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(共26张PPT)
资料一
问题探讨
《科学》杂志上发表了一项研究报告，科学家基于数据证实了随机DNA复制错误对于癌症所起到的重要作用。癌症相关突变28.9%源于环境因素，5%源于遗传因素，66.1%源于DNA复制错误。
第3节 DNA的复制
in the following communications. We were not aware of the details of the results presented there when we devised our structure, which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chemical arguments.
It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the gengtic material.
Full details of the structure, including the con-ditions assumed in building it , together with a set of co-ordinates for the atoms, will be published elsewhere.
《核酸的分子结构》论文节选
资料二
“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制“
克里克
沃森
问题探讨
资料三
对DNA复制的推测
推测一：半保留复制
半保留复制是指，DNA在进行复制的时候两条母链DNA分开，作为模板合成两条子链，一条母链和一条子链结合形成一个子代DNA分子。
推测二：全保留复制
全保留复制是指，DNA在进行复制的时候两条母链DNA分开，分别复制形成两条子链DNA，此后，两条母链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。
对DNA复制的推测
用红色表示亲代DNA的两条链，用蓝色表示新合成的DNA链，请分别画出半保留复制和全保留复制后得到的子二代DNA的组成。
【任务一】
亲代DNA分子
子一代DNA分子
子二代DNA分子
DNA半保留复制的实验证据
【思考】
1、如果要设计实验证明DNA的复制方式是半保留，关键思路是什么？
要区分亲代和子代DNA
2、要在实验中直观地标识母链和子链，应采取怎样的方法？
同位素标记法
3、如果用同位素进行标记，可标记什么元素
可标记 C、H、O、N、P 等元素
DNA半保留复制的实验证据
资料三
1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，设计了一个巧妙的实验。他们用到的同位素是14N和15N。
DNA半保留复制的实验证据
【思考】
1、14N和15N都是稳定的同位素，不具有放射性，两者有什么不同呢？
相对原子质量不同。
2、被15N标记的DNA与被14N标记的DNA有什么不同？
被15N标记的DNA比被14N标记的DNA更重一些。
3、如何区分被15N标记的DNA和被14N标记的DNA？
通过密度梯度离心使其发生分层。
DNA半保留复制的实验证据
【拓展】
密度梯度离心和差速离心的区别
1、差速离心法
2、密度梯度离心法
主要是采取逐渐提高离心速率依次分离出不同大小颗粒的方法。
选用特定的密度梯度介质，离心时可在溶液中形成密度梯度，溶液中的大分子根据密度不同停留在离心管的不同位置，形成不同区带的方法
DNA半保留复制的实验证据
【思考】
14N
14N
15N
15N
14N
15N
轻带
重带
中带
4、以下是三种被14N或15N标记的DNA链，在离心之后，分析得到的DNA条带可能位于试管的什么位置？
DNA半保留复制的实验证据
【思考】
6、如何使得母链DNA被15N标记？
用含有15N的培养基培养大肠杆菌，获得15N/15N-DNA分子。
7、如何使得新和成的DNA链被14N标记？
将含有15N/15N-DNA标记的大肠杆菌转移到含有14N的培养基中进行培养。
5、如何使大肠杆菌的DNA被15N或14N标记？
用含有15N或14N的培养基培养大肠杆菌。
DNA半保留复制的实验证据
【任务二】
步骤二：将大肠杆菌转移到含14N的普通培养液中。
步骤三：在不同时期收集大肠杆菌后离心，记录离心后试管中DNA的位置。
步骤一：用含有15N的培养基培养大肠杆菌，获得15N/15N-DNA分子。
转移
细胞再分裂1次
15NH4Cl培养液
14NH4Cl培养液
请你设计实验，并预测实验结果，完成学案上的内容。
子一代会出现的结果是
如果DNA复制是半保留复制
子二代会出现的结果是
14N/15N-DNA
15N/15N
-DNA
14N
14N
14N
14N/ 14N -DNA
14N/15N-DNA
提取DNA离心
密度
低
高
15N/15N-DNA
提取DNA离心
14N/ 15N-DNA
14N/15N
-DNA
提取DNA离心
14N/ 15N-DNA
14N/ 14N-DNA
DNA半保留复制的实验证据
【预测结果】
转移到含14NH4Cl
培养液中
（细胞分裂1次）
细胞再分裂1次
提取DNA 离心
轻带
中带
重带
15NH4Cl
培养液
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
提取DNA 离心
提取DNA 离心
【实验结果】
DNA半保留复制的实验证据
DNA复制是半保留复制
得出结论
发现问题
提出假说
演绎推理
实验验证
半保留复制
推理、探究半保留复制方式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果
结论：DNA复制是半保留复制
DNA是如何复制的
证明DNA半保留复制的实验
假说演绎法
DNA半保留复制的实验证据
阅读P55、56页的相关内容，思考下列问题？完成学案的表格。
DNA复制的过程
【任务三】
1、DNA复制的概念是什么？时间？场所？
2、DNA复制过程需要哪些条件？
3、简述DNA复制过程怎么进行？
4、DNA复制过程有何特点？精确复制的原因有何生物学意义？
DNA复制的过程
真核生物主要在__________，次要在_____________________。
原核生物主要在__________。
___________________，包括有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
3、场所：
2、时间：
细胞核
拟核
叶绿体和线粒体
细胞分裂前的间期
1、概念：
DNA的复制是指___________________________________________。
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
DNA复制的过程
4、条件：
（1）模板：______________________________
（2）________：游离的4种脱氧核苷酸
（3）________ ：如ATP
（4）酶：_________________________
亲代DNA分子中的两条母链
原料
能量
解旋酶、DNA聚合酶等
5、过程：
解旋
合成子链
合成子代DNA
在ATP的驱动下，解旋酶将DNA部分双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
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C
