资源简介

(共43张PPT)
第3节 DNA的复制
1
运用假说—演绎法探究DNA的复制方式(难点)。
2
概述DNA通过半保留方式进行复制(重点)。
3
理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
DNA复制的时期？
DNA复制的结果？
DNA数目加倍
分裂前的间期
DNA是怎样进行复制的？
一、对DNA复制的推测
1.沃森和克里克的假说——半保留复制
DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂；
解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则， 通过形成氢键，结合到作为模板的单链上；
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称做半保留复制。
提出假说
5’
3’
5’
3’
3’
5’
5’
3’
双螺旋解开，氢键断裂
3’
5’
5’
3’
模板
模板
子链
子链
原来的
原来的
新的
新的
2.其他观点——全保留复制、分散复制
全保留复制
以两条母链为模板合成两条DNA子链，子代DNA中母链重新结合，两条子链彼此结合成另一个子代DNA分子。
分散复制
亲代DNA双链被切成片段，分散在新合成的子代DNA双链中。
全保留复制模型图
弥散复制模型图
一、对DNA复制的推测
提出假说
半保留
复制
全保留
复制
需要通过实验验证
首要问题：区分亲代与子代的DNA
一、对DNA复制的推测
任务一
阅读课本P53及“证明DNA半保留复制的实验”
思考如下问题：
用什么方法能在实验中区分母链和子链？
该实验用什么元素做标记？除此之外还可以用什么元素？
如何测定每一代DNA所含有的同位素的情况
同位素标记法。
15N和14N
含15N的DNA比含14N的DNA密度大；利用离心技术可以在试管中区分不同N元素的DNA分子
密度梯度离心技术
能不能通过检测放射性来区分开？
15N
15N
15N
14N
14N
14N
重带
中带
轻带
密度梯度离心
二、DNA半保留复制的实验证据
如何让DNA被15N或14N标记上？
1.用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代中生长若干代
得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的（亲代）
2.将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，进行离心，记录离心后试管中DNA的位置
若提取其DNA进行离心，DNA带位于什么位置？
15N/ 15N
-DNA
14NH4Cl
再分裂一次
分裂一次
提取DNA
离心
提取DNA
离心
亲代DNA
子一代DNA
子二代DNA
半保留复制
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
重带
15N/15N
中带
15N/14N
轻带
14N/14N
中带
15N/14N
演绎推理
亲代DNA
子一代DNA
子二代DNA
全保留复制
15N
15N
15N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
重带
15N/15N
轻带
14N/14N
重带
15N/15N
轻带
14N/14N
重带
15N/15N
演绎推理
分散复制
亲代DNA
子一代DNA
子二代DNA
15N
15N
重带
15N/15N
中带
15N/14N
15N
15N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
15N
14N
15N
14N
中带
15N/14N
演绎推理
细胞分裂一次
转移到含14NH4CL
细胞再分裂一次
实验结果与半保留复制的假说吻合，说明DNA的复制是以半保留复制的方式进行的
提取DNA离心
提取DNA离心
提取DNA离心
亲代 子一代 子二代
实验验证
二、DNA半保留复制的实验证据
15NH4Cl
中带
轻带
中带
重带
该实验需要进行几次离心观察？
子一代的实验结果，可以排除哪种复制方式？
子二代的实验结果，可以排除哪种复制方式？
二、DNA半保留复制的实验证据
3次
全保留复制
分散复制
科学方法
提出问题
1、DNA是如何复制的？
作出假说
2、推测可能的复制方式。
演绎推理
3、根据复制模式、预测实验结果。
实验验证
4、证明DNA半保留复制的实验。
得出结论
5、DNA的复制方式为半保留复制。
假说-演绎法
二、DNA半保留复制的实验证据
实验者：
实验材料：
实验技术：
同位素标记技术、密度梯度离心技术
实验结果：
DNA是半保留复制
梅塞尔森、斯塔尔
大肠杆菌
研究方法：
假说演绎法
学法74页对点练1
下列相关叙述错误的是
A．孟德尔实验中“F1自交，F2出现了9：3：3：1的性状分离比”属于“提出假说”
B．摩尔根运用假说—演绎法，通过研究果蝇眼色的遗传证明了“基因在染色体上”
C．孟德尔预测“F1测交时子代会出现1：1：1：1的性状分离比”属于“演绎推理”
D．梅塞尔森和斯塔尔观察到与演绎一致的现象后，得出“DNA以半保留方式复制”的结论
A
观察现象，提出问题阶段
1．生物学发展过程中，科学家运用了各种标记技术，并取得了很多科研成果。下列有关叙述，错误的是（ ）
A．1970年科学家用同位素标记法证明了细胞膜的流动性
B．赫尔希和蔡斯用放射性同位素35S和32P标记的噬菌体分别侵染细菌，证明了DNA是噬菌体的遗传物质
C．科学家用15N和14N同位素，证明了DNA的复制是半保留的方式进行
D．卡尔文利用14C标记二氧化碳来追踪了光合作用中碳原子的转移途径
A
荧光标记法
（1）赫尔希、蔡斯“噬菌体侵染细菌实验”：35S、32P
（2） DNA半保留复制：15N、14N标记DNA分子
（3）分泌蛋白的合成与分泌过程：用3H标记氨基酸
（4）卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物；
（5）鲁宾和卡门用18O标记水和二氧化碳，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。
同位素标记法
1、把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)环境中培养相当于复制一轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，分析表明细菌DNA组成为( )
A.3/4轻氮型、1/4中间型
B.1/4轻氮型、3/4中间型
C.1/2中间型、1/2重氮型
D.1/2轻氮型、1/2中间型
A
随堂练习
2．DNA的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制、分散复制。科研小组同学以细菌为材料，进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是（ ）
