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(共27张PPT)
3.3 DNA的复制
学习目标
1.了解沃森和克里克对DNA复制方式的早期推测及DNA半保留
复制的实验证据。
2.阐明DNA复制的条件、过程和特点。
3.准确理解DNA复制的特点，认识生命活动的规律。
4.总结科学研究的思路和规律。
亲代的遗传物质通过复制传递给了子代。
为什么这样像？
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：“指的注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对的方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制”
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？这反映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。
科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的证据之上。
一、对DNA复制的推测
1.半保留复制
（1）提出者： 。
（2）假说
①解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的 断裂。
②复制：解开的 作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据
原则，通过形成 ，结合到作为模板的单链上。
（3）特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链
碱基互补配对
氢键
沃森和克里克
氢键
两条单链
2.全保留复制
是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
2.全保留复制：
复制
一次
亲代DNA
子代DNA
1.半保留复制：
复制一次
亲代DNA
子代DNA
二、DNA半保留复制的实验证据
（1）实验者：梅塞尔森和斯塔尔
（2）实验材料：
（3）实验方法：
（4）实验过程：
大肠杆菌
同位素标记技术和离心技术
已知Ｎ元素含有14N和15N两种相对原子质量不同的同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此利用离心技术区分含不同N元素的DNA。
Ｎ元素标记含氮碱基
两条链都为15N的DNA（表示为15N/15N）
一条链为14N，另一条链为15N的DNA（表示为14N/15N）
两条链都为14N的DNA（表示为14N/14N）
14N/14N-DNA 密度小-轻带
14N/15N-DNA密度居中-中带
15N/15N-DNA密度大-重带
背景资料
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15N标记的NH4Cl培养大肠杆菌，获得15N/15N-DNA分子。
实验过程
1、亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
2、请分别在离心管的相应位置标出DNA类型。
14N/14N 轻带
15N/15N 重带
14N/14N 轻带
子一代
子二代
亲代DNA
15N/15N
14N/14N
14N/14N
15N/15N
15N/15N
15N/15N 重带
结果预测：全保留复制
15N/15N 重带
14N/15N 中带
14N/15N 中带
14N/14N 轻带
15N/15N
15N/14N
14N/14N
15N/15N 重带
15N/14N
1、亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
2、请分别在离心管的相应位置标出DNA类型。
结果预测：半保留复制
子一代
子二代
亲代DNA
15N/15N
（中带）
14N/15N
14N/15N
14N/14N
（轻带）
（中带）
（重带）
步骤一
步骤二
步骤三
实验现象
第一代只出现一条居中的DNA带，这个结果排除了哪种复制方式？
DNA分子的复制方式：
半保留复制
DNA分子半保留复制结果：形成了一半新、一半旧的两个DNA分子，并且原来的旧的DNA也不存在。
实验结果
(1)沃森和克里克证明DNA分子复制方式是半保留复制(　　)
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术和离心技术(　　)
×
√
理解巩固
DNA
平
面
模
式
图
DNA
复
制
过
程
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
思考：
1.DNA复制需要哪些基本条件？
2.复制过程有何主要特点？
3.复制形成的子代DNA和亲代DNA有何关系？
三、DNA复制过程
C
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
A
G
T
C
G
T
解旋酶
游离的
脱氧核苷酸
注意，此处
氢键将被打开！
C
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
A
G
T
C
G
T
DNA利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，
把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。
在酶的催化下
氢键已被打开
C
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
A
G
T
C
G
T
亲代DNA的两条
链分别作为模板
DNA聚合酶
C
A
A
A
T
T
T
G
G
G
C
C
C
A
T
C
T
G
T
A
C
G
G
C
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
T
A
G
T
C
G
还未解旋
刚解旋
通过碱基互补
配对脱氧核苷酸
结合到母链上
正在复制
边解旋边复制
所以DNA复制特点之一是：
C
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
A
T
C
另一条子代DNA
一条子代DNA
形成两条完全相同的子代DNA
是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
复制时期
复制场所：
复制过程
解旋
合成子链
形成子DNA
细胞核、线粒体、叶绿体
有丝分裂间期
减数第一次分裂前的间期
DNA复制的示意图
DNA的复制：
复制条件
复制特点：
复制意义：
遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性
边解旋边复制、半保留复制
模板：DNA的每一条链为模板
原料：四种脱氧核苷酸
能量：ATP
酶：解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶
引物：RNA
①二条母链的碱基顺序是否相同？
②二条子链的碱基顺序是否相同？
③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？
DNA准确复制的原因
不同，互补
相同
不同，互补
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。
②碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。
思考讨论
(1)DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板(　　)
(2)DNA双螺旋全部解开后，再开始进行DNA复制(　　)
(3)在DNA复制过程中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA分解成脱氧核
苷酸(　　)
√
×
√
理解巩固
★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
小结

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