【公開課】+DNA的復(fù)制+課件高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

DNA的復(fù)制第3節(jié)人教版必修21.能夠概述證明DNA是半保留復(fù)制的過(guò)程。2.能概述DNA復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)。3、通過(guò)對(duì)DNA半保留復(fù)制方式的學(xué)習(xí)，能夠解釋DNA的準(zhǔn)確復(fù)制是遺傳信息穩(wěn)定傳遞的基礎(chǔ)。沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著作短文的結(jié)尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對(duì)方式，暗示著遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能的機(jī)制”1、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則暗示DNA的復(fù)制機(jī)制可能是怎樣的？堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是指DNA兩條鏈的堿基之間有準(zhǔn)確的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，暗示DNA的復(fù)制可能要先解開DNA雙螺旋的兩條鏈，然后通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)合成互補(bǔ)鏈。問(wèn)題探討沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著作短文的結(jié)尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對(duì)方式，暗示著遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能的機(jī)制”2、這句話中為什么要用“可能”二字？這反應(yīng)科學(xué)研究具有什么特點(diǎn)？科學(xué)研究需要大膽的想象，但是得出結(jié)論必須建立在確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)之上。問(wèn)題探討一、DNA復(fù)制的推測(cè)全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒(méi)有舊的部分。復(fù)制一次親代DNA子代DNA1、全保留復(fù)制最早提出的DNA復(fù)制模型有三種：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制和彌散復(fù)制半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的。復(fù)制一次2、半保留復(fù)制分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的；復(fù)制一次3、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）半保留復(fù)制全保留復(fù)制需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證首要問(wèn)題，如何區(qū)分開親代與子代的DNA？分散復(fù)制

[資料1]1957年，美國(guó)科學(xué)家泰勒（J.Taylor)用含3H胸苷培養(yǎng)蠶豆根尖細(xì)胞一個(gè)有絲分裂周期，采用放射自顯影技術(shù)，可以觀察到每個(gè)姐妹染色單體都能顯影。隨后將標(biāo)記的根尖移入普通培養(yǎng)液中，使其再經(jīng)過(guò)一個(gè)細(xì)胞周期，觀察到染色體中一條單體可顯影，另一條單體不顯影。資料1的實(shí)驗(yàn)為什么能證明半保留式復(fù)制？二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)[資料2]1958年，科學(xué)家用以15NH4C1為唯一氮源的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，使其DNA中的N元素為15N，變成“重”分子，然后提取其DNA樣本，用密度梯度離心法進(jìn)行沉降實(shí)驗(yàn)，此DNA沉降于較低部，稱為重帶。而如果以14NH4C1為唯一氮源的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，其DNA中的N元素為14N，由于密度較小，離心后DNA沉降帶偏上，叫作輕帶。將大腸桿菌用15NH4C1為唯一氮源的培養(yǎng)基長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)，然后轉(zhuǎn)入以14NH4C1為唯一氮源的培養(yǎng)基培養(yǎng)，沉降實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。密度梯度離心法（區(qū)帶離心法）高密度帶中密度帶低密度帶15N14N15N15N14N14N原理：不同顆粒之間存在沉降系數(shù)差時(shí)，在一定離心力作用下，顆粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同區(qū)域上形成區(qū)帶的方法提取DNA進(jìn)行密度梯度離心15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA中帶輕帶中帶重帶親代子一代子二代繁殖一代繁殖二代結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的。電鏡下DNA復(fù)制的瞬間三、DNA復(fù)制的過(guò)程1.概念：DNA的復(fù)制是指以親代DNA的兩條鏈為模板合成子代DNA的過(guò)程。2.時(shí)間：細(xì)胞有絲分裂的間期、減數(shù)分裂Ⅰ的間期3.場(chǎng)所：細(xì)胞核（主要場(chǎng)所）、線粒體、葉綠體。4.過(guò)程在細(xì)胞提供能量的驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。（1）解旋DNA聚合酶等以解開的每一條鏈為模板，以細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈。（2）合成每條新鏈與模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（3）復(fù)旋解旋酶DNA聚合酶母鏈(模板鏈)子鏈(新合成的鏈)四種脫氧核苷酸3’3’5’3’5’5’3’5’1.解旋2.合成3.復(fù)旋5.

DNA復(fù)制的條件（1）模板：DNA的兩條鏈（2）酶：DNA解旋酶，DNA聚合酶（3）能量：ATP（4）原料：4種游離的脫氧核苷酸6.

DNA復(fù)制的特點(diǎn)（1）邊解旋邊復(fù)制（2）半保留復(fù)制（3）多起點(diǎn)多區(qū)段同時(shí)進(jìn)行

已知果蠅的基因組大小為1.8×108bp(bp表示堿基對(duì)）,真核細(xì)胞中DNA復(fù)制的速率一般為50~100bp/s。下圖為果蠅DNA的電鏡照片，右圖中的泡狀結(jié)構(gòu)叫作DNA復(fù)制泡，是DNA上正在復(fù)制的部分。7.

DNA復(fù)制意義：

DNA通過(guò)復(fù)制后，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。8.

DNA精確復(fù)制的原因：

DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。原則時(shí)間場(chǎng)所真核生物：細(xì)胞核（主）、線粒體、葉綠體原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)（質(zhì)粒）條件模板原料能量酶方向特點(diǎn)意義DNA的復(fù)制堿基互補(bǔ)配對(duì)有絲分裂和減數(shù)分裂Ⅰ的間期親代DNA的兩條鏈4種游離的脫氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶等從子鏈的5'端向3'端延伸半保留復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制；多起點(diǎn)復(fù)制保持了遺傳信息的連續(xù)性1、DNA分子數(shù)的計(jì)算①子代DNA分子數(shù)：2n②含親代母鏈的DNA分子數(shù)：2③不含親代母鏈的DNA分子數(shù)：2n-2四、DNA復(fù)制過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算假設(shè)親代DNA分子經(jīng)過(guò)n次復(fù)制2、脫氧核