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(共24张PPT)
第3节 DNA的复制
能说出DNA复制的概念和方式。
能说出推断DNA复制方式的实验证据。
能解释DNA复制的过程和意义。
沃森和克里克在论文中有这样一段话：“我们的DNA模型实际上是一对模板，每一模板与另一个互补。我们设想：在复制前氢键断开，两条链松开、分离，然后每条链作为形成自己新链的模板，最后我们从原先仅有的一对链得到了两对链，而且准确地复制了碱基序列。”
in the following oommunications.We were not aware of the details of the results presented there when we devised our struoture,which rests mainly though not ontirely on published experimental data and stereo- ohemical arguments.
It has not escaped our notice that the specific peiring we have postulated immediately suggests a possible oopying mechanism for the genetic material.
Full details of the struoture,including the con- ditions assumed in building it,together with a set of oo-ordinatos for the atoms,will be published elsewhere.
“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”
探究背景——提出问题：DNA是怎样进行复制的
《核酸的分子结构》论文节选
一、对DNA复制的推测
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的这一假说。
半保留复制
全保留复制
有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。
作出假设：
1.不同的复制方式最大的差异是
2.如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？
半保留复制
全保留复制
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。
最重要的区别：在子代DNA分子中，来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链的结合情况不同。
3.用什么实验方法区分母链和子链
同位素标记
小组思考与讨论下列问题：
15N 和14N
（画一画：分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次）
1.提出问题
2.作出假设
3.演绎推理
（1）半保留复制
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
14N复制
（2）全保留复制
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N复制
14N复制
14N复制
14N
14N
15N
15N
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。
01
思考
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N/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
按照前面的演绎推理，密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带呢？
思考
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
按照前面的演绎推理，密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带呢？
15N/15N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
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
提出DNA离心
提出DNA离心
提出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
1.提出问题
2.作出假设
3.演绎推理
4.实验验证
14N复制
14N复制
5.实验结论
DNA的复制方式是半保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据
（二）推测可能的复制方式
（三）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
（四）完成实验
（一）DNA的是如何复制的
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小结：
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
三、DNA复制的过程
1.条件
能量:
模板:
原料:
酶:
ATP(直接能源物质)
亲代DNA的2条单链
游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
2.复制特点：
边解旋边复制
方式：半保留复制
观看DNA分子复制的视频，结合教材55-56页，下列内容：
解旋：复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。
碱基配对：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的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。
延伸：随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断延伸。
螺旋：同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
3.过程:
从子链的5' 端向 3' 端延伸
4.方向:
研究表明，DNA的复制总能准确无误地进行，其复制过程中出错的概率仅为1/20 000。
1、DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
2、通过碱基互补配对，保证了复制能够准确进行。
思考
为什么DNA能准确复制呢？
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。
亲代细胞
子代细胞
亲代细胞和子代细胞DNA的碱基序列_______。
相同
DNA准确复制的意义是？
思考
DNA 分子复制
有丝分裂间期 和减数第一次 分裂前的间期
模板：DNA分子的两 条链分别作为模板
原料：游离的四种脱氧核苷酸
能量：ATP等
酶：解旋酶、DNA聚合酶
边解旋边复制 半保留复制
规则的双螺旋 结构、碱基互补配对原则
保证了亲代与 子代之间遗传 信息的连续性
细胞核(主)、 线粒体、叶绿体
解旋→形成子链→形成新的DNA分子
1个DNA → 2个DNA
条件
特点
精确复制
的原因
结 果
场所
过程
意 义
1.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
（1）图中有几个复制起点 他们开始的时间相同吗？
2.右图是真核生物DNA复制的示意图。
三个，不相同，最右边的先开始。
（2）这种方式有何意义
缩短复制所需的时间，加快DNA复制的效率。
（3）完成一个细胞周期每个起点起动几次
一次
亲 代
复制一次
复制两次
复制三次
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
拓展补充
2
=21
4
=22
8
=23
DNA数量
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
④母链和子链的条数分别是：
2条
2n＋1 - 2 条
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸 ？
②第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数？
2.消耗的脱氧核苷酸数：
m (2n－1)个
m·2n－1
例、一个具有a个碱基对的DNA，含有b个A，该DNA完成n次复制，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？
（2n-1）X
(2a-2b)/2
1.(2022·天津和平区高一期中)将一个用15N标记的DNA分子放到14N的培养基上培养，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，图中分别代表复制1次、2次、3次后的分层结果的是
A.c、e、f　　 B.c、e、b
C.a、b、d　　 D.c、a、b
A
2.将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是：（ ）
A．1/2 B．1/4 C．1/6 D．1/8
3.某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个，该DNA分子已经复制了几次（是第几代）（ ）
A．三次（第四代） B．四次（第五代）
C．五次（第六代） D．六次（第七代）
B
D

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