【課件】DNA的復(fù)制課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第3節(jié)DNA的復(fù)制第3章基因的本質(zhì)DNA聚合酶DNA聚合酶子鏈解旋酶問題探討

沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(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？

暗示DNA的復(fù)制可能需要先解開DNA雙螺旋的兩條鏈，然后通過堿基互補(bǔ)配對(duì)合成互補(bǔ)鏈。問題探討

沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(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證據(jù)之上。2.推測(cè)可能的復(fù)制方式。3.根據(jù)復(fù)制模式，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1.DNA的復(fù)制方式是什么？演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論提出問題提出假說4.實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、驗(yàn)證假說?？茖W(xué)方法假說——演繹法

提出問題：DNA的復(fù)制方式是什么？一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)（提出假說）半保留復(fù)制全保留復(fù)制（1）從親代DNA（母鏈）去向來看，半保留復(fù)制和全保留復(fù)制有什么不同？（2）實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是什么？一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)半保留復(fù)制

全保留復(fù)制追蹤母鏈在子代DNA中的分布同位素標(biāo)記法二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（1）應(yīng)該怎么樣檢測(cè)子代DNA的標(biāo)記情況？（2）全保留復(fù)制的子代DNA有沒有放射性？（3）半保留復(fù)制的子代DNA有沒有放射性？檢測(cè)子代DNA的放射性一半有放射性，一半沒有都具有放射性半保留復(fù)制

全保留復(fù)制能否檢測(cè)出DNA一條鏈的放射性？二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（4）大腸桿菌在培養(yǎng)液中分裂，DNA復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA在子代大腸桿菌體內(nèi)，都在同一培養(yǎng)液中，而檢測(cè)的是溶液體系總體的放射性，那這兩種培養(yǎng)液哪種可以檢測(cè)到放射性嗎？檢測(cè)放射性可以區(qū)分兩種復(fù)制方式嗎？都能檢測(cè)到放射性；不能區(qū)分。半保留復(fù)制

全保留復(fù)制能否檢測(cè)出DNA一條鏈的放射性？

要驗(yàn)證上述預(yù)測(cè)，就要分別觀察親代和子代的情況，但復(fù)制后的DNA分子混合在一起，不易分離。怎么解決？二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制

全保留復(fù)制能否檢測(cè)出DNA一條鏈的放射性？密度梯度離心密度梯度離心科學(xué)方法DNA就會(huì)懸停在與其等密度的部位連續(xù)的CsCl濃度梯度（密度上小下大）利用DNA能吸收紫外線的特點(diǎn)，顯示DNA的分布二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（演繹推理）15N/14NDNA親代子一代子二代15N/14NDNA15N/15NDNA

14N/14NDNA14N/14NDNA15N/14NDNA

15N/14NDNA

1條重帶1條中帶1條輕帶1條中帶若DNA采用半保留復(fù)制：二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)若DNA采用全保留復(fù)制：14N/14NDNA親代子一代子二代14N/14NDNA15N/15NDNA

15N/15NDNA14N/14NDNA15N/15NDNA

14N/14NDNA

1條重帶1條輕帶1條重帶1條輕帶1條重帶（演繹推理）科學(xué)方法在密度梯度離心中，DNA密度能自然發(fā)生改變嗎？

不能。密度變化，DNA的位置也會(huì)發(fā)生改變。

放射性同位素會(huì)自發(fā)衰變，宜選用穩(wěn)定同位素，如14N、15N。二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代提取DNA，離心轉(zhuǎn)移到14NH4Cl的培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂一次細(xì)胞分裂兩次第一代第二代提取DNA，離心提取DNA，離心1條重帶1條中帶1條輕帶1條中帶二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（得出結(jié)論）

DNA是以半保留的方式進(jìn)行的。課前回顧

在美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾關(guān)于DNA復(fù)制的研究中：1.研究方法：2.實(shí)驗(yàn)材料：3.實(shí)驗(yàn)技術(shù)：4.實(shí)驗(yàn)原理：5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：假說—演繹法大腸桿菌同位素標(biāo)記技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)只含15N的雙鏈DNA密度大，只含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、另一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。DNA是以半保留的方式進(jìn)行的。已知一條全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子（親代），轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)n代，其結(jié)果如下，回答下列問題：親代子一代子二代DNA數(shù)：________

