《高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 第03節(jié) DNA分子的復(fù)制課件 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 第03節(jié) DNA分子的復(fù)制課件 新人教版必修2（29頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、DNA的復(fù)制的復(fù)制思考：生物親子代之間是通過遺傳物思考：生物親子代之間是通過遺傳物質(zhì)傳遞遺傳信息的，那么親代的遺傳質(zhì)傳遞遺傳信息的，那么親代的遺傳物質(zhì)如何物質(zhì)如何“多出一份多出一份”來傳遞給子代？來傳遞給子代？ DNADNA的復(fù)制的復(fù)制就是指以親代就是指以親代DNADNA為模板合為模板合成子代成子代DNADNA的過程，即的過程，即1DNA2DNA1DNA2DNA。新產(chǎn)生的新產(chǎn)生的DNADNA分子是一個全新的分子是一個全新的DNADNA分子嗎？分子嗎？是否像洗相片似的，有一張底片就可以洗出是否像洗相片似的，有一張底片就可以洗出許多相片來？許多相片來？最早提出的最早提出的DNADNA復(fù)制模型有三種

2、復(fù)制模型有三種: :一、對一、對DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測1 1、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；2 2、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；3 3、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次半半保留復(fù)制保留復(fù)制全保留復(fù)制全保留復(fù)制沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型2 2、如果要你來設(shè)計實驗，你認(rèn)為最基本的思路是什

3、么？、如果要你來設(shè)計實驗，你認(rèn)為最基本的思路是什么？ 把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它在新在新DNADNA中出現(xiàn)的情況。中出現(xiàn)的情況。復(fù)制一次復(fù)制一次1 1、這些觀點各有不同，如何來證明那個觀點是正確的？、這些觀點各有不同，如何來證明那個觀點是正確的？只能用實驗來證明。只能用實驗來證明。怎樣把不一樣的怎樣把不一樣的DNADNA分開呢？分開呢？N N想一想想一想 ：可以用什么同位素去標(biāo)記可以用什么同位素去標(biāo)記DNADNA？14N/14NDNA15N/14NDNA15N/15NDNA輕鏈輕鏈雜交雜交/中鏈中鏈重鏈重鏈實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：DNADN

4、A的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的DNADNA半保留復(fù)制的實驗過程及結(jié)果半保留復(fù)制的實驗過程及結(jié)果重帶重帶(下部下部)1515N/ N/ 15N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N輕帶輕帶(上部上部)1414N/ N/ 14N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N親親 代代第一代第一代第二代第二代第三代第三代15N15N類推第五代時在離心管中，上中下層的比例如何？類推第五代時在離心管中，上中下層的比例如何？15N15N14N14N14N14N14N14N 一個一個DNADNA分子復(fù)制分子復(fù)制幾代后的情況如何？幾代后的情況如何？ 因因DNADNA復(fù)制采用

5、半保留的方式，復(fù)制采用半保留的方式，所以一個所以一個DNADNA分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所有有DNADNA中，只有兩個中，只有兩個DNADNA分子含有原分子含有原DNADNA鏈。但所有鏈。但所有DNADNA與原與原DNADNA所帶的信所帶的信息（脫氧核苷酸的排列序）完全相息（脫氧核苷酸的排列序）完全相同。（變異除外）同。（變異除外） 三、三、DNADNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程1.1.DNA分子復(fù)制的概念?2.2.DNA分子復(fù)制過程怎么進(jìn)行?3.3.DNA分子復(fù)制過程需要哪些條件?4.4.DNA分子復(fù)制過程有何特點?5.5.DNA分子復(fù)制有何生物學(xué)意義?1.1.概念：概念：2.2.時

6、間時間： 是指以親代是指以親代DNADNA為模板，為模板，合成子代合成子代DNADNA的過程。的過程。 細(xì)胞有絲分裂的間期、細(xì)胞有絲分裂的間期、無絲分裂之前和減數(shù)第一次無絲分裂之前和減數(shù)第一次分裂的間期分裂的間期3.3.場所：場所： 細(xì)胞核（主要）、細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體DNADNA復(fù)制復(fù)制半保留復(fù)制半保留復(fù)制復(fù)制時，復(fù)制時，DNADNA分子首先利用細(xì)胞提供的能量，在解旋分子首先利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下將兩條螺旋的雙鏈解開（酶的作用下將兩條螺旋的雙鏈解開（解旋解旋），互補的），互補的堿基之間的氫鍵斷裂，再以解開的每一段堿基之間的氫鍵斷裂，再以解開的每一段母鏈母

