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(共18张PPT)
2.3节 DNA的结构和复制
任务1：了解DNA结构模型的构建过程
问题：
1、有哪些科学家在结构模型的构建过程中发挥重要作用？
2、你知道这些科学家主要从事的工作领域吗？
3、沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构后，开始搭建模型。都进行了哪些尝试？
4、在查哥夫提供信息的帮助下，制作的DNA模型是怎样的？
5、科学家们这种合作研究的方式给予你哪些启示？
美国Ｊ．Ｄ．Ｗatson和英国Ｆ．Ｃrick
富兰克林（Ｒ．Ｅ．Ｆranklin)
查戈夫
任务2：制作DNA双螺旋结构模型
（1）由两条单链组成，反向平行
（2）脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；
碱基排列在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对
具有一定的规律：A与T一定配对，C与G一定配对
沃森和克里克的双螺旋结构：
问题：
①这些材料如何连接成脱氧核苷酸？
②脱氧核苷酸如何连接成脱氧核苷酸链？
③两条脱氧核苷酸链如何连接在一起
1、利用学生模具制作模型
2、画出DNA平面结构
问题：
①识别各结构名称。
②如何体现两条链方向相反？
③如何区分一条链的3’端和5’端？
3、讨论DNA的稳定性，设想DNA的复制方式。
碱基互补配对原则
例1．假设一个DNA分子片段中含碱基T共288个，占全部碱基总数的24％，则此DNA片段中碱基G所占的百分比和数目分别是（ ）A．26％ 312个 B．12％ 144个C．13％ 156个 D．24％ 288个
A
例2．两种DNA分子(①和②)有相同的碱基对(1000对)，但它的碱基组成不同，①含有44%的G+C，②含有66%的G+C，在DNA的①和②中各有多少T（ ）A．340 560 B．240 480
C．560 340 D．480 240
C
例3．从某种生物中提取出核酸样品，经检测和计算后，碱基之间的相互关系如下：(A+T)/(G+C)＝1，(A+G)/(T+C)＝1。据此结果，该样品(　　)A．确定是双链DNA B．确定是单链DNAC．无法确定单双链 D．只存在于细胞核中
C
2、已知DNA双链中的一条链上A+G=另一条链上T+C
1、已知DNA的一条链的碱基排序→另一条链上的碱基排序
3、双链DNA中→A=T，C=G
4、双链RNA中→A=U,C=G
无种属差异
→A+C/T+G=1
(=A+G/T+C=T+C/A+G=T+G/A+C)
例．DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值的叙述，正确的是( ) A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
D
任务3：推测DNA复制方式、并提供实验证据
沃森和克里克：
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。
自我复制假说：DNA双螺旋打开，互补碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作复制模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过氢键，结合到作为模板的单链上。
1、半保留复制
不同观点：全保留复制
2、半保留复制证据
问题：
①从遗传信息传递角度分析，用什么方法研究子代DNA从亲代的来源
②如果是全保留复制，子代DNA两条链的情况如何？
以大肠杆菌为实验材料，将亲代大肠杆菌用15N标记，然后再将其在14N培养基中培养。
在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA
将DNA进行离心，并记录离心后试管中DNA的位置
如何用15N标记大肠杆菌？
亲代、第一代、第二代离心结果如何？
密度梯度离心
重带(下部)
中带(中间)
轻带(上部)
以红黑两色笔分别代表含有15N14N的DNA链，尝试画出DNA半保留复制和全保留复制2代的子代DNA链组成情况。
排除全保留复制
推测可能全保留复制，也可能是半保留复制
证明是半保留复制
15N
14N
亲代
第一代
第二代
思考：若继续在14N环境培养一代，结果如何？继续培养n
代，结果又会如何？
第三代
第n代
组别 1组 2组 3组 4组
培养液中唯一氮源 14NH4C1 15NH4C1 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代数 多代 多代 一代 两代
培养产物 A B B的子I代 B的子II代
操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带（14N/14N） 仅为重带（15N/15N） 仅为中带（15N/14N） 1／2轻带（14N／14N）1／2中带（15N／14N）
例：关于DNA复制方式，人们曾提出了“全保留复制”、“半保留复制”等假说。科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了 DNA 复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。请分析并回答下列问题：
28．关于DNA复制方式，人们曾提出了“全保留复制”、“半保留复制”等假说。科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了 DNA 复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。请分析并回答下列问题：
(1)要得到DNA中的N全部被15N标记的大肠杆菌B，必须经过 代培养，且培养液中的 是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA 离心结果，第 组结果对于否定“全保留复制”的假说起到了关键作用，但需把它与第 组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是 。(3)分析讨论：①若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于 ，据此可判断DNA分子的复制方式不是 复制。②若将子I代DNA双链分开后再离心，其结果 （选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。③若在同等条件下将子II代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置 ，密度带变宽的是 带。④若某次实验的结果中，子I代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为 。(4)假定该大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA相对分子质量为b。子一代DNA的相对分子质量平均为 ，子二代DNA的相对分子质量平均为 。
(4) （a+b）/2 （3a+b）/4
(1) 多 15N（15NH4C1）(2) 3 1和2 半保留复制
(3) B 半保留 不能 没有变化 轻 15N
任务3：学习DNA复制过程，理解半保留复制对
遗传信息的稳定遗传的意义
1、阅读教材55-56页，DNA复制的过程，解决以下问题：
①DNA何时复制？复制场所在哪？
②复制条件是什么？
③复制结果如何？
④复制过程有何特点？
真核细胞：细胞核、
细胞质
原核细胞：细胞质
DNA能够精确复制的原因何在？
DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条件，DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
2、通过对复制过程的学习，研究子代相关情况
例．某个DNA片段由1 000个碱基对组成，A+T占碱基总数的40%，若DNA片段复制过程中共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为1800，则该DNA共复制了几次，在该DNA片段第2次复制时共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个（ ）A．2、1 200 B．3、2 400C．4、2 400 D．2、1 800
A
例：如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析正确的是 （ ）
A．酶①和酶②均作用于氢键
B．该过程的模板链是a、d链
C．该过程中的c、d链结构相同
D．DNA复制的特点是半保留复制
D
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