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(共33张PPT)
第3节 DNA的的复制
新人教版必修二《遗传与进化》
（1）如果现在要复活恐龙，我们应该怎么办？
（2）让恐龙复活的关键是什么？
获得恐龙的DNA分子，让DNA进行复制。
（3）DNA作为遗传物质，是如何进行复制的？
为了保证遗传信息的精确传递，怎样保证
DNA准确复制？
远古化石：被琥珀困住的蚊子
DNA半保留复制的实验证据
一
对DNA复制的推测
目
录
CONTENTS
二
欢迎加入，更多资源
DNA复制的过程
三
（阅读教材53页第一段）
关于DNA的复制方式，科学家提出了哪些假说？
DNA分别通过这两种复制方式复制一次，所形成的子代DNA分子的组成有何不同？
1
提出问题
DNA以什么方式复制？
2
作出假设
(2)全保留复制
新复制出的分子直接形成，完全没有旧的
复制
一次
亲代DNA
子代DNA
(1)半保留复制(沃森和克里克提出）
形成的分子一半是新的，一半是旧的
复制一次
亲代DNA
子代DNA
小组思考与讨论下列问题：
1.这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？
需要通过实验验证
2.如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？
半保留复制
全保留复制
把复制出的子代DNA链（子链）和原来的链（母链）区别开，观察它在新DNA中出现的情况。
最重要的区别：在子代DNA分子中，来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链的结合情况不同。
3.如何在实验中直观区分母链和子链？
同位素标记法。
4.如果用同位素标记，什么元素好？
15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性)，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大；
（画一画：分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次）
1
提出问题
2
作出假设
3
演绎推理
（1）半保留复制
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
14N复制
（2）全保留复制
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N复制
14N复制
14N复制
14N
14N
15N
15N
要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的DNA情况,但实验中,形成的不同密度的DNA分子是随机混合在一起的， 应如何区分？
—演绎推理
密度梯度离心
密度
低
高
利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA；
思考
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
亲代 子一代 子二代
轻带
中带
重带
轻带
中带
重带
半保留复制
按照前面的演绎推理，密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带呢？
—演绎推理
思考
按照前面的演绎推理，密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带呢？
15N/15N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
亲代 子一代 子二代
轻带
中带
重带
轻带
中带
重带
全保留复制
—演绎推理
DNA半保留复制的实验证据
一
对DNA复制的推测
目
录
CONTENTS
二
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DNA复制的过程
三
只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。
①实验者：
②实验材料：
③实验方法 ：
梅塞尔森和斯塔尔
大肠杆菌
同位素标记技术
④实验过程 ：
让大肠杆菌在15NH4Cl的培养若干代，再放置在14NH4Cl培养。
⑤实验原理 ：
4
实验验证
⑥实验结果 ：
离心后应出现三条DNA带
①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。
②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标
记的子代双链DNA。
③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
排除DNA的复制是全保留复制
排除DNA的复制是分散复制
1
提出问题
2
作出假设
3
演绎推理
4
实验验证
14N复制
14N复制
5
实验结论
：DNA的复制方式是半保留复制
（二）推测可能的复制方式
（三）推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果
（四）完成实验
（一）DNA的是如何复制的
半保留复制
全保留复制
假说——演绎法
DNA复制方式的探究历程小结：
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
(1)沃森和克里克以大肠杆菌为材料，运用同位素标记技术证明DNA复制方式是半保留复制(　　)
(2)证明DNA为半保留复制的研究过程中运用了假说—演绎法(　　)
×
判断正误
√
1.(2022·天津和平区高一期中)将一个用15N标记的DNA分子放到14N的培养基上培养，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，图中分别代表复制1次、2次、3次后的分层结果的是
A.c、e、f　　 B.c、e、b
C.a、b、d　　 D.c、a、b
√
2.将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是
A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层
C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA
位于试管的上层
D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制
√
DNA半保留复制的实验证据
一
对DNA复制的推测
目
录
CONTENTS
二
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DNA复制的过程
三
自主学习：阅读教材56页第二、三段，并填表
场 所
时 间
条 件 模 板
原 料
能 量
酶
碱基互补配对
特 点
真核细胞：
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；
原核细胞：
主要在拟核中，在质粒处也
有DNA的复制。
细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。
1
概念：
2
DNA复制场所
3
发生时期(真核生物)
4
过程与条件
新合成的子链
DNA聚合酶
DNA聚合酶
DNA解旋酶
游离的脱氧核苷酸
解
旋
需要细胞提供能量
需要解旋酶的作用
结果：氢键断裂，双链打开
合成子链
模板：
原料：
酶 ：
能量：
原则：
方向：
解开的每一条母链
四种脱氧核苷酸
DNA聚合酶等
细胞提供ATP
碱基互补配对原则
5‘-端至3’-端
5
复制特点
（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
加快复制速度，减少DNA突变可能
保证了复制的准确进行
6
精确复制的原因
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，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。
7
复制的意义
你认为DNA复制会百分之百准确吗？如果复制出现错误，可能会产生什么影响？
会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制
(2)真核生物：多起点双向复制
核心归纳
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。
3.下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是
A.DNA分子在酶①的作用下
水解成脱氧核苷酸，酶②
催化碱基对之间的连接
B.在复制过程中解旋和复制
是同时进行的
C.解旋酶能使双链DNA解开，并且不需要消耗ATP
D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
√
4.某未被32P标记的DNA分子含有1 000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，将该DNA分子置于含32P的培养基中连续复制3次。下列有关叙述错误的是
A.所有子代DNA分子都含32P
B.含32P的子代DNA分子中，可能只有一条链含32P
C.第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸4 900个
D.子代DNA分子中不含32P的脱氧核苷酸链占总链数的1/8
√
5.复制叉是复制时双链打开，分成两股，各自作为模板，子链沿模板延长所形成的Y字型结构(如图)，复制叉从复制起始点开始沿着DNA链有序移动。DNA甲基化会引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式发生改变。下列叙述正确的是
A．解旋酶使DNA双链完全打开后再进行复制
B．DNA聚合酶发挥作用需要母链提供合成模板
C．DNA以两条链为模板进行复制可提高复制速率
D．甲基化修饰DNA链不会影响复制叉的有序移动
√
课堂小结
练习与应用(P56 )
一、概念检测
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。 （ ）
×
×
2.DNA的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（ ）
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
B
练习与应用(P56 )
一、概念检测
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（ ）
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
C
练习与应用(P56 )
一、概念检测
练习与应用(P 56)
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。
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有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA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(P 56)
二、拓展应用

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