3.3DNA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)制提出問(wèn)題：DNA是如何復(fù)制的？假說(shuō)的內(nèi)容：(1)解旋：DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA分子的

解開(kāi)，互補(bǔ)堿基之間的

斷裂。(2)復(fù)制：模板：DNA分子解開(kāi)的_______

原料：游離的4種

原則：

原則，重新形_____

（3）復(fù)制結(jié)果（特點(diǎn)）：新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子雙螺旋氫鍵兩條單鏈脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對(duì)氫鍵一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)1.半保留復(fù)制——沃森和克里克中的一條鏈復(fù)制一次半保留復(fù)制假說(shuō)：新合成的DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的

。一條鏈半保留復(fù)制親代DNA子代DNA3、全保留復(fù)制假說(shuō)：全保留復(fù)制是指DNA復(fù)制以

，子代的DNA

都是

。DNA的雙鏈為模板雙鏈新合成的親代DNA全保留復(fù)制子代DNA親

代DNA

關(guān)鍵：在于子代DNA分子鏈的組成不同全保留復(fù)制半保留復(fù)制親代DNA

這兩種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量不同，含

比含

的

更大，因此，利用離心技術(shù)可以在試管中分離開(kāi)含有不同氮元素的DNA，這種特殊的離心方法叫

。二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)3、背景知識(shí)：

和

是氮元素的兩種穩(wěn)定同位素，14N15N14N的DNA15N的DNA密度

密度梯度離心技術(shù)2、實(shí)驗(yàn)方法：同位素標(biāo)記法1958年，美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌4、實(shí)驗(yàn)原理：兩條鏈都被15N標(biāo)記的雙鏈DNA，密度最大，為重帶，靠近試管底部；14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA輕帶中帶重帶一條鏈為14N、一條鏈為15N的雙鏈DNA，密度居中，為中帶，位置居中；兩條都被14N標(biāo)記的雙鏈DNA，密度最小，即為輕帶，離試管底部最遠(yuǎn)。讓大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代細(xì)胞分裂一次轉(zhuǎn)移到含14NH4CI中第一代第二代5、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：細(xì)胞分裂二次

在不同時(shí)刻收集大腸桿菌讓大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代細(xì)胞分裂一次提取DNA離心轉(zhuǎn)移到含14NH4CI中提取DNA離心提取DNA離心第一代第二代5、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：細(xì)胞分裂二次

在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA，再將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置實(shí)驗(yàn)預(yù)期：若為半保留復(fù)制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，畫出從親代到子二代過(guò)程中的脫氧核苷酸鏈組成（以一個(gè)DNA分子為例）演繹推理

分別預(yù)測(cè)兩種復(fù)制方式的結(jié)果，看預(yù)測(cè)結(jié)果是否與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合。1/2輕帶重帶親代DNA子一代全保留復(fù)制演繹推理1/2重帶3/4輕帶1/4重帶假如全保留復(fù)制是正確的，實(shí)驗(yàn)的預(yù)期又會(huì)是怎樣的？15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N15N15N14N14N子二代讓大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代細(xì)胞分裂一次提取DNA離心轉(zhuǎn)移到含14NH4CI中提取DNA離心提取DNA離心第一代第二代細(xì)胞分裂二次15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA重帶中帶輕帶中帶做出假說(shuō)提出問(wèn)題演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果與半保留方式復(fù)制預(yù)期結(jié)果相符合，DNA復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的做出假說(shuō)提出問(wèn)題演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論假說(shuō)-演繹法作出假說(shuō)：演繹推理：實(shí)施實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果根據(jù)假說(shuō)演繹推理兩種復(fù)制得到的子代DNA的結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：DNA是如何復(fù)制的?提出問(wèn)題：半保留復(fù)制全保留復(fù)制假說(shuō)——演繹法得出結(jié)論：DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制【小結(jié)】DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

思考：1、在標(biāo)記過(guò)程中，是否可以使用14NH4Cl培養(yǎng)，再使用15NH4Cl培養(yǎng)？親代第一代第二代第三代15N15N以此類推，第n代時(shí)結(jié)果如何？15N15N14N14N14N14N14N14N(1)親代DNA復(fù)制n代后，子代DNA分子數(shù)為_(kāi)______(2)含15N的DNA分子數(shù)為_(kāi)______(3)含14N的DNA分子數(shù)為_(kāi)________(4)只含15N的DNA分子數(shù)

(5)只含14N的DNA分子數(shù)一、DNA分子數(shù)計(jì)算2n22n02n-2(1)子代DNA的脫氧核苷酸鏈數(shù)為_(kāi)______(2)含15N脫氧核苷酸鏈數(shù)為_(kāi)______(3)含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)為_(kāi)________二、脫氧核苷酸鏈數(shù)的計(jì)算2n+122n+1-2三、DNA復(fù)制過(guò)程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)的計(jì)算m(2n-1)設(shè)親代DNA中含有某種脫氧核苷酸數(shù)m個(gè)，則：（1）經(jīng)過(guò)n次復(fù)制，共需消耗的該種游離的脫氧核苷酸數(shù)為(2)在第n次復(fù)制時(shí)，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸

mx2n-1三、DNA復(fù)制的過(guò)程1.概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程2.時(shí)間：真核生物：細(xì)胞核（主要）、線粒體和葉綠體原核生物：擬核（主要）細(xì)胞分裂前的間期3.場(chǎng)所：4、DNA復(fù)制的過(guò)程CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'（1）解旋：在能量的驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開(kāi)（氫鍵斷裂）。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶（2）合成子鏈：DNA聚合酶等以解開(kāi)的每一條母鏈為模板，以細(xì)胞中游離的四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。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATP（3）重新螺旋：每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'5.復(fù)制所需條件（1）模板（2）原料（3）

酶（4）能量DNA的兩條單鏈四種游離脫氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶6.復(fù)制結(jié)果：得到兩個(gè)完全相同的DNA分子（1）邊解旋邊復(fù)制（2）半保留復(fù)制

8.“精確”復(fù)制的原因：（1）DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；（2）通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。9.意義：

將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續(xù)性。7.復(fù)制特點(diǎn)例1.下面是DNA復(fù)制的有關(guān)圖示。A→B→C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制。D→F表示哺乳動(dòng)物的DNA復(fù)制。圖中黑點(diǎn)表示復(fù)制起點(diǎn)，“→”表示復(fù)制方向，“?”表示時(shí)間順序。(1)若A中含有48502個(gè)堿基對(duì)，而子鏈延伸速率是105個(gè)堿基對(duì)/min，假設(shè)DNA分子從頭到尾復(fù)制，則理論上此DNA分子復(fù)制約需30s，而實(shí)際上只需約16s，根據(jù)A→C過(guò)程分析，這是因?yàn)開(kāi)____________________。復(fù)制