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A
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C
G
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A
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A
C
G
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A
T
A
C
G
G
C
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A
G
C
C
G
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A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
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A
G
C
C
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G
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T
A
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C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
解旋酶
DNA复制的过程
（1）解旋
①以细胞中游离的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条子链。
C
C
G
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A
G
T
A
T
A
C
G
G
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C
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A
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C
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A
3'
5'
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C
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C
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A
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C
T
T
形成氢键
DNA复制的过程
（2）合成子链
②在DNA聚合酶的催化下把子链的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
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C
C
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A
3'
5'
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A
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T
A
DNA聚合酶
5'
3'
T
A
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G
C
A
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G
A
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C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
ATP
ATP
形成磷酸二酯键
DNA复制的过程
（2）合成子链
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
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C
C
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G
C
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G
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G
T
A
T
A
T
A
A
5'
A
C
G
C
A
A
G
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A
G
T
C
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T
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A
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G
C
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T
G
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C
G
A
G
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T
5'
3'
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
3'
5'
T
T
A
C
G
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
DNA复制的过程
（3）合成子代DNA
DNA复制的过程
6、特点：
（1）半保留复制
7、复制精确的原因：
（1）双螺旋结构：为DNA复制提供了精确的模板
（2）碱基互补配对原则：保证了复制的准确进行
8、意义：
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。
（2）边解旋边复制
课堂小结
DNA复制的推测
DNA复制实验证据
DNA复制
全保留复制
半保留复制
实验过程
实验结果
实验结论
基本条件
过程
特点
用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离
亲代：一条DNA带（底部）
第一代：一条DNA带（中间）
第二代：两条DNA带（中间、上部）
DNA复制是半保留复制
解旋
合成子链
重新螺旋
模板
酶
能量
原料
边解旋边复制
课后阅读和思考
资料四
在我们人体内，每个细胞内大约有60亿个DNA碱基对，DNA自我复制出错的概率是千万分之一。
对于DNA复制过程中出现的错误无法很好地避免。如何从其他方面减少癌症的发生呢？

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