7、鏈作為復(fù)作為復(fù)制的模板，在制的模板，在DNA聚合酶的作用下，以聚合酶的作用下，以游離的四種脫游離的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，各自合成氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一段子鏈。子鏈延伸，與模板鏈盤繞成與母鏈互補的一段子鏈。子鏈延伸，與模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)。 由于新合成的每個由于新合成的每個DNADNA分子中，分子中，都保留了原來都保留了原來DNADNA分子中的一條鏈，因此，這分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式被稱做種復(fù)制方式被稱做半保留復(fù)制半保留復(fù)制。4、什么叫解旋？解旋的目的是什么叫解旋？解旋的目的是什么？什么？ 在在ATPATP供能、

8、解旋酶的作用下，供能、解旋酶的作用下，DNADNA兩條脫氧兩條脫氧核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂，雙螺旋的兩條核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂，雙螺旋的兩條鏈解開的過程。鏈解開的過程。 目的：就是為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板，解開的兩目的：就是為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板，解開的兩條單鏈叫母鏈。條單鏈叫母鏈。 什么叫什么叫“子鏈子鏈”?復(fù)制復(fù)制一次能形成幾條鏈？一次能形成幾條鏈？ 以母鏈模板，以周圍環(huán)境中游的以母鏈模板，以周圍環(huán)境中游的4 4種脫氧核苷酸為原料，種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與按照堿基互補配對原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補的一段子鏈，復(fù)制一次形成

9、子鏈兩條。母鏈互補的一段子鏈，復(fù)制一次形成子鏈兩條。1.1.復(fù)制過程復(fù)制過程: :解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）形成兩個子代形成兩個子代DNA:同時進(jìn)行同時進(jìn)行(邊解旋邊復(fù)制）邊解旋邊復(fù)制）組成組成DNA復(fù)制跟洗相片一樣嗎？復(fù)制跟洗相片一樣嗎？（有一張底片就可以洗出許多相片來。）（有一張底片就可以洗出許多相片來。）為什么？為什么？1DNA2DNA單鏈（母）單鏈（母

10、）2母母2子子（母十子）（母十子）（母十子）（母十子）2DNA 與洗相片不同，因為與洗相片不同，因為DNADNA分子的復(fù)制結(jié)果并沒分子的復(fù)制結(jié)果并沒沒有形成一個完整的新的沒有形成一個完整的新的DNADNA分子，而是形成了一半分子，而是形成了一半新、一半舊的兩個新、一半舊的兩個DNADNA分子。分子。2、DNA分子復(fù)制時分子復(fù)制時需何條件？需何條件？ 模板：親代模板：親代DNADNA的兩條母鏈；的兩條母鏈； 原料：原料：4 4種脫氧核苷酸：種脫氧核苷酸： 能量：能量：ATP;ATP; 酶酶 ：DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。3.DNA3.DNA分子復(fù)制的特點分子復(fù)制的

11、特點: :邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 4.DNA4.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因準(zhǔn)確復(fù)制的原因? ? DNADNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板。能為復(fù)制提供模板。 堿基具有互補配對的能力，堿基具有互補配對的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。5 5、DNADNA分子的復(fù)制實質(zhì)分子的復(fù)制實質(zhì)( (意義意義) )？ DNA DNA通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)性，給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。延續(xù)。1、概

12、念：、概念：2、場所：、場所：3、時期：、時期：4、條件、條件5、復(fù)制過程：、復(fù)制過程：6、復(fù)制特點、復(fù)制特點7、準(zhǔn)確復(fù)制原因、準(zhǔn)確復(fù)制原因8、復(fù)制的生物學(xué)意義：、復(fù)制的生物學(xué)意義：有絲分裂間期、減數(shù)分裂第一次分裂的間期有絲分裂間期、減數(shù)分裂第一次分裂的間期模板：模板： 原料：原料： 能量：能量： 酶：酶： DNADNA的兩條母鏈的兩條母鏈游離的脫氧核苷酸游離的脫氧核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等 DNADNA雙鏈提供精確的模板雙鏈提供精確的模板（1 1）邊解旋邊復(fù)制）邊解旋邊復(fù)制（2 2）半保留復(fù)制）半保留復(fù)制細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體細(xì)胞核（主

13、要）、線粒體、葉綠體解旋解旋合成互補子鏈合成互補子鏈形成子代形成子代DNADNA堿基互補配對原則堿基互補配對原則（復(fù)制的原則）（復(fù)制的原則）P P5454DNADNA的復(fù)制的復(fù)制就是指以親代就是指以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過程的過程根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補配對原則根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補配對原則與復(fù)制有關(guān)的堿基計算與復(fù)制有關(guān)的堿基計算一個一個DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共有多少個次后，共有多少個DNA？多少條脫氧核苷酸鏈？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多少條？子鏈多少條？母鏈多少條？子鏈多少條？DNA分子數(shù)分子數(shù)=2n脫氧核苷酸鏈數(shù)脫氧核苷酸鏈數(shù)=2n+1母鏈數(shù)母

