资源简介

(共28张PPT)
基因的本质
第3节 DNA的复制
第三章
瞧瞧我们爷俩多像？
小样我们爷俩才是最像的！
亲代的遗传物质如何多一份传给后代？
【课前探究】根据预习由亲代DNA制作出子代DNA。
展示：
1、简述你是如何组装出模型。
2、根据你的组装请你推测DNA复制的方式。
提出假说1：DNA复制是全保留复制。
提出假说2：DNA复制是半保留复制。
一、对DNA复制的推测
1、半保留复制假说的提出者：
沃森和克里克(1953年)
沃森和克里克在发表DNA 双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道:“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即又提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。”
问题探讨
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“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。”
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
讨论
碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
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的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。提出了半保留复制的假说。
提出问题
1.半保留复制
（沃森&克里克）
一、对DNA复制的推测
2.全保留复制
3.分散复制
亲代DNA双链被切成片段后合成，
然后子、母双链聚集成“杂种链”。
提出假说
要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？
关键思路：设法区分亲代和子代的DNA。
如何做区分亲代和子代的DNA,又如何进行实验观察呢？
如何在实验中直观区分母链和子链？
同位素标记技术
资料：15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，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；
形成的不同密度的DNA分子应如何区分？
密度梯度离心
利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA；
利用DNA紫外吸收分析技术对试管中的不同位置的DNA进行区分；
【探究一】演绎推理，预测结果
小组合作，运用演绎推理预测全保留复制或半保留复制子一代和子二代
1.各代DNA中两条链的组合情况
2。标出离心后试管中DNA的位置。
材料：白板，马克笔，软磁粘
条带的宽窄意味着什么？
DNA复制方式为半保留复制。
得出结论
排除DNA的复制是全保、
、、、、、
留复制
排除DNA的复制是分散型复制
实验验证
二、DNA半保留复制的实验证据
1.实验者：
2.实验材料：
3.实验方法 ：
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
同位素标记技术
4.实验过程 ：
密度梯度离心
①先用15NH4Cl培养液培养大肠杆菌
②让大肠杆菌繁殖若干代（DNA几乎都是15N标记）
③将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中
④在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA
⑤将提取的DNA进行离心，记录离心管中DNA的位置
二、DNA半保留复制的实验证据
提出假说
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
DNA复制方式的探究历程:
亲代DNA复制n代后，DNA分子数为？
含亲代母链的DNA分子数为？
含有14N的分子数？
只含有14N的分子数？
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
三、DNA复制的过程
【探究二】分析血案资料。回答以下问题。
分析学案上的三则资料，探究DNA复制发生的条件，特点，意义。
人类首次试管中合成DNA
1956年，美国生化学家康贝格从大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸的人工合成体系中，经保温孵育后测定DNA含量，发现并没有DNA生成；当加入了少量DNA做引子和ATP作为能源物质，再经保温孵育后，测定DNA含量，发现DNA含量增加了。
资料
三、DNA分子的复制过程
思考：DNA复制所需要的条件是什么？
酶：
原料：
模板：
能量：
DNA的两条母链
游离的脱氧核苷酸
ATP
DNA聚合酶
三、DNA分子的复制过程
思考：DNA复制所需要的条件是什么？
DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。
4种脱氧核苷酸
DNA片段
ATP
DNA聚合酶
DNA体外合成体系
哺乳动物的DNA展开可达2m，科学家在研究DNA体外复制时测得：DNA完全解旋需要7小时，子链合成需要7.5小时，但是亲代DNA合成子代DNA只需要8小时。
资料
边解旋边复制
三、DNA分子的复制过程
还有什么特点？
虽然DNA能精准复制，但是，DNA平均复制109个碱基对，就会产生1个错误。这些错误可能产生什么影响？
资料
2017年3月24日，美国《科学》杂志上的研究称，近三分之二（约66%）的癌症基因突变可归咎于健康细胞在分裂过程中发生的DNA复制随机错误，而不是遗传基因或环境因素。
DNA复制后形成的2个DNA分子一样吗？
为什么DNA可以准确无误地进行复制？
DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。
DNA精准复制的意义？
将遗传信息从亲代传递给子代细胞，保证遗传信息的连续性。
三、DNA分子的复制过程
思考：DNA两条子链的合成方向一样吗？
三、DNA分子的复制过程
小结：
探究三：概述过程，角色扮演
小组合作：
1、熟读教材，分析DNA复制过程，
2、小组成员分工合作分别扮演DNA复制过程的不同角色，演绎DNA复制过程。
1、由15N标记细菌的DNA，然后又将14N来供给这种细菌，于是该细菌便用14N来合成DNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们中含14N链的DNA与含15N链的DNA比例是（ ）
A. 4：1 B. 2：1
C. 1：1 D. 3：1
A
实战演练：
2.下列关于DNA复制过程的正确顺序（ ）
①互补碱基对之间氢键断裂
②互补碱基对之间形成氢键
③DNA分子被解旋酶作用
④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对
⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构。
A. ①③④②⑤ B. ①④②⑤③
C. ③①⑤④② D. ③①④②⑤
D
拓展应用：下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
说明果蝇的DNA有多个起点，可同时从不同起点开始DNA的复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
利用DNA半保留复制的特性，在体外进行DNA的人工复制，每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待复制DNA扩增几百万倍。使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。
PCR (聚合酶链式反应)
实际应用
课后作业：完成学案后面的练习。
谢谢

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