3.3 DNA的复制课件--高一下学期生物人教版必修2.pptx

世界世界卫生生组织国国际癌症研究癌症研究机构机构发布布了了2020年全球最新癌症年全球最新癌症负担数据。担数据。2020年全球新年全球新发癌癌症病例症病例1929万例，全球癌症死亡病例万例，全球癌症死亡病例996万万例。例。全球全球发病率前十的癌症分病率前十的癌症分别是：乳腺癌是：乳腺癌226万，肺癌万，肺癌220万，万，结直直肠癌癌193万，前列腺癌万，前列腺癌141万，胃癌万，胃癌109万，肝癌万，肝癌91万，万，宫颈癌癌60万，万，食管癌食管癌60万，甲状腺癌万，甲状腺癌59万，膀胱癌万，膀胱癌57万，万，这十种癌症占据新十种癌症占据新发癌症癌症总数的数的63%。最新一最新一项研究研究报告告发表在表在Science杂志上，科学家志上，科学家基于癌症基因基于癌症基因组测序和流序和流行病学数据，行病学数据，证实癌症癌症28.9%源于源于环境境因素，因素，5%源于源于遗传因素，因素，66.1%源于源于DNA复制复制错误。3.3 DNA的复制遗传因子的发现基因的表达基因与染色体的关系基因的本质基因突变及其他变异从杂交育种到基因工程现代生物进化理论问题探讨2022年北京冬奥运会会徽 要将这枚会徽复制成两个印章（由于时间紧迫，由两个人手工刻制）：一个送交国际奥委会，一个留在中国。想一想，如何才能将两个印章做得一模一样？做成后又怎样验证这两个印章的相似程度？1 1、全保留复制：、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。旧的部分。2 2、半保留复制：、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的。形成的分子一半是新的，一半是旧的。3 3、分散复制、分散复制(弥散复制弥散复制)：新复制的分子中新旧都有，但新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；分配是随机组合的；一、对DNA分子复制的推测二、DNA半保留复制的实验证据二、DNA半保留复制的实验证据1 1、半保留复制假说的提出者：、半保留复制假说的提出者：in the following communications.in the following communications.W We e were not a were not a wareware of the of the details of the results details of the results presonted there when wepresonted there when we d de evised vised our struour struc cture,which rests ture,which rests mainly though notmainly though not e entirely onntirely on published experimental data and published experimental data and stereo-chenical argumentsstereo-chenical arguments.I It has not escoped our notice t has not escoped our notice that the spscificthat the spscific p pa airing we iring we have postulated immedintely have postulated immedintely suggests apossible suggests apossible c copying opying mechanism for the genetis mechanism for the genetis materialmaterial.Full Full d de etailtails s of the of the s st tructurructure e,in,inc cluding the con-luding the con-ditions assuditions assum med in building ed in building it,together with it,together with a a set set of co-of co-ordinatordinate es for the atoms,will s for the atoms,will be publishedbe published e elslse ewhere.where.沃森和克里克(1953年)沃森和克里克在发表DNA 双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道:“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即又提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。”亲代亲代亲代亲代DNADNADNADNAF F F F1 1 1 1DNADNADNADNA分子分子分子分子F F F F2 2 2 2DNADNADNADNA分子分子分子分子2 2、假说内容：、假说内容：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。3 3、实验过程：、实验过程：问问问问题题题题1 1 1 1:如果要在实验中直观地区别、如果要在实验中直观地区别、如果要在实验中直观地区别、如果要在实验中直观地区别、“标识标识标识标识”母链母链母链母链或或或或子链子链子链子链,可以采取什么办法？可以采取什么办法？可以采取什么办法？可以采取什么办法？同位素标记法、同位素标记法、密度梯度离心技术问题问题问题问题2:2:2:2:如果用同位素进行标记如果用同位素进行标记如果用同位素进行标记如果用同位素进行标记,用什么元素用什么元素用什么元素用什么元素?标记在哪里？标记在哪里？标记在哪里？标记在哪里？问问问问题题题题3 3 3 3:如果亲代如果亲代如果亲代如果亲代DNADNADNADNA是是是是15151515N N N N的，放在的，放在的，放在的，放在14141414N N N N的环境中进行培养，的环境中进行培养，的环境中进行培养，的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代则亲代、子一代、子二代则亲代、子一代、子二代则亲代、子一代、子二代DNADNADNADNA分别含有哪种分别含有哪种分别含有哪种分别含有哪种N N N N元素？元素？元素？元素？