3.3 DNA的复制-2023-2024学年高一生物同步课堂精优课件（人教版2019必修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。” 《核酸的分子结构》论文节选 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？这反应科学研究具有什么特点？ 碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，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。 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。 问题探讨 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？ 第3章 基因的本质 自主探究 阅读P53-P56回答问题 1、沃森和克里克对DNA复制作出了怎样的推测？什么是半保留复制和全保留复制？ 2、证明DNA半保留复制实验的科学家、实验材料、实验方法、实验思路、实验过程、结果和结论是什么？ 3、DNA复制的概念、时间、过程、条件、准确复制原因、意义是什么？ 一、对DNA复制的推测 1、沃森和克里克对DNA复制作出了怎样的推测？什么是半保留复制和全保留复制？ 推测： DNA 复制时，DNA 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。 新合成的每个 DNA 分子中，都保留了原来 DNA 分子中的一条链的复制方式。 假说1：半保留复制 假说2：全保留复制 DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的复制方式。 假说3：分散复制 DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是随机的复制方式。 思考讨论 1、如何来证明这3个假说哪个是正确的？ 2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 3、如何在实验中直观区分母链和子链？ 4、如果用同位素标记法，标记什么元素好？ 5、试着给出不同假设下DNA复制两代的预期实验结果。 通过实验验证 区分DNA子链和母链，并观察他们在新DNA中出现的情况。 同位素标记法 15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性)，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。 5、试着给出不同假设下DNA复制两代的预期实验结果。 15N 15N 15N 15N 15N 15N 半保留复制 全保留复制 分散复制 1/2轻带DNA 重带DNA 1/2重带DNA 3/4轻带DNA 1/4重带DNA 重带DNA 中带DNA 1/2轻带DNA 1/2中带DNA 重带DNA 中带DNA 中带DNA 亲代 子1代 子2代 二、DNA半保留复制的实验证据 2、证明DNA半保留复制实验的科学家、实验材料、实验方法、实验思路、实验过程、结果和结论是什么？ 科学家: 同位素标记法15N和14N、密度梯度离心法 1958年美国生物学家梅塞尔森(M.Meselson)和斯塔尔(F.Stahl) 实验材料： 大肠杆菌 科学方法： 实验思路: 将DNA是15N标记的大肠杆菌，培养在含14N的培养液中，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行离心，观察离心后试管中DNA的位置。 实验过程和结果 结论： 大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 细胞再分裂一次 转移到含14NH4Cl的培养液中 提取DNA，离心 提取DNA，离心 提取DNA，离心 排除DNA的复制是全保留复制 排除DNA的复制是分散复制 细胞分裂一次 第一代 第二代 半保留复制 全保留复制 分散复制 1/2轻带DNA 重带DNA 1/2重带DNA 3/4轻带DNA 1/4重带DNA 重带DNA 中带DNA 1/2轻带DNA 1/2中带DNA 重带DNA 中带DNA 中带DNA 预期结果 DNA的复制是以半保留的方式进行的。 分析问题作出假说 根据假说演绎推理 进行实验验证假说 观察现象提出问题 分析结果得出结论 证明DNA半保留复制方式的科学方法： 假说——演绎法 观察到DNA结构，提出DNA是如何复制的? 提出DNA可能的复制方式假说：半保留复制、全保留复制、分散复制。 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. 进行证明DNA半保留复制的实验 DNA的复制是以半保留的方式进行的。 三、DNA复制的过程 3、DNA复制的概念、时间、条件、过程、准确复制原因、意义是什么？ 时间： 概念： 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期。 真核细胞： 主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有。 原核细胞： 主要在