高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3章 基因的本质第3节 DNA的复制试讲课课件ppt

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1. 概述 DNA 通过半保留方式进行复制。2. 理解 DNA 的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
北京奥运会会徽“中国印 舞动的北京”
怎样将这枚会徽复制成两个完全一样的印章？
所谓DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，1DNA→2DNA
最早提出的DNA复制模型有三种；
一、对DNA复制的推测
2、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中出现的情况。
1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？
将大肠杆菌放在NH4Cl培养液培养生长
分析：1、离心处理后，为什么子一代DNA只有杂和链带？2、子二代DNA出现了轻链带和杂和链带，说明了什么？
二、DNA分子半保留复制的实验证据
有人认为DNA复制就复印材料一样，一张材料复印一次也可以得到两张相同的材料。这种说法对不对，为什么？
1DNA→ 2DNA单链（母） →（母链十子链）＋（母链十子链） → 子 DNA ＋ 子DNA → 2DNA
与复印材料不同，因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的新的DNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子，并且原来的旧的DNA也不存在。
三、DNA分子复制的过程及其特点
细胞核(主)、线粒体、叶绿体
细胞分裂间期(有丝分裂、减数分裂)
(1)模板：解旋的DNA两条单链(2)原料：脱氧核苷酸(3)能量：ATP(4)酶：解旋酶、DNA聚合酶
注意，此处氢键将被打开！
在酶的催化下氢键已被打开
DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。
亲代DNA的一条链作为模板
所以DNA复制特点之一是:
通过碱基互补配对脱氧核苷酸结合到母链上
形成两条完全相同的子代DNA
4.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
5.“准确”复制的原理：（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。
6.意义： 将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期
保持前后代遗传信息的连续性
无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子永远只有两条
2）含母链的DNA数量及比例
3）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比
4）复制n次消耗原料的量：
下图表示DNA 复制的过程。结合图示判断， 下列有关叙述错误的是 （　　） A. DNA 复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA 双链间的氢键，使两条链解开B. DNA 分子的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链的方向相反C. DNA 分子的复制需要DNA 聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA 片段D. DNA 分子复制形成的两条子链都是连续合成的
【解析】DNA 复制过程的第一步是解旋，需要用解旋酶破坏DNA 双链之间的氢键，使两条链解开，A 项正确；由题图可知，DNA 分子的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链的方向相反，B 项正确；DNA 分子的复制需要DNA 聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA 片段，C 项正确；由题图可知，DNA 分子的两条子链中，前导链的合成是连续的，后随链的合成是不连续的，D 项错误。【答案】D
1.下列关于DNA 分子复制过程的叙述，正确的是（　　） DNA 分子在全部解旋之后才开始复制B. 解旋后以同一条链为模板合成两条新的子链C. 在复制过程中需要的原料是脱氧核苷酸D. 在解旋酶的作用下将DNA 水解成脱氧核苷酸
【解析】DNA 分子复制是边解旋边复制，而不是在全部解旋之后才开始复制，A 项错误；解旋后分别以两条链为模板合成两条新的子链，两条子链分别与两条母链形成两个DNA 分子，B 项错误；DNA 复制过程中所需的原料是脱氧核苷酸，C 项正确；在解旋酶的作用下可将DNA 分解成两条脱氧核苷酸链，而将DNA 水解成脱氧核苷酸的是DNA 水解酶，D 项错误。【答案】C
2. 下图为DNA 分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是 （　　） A. 由图可知，DNA 分子复制为多起点双向复制B. 除图示中的酶外，DNA 分子复制还需DNA 聚合酶和DNA 连接酶等C. DNA 分子复制时，两条子链的合成方向是相反的D. 解旋含G—C 碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多
【解析】由图可知，DNA 分子复制为单起点双向复制，A 项错误；图示解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA 解开，需要消耗ATP，DNA 聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA 片段，将DNA 片段连成完整的子链需要DNA 连接酶， B 项正确；DNA 分子的两条链是反向平行的，而复制的时候只能从子链的5′端向3′端延伸，所以两条子链的合成方向相反，C 项正确；G—C 碱基对含有三个氢键，A—T 碱基对含有两个氢键，故解旋含G—C 碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多，D 项正确。【答案】A
3.用15N 标记含有100 个碱基对的DNA 分子，其中有胞嘧啶60 个。该DNA 分子在含14N 的培养基中连续复制 4 次，下列结果正确的是（ 　　） A. 含14N 的DNA 占100% B. 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640 个C. 含15N 的链占1/8 D. 子代DNA 分子中嘌呤与嘧啶之比是2 ∶ 3
【解析】在含14N 的培养基中连续复制4 次，得到24=16 个DNA 分子，32 条链，其中含14N 的DNA 占100%，含15N 的链有2 条，占1/16，A 项正确，C 项错误；根据已知条件， 每个DNA 分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有（100×2-60×2） ÷2=40 个，复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为40×（24-1）=600 个，B 项错误；每个DNA 分子中嘌呤数和嘧啶数相等，两者之比是1 ∶ 1，D 项错误。【答案】A
4.［2018·浙江4 月选考］某研究小组进行“探究DNA 的复制过程”的活动，结果如下图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl 或15NH4Cl，a、b、c 表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA 离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是 （　　） A. 本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术B. a 管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl 的培养液中培养的C. b 管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA 都是15N-14N-DNA D. 实验结果说明DNA 分子的复制方式是半保留复制
【解析】本活动中使用了14N 和15N，即采用了同位素示踪技术，3 个离心管中的条带需经密度梯度离心，A 项正确； a 管中只有重带，即15N-15N-DNA，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl 的培养液中培养的，B 项错误；b 管中只有中带，即DNA 都是15N-14N-DNA，C 项正确；c 管中1/2 为中带（15N-14N-DNA），1/2 为轻带（14N-14N-DNA），综合a、b、c 三支管可推测，a 管中为亲代DNA ：15N-15N-DNA，b 管中为复制一代后的子代DNA ：15N-14N-DNA，c 管中为复制两代后的子代DNA ：1/215N-14N-DNA、1/214N-14N-DNA，说明DNA 分子的复制是半保留复制的，D 项正确。| 【答案】B
5. ［2021·北京适应性考试］大肠杆菌拟核中的是环状 DNA 分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的 dTTP 培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将 DNA复制阻断，结果如下图所示。下列对此实验的理解，错误的是（　　）A.DNA复制过程中，双链会局部解旋B.Ⅰ所示的 DNA 链被3H标记C.双链 DNA 复制仅以一条链作为模板D.DNA 复制方式是半保留复制
【解析】DNA 是边解旋边复制，A 项正确；Ⅰ所示的 DNA链均是在被标记的 dTTP 的培养液中复制得来的，所以均被标记，B 项正确；DNA 在复制时，以亲代 DNA 的两条单链作为模板，合成完全相同的两个子代双链 DNA，C 项错误；DNA 复制方式为半保留复制，D 项正确。【答案】C