【課件】DNA的復(fù)制 課件 高一下學(xué)期生物人教版必修2

1、真核生物與原核生物DNA復(fù)制的區(qū)別真核生物 DNA 的復(fù)制從多個(gè)起點(diǎn)開始進(jìn)行，使得復(fù)制能在較短時(shí)間內(nèi)完成。原核生物 DNA 的復(fù)制只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。拓展23.3DNA的復(fù)制問題探討 沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇短文的結(jié)尾處寫道： “值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對(duì)方式，暗示著遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)制?！?.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則暗示DNA的復(fù)制機(jī)制可能是怎樣的？2.這句話中為什么要用“可能”二字？這反映科學(xué)研究具有什么特點(diǎn)?（1）半保留復(fù)制（2）全保留復(fù)制（3）彌散復(fù)制一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)“DNA以什么方式復(fù)制？” 沃森、克里克：DNA復(fù)制時(shí)，DNA雙鏈螺旋解開，互補(bǔ)的

2、堿基之間的氫鍵斷裂，解開的2條單鏈分別作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。新合成的DNA分子都保留了原DNA分子中的一條鏈。 以兩條母鏈為模板合成兩條DNA子鏈，子代DNA中母鏈重新結(jié)合，兩條子鏈彼此結(jié)合成另一個(gè)子代DNA分子。 親代DNA雙鏈被切成片段后合成，然后子、母雙鏈聚集成“雜種鏈”。二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制全保留復(fù)制彌散復(fù)制若要通過實(shí)驗(yàn)證明DNA是半保留復(fù)制，如何在實(shí)驗(yàn)中直觀地區(qū)別、“標(biāo)識(shí)”母鏈或子鏈？同位素標(biāo)記二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)研究方法-假說演繹法1、實(shí)驗(yàn)者：梅塞爾森、斯塔爾3、實(shí)驗(yàn)過程：（1）用含

3、15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，使其繁殖若干代，得到DNA被15N 標(biāo)記的大腸桿菌。（2）再轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)基中，每一代對(duì)提取的DNA進(jìn)行離心2、實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)演繹推理 思考：要驗(yàn)證上述假設(shè)，就要分別觀察親代和子代的情況，但實(shí)驗(yàn)中，復(fù)制后的DNA分子混合在一起的，不易分離。怎么解決這個(gè)問題？ 高密度帶中密度帶低密度帶15N14N15N15N14N14N含15N的DNA比含14N的DNA密度大?？衫妹芏忍荻入x心技術(shù)將含有不同氮元素的DNA分開。二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)15N14N14N14N15N14NP:F1:F2:15N15N細(xì)胞分裂

4、一次 DNA復(fù)制一次 14N 提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心15N/15N重帶15N/14N15N/14N14N/14N中帶、輕帶中帶演繹推理細(xì)胞再分裂一次 DNA復(fù)制一次 14N 二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符，說明了DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。3、實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素標(biāo)記技術(shù)、密度梯度離心技術(shù)得出結(jié)論二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 彌散復(fù)制 補(bǔ)充：親代DNA雙鏈被切成片段后合成，然后子、母雙鏈聚集成“雜種鏈”，復(fù)制兩代后能與半保留復(fù)制區(qū)分。假說演繹法作出假說演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提出問題得出結(jié)論DNA以什么方式進(jìn)行復(fù)制？推理

5、、探究該復(fù)制模式下得到子代DNA的可能情況，預(yù)測(cè)可能實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)可能的復(fù)制方式DNA以半保留方式進(jìn)行復(fù)制。證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1、將DNA雙鏈都被15N標(biāo)記的大腸桿菌放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)， 使其分裂3次，下列敘述正確的是( ) A.所有的大腸桿菌都含有15N B.含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2 C.含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4 D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/82、把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)環(huán)境中培 養(yǎng)相當(dāng)于復(fù)制一次的時(shí)間，然后放回原環(huán)境相當(dāng)于連續(xù)復(fù)制兩次

6、的時(shí)間后，細(xì)菌DNA組成分析結(jié)果是() A3/4輕氮型、1/4中間型 B1/4輕氮型、3/4中間型 C1/2中間型、1/2重氮型 D1/2輕氮型、1/2中間型AC三、DNA復(fù)制的過程1.DNA復(fù)制的時(shí)間？場(chǎng)所？2.DNA復(fù)制過程怎么進(jìn)行? 3.DNA復(fù)制過程需要哪些條件?4.DNA復(fù)制過程有何特點(diǎn)?5.DNA復(fù)制有何生物學(xué)意義?閱讀p55，思考下列問題：三、DNA復(fù)制的過程1、概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程2、時(shí)間：真核細(xì)胞：細(xì)胞核（主要）、線粒體和葉綠體原核細(xì)胞：擬核（主要），質(zhì)粒病毒：宿主細(xì)胞中（如：噬菌體侵染大腸桿菌）細(xì)胞分裂前的間期3、場(chǎng)所：4.過程：三、DNA復(fù)制的過程

7、CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA35 解旋：在細(xì)胞提供的能量的驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA35ATP解旋酶CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA35ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶53TATGCATGATCGAGCTT53ATPATP合成

8、互補(bǔ)子鏈：DNA聚合酶等以解開的每一條母鏈為模板，以細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈。（3）形成子代DNA分子：每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA35ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT53TAGCCGTATAGCCGATAT35TTACGCGTATATATA53DNA的兩條母鏈4種游離的脫氧核苷酸ATP（1）模板： （2）原料： （3）能量： （4）酶： 解旋酶、DNA聚合酶等 邊解旋邊復(fù)制、

9、半保留復(fù)制、多起點(diǎn)復(fù)制、雙向復(fù)制形成兩個(gè)完全相同的DNA分子三、DNA復(fù)制的過程（解旋 合成子鏈 重新螺旋） 5、條件6、特點(diǎn)7、結(jié)果4、方向從子鏈的5端向 3端延伸斷開氫鍵連接脫氧核苷酸形成磷酸二酯鍵DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行 將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。7、DNA 精確復(fù)制的原因8、意義三、DNA復(fù)制的過程親代DNA復(fù)制n代后，DNA分子數(shù)為 親代DNA第n代復(fù)制增加的DNA分子數(shù)為_含親代母鏈的DNA分子數(shù)為完全含親代母鏈的DNA分子數(shù)為_不含親代母鏈的DNA分子數(shù)為_2n2個(gè)2n202n-1 例：一個(gè)有m個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中含有腺嘌呤脫氧核苷酸a個(gè)。 求：復(fù)制n次，需要多少鳥嘌呤脫氧核苷酸； 第n次復(fù)制，需要多少鳥嘌呤脫氧核苷酸。解：1） A=T=a G=C=(2m-2a)/2=m-a (2n-1)(m-a)2）2n-1(m-a)四、DNA復(fù)制中的有關(guān)計(jì)算二條母鏈的堿基順序是否相同？二條子鏈的堿基順序是否相同？新合成的二個(gè)DNA堿基順序是否相同？不同，互補(bǔ)相同不同，互補(bǔ)形成兩個(gè)完全相同的DNA分子。三、DNA復(fù)制的過程結(jié)果:4.過程：三、DNA復(fù)制的過程能量解旋脫氧核苷酸DNA聚合酶雙螺旋結(jié)構(gòu)由ATP水解提供DNA中氫鍵可由解