3.3DNA的复制课件2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

第3章 基因的本质 第3节 DNA的复制 1 导入新课（复习导入） 20世纪40年代，艾弗里及其同事通过肺炎链球菌转化实验，证明了DNA是遗传物质。1952年的噬菌体侵染细菌实验，进一步证明了DNA是遗传物质。1953年，沃森和克里克提出了20世纪最重要的科学发现之一——DNA双螺旋结构。随着这些重要的科学发现，人们对DNA的认识越来越深刻。但是在研究过程中，也出现了更多有待研究的问题。 导入新课（复习导入） 比如，在噬菌体侵染细菌的实验中，科研人员在检测细菌裂解释放出来的新形成的子代噬菌体有无放射性时发现，在32P标记DNA的情况下子代噬菌体也具有放射性。上述实验结果说明遗传物质具有何种功能呢？ DNA作为遗传物质，它是如何进行复制的呢？ 导入新课（情境导入） 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。” 思考： 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？ 环节一：对DNA复制的推测 到底哪种假说正确呢？ 5 环节二：DNA半保留复制的实验证据 1.如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 提示：把复制出的子代DNA链（子链）和原来的链（母链）区别开，观察它在新DNA中出现的情况。 2.如何在实验中直观地区分母链和子链？ 提示：可以使用同位素标记法。 6 环节二：DNA半保留复制的实验证据 3.如果用同位素标记法，标记什么元素比较好？ 提示：15N和14N是N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。 7 环节二：DNA半保留复制的实验证据 科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的。然后，将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。 用红色代表DNA母链，黑色代表新合成的子链，画出一个DNA分子半保留复制两代后，各代DNA分子的组成情况；DNA分子全保留复制两代后，各代DNA分子的组成情况；以及DNA分子分散复制两代后，各代DNA分子的组成情况。 8 环节二：DNA半保留复制的实验证据 按照假说—演绎法，对DNA分子的复制方式进行探究。 9 环节二：DNA半保留复制的实验证据 1.提出问题：DNA是如何复制的？ 2.作出假说：DNA是以半保留（或全保留或分散）的方式复制的。 10 环节二：DNA半保留复制的实验证据 3.演绎推理：对不同的复制方式进行演绎推理，根据离心的原理推测各种复制方式的预期结果。 （1）半保留复制的演绎推理 11 环节二：DNA半保留复制的实验证据 3.演绎推理：对不同的复制方式进行演绎推理，根据离心的原理推测各种复制方式的预期结果。 （2）全保留复制的演绎推理 12 环节二：DNA半保留复制的实验证据 3.演绎推理：对不同的复制方式进行演绎推理，根据离心的原理推测各种复制方式的预期结果。 （3）分散复制的演绎推理 13 环节二：DNA半保留复制的实验证据 4.实验验证，得出结论 得出结论：DNA复制方式为半保留复制。 14 环节三：DNA复制的过程（思路一） 资料1 1956年，美国生物化学家科恩伯格首次分离出DNA聚合酶，并构建了DNA体外合成体系。他向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、能量和DNA聚合酶，结果并未得到DNA分子。 资料2 科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、能量和DNA聚合酶，又加入了微量的DNA分子。结果有新的DNA产生，且与加入的微量DNA分子相同。 15 环节三：DNA复制的过程（思路一） 根据资料推测，DNA复制需要什么条件？ 需要DNA分子作为模板。 ①请根据DNA在细胞内的分布推测DNA复制的场所。 ②请根据已有知识推测DNA复制发生的时间。 ③根据DNA的结构，你认为合成DNA所需的原料是什么？ ④细胞要利用脱氧核苷酸高效完成DNA复制，还需要什么条件？ 16 环节三：DNA复制的过程（思路一） 资料3 为探究DNA合成所需要的条件，科学家做了如下实验。各组均为人工合成体系并保持适宜的温度和pH。 组别 四种脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶等 ATP 少量DNA 是否复制出DNA产物 1 √ × × × 否 2 √ √ × × 否 3 √ √ √ × 否 4 √ √ × √ 否 5 √ √ √ √ 是 DNA复制需要的条件有原料、酶、能量、模板等。 17 环节三：DNA复制的过程（思路一） 阅读教材相关内容，结合“DN