【课件】3.3DNA的复制课件高一下学期生物人教版（2019）必修2

第3节DNA的复制本节聚焦：1）怎样证明DNA是半保留复制的？2）DNA的复制过程是怎样的？3）DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？第3章基因的本质问题探讨沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“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。”inthefollowingcommunications.Wewerenotawareofthedetailsoftheresultspresentedtherewhenwedevisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyonpublishedexperimentaldataandstereo-chemicalarguments.

Ithasnotescapedournoticethatthespecificpairingwehavepostulatedimmediatelysuggestsapossiblecopyingmechanismforthegengticmaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithasetofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子结构》论文节选讨论1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？

碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反映科学研究具有什么特点？

科学研究需要大胆的想象，但得出结论必须建立在确凿的证据之上。一、DNA半保留复制的实验证据

1.沃森和克里克的假说——半保留复制DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。2.其他人的观点——全保留复制DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。第一步：提出问题（DNA如何复制？）第二步：提出假说（几种复制推测）

14N和15N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同氮元素的DNA。15N/15N-DNA（重链）、15N/14N-DNA（中链）、14N/14N-DNA（轻链）、这3种DNA离心后在试管在位置如右图所示：14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA轻带中带重带知识.背景

将1个含15N/15N-DNA的亲代大肠杆菌置于含14NH4Cl的普通培养液中培养。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行离心。在右表中标记（DNA所在位置+宽度）代数全保留复制半保留复制亲代子一代子二代温馨提示：用不同颜色笔或实线虚线区分14N、15N。一、DNA半保留复制的实验证据

利用“假说－演绎”法演绎推理15N/14N14N/14N15N/14N一半轻带一半重带将15N标记的1个DNA分子在14N中培养2代，请预测3种推测中，子一代、子二代DNA的离心结果(位置及宽度)。预测离心结果全保留复制半保留复制子一代子二代15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N3/4轻带1/4重带全部中带一半轻带一半中带一、DNA半保留复制的实验证据演绎推理原理：用

技术和

技术，根据复制后DNA分子

即可确定复制方式。同位素标记离心在试管中的位置第四步：实验验证

1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料。实验结果与半保留复制（沃森、克里克提出）预期结果一致！：DNA分子是以半保留的方式进行复制的！第五步：实验结论DNA的复制是怎样进行的？沃森、克里克：DNA双链解开→子链延伸→形成新DNA解旋模板：2条母链（以两条母链为模板，以细胞中4种游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在能量的驱动和DNA聚合酶的催化下，各自合成与母链互补的一条子链）——4个条件互补子链延伸二、DNA分子复制的过程（在解旋酶的作用下，氢键断裂,螺旋的双链解开）螺旋化，形成子代DNA特点2：半保留复制（随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断延伸。同时，每条新链与其对应的模板链螺旋成双螺旋结构。）特点1：边解旋边复制母链子链母链子链

二、DNA复制的过程1、概念：2、场所（真核）：3、时期：4、条件5、复制过程：6、复制特点：细胞分裂前的间期模板：原料：能量：酶：DNA的两条母链4种游离的脱氧核苷酸ATP细胞核（主）、线粒体、叶绿体以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程（DNA→DNA）解旋酶、DNA聚合酶解旋→子链延伸→螺旋化，形成子代DNA①边解旋边复制②半保留复制TCTTGCTCAGAACGAG1）规则的双螺旋结构为复制DNA提供精确的模板。

DNA通过复制，会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。因此，DNA必须准确复制，请从下面结构中，找出其准确复制的因素：2）严格的碱基互补配对保证了复制能够准确无误地进行。AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+

二、DNA复制的过程1、概念：2、场所（真核）：3、时期：4、条件5、复制过程：6、复制特点7、准确复制原因8、复制的生物学意义：细胞分裂前的间期模板：原料：能量：酶：DNA的两条母链4种游离的脱氧核苷酸ATP细胞核（主）、线粒体、叶绿体以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程（DNA→DNA）解旋酶、DNA聚合酶解旋→子链延伸→螺旋化，形成子代DNA①独特的双螺旋提供精确的模板①边解旋边复制②半保留复制②严格遵循碱基互补配对原则保持遗传信息的连续性

人体细胞某DNA的长度为200×10-9m，复制速度为5×10-9m/s，但经检测却发现此DNA的复制只需5s的时间。此事实说明什么？具多个复制起点。若共有4个复制起点，则又可说明什么？进行双向复制。

具有互补碱基序列的DNA单链，可以通过碱基对之间形成氢键等，形成稳定的杂合双链区。不能互补的区域则会形成环。

常作为鉴定不同物种间亲缘关系远近的证据。杂合双链区的比例越大，则亲缘关系越近。DNA分子杂交技术教材P62科学.技术.社会分析甲乙丙三种生物的亲缘关系科学思维训练有关DNA半保留复制的计算方法(1)1个DNA分子连续复制n代，共产生

个子代DNA分子，子代DNA分子中共有单链

条；其中，旧链

条，新链

条。(2)若一个亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则：①经过连续n次复制，需消耗游离的该脱氧核苷酸数目为

个。②第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸

个。2n2n＋122n＋1－2m·(2n－1)m·2n－1例１.用15N标记的一个DNA分子,放在含有14N的培养基中复制三次，则子代中，１）含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例是２）含15N链占全部DNA单链的比例是３）含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例是４）只含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例是５）含14N链占全部DNA单链的比例是1/41/813/47/81.下