3.3 DNA的复制-2023-2024学年高一生物下学期备课小能手优质教学课件（人教版2019必修2）

必修二 第三章 第3节 教师： 第3节 DNA的复制 思考：遗传物质应具备什么样的特点？ （一）发现问题： DNA是怎么复制的？ 1.能够准确地复制自己 2.能够指导蛋白质合成，控制生物性状和新陈代谢 3.具有贮存遗传信息的能力 4.结构比较稳定 一、探究DNA的复制方式 （二）对DNA分子复制的推测——提出假说 2.看不见的DNA分子，如何观察？ 同位素标记技术 思考： 1.“探究DNA复制是哪种方式？”实验设计的关键思路是什么？ 通过实验来区分亲代与子代的DNA。 半保留复制 全保留复制 子代DNA 亲代DNA 3.不同密度的DNA分子应如何区分？ 密度梯度离心 15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，15N的DNA比14N的DNA密度大。利用离心技术可在试管中分开不同氮元素的DNA。 15NH4Cl 14N/ 14N-DNA 15N/ 15N-DNA 繁殖若干代 提取DNA离心 提取DNA离心 分裂一次 DNA复制一次 再分裂一次 DNA再复制一次 15N/ 15N-DNA 14NH4Cl 大肠杆菌 半保留复制 第一代 第二代 全保留复制 14N/14N－DNA 15N/15N－DNA （三）实验预期——演绎推理 第1代 亲代 全保留复制假说 第2代 全部位于 重带 15N/ 15N 1/2位于轻带 1/2位于重带 14N/ 14N 15N/ 15N 3/4位于轻带 1/4位于重带 14N/ 14N 15N/ 15N 离心 离心 离心 （三）实验预期——演绎推理 第1代 亲代 第2代 半保留复制假说 离心 离心 离心 全部位于 重带 15N/ 15N 全部位于 中带 14N/ 15N 1/2位于轻带 1/2位于中带 14N/ 14N 14N/ 15N 重 带 中 带 轻 带 （三）实验验证——得出结论 结论： DNA的复制是 半保留复制 得出结论 发现问题 提出假说 演绎推理 实验验证 半保留复制、全保留复制 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 结论：DNA复制是半保留复制 DNA是如何复制的? 证明DNA半保留复制的实验 科学研究的方法——假说演绎法 二、DNA的复制过程 阅读教材P55“DNA复制的过程”及图3-10，思考下列问题： 1.DNA复制的时间和场所？ 2.DNA的复制分为几个阶段? 3.每个阶段需要哪些基本条件？ 概念 时间 场所 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 细胞分裂前的间期 真核细胞：细胞核（主要）、线粒体和叶绿体； 原核细胞：拟核 病毒：宿主细胞中（如：噬菌体侵染大肠杆菌） 资料1：美国生化学家康贝格从大肠杆菌中提取出了DNA聚合酶加入到具有4种脱氧核苷酸的人工合成体系中，经保温孵育后测定DNA含量，发现并没有DNA生成;当加入了少量DNA做引子，并再加入ATP和解旋酶，再经保温孵育后，测定DNA含量，发现DNA含量增加了，而且增加DNA的(A+T):(C+G)的比值与所加入的DNA引子相同。 思考： ①事先放入4种脱氧核苷酸起什么作用? ②加入DNA聚合酶、解旋酶的作用是什么? ③加入ATP的作用是什么？ ④为什么要加入少量DNA? 原料 催化 供能 模板 条件 DNA 复制需要脱氧核苷酸作为原料、DNA 聚合酶的催化、ATP提供能量和少量 DNA 作为模板等基本条件 完全解旋需要7小时 DNA分子 ATP 解旋酶 4种脱氧核苷酸 ATP DNA聚合酶 得到子代DNA需要8小时 A组实验 DNA聚合酶 4种脱氧核苷酸 DNA分子 ATP 解旋酶 得到子代DNA只需要7.5小时 边解旋边复制 B组实验 15小时 资料2：哺乳动物的DNA分子展开可达2米，科学家在研究DNA的复制时，在适宜情况下人工合成DNA，实验过程如下： 过程 解旋 过程 解旋酶 使氢键断开 断开氢键的方式： 解旋酶 加热等 解旋 合成子链 过程 DNA聚合酶 连接脱氧核苷酸单体 形成磷酸二酯键 注意：氢键形成不需要酶（是自发的） 子链延伸方向 从子链的5'端向 3'端延伸 解旋酶 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ DNA 聚合酶 DNA 聚合酶 过程 解旋 合成子链 复旋 过程 边解旋边复制 (从过程上看) 半保留复制 (从结果上看) 特点 左图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。 果蝇DNA复制的电镜照片 特点：多位点复制 (1)DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板。 (2)通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。 意义 准确复制的原因 将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。 DNA的复制 平分 场 所 时 间 条 件 模 板