B．半保留复制
C．边解旋边复制　
D．弥散复制
答案：B
总结
习题巩固
2：下列关于DNA的复制正确的是（ ）
　A．DNA复制时，亲代DNA中只有一条链是模板　
B．精原细胞略微增大进行DNA的复制
C．DNA复制在核糖体上进行　　
D．DNA复制时，以其周围的游离的脱氧核糖核酸为原料
答案：B
总结
习题巩固
3.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA离心分离，如图①-⑤为可能的结果，下列叙述错误的是（ ）
　A．子一代DNA应为② B．子二代DNA应为①
　C．子三代DNA应为④ D．亲代DNA应为⑤
C
① ② ③ ④ ⑤
轻带
中带
重带
4.一个DNA被15N标记的大肠杆菌，在只含14N的培养液中繁殖3代，第三代中含有15N的DNA分子有_ _个，不含15N的DNA分子有_ _个，含有14N的DNA分子有___个，不含14N的DNA分子有____个，只含有14N的DNA分子有_ _个。
答案：2;6;8;0;6
总结
习题巩固
5.将 15N标记的DNA分子放在 14N 的培养基上培养， 经过3次复制，在所形成的子代 DNA中，含15N 的DNA占总数的比例和含15N的脱氧核苷酸链占总数的比例各为（ ）和（ ）
　A．1/16　B．l／8　C．1／4　　D．1／2
答案：C、B
总结
习题巩固
6.某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，错误的是（ ）
　A．在第一次复制时，需要（m-A)个　
B．在第二次复制时，需要2×（m-A)个
C．在第n次复制时，需要2n-1×（m-A）个　
D．在n次复制过程中，总共需要2n×（m-A）个
答案：D
总结
习题巩固
练习与应用P56
1.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。
(1)DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。 （×）
(2)在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成的。 （×）
一：概念检测
2.DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ B ）
A.复制均在细胞核内进行
B.碱基互补配对原则保证了复制的准确性
C.1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子
D.游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链
练习与应用P56
3.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培 养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（ C ）
A.所有的大肠杆菌都含有15N
B.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2
C.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4
D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8
练习与应用P56
二：拓展应用
1.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？
可能有6个碱基发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响
练习与应用P56
2.已知果蝇的基因组大小为1.8×108bp(bp表示碱基对）,真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
说明果蝇的DNA有多个复制点，可同时从不同起点开始DNA的复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
练习与应用P56
谢谢观看！
授课人：吴秀琴
授课时间：2022年4月22日

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