资源简介

(共18张PPT)
DNA的复制
学习目标
1．运用假说一演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式进行复制。（科学思维、社会责任）
2．通过对DNA半保留复制方式的学习，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。（生命观念）
依据碱基对的排列顺序来判断DNA是否相同
失孤父亲或母亲
的DNA
被解救儿童1
的DNA
被解救儿童2
的DNA
探索生活 提出问题
图示3个DNA分子，哪两个是相同的？你的判断依据是什么？
复制而来的DNA遗传信息相同
任务一：探索DNA复制可能方式
问题1．观察DNA平面和空间结构结构图，猜测DNA复制的大致过程？
DNA空间结构
解旋 → 碱基互补配对 → 再螺旋
问题2．DNA复制1次后，共有4条链，猜测子代DNA由哪些链组成？
亲代DNA→复制→4条链
1
母链
2
母链
3
子链
4
子链
半保留复制
每个DNA一条链来自于亲代，一条是新合成的
黑线表示来自于亲代DNA分子，红线表示DNA复制中新合成的组分
全保留复制
两条母链全都保留在一个DNA分子中
问题3．比较两种复制方式的主要区别是什么？
任务一：探索DNA复制可能方式
任务一：探索DNA复制可能方式
哪种假说更可信？
科学假说构建原则：
1.简单性原则
半保留复制更符合简单性原则
问题1：如何区分母链和子链？你能想到什么办法呢？
问题2：复制后的DNA分子通常是随机混合在一起的，不易分离，该如区分密度不同的DNA分子？
任务二：演绎推理，预测子代DNA类型
同位素标记
密度：15N-15N的DNA > 15N-15N的DNA > 15N-15N的DNA
14N
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
任务二：演绎推理，预测子代DNA类型
密度不同的DNA悬浮在相应密度的液层中
模拟密度不同的DNA
模拟实验结果：
繁殖 代数 半保留复制 全保留复制
亲代
子一代
子二代
【探究活动】请根据假设进行推理，作出理论预期。
要求：画出子一代和子二代DNA的图示，并预测离心后的条带位置及比例。
15N
15N
14N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
14N
重带
中带
1/2中带
1/2轻带
任务二：演绎推理，预测子代DNA类型
繁殖 代数 半保留复制 全保留复制
亲代 重带
子一代 中带
子二代 1/2中带 1/2轻带
重带
1/2重带
1/2轻带
1/4重带
3/4轻带
15N
15N
15N
15N
14N
14N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
【探究活动】请根据假设进行推理，作出理论预期。
要求：画出子一代和子二代DNA的图示，并预测离心后的条带位置及比例。
任务二：演绎推理，预测子代DNA类型
任务三：分析证据 得出结论
问题1.实验中如何判断细菌分裂的代数？
问题2.与2种假说的预测结果对比，得出结论是？
大肠杆菌在适宜的温度下20分钟繁殖一代，控制时间
子一代结果说明不是全保留，子二代结果说明是半保留复制
实验结果分析：
资料： 1963年，凯恩斯（John Cairns）用放射自显影技术直接观察到了复制中的DNA图像。他将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中培养，使新合成的DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，观察结果如图所示。
请阅读资料，结合下图分析该实验的结论是什么？并说出你的判断依据。
任务三：分析证据 得出结论
图中实线表示无放射性链，虚线表示放射性链，无标记的DNA在被3H标记的原料中，复制1次的DNA由一条放射链和一条非放射链组成；复制2次的DNA，一个双链都是有放射性的，一个只有一条链是有放射性的。所以，这个实验结果更直观地证明了DNA以半保留的方式进行复制。
任务四 ：探索DNA复制具体过程
资料1：科学家将变形虫放在有标记过的脱氧核苷酸培养液中，一段时间后，在细胞核中首先发现有标记的DNA分子。
资料2：科学家通过生化分析得知，细胞分裂间期纸胞中脱氧核苷酸含量开始时很低，不久急剧增加，以后又逐渐降低划初始水平，随着脱氧核苷酸含量的动态变化，DNA聚合酶的活性随着增高.
资料3：1956年，美国生物化学家康贝格进行了下列实验：步骤一：在试管中将大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有4种丰富的脱氧核苷酸的人工合成体系中，结果：在试管中4种脱氧核苷酸不能合成DNA分子；步骤二：在上述试管中加入了少量DNA分子作模极和ATP能量，培养在适宜温度条件下，一段时间后，测定其中DNA的含量。结果：试管中的DNA的含量增加，并且（A＋T）／（C＋C）的比值与所加入模板中一样。1970年代，科学家首次发现了依赖ATP的DNA解旋酶。
根据以上材料分小组总结DNA复制的场所、时间、条件。
场所：_____________
时间：______________
条件：____________________________________________________
细胞核
分裂间期
DNA聚合酶、脱氧核苷酸、DNA模板、ATP、DNA解旋酶
、线粒体、叶绿体
【活动：构建过程】制作流程图表示DNA复制的过程。
任务四 ：探索DNA复制具体过程
要求：观看动画，结合教科书，制作流程图
提醒：注意观察子链的延伸方向
第3步：模板链和新链重新螺旋形成新的DNA分子。
第1步：DNA在DNA解旋酶的作用下，氢键断开，暴露出碱基形成模板链；
第2步：游离的碱基与模板链配对形成氢键，在DNA聚合酶的作用下，形成磷酸二酯键连接成新的核苷酸链；
任务四 ：探索DNA复制具体过程
DNA复制过程：
资料：研究显示：DNA平均每复制109个碱基对才会产生一个错误。人类基因组约有31.6亿个碱基对，复制时可能产生约6个错误。
问题1．如何保证复制具有如此高的准确性？
问题2．DNA进行高精确性的自我复制有何意义？
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。
DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
任务四 ：探索DNA复制具体过程
课堂检测
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DNA分子占全部DNA分子的比例为1／8
C
做同位素标记和半保留复制的题目，审题时有3个重点问题要弄清楚：
1.亲代DNA是怎样的？ 2.原料是怎样的？ 3.复制了几次？
解析：本题中亲代DNA只含15N，所以最初只有2条链含15N；原料是14N，所以新合成的子链都只含有14N; 复制3次后共有8个DNA分子，只有2个是15N-14N的DNA，其他6个都是14N-14N的DNA，所以含15N的DNA比例是1/4， C正确 。
课堂小结
DNA的复制
对DNA复制的推测
DNA半保留复制的实验证据
（假说—演绎法）
DNA复制的过程
难点
重点

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