14、鏈數(shù)=子鏈數(shù)子鏈數(shù)=22n+1 2 解析：所用知識為解析：所用知識為“半保留復(fù)制半保留復(fù)制”和和“堿基互補配對原則堿基互補配對原則”，并圖示，并圖示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT連續(xù)第一次復(fù)制連續(xù)第一次復(fù)制連續(xù)第二次復(fù)制連續(xù)第二次復(fù)制連續(xù)第連續(xù)第n次復(fù)制次復(fù)制解：解：答：答：一個一個DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共有次后，共有2n個個DNA，2n+1條脫氧核苷酸鏈，母鏈條脫氧核苷酸鏈，母鏈2條，條，子鏈子鏈2n+1 2條條一個一個DNA的堿基的堿基A（T、G、C）占堿基總數(shù)的）占堿基總數(shù)的a%，堿基總

15、數(shù)為，堿基總數(shù)為m，連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共需要次后，共需要G（C、A、T）多少個？）多少個？因為因為A=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，DNA復(fù)制復(fù)制n代后子鏈數(shù)代后子鏈數(shù)=2n+1 2 DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要代后需要 鳥嘌呤鳥嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（1/2 a%）解析：先求出親代解析：先求出親代DNA中中G=C=？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（G）數(shù)）數(shù)等于親代等于親代DNA胞嘧啶（胞嘧啶（C）數(shù)，再求出）數(shù)，再求出DNA復(fù)制復(fù)制n代后子鏈數(shù)；最后求代后子鏈數(shù)；最后求出出DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)

16、制n代后需要鳥嘌呤數(shù)。代后需要鳥嘌呤數(shù)。解：解：所以所以G=C=m（1/2 a%），每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等，每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等于親代于親代DNA胞嘧啶數(shù)胞嘧啶數(shù)= m （1/2 a%）答：答：DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要鳥嘌呤數(shù)是代后需要鳥嘌呤數(shù)是m （2n 1）（1/2 a%）。）。變通：變通：親代母鏈與子代親代母鏈與子代DNADNA鏈數(shù)之比為：鏈數(shù)之比為： 含親代母鏈的含親代母鏈的DNADNA分子數(shù)與子代分子數(shù)與子代DNADNA分子數(shù)分子數(shù)之比為：之比為：規(guī)律規(guī)律1 1：親代親代DNADNA復(fù)制復(fù)制n n代后，代后，DNADNA分子分子數(shù)為，含親代母鏈的數(shù)為，含

17、親代母鏈的DNADNA分子數(shù)分子數(shù)為，不含親代母鏈的為，不含親代母鏈的DNADNA分子數(shù)分子數(shù)為為1/2n2/ 2n2n2個個2n2解釋【尋找規(guī)律尋找規(guī)律】規(guī)律規(guī)律2 2：親代親代DNADNA分子經(jīng)分子經(jīng) n n 次復(fù)制后，次復(fù)制后，所需某種游離的脫氧核苷酸數(shù)為：所需某種游離的脫氧核苷酸數(shù)為：R a (2 n1) 其中其中 a a 表示親代表示親代DNADNA含有的某種含有的某種堿基數(shù)，堿基數(shù)，n n 表示復(fù)制的次數(shù)。表示復(fù)制的次數(shù)。例如：一個例如：一個DNADNA分子片段，經(jīng)水分解消耗分子片段，經(jīng)水分解消耗8888個水個水分子，得到多少個脫氧核苷酸？分子，得到多少個脫氧核苷酸？規(guī)律規(guī)律3 3

18、：堿基總數(shù)失去堿基總數(shù)失去H H2 2O O數(shù)數(shù)2 290【智慧眼智慧眼尋找規(guī)律尋找規(guī)律】練習(xí) 具有具有100個堿基對的個堿基對的1個個DNA分子片斷，分子片斷，內(nèi)含內(nèi)含40個胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，個胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，則需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為則需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為 （ ）個。）個。180 某某DNA分子共含有含氮堿基分子共含有含氮堿基1400個，其中一個，其中一條鏈上條鏈上A+T/C+G= 2:5，問該，問該DNA分子連續(xù)復(fù)制分子連續(xù)復(fù)制2次，共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是次，共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是（ ）個。）個。600圖中一、二、三表示圖中一、二、三表示DNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程一表示一表示_，這一過程中，這一過程中，DNA分子在分子在 的作用下，兩條扭成螺旋的的作用下，兩條扭成螺旋的長鏈開始長鏈開始_。二表示二表示 。每條。每條母鏈在一些母鏈在一些_ _的作用下，鏈上的的作用下，鏈上的堿基按照堿基按照_與周圍環(huán)與周圍環(huán)境中游離的境中游離的_來配對來配對.三表示三表示_。解旋解旋解旋酶解旋酶 以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對解開解開DNA聚合酶聚合酶堿基互補配對原則堿基互補配對原則脫氧核苷酸脫氧核苷酸形成兩個新的形成兩個新的DNA分子分子練習(xí)練習(xí)