实验一：将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心
实验二：将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心
A．若实验一离心结果为重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制
B．若实验一离心结果为中带，可确定DNA的复制方式是半保留复制
C．若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制
D．若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为弥散复制
B
或分散复制
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
21
22
23
四、DNA复制的计算
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
(1)DNA分子数：
第n代DNA分子总数为______个：
①含15N的DNA分子数为______个，
②含14N的DNA分子数为______个，
③只含15N的DNA分子数为______个，
④只含14N的DNA分子数为_________个，
2n
2
2n
0
(2n－2)
一个带有同位素15N标记的DNA分子中，以含14N的脱氧核苷酸为原料，连续复制三次，在合成的DNA分子中，带有15N标记的DNA分子占（ ）
A 12.5% B.25%
C 50% D 100%
B
(2)脱氧核苷酸链数：
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数是多少？
②亲代脱氧核苷酸链数是多少？
③新合成的脱氧核苷酸链数是多少？
2n＋1条
2条
(2n＋1－2)条
设DNA分子中某碱基数为m
①复制n次共需要某碱基的数目=
②第n次复制需要某种碱基的数目
(3)需要消耗的碱基数（脱氧核苷酸数）：
亲代DNA不需要再另外消耗碱基
m （2n-1）
= m （2n-2n-1）
= m 2n-1
阅读课本P54思考如下问题：
2.1 DNA复制的过程
1.DNA分子复制的概念是什么
2..DNA分子复制过程需要哪些条件
3.DNA分子复制过程怎么进行
4.DNA分子复制的意义？
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。
主要是细胞核（线粒体、叶绿体）
2.1 DNA复制的过程
1
DNA复制的概念：
2
发生时期：
3
场所：
减数第一次分裂前的间期
有丝分裂前的间期
（1）解旋
①需要 驱动
②需要 解旋，
双链解开。
能量
解旋酶
三、DNA复制的过程
氢键断开
4
过程：
（2）合成子链
模板：
酶：
原料：
原则：
方向：
碱基互补配对原则
DNA聚合酶
游离的脱氧核苷酸
三、DNA复制的过程
氢键的形成不需要酶
磷酸二酯键的形成需要DNA聚合酶的催化
（3）螺旋化
解开的每一条母链
3’
5’
5’
3’
模板
模板
子链
子链
子链按5’端→3’端的方向进行延伸
5’
3’
模板
原料
能量
酶
亲代DNA的两条链
游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP提供
【原则】：
碱基互补配对原则
5
条件：
边解旋边复制
正在解旋
正在复制
（提高复制效率）
DNA复制的特点：
果蝇DNA的电镜照片
6
DNA复制的特点：
多个复制起点，双向复制
复制方向
复制方向
复制方向
复制起点
复制起点
复制起点
（提高复制效率）
6
DNA复制的特点：
2.1 DNA复制的过程
6
DNA复制的特点：
半保留复制；边解旋边复制；真核生物有多个复制起点；双向复制；
7
DNA准确复制的原因：
（1）DNA分子独特的 结构，为复制提供了精确的模板；
（2） 原则，保证了复制能够准确地进行。
双螺旋
碱基互补配对
你认为DNA复制会百分之百准确吗？如果复制出现错误，可能会产生什么影响？
会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。
8
复制的意义：
将 从亲代传给子代，从而保持遗传信息的 。
遗传信息
连续性
DNA复制的过程
1．如图为DNA分子复制的两个模型，请据图回答下列问题。
(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分别作用于图2中哪个部位？
(2)图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，哪些链的碱基排列顺序是相同的？
a和c，b和d的碱基排列顺序相同。
解旋酶
DNA聚合酶
磷酸二酯键
氢键
一、概念检测
1.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。
（1）DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。 （ ）
（2）在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成。 （ ）
×
2.DNA的复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是
A.复制均在细胞核内进行
B.碱基互补配对原则保证了复制的准确性
C.1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子
D.游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链
B
×
3.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（ ）
A. 所有的大肠杆菌都含有15N
B. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2
C. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4
D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8
C
一、概念检测
★时间：
有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期
★过程：
亲代DNA提供
原则：
条件：
游离的脱氧核苷酸
碱基互补配对原则
模板：
原料：
能量：
酶：
★特点：
边解旋边复制
半保留复制
★意义：
保持前后代遗传信息的连续性、稳定性
解旋
合成子链
形成DNA
ATP
解旋酶、DNA聚合酶
（二）DNA的复制过程
课堂小结

展开更多......

收起↑