1414C C、3 3HH、1818OO、1515NN、3232P P均可均可3 3、实验过程：、实验过程：15N14N14N14N15N14N细胞再胞再 分裂一次分裂一次15N15N提出提出DNA离心离心提出提出DNA离心离心提出提出DNA离心离心高密度高密度带中密度中密度带低密度低密度带中密度中密度带大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干若干代细胞分裂一次转移到含14NH4Cl的培养液中亲代第一代第二代4 4、实、实验结论：验结论：DNADNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的1958年,美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔高高密密度度带中中密密度度带低低密密度度带15N14N15N15N14N14N三、DNA的分子复制2、场所：细胞核(主要)、在线粒体、叶绿体原核细胞：拟核(主要)、质粒 3、时期(真核生物)间期(有丝分裂的间期、减数前的间期)，随着染色体的复制而完成。三、DNA的分子复制 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。1、概念：真核细胞：解解旋旋：DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。合成子合成子链：以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的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段子链重新螺旋化重新螺旋化 新合成的子新合成的子链不断延伸，每条新不断延伸，每条新链与其与其对应的模板的模板链绕成双螺旋成双螺旋结构。构。三、DNA的分子复制解旋酶催化氢键断裂DNA聚合酶聚合脱氧核苷酸，形成磷酸二酯键4、过程：程：新合成的子链新合成的子链DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA解旋酶解旋酶游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸边解旋边复制半保留复制5、特点：6、方式：模板原料酶能量亲代DNA的两条链4种游离的脱氧核苷酸DNA解旋酶DNA聚合酶等ATP提供7、需要的条件(1)D DNANA分子独特的分子独特的双螺旋双螺旋结构，为复制提供了结构，为复制提供了精确的模精确的模板板。(2)通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。8、精确复制的原因将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。9、意义将含有将含有将含有将含有15151515N N N N的的的的DNADNADNADNA分子放在含有分子放在含有分子放在含有分子放在含有14141414N N N N的培养基上培养，复制的培养基上培养，复制的培养基上培养，复制的培养基上培养，复制n n n n代代代代(次次次次)，则：则：则：则：1 1 1 1、子、子、子、子代代代代DNADNADNADNA分子共分子共分子共分子共有有有有 个。个。个。个。含含含含15151515N N N N的的的的DNADNADNADNA分子分子分子分子 个，个，个，个，比例比例比例比例 。只只只只含含含含15151515N N N N的的的的DNADNADNADNA分分分分子子子子_个个个个。含含含含14141414N N N N的的的的DNADNADNADNA分子分子分子分子 个个个个，比例比例比例比例 。只只只只含含含含14141414N N N N的的的的DNADNADNADNA分子分子分子分子 个，比个，比个，比个，比例例例例_。2n202n2n-2100%2 2 2 2、子、子、子、子代脱氧核苷酸链代脱氧核苷酸链代脱氧核苷酸链代脱氧核苷酸链共有共有共有共有 条条条条含含含含15151515N N N N的脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸链 条，条，条，条，比例比例比例比例 。含含含含14141414N N N N的脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸链 条，条，条，条，比例比例比例比例 。2n+122n+1-2四、DNA分子复制的相关计算12n-112n-11-12n12n1-3 3 3 3、复复制制消耗的脱氧核苷酸数消耗的脱氧核苷酸数设亲代设亲代设亲代设亲代DNADNADNADNA分子中含有某种脱氧核苷酸分子中含有某种脱氧核苷酸分子中含有某种脱氧核苷酸分子中含有某种脱氧核苷酸m m m m个，则：个，则：个，则：个，则：经经经经n n n n次复制，共消耗游离的该种脱氧核苷酸数次复制，共消耗游离的该种脱氧核苷酸数次复制，共消耗游离的该种脱氧核苷酸数次复制，共消耗游离的该种脱氧核苷酸数为为为为_;在在在在第第第第n n n n次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸数次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸数次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸数次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸数为为为为_。m(2n1)m 2n-1(1)注意“复制了n次”和“第n次复制”，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(3)无论DNA分子复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸链的DNA分子数都为2，亲代脱氧核苷酸链数都为2。(4)看清“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。“DNA复制”相关题目的4点“注意”五、细胞分裂中标记染色体去向的方法(一)、步骤(二)有丝分裂中染色体的标记情况情景情景：用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂(以一对同源染色体为例)：(三)减数分裂中染色体的标记情况情景情景：用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减数分裂(以一对同源染色体为例)：结论结论：在减数分裂过程中细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有的DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14NDNA，子细胞的所有染色体都含15N。全保留复制P:F1:F2:细胞再胞再 分裂一次分裂一次15N15N转移到含转移到含1414NHNH4 4ClCl的培的培养液中养液中细胞分胞分裂一次裂一次提出提出DNA离心离心提出提出DNA离心离心提出提出DNA离心离心高密度高密度带高密度高密度带低密度低密度带高密度高密度带15N15N14N14N14N14N15N15N低密度低密度带分散复制P:F1:F2:细胞再胞再 分裂一次分裂一次15N15N转移到含转移到含1414NHNH4 4ClCl的培的培养液中养液中细胞分胞分裂一次裂一次提出提出DNA离心离心提出提出DNA离心离心提出提出DNA离心离心高密度高密度带中密度中密度带中密度中密度带15N14N15N14N