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(共31张PPT)
新人教版必修2
《遗传与进化》
第3节 DNA的复制
第3章 基因的本质
新课引入
无论细胞是有丝分裂还是减数分裂，都要经历一个较长的细胞分裂间期。细胞在分裂间期主要有什么变化？
DNA分子是怎样进行复制的呢
怎样证明DNA是半保留复制的？
1
DNA的复制过程是怎样的？
2
DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？
3
本节聚焦
课本第53页
01
对DNA复制的推测
Part One
对DNA复制的推测
关于DNA的复制方式，科学家提出了哪些假说？
DNA分别通过这两种复制方式复制一次，所形成的子代DNA分子的组成有何不同？
提出问题
DNA以什么方式复制？
作出假设
(2)全保留复制
新复制出的分子直接形成，完全没有旧的
复制
一次
亲代DNA
子代DNA
(1)半保留复制(沃森和克里克提出）
形成的分子一半是新的，一半是旧的
复制一次
亲代DNA
子代DNA
半保留
复制
全保留
复制
需要通过实验验证
首要问题，如何区分开亲代与子代的DNA？
对DNA复制的推测
【合作探究二】
小组合作，思考与讨论下列问题：
1、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？
2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？
3、如何在实验中直观区分母链和子链？
4、如果用同位素标记法，标记什么元素好？
需要通过实验验证
把复制出的子代DNA链（子链）和原来的链（母链）区别开，观察它在新DNA中出现的情况。
同位素标记法。
15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性)，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；
【合作探究三】
尝试画出1个DNA分子分别按照半保留复制、
全保留复制的方式复制两次的图解模型。
对DNA复制的推测
演绎推理
提出问题
作出假设
要求：
（1）限时3分钟，小组做好分工，所有成员全力以赴，激情投入。
（2）确定小组发言人，做好展示准备，并做好评价与质疑的准备。
05
对DNA复制的推测
(2)全保留复制
(1)半保留复制
演绎推理
提出问题
作出假设
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
14N复制
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N复制
14N复制
14N复制
14N
14N
15N
15N
对DNA复制的推测
演绎推理
提出问题
作出假设
要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的DNA情况,但实验中,形成的不同密度的DNA分子是随机混合在一起的， 应如何区分？
密度梯度离心
密度
低
高
利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA；
对DNA复制的推测
演绎推理
提出问题
作出假设
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
亲代 子一代 子二代
轻带
中带
重带
轻带
中带
重带
半保留复制
15N/15N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
亲代 子一代 子二代
轻带
中带
重带
轻带
中带
重带
全保留复制
【合作探究四】
按照前面的演绎推理结果，密度梯度离心后，按照两种复制方式产生的亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带呢？
02
DNA半保留复制的实验证据
Part Two
DNA半保留复制的实验证据
1.实验者：
2.实验材料：
3.实验方法 ：
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
4.背景知识：
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
同位素标记法
①15N和14N是氮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；
②利用离心技术可以在试管中区分含有不同氮元素的DNA；
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
轻链
中链
重链
密度梯度离心技术
DNA半保留复制的实验证据
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
15N
15N
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
排除DNA的复制是全保留复制
排除DNA的复制是分散复制
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
14N复制
14N复制
实验结论
：DNA的复制方式是半保留复制
作出假说
演绎推理
实验验证
2、推测可能的复制方式
3、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
5、结论：DNA复制是半保留复制
1、DNA是如何复制的
提出问题
半保留复制
全保留复制
假说——演绎法
DNA复制方式的探究历程
4、证明DNA半保留复制的实验
得出结论
DNA复制方式的探究历程
03
DNA复制的过程
Part Three
DNA复制的过程
【自主探究】
阅读教材55页第2、3自然段，图3-10及P56，完成下表。
场 所
时 间
条 件 模 板
原 料
能 量
酶
碱基互补配对
特 点
DNA复制的过程
①真核生物主要在细胞核（线粒体、叶绿体）；
②原核生物主要在拟核；
③病毒在宿主细胞
细胞分裂前的间期（有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期）
2、场所：
3、时间：
1.概念：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA→DNA。
DNA复制的过程
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
DNA复制的过程
6、DNA复制的特点:
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
5、DNA复制的条件
7、DNA复制的结果
ATP
形成两个完全相同的DNA分子
DNA复制的过程
9、DNA能准确复制的原因
①DNA独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。
②碱基通过互补配对，保证了复制能够准确地进行。
8、DNA复制的意义
DNA通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
04
DNA分子复制的计算
Part Four
DNA复制的过程
亲 代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
复制1次
复制2次
复制3次
2
4
8
=21
=22
=23
1.亲代DNA分子经 n 次复制后
①子代DNA分子数：
②含亲代母链的DNA分子数：
③不含亲代母链的DNA分子数：
2n个
2个
2n-2个
例1：一个DNA被15N标记的大肠杆菌，在只含14N的培养液中繁殖3代，第三代中含有15N的DNA分子有___个，不含15N的DNA分子有___个，含有14N的DNA分子有____个，不含14N的DNA分子有____个，只含有14N的DNA分子有___个。
2
6
8
0
6
⑤母链和子链的条数分别是：
2条
2n＋1-2 条
④子代DN分子中脱氧核苷酸条数是：
2n＋1 条
2.消耗的脱氧核苷酸数
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制后共需要消耗该脱氧核苷酸个数为：
m（ 2n－1）
C：400个
C：400个
C：400个
400个
400个
400个
400个
亲代中c：400个
F1：共2个400个
F2：共22个400个
F3：共23个400个
Fn：共2n个400个
第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸个数为：
m ·2n－1
消耗1个400个
消耗2个400个
消耗3个400个
消耗2n-1个400个
05
课堂练习
Part Five
重点提炼
DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制
(2)真核生物：多起点双向复制
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。
1．DNA复制保证了亲子代遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ ）
A. 复制均在细胞核中进行
B. 碱基互补配对原则保证了复制的准确性
C. 1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子
D. 游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链
28
课堂练习
B
2．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
课堂练习
小结
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
复旋
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
谢谢观看
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