3.3 DNA的复制-【学好生物】2022-2023学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）

3.3 DNA的复制 1 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? DNA指纹技术 下图中怀疑对象中，谁最可能是嫌疑犯？DNA指纹技术还有哪些用途？ 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。” 《核酸的分子结构》论文节选 问题探讨 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？ 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？ 1.碱基互补配对原则暗示着DNA的复制机制可能是保留复制。 2.因为当时沃森和克里克并没有通过严谨的实验证明DNA的复制机制，因此在论文中用了“可能”二字。这反映出科学研究必须尊重事实。要严谨对待每一种推测。 问题探讨 一 DNA复制推测 ①DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂；②解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依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；③新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称做半保留复制。（教材P53） 全保留复制： 指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 半保留复制假说： 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？ 一 DNA复制推测 二 DNA半保留复制的实验 二 DNA半保留复制的实验 1.作出假设 半保留复制 全保留复制 弥散复制 DNA复制是一种半保留式的复制 。 每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。 问题1:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法 2.演绎推理 亲代DNA分子 同位素标记技术 问题2:如果用同位素(放射性)进行标记,用什么元素? 可用C、H、O、N、P 问题3:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？ 二 DNA半保留复制的实验 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 14N/14N-DNA 如果DNA复制是半保留复制 第一代会出现的结果是 第二代会出现的结果是 2.演绎推理 二 DNA半保留复制的实验 2.演绎推理 15N / 14N-DNA 15N / 15N-DNA 14N / 14N-DNA 15N / 14N-DNA 15N 14N 亲代 DNA 子一代DNA 子二代DNA 15N 15N 14N 15N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 15N 二 DNA半保留复制的实验 提取DNA，离心 密度 低 高 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂1次 提取DNA，离心 提取DNA，离心 15N/15N-DNA 细胞再分裂1次 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 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 重链 中链 1/2轻链 1/2中链 4.得出结论 3.验证假设 二 DNA半保留复制的实验 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 4、证明DNA半保留复制的实验 得出结论 二 DNA半保留复制的实验 ①真核生物主要在细胞核（线粒体、叶绿体） ②原核生物主要在拟核 ③病毒在宿主细胞 细胞分裂前的间期（有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期） 2.场所： 3.时间： 1.概念： 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA→DNA。 4.过程: 二 DNA复制的过程 二 DNA复制的过程 解旋——在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开 合成子链——DNA聚合酶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 复旋——随着解旋进行，子链不断延伸，每条新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构 二 DNA复制的过程 6.DNA复制的特点: 边解旋边复制 (从过程上看) 半保留复制 (从结果上看) ①模板： ②原料： ③能量 ④酶 ： 亲代DNA的两条链 4种游离的脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶等 5.DNA复制的条件 7.DNA复制的结果 ATP 形成两个完全相同的DNA分子 二 DNA复制