DNA的復(fù)制課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

3.3DNA的復(fù)制

沃森和克里克在發(fā)DNA螺構(gòu)的那篇著名短文的尾處寫(xiě)道:“值得注意的是，我們提出的這種基特異性配對(duì)方式，暗示著傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能的機(jī)制?！薄逗怂岬姆肿咏Y(jié)構(gòu)》論文節(jié)選

堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是指DNA兩條鏈的堿基之間有準(zhǔn)確的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，暗示DNA的復(fù)制，可能需要先解開(kāi)DNA的兩條鏈，然后通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)合成互補(bǔ)鏈。

科學(xué)研究需要大膽的想象，但是得出結(jié)論必須建立在確鑿的證據(jù)之上。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?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)?②作出假說(shuō)推測(cè)可能復(fù)制方式。④實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、驗(yàn)證假說(shuō)。①提出問(wèn)題DNA如何復(fù)制？③演繹推理根據(jù)復(fù)制模式，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果假說(shuō)——演繹法一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)

沃森和克里克緊接著提出遺傳物質(zhì)自我復(fù)制假說(shuō)：

DNA復(fù)制時(shí)，DNA雙螺旋解開(kāi)，互補(bǔ)的堿基間氫鍵斷裂，解開(kāi)的兩條單鏈分別作為復(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(guò)形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。

由于新合成每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中一條鏈，因此，這種復(fù)制方式稱作半保留復(fù)制。脫氧核糖PA脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PT脫氧核糖PTC脫氧核糖PG脫氧核糖PA脫氧核糖P假說(shuō)1：半保留復(fù)制作出假說(shuō)假說(shuō)1：半保留復(fù)制作出假說(shuō)脫氧核糖PT脫氧核糖PTC脫氧核糖PG脫氧核糖PA脫氧核糖P5'3'脫氧核糖PT5'脫氧核糖PA脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PT3'A脫氧核糖PG脫氧核糖P脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PAC脫氧核糖PDNA復(fù)制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的假說(shuō)二：全保留復(fù)制到底哪種假說(shuō)正確呢?要通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證要通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究DNA復(fù)制是哪種方式,關(guān)鍵思路是什么?

通過(guò)實(shí)驗(yàn)區(qū)分親代和子代的DNA。如何做區(qū)分?美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾◆科學(xué)家1958年◆時(shí)間大腸桿菌◆實(shí)驗(yàn)材料二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)該實(shí)驗(yàn)用什么元素做標(biāo)記?為什么?15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定的同位素，這兩種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。如何測(cè)定子代DNA帶有同位素的情況?

含15N的DNA比含14N的DNA密度大，利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分不同N元素的DNA分子?！魧?shí)驗(yàn)技術(shù)同位素標(biāo)記法、密度梯度離心法15N/15N-DNA14N/14N-DNA思考·討論證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA如果DNA復(fù)制是半保留復(fù)制第一代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是第二代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是提取DNA，離心轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂1次提取DNA，離心提取DNA，離心細(xì)胞再分裂1次大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代15N/15N-DNA第一代第二代高密度低15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證如果DNA復(fù)制是全保留復(fù)制第一代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是第二代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是細(xì)胞再分裂1次提取DNA，離心轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂1次提取DNA，離心提取DNA，離心大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代第一代第二代15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA實(shí)驗(yàn)可能結(jié)果1.概念：是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程。隨著染色體的復(fù)制而完成的減數(shù)分裂前的間期有絲分裂間期真核生物細(xì)胞質(zhì)：線粒體、葉綠體細(xì)胞核(主要)原核生物擬核細(xì)胞質(zhì)病毒：宿主細(xì)胞4.條件：2.發(fā)生時(shí)期：3.場(chǎng)所：DNA兩條母鏈細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸ATP（破壞氫鍵）解旋酶、DNA聚合酶等模板原料能量酶三、DNA復(fù)制的過(guò)程5.DNA復(fù)制的過(guò)程：以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程利用能量，在解旋酶作用下，DNA雙鏈解開(kāi)以解開(kāi)的每一段母鏈為模板在DNA聚合酶等酶的作用下利用細(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)的一條子鏈每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)5.DNA復(fù)制的過(guò)程：DNA聚合酶DNA解旋酶復(fù)制分叉子鏈DNA模板鏈DNA聚合酶DNA模板鏈子鏈DNA氫鍵一條母鏈和一條子鏈螺旋成為一個(gè)新的DNA分子解旋合成子鏈重新螺旋解旋酶雙鏈解開(kāi)4種脫氧核苷酸DNA聚合酶磷酸二酯鍵4種脫氧核苷酸加熱完全解旋需要7小時(shí)DNA分子ATP解旋酶原料ATPDNA聚合酶得到子代DNA需要8小時(shí)A組實(shí)驗(yàn)B組實(shí)驗(yàn)DNA聚合酶4種脫氧核苷酸DNA分子ATP解旋酶得到子代DNA只需要7.5小時(shí)資料1：哺乳動(dòng)物DNA分子展開(kāi)可達(dá)2米，科學(xué)家在研究DNA復(fù)制時(shí)，在適宜情況下人工合成DNA，過(guò)程如下：

