DNA的復(fù)制 高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第3章基因的本質(zhì)第3節(jié)DNA的復(fù)制第3章基因的本質(zhì)第3節(jié)DNA的復(fù)制本節(jié)聚焦怎樣證明DNA是半保留復(fù)制的？DNA的復(fù)制過(guò)程是怎樣的？DNA的半保留復(fù)制對(duì)遺傳信息的穩(wěn)定傳遞有什么意義?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(xiě)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”。沃森、克里克沃森和克里克----半保留復(fù)制。一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究DNA復(fù)制時(shí)，DNA的雙螺旋解開(kāi)，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開(kāi)的兩條單鏈分別作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過(guò)形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈。作出假說(shuō)就像文件復(fù)制一樣，復(fù)制完成后親代DNA被完整的保留下來(lái)，即經(jīng)過(guò)一次復(fù)制形成的兩個(gè)DNA分子，其中一個(gè)是親代DNA，子代DNA的雙鏈都是新合成的。一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究不同觀點(diǎn)：有的科學(xué)家----全保留復(fù)制。作出假說(shuō)一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究假說(shuō)1：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制。假說(shuō)2：DNA復(fù)制是全保留復(fù)制。作出假說(shuō)一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究以紅色代表親代DNA的母鏈，以藍(lán)色代表新合成的子鏈。半保留復(fù)制全保留復(fù)制

子一代親代作出假說(shuō)

作出假說(shuō)半保留復(fù)制全保留復(fù)制小組合作子一代親代一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究請(qǐng)各組同學(xué)利用材料袋里的教具，分別演繹推理半保留復(fù)制和全保留復(fù)制的現(xiàn)在子一代繼續(xù)復(fù)制一次，得到子二代的DNA組成情況，同樣以藍(lán)色代表新合成的子鏈。作出假說(shuō)演繹推理半保留復(fù)制全保留復(fù)制子一代親代子二代一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究(1)這兩種復(fù)制方式最關(guān)鍵的區(qū)別是什么？親代DNA的兩條鏈在子代DNA的分布同位素標(biāo)記法14N15N14N15N14N15N14N15N作出假說(shuō)演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.實(shí)驗(yàn)者：美國(guó)生物學(xué)家梅賽爾森和斯塔爾2.實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌（分裂快，約20min分裂一次）3.實(shí)驗(yàn)思路：(2)區(qū)別被標(biāo)記母鏈和子鏈，用什么方法？一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究親代DNA的兩條鏈在子代DNA的分布同位素標(biāo)記法14N15N(1)這兩種復(fù)制方式最關(guān)鍵的區(qū)別是什么？(2)區(qū)別被標(biāo)記母鏈和子鏈，用什么方法？一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究作出假說(shuō)演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(3)如何讓親代的母鏈和新合成的子鏈帶上不同的標(biāo)記呢？可以先用含15N的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，使親代的母鏈帶上15N標(biāo)記，然后轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)，使新合成的子鏈帶上14N標(biāo)記。一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究作出假說(shuō)演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（4）如何將不同標(biāo)記的DNA區(qū)分開(kāi)來(lái)？15N15N15N14N14N

14N密度低高

重帶

中帶

輕帶密度梯度離心法

選用特定的密度梯度介質(zhì)，離心時(shí)可在溶液中形成密度梯度，溶液中的大分子根據(jù)密度不同停留在離心管的不同位置，形成不同區(qū)帶的方法。離心小組合作

請(qǐng)各小組分別預(yù)測(cè)一下每一代離心之后試管中DNA的位置，用筆在學(xué)案上對(duì)應(yīng)的地方標(biāo)示出來(lái)，并思考這兩種假說(shuō)的區(qū)別。半保留復(fù)制全保留復(fù)制子一代親代子二代15N15N15N15N15N14N1/215N15N1/214N

14N1/215N14N1/214N

14N1/415N15N3/414N

14N一、對(duì)DNA復(fù)制方式的探究作出假說(shuō)演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.實(shí)驗(yàn)者：美國(guó)生物學(xué)家梅賽爾森和斯塔爾2.實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌（分裂快，約20min分裂一次）3.實(shí)驗(yàn)方法：同位素標(biāo)記技術(shù)、密度梯度離心技術(shù)4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果:DNA的復(fù)制是_______復(fù)制。半保留得出結(jié)論假說(shuō)-演繹法5、DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制科學(xué)方法小結(jié)：4、實(shí)驗(yàn)證明DNA半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證3、根據(jù)不同復(fù)制模式，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果演繹推理2、推測(cè)可能的復(fù)制方式（半保留/全保留）作出假說(shuō)1、DNA是如何復(fù)制的?提出問(wèn)題得出結(jié)論二、DNA復(fù)制的過(guò)程分析資料，獲取信息

