廣東省惠東縣平海中學生物(人教版)必修二：33 DNA的復制

1、最早提出的最早提出的DNADNA復制模型有三種復制模型有三種: :1 1、全保留復制：新復制出的分子直接形成，、全保留復制：新復制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；完全沒有舊的部分；2 2、半保留復制：形成的分子、半保留復制：形成的分子一半是新的，一半是舊的一半是新的，一半是舊的；3 3、分散復制：新復制的分子中、分散復制：新復制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的新舊都有，但分配是隨機組合的復制一次復制一次復制一次復制一次復制一次復制一次一、對一、對DNADNA復制的推測復制的推測沃森和克里克推測是沃森和克里克推測是半保留復制模型半保留復制模型2、如果要你來設(shè)計實驗，你認為最基本的思路是什

2、么？、如果要你來設(shè)計實驗，你認為最基本的思路是什么？ 把復制的單鏈和原來的鏈把復制的單鏈和原來的鏈做上標記做上標記，然后觀察它，然后觀察它在新在新DNA中出現(xiàn)的情況。中出現(xiàn)的情況。復制一次復制一次1、這些觀點各有不同，如何來證明那個觀點是正確的？、這些觀點各有不同，如何來證明那個觀點是正確的？只能用只能用實驗實驗來證明。來證明。一、對一、對DNADNA復制的推測復制的推測( (續(xù)續(xù)) )2 2 怎樣把不一樣的怎樣把不一樣的DNADNA分開呢？分開呢？N N 1 1 可以用什么同位素去標記可以用什么同位素去標記DNADNA？14N/14NDNA15N/14NDNA15N/15NDNA輕鏈輕鏈中鏈

3、中鏈重鏈重鏈實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：DNADNA的復制是以的復制是以半保留方式半保留方式進行的。進行的。重帶重帶(下部下部)1515N/ N/ 15N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N輕帶輕帶(上部上部)1414N/ N/ 14N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N親親 代代第一代第一代第二代第二代第三代第三代15N15N一個一個DNADNA分子復制幾代分子復制幾代后的情況如何？后的情況如何？拓展延伸拓展延伸一個一個DNADNA分子經(jīng)幾代復制后的所有分子經(jīng)幾代復制后的所有DNADNA中：中：2 2 所有所有DNADNA與原與原DNADNA所帶的遺傳信息（脫氧核苷酸序列）所帶的

4、遺傳信息（脫氧核苷酸序列）完全相同（變異除外）。完全相同（變異除外）。1 1 只有兩個只有兩個DNADNA分子含有原分子含有原DNADNA鏈。鏈。世代世代分 子分 子總數(shù)總數(shù)DNADNA分子在離心管中位分子在離心管中位置置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比分子之比1515N N分子分子雜種分子雜種分子1414N N分子分子0 01 12 23 3n n根據(jù)上面實驗過程根據(jù)上面實驗過程, ,完成下列表格完成下列表格全在下部全在下部12482n全在中部全在中部中中+ 上上中中+ 上上2/2n中中+(1- 2/ 2n)上上112/ 2n（1- 2/2n）拓展延伸拓展延伸 1

5、.DNA分子復制的概念是什么?2.DNA分子復制過程怎么進行? 3.DNA分子復制過程需要哪些條件?4.DNA分子復制過程有何特點? 5.DNA分子復制有何生物學意義?思考如下問題：思考如下問題：三、三、DNADNA復制的復制的過程過程DNA分子是在什么時間進行復制的？間期間期動物細胞有絲分裂周期圖1 1、某些藥物可以抑制腫瘤細胞、某些藥物可以抑制腫瘤細胞DNADNA的復制，從而達到控制癌癥的目的復制，從而達到控制癌癥的目的。這些藥物作用的細胞正處于細胞周期的（的。這些藥物作用的細胞正處于細胞周期的（ ） A A 間期間期 B B 前期前期 C C 中期中期 D D 不能確定不能確定隨學隨練：

6、隨學隨練：AAATTTGGGGCCCATC思考：1、DNA復制需要哪些基本條件？ 2、復制過程有何主要特點？ 3、復制形成的子代DNA和親代DNA 有何關(guān)系？三、三、DNADNA復制的過程復制的過程AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游離的游離的脫氧核苷酸脫氧核苷酸與復制與復制有關(guān)的酶有關(guān)的酶注意，此處注意，此處氫鍵將被打開！氫鍵將被打開！三、三、DNADNA復制的過程復制的過程AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGTDNADNA分子利用細胞提供的分子利用細胞提供的，在，在的作用下，的作用下，把兩條扭成螺旋的雙鏈解開，這個過程叫把兩條扭成螺旋的雙鏈解開，這個過程叫解旋解旋。三、

