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的复制授课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3章 基因的本质第3节 DNA的复制授课课件ppt，共45页。PPT课件主要包含了第3节DNA的复制，沃森和克里克，两条单链，碱基互补配对，半保留复制，子代DNA，亲代DNA，同位素标记，半保留，NH4Cl等内容，欢迎下载使用。
1．概述DNA复制方式的假说及实验依据。2．掌握DNA复制的过程。3．归纳DNA复制的相关计算规律。1．通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。(生命观念)2．分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力。(科学思维)3．运用假说—演绎法，探究DNA半保留复制。(科学探究)
1．对DNA复制的推测(1)半保留复制Ⅰ.提出者：_______________。Ⅱ.假说：a．解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的_______断裂。
一、对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据
b．复制：解开的___________分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据_______________原则，通过形成_______，结合到作为模板的单链上。Ⅲ.特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式称作_____________。(2)全保留复制DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。一个DNA分子复制的结果是得到一个_____________，一个___________。2．DNA半保留复制的实验证据实验方法：_____________技术和离心技术。
活|学|巧|练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。(　　)
合|作|探|究阅读教材P54思考·讨论内容，思考并回答以下问题：1．实验假设：DNA以_________的方式复制。2．实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA的密度_______。3．实验过程：用含有__________的培养液培养大肠杆菌，标记大肠杆菌的DNA→将大肠杆菌转移到含有_____________的培养液中→不同时刻收集大肠杆菌并提取_________，将提取的DNA进行离心处理。
4．演绎推理：假设DNA复制方式是半保留复制，预期实验结果。(1)立即取出，提取DNA，离心，获得____________________。(2)繁殖一代，提取DNA，离心，获得____________________。(3)繁殖二代，提取DNA，离心，获得_________________________ __________。5．实验结果：(1)提取亲代DNA→离心→位置靠近试管_______。(2)繁殖一代后，提取DNA→离心→位置_______。(3)繁殖二代后，提取DNA→离心→1/2位置_______,1/2位置_________。
15N/15N－DNA
15N/14N－DNA
15N/14N－DNA和14N/14N－
6．实验结论：实验结果和假设DNA复制方式是半保留复制的预期结果一致，说明DNA的复制是以_________的方式进行的。7．若将培养后第三代大肠杆菌的DNA提取后进行离心，则靠近试管底部、位置居中和靠近试管的上部的DNA数之比为_____________。
8．假设DNA复制方式是全保留复制，预期实验结果：(1)立即取出，提取DNA，离心，获得15N/15N－DNA。(2)繁殖一代，提取DNA，离心，获得________________________ _____________。(3)繁殖二代，提取DNA，离心，获得_________________________ _____________。
15N/15N－DNA和14N/14N－
归|纳|提|升假说—演绎法分析DNA半保留复制的实验(1)假说：DNA的复制是半保留复制。(2)演绎推理
(4)实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。
　　　　　如图所示是研究DNA复制方式的实验，根据这些实验结果进行的推论，正确的是(　　)菌种：大肠杆菌培养条件与方法：(1)在含15NH4Cl的培养基中培养若干代,使DNA均被15N标记(甲图);(2)转至含14NH4Cl的培养基中培养，每30分钟繁殖一代；(3)取出每代DNA样本，并离心。①丙是转入含14NH4Cl培养基中繁殖一代的结果　②乙是转入含14NH4Cl培养基中繁殖二代的结果　③出现丁的结果至少需要60分钟　④戊图表示复制三代后不再具有15N标记的DNA
A．①④　B．①③　C．②③　D．①②③
　　　　　　　　(2023·重庆十九中月考)DNA的复制方式可能是半保留复制、全保留复制、分散复制。如图为科学家采用同位素标记技术，利用大肠杆菌探究DNA的复制方式，下列叙述正确的是(　　)
A．比较试管①和②的结果即可证明DNA复制为半保留复制B．若DNA为半保留复制方式，则试管③中有轻带和重带两条带，宽度比例为1∶1C．可用噬菌体代替大肠杆菌进行该实验，且提取DNA更方便D．大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，大肠杆菌DNA的双链可能都含有15N
解析： 比较试管①和②的结果，试管中DNA带分别为重带和中带，半保留复制和分散复制，子一代DNA带都是中带，所以不能证明DNA复制为半保留复制，A错误；若DNA为半保留复制方式，则试管②DNA带为中带，试管③中DNA带应有轻带和中带两条带，B错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养液中独立生活和繁殖，因而不能代替大肠杆菌进行实验，C错误；蛋白质和核酸等物质都含有N，所以大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，大肠杆菌的DNA的双链可能都含有15N，D正确。
1．概念：以_____________为模板合成_____________的过程。2．发生时间：细胞分裂前的_______(在真核生物中)。3．场所(1)真核生物：主要在_________内，_________和_________内也可以进行。(2)原核生物：主要在_______。(3)DNA病毒：活的宿主细胞内。
5．结果：形成两个___________的DNA分子。6．特点(1)_______________。(2)_________复制。7．准确复制的原因(1)DNA独特的_________结构，为复制提供了精确的模板。(2)通过_______________，保证了复制能够准确地进行。8．意义：将___________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了___________的_________。