資料一：科學(xué)家將變形蟲(chóng)放在有標(biāo)記過(guò)的脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，一段時(shí)間后，在細(xì)胞核中首先發(fā)現(xiàn)有標(biāo)記的DNA分子。資料二：科學(xué)家通過(guò)生化分析得知，細(xì)胞分裂間期細(xì)胞中脫氧核苷酸含量開(kāi)始時(shí)很低，不久急劇增加，細(xì)胞分裂時(shí)又逐漸降低到初始水平。隨著脫氧核苷酸含量的動(dòng)態(tài)變化，DNA聚合酶的活性也隨之出現(xiàn)顯著變化。資料三：

步驟①：1956年，美國(guó)生物化學(xué)家康貝格在試管中，將大腸桿菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四種豐富的脫氧核苷酸的人工合成體系中。結(jié)果：在試管中四種脫氧核苷酸不能合成DNA分子。步驟②：康貝格在上述試管中加入少量DNA分子作模板和ATP作能源物質(zhì)，培養(yǎng)在適宜溫度條件下，一段時(shí)間后，測(cè)定其中DNA的含量。結(jié)果：試管中的DNA含量增加，且（A+T）/(C+G)的比值與所加入模板中一樣。(1)場(chǎng)所：(2)時(shí)間：(3)條件：酶:原料:能量:模板:細(xì)胞分裂前的間期(有絲分裂前的間期、減數(shù)第一次分裂前的間期)二、DNA復(fù)制的過(guò)程(1)場(chǎng)所：(2)時(shí)間：(3)條件：真核細(xì)胞：細(xì)胞核（主要）、葉綠體、線粒體原核細(xì)胞：擬核（主要）ATP游離的4種脫氧核苷酸DNA聚合酶1.DNA復(fù)制可以分為哪幾個(gè)步驟？2.DNA復(fù)制有什么特點(diǎn)？3.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因？4.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的意義？Copyright?2018芃葦_PengV.AllRightsReserved.⑴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)。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶1.過(guò)程:二、DNA復(fù)制的過(guò)程Copyright?2018芃葦_PengV.AllRightsReserved.⑵合成子鏈：DNA聚合酶等以解開(kāi)的每一條母鏈為模板，以游離的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。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氫鍵二、DNA復(fù)制的過(guò)程Copyright?2018芃葦_PengV.AllRightsReserved.CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTA5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'

合成方向：子鏈的5'端→3'端形成磷酸二酯鍵二、DNA復(fù)制的過(guò)程⑵合成子鏈：DNA聚合酶等以解開(kāi)的每一條母鏈為模板，以游離的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。Copyright?2018芃葦_PengV.AllRightsReserved.（3）形成子代DNA分子：每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'解旋酶酶5'3'3'5'DNA聚合酶5'3'前導(dǎo)鏈5'3'岡崎片段DNA連接酶DNA聚合酶的底物：脫氧核苷酸DNA連接酶的底物：DNA片段后隨鏈前導(dǎo)鏈與后隨（滯后鏈）：互補(bǔ)配對(duì)單鏈附著蛋白二、DNA復(fù)制的過(guò)程二、DNA復(fù)制的過(guò)程2.特點(diǎn):①邊解旋邊復(fù)制②半保留復(fù)制3.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因：

研究表明，DNA的復(fù)制總能準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行，其復(fù)制過(guò)程中出錯(cuò)的概率僅為1/20000。①DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板。②堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。DNA通過(guò)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。親代細(xì)胞子代細(xì)胞親代細(xì)胞和子代細(xì)胞DNA的堿基序列_______。相同4.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的意義？二、DNA復(fù)制的過(guò)程GAA5，3，AGA5，3，AAAGGA【課堂活動(dòng)】：在希沃白板上拖動(dòng)動(dòng)畫(huà)，演示DNA的復(fù)制過(guò)程。注意觀察課本圖3-10中，子鏈的合成方向！8.DNA復(fù)制的方向二、DNA復(fù)制的過(guò)程（拓展應(yīng)用）5'3'信息1：DNA聚合酶的特點(diǎn)：①它只能把游離的脫氧核苷酸加在3'端②延伸脫氧核苷酸鏈信息2：解旋酶只能單向解開(kāi)雙鏈?與社會(huì)的聯(lián)系：PCR技術(shù)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

polymerasechainreaction①犯罪現(xiàn)場(chǎng)的確定②親子鑒定③核酸檢測(cè)（實(shí)時(shí)熒光RT-PCR技術(shù)）課堂小結(jié)：