3.3 DNA的复制-【优选备课】2022-2023学年高一生物同步优质课件（人教版2019必修2）

3.3 DNA的复制 第3章 基因的本质 双螺旋结构 A G C T T C G A A T 磷酸二酯键 5' 3' 3' 5' 平面结构 5´ 3´ 5´ 3´ 氢键 【回顾】 1953年沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构—脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文发表在英国《自然》杂志上。 2 2 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” 学科网原创 1、碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？ 暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。 问题探讨 2、这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具有什么特点？ 《核酸的分子结构》论文节选 科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的实验证据之上。 一、对DNA复制的推测 DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋_____，互补的碱基之间的氢键_____，________________分别作为复制的模板，游离的____________根据____________原则，通过形成_____，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来的DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式称__________。 碱基互补配对 断裂 解开的两条单链 脱氧核苷酸 氢键 半保留复制 解开 沃森和克里克紧接着发表第二篇论文，提出了遗传物质自我复制的假说： 全保留复制：是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是________的 新合成 这一假说提出后，也有人持不同的观点，提出了全保留复制的假说： 半保留 复制 全保留 复制 需要通过实验验证 首要问题，如何区分开亲代与子代的DNA？ 二、DNA半保留复制的实验证据 1.实验者： 2.实验材料： 3.实验技术 ： 1958年（美）梅塞尔森和斯塔尔 4.背景知识： 大肠杆菌（繁殖快，20min一代） 同位素标记技术、密度梯度离心技术 ①15N和14N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； ②利用离心技术可以在试管中区分含有不同氮元素的DNA； 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA 轻带 中带 重带 假如半保留复制是正确的，实验的预期会是怎样的？ 重DNA 中DNA 1/2轻DNA 1/2中DNA 半保留复制 演绎推理 15N15N 14N14N 15N15N 15N15N 14N14N 14N14N 14N14N 亲代DNA 第一代出现的结果是 第二代出现的结果是 全保留复制 演绎推理 重DNA 1/2轻DNA 1/2重DNA 3/4轻DNA 1/4重DNA 假如全保留复制是正确的，实验的预期又会是怎样的？ 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 14N/14N-DNA 15N/14N-DNA 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂1次 细胞再分裂1次 证明DNA半保留复制的实验 实验结果表明：DNA的复制是以半保留的方式进行的 大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 实验 密度 低 高 15N/15N-DNA 提取DNA，离心 重带 提取DNA，离心 15N/14N-DNA 中带 提取DNA，离心 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 1/2轻带 1/2中带 作出假说 演绎推理 实验验证 2、推测可能的复制方式 3、推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果 5、结论：DNA复制是半保留复制 1、DNA的是如何复制的? 提出问题 半保留复制 全保留复制 假说——演绎法 DNA复制方式的探究历程 4、证明DNA半保留复制的实验 得出结论 DNA复制方式的探究历程 亲 代 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 【补充拓展】DNA分子复制的计算 复制1次 复制2次 复制3次 2 4 8 =21 =22 =23 1、若把一个含15N标记的DNA分子（0代）转移到14N的 培养基中培养（复制）n代，其结果分析如下表： DNA分子 数（条） 脱氧核苷 酸链数（条） 子代 含15N 含14N 只含15N 只含14N 2n 2 2n 亲代DNA 复制1次 复制2次 复制3次 22 23 21 0 2n - 2 2n+1 2 2n+1-2 【补充拓展】DNA分子复制的计算 例1：一个DNA被15N标记的大肠杆菌，在只含14N的