3.3DNA的复制课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

以青春之名，书写家国担当 以青春之名，书写家国担当 DNA复制的应用 PCR技术：是利用DNA复制的原理，在体外完成DNA复制的一种分子生物学技术。 微量的DNA经过PCR扩增后， DNA片段的量将大幅增加。无论是化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR加以放大。这也是“微量证据”的威力之所在。 第3节：DNA的复制 既然了解了PCR技术，也认识到了DNA的结构，请你推测如果要体外合成DNA需要在反应体系中加入哪些成分呢？ 第一部分 对DNA复制的推测 资料一：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶，结果并未得到DNA分子。 资料二：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶。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。 思考1：这两个实验有什么区别？ 思考2：说明了什么？ 思考3：DNA是以什么样的方式进行复制的呢？ DNA的复制还需要模板 一、对DNA复制的推测 原料、能量、酶 一、对DNA复制的推测 ——半保留复制 亲代DNA分子 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。 新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。 假说一： 有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说 过渡 一、对DNA复制的推测 指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 假说二： ——全保留复制 亲代DNA分子 一、对DNA复制的推测 DNA 复制是镶嵌型的复制，即在子代 DNA 两条链中，母链和子链片段镶嵌存在，也叫弥散复制。 假说三： ——分散复制 亲代DNA分子 提出问题 作出假设 演绎推理 实验验证 得出结论 DNA的复制方式? (1)半保留复制 (2)全保留复制 (3)弥散复制 设计实验 证明DNA半保留复制的实验 思考•讨论 思考1：这两种假说从结果上来看有什么区别？ 思考2：如果要设计实验验证假说，那么需要重点观察什么？ 思考3：如何区分模板DNA母链和新合成的DNA子链呢？ 第二部分 DNA半保留复制的实验证据 证明DNA半保留复制的实验 思考•讨论 任务一 阅读课本P53及“证明DNA半保留复制的实验”思考如下问题： 该实验用什么元素标记母链和子链？为什么？ 如何测定子代DNA带有同位素的情况? 该实验的具体流程是什么? 提出问题 作出假设 演绎推理 实验验证 得出结论 设计实验 用什么方法能在实验中直观区分母链和子链？ 同位素标记法。 该实验用什么元素做标记？为什么？ 证明DNA半保留复制的实验 思考•讨论 通过实验区分DNA复制方式的三种假说,实验的关键是什么? 区分亲代和子代DNA 1.实验关键和方法 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。 提出问题 作出假设 演绎推理 实验验证 得出结论 设计实验 含15N的DNA比含14N的DNA密度大；利用离心技术可以在试管中区分不同N元素的DNA分子 证明DNA半保留复制的实验 思考•讨论 中带 14N/14N 轻带 重带 根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA 2.背景知识 如何测定子代DNA带有同位素的情况? 15N/14N 15N/15N 提出问题 作出假设 演绎推理 实验验证 得出结论 设计实验 证明DNA半保留复制的实验 思考•讨论 3.实验过程 分裂一次 提取DNA 离心 15N/ 15N-DNA 14NH4Cl 再分裂一次 繁殖若干代 上 中 下 上 中 下 提取DNA 离心 上 中 下 哪个位置？ 哪个位置？ 15NH4CI 提取DNA 离心 14NH4Cl 14NH4Cl 提出问题 作出假设 演绎推理 实验验证 得出结论 设计实验 证明DNA半保留复制的实验 思考•讨论 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 (1)半保留复制 (2)全保留复制 (3)弥散复制 亲代 第一代 第二代 中带 轻带 重带 提出问题 作出假设 演绎推理 实验验证 得出结论 设计实验 证明DNA半保留复制的实验 思考•讨论 分裂一次 再分裂一次 亲 代 子一代 子二代 15N/14N 14N/14N 15N/14N 15N/15N DNA的复制是以半保留方式进行的 第三部分 DNA复制的计算 第一代 亲 代 第二代 第三代 15N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14