活|学|巧|练1．DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同。(　　)2．DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。(　　)3．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。(　　)4．解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键。(　　)
合|作|探|究如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图回答相关问题：
1．据图可知，DNA聚合酶使两条子链从_______－端到_______－端进行合成。2．合成的两条子链间碱基排列顺序是_______的。3．DNA复制过程中，解旋酶的作用是________________________　_____；DNA聚合酶的作用是___________________________________。
将DNA双螺旋的两条链解
将单个的脱氧核苷酸连接到3′－端
4．如果将DNA分子的两条链用15N标记，转移到含14N的培养基中培养，复制2次后，含15N的DNA、含14N的DNA、含15N的DNA单链、含14N的DNA单链各是多少？提示：含15N的DNA有2个，含14N的DNA有4个，含15N的DNA单链有2条，含14N的DNA单链有6条。5．DNA分子复制具有准确性，那么在任何情况下，DNA分子复制产生的子代DNA分子与亲代DNA分子都完全相同吗？为什么？提示：不一定。DNA分子复制时，会受到各种因素的干扰，碱基序列可能会发生改变，从而使子代DNA分子与亲代DNA分子碱基序列不同，导致遗传信息发生改变。
归|纳|提|升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。
　　　　　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ATPD．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
解析： 酶①是解旋酶作用于氢键，酶②是DNA聚合酶催化脱氧核苷酸的连接，A项错误；解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP提供能量，C项错误；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D项错误。
　　　　　　　　(2023·河南郑州期末)下图为DNA复制过程示意图，下列有关叙述正确的是(　　)A．根尖细胞中，DNA复制过程都发生于细胞核内B．该过程以4种核糖核苷酸为原料C．酶1可使磷酸二酯键断开，酶2可催化磷酸二酯键的形成D．a链与c链的碱基序列相同
解析： DNA复制主要在细胞核中进行，此外在根尖细胞的线粒体中也能进行，A错误；该过程表示DNA分子的复制，以4种脱氧核糖核苷酸为原料，B错误；酶1表示的是解旋酶，解旋酶的作用是使氢键断裂，酶2表示DNA聚合酶，可催化磷酸二酯键的形成，C错误；DNA分子中两条链反向平行盘旋成双螺旋结构，根据碱基互补配对原则，a链和c链均与d链碱基互补，因此a链与c链的碱基序列相同，D正确。
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
从图中可以得到如下规律：(1)DNA分子数①子n代DNA分子总数为2n个。②含15N的DNA分子数为2个。③含14N的DNA分子数为2n个。④只含15N的DNA分子数为0个。⑤只含14N的DNA分子数为(2n－2)个。
(2)脱氧核苷酸链数①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。(3)消耗的脱氧核苷酸数①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
　　　　　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32PB．含32P的子代DNA分子中，可能只有一条链含32PC．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
解析： 一个DNA分子中含有腺嘌呤数＝1 000－300＝700(个)，则第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数＝700×(23－22)＝2 800(个)，C错误。
1．下列有关探究DNA复制过程的叙述，不正确的是(　　)A．本实验利用了同位素标记法B．细胞有丝分裂一次意味着DNA复制一次C．密度梯度离心后，DNA在试管中的位置与相对分子质量无关D．本实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点解析： 探究DNA复制的实验是利用同位素15N标记亲代细胞的DNA，使其在含14N的培养液中连续分裂两次(在分裂前的间期DNA都复制一次)，分别取分裂一次和分裂两次的细胞DNA，进行密度梯度离心，DNA在试管中的位置取决于DNA分子所含同位素的情况，即相对分子质量的大小；实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点。
2．细菌在含有15N的培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含有14N的培养基中培养，提取其子代的DNA经密度梯度离心后，可能出现如图①～⑤的结果，下列叙述错误的是(　　)A．第一次分裂的子代DNA应为⑤B．第二次分裂的子代DNA应为①C．第三次分裂的子代DNA应为③D．亲代的DNA应为⑤
解析： 亲代是被15N标记的双链DNA(15N/15N－DNA)，分布于试管底部，经第一次复制所形成的子代DNA中均有一条被15N标记的母链，有一条被14N标记的子链(15N/14N－DNA)，分布于试管中部，应如题图②所示。
3．一个被15N标记的DNA分子，以含14N的4种脱氧核苷酸为原料，连续复制3次，则含15N的脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链的比例是(　　)A．1/2 B．1/4 C．1/6 D．1/8解析： DNA的复制方式为半保留复制，连续复制3次形成8个DNA分子，含15N的脱氧核苷酸链只有2条，则其占全部脱氧核苷酸链的比例是2/16＝1/8，D项正确。
学|霸|记|忆1．半保留复制是指新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。2．全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。3．DNA复制的条件有DNA模板、4种脱氧核苷酸为原料以及酶和能量。4．解旋是指在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开的过程。