只含15N的DNA數(shù)：________

含15N、14N的DNA數(shù)：________

只含14N的DNA數(shù)：________

含14N的DNA數(shù)：________2n022n-22n已知一條全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子（親代），轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)n代，其結(jié)果如下，回答下列問題：親代子一代子二代脫氧核苷酸鏈總數(shù)：________含15N的單鏈為：________含14N的單鏈為：________2n+122n+1-2無論DNA復(fù)制多少次，含有原來母鏈的DNA分子永遠(yuǎn)只有兩條。1.若某一親代DNA分子含有胞嘧啶m個(gè)，①經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗的胞嘧啶數(shù)目？②第n次復(fù)制，消耗的胞嘧啶數(shù)目？2.一個(gè)具有a個(gè)堿基對(duì)的DNA，含有b個(gè)A，該DNA完成n次復(fù)制，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸多少個(gè)？m（2n-1）個(gè)m·2n-1個(gè)（2n-1）（a-b）個(gè)以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。1.DNA復(fù)制的概念：2.DNA復(fù)制的時(shí)期：3.DNA復(fù)制的場(chǎng)所：細(xì)胞分裂前的間期真核生物：

。原核生物：

。細(xì)胞質(zhì)（擬核、質(zhì)粒）細(xì)胞核(主要）、線粒體、葉綠體三、DNA復(fù)制的過程三、DNA復(fù)制的過程4.DNA復(fù)制的特點(diǎn)：①半保留復(fù)制②邊解旋邊復(fù)制三、DNA復(fù)制的過程4.DNA復(fù)制的特點(diǎn)：③多起點(diǎn)復(fù)制復(fù)制泡加快DNA復(fù)制的速率，為細(xì)胞分裂做好物質(zhì)準(zhǔn)備。意義/原因三、DNA復(fù)制的過程DNA聚合酶DNA聚合酶子鏈解旋酶解旋——在

驅(qū)動(dòng)下，

將DNA雙螺旋解開。能量解旋酶三、DNA復(fù)制的過程DNA聚合酶DNA聚合酶子鏈解旋酶合成子鏈——

等以解開的

為模板，以游離的________________為原料，按照______________原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈。DNA聚合酶每一條母鏈4種脫氧核苷酸

堿基互補(bǔ)配對(duì)三、DNA復(fù)制的過程DNA聚合酶DNA聚合酶子鏈解旋酶復(fù)旋——每條新子鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞成

結(jié)構(gòu)雙螺旋三、DNA復(fù)制的過程5.DNA復(fù)制的條件：①模板：②原料：③能量：④酶：親代DNA的兩條鏈4種游離的脫氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶等ATP三、DNA復(fù)制的過程5.DNA復(fù)制的結(jié)果：1個(gè)DNA→2個(gè)DNA復(fù)制15N14N15N

15N15N復(fù)制置于14N中1.DNA為什么要準(zhǔn)確地自我復(fù)制？2.如何保證DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性？四、DNA復(fù)制的意義

DNA通過復(fù)制，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。DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。對(duì)于DNA復(fù)制的研究還在繼續(xù)……美國(guó)科學(xué)家首次拍攝DNA動(dòng)態(tài)復(fù)制過程對(duì)于DNA復(fù)制的研究還在繼續(xù)……傳統(tǒng)觀念：

在遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則、半保留復(fù)制與半不連續(xù)復(fù)制等規(guī)則的條件下，解旋酶、DNA聚合酶與連接酶等物質(zhì)分別作用于鏈狀結(jié)構(gòu)，使得新產(chǎn)生的遺傳物質(zhì)與母體完全匹配。最新進(jìn)展：

每條單鏈高度獨(dú)立復(fù)制，充滿隨機(jī)性，最后卻能夠完美與母鏈相匹配！一、概念檢測(cè)1.DNA復(fù)制是在為細(xì)胞分裂進(jìn)行必要的物質(zhì)準(zhǔn)備。據(jù)此判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）DNA復(fù)制與染色體復(fù)制是分別獨(dú)立進(jìn)行的。（）（2）在細(xì)胞有絲分裂的中期，每條染色體是由兩條染色單體組成的，所以DNA的復(fù)制也是在這個(gè)時(shí)期完成的。

（）××一、概念檢測(cè)2.DNA復(fù)制保證了親子代間遺傳信息的連續(xù)性。下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是（）A.復(fù)制均在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行B.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性C.1個(gè)DNA分子復(fù)制1次產(chǎn)生4個(gè)DNA分子D.游離的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子鏈B一、概念檢測(cè)3.將DNA雙鏈都被15N標(biāo)記的大腸桿菌放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其分裂3次，下列敘述正確的是（）A.所有的大腸桿菌都含有15NB.含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2C.含有15