3.3 DNA的复制-【精讲课堂】2023-2024学年高一生物同步教学实用课件（人教版2019必修2）

第3节 DNA的复制 科学家们 了解到了：DNA是4种脱氧核苷酸为单位链接的长链 威尔金斯 富兰克林 利用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱。 沃森、克里克 基于资料理论，进行研究并最终提出：DNA双螺旋结构 DNA的复制 ? 前情回顾：名人榜 查哥夫 发现DNA中碱基，A与T的数量相等，C与G的数量相等。 问题探讨 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 1.复制机制可能是怎样的？ 2.为什么用“可能”？ 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的复制可能需要先解开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证据之上。 一、对DNA复制的推测 1.沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说： 半 保 留 复 制 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。 内容 新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。 结果 一、对DNA复制的推测 2.科学家们产生不同观点： 半 保 留 复 制 弥散复制 全保 留 复 制 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。 科学的研究方法 2.推测可能的复制方式 3.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 4.完成实验 1.DNA的是如何复制的? 半保留复制 全保留复制 ...... 假说—演绎法 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 科学的研究方法 梅塞尔森 斯塔尔 1958年 同位素标记技术 15N和14N是氮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分离开含有相对原子质量不同的N元素的DNA。 科学的研究方法 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA (轻带) (中带) (重带) 密度梯度离心技术 二、DNA半保留复制的实验证据 1.实验过程： 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。 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 半保留复制 二、DNA半保留复制的实验证据 2.若DNA复制的方式是全保留复制，请你预期实验结果。 大肠杆菌 DNA在离心管中的位置及比例 DNA分子所含N的类型 亲代 下部，100% 第1代 第2代 15N/15N 15N/15N-DNA，14N/14N-DNA 下部50%，上部50% 下部25%，上部75% 15N/15N-DNA，14N/14N-DNA 二、DNA半保留复制的实验证据 3. 若DNA复制的方式是分散复制，则第一代和第二代分别出现几条带，位置如何？ 第一代和第二代都只有1条带，第一代的条带位置居中，第二代的条带比第一代偏上。 二、DNA半保留复制的实验证据 4.实验结果： DNA的复制是半保留的方式 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 复制的过程 三、DNA复制的过程 ①解旋：在细胞提供的能量的驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开,这个过程叫作解旋。 ②合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。 ③复旋：随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断延伸。同时每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。 三、DNA复制的过程 1.DNA复制的概念 2.发生时期 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。 3.发生场所 主要是细胞核（线粒体、叶绿体） 有丝分裂间期和 减数分裂前的间期 三、DNA复制的过程 4.条件 模板 原料 酶 能量 DNA分子的两条母链 细胞中游离的4种脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶等 ATP（破坏氢键） DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA独特的双螺旋结构