3.3 DNA的复制（精美课件）-2023-2024学年高一生物下学期同步精美课件（2019人教版必修2）

必修2 第3章 第3节 DNA的复制 DNA Copy 导入 沃森和克里克1953年发表在Nature上的揭示DNA为双螺旋结构的文章 讨论 这句话中为什么要用“可能”两个字？这反应了科学研究具有什么特点？ 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。 沃森&克里克的观点：半保留复制 DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基间氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根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。由于新合成的每个DNA中都保留了原来DNA中的一条链，这种复制方式称作半保留复制。 对DNA复制的推测 其他观点：全保留复制 对DNA复制的推测 全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新和成的。 对DNA复制的推测 其他观点：分散复制 分散复制是指分散复制是指复制后的DNA的两条链都包含亲代的片段与新合成的片段 到底哪一种假说是正确的呢？ 15N(有放射性)、 14N (没有放射性) DNA半保留复制的实验证据 (1)科学家：美国生物学家梅尔尼森&斯塔尔 (2)需解决的核心问题：亲代中的DNA如何到子代中去？ (3)实验思路：区分亲、子代的DNA (4)技术：同位素标记技术&密度梯度离心 用到的同位素： ①同位素标记技术 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，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA。 ②密度梯度离心 用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。 15N / 15N 全保留复制 15N / 15N 14N / 14N 15N / 14N 15N / 14N 15N / 15N 半保留复制 15N / 15N 分散复制 15N / 14N 15N / 14N (5)研究对象：大肠杆菌 思考：使用大肠杆菌作为研究对象的好处是什么？ 繁殖快、易培养 思考：何如标记亲、子代的DNA？ 用含有15N和14N的营养物质培养大肠杆菌即可，在大肠杆菌繁殖后就会带上被标记的DNA。 思考：何如区分受标记的DNA？ 15N和14N相对原子质量不同 思考：使用密度梯度离心法后三种类型的双链应处在什么位置？ 重： 15N / 15N 中： 15N / 14N 轻： 14N / 14N 下方 中间 上方 ①用含有15NH4Cl 的培养液培养大肠杆菌，让其繁殖若干代 让亲代DNA的每一条链（母链）被15N标记。 思考：这样做的目的是什么？ (6) 实验过程： 15NH4Cl ②提取大肠杆菌的DNA，并进行离心 思考：观察到的实验结果是怎样的？ ③用含有14NH4Cl 的培养液培养大肠杆菌，让其繁殖一代 14NH4Cl 14NH4Cl为DNA子链合成提供原料，让新合成的子链DNA获得14N标记，为排除全保留复制。 思考：这样做的目的是什么？ 思考：如何保证细胞分裂一次？ E.coli 20min 分裂一代 重：15N / 15N ④提取大肠杆菌的DNA，并进行离心 思考：观察到的实验结果是怎样的？ 中：14N / 15N 14NH4Cl ⑤让大肠杆菌在14NH4Cl 的培养液中再繁殖一代 14NH4Cl为DNA子链合成提供原料，检查新合成的子链DNA是否会出现14N / 14N标记，排除分散复制。 思考：这样做的目的是什么？ ⑥提取大肠杆菌的DNA，并进行离心 思考：观察到的实验结果是怎样的？ 中：14N / 15N 轻：14N / 14N 证明：DNA的复制方式是半保留复制 注意 中：14N / 15N 中：14N / 15N 14N / 15N 中：14N / 15N 第二代的条带比第一代偏上 分散复制情况分析： 作出假说 演绎推理 实施实验，统计结果 根据假说演绎推理两种复制模型得到的子代DNA的结果 实验验证 观察DNA的结构，DNA是如何复制的? 提出问题 半保留复制 全保留复制 分散复制 假说——演绎法 DNA复制方式的探究历程： 得出结论 DNA是半保留复制的 DNA的复制过程 1.概念： 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 2.时期： 真核生物：有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期。 3.场所： 真核细胞：主要在细胞核（线粒体、叶绿体中也存在）。 原核细胞：主要在拟核（质粒中也存在）。 病毒：在宿主细胞中。 4.过程： 解旋 ↓ 合成子链 ↓ 重新螺旋 4.具体过程： 能量 解旋 脱氧核糖核苷酸 DNA聚合酶、DNA连接酶、ATP水解酶 双螺旋结构 解旋和复制的过程是同时进行的 思考 Q4:氢键的形成需要酶的催化吗？ Q1:解旋过程中解旋酶破坏