3.3 DNA的复制课件2020-2021学年高一下学期生物人教版必修2

第3章 基因的本质 第三节 DNA的复制 思考：生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代的？ DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，即1DNA→2DNA。 新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？ 一、对DNA分子复制的推测 半保留复制P52沃森,克里克 全保留复制 二、DNA半保留复制的实验证据(选学) 1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料。 . 运用技术： 怎样把不一样的DNA分开呢？ N.Ｐ 想一想 ：可以用什么同位素去标记DNA？ (密度梯度离心技术) 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA (轻链) (中链) (重链) 同位素示踪技术 转移到含14NH4Cl的培养液中 15N/15N DNA 15N/14N DNA 14N/14N DNA 15N/14N DNA 大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 红线代表15N链 蓝线代表14N链 红线代表15N链 蓝线代表14N链 实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的 亲 代 第一代 第二代 第三代 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N (1DNA) (2DNA) (4DNA) (8DNA) 亲 代 第一代 第二代 第三代 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 1 (1DNA) (2DNA) （2nDNA） （2n+1单链） 第n代 (4DNA) (8DNA) 变通：亲代母链与子代DNA链数之比为： 含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为： 规律1：亲代DNA复制n代后，DNA分子数为＿＿＿，含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿，不含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿＿ 1/2n　　 2/ 2n 2n 2个 2n－2 解释 【智慧眼——寻找规律】 被15N标记了双链的1个DNA分子以14N为原料复制n代,问： 被15N标记了双链的1个DNA分子以14N为原料复制n代，假设1个DNA分子含有m个脱氧核苷酸。问： 规律2： （1）子代DNA分子数？ （2）子代DNA分子所含脱氧核苷酸链数？ （3）复制n代，总共需要消耗的脱氧核苷酸数？ （4）复制第n代时，需要消耗的脱氧核苷酸数？ 2n m×（2n-1） m×2n-1 2n+1 【智慧眼——寻找规律】 三、DNA复制的过程 1、定义： 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 2、时间： 3、场所： 真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体 原核生物：细胞质 有丝分裂间期，减Ⅰ间期 4、条件： 资料分析：1956年，美国生化学家康贝格从大肠杆菌中提取出了DNA聚合酶加入到具有4种丰富脱氧核苷酸的人工合成体系中，经保温孵育后测定DNA含量，发现并没有DNA生成;当加入了少量DNA做引子，并再加入ATP和解旋酶，再经保温孵育后，测定DNA含量，发现DNA含量增加了，而且增加DNA的(A+T):(C+G)的比值与所加入的DNA引子相同。 思考： ①事先放入4种脱氧核苷酸起什么作用? ②加入DNA聚合酶、解旋酶的作用是什么? ③加入ATP的作用是什么？ ④为什么要加入少量DNA? 原料 催化 供能 模板 1）解旋：利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把螺旋结构的双链逐渐解开。 DNA解旋酶：打开双螺旋，破坏氢键 5、过程： 按照碱基互补配对原则，进行配对 2）配对 以解开的母链为模板 以细胞中游离的脱氧核苷酸为原料 在DNA聚合酶的作用下将配对的脱氧核苷酸连接起来，形成子链。 3）合成子链 DNA聚合酶 4）延伸和盘旋：每条母链和新合成的子链一起恢复双螺旋结构，形成新子代的DNA分子。 资料分析：科学家在研究DNA的复制时，在适宜情况下人工合成DNA，实验过程如下： 完全解旋需要7小时 DNA分子 ATP 解旋酶 4种脱氧核苷酸 ATP DNA聚合酶 得到子代DNA需要8小时 A组实验 DNA聚合酶 4种脱氧核苷酸 DNA分子 ATP 解旋酶 得到子代DNA只需要7.5小时 特点：边解旋边复制 多点解旋多点复制 B组实验 15小时 解旋酶催化（氢键断裂） 解旋： 模板 （在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行碱基配对） 复制: 以母链为模板进行碱基配对 母链（旧链） 子链（新链） 复制后的DNA（双螺旋） 同时进行 组成 DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，使得DNA双链的氢键断裂，这样使得螺旋结构的DNA双链解开。——DNA分子的双链像拉链一样被拉开 5、过程： 6.DNA复制意义