资源简介

(共31张PPT)
2002年初，随着首批成年体细胞克隆牛降生，我国成为掌握体细胞克隆牛关键技术的少数国家之一（右图）。图中5头牛的外貌极为相似，是缘于胚胎分割技术。应用胚胎分割技术可以获得双胎或多胎动物，从而快速繁育优良牲畜。这些小牛是由同一个受精卵经细胞分裂而来。那么，DNA复制发生在什么时期？它是如何保证遗传信息准确复制的？这与DNA分子的结构特点存在怎样的关系？
我国的首批克隆牛
3.3 DNA的复制
第3章 基因的本质
1
对DNA复制的推测
目录
content
2
DNA半保留复制的实验证据
3
DNA复制的过程及其特点
4
习题巩固
教学目标
目标
01
02
03
了解对DNA复制方式的早期推测。
（科学思维）
说出DNA半保留复制方式的实验证据。（科学思维、科学探究）
掌握DNA复制的过程和特点。
（科学思维）
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“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”
《核酸的分子结构》论文节选
讨论1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具有什么特点？
碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链；
问题探讨
作出假说
推测可能的复制方式。
实验验证，得出结论
实验、得出结论、验证假说。
提出问题
DNA是如何复制的？
演绎推理
根据复制模式，
预测实验结果。
假说——演绎法
最早提出的DNA复制模型有两种：
2.全保留复制：
新复制出的分子直接形成，完全没有旧的
复制
一次
亲代DNA
子代DNA
1.半保留复制：
形成的分子一半是新的，一半是旧的
复制一次
亲代DNA
子代DNA
一、对DNA复制的推测
1.提出问题：DNA的是如何复制的
讨论：每一种复制方式的亲代、子一代、子二代离心后会出现几条DNA带，它们分别位于离心管的什么位置？
二、DNA半保留复制的实验证据
1.假设是半保留复制2.假设是全保留复制
关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA。
2.作出假说：
合作探究：DNA是肉眼看不可见的，如何做区分亲代和子代的DNA,又如何进行实验观察呢？
1.实验者：
2.实验材料：
3.实验方法：
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
同位素标记技术和密度梯度离心技术
5.实验过程：
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
4.实验原理：
15N和14N是N元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同N元素的DNA。
二、DNA半保留复制的实验证据
1.大肠杆菌在含15NH4Cl培养液中生长若干代
2.把它们转移到14N的普通培养基上生长，繁殖。
设实验
科学技术方法——密度梯度离心
密度梯度离心法
高密度带
中密度带
低密度带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
第一代
第二代
（1）将大肠杆菌培养在含15N的NH4Cl培养基上生长。
（2）把它们转移到14N的普通培养基上生长，繁殖。
15N
15N
假设：1.半保留复制 2.全保留复制
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
15N
15N/14N
15N/14N
14N/14N
14N/14N
15N/15N
3.演绎推理：
4.实验验证，得出结论
DNA半保留复制
此种探究方法被称为——假说-演绎法
DNA复制中的有关计算
亲代DNA分子
复制1次
复制2次
复制3次
无论DNA复制多少次，含有母链的DNA分子永远只有两条
2
22
23
复制n次
2n
……
a（2n-1）
1.已知某DNA分子含有100个腺嘌呤，该DNA分子连续复制3次后，消耗周围环境中含T的脱氧核苷酸多少个？
习题巩固
100（1+2+4）=700
含母链的DNA占总DNA的比值为2/2n
DNA半保留复制的实验证据
作出假说
演绎推理
实验验证
2、推测可能的复制方式
3、推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果
5、结论：DNA复制是半保留复制
1、DNA的是如何复制的
提出问题
半保留复制
全保留复制
假说——演绎法
4、证明DNA半保留复制的实验
得出结论
1.DNA复制的概念是什么 时间？场所？
2.DNA复制过程怎么进行
3.DNA复制过程需要哪些条件
4.DNA复制过程有何特点
5.DNA复制有何生物学意义
合作探究：思考下列问题：
3.场所：
1.概念：
真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
真核生物：细胞分裂前间期（有丝分裂、减数分裂）
1.解旋
2.合成子链
3.重新螺旋
4. 过程：
三、DNA复制的过程及其特点
2.时间：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程）
1.解旋：在能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，氢键断裂。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
解旋酶
三、DNA复制的过程及其特点
2.合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下各自合成与母链互补的一条子链。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
形成氢键
三、DNA复制的过程及其特点
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
DNA聚合酶
5'
3'
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
ATP
ATP
合成方向：
子链的5'端→ 3'端
DNA聚合酶形成磷酸二酯键
三、DNA复制的过程及其特点
2.合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下各自合成与母链互补的一条子链。
3.形成子代DNA分子：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
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'
三、DNA复制的过程及其特点
三、DNA复制的过程及其特点
模板：
亲代DNA提供解旋的DNA两条母链
原料：
5.条件：
4种游离的脱氧核苷酸(A、G、C、T)
能量：
酶 ：
ATP
解旋酶、DNA聚合酶
6.特点：（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
加快复制速度，减少DNA突变可能
保证了复制的准确进行
7.“准确”复制的原理：
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。
8.意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
三、DNA复制的过程及其特点
时间：
有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期
过程：
解旋
合成子链
模板：
亲代DNA提供
原料：
原则：
条件：
游离的脱氧核苷酸
碱基互补配对原则
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
复旋
ATP
解旋酶、DNA聚合酶
课堂小结
DNA的复制
1．DNA分子复制能准确无误地进行原因是 （ ）
A．碱基之间由氢键相连
B．DNA分子独特的双螺旋结构
C．DNA的半保留复制
D．DNA的边解旋边复制特点
C
习题巩固
B
2.将在14N培养基中连续多代培养的细菌转移到15N培养基中,培养两代后提取DNA 进行密度梯度离心,实验结果应为( )
习题巩固
3.一个有m个碱基对的DNA分子，其中含有腺嘌呤脱氧核苷酸a个。求：1）复制n次，需要多少鸟嘌呤脱氧核苷酸；
2）第n次复制，需要多少鸟嘌呤脱氧核苷酸。
解：
1） A=T=a G=C=(2m-2a)/2=m-a
(2n-1)(m-a)
2）2n-1(m-a)
4.已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上 A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸2 100个，则该DNA分子已经复制了(　　)
A.3次 B.4次 C.5次 D.6次
A
习题巩固
5.具有100个碱基对的1个DNA分子片断，内含40个胸腺嘧啶，
如果连续复制两次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为
（ ）个。
180
解：
100个碱基对， 即200个碱基
40个T， 则有40个A。
所以有（200-40-40）/2=60个C
连续复制两次，则由1个DNA分子变成4个
所以需要游离的C：（4-1）×60=180个
习题巩固
6.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
习题巩固
感 谢 观 看

展开更多......

收起↑