7、三、DNADNA復制的過程復制的過程AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT親代DNA的一條鏈作為模板三、三、DNADNA復制的過程復制的過程AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG還未解旋所以所以DNADNA復制特點之一是復制特點之一是: :邊解旋邊復制邊解旋邊復制通過通過堿基互補堿基互補配對配對脫氧核苷酸脫氧核苷酸結(jié)合到母鏈上結(jié)合到母鏈上已在復制三、三、DNADNA復制的過程復制的過程AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一個子代DNA另一個子代DNA形成兩條完全相同的子代DNATTTGGCTCAAATTTGGGGCCCATCAAAGGCCA新合成的新

8、合成的一條鏈一條鏈(子鏈子鏈)所以DNA復制特點之二是:進行半保留復制DNADNA復制后產(chǎn)生的每個子代復制后產(chǎn)生的每個子代DNADNA分子中，都有一條分子中，都有一條單鏈是原單鏈是原DNADNA保留下來的，而另一條單鏈是新合成保留下來的，而另一條單鏈是新合成的。這種復制方式我們稱其為的。這種復制方式我們稱其為半保留復制半保留復制。DNA復制需什么條件？ 酶酶 ：能量能量原料：原料：模板：模板：解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等聚合酶等四種大量的脫氧核苷酸四種大量的脫氧核苷酸三、三、DNADNA復制的過程復制的過程DNADNA解開的兩條單鏈解開的兩條單鏈ATPATP為什么復制形成兩條完全相同的

9、為什么復制形成兩條完全相同的DNADNA，并且，并且它們都和親代它們都和親代DNADNA一樣？一樣？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+1、DNADNA分子的分子的獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復制為復制DNADNA提供提供精確的模板精確的模板。為什么復制能形成兩條完全相同的為什么復制能形成兩條完全相同的DNADNA，并且，并且它們都和親代它們都和親代DNADNA一樣？一樣？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+2、堿基互補配對原則堿基互補配對原則保證了復制能夠保證了復

10、制能夠準確無誤準確無誤地進行地進行。思考：思考： DNA分子復制的意義？分子復制的意義？ DNADNA通過復制，使遺傳信息從親代傳通過復制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)定性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使定性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。得種族得以延續(xù)。4.4.條件條件模板模板 酶酶 能量能量 原料原料1.1.概念概念3.3.場所場所 主要在細胞核內(nèi)主要在細胞核內(nèi)三、三、DNADNA復制的過程復制的過程2.2.時間時間5.5.特點特點: : 6.6.方式方式: : 7.7.準確復制的保證：準確復制的保證：8.8.意義意義: : 有

11、絲分裂有絲分裂間期間期和減數(shù)第一次分裂前的和減數(shù)第一次分裂前的間期間期邊解旋邊復制邊解旋邊復制半保留復制半保留復制獨特的獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板提供精確模板堿基互補配對堿基互補配對保證準確復制保證準確復制保持遺傳信息的連續(xù)性，使種族得以延續(xù)。保持遺傳信息的連續(xù)性，使種族得以延續(xù)。以親代以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過程。的過程。材料分析題步驟步驟1 1：19561956年美國生物化學家康貝格在試管中，將大腸桿菌年美國生物化學家康貝格在試管中，將大腸桿菌中提取出的中提取出的DNADNA聚合酶聚合酶加人到具有加人到具有4 4種豐富的脫氧核苷酸種豐富的脫氧

12、核苷酸的人的人工合成體系中。結(jié)果工合成體系中。結(jié)果: :在試管中在試管中4 4種脫氧核苷酸不能合成種脫氧核苷酸不能合成DNADNA分子。分子。步驟步驟2 2：康貝格在上述試管中加人了康貝格在上述試管中加人了少量少量DNADNA分子分子和和ATPATP, , 培養(yǎng)培養(yǎng)在適宜溫度條件下在適宜溫度條件下, , 一段時間后一段時間后, , 測定其中測定其中DNADNA的含量。結(jié)的含量。結(jié)果：試管中的的果：試管中的的DNADNA含量增加。含量增加。【材料一】【材料一】問題：問題：實驗中加入的實驗中加入的DNADNA聚合酶、聚合酶、4 4種脫氧核苷酸，少量種脫氧核苷酸，少量DNADNA以及以及ATPATP

13、分別起什么作用分別起什么作用? ?根據(jù)實驗可知根據(jù)實驗可知, , 復制需要哪些必需復制需要哪些必需的條件的條件? ?條件：條件：酶酶 原料原料 模板模板 能量能量 生化分析得知，生化分析得知，間期間期細胞中細胞中脫氧核昔酸含量脫氧核昔酸含量開始時很開始時很低，不久急劇增加，以后又逐漸降低到初始水平。隨著低，不久急劇增加，以后又逐漸降低到初始水平。隨著脫氧核苷酸含量的動態(tài)變化，脫氧核苷酸含量的動態(tài)變化，DNADNA聚合酶的活性聚合酶的活性顯著增高。顯著增高。這說明什么問題？這說明什么問題？【材料【材料二二】【材料【材料三三】 將變形蟲放在有標記過的脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，一將變形蟲放在有標記過的脫氧

14、核苷酸培養(yǎng)液中，一段時間后，在段時間后，在細胞核中細胞核中首先發(fā)現(xiàn)首先發(fā)現(xiàn)有標記的有標記的DNADNA分子分子。這。這說明什么問題？說明什么問題？材料分析題DNADNA復制發(fā)生在細胞分裂的間期。復制發(fā)生在細胞分裂的間期。DNADNA復制發(fā)生在細胞核中。復制發(fā)生在細胞核中。變通：變通：親代母鏈與子代親代母鏈與子代DNADNA鏈數(shù)之比為：鏈數(shù)之比為： 含親代母鏈含親代母鏈DNADNA分子數(shù)與子代分子數(shù)與子代DNADNA分子數(shù)之比為：分子數(shù)之比為：規(guī)律規(guī)律1 1：親代親代DNADNA復制復制n n代代后，后，DNADNA分子數(shù)為個，分子數(shù)為個， 其中，含親代母鏈的其中，含親代母鏈的DNADNA分子數(shù)

15、為個，分子數(shù)為個， 含子代鏈的含子代鏈的DNADNA分子數(shù)為個，分子數(shù)為個， 只含親代母鏈的只含親代母鏈的DNADNA分子數(shù)為分子數(shù)為 個個， 只含子代鏈的只含子代鏈的DNADNA分子數(shù)是分子數(shù)是 個。個。1/2n2/ 2n2n22n2【尋找規(guī)律】02n2 2、某一噬菌體、某一噬菌體DNADNA分子用重氫標記，問連續(xù)復制分子用重氫標記，問連續(xù)復制5 5次，共產(chǎn)生次，共產(chǎn)生_個噬菌體，含重氫標記的有個噬菌體，含重氫標記的有_個，含重氫標記的個，含重氫標記的鏈占全部鏈占全部DNADNA鏈的鏈的 _ ，含重氫標記的，含重氫標記的DNADNA占全部占全部DNADNA的的_._.32322 21/321

16、/321/161/16隨學隨練：隨學隨練：規(guī)律規(guī)律2 2： 親代親代DNADNA分子經(jīng)分子經(jīng) n n 次次復制后，所需復制后，所需某種游某種游離的脫氧核苷酸數(shù)離的脫氧核苷酸數(shù)為：為： R a (2 n1) 其中：其中：a a 表示親代表示親代DNADNA含有的某種脫氧核苷數(shù)，含有的某種脫氧核苷數(shù)， n n 表示復制的次數(shù)。表示復制的次數(shù)?！局腔垩蹖ふ乙?guī)律】3 3、具有、具有100100個堿基對的個堿基對的1 1個個DNADNA分子區(qū)段，內(nèi)含分子區(qū)段，內(nèi)含4040個胸腺嘧啶，個胸腺嘧啶，如果連續(xù)復制如果連續(xù)復制2 2次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸多少個次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸多少個（ ）

17、A A、60 B60 B、80 80 C C、120 D120 D、180180隨學隨練：隨學隨練：1 1、下面關(guān)于、下面關(guān)于DNADNA復制過程的描述，錯誤的是（復制過程的描述，錯誤的是（ ） A A 復制需要能量復制需要能量 B B邊解旋邊復制邊解旋邊復制 C C 復制需要氨基酸和酶復制需要氨基酸和酶 D D 復制遵循堿基互補配對原則復制遵循堿基互補配對原則 鞏固練習：鞏固練習：2 2、下列關(guān)于、下列關(guān)于DNADNA復制過程的正確順序是（復制過程的正確順序是（ ） 互補堿基對間氫鍵斷裂互補堿基對間氫鍵斷裂 互補堿基對之間形成氫鍵互補堿基對之間形成氫鍵DNADNA分子在解旋酶作用下解旋分子在

18、解旋酶作用下解旋 以母鏈為模板進行堿基互補配對以母鏈為模板進行堿基互補配對 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) A A B B C C D D 鞏固練習：鞏固練習： 3、分析一個分析一個DNADNA分子時，發(fā)現(xiàn)有分子時，發(fā)現(xiàn)有30%30%的脫氧核苷酸含有腺嘌呤，的脫氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知，該分子中一條鏈上鳥嘌呤含量的最大值可占此鏈由此可知，該分子中一條鏈上鳥嘌呤含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的（堿基總數(shù)的（ ） A A、20% B20% B、30% 30% C C、40% D40% D、70%70%鞏固練習：鞏固練習：、G G0 0、G G1 1、G G2 2三代三代DNADNA