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第三章第3节 DNA的复制
目录：
1、对DNA复制的推测
2、DNA半保留复制的实验证据
3、DNA复制的过程
4、课堂小结及随堂练习
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
碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
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？
问题探讨
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，然后合成互补链。
科学研究需要大胆的想象，但得出结论必须建立在确凿的证据之上。
半保留复制
全保留复制
一、对DNA复制的推测
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：通过实验区分亲代和子代的DNA。
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；
二、DNA半保留复制的实验证据
如何做区分亲代和子代的DNA？
科学家：梅塞尔森（M.Meselson）和斯塔尔（F.Stahl）
为什么不适用32P，14C等具有放射性的同位素标记呢？
15NH4Cl
14N/ 14N-DNA
繁殖若干代
15N/ 15N-DNA
目的？
15N/ 15N-DNA
14NH4Cl
再分裂一次
分裂一次
DNA复制一次
DNA再复制一次
得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记
大肠杆菌
假说 演绎推理结果
DNA是通过半保留方式复制 亲代： 15||15
第一代：
第二代：
DNA是通过全保留方式复制 亲代：15||15
第一代：
第二代：
活动1、请同学们利用不同颜色的电线，演绎DNA两种复制方式下连续复制两代，每一代的结果，并把结果填写在下表中（15N/15N –DNA红色，14N/14N –DNA蓝色）
密度梯度离心
利用离心技术可以在试管中区分含有不同质量N元素的DNA。
二、DNA半保留复制的实验证据
形成的不同密度的DNA分子应如何区分？？
假说 演绎推理结果 预测实验结果
DNA是通过半保留方式复制 亲代：15||15 第一代： 第二代： 亲代 第一代 第二代
轻带
中带
重带
DNA是通过全保留方式复制 亲代：15||15 第一代： 第二代： 亲代 第一代 第二代
轻带
中带
重带
结果预测：
梅塞尔森（M.Meselson）和斯塔尔（F.Stahl）的实验结果
得出结论
发现问题
提出假说
演绎推理
实验验证
科学研究的方法——假说演绎法
半保留复制、全保留复制
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
结论：DNA复制是半保留复制
DNA是如何复制的
证明DNA半保留复制的实验
1.一个双链被15N充分标记的DNA分子，以14N为原料进行半保留复制，N代后产生的子代中：
①含15N的DNA有____分子；占全部子代的比例是_____;
②含14N的DNA有____分子；
③只含15N的DNA有____分子；
④只含14N的DNA有____分子；
⑤含15N的脱氧核苷酸链占全总单链的比例是____。
巩固练习1
三、DNA复制的过程
15N/ 15N-DNA
15N/ 14N-DNA
15N/ 14N-DNA
半保留复制，过程？
三、DNA复制的过程
阅读教材，完成课堂导学。5分钟
DNA复制的场所、时间、过程、条件和特点
场所：
真核生物：细胞核（主要）线粒体、叶绿体
原核生物：拟核（主要）、质粒（环状DNA）
病毒：宿主细胞内（如：噬菌体侵染大肠杆菌）
时间：细胞分裂前的间期（S期）
解旋——在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开
合成子链——DNA聚合酶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，各自合成与母链互补的一条子链
复旋——随着解旋进行，子链不断延伸，每条新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
过程
解旋酶
5’
3’
3’
5’
5’
3’
5’
3’
子链皆由5’向3’端进行延伸
DNA
聚合酶
DNA
聚合酶
过程
边解旋边复制
(从过程上看)
半保留复制
(从结果上看)
①模板：
②原料：
③能量
④ 酶：
亲代DNA的两条链
4种游离的脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP
形成两个完全相同的DNA分子
条件
特点
结果
DNA复制的过程
方向
从子链的5' 端向 3' 端延伸
(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板。
(2)通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。
意义
准确复制的原因
将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
DNA复制的过程
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分子在解旋酶的作用下解旋
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.①③⑤④② D.③①④②⑤
D
巩固练习2

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