DNA分子復(fù)制（賽課）

《DNA的復(fù)制》人教2004版高中生物必修2第三章第3節(jié)《DNA的復(fù)制》主講：劉靈芝湖南省寧鄉(xiāng)縣第一高級中學(xué)生物親子代之間是通過遺傳物質(zhì)來傳遞遺傳信息的，親代的遺傳物質(zhì)如何“多出一份”傳遞給子代？思考：DNA如何進行復(fù)制呢？DNA分子的結(jié)構(gòu)分子是由2條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基在內(nèi)側(cè)；兩條鏈的堿基通過氫鍵連接，形成堿基對，并遵循堿基互補配對原則。DNA如何進行復(fù)制呢？01一、DNA分子復(fù)制方式的推測和實驗證據(jù)DNAFENIFUHIFANGSHIDETUICEHESHIYANHENGJU1提出者：。2假說①解旋：DNA分子復(fù)制時，DNA分子的雙螺旋將解開，互補的堿基之間的斷裂。②復(fù)制：解開的作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)________原則，通過形成，結(jié)合到作為模板的單鏈上。3特點：新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，這種復(fù)制方式被稱做。沃森和克里克氫鍵兩條單鏈堿基互補配對氫鍵半保留復(fù)制半保留復(fù)制模型復(fù)制的推測（提出假說）一、對DNA復(fù)制的推測（提出假說）親代DNA分子全保留復(fù)制半保留復(fù)制分散（彌散）復(fù)制復(fù)制的推測（提出假說）親代DNA分子全保留復(fù)制半保留復(fù)制分散（彌散）復(fù)制2實驗驗證三種復(fù)制方式最大的差別是什么？如果要你來設(shè)計實驗，你認(rèn)為最關(guān)鍵的思路是什么？子代DNA分子雙鏈中新鏈和舊鏈的組成情況不同把新復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它在新DNA中出現(xiàn)的情況。思考討論：2實驗驗證同位素示蹤技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)。（2）實驗技術(shù)：（1）實驗材料：大腸桿菌（3）實驗原理：輕帶中帶重帶15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分含有不同N元素的DNA15N/15N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA第一代提取并離心轉(zhuǎn)入14NH4Cl的培養(yǎng)液中第二代細(xì)胞

分裂

1次細(xì)胞

分裂

2次大腸桿菌在含15NH4Cl

的培養(yǎng)液中生長若干代離心離心（4）設(shè)計實驗：記錄DNA（密度帶）的位置（5）演繹推理親代DNA分子15N/15N-DNA14N第一代14N第二代14N重帶15N/15N請畫出DNA是全保留復(fù)制或是半保留復(fù)制時的實驗預(yù)期結(jié)果（5）演繹推理親代DNA分子15N/15N-DNA14N第一代14N第二代14N重帶15N/15N請畫出DNA是全保留復(fù)制或是半保留復(fù)制時的實驗預(yù)期結(jié)果（5）演繹推理親代DNA分子15N/15N-DNA14N第一代14N第二代14N重帶15N/15NDNA半保留復(fù)制15N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA中帶中間15N/14N輕帶上部14N/14N中帶中間15N/14N（5）演繹推理親代DNA分子15N/15N-DNA14N第一代14N第二代14N重帶15N/15NDNA半保留復(fù)制15N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA中帶中間15N/14N輕帶上部14N/14N中帶中間15N/14N（5）演繹推理親代DNA分子15N/15N-DNA14N第一代14N第二代14N重帶15N/15NDNA全保留復(fù)制14N/14N-DNA14N/14N-DNA輕帶上部14N/14N15N/15N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA輕帶上部14N/14N重帶15N/15N重帶15N/15N15N/15N-DNA（5）演繹推理親代DNA分子15N/15N-DNA14N第一代14N第二代14N重帶15N/15NDNA全保留復(fù)制14N/14N-DNA14N/14N-DNA輕帶上部14N/14N15N/15N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA輕帶上部14N/14N重帶15N/15N重帶15N/15N（6）實驗驗證實驗結(jié)果與哪種復(fù)制方式的預(yù)期結(jié)果相符合？（7）實驗結(jié)論：實驗結(jié)果與DNA半保留復(fù)制的預(yù)期結(jié)果相符合，假說正確，DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制。討論：如果DNA是分散（彌散）復(fù)制，實驗預(yù)期結(jié)果會怎樣？復(fù)制第二代，離心后會出現(xiàn)一個彌散的密度帶，與實驗結(jié)果不符。15N/15N14N14N第二代？提出假說演繹推理驗證假說假說演繹法（2）DNA是半保留復(fù)制的（全保留復(fù)制/分散復(fù)制）（3）根據(jù)假說演繹推理復(fù)制后子代DNA的情況

（4）設(shè)計實驗進行驗證（1）DNA是如何進行復(fù)制的？（5）DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制提出問題得出結(jié)論DNA復(fù)制方式的提出與證明——假說演繹法02二、DNA分子復(fù)制的過程DNAFENIFUHIDEGUOCHENG二、DNA分子復(fù)制的過程自主閱讀課本55頁，結(jié)合圖3-10，思考：時間條件過程意義特點間期（包括哪兩個間期？）需要哪些條件？包括哪幾步？具有什么特點？精確復(fù)制具有什么生物學(xué)意義？概念場所細(xì)胞有絲分裂的期和減數(shù)期。復(fù)制的概念以為模板合成的過程。親代DNA子代DNA間第一次分裂前的間3場所2時間模板：親代DNA分子的兩條鏈游離的4種脫氧核苷酸ATP（呼吸作用提供）解旋酶、DNA聚合酶等4條件原料：能量：酶：真核生物：原核生物：細(xì)胞核（主要）、葉綠體、線粒體細(xì)胞質(zhì)5過程能量解旋兩條螺旋的雙鏈①解旋5過程能量解旋兩條螺旋的雙鏈脫氧核苷酸DNA聚合酶雙螺旋結(jié)構(gòu)②合成子鏈5過程能量解旋兩條螺旋的雙鏈脫氧核苷酸DNA聚合酶雙螺旋結(jié)構(gòu)6結(jié)果形成兩個的DNA分子。完全相同③重新螺旋2023/9/259DNA復(fù)制的意義7、DNA復(fù)制過程中的特點有哪些？①邊解旋邊復(fù)制②半保留復(fù)制準(zhǔn)確復(fù)制的原因？①DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板②遵循堿基互補配對的原則，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤將從親代傳給了子代，保持了的連續(xù)性。遺傳信息遺傳信息概念時間場所條件模板：原料：酶：能量：過程特點意義以親代DNA為模板合成子代DNA的過程有絲分裂間期、減Ⅰ分裂間期細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體親代DNA的兩條鏈4種游離的脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶ATP解旋→合成子鏈→重新螺旋半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制遺傳信息從親代傳給子代，保持了連續(xù)性小結(jié)DNA分子復(fù)制的過程1DNA解旋后的每一條脫氧核苷酸鏈都可以作為DNA復(fù)制的模板2DNA雙螺旋全部解開后，再開始進行DNA復(fù)制3在DNA復(fù)制過程中，解旋酶破壞的是氫鍵，不能將DNA分解成脫氧核苷酸

正誤判斷·矯正易混易錯×√√03三、DNA分子復(fù)制的相關(guān)計算DNAFENIFUHIDEIANGGUANJISUAN分子數(shù)計算第一代第二代復(fù)制n代后，子代DNA分子數(shù)目復(fù)制n代后，含有母鏈（15N）的DNA分子數(shù)目15N/15N14N/14N復(fù)制n代后，不含母鏈（不含15N）的DNA分子數(shù)目復(fù)制n代后，含14N的DNA分子數(shù)目2n22n—22n如果用15N標(biāo)記DNA分子的兩條鏈，讓其在含有14N的環(huán)境中復(fù)制n次。復(fù)制n代后，只含15N的DNA分子數(shù)目0第n代······三、DNA分子復(fù)制的相關(guān)計算——半保留復(fù)制（2）子代脫氧核苷酸鏈數(shù)計算子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)：含15N的親代脫氧核苷酸鏈數(shù)：新合成的含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)：2n1條2條2n1-2條第一代第二代15N/15N14N/14N第n代······三、DNA分子復(fù)制的相關(guān)計算——半保留復(fù)制第一代第二代15N/15N14N/14N（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù)則經(jīng)過n次復(fù)制后，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸：m2n—1第n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸個數(shù)為：m2n-1若親代DNA分子含有腺嘌呤脫氧核苷酸m個三、DNA分子復(fù)制的相關(guān)計算——半保留復(fù)制分子經(jīng)過4次復(fù)制，形成16個DNA分子，其中含有最初DNA分子長鏈的DNA分子有（）A2個B8個C16個D32個課堂練習(xí)A分子，然后加入含有12C的游離的脫氧核苷酸，在適宜的條件下經(jīng)過n次復(fù)制后，所得子代DNA分子中含有12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含14C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是：1B2n-2：nC2n-2：2D2n-1：1D3．某一個DNA分子中，A為200個，復(fù)制數(shù)次后