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(共20张PPT)
DNA的复制
第3节
第三章 基因的本质
2019
人教版
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”。
情景材料一
一、对DNA复制的推测
半保留
复制
全保留
复制
新合成的DNA分子的两条链都是新合成的。
亲代DNA分子的两条链均保留。
1.DNA是如何复制的
提出问题
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。
合作探究一：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。
一、对DNA复制的推测
设计实验
设实验
合作探究一：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。
一、对DNA复制的推测
设计实验
同位素标记技术
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。
合作探究二：DNA是肉眼看不可见的，如何区分亲代和子代的DNA,又如何进行实验观察呢？
一、对DNA复制的推测
设计实验
利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。
离心技术
排除了全保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据
亲 代
第一代
第二代
细胞再分裂一次
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提取DNA离心
提取DNA离心
提取DNA离心
第一代只出现了一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？
结论：
证明DNA的复制是半保留复制
15N
15N
15N
14N
15N
14N
14N
14N
15N
14N
14N
14N
15N
14N
科学家在研究DNA分子复制方式时提出了第三种假说——分散复制：
亲代双链被切成双链片段，而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板，新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”。
第一代DNA分子的密度也是居中
第二代DNA分子的密度既不是中带，也不是轻带，而是介于两者之间。
亲代
DNA
第一代
DNA
第二代
DNA
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
2.合成子链：DNA聚合酶等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。
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
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
2.合成子链：DNA聚合酶等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。
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
5'
T
T
A
C
G
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
2.特点：
1.条件：
(2)原料：四种脱氧核苷酸(No:A、G、C、T)
(3)酶：解旋酶、 DNA聚合酶等
(4)能量：ATP(直接能源物质)
1.半保留复制——准确
2.边解旋边复制
①模板：特定碱基序列
②酶：识别，专一催化
③原则：碱基互补配对
高效
3.双向复制
4.真核生物有多个复制起点
(1)模板：亲代DNA的两条链(两条母链)
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
4.结果：
5.意义：
使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。
从子链的5' 端向 3' 端延伸
3.方向:
6.DNA准确复制的原因
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，保证了复制能够准确地进行。
DNA复制的推测
DNA复制实验证据
DNA复制
全保留复制
半保留复制
实验过程
实验结果
实验结论
基本条件
过程
特点
用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离
亲代：一条DNA带（底部）
第一代：一条DNA带（中间）
第二代：两条DNA带（中间、上部）
DNA复制是半保留复制
解旋
合成子链
重新螺旋
模板
酶
能量
原料
DNA的两条链
四种脱氧核苷酸
边解旋边复制
解旋酶
DNA聚合酶
证明
参与
参与
随堂小练
1.构成DNA的五碳糖是( )
A.核糖 B.脱氧核糖 C.葡萄糖 D.脱氧核糖核苷酸
2.DNA分子的半保留复制是指( )
A.DNA分子中的一条链进行复制，另一条链不复制
B.DNA分子中的一半进行复制，另一半不复制
C.每一个子代DNA分子均保留了其亲代DNA分子中的一条单链
D.DNA分子复制后，一个仍为亲代DNA分子，另一个为子代DNA分子
B
C
3．细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的双链均含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，一段时间后抽取其子代的DNA经高速离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)
A．第一次分裂的子代DNA应为⑤
B．第二次分裂的子代DNA应为①
C．第三次分裂的子代DNA应为③
D．亲代的DNA应为⑤
A
随堂小练
4.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的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/8
C
随堂小练
5.下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ）
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

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