DNA的复制 高一下学期生物人教版（2019）必修2

第3章基因的本质第3节DNA的复制第3章基因的本质第3节DNA的复制本节聚焦怎样证明DNA是半保留复制的？DNA的复制过程是怎样的？DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义?沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“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”。沃森、克里克沃森和克里克----半保留复制。一、对DNA复制方式的探究DNA复制时，DNA的双螺旋解开，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。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。作出假说就像文件复制一样，复制完成后亲代DNA被完整的保留下来，即经过一次复制形成的两个DNA分子，其中一个是亲代DNA，子代DNA的双链都是新合成的。一、对DNA复制方式的探究不同观点：有的科学家----全保留复制。作出假说一、对DNA复制方式的探究假说1：DNA复制是半保留复制。假说2：DNA复制是全保留复制。作出假说一、对DNA复制方式的探究以红色代表亲代DNA的母链，以蓝色代表新合成的子链。半保留复制全保留复制

子一代亲代作出假说

作出假说半保留复制全保留复制小组合作子一代亲代一、对DNA复制方式的探究请各组同学利用材料袋里的教具，分别演绎推理半保留复制和全保留复制的现在子一代继续复制一次，得到子二代的DNA组成情况，同样以蓝色代表新合成的子链。作出假说演绎推理半保留复制全保留复制子一代亲代子二代一、对DNA复制方式的探究(1)这两种复制方式最关键的区别是什么？亲代DNA的两条链在子代DNA的分布同位素标记法14N15N14N15N14N15N14N15N作出假说演绎推理实验验证1.实验者：美国生物学家梅赛尔森和斯塔尔2.实验材料：大肠杆菌（分裂快，约20min分裂一次）3.实验思路：(2)区别被标记母链和子链，用什么方法？一、对DNA复制方式的探究亲代DNA的两条链在子代DNA的分布同位素标记法14N15N(1)这两种复制方式最关键的区别是什么？(2)区别被标记母链和子链，用什么方法？一、对DNA复制方式的探究作出假说演绎推理实验验证(3)如何让亲代的母链和新合成的子链带上不同的标记呢？可以先用含15N的培养液培养大肠杆菌，使亲代的母链带上15N标记，然后转移到含14N的培养液继续培养，使新合成的子链带上14N标记。一、对DNA复制方式的探究作出假说演绎推理实验验证（4）如何将不同标记的DNA区分开来？15N15N15N14N14N

14N密度低高

重带

中带

轻带密度梯度离心法

选用特定的密度梯度介质，离心时可在溶液中形成密度梯度，溶液中的大分子根据密度不同停留在离心管的不同位置，形成不同区带的方法。离心小组合作

请各小组分别预测一下每一代离心之后试管中DNA的位置，用笔在学案上对应的地方标示出来，并思考这两种假说的区别。半保留复制全保留复制子一代亲代子二代15N15N15N15N15N14N1/215N15N1/214N

14N1/215N14N1/214N

14N1/415N15N3/414N

14N一、对DNA复制方式的探究作出假说演绎推理实验验证1.实验者：美国生物学家梅赛尔森和斯塔尔2.实验材料：大肠杆菌（分裂快，约20min分裂一次）3.实验方法：同位素标记技术、密度梯度离心技术4.实验过程及结果:DNA的复制是_______复制。半保留得出结论假说-演绎法5、DNA的复制方式为半保留复制科学方法小结：4、实验证明DNA半保留复制实验验证3、根据不同复制模式，预测实验结果演绎推理2、推测可能的复制方式（半保留/全保留）作出假说1、DNA是如何复制的?提出问题得出结论二、DNA复制的过程分析资料，获取信息

资料一：科学家将变形虫放在有标记过的脱氧核苷酸培养液中，一段时间后，在细胞核中首先发现有标记的DNA分子。资料二：科学家通过生化分析得知，细胞分裂间期细胞中脱氧核苷酸含量开始时很低，不久急剧增加，细胞分裂时又逐渐降低到初始水平。随着脱氧核苷酸含量的动态变化，DNA聚合酶的活性也随之出现显著变化。资料三：

步骤①：1956年，美国生物化学家康贝格在试管中，将大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸的人工合成体系中。结果：在试管中四种脱氧核苷酸不能合成DNA分子。步骤②：康贝格在上述试管中加入少量DNA分子作模板和ATP作能源物质，培养在适宜温度条件下，一段时间后，测定其中DNA的含量。结果：试管中的DNA含量增加，且（A+T）/(C+G)的比值与所加入模板中一样。(1)场所：(2)时间：(3)条件：酶:原料:能量:模板:细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数第一次分裂前的间期)二、DNA复制的过程(1)场所：(2)时间：(3)条件：真核细胞：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体原核细胞：拟核（主要）ATP游离的4种脱氧核苷酸DNA聚合酶1.DNA复制可以分为哪几个步骤？2.DNA复制有什么特点？3.DNA准确复制的原因？4.DNA准确复制的意义？Copyright©2018芃苇_PengV.AllRightsReserved.⑴解旋：在能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶1.过程:二、DNA复制的过程Copyright©2018芃苇_PengV.AllRightsReserved.⑵合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氢键二、DNA复制的过程Copyright©2018芃苇_PengV.AllRightsReserved.CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTA5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'

合成方向：子链的5'端→3'端形成磷酸二酯键二、DNA复制的过程⑵合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。Copyright©2018芃苇_PengV.AllRightsReserved.（3）形成子代DNA分子：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'解旋酶酶5'3'3'5'DNA聚合酶5'3'前导链5'3'冈崎片段DNA连接酶DNA聚合酶的底物：脱氧核苷酸DNA连接酶的底物：DNA片段后随链前导链与后随（滞后链）：互补配对单链附着蛋白二、DNA复制的过程二、DNA复制的过程2.特点:①边解旋边复制②半保留复制3.DNA准确复制的原因：

研究表明，DNA的复制总能准确无误地进行，其复制过程中出错的概率仅为1/20000。①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。②碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。DNA通过复制，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。亲代细胞子代细胞亲代细胞和子代细胞DNA的碱基序列_______。相同4.DNA准确复制的意义？二、DNA复制的过程GAA5，3，AGA5，3，AAAGGA【课堂活动】：在希沃白板上拖动动画，演示DNA的复制过程。注意观察课本图3-10中，子链的合成方向！8.DNA复制的方向二、DNA复制的过程（拓展应用）5'3'信息1：DNA聚合酶的特点：①它只能把游离的脱氧核苷酸加在3'端②延伸脱氧核苷酸链信息2：解旋酶只能单向解开双链?与社会的联系：PCR技术多聚酶链式反应

polymerasechainreaction①犯罪现场的确定②亲子鉴定③核酸检测（实时荧光RT-PCR技术）课堂小结：