女性子宮肌瘤細(xì)胞中最長(zhǎng)的DNA分子達(dá)36mm，DNA速度約為4μm/min(1mm=1000μm)，但復(fù)制過(guò)程僅需40min左右即完成。

果蠅DNA有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，可同時(shí)從不同起點(diǎn)開(kāi)始DNA復(fù)制，由此加快DNA復(fù)制速率，為細(xì)胞分裂做好物質(zhì)準(zhǔn)備。請(qǐng)你推測(cè)果蠅DNA形成多個(gè)復(fù)制泡的原因。果蠅DNA的電鏡照片資料2：半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制方向復(fù)制方向復(fù)制方向復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制起點(diǎn)

(從結(jié)果看)

(從過(guò)程看)6.特點(diǎn)：DNA復(fù)制的起點(diǎn)和方向原核生物：?jiǎn)纹瘘c(diǎn)雙向復(fù)制真核生物：多起點(diǎn)雙向復(fù)制在復(fù)制速率相同的前提下，圖中DNA是從其最右邊開(kāi)始復(fù)制的，這種復(fù)制方式提高了DNA復(fù)制的效率8.結(jié)果一個(gè)DNA分子形成兩個(gè)完全相同的DNA分子7.方向從子鏈的5'端向3'端延伸10.意義DNA通過(guò)復(fù)制，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9.準(zhǔn)確復(fù)制的原因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(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行

假設(shè)將一個(gè)全部被15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)3代，子代DNA含N情況結(jié)果如下：DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算規(guī)律親代1代2代N14N15N15N15N15N143代

假設(shè)將一個(gè)全部被15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)n代，子代DNA含N情況：(1)DNA分子數(shù)①子n代DNA分子總數(shù)為

個(gè)。②含15N的DNA分子數(shù)為

個(gè)。③含14N的DNA分子數(shù)為

個(gè)。④只含15N的DNA分子數(shù)為

個(gè)。⑤只含14N的DNA分子數(shù)為

個(gè)。2n202n_22n

假設(shè)將一個(gè)全部被15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)n代，子代DNA含N情況：(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)①子代DNA中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝

條。②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝

條。③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝

條。22n+12n+1_2(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為

個(gè)。②若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，在第n次復(fù)制時(shí)，需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為

個(gè)。m·（2n－1）m·2n－1

假設(shè)將一個(gè)全部被15N標(biāo)記的雙鏈DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)n代，子代DNA含N情況：DNA的復(fù)制三種方式DNA復(fù)制的過(guò)程對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)實(shí)驗(yàn)證明具體內(nèi)容對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)1.某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是()D2.

下列有關(guān)DNA復(fù)制的敘述，正確的是()A.DNA復(fù)制時(shí)以DNA分子的一條鏈作為模板B.洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞在減數(shù)分裂前的間期進(jìn)行DNA復(fù)制C.DNA復(fù)制時(shí)先解旋后復(fù)制D.藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞的擬核可發(fā)生DNA復(fù)制D3.下圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過(guò)程模式圖，下列分析正確的是()

A．酶①和酶②均作用于氫鍵D

B．該過(guò)程的模板鏈?zhǔn)莂、d鏈

